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一种水压自动测量系统

阅读：469发布：2023-02-21

专利汇可以提供一种水压自动测量系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种水压自动测量系统，包括面板、恒扭力弹簧和测压管，其中所述的测压管设置有若干个，排列固定在面板上，所述的恒扭力弹簧固定测压管顶部面板上，在测压管内设置有金属箔浮球，所述的金属箔浮球通过导电线连接于测压管顶部的恒扭力弹簧，所述的测压管底部设置有金属环电极，所述的金属环电极通过导电线与电源连接。该系统可以通过电流表直接读出具体数值，算得其在测压管内的上升高度，解决了现有测压排读数难、记录难、误差大的问题。，下面是一种水压自动测量系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种水压自动测量系统，其特征在于，包括面板(3)、恒扭力弹簧(1)和测压管(5)，所述的测压管(5)设置有若干个，排列固定在面板(3)上，所述的恒扭力弹簧(1)固定测压管(5)顶部面板(3)上，在测压管(5)内设置有金属箔浮球(4)，所述的金属箔浮球(4)通过导电线连接于测压管(5)顶部的恒扭力弹簧(1)，所述的测压管(5)底部设置有金属环电极(10)，所述的金属环电极(10)通过导电线与电源(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种水压自动测量系统，其特征在于，所述的测压管(5)通过测压管接头(2)固定在面板(3)上，所述的测压管接头(2)位于靠近测压管(5)顶部的位置。
3.根据权利要求1所述的一种水压自动测量系统，其特征在于，所述的金属环电极(10)与电源(9)之间的导电线上串联有电流表(8)。
4.根据权利要求3所述的一种水压自动测量系统，其特征在于，所述的电流表(8)与数据采集装置(7)连接。
5.根据权利要求1所述的一种水压自动测量系统，其特征在于，所述的测压管(5)通过导电线和测压管(5)内液体与电源(9)形成回路。
6.根据权利要求1所述的一种水压自动测量系统，其特征在于，所述的自动测量系统还设置有底座(6)，所述的面板(3)固定设置在底座(6)上。
7.根据权利要求1所述的一种水压自动测量系统，其特征在于，所述的电源(9)选自低压直流电源(9)，具体为3v直流电源(9)。

说明书全文

一种水压自动测量系统

技术领域

[0001] 本发明属于水压检测技术领域，具体涉及一种水压自动测量系统。

背景技术

[0002] 测压管是测量液体相对压强的一种细管状仪器。一般为玻璃管。上端开口与大气相通，下端连接于容器侧壁上与被测液体连通，管内液体便沿管上升至某一高度h。据此可算出管下端壁孔处的液体相对压强P＝γh，γ为液体的容重。测压排则是装有一排或者数排测验管以用来同时测量多个不同位置压力的仪器。目前，实验室中，常用测压排来测量液体压力，通过读取液体在测压管中上升的高度来确定其对应位置的压强。测压排在很多实验中均有应用。

[0003] 但是，在实际操作过程中，经常需要多根测压管同时并排测量水箱中不同位置的水压，且测压管一般直径很小，横截面积很小，这给人们通过目测读取溶液在测压管中凹液面的最低处所对应的数值来确定溶液在测压管中上升的高度带来了极大的不便。而且，人眼的读数，容易受到很多其他因素的影响，视线的角度不正确，向上倾斜或者向下倾斜读数，都会对最终结果有较大影响。不同的人去读同一排数值也会得到不同的结果，估读标准的不同等各种原因会给实验带来大量的偶然误差。

发明内容

[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种可靠有效的、结构简单的、便于读出与计算的测压排自动读数记录系统。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明具体通过以下技术方案实现：

[0006] 一种水压自动测量系统，包括面板、恒扭力弹簧和测压管，其中所述的测压管设置有若干个，排列固定在面板上，所述的恒扭力弹簧固定测压管顶部面板上，在测压管内设置有金属箔浮球，所述的金属箔浮球通过导电线连接于测压管顶部的恒扭力弹簧，所述的测压管底部设置有金属环电极，所述的金属环电极通过导电线与电源连接。

[0007] 所述的测压管通过测压管接头固定在面板上，所述的测压管接头位于靠近测压管顶部的位置。

[0008] 所述的金属环电极与电源之间的导电线上串联有电流表，所述的电流表与数据采集装置连接。

[0009] 所述的每个测压管通过导电线和测压管内液体与电源形成回路，所述的每个测压管形成的回路之间并联。

[0010] 所述的自动测量系统还设置有底座，所述的面板固定设置在底座上。

[0011] 在本发明一些实施例中，由于一般溶液在高度H小于1m，横截面积为1mm2时，导电能力较小，所以所述低压直流电源选为3v直流电源。

[0012] 在本发明一些实施例中，为了消除指针是电流表带来的读数误差，采取可以直接现实具体数值的电流表。

[0013] 在本发明一些实施例中，方便数据记录并且换算好单位自动处理，本系统的数据自动记录系统采用python编程编写计算程序实现。

[0014] 本发明的有益效果为：

[0015] 1)解决了传统测压排存在的读数困难、记录困难的难题；

[0016] 2)消除了传统测压排普遍存在的偶然误差大的问题，消除了人类目测读数的不准确、不精确性带来的偶然误差；

[0017] 3)无需二次计算，系统可自动记录、自动读出最终压强值。附图说明

[0018] 图1是本发明测量系统的结构示意图；

[0019] 图2是本发明金属环电极的结构示意图；

[0020] 图中：1、恒扭力弹簧，2、测压管接头，3、面板，4、金属箔浮球，5、测压管，6、底座，7、数据采集装置，8、电流表，9、电源，10、金属环电极。

具体实施方式

[0021] 下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0022] 如图1所示，本发明提供了一种水压自动测量系统，包括面板3、多个测压管5和恒扭力弹簧1、底座6，其中，面板3固定在底座6上，在面板3上平行排列有多个测压管5，测压管5通过测压管接头2固定在面板3上，测压管接头2设置在测压管5靠近顶部的位置，每个测压管5的顶部设置有一个对应的恒扭力弹簧1，每个测压管5内设置有金属箔浮球4，金属箔浮球4与相对应的恒扭力弹簧1通过导电线相连，金属箔浮球4可以漂浮在水柱上方，并同时可以导电形成电路。在测压管5的底部设置有金属环电极10，金属环电极10通过导电线与电源
9连接，在金属环电极10与电源9之间的导电线上串联有电流表8，电流表8与数据采集装置7连接，金属箔浮球4与金属环电极10、测压管5中的液体、低压直流电源9、电流表8形成一个电路闭环，多个电路闭环之间，共用电源9，各个电路之间通过并联连接方式与各个电流表8相连。

[0023] 由于一般溶液在高度H小于1m，横截面积为1mm2时，导电能力较小，所以本实施例低压直流电源9选为3v直流电源9。同时为了消除指针是电流表8带来的读数误差，采取可以直接现实具体数值的电流表8。为了方便数据记录并且换算好单位自动处理，本系统的数据自动记录系统采用python编程编写计算程序实现。

[0024] 本发明装置的工作原理如下：

[0025] 对于任何溶液，溶液中都存在着大量的离子，正是这种离子存在使溶液具有导电性。不存在任何离子的溶液时不导电的，在现实生活中，这种不存在任何离子不导电的溶液也并不存在。离子数量越多，溶液导电性能越强，电导率κ越大，电阻率ρ越小；相反的，离子数量越少，则溶液导电性能越弱，电导率κ越小，电阻率ρ就会越大。

[0026] 溶液的导电能力一般用电导率κ表征，人们可以采用电导率仪，使用电导电极直接测量到，待测液体在当时温度下的电导率κ。常用实验室电导率仪：上海雷磁便携式电导率仪DDB-303A。

[0027] 而电导率κ与电阻率ρ之间存在下列关系：

[0028] 又溶液的电阻若在溶液两端连接金属环电极，则在电路中，根据欧姆定律，又有

[0029] 以上几式联立可得

[0030] 因此，对应的静水压强

[0031] 其中，γ为已知。通过电导率仪，同时使用电导电极以及温度电极即可以确定κ；通过游标卡尺可以测量得到测压管的直径从而得到横截面积；通过外加线路、电源以及电流表，可以读出V、I。这样通过换算，就可以将不好读出的水柱高度H，转化成易于读出的电流I与电导率κ，再通过计算公式直接得到所对应的压强。消除了人为因素产生的随机误差。

[0032] 水柱上方浮有金属箔浮球，水柱下方安有金属环电极，且水柱含有大量离子本身就是导电体，与低压直流电源、电流表一起形成闭合电路回路。随着各个测压管所连接位置的压强增大，水柱与大气直接相连，在压强的作用下，水柱高度H上升，由溶液电阻可知，H增大，则水柱电阻增大，相对应的闭合回路中，电流减小，电流表读数会减小。这样，便可以通过检测电流表读数的变化，来判断相对应的静水压强的变化。

[0033] 本发明测量系统在使用时包括以下步骤：

[0034] 步骤1：在开始测量之前，连接好电导率仪，同时连接电导电极与温度电极，消除温度对于电导率的影响，此时测量待测溶液的电导率κ；

[0035] 步骤2：使用游标卡尺，测量得到测压管5的直径，从而根据公式计算得到测压管5的横截面积A；

[0036] 步骤3：连接好测压管5与水箱，并将各个测压管5下端连接到水箱侧壁相对应的位置；

[0037] 步骤4：待其稳定之后，打开低压直流电源9使其形成回路；

[0038] 步骤5：读出电流表8上显示的回路电流；

[0039] 步骤6：记录数据采集系统中的压强值；

[0040] 步骤7：实验结束将仪器恢复原状；

[0041] 步骤8：在不换待测液的情况下，只需重复步骤3-步骤7。

[0042] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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