數字式光電液體滴速測量儀的製作方法

2023-10-19 01:23:52

專利名稱:數字式光電液體滴速測量儀的製作方法
本實用新型是一種適用於測量各種液體滴速的數字式光電液體滴速測量儀。
液體滴速的測量以往一直是依靠人工目測，人工目測的誤差較大，而且因人而異，當滴速達到180滴／分以上時就無法計量了。滴速的調節閥目前國內普遍使用的是一種帶有導出管的針形調節閥。液體從針形閥析出後須經過導出管，不連續的液滴在導出管內往往形成不連續的小水柱。這些小水柱在下降時使水柱間的空氣形成不穩定的低壓氣泡，這樣小水柱的下降受到幹擾，從而引起滴速的不穩定。由於以往依靠人工目測計量，這種滴速緩慢的變化不易被操作者察覺。因此，目前滴速計量普遍存在較大的誤差。
本實用新型的目的是設計一種能準確、方便地計量液體滴速的數字式液體滴速測量儀。
設計的數字式光電液體滴速測量儀是由一種沒有導出管的滴速調節閥(1)和根據液滴的光電脈衝波形設計的含有脈衝調寬整形電路的數字顯示儀(2)以及液滴光電傳感器(3)組成，見附圖1。由於滴速調節閥(1)是沒有液體導出管的針形閥，其調節閥杆(25)的錐端直接伸出滴嘴(28)的出液口，見附圖2。這種結構的調節閥消除了舊式帶有導出管的調節閥中液柱下降過程中引起低壓氣泡的幹擾，從而使滴嘴(28)滴下的液滴的速度較為穩定。穩定滴下的液滴通過液滴光電傳感器(3)時，由於每一個液滴外形如一個「凸透鏡」，它通過光軸時，前端、中心及後部對光線的集聚作用有所不同(附圖4、5、6)，因此產生的是一個駝峰形的脈衝信號(附圖7)，即具有二個負脈衝的電壓信號，附圖7中t1～t4的時間間隔(即液滴通過光軸時間)約為40ms，這種具有二個負脈衝的信號直接送入計數器是不能準確計量的，因此本設計採用了含有脈衝調寬電路的整形放大器(附圖8)，脈衝寬度在液滴通過光軸時間的1～2.5倍的範圍內選擇，本電路實際採用的脈衝寬度為50～100ms，在電路中利用t1時刻的電壓負跳變觸發電路中單穩態的翻轉，50～100ms後，這個單穩態才能由暫態恢復為穩態，由於t1～t3的時間間隔不足40ms，因此t3時刻的電壓負跳變對本電路不起作用，這樣就完成了液滴的駝峰信號轉變為單脈衝信號的光電轉換。經整形放大器輸出的單脈衝信號如附圖9，此信號通過與門進入顯示器，實現連續的計數。與門受時基電路及控制器的控制，時基電路給出一個基準的時間間隔，通過控制器控制與門的開關時間，這樣就在顯示器上實現了單位時間的計數即顯示出滴速，從而解決了準確、方便地計量液體滴速的問題。數字式光電液體滴速測量儀的電原理如附圖3。
附圖1為數字式光電液體滴速測量儀，這是一種雙通導式的滴速計量裝置，即可同時測量二組液滴的滴速。圖中(1)為滴速調節閥；(2)為數字顯示儀；(3)為液滴光電傳感器；(4)為金屬材料的液體輸入管；(5)為光源；(6)為光敏元件；(7)為液滴觀察窗及腔體；(8)為液體輸出管；(9)為第一顯示器顯示屏；(10)為第一顯示器開關；(11)為第一顯示器「自校～測量」選擇開關；(12)為復零按鈕；(13)為門燈；(14)為第二顯示器顯示屏；(15)為調節顯示時間的旋鈕；(16)為「記憶～不記憶」選擇開關；(17)為測量周期選擇開關，分為10秒、30秒、60秒三擋；(18)為第二顯示器「自校～測量」選擇開關；(19)為第二顯示器開關；(20)為連接電纜。
附圖2為沒有導出管的滴速調節閥(1)剖面結構示意圖。圖中(4)為金屬材料的液體輸入管；(21)為調節旋鈕；(22)為防止液體滲析用的壓緊螺帽；(23)為防止液體滲析用的牛皮密封墊；(24)為保證裝配同軸度的定位套；(25)為具有細調節螺紋的不鏽鋼調節閥杆，其針形閥的錐端直接伸出滴嘴(28)的出液口；(26)為具有細調節螺紋的不鏽鋼閥體；(27)為防止液體滲析用的石棉膠板密封墊；(28)為不鏽鋼滴嘴。
附圖3是數字式光電液體滴速測量儀的電原理方框圖。
附圖4為垂直下落的液滴前端接觸液滴光電傳感器(3)光軸時的示意圖，此時液滴的邊緣使光線產生折射，光敏元件(6)所受感到的光照度突然減弱。
附圖5為液滴中心部位通過液滴光電傳感器(3)光軸的示意圖，此時液滴對光線產生聚集。光敏元件(6)上所感受到的光照度增加。
附圖6為液滴的後部即將離開液滴光電傳感器(3)光軸的示意圖，此時液滴的邊緣使光線產生折射，光敏元件(6)所感受的光照度又突然減弱。
附圖7是液滴通過液滴光電傳感器(3)光軸時，所產生的駝峰脈衝信號，t1～t4的時間間隔為40ms。
附圖8為含有脈衝調寬電路的整形放大器。圖中(5)為光源；(6)為光敏元件。
附圖9為經整形放大器整形後獲得的液滴單脈衝信號，t1～t5的時間間隔為50～100ms。
附圖10是本實用新型在熱處理滴注式滲碳爐(30)上應用示意圖。滴注式滲碳工藝目前在我國熱處理行業普遍應用，在工藝上是把液態的甲醇、煤油或丙酮(29)滴入爐內作為滲碳劑，液體滴入的速度是影響產品滲碳質量的主要因素。但長期以來，滴速均是依靠人工目測。工藝及產品質量得不到保證。應用本液體滴速測量儀後，滴速計量的精確度為±1滴／分，計量範圍可達600滴／分，讀數直觀，滴速調節方便而且穩定，產品質量明顯穩定。圖中(1)為滴速調節閥；(2)為數字顯示儀；(3)為液滴光電傳感器；(29)為滴注用液體；(30)為滴注式滲碳爐。
權利要求
1.適用於液體滴速計量和調節的儀器，本實用新型的特徵是主要由滴速調節閥(1)、光電傳感器(3)、數字顯示儀(2)三部分組成。
2.根據權利要求
1的液體滴速計量和調節的儀器。其特徵是調節閥不帶液體導出管，它的調節閥杆(25)的錐端直接伸出滴嘴(28)的出液口。
3.根據權利要求
1的液體滴速計量和調節的儀器，其特徵是在數字顯示儀(2)內的整形放大器中，採用了脈衝調寬電路，它的脈衝設計寬度是一滴液滴通過光軸時間的1～2.5倍。
專利摘要
本實用新型是一種適用於測量各種液體滴速的數字式光電液體滴速測量儀，它主要由沒有液體導出管的滴速調節閥、光電傳感器、採用脈衝調寬整形電路的數字顯示儀三部分組成。能準確、方便地計量各種液體的滴速。
文檔編號G01P5/00GK86203810SQ86203810
公開日1987年9月16日 申請日期1986年6月12日
發明者徐德照, 劉德林 申請人:航天部紅林機械廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan