CN204650835U - 一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，该装置由水池、变频水泵、变频器、超声波流量计、涡街流量计、称量容器、超声波液位计、电子秤、两路换向阀、流体管路等组成。微控制器控制变频器输出频率可变的三相交流电驱动变频水泵以不同转速运行，实现流量可调；微控制器控制其他部件可测量以下变量：基于超声波时差法和涡街法的管道瞬时或累计流量，基于质量法的平均流量，基于超声波法的称量容器液位；同时，可进行变频流速控制，液位控制等多种实验；远程计算机通过远程访问网络摄像机和平台控制器，实现远程监视设备运行状况并操作平台进行各种实验。

Description

一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，属于高校自动化或检测技术教学实验装备领域。

背景技术

自动化技术综合应用数字/模拟电路、计算机技术、电力电子、运动/过程控制技术、检测技术、网络技术等技术。这些基础专业课程在我国重点高校的电气信息类专业本科普遍都有开设，学习完这些单门课程的理论知识和基础实践课程后，学生需要一个综合实验系统对所学习知识进行综合应用。目前市场上的教学设备公司推出的产品只是单独针对某方面的技术做些单元实验设计，主要满足大众市场需求，设备的集成封装性不高，信息化水平低下，难以根据学生就业热门需求领域设计一款展现完整系统风貌的产品。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，将变频调速、流量监测、液位监测等实验整合到了一个平台上，便可开展各种实验。

技术方案：一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，其特征在于：包括水池、变频水泵、电气控制柜、超声波流量计、涡街流量计、微控制器、称量容器、超声波液位计、电子秤、第一换向阀、第二换向阀、加水斗、加水阀以及实验桌；其中，所述电气控制柜包括电源、变频器以及电子秤二次仪表；所述水池和变频水泵位于实验桌下的右侧，所述电子秤位于实验桌台面的右侧，所述称量容器位于电子秤上，所述超声波液位计固定在称量容器的上边缘并连接微控制器，所述称量容器底部设有出水口，所述出水口连接常闭泄流阀，所述常闭泄流阀的输出口通过软管连接至所述水池；所述变频水泵的控制端连接变频器，变频水泵的进水端通过软管连接到水池，变频水泵的出水端通过流体管路依次顺序连接超声波流量计、涡街流量计，所述涡街流量计的输出端通过连接器分为两路输出，其第一路输出通过第一换向阀通入水池，其第二路输出通过第二换向阀通入称量容器，所述加水斗通过加水阀通入所述涡街流量计的第二路输出管路；所述第一换向阀、第二换向阀、加水阀、常闭泄流阀以及变频器的控制端连接所述微控制器，所述电子秤二次仪表、超声波流量计、涡街流量计的信号输出端连接所述微控制器。

进一步的，还包括网络摄像机和路由器，所述网络摄像机的镜头正对实验桌，所述网络摄像机和所述微控制器均连接至路由器。

进一步的，还包括固定于所述实验桌右侧的支撑杆，所述涡街流量计的第二路输出通过软管管路连接至第二换向阀，所述软管管路沿所述支撑杆固定。

有益效果：本实用新型的一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，其实验装置的各个部件采用模块化设计方便拆卸、运输和重组装。并将变频调速、流量监测、液位监测等实验整合到了一个平台上，实验者熟析一个装置便可开展各种实验，提高了教学效率。通过接入的路由器，操作者可在远程控制下进行实验，便于课堂随堂演示，起到辅助课堂教学的作用。该教学实验装置可替代多个传统单一功能教学设备，从而降低相关学科教学设备的总体采购成本。

附图说明

图1为本实用新型装置结构示意图；

图2为本实用新型装置加水示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

如图1所示，一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，包括水池120、变频水泵116、电气控制柜112、超声波流量计130、涡街流量计131、微控制器111、称量容器150、超声波液位计152、电子秤151、第一换向阀155、第二换向阀154、加水斗126、加水阀125、支撑杆127、网络摄像机、路由器117以及实验桌123。

其中，电气控制柜112位于实验桌123下的左侧，使用螺丝将其四角固定在实验桌123后壁支架上，电气控制柜112包括电源113、变频器115以及电子秤二次仪表114。电源113连接至微控制器111、电子秤二次仪表114、路由器115和变频器115并为它们供电。水池120和变频水泵116位于实验桌123下的右侧，电子秤151位于实验桌123台面的右侧，并通过螺丝将其4个角固定在实验桌123上，称量容器150位于电子秤151上。超声波液位计152通过卡扣固定在称量容器150的上边缘并使用SPI通信连接微控制器111。称量容器150底部设有出水口，该出水口连接常闭泄流阀153，常闭泄流阀153的输出口通过软管连接至水池120，常闭泄流阀153的控制端连接微控制器111，微控制器111常闭泄流阀153打开而排空称量容器150中的液体。

变频水泵116使用螺丝固定在实验桌123台架底部，变频水泵116的控制端连接变频器115，变频水泵116的进水端通过软管121连接到水池120，方便将水池120从实验桌123下取出加水或清洗。超声波液位计130、涡街流量计131位于实验桌123台面后侧，变频水泵116的出水端通过流体管路122依次顺序连接超声波流量计130、涡街流量计131，其中流体管路122通过连接器124连接超声波流量计130，该段管路通过两个管路支撑块支撑。涡街流量计131的输出端通过连接器分为两路输出，其第一路输出通过第一换向阀155通入水池120，其第二路输出通过第二换向阀154通入称量容器150，加水斗126通过加水阀125通入涡街流量计131的第二路输出管路。支撑杆127固定于所述实验桌右侧，涡街流量计131的第二路输出通过软管管路连接至第二换向阀154，软管管路沿支撑杆127固定。第一换向阀155和第二换向阀154的控制端连接微控制器111，两个换向阀受微控制器111控制，当第二换向阀154打开且第一换向阀155关闭时，流体流入称量容器150，反之流体流回到水池120之中。

微控制器111安装于电子秤151左侧的实验桌123台面上，微控制器111上安装有触摸屏。电子秤二次仪表114输入端连接至电子秤151的应变电阻器，处理应变电阻信号，输出端连接至微控制器111用于反馈质量数据。变频器115的控制端通过RS485传输线连接至微控制器111，微控制器111控制变频器115输出三相电频率从而控制变频水泵116转速从而控制流体管路122中的流速。超声波流量计130和涡街流量计131的信号输出端通过RS485与微控制器111进行流量数据通信。网络摄像机固定在支撑杆127上，其镜头正对实验桌，网络摄像机和微控制器111均连接至路由器117，为远程视频监控和微控制器111访问提供网络接入点。

如图2所示，加水阀125的控制端连接微控制器111，用于初次启动前向变频水泵116的腔体加水。关闭第一换向阀155和第二换向阀154后，打开加水阀125，从加水斗126中加入的流体依次沿着涡街流量计131、超声波流量计130流入变频水泵116的腔室中。软管121设置成透明，当在透明软管121的左侧出现水柱时表示加水完成。

微控制器111控制变频器115输出频率可变的三相交流电驱动变频水泵116以不同转速运行，实现流量可调。微控制器111还可以控制其他部件可测量以下变量：基于超声波时差法和涡街法的管道瞬时或累计流量，基于质量法的平均流量，基于超声波法的称量容器液位。同时，可进行变频流速控制，液位控制等多种实验。远程计算机通过Internet远程访问网络摄像机和平台控制器，实现远程监视设备运行状况并操作平台进行各种实验。

本实用新型的一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，其实验装置的各个部件采用模块化设计方便拆卸、运输和重组装。并将变频调速、流量监测、液位监测等实验整合到了一个平台上，实验者熟析一个装置便可开展种实验，提高了教学效率。通过接入的路由器，操作者可在远程控制下进行实验，便于课堂随堂演示，起到辅助课堂教学的作用。该教学实验装置可替代多个传统单一功能教学设备，从而降低相关学科教学设备的总体采购成本。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，其特征在于：包括水池、变频水泵、电气控制柜、超声波流量计、涡街流量计、微控制器、称量容器、超声波液位计、电子秤、第一换向阀、第二换向阀、加水斗、加水阀以及实验桌；其中，所述电气控制柜包括电源、变频器以及电子秤二次仪表；所述水池和变频水泵位于实验桌下的右侧，所述电子秤位于实验桌台面的右侧，所述称量容器位于电子秤上，所述超声波液位计固定在称量容器的上边缘并连接微控制器，所述称量容器底部设有出水口，所述出水口连接常闭泄流阀，所述常闭泄流阀的输出口通过软管连接至所述水池；所述变频水泵的控制端连接变频器，变频水泵的进水端通过软管连接到水池，变频水泵的出水端通过流体管路依次顺序连接超声波流量计、涡街流量计，所述涡街流量计的输出端通过连接器分为两路输出，其第一路输出通过第一换向阀通入水池，其第二路输出通过第二换向阀通入称量容器，所述加水斗通过加水阀通入所述涡街流量计的第二路输出管路；所述第一换向阀、第二换向阀、加水阀、常闭泄流阀以及变频器的控制端连接所述微控制器，所述电子秤二次仪表、超声波流量计、涡街流量计的信号输出端连接所述微控制器。

2.根据权利要求1所述的一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，其特征在于：还包括网络摄像机和路由器，所述网络摄像机的镜头正对实验桌，所述网络摄像机和所述微控制器均连接至路由器。

3.根据权利要求1所述的一种可远程操作流量/液位检测教学实验装置，其特征在于：还包括固定于所述实验桌右侧的支撑杆，所述涡街流量计的第二路输出通过软管管路连接至第二换向阀，所述软管管路沿所述支撑杆固定。