CN206601157U - 一种分辨率可调的微量气体流量计 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种分辨率可调的微量气体流量计，包括电磁阀体，U型管体和微机，所述U型管体内装有不溶解待测气体的溶液，所述电磁阀体上设有电磁阀进气口、电磁阀出气口和电磁阀排气口，所述电磁阀出气口通过导管与U型管体进气口连接，所述U型管体进气口端侧壁上设置有液面检测机构，所述液面检测机构位于U型管体内溶液初始液面下方，所述U型管体出气口端侧壁上设置有气泡计量机构，所述U型管体底端内部设置有气泡产生口，所述电磁阀体、液面检测机构和气泡计量器均与微机电连接。该微量气体流量计测量精度高，并且分辨率和量程可调，通过微机自动控制测量并存储数据，可连续长时间运行。

Description

一种分辨率可调的微量气体流量计

技术领域

本实用新型属于气体测量技术领域，具体涉及一种分辨率可调的微量气体流量计，适用于测量各类微量气体的体积和流速。

背景技术

当前，有很多重要的科研、生产活动需要对气体尤其是微量气体的体积进行测量。然而，气体的体积相对于液体而言，受温度和压力的影响更大，并且更难精确测量。目前已有的气体流量计，测量量程普遍较高，分辨率较低，并不适用于微量气体体积的测量。少数几款可以测量微量气体体积的流量计，结构设计过于复杂，不易维护且成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有气体流量计测量量程普遍较高，分辨率较低，结构复杂的问题。

为此，本实用新型提供了一种分辨率可调的微量气体流量计，包括电磁阀体，U型管体和微机，所述U型管体内装有不溶解待测气体的溶液，所述电磁阀体上设有电磁阀进气口、电磁阀出气口和电磁阀排气口，所述电磁阀出气口通过导管与U型管体进气口连接，所述U型管体进气口端侧壁上设置有液面检测机构，所述液面检测机构位于U型管体内溶液初始液面下方，所述U型管体出气口端侧壁上设置有气泡计量机构，所述U型管体底端内部设置有气泡产生口，所述电磁阀体、液面检测机构和气泡计量器均与微机电连接。

进一步的，上述分辨率可调的微量气体流量计还包括气体缓冲室，所述气体缓冲室出气口连接电磁阀进气口。

进一步的，所述液面检测机构为相对设置在U型管体侧壁上的第二光发生器和第二光接收器；所述气泡计量机构为相对设置在U型管体侧壁上的第三光发生器和第三光接收器，所述第二光接收器和第三光接收器与微机电连接。

进一步的，所述U型管体内溶液初始液面处设置有第一光发生器和第一光接收器，所述第一光接收器与微机电连接。

进一步的，所述U型管体进气口和U型管体出气口的口径小于U型管体的管径。

进一步的，所述气泡产生口设置在U型管体底端靠近U型管体出气口的一端,且气泡产生口的口径沿气体运动方向逐渐减小。

进一步的，所述气泡产生口产生的气泡体积为0.03～1ml。

进一步的，所述U型管体内溶液初始液面与第二光发生器之间溶液的体积为1～10mL。

进一步的，所述U型管体进气口处设置有压力温度传感器，该压力温度传感器与微机电连接。

进一步的，所述U型管体底部设置有支撑座。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的这种分辨率可调的微量气体流量计的分辨率和量程可以根据实际需求进行自动调节，且测量精度高，操作简单，使用方便。

(2)本实用新型提供的这种分辨率可调的微量气体流量计通过微机进行自动测试并储存数据，可连续长时间运行，测量效率高。

(3)本实用新型提供的这种分辨率可调的微量气体流量计采用模块化设计，易于更换受损的零部件，易于维护且成本低。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型示分辨率可调的微量气体流量计的结构示意图。

附图标记说明：1、气体缓冲室；2、电磁阀进气口；3、电磁阀体；4、电磁阀出气口；5、导管；6、U型管体进气口；7、U型管体；8、压力温度传感器；9、第一光发生器；10、第一光接收器；11、第二光发生器；12、第二光接收器；13、电磁阀排气口；14、气泡产生口；15、支撑座；16、气泡；17、第三光发生器；18、第三光接收器；19、U型管体出气口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例提供了一种分辨率可调的微量气体流量计，包括电磁阀体3，U型管体7和微机(图中未示出)，所述U型管体7内装有不溶解待测气体的溶液，所述电磁阀体3上设有电磁阀进气口2、电磁阀出气口4和电磁阀排气口13，所述电磁阀出气口4通过导管5与U型管体进气口6连接，所述U型管体进气口6端侧壁上设置有液面检测机构，所述液面检测机构位于U型管体7内溶液初始液面下方，所述U型管体出气口19端侧壁上设置有气泡计量机构，所述U型管体7底端内部设置有气泡产生口14，所述电磁阀体3、液面检测机构和气泡计量器均与微机电连接。

其中，所述U型管体7内盛装的溶液的物理化学性质稳定，不易挥发，几乎不溶解任何气体。所述液面检测机构为相对设置在U型管体7侧壁上的第二光发生器11和第二光接收器12；所述气泡计量机构为相对设置在U型管体7侧壁上的第三光发生器17和第三光接收器18，所述第二光接收器12和第三光接收器18与微机电连接。

采用上述分辨率可调的微量气体流量计进行气体流量测量时，可采用下面两种测量方法。

一种实施例方式，首先，将电磁阀体3的电磁阀进气口2和电磁阀出气口4开启，电磁阀排气口13关闭，U型管体7内两侧溶液液面相平齐；然后，将待测气体连接电磁阀进气口2，待测气体经过电磁阀出气口4沿U型管体进气口6进入U型管体7内后，U型管体7内的液面发生变化，U型管体进气口6端液面下降，U型管体出气口19端液面上升，当U型管体进气口6端液面降低到第二光发生器11处时，第二光发生器11发射的光信号(如光透射率)发生改变，此时第二光接收器12会计量一个脉冲并反馈给微机，微机控制电磁阀出气口4关闭，打开电磁阀排气口13，U型管体7内气体通过电磁阀排气口13排出释放，U型管体进气口6端液面回升至初始液面，此时微机控制电磁阀排气口13关闭，电磁阀出气口4开启，气体又通过U型管体进气口6进入U型管体7内；如此周而复始，由于初始液面到第二光发生器11之间的溶液体积是可以调控并且已知的，再通过微机计量的光脉冲数量，便可以获得待测气体的体积或流速。而此实施方式中该分辨率可调的微量气体流量计的分辨率即为U型管体7内溶液初始液面与第二光发生器11之间溶液的体积，一般设在1～10mL之间，可以通过调节U型管体7内溶液初始液面与第二光发生器11之间的距离加以控制。

进一步的，为了精确U型管体7内溶液液面回升至初始液面的时间点，以便精确控制电磁阀出气口4和电磁阀排气口13的开闭，所述U型管体7内溶液初始液面处设置有第一光发生器9和第一光接收器10，所述第一光接收器10与微机电连接，第一光发生器9和第一光接收器10同一水平面相对设置。当U型管体7内气体释放，U型管体7内溶液液面回升恢复至初始液面(即第一光发生器9处)时，第一光发生器9发射的光信号(如光透射率)发生改变，此时与第一光发生器9相配套的第一光接收器10会计量一个脉冲并反馈给微机，进而微机控制电磁阀排气口13关闭，电磁阀出气口4开启。

另一种实施方式，将电磁阀体3的电磁阀进气口2和电磁阀出气口4始终开启，电磁阀排气口13始终关闭，待测气体连接电磁阀进气口2，待测气体经过电磁阀出气口4沿U型管体进气口6进入U型管体7内，当U型管体7内溶液被气体压缩至气泡产生口14时，会产生气泡16，当气泡16上升通过第三光发生器17发射的光路时，第三光接收器18会检测到光信号(如光透射率)发生改变，从而会计量一个脉冲并反馈给微机。而气泡16的大小可以通过气泡产生口14的加工尺寸和位置加以控制并固定，再结合第三光接收器18计量的脉冲数，便可获得待测气体的体积和流速。而此实施方式中该分辨率可调的微量气体流量计的分辨率即是气泡16的大小，可以通过气泡产生口14的尺寸和位置加工加以控制，一般将气泡16体积控制在0.03～1ml。

进一步的，由于气泡16的体积是在一定的温度和压力条件下标定的，因此可在U型管体7内设置压力温度传感器8，压力温度传感器8将获得的温度和压力传递给微机并实时校准气体体积。

为了使得气泡产生口14产生的气泡能顺利的通过第三光发生器17，所述气泡产生口14设置在U型管体7底端靠近U型管体出气口19的一端，且气泡产生口14的口径沿气体运动方向逐渐减小，气泡16产生后能在U型管体出气口19一端竖直管内竖直上升，保证产生的气泡16不会碰触到U型管体7的侧壁，气泡16的大小可通过气泡产生口14的口径大小来调节。

对于不同产气速率的待测体系，可以通过微机加以选择上述两种测量模式并准确测量。

另外，为了保证U型管体7内气压的稳定，该分辨率可调的微量气体流量计还包括气体缓冲室1，所述气体缓冲室1的出气口连接电磁阀进气口2，待测气体在进入U型管体7之前在气体缓冲室1进行缓冲。进一步的，将所述U型管体进气口6和U型管体出气口19的口径小于U型管体7的管径，通过U型管体7管径变化提高其进气和出气的气压稳定性，从而提高该分辨率可调的微量气体流量计的测量精度。

而为了保证该分辨率可调的微量气体流量计持久测量的准确性，所述U型管体7底部设置有支撑座15，将U型管体7固定在支撑座15上可有效避免U型管体7内溶液的晃动而影响其内部气压的稳定。为了对待测气体进行回收，将所述U型管体出气口19和电磁阀排气口13均外接气体回收装置，避免气体的浪费。

综上所述，本实用新型提供的这种分辨率可调的微量气体流量计的测量精度高，分辨率和量程可以根据实际需求进行自动调节，且通过微机自动控制测量并存储数据，可连续长时间运行。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：包括电磁阀体(3)、U型管体(7)和微机，所述U型管体(7)内装有不溶解待测气体的溶液，所述电磁阀体(3)上设有电磁阀进气口(2)、电磁阀出气口(4)和电磁阀排气口(13)，所述电磁阀出气口(4)通过导管(5)与U型管体进气口(6)连接，所述U型管体进气口(6)端侧壁上设置有液面检测机构，所述液面检测机构位于U型管体(7)内溶液初始液面下方，所述U型管体出气口(19)端侧壁上设置有气泡计量机构，所述U型管体(7)底端内部设置有气泡产生口(14)，所述电磁阀体(3)、液面检测机构和气泡计量器均与微机电连接。

2.如权利要求1所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：还包括气体缓冲室(1)，所述气体缓冲室(1)的出气口连接电磁阀进气口(2)。

3.如权利要求1所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：所述液面检测机构为相对设置在U型管体(7)侧壁上的第二光发生器(11)和第二光接收器(12)；所述气泡计量机构为相对设置在U型管体(7)侧壁上的第三光发生器(17)和第三光接收器(18)，所述第二光接收器(12)和第三光接收器(18)与微机电连接。

4.如权利要求3所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：所述U型管体(7)内溶液初始液面处设置有第一光发生器(9)和第一光接收器(10)，所述第一光接收器(10)与微机电连接。

5.如权利要求1所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：所述U型管体进气口(6)和U型管体出气口(19)的口径小于U型管体(7)的管径。

6.如权利要求1所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：所述气泡产生口(14)设置在U型管体(7)底端靠近U型管体出气口(19)的一端，且气泡产生口(14)的口径沿气体运动方向逐渐减小。

7.如权利要求6所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：所述气泡产生口(14)产生的气泡体积为0.03～1ml。

8.如权利要求1所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：所述U型管体(7)内溶液初始液面与第二光发生器(11)之间溶液的体积为1～10mL。

9.如权利要求1所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：所述U型管体进气口(6)处设置有压力温度传感器(8)，该压力温度传感器(8)与微机电连接。

10.如权利要求1所述的分辨率可调的微量气体流量计，其特征在于：所述U型管体(7)底部设置有支撑座(15)。