CN107101690B - 一种分度可调微量流量计及控制方法 - Google Patents

一种分度可调微量流量计及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种分度可调微量流量计及控制方法，包括电磁二位三通阀、气仓、液位仓、中控组件和基板，所述电磁二位三通阀、气仓、液位仓、中控组件和基板分别置于所述基板上，所述电磁二位三通阀的控制端口连接至中控组件，在所述气仓和液位仓内均装有液体。本发明能够对微量且缓慢流通的气体进行流量测量，且能够对计数体积进行分度调节；测量精度高，使用方便。

Description

一种分度可调微量流量计及控制方法
技术领域
本发明属于气体流量计技术领域，特别是涉及一种分度可调微量流量计及控制方法。
背景技术
在实验室发酵实验中，由于科研人员根据需要所设计的实验方案条件所限定，从而使发酵产气的速率很慢；因此，无法采用目前市面上的普通流量计进行记录，只能采用传统的排水集气法进行定量，但由于排水集气的容器体积有限，必须人为进行灌水排气操作，这样工作效率低下，当产气量超过容器体积时，溢出的气体不被记录，造成数据不准确；
而市面上专用于该类实验的设备采用固定体积单翻盖方式计数会因为瞬间气流过大时翻盖不下落造成计数不准确，且计数体积分度不可调；而皂膜流量计因水分蒸发等原因不能长时间工作而无法满足要求，因此需要开发专门用于该类实验的设备。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种分度可调微量流量计及控制方法，能够对微量且缓慢流通的气体进行流量测量，且能够对计数体积进行分度调节；测量精度高，使用方便。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种分度可调微量流量计，包括电磁二位三通阀、气仓、液位仓、中控组件和基板，所述电磁二位三通阀、气仓、液位仓和中控组件分别置于所述基板上，所述电磁二位三通阀的控制端口连接至中控组件，在所述气仓和液位仓内均装有液体；
所述电磁二位三通阀的三个阀口分别为进气口、排气口和输气口；在所述气仓的顶部设置有气仓连接管，所述输气口通过连接气管连接至气仓连接管，在所述气仓底部通过液体通道连通至液位仓的底部；在所述液位仓的顶部设置有大气口；在所述液位仓的顶部并列插入高度可调探针和固定探针，所述高度可调探针和固定探针的信号输出端连接至中控组件。
进一步的是，所述中控组件包括控制芯片、显示面板、存储器和复位按钮，所述显示面板、存储器和复位按钮分别连接至控制芯片；
其中，控制芯片用于实现本流量计的整体控制和计算功能，采用单片机；显示面板将计算结果显示给用户；存储器存储计算结果；复位按钮用于用户进行复位操作，便于根据用户需求调节检测数据的类型。
进一步的是，所述控制芯片上还连接有通讯接口，实现流量计和外部终端的数据交换，可采用USB接口、RS485接口、RS232接口、蓝牙接口和/或WirelessLAN接口。
进一步的是，在所述液体通道底部设置有排液口，且在排液口中塞有排液口堵头，便于气仓和液位仓内液体的更换和调节。
进一步的是，在所述基板底部设置有水平调节螺母，调节流量计处于水平位置，加强测量精度。
进一步的是，所述高度可调探针包括探针、调节杆和旋钮，所述探针的顶端连接至旋钮上；所述旋钮套于调节杆外，且旋钮与调节杆通过螺纹连接；通过旋转旋钮调节探针的高度，从而调节的高度可调探针的计数体积，从而满足不同的实验需求。
进一步的是，在所述调节杆外壁上设置有刻度尺，使计数体积更加精确且便于操作。
另一方面，本发明还提供了一种分度可调微量流量计的控制方法，包括步骤：
S100，由中控组件控制电磁二位三通阀连通排气口和输气口，进行排气操作，初始化气仓液位；
S200，开始测量，由中控组件控制电磁二位三通阀连通进气口和输气口，进行进气操作；
S300，气体由进气口依次通过输气口、连接气管及气仓连接管后进入到气仓内；由于气压的关系将气仓内的液体通过液体通道压入液位仓内，液位仓中液位上升并接触高度可调探针；
S400，通过高度可调探针和固定探针之间的稳定电压产生电位信号值；将当前信号值与系统内部设定好的信号体积曲线进行计算，得出当前体积，并将当前体积和当前时间作为本次数据；
S500，将本次数据和存储器中的累计数据做加法运算后得到计算结果，通过显示面板显示计算结果，并将计算结果作为新的累计数据存储在存储器中。
进一步的是，步骤S400中所述的将本次数据做加法运算后得到计算结果，包括步骤：
S401，由中控组件检测用户是否发出复位指令；
S402，如果有复位指令，清除累计数据，并将显示数据归零；同时将本次数据作为计算结果；
S403，如果没有复位指令，则在累计数据上增加本次数据，得到计算结果。
进一步的是，所述累计数据包括累计体积数据和累计时间数据；计算结果储存于存储器中，并显示在显示面板上；用户利用复位按钮发出复位指令。
采用本技术方案的有益效果：
1.本发明利用气体压动液体的原理，通过测量液体的体积变化，经计算得到气体体积，能够实现对微量且缓慢流通的气体流量的测量；
通过高度可调探针和固定探针的配合能够对计数体积进行分度调节；
2.本发明通过高度可调探针和固定探针之间的稳定电压产生电位信号值；将当前信号值与系统内部设定好的信号体积曲线进行计算，得出当前体积；使得测量精度高；
通过中控组件控制电磁二位三通阀进出气，使得测量过程工作效率高，且使用简单便捷；
3.本发明能够实现气体体积的累计和运行时间累计，并且能够使数据掉电不消失；
4.本发明仅需要手动调整最小记录体积，便可由系统自动进行体积计算，实现气体流量检测过程的无极调整；
5.本发明不会因为记录中跑气而造成计数不准。
附图说明
图1为本发明的一种分度可调微量流量计的结构示意图；
图2为本发明中中控组件的结构示意图；
图3为本发明中高度可调探针的结构示意图；
图4为本发明的一种分度可调微量流量计控制方法的流程示意图；
图5为本发明中由本次数据得到计算结果的流程示意图；
其中，1是电磁二位三通阀；2是进气口；3是排气口；4是输气口；5是连接气管；6是中控组件；7是大气口；8是气仓连接管；9是气仓；10是高度可调探针，101是探针，102是调节杆，103是旋钮103；11是固定探针；12是基板；13是水平调节螺母；14是液体通道；15是排液口堵头；16是液位仓。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
在本实施例中，参见图1所示，本发明提出了一种分度可调微量流量计，包括电磁二位三通阀1、气仓9、液位仓16、中控组件6和基板12，所述电磁二位三通阀1、气仓9、液位仓16和中控组件6分别置于所述基板12上，所述电磁二位三通阀1的控制端口连接至中控组件6，在所述气仓9和液位仓16内均装有液体；
所述电磁二位三通阀1的三个阀口分别为进气口2、排气口3和输气口4；在所述气仓9的顶部设置有气仓连接管8，所述输气口4通过连接气管5连接至气仓连接管8，在所述气仓9底部通过液体通道14连通至液位仓16的底部；在所述液位仓16的顶部设置有大气口7；在所述液位仓16的顶部并列插入高度可调探针10和固定探针11，所述高度可调探针10和固定探针11的信号输出端连接至中控组件6。
作为上述实施例的优化方案，如图2所示，所述中控组件6包括控制芯片、显示面板、存储器和复位按钮，所述显示面板、存储器和复位按钮分别连接至控制芯片；
其中，控制芯片用于实现本流量计的整体控制和计算功能，采用单片机；显示面板将计算结果显示给用户；存储器存储计算结果；复位按钮用于用户进行复位操作，便于根据用户需求调节检测数据的类型。
进一步优化，在所述控制芯片上还连接有通讯接口，实现流量计和外部终端的数据交换，可采用USB接口、RS485接口、RS232接口、蓝牙接口和/或WirelessLAN接口。
作为上述实施例的优化方案，在所述液体通道14底部设置有排液口，且在排液口中塞有排液口堵头15，便于气仓9和液位仓16内液体的更换和调节。
作为上述实施例的优化方案，在所述基板12底部设置有水平调节螺母13，调节流量计处于水平位置，加强测量精度。
作为上述实施例的优化方案，如图3所示，所述高度可调探针10包括探针101、调节杆102和旋钮103，所述探针101的顶端连接至旋钮103上；所述旋钮103套于调节杆102外，且旋钮与103调节杆102通过螺纹连接；通过旋转旋钮103调节探针101的高度，从而调节的高度可调探针10的计数体积，从而满足不同的实验需求。
优选的，在所述调节杆102外壁上设置有刻度尺，使计数体积更加精确且便于操作。
为配合本发明方法的实现，基于相同的发明构思，如图4所示，本发明还提供了一种分度可调微量流量计的控制方法，包括步骤：
S100，由中控组件6控制电磁二位三通阀1连通排气口3和输气口4，进行排气操作，初始化气仓9液位；
初始化气仓9液位：进行排气操作，直到液位下降至信号体积曲线的最小时，停止排气操作。
S200，开始测量，由中控组件6控制电磁二位三通阀1连通进气口2和输气口4，进行进气操作；
S300，气体由进气口2依次通过输气口4、连接气管5及气仓连接管8后进入到气仓9内；由于气压的关系将气仓9内的液体通过液体通道14压入液位仓16内，液位仓16中液位上升并接触高度可调探针10；
S400，通过高度可调探针10和固定探针11之间的稳定电压产生电位信号值；将当前信号值与系统内部设定好的信号体积曲线进行计算，得出当前体积，并将当前体积和当前时间作为本次数据；
S500，将本次数据和存储器中的累计数据做加法运算后得到计算结果，通过显示面板显示计算结果，并将计算结果作为新的累计数据存储在存储器中。
步骤S400中所述的将本次数据做加法运算后得到计算结果，如图5所示，包括步骤：
S401，由中控组件6检测用户是否发出复位指令；
S402，如果有复位指令，清除累计数据，并将显示数据归零；同时将本次数据作为计算结果；
S403，如果没有复位指令，则在累计数据上增加本次数据，得到计算结果。
S400，计算完毕后，由中控组件6控制电磁二位三通阀1进行排气操作；当液位仓16内液位下降至信号体积曲线的最小值时，由中控组件6控制电磁二位三通阀1进行进气操作。
其中，所述累计数据包括累计体积数据和累计时间数据。
其中，计算结果储存于存储器中，并显示在显示面板上。
其中，用户利用复位按钮发出复位指令。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种分度可调微量流量计，其特征在于，包括电磁二位三通阀(1)、气仓(9)、液位仓(16)、中控组件(6)和基板(12)，所述电磁二位三通阀(1)、气仓(9)、液位仓(16)和中控组件(6)分别置于所述基板(12)上，所述电磁二位三通阀(1)的控制端口连接至中控组件(6)，在所述气仓(9)和液位仓(16)内均装有液体；
所述电磁二位三通阀(1)的三个阀口分别为进气口(2)、排气口(3)和输气口(4)；在所述气仓(9)的顶部设置有气仓连接管(8)，所述输气口(4)通过连接气管(5)连接至气仓连接管(8)，在所述气仓(9)底部通过液体通道(14)连通至液位仓(16)的底部；在所述液位仓(16)的顶部设置有大气口(7)；在所述液位仓(16)的顶部并列插入高度可调探针(10)和固定探针(11)，所述高度可调探针(10)和固定探针(11)的信号输出端连接至中控组件(6)；
所述高度可调探针(10)包括探针(101)、调节杆(102)和旋钮(103)，所述探针(101)的顶端连接至旋钮(103)上；所述旋钮(103)套于调节杆(102)外，且旋钮与(103)调节杆(102)通过螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种分度可调微量流量计，其特征在于，所述中控组件(6)包括控制芯片、显示面板、存储器和复位按钮，所述显示面板、存储器和复位按钮分别连接至控制芯片。
3.根据权利要求2所述的一种分度可调微量流量计，其特征在于，所述控制芯片上还连接有通讯接口。
4.根据权利要求1所述的一种分度可调微量流量计，其特征在于，在所述液体通道(14)底部设置有排液口，且在排液口中塞有排液口堵头(15)。
5.根据权利要求1所述的一种分度可调微量流量计，其特征在于，在所述基板(12)底部设置有水平调节螺母(13)。
6.根据权利要求1所述的一种分度可调微量流量计，其特征在于，在所述调节杆(102)外壁上设置有刻度尺。
7.一种基于权利要求1所述的分度可调微量流量计的分度可调微量流量计的控制方法，其特征在于，包括步骤：
S100，由中控组件(6)控制电磁二位三通阀(1)连通排气口(3)和输气口(4)，进行排气操作，初始化气仓(9)液位；
S200，开始测量，由中控组件(6)控制电磁二位三通阀(1)连通进气口(2)和输气口(4)，进行进气操作；
S300，气体由进气口(2)依次通过输气口(4)、连接气管(5)及气仓连接管(8)后进入到气仓(9)内；由于气压的关系将气仓(9)内的液体通过液体通道(14)压入液位仓(16)内，液位仓(16)中液位上升并接触高度可调探针(10)；
S400，通过高度可调探针(10)和固定探针(11)之间的稳定电压产生电位信号值；将当前信号值与系统内部设定好的信号体积曲线进行计算，得出当前体积，并将当前体积和当前时间作为本次数据；
S500，将本次数据和存储器中的累计数据做加法运算后得到计算结果，通过显示面板显示计算结果，并将计算结果作为新的累计数据存储在存储器中。
8.根据权利要求7所述的一种分度可调微量流量计的控制方法，其特征在于，步骤S400中所述的将本次数据做加法运算后得到计算结果，包括步骤：
S401，由中控组件(6)检测用户是否发出复位指令；
S402，如果有复位指令，清除累计数据，并将显示归零；同时将本次数据作为计算结果；
S403，如果没有复位指令，则在累计数据上增加本次数据，得到计算结果。
9.根据权利要求8所述的一种分度可调微量流量计的控制方法，其特征在于，所述累计数据包括累计体积数据和累计时间数据；计算结果储存于存储器中，并显示在显示面板上；用户利用复位按钮发出复位指令。
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