一种带稳压装置的流速和流量测定装置及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及工程测量及实验仪器，尤其涉及一种带稳压装置的流速和流量测定装 置及其方法。
【背景技术】
[0002] 液位的测量，在工程领域和实验仪器领域，是广泛存在的要素，液位的计量是计量 科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。液位测量的 方便和精确性，对保证产品质量、提高工程生产率、促进科学技术的发展都具有重要的作 用。
[0003] 传统的机械式液位测量，居多的是直接测读，对空间的方便性不足。也有通过连通 管转接引用进行测读，但可能存在连通管中存在汽水组合、液位压力波动不稳等问题，如果 存在其气水组合，则会导致错误失真的数据，压力不稳则可能引起读数困难和误差较大的 后果。另外，目前的检测装置较多采用精密的感应元件或探头，将此类设备长期浸渍在液体 中，必然导致其灵敏度逐渐降低，最终失效。因而造成元件损坏，严重可能导致整台设备需 要大修或直接报废。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种带稳压装置的流速和 流量测定装置。具体技术方案如下：
[0005] -种带稳压装置的流速和流量测定装置，其包括测量口、连接管、排气装置、测压 装置、液位探测杆、稳压桶、测压箱、测压管、储水箱和管嘴;液位探测杆中空，测量口开设于 液位探测杆一端，液位探测杆另一端通过连接管与测压装置密闭连接，测压装置用于测量 连接管内的气压;排气装置与连接管相连，用于排出连接管内的液体;稳压桶罩于测量口 外，且顶部开设有若干个排气孔，下部开设若干个进液孔;测压装置包括测压箱和测压管， 测压箱密闭并与所述的连接管相通，测压管垂直固定于测压箱顶部，且管底伸入测压箱内， 使用状态下测压箱内注有没过测压管底部的液体;测量口设置于储水箱内，且储水箱上带 有管嘴。
[0006] 作为优选，所述的排气装置为气栗，气栗与连接管通过管路相通，且该段管路上设 有阀门，排气口设置于阀门与气栗间的管路上，排气口设置标准为：当测量口置于待测液体 中并利用气栗进行排液时，气栗的输入气量大于从排气口排出的气量。
[0007] 作为进一步的优选，所述的阀门与气栗间之间设有气压罐，所述的排气口开设于 气压罐上。
[0008] 本发明的另一目的在于提供一种使用所述装置的流速和流量测定装置方法，步骤 如下:首先将阀门打开，并将测量口放入储水箱内的待测液体某一深度处，将连接管内的气 体从排气口排出，在液位稳定后对测压管的液面高度出进行测量;再打开气栗对连接管进 行鼓气，将连接管内液体排出，待测压管的液面高度趋于稳定时，关闭阀门，对此时待测压 管的液面高度H2进行读数并换算成待测液位高度Η，换算公式如下：
[0009]
[0010]其中：Pi为待测液体密度，Ρ2为测压箱中液体密度，g为重力加速度；
[0011] 再测量测量口与管嘴的高度差ΔΗ，并根据以下公式换算成管嘴的出口流速v和流 量Q:
[0012]
[0013]
[0014] 其中:μν和與分别为孔口流速和流量系数，A为管嘴面积。
[0015] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：
[0016] 1)结构简单，操作方便，能够将装置便捷地应用于各种液体的液位测量工作者洪， 适用范围广。
[0017] 2)测量结果直观可靠，以机械方式对测量结果进行显示。
[0018] 3)装置不需要精密仪器，主体设备位于待测液体之外，而浸入液体部分结构十分 简单，不存在现有的流速和流量测定装置中各种零部件容易老化或感应探头灵敏度下降的 问题。
【附图说明】
[0019] 图1为一种带稳压装置的流速和流量测定装置结构示意图；
[0020] 图2为本发明的测压装置的一种优选形式；
[0021]图3为本发明的排气装置的一种优选形式。
[0022]图中：测量口 1、连接管2、排气装置3、测压装置4、液位探测杆5、稳压桶6、测压箱7、 测压管8、储水箱9、管嘴10、气栗301、阀门302和气压罐303。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的 技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
[0024] 如图1所示，一种带稳压装置的流速和流量测定装置，其包括测量口 1、连接管2、排 气装置3、测压装置4、液位探测杆5和稳压桶6、测压箱7、测压管8、储水箱9和管嘴10;液位探 测杆5中空，测量口 1开设于液位探测杆5-端，液位探测杆5另一端通过连接管2与测压装置 4密闭连接，测压装置4用于测量连接管2内的气压;排气装置3与连接管2相连，用于排出连 接管2内的液体;稳压桶6罩于测量口 1外，且顶部开设有若干个排气孔，下部开设若干个进 液孔。储水箱8内装有待测液体，测量口 1设置于储水箱9内，且储水箱9上带有管嘴10。
[0025] 本装置的工作原理如下:首先对未放置进液体的测压装置4压力进行记录，再将测 量口 1深入待测液体的某高度，此阶段中，连接管2中气体不断被压缩，产生压力，并由测压 装置4测得。当压力趋于稳定时，通过读取测压装置4的相应压力，并减去先前的读数，从而 得到压力差，并换算为液位高度。
[0026] 事实上，测量过程中，待测液体的波动会对最终数值产生较大的影响。为了减小此 种影响，测量口 1上可设有压力稳定装置。该装置的目的是通过设置阻尼层，减小外界的液 体波动可能对测量口 1造成的压力波动。本实施方式中的稳压桶6为一个呈圆柱状或其他形 状的筒体，罩于测量口 1外。
[0027] 测量口 1可直接与连接管2相连，但为了便于操作，采用中空的刚性液位探测杆5， 便于伸入待测液体中，也有利于测量过程的稳定，不会随待测液体的波动而变化。
[0028] 测压