具備教學效果流量數顯的自循環(huán)伯努利實驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及實驗量測領域，具體設及一種具備教學效果流量數顯的自循環(huán)伯努利 實驗裝置。
【背景技術】
[0002] 伯努利方程即為不可壓縮液體恒定流的能量方程，是水力學與流體力學=大重要 方程之一，其物理意義是；水流從一個斷面流到另一個斷面過程中，單位重液體的位能、壓 能、動能是可W相互轉換的，但前一個斷面的單位總機械能應等于后一斷面的單位總機械 能與兩斷面之間流體的能量損失之和，能量損失W熱能的形式耗散了，因此，與其他S項能 量之間的轉換是不可逆的。伯努利方程教學實驗是水力學與流體力學重要教學內容之一。
[0003] 其中，專利號為化200420091079. 5的中國實用新型專利公開了一種桌面小型化 的、具備獨立自循環(huán)恒壓供水系統(tǒng)的自循環(huán)伯努利方程實驗儀，自2005年發(fā)明W來已被國 內幾百所院校采用，方便了進行現(xiàn)代實驗教學。作為學生理論驗證性實驗，該其中很重要的 一個實驗物理量測量參數為實驗管道的流量。傳統(tǒng)測定實驗管道流量時，需要在流量穩(wěn)定 時，用重量法（即通過秒表計時，在管嘴射流的下游水槽出流口用水筒接取一筒水，并用電 子砰稱重換算得到水體積，再除W計時時間即能得到出流流量）或體積法（直接用大的量 筒接取出流水，并用秒表計時）去測量實驗管道的出流流量，費時費力，實驗環(huán)境也容易搞 濕搞臟，學生對該類傳統(tǒng)的流量測量方法學習1~2次W后即可達到實驗教學目的，不需要 對每個流體力學實驗都重復該類手工傳統(tǒng)的測量方法，可W將節(jié)省的寶貴實驗操作時間更 好的用于實驗原理探究與學習上。同時，傳統(tǒng)流量測量方法也無法實時測量實驗管道的出 流流量。
[0004] 隨著現(xiàn)代量測技術的發(fā)展，其他各行業(yè)領域的實驗儀器在現(xiàn)代量測技術的創(chuàng)新和 應用上已遠遠領先于流體力學類實驗教學儀器。而對于自循環(huán)伯努利方程實驗儀該類重要 的基礎實驗儀器想要實現(xiàn)數字化量測，想要實現(xiàn)全面測控、實現(xiàn)將來的網絡遠程實驗、實現(xiàn) 教師課堂遠程實驗量測演示，第一步要解決的就是如何實現(xiàn)上述流量的數字化量測問題。 同時，作為實驗教學儀器應該保留原來實驗管道，不能破壞伯努利實驗管道中的測壓點，并 應用流體力學基本原理來解決伯努利實驗儀中小口徑實驗管低流量的高精度測量問題的 話，會更具教學效果。
[0005] 實際市場上，可應用于伯努利實驗儀器實驗管道均勻段實驗管徑14毫米左右，水 流流量范圍10-300ml/s的小流量高精度的數顯流量測量裝置，目前處于空白狀態(tài)。教學實 驗上通常用如傳統(tǒng)的重量計時法或體積計時法手工測量為主。若配備現(xiàn)代量測儀器時，W 典型的壓差式流量儀為例，在實驗教學應用中卻有很多問題。壓差式流量儀的壓差式信號 發(fā)生器（例文丘里、孔板等）所產生的流量信號壓差大多數僅為0. 1-50厘米水柱，而現(xiàn)有 流量儀是通過水管連通管將傳感器與壓差信號發(fā)生器的測壓點直接相連通，傳感器的壓力 是通過水體傳送的，傳感器端是密封的，內有空氣阻隔，連通管中的有壓水柱不能直接作用 在傳感器的壓力巧片上，又由于傳感器內的壓力傳遞通道很細小，因而在液氣交界面上產 生很大的表面張力，其值可達到1-5厘米水柱，甚至更大，使流量信號的壓力誤差達10%W上，會造成中低端流量誤差達10% -30%，因而此類流量儀無法用于有高精度要求的教學 實驗裝置上；現(xiàn)在市場上也有供應小管徑的禍輪流量計等非壓差式流量儀，但是目前該類 型流量計1% -2%W上精度的流量測量范圍，是其滿度的70% -100%，在30%W下都是不 適用的，而自循環(huán)伯努利實驗儀實驗流量范圍正好處在30 %W下，所W也是無法選用。
[0006] 由上，對伯努利實驗儀器進行研發(fā)創(chuàng)新，研制針對伯努利實驗儀器的具備教學效 果的現(xiàn)代數顯流量儀是目前日益迫切的需求。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供了一種具備教學效果流量數顯的自循環(huán)伯努利實驗裝置，在 優(yōu)選技術方案中，具備教學效果流量數顯的自循環(huán)伯努利實驗裝置還能在正常的流量測量 實驗過程中實時調零，是低壓差高精度流量儀器。
[000引一種具備教學效果流量數顯的自循環(huán)伯努利實驗裝置，其特征在于，包括：
[0009] 自循環(huán)伯努利實驗儀，包含有：伯努利實驗管道，所述的伯努利實驗管道中的一段 為用于產生壓差信號的壓差式流量信號發(fā)生器；
[0010] 與所述壓差式流量信號發(fā)生器連接的壓差高端液氣轉換筒和壓差低端液氣轉換 筒，所述的壓差高端液氣轉換筒和壓差低端液氣轉換筒上各設有一個放氣嘴，該兩個放氣 嘴外連接有活動密封塞；
[0011] 與所述壓差高端液氣轉換筒和壓差低端液氣轉換筒密封連接，用于檢測所述壓差 高端液氣轉換筒內壓縮空氣與壓差低端液氣轉換筒內壓縮空氣的壓差的壓差傳感器；
[0012] 與所述壓差傳感器連接，用于將所述壓差傳感器檢測到的壓差信號轉換成流量的 微電腦數顯表。
[0013] 本發(fā)明中，自循環(huán)伯努利實驗儀可采用專利號為化200420091079. 5的基本結構； 它具有自循環(huán)供水箱、在自循環(huán)供水箱內設有電控水累，恒壓水箱置于實驗臺上，恒壓水箱 與實驗管道（即伯努利實驗管道）相接，實驗管道尾部設置流量調節(jié)閥，實驗管道出口下設 自循環(huán)回水裝置，恒壓水箱與自循環(huán)供水箱通過上水管和下水管連接，恒壓水箱內設有溢 流板、穩(wěn)水板，穩(wěn)水板側向開有穩(wěn)水孔，溢流板和穩(wěn)水板將恒壓水箱內劃分為溢流區(qū)、穩(wěn)水 區(qū)和恒壓區(qū)。實驗管道上依次布置有多個靜壓測點、多個畢托管總壓測點，各靜壓測點、畢 托管總壓測點分別通過連通管與測壓架內各對應測壓管相連，測壓架上設有滑尺。
[0014] 作為優(yōu)選，所述的自循環(huán)伯努利實驗儀還包含有：
[0015] 自循環(huán)供水箱；
[0016] 恒壓水箱，所述的恒壓水箱的一側與所述自循環(huán)供水箱連接，另一側與所述伯努 利實驗管道連接；
[0017] 設置在所述自循環(huán)供水箱內并用于向所述恒壓水箱供水的電控水累；
[0018] 設置在所述伯努利實驗管道的尾部的流量調節(jié)閥；
[0019] 與所述自循環(huán)供水箱連接并用于承接所述伯努利實驗管道的尾部出水的自循環(huán) 回水裝置；
[0020] 與所述伯努利實驗管道上的多個測壓點對應連接的多個直管式測壓管。
[0021] 所述的伯努利實驗管道包含串聯(lián)的管徑大小變化的管段和管高度變化的管段。
[0022] 本發(fā)明具有壓差式流量信號發(fā)生器，分別連接壓差高端與壓差低端的獨立雙筒式 液氣轉換筒、壓差傳感器和微電腦數顯表。微電腦數顯表，能實現(xiàn)將輸入的信號電壓可通過 數組擬合的方法，使輸出變?yōu)橄鄳牧髁课锢砹恐禂碉@輸出。采用液氣轉換筒提高了測量 精度，是一種低壓差高精密的流量測量儀器。
[0023] 所述的壓差式流量信號發(fā)生器為能產生壓差信號的流量測量管段。壓差式流量信 號發(fā)生器可W采用文丘里、管嘴、孔板式等百年來寫入教科書的幾種流體力學測量流量的 基本壓差式前端測量結構，自循環(huán)伯努利實驗儀因為本身實驗管道中設計有文丘里實驗管 段，因此，優(yōu)選該文丘里實驗管段作為壓差式流量信號發(fā)生器。
[0024] 作為優(yōu)選，所述的壓差式流量信號發(fā)生器上設有壓差高端壓力傳導管和壓差低端 壓力傳導管；
[0025] 所述的壓差高端液氣轉換筒上設有與所述壓差高端壓力傳導管連通的進水口；
[0026] 所述的壓差低端液氣轉換筒上設有與所述壓差低端壓力傳導管連通的進水口。
[0027] 進一步優(yōu)選，所述的壓差高端液氣轉換筒的進水口位于所述壓差高端液氣轉換筒 的側壁底部；
[002引所述的壓差低端液氣轉換筒的進水口位于所述壓差低端液氣轉換筒的側壁底部。
[0029] 進一步優(yōu)選，所述的壓差高端液氣轉換筒的放氣嘴設置在所述壓差高端液氣轉換 筒的側壁并高于所述的壓差高端液氣轉換筒的進水口；
[0030] 所述的壓差低端液氣轉換筒的放氣嘴設置在所述壓差低端液氣轉換筒的側壁并 高于所述的壓差低端液氣轉換筒的進水口。
[0031] 作為優(yōu)選，所述的壓差高端液氣轉換筒和壓差低端液氣轉換筒上各設有一個氣 嘴，所述的壓差高端液氣轉換筒的氣嘴為所述的壓差高端液氣轉換筒與壓差傳感器的連接 接口，所述的壓差低端液氣轉換筒的氣嘴為所述的壓差低端液氣轉換筒與壓差傳感器的連 接接口；
[0032] 所述的壓差高端液氣轉換筒的氣嘴高于所述的壓差高端液氣轉換筒的放氣嘴；
[0033] 所述的壓差低端液氣轉換筒的氣嘴高于所述的壓差低端液氣轉換筒的放氣嘴。
[0034] 進一步優(yōu)選，