專(zhuān)利名稱(chēng)：大壓差u形差壓計(jì)及使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于壓力儀表領(lǐng)域，尤其是一種大壓差U形差壓計(jì)及使用方法。
背景技術(shù)：
U形管差壓計(jì)是最簡(jiǎn)單的一類(lèi)壓差計(jì)量?jī)x器，是利用液體壓力平衡進(jìn)行測(cè)量的設(shè)備之一，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛；U形管差壓計(jì)在使用的時(shí)候，以管內(nèi)液柱高度差來(lái)平衡U形管兩個(gè)端頭所接壓力容器或管道的壓力差，并根據(jù)液柱高度差所顯示的刻度直接讀數(shù)。通常其管內(nèi)工質(zhì)為水或水銀，量程上限一般在300mm以下，所以壓差測(cè)量范圍有限，只能用于低壓差測(cè)量場(chǎng)合，如通風(fēng)或者空調(diào)系統(tǒng)。當(dāng)壓差大到兆帕級(jí)別時(shí)，傳統(tǒng)的U形管測(cè)壓計(jì)已不再適用，所以只能采用在結(jié)構(gòu)原理上較為復(fù)雜的機(jī)械式差壓計(jì)或電學(xué)差壓計(jì)。專(zhuān)利88200206提出了一種高壓空氣水柱差壓計(jì)，在測(cè)量大壓力時(shí)，通過(guò)氣門(mén)向低壓側(cè)加頂壓，使得水面顯示于讀數(shù)尺范圍內(nèi)，再通過(guò)分別測(cè)量?jī)牲c(diǎn)的壓力，得到兩點(diǎn)在讀數(shù)尺上的差值，從而計(jì)算得到兩點(diǎn)壓差，但是，這種方法還是不能解決兩點(diǎn)間的大壓差測(cè)量問(wèn)題。針對(duì)上述問(wèn)題，有必要提供一種液體壓力平衡式差壓計(jì)，使之不僅具有簡(jiǎn)單方便的特點(diǎn)，又能適用于兆帕級(jí)別的大壓差測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大壓差U形差壓計(jì)及使用方法，使其實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)U形差壓計(jì)所不能滿(mǎn)足的兆帕級(jí)別的壓差測(cè)量要求。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種大壓差U形差壓計(jì)，包括左測(cè)壓管和右測(cè)壓管，所述左測(cè)壓管的上端設(shè)置有左測(cè)壓管接口，所述左測(cè)壓管接口上設(shè)置有左調(diào)節(jié)活門(mén)；所述右測(cè)壓管的上端設(shè)置有右測(cè)壓管接口，在右測(cè)壓管接口上設(shè)置有右調(diào)節(jié)活門(mén)；所述左測(cè)壓管的下端和右測(cè)壓管的下端之間通過(guò)反滲透腔相互連接，在反滲透腔內(nèi)設(shè)置反滲透膜。作為對(duì)本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)的改進(jìn):所述左測(cè)壓管的一側(cè)設(shè)置有讀數(shù)尺。作為對(duì)本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn):所述左測(cè)壓管和右測(cè)壓管采用有機(jī)玻璃或透明硬質(zhì)塑料管。作為對(duì)本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn):所述左測(cè)壓管內(nèi)的工質(zhì)為無(wú)機(jī)溶液或有機(jī)溶液，所述右測(cè)壓管內(nèi)的工質(zhì)為純水。作為對(duì)本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn):所述左測(cè)壓管內(nèi)的工質(zhì)為氯化鈣溶液。作為對(duì)本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn):所述反滲透膜的脫鹽率大于99%。作為對(duì)本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)的進(jìn)一步改進(jìn):所述讀數(shù)尺上的刻度為均勻刻度，所述讀數(shù)尺上的讀數(shù)值為從上到下依次遞增。
一種大壓差U形差壓計(jì)的使用方法:a、先關(guān)閉左調(diào)節(jié)活門(mén)和右調(diào)節(jié)活門(mén)，將左測(cè)壓管接口通過(guò)連接管道與高壓側(cè)測(cè)壓點(diǎn)相連，將右測(cè)壓管接口通過(guò)連接管道與低壓測(cè)測(cè)壓點(diǎn)相連，再打開(kāi)左調(diào)節(jié)活門(mén)與右調(diào)節(jié)活門(mén)開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)，左測(cè)壓管內(nèi)所受壓力為高壓側(cè)壓力，右測(cè)壓管內(nèi)所受壓力為低壓側(cè)壓力；b、當(dāng)左測(cè)壓管內(nèi)的液面下降而右測(cè)壓管內(nèi)的液面上升時(shí)，表明左測(cè)壓管內(nèi)工質(zhì)中的水分通過(guò)反滲透膜進(jìn)入右測(cè)壓管，所以左測(cè)壓管內(nèi)工質(zhì)的濃度增加，滲透壓加大，一旦左測(cè)壓管內(nèi)介質(zhì)的液面穩(wěn)定，從讀數(shù)尺讀取相應(yīng)刻度即可知道壓差值；當(dāng)左測(cè)壓管內(nèi)的液面上升而右測(cè)壓管內(nèi)的液面下降時(shí)，表明右測(cè)壓管內(nèi)溶液中的水分進(jìn)入左測(cè)壓管，所以左測(cè)壓管內(nèi)溶液的濃度減小，滲透壓降低，一旦左測(cè)壓管內(nèi)介質(zhì)的液面穩(wěn)定，從讀數(shù)尺讀取相應(yīng)刻度即可知道壓差值；C、測(cè)量結(jié)束后，先將左調(diào)節(jié)活門(mén)和右調(diào)節(jié)活門(mén)關(guān)閉，再分別將連接管道從高壓側(cè)測(cè)壓點(diǎn)和低壓測(cè)測(cè)壓點(diǎn)分離。本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、安裝方便并且攜帶容易，而在測(cè)量的時(shí)候，原理簡(jiǎn)單，當(dāng)左測(cè)壓管內(nèi)的液面下降而右測(cè)壓管內(nèi)的液面上升時(shí)，表明左測(cè)壓管內(nèi)工質(zhì)中的水分通過(guò)反滲透膜進(jìn)入右測(cè)壓管，所以左測(cè)壓管內(nèi)工質(zhì)的濃度增加，滲透壓加大，一旦左測(cè)壓管內(nèi)介質(zhì)的液面穩(wěn)定，從讀數(shù)尺讀取相應(yīng)刻度即可知道壓差值；當(dāng)左測(cè)壓管內(nèi)的液面上升而右測(cè)壓管內(nèi)的液面下降時(shí)，表明右測(cè)壓管內(nèi)溶液中的水分進(jìn)入左測(cè)壓管，所以左測(cè)壓管內(nèi)溶液的濃度減小，滲透壓降低，一旦左測(cè)壓管內(nèi)介質(zhì)的液面穩(wěn)定，從讀數(shù)尺讀取相應(yīng)刻度即可知道壓差值。通過(guò)滲透壓的測(cè)量，準(zhǔn)確度高，而簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，可盡量的保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，而與現(xiàn)有U形差壓計(jì)相比，可實(shí)現(xiàn)兆帕級(jí)別的壓差測(cè)量。


圖1是本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)的主要結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1、圖1給出了一種大壓差U形差壓計(jì)及使用方法，包括讀數(shù)尺3、左測(cè)壓管
4、反滲透腔5、反滲透膜6、右測(cè)壓管7、左調(diào)節(jié)活門(mén)2、右調(diào)節(jié)活門(mén)8、左測(cè)壓管接口 1、右測(cè)壓管接口 9、后擋板10和側(cè)擋板11。以上所述的左測(cè)壓管4的一側(cè)設(shè)置讀數(shù)尺3，在左測(cè)壓管4的上端固定左測(cè)壓管接口 I，在左測(cè)壓管接口 I上設(shè)置左調(diào)節(jié)活門(mén)2 ;在右測(cè)壓管7的上端固定右測(cè)壓管接口 9，在右測(cè)壓管接口 9上設(shè)置右調(diào)節(jié)活門(mén)8。左測(cè)壓管4的下端和右測(cè)壓管7的下端之間通過(guò)反滲透腔5相互連接，在反滲透腔5的正中間設(shè)置反滲透膜6。左測(cè)壓管4和右測(cè)壓管7采用耐壓級(jí)別較高的有機(jī)玻璃或透明硬質(zhì)塑料管，由于本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)需要對(duì)較大的壓差環(huán)境下工作，要承受兆帕級(jí)別的壓力，所以需要采用耐壓級(jí)別較高的材料。在左測(cè)壓管4和右測(cè)壓管7的后側(cè)面上固定后擋板10，在后擋板10的左右兩端分別固定側(cè)擋板11。通過(guò)后擋板10以及左右兩端的側(cè)擋板11，進(jìn)行三面保護(hù)，在使用大壓差U形差壓計(jì)的時(shí)候，能從正面看清左測(cè)壓管4、右測(cè)壓管7以及反滲透腔5內(nèi)溶液的流動(dòng)情況，不影響工作效率，且有效的阻止了大壓差U形差壓計(jì)掉落的瞬間，左測(cè)壓管4、右測(cè)壓管7以及反滲透腔5直接與地面相接觸，從而增加了防震的效果，避免本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)非正常使用時(shí)的損壞。在左測(cè)壓管4內(nèi)的工質(zhì)為無(wú)機(jī)溶液或有機(jī)溶液，如可采用氯化鈣溶液，溶液的質(zhì)量濃度可根據(jù)測(cè)量要求進(jìn)行搭配，在右測(cè)壓管7內(nèi)的工質(zhì)為純水。為了減少測(cè)量時(shí)的誤差，反滲透膜6的脫鹽率應(yīng)大于99%，而為增加測(cè)量時(shí)的響應(yīng)速度，可將反滲透膜6進(jìn)行折疊安裝以增加其滲透面積。而由于在左測(cè)壓管4內(nèi)的工質(zhì)為無(wú)機(jī)溶液或有機(jī)溶液，在右測(cè)壓管7內(nèi)的工質(zhì)為純水，所以在使用的時(shí)候，需要將左測(cè)壓管4接入高壓側(cè)測(cè)壓點(diǎn)，將右測(cè)壓管7接入低壓側(cè)測(cè)壓點(diǎn)。當(dāng)高壓側(cè)和低壓側(cè)的壓力差大于左測(cè)壓管4內(nèi)溶液所對(duì)應(yīng)的滲透壓時(shí)，左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)中的水通過(guò)反滲透膜6被壓入右測(cè)壓管7內(nèi)，所以此時(shí)，左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)的液面降低，右測(cè)壓管7內(nèi)純水的液面升高，由于左測(cè)壓管4內(nèi)的工質(zhì)中的其他物質(zhì)無(wú)法通過(guò)反滲透膜6，所以左測(cè)壓管4內(nèi)的工質(zhì)的濃度越來(lái)越大，根據(jù)滲透壓公式可以得知，溶液的濃度越高，滲透壓就越大，當(dāng)該滲透壓增大到所測(cè)量的高壓側(cè)和低壓側(cè)的壓力差時(shí)，則達(dá)到新的平衡，此時(shí)左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)的液面和右測(cè)壓管7內(nèi)純水的液面保持不變。由于左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)的液面高度與其濃度變化一一對(duì)應(yīng)，因此通過(guò)左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)的液面高度即可計(jì)算其對(duì)應(yīng)的工質(zhì)濃度，從而推算出其滲透壓，該滲透壓即為所要測(cè)量的壓差值(由于所測(cè)量的壓差達(dá)到兆帕級(jí)別，因此可忽略右測(cè)壓管7內(nèi)純水的液面高度變化對(duì)測(cè)量所帶來(lái)的影響)。反之，當(dāng)高壓側(cè)和低壓側(cè)的壓力差小于左測(cè)壓管4內(nèi)溶液所對(duì)應(yīng)的滲透壓時(shí)，右測(cè)壓管內(nèi)工質(zhì)中的水將通過(guò)反滲透膜6被壓入到左測(cè)壓管4內(nèi)，與此同時(shí)，右測(cè)壓管7內(nèi)的液面降低，左測(cè)壓管4內(nèi)的液面升高，左測(cè)壓管4內(nèi)的工質(zhì)的濃度越來(lái)越小，當(dāng)其滲透壓減小到所測(cè)量的高壓側(cè)和低壓側(cè)的壓力差時(shí)，則達(dá)到新的平衡，此時(shí)該滲透壓即為兩側(cè)所測(cè)的壓差。以上所述的讀數(shù)尺3上的刻度為均勻刻度，但讀數(shù)值為從上到下非均勻遞增，左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)水平穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，根據(jù)工質(zhì)水平面的位置，在讀數(shù)尺3上讀取的數(shù)值即為壓差讀數(shù)，即液體水平穩(wěn)定的時(shí)候，液體水平面對(duì)應(yīng)的讀數(shù)尺3的刻度即為壓差讀數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)的原理，在本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)使用的時(shí)候，左測(cè)壓管4內(nèi)的工質(zhì)的水平面越高，則相對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)值就越小，所以讀數(shù)尺3上的刻度位置越高，則對(duì)應(yīng)的數(shù)值就越小。讀數(shù)尺3的刻度標(biāo)定需要根據(jù)左測(cè)壓管4內(nèi)的工質(zhì)種類(lèi)和壓差量程范圍來(lái)共同確定。綜上所述，本發(fā)明的大壓差U形差壓計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、安裝方便且攜帶容易的特點(diǎn)，而與現(xiàn)有的U形差壓計(jì)相比，更是可實(shí)現(xiàn)兆帕級(jí)別的壓差測(cè)量。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，可按照如下的步驟進(jìn)行:一、測(cè)量前的準(zhǔn)備:1、先關(guān)閉左調(diào)節(jié)活門(mén)2和右調(diào)節(jié)活門(mén)8 ；2、將左測(cè)壓管接口 I通過(guò)連接管道與高壓側(cè)測(cè)壓點(diǎn)相連，將右測(cè)壓管接口 9通過(guò)連接管道與低壓測(cè)測(cè)壓點(diǎn)相連；3、打開(kāi)左調(diào)節(jié)活門(mén)2與右調(diào)節(jié)活門(mén)8開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)，左測(cè)壓管4內(nèi)所受壓力為高壓側(cè)壓力，右測(cè)壓管7內(nèi)所受壓力為低壓側(cè)壓力。二、開(kāi)始測(cè)量(此時(shí)，左測(cè)壓管4內(nèi)所受壓力為高壓側(cè)壓力，右測(cè)壓管7內(nèi)所受壓力為低壓側(cè)壓力):測(cè)量的時(shí)候有兩種情況:
情況一，當(dāng)左測(cè)壓管4內(nèi)的液面下降而右測(cè)壓管7內(nèi)的液面上升時(shí)，表明左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)中的水分通過(guò)反滲透膜6進(jìn)入右測(cè)壓管7，但是由于反滲透膜6的作用，左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)中的其他物質(zhì)無(wú)法通過(guò)反滲透膜6進(jìn)入右測(cè)壓管7，所以左測(cè)壓管4內(nèi)工質(zhì)的濃度增加，滲透壓加大(由滲透壓公式可得，濃度越大，滲透壓越大)，當(dāng)左測(cè)壓管4內(nèi)溶液的液面穩(wěn)定時(shí)，從讀數(shù)尺3讀取相應(yīng)刻度即可知道壓差值；情況二，當(dāng)左測(cè)壓管4內(nèi)的液面上升而右測(cè)壓管7內(nèi)的液面下降時(shí)，表明右測(cè)壓管7內(nèi)溶液中的水分進(jìn)入左測(cè)壓管4，從而使得左測(cè)壓管4內(nèi)溶液的濃度減小，滲透壓降低，當(dāng)左測(cè)壓管4內(nèi)溶液的液面穩(wěn)定時(shí)，從讀數(shù)尺3讀取相應(yīng)刻度即可知道壓差值。三、測(cè)量結(jié)束:先將左調(diào)節(jié)活門(mén)2和右調(diào)節(jié)活門(mén)8關(guān)閉，再分別將連接管道從高壓側(cè)測(cè)壓點(diǎn)和低壓測(cè)測(cè)壓點(diǎn)分離。以上所述實(shí)施實(shí)例I的計(jì)算參數(shù)見(jiàn)表I。以上所述的實(shí)際操作步驟中，左測(cè)壓管4內(nèi)的溶液為氯化鈣溶液，左測(cè)壓管4和右測(cè)壓管7的管長(zhǎng)均為30CM，左測(cè)壓管4對(duì)應(yīng)的讀數(shù)尺3長(zhǎng)度范圍為20CM，自上而下刻度范圍內(nèi)的壓差讀值見(jiàn)表1，在20CM的范圍內(nèi)其壓差量測(cè)范圍為11.44-56.9bar，跨度45.45bar，壓差量測(cè)的變化趨勢(shì)是讀數(shù)尺3位置越高，壓差值越小，反之則越大，且越往上，相同刻度的讀數(shù)值變化越小(這是由滲透壓隨濃度的非線性變化所引起的)。實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，可根據(jù)具體的量測(cè)范圍選擇合適的工質(zhì)、管長(zhǎng)和讀數(shù)尺3長(zhǎng)度等設(shè)計(jì)參數(shù)。表I采用氯化鈣溶液的大壓差U形差壓計(jì)
權(quán)利要求
1.壓差U形差壓計(jì)，其特征是:包括左測(cè)壓管(4)和右測(cè)壓管(7)，所述左測(cè)壓管(4)的上端設(shè)置有左測(cè)壓管接口( I)，所述左測(cè)壓管接口( I)上設(shè)置有左調(diào)節(jié)活門(mén)(2 ); 所述右測(cè)壓管(7)的上端設(shè)置有右測(cè)壓管接口(9)，在右測(cè)壓管接口(9)上設(shè)置有右調(diào)節(jié)活門(mén)(8)； 所述左測(cè)壓管(4)的下端和右測(cè)壓管(7)的下端之間通過(guò)反滲透腔(5)相互連接，在反滲透腔(5)內(nèi)設(shè)置反滲透膜(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大壓差U形差壓計(jì)，其特征是:所述左測(cè)壓管(4)的一側(cè)設(shè)置有讀數(shù)尺(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的大壓差U形差壓計(jì)，其特征是:所述左測(cè)壓管(4)和右測(cè)壓管(7)采用有機(jī)玻璃或透明硬質(zhì)塑料管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的大壓差U形差壓計(jì)，其特征是:所述左測(cè)壓管(4)內(nèi)的工質(zhì)為無(wú)機(jī)溶液或有機(jī)溶液，所述右測(cè)壓管(7)內(nèi)的工質(zhì)為純水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大壓差U形差壓計(jì)，其特征是:所述左測(cè)壓管(4)內(nèi)的工質(zhì)為氯化鈣溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大壓差U形差壓計(jì)，其特征是:所述反滲透膜(6)的脫鹽率大于 99%ο
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大壓差U形差壓計(jì)，其特征是:所述讀數(shù)尺(3)上的刻度為均勻刻度，所述讀數(shù)尺(3)上的讀數(shù)值為從上到下依次遞增。
8.壓差U形差壓計(jì)的使用方法，其特征是:a、先關(guān)閉左調(diào)節(jié)活門(mén)(2)和右調(diào)節(jié)活門(mén)(8)，將左測(cè)壓管接口(I)通過(guò)連接管道與高壓側(cè)測(cè)壓點(diǎn)相連，將右測(cè)壓管接口(9)通過(guò)連接管道與低壓測(cè)測(cè)壓點(diǎn)相連，再打開(kāi)左調(diào)節(jié)活門(mén)(2)與右調(diào)節(jié)活門(mén)(8)開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量，此時(shí)，左測(cè)壓管(4)內(nèi)所受壓力為高壓側(cè)壓力，右測(cè)壓管(7)內(nèi)所受壓力為低壓側(cè)壓力； b、當(dāng)左測(cè)壓管(4)內(nèi)的液面下降而右測(cè)壓管(7)內(nèi)的液面上升時(shí)，表明左測(cè)壓管(4)內(nèi)工質(zhì)中的水分通過(guò)反滲透膜(6)進(jìn)入右測(cè)壓管(7)，所以左測(cè)壓管(4)內(nèi)工質(zhì)的濃度增加，滲透壓加大，一旦左測(cè)壓管(4)內(nèi)介質(zhì)的液面穩(wěn)定，從讀數(shù)尺(3)讀取相應(yīng)刻度即可知道壓差值；當(dāng)左測(cè)壓管(4)內(nèi)的液面上升而右測(cè)壓管(7)內(nèi)的液面下降時(shí)，表明右測(cè)壓管(7)內(nèi)溶液中的水分進(jìn)入左測(cè)壓管(4)，所以左測(cè)壓管(4)內(nèi)溶液的濃度減小，滲透壓降低，一旦左測(cè)壓管(4)內(nèi)介質(zhì)的液面穩(wěn)定，從讀數(shù)尺(3)讀取相應(yīng)刻度即可知道壓差值； C、測(cè)量結(jié)束后，先將左調(diào)節(jié)活門(mén)(2)和右調(diào)節(jié)活門(mén)(8)關(guān)閉，再分別將連接管道從高壓側(cè)測(cè)壓點(diǎn)和低壓測(cè)測(cè)壓點(diǎn)分離。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種大壓差U形差壓計(jì)，包括左測(cè)壓管(4)和右測(cè)壓管(7)，所述左測(cè)壓管(4)的上端設(shè)置有左測(cè)壓管接口(1)，所述左測(cè)壓管接口(1)上設(shè)置有左調(diào)節(jié)活門(mén)(2)；所述右測(cè)壓管(7)的上端設(shè)置有右測(cè)壓管接口(9)，在右測(cè)壓管接口(9)上設(shè)置有右調(diào)節(jié)活門(mén)(8)；所述左測(cè)壓管(4)的下端和右測(cè)壓管(7)的下端之間通過(guò)反滲透腔(5)相互連接，在反滲透腔(5)內(nèi)設(shè)置反滲透膜(6)。
文檔編號(hào)G01L7/18GK103091032SQ201310013769
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月14日
發(fā)明者王厲, 駱菁菁 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)