CN213579595U - 一种气体体积的自动计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体体积的自动计量装置，所述气体体积的自动计量装置包括导气管、测量气管、连通器、传感器、控制系统、程控阀门和排气管；所述测量气管被配置为能进行可视化计量，所述导气管伸入盛放有液体的所述测量气管中，所述导气管上设置有开关；所述连通器的上部与大气连通，所述连通器的下部与所述测量气管连通，所述连通器中的液面与所述测量气管中的液面平齐；所述传感器设置于所述测量气管；所述开关与所述传感器与所述控制系统电连接；所述测量气管的顶部设置有排气管，所述程控阀门安装于所述排气管。本实用新型提供的气体体积的自动计量装置，能够持续计量气体的体积，不仅操作简单，成本较低，而且计量结果准确。

Description

一种气体体积的自动计量装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体涉及一种气体体积的自动计量装置。

背景技术

目前的气体计量的方法主要有如下三种：

第一，通过质量流量计计量气体的体积，但是，质量流量计不仅价格昂贵，而且对于试验周期长、产气速率不均匀、产气量微弱的试验，质量流量计测量结果的精度仍然无法满足使用要求。

第二，通过使用集气袋、集气瓶、集气囊、集气罐等固定装置对气体的体积进行计量。但是，这种计量方法的系统误差大，且如果产气总量没有达到固定装置的最大体积时无法准确计量，而超过最大计量体积时易发生气体泄漏甚至爆炸等危险。

第三，通过使用经典排水法计量气体体积。但是，这种计量方法不能连续计量，而且需要按时更换计量装置，试验过程需要有人长期值守，人员误差大，计量结果不准确。

因此，目前的气体计量的方法存在计量装置的结构设计不合理，计量结果不准确的问题。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种气体体积的自动计量装置，以解决现有技术中计量装置的结构设计不合理，计量结果不准确的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种气体体积的自动计量装置，包括：

导气管和测量气管，所述测量气管被配置为能进行可视化计量，所述导气管伸入盛放有液体的所述测量气管中，所述导气管上设置有开关；

连通器，所述连通器的上部与大气连通，所述连通器的下部与所述测量气管连通，所述连通器中的液面与所述测量气管中的液面平齐；

传感器，所述传感器设置于所述测量气管，用以测量所述测量气管的液位；

控制系统，所述开关和所述传感器与所述控制系统电连接；

程控阀门和排气管，所述测量气管的顶部设置有排气管，所述程控阀门安装于所述排气管，所述程控阀门与所述控制系统电连接；

由导气管通入所述测量气管中的气体使得所述测量气管中的液体排出至所述连通器中，所述传感器测量所述测量气管中的液位并将测量结果传输至控制系统，所述控制系统根据所述测量结果控制所述程控阀门的打开或关闭。

可选地，还包括：

导液管，所述导液管的一端与所述测量气管的下部连通，另一端与所述连通器的下部连通。

可选地，所述测量气管的外面上设置有0刻度线；

在所述测量气管中未通入气体的状态下，所述测量气管中的液位位于0刻度线。

可选地，还包括：

信号放大器，所述传感器通过所述信号放大器与所述控制系统电连接。

可选地，还包括：

支架，所述支架安装于所述测量气管，且所述支架与所述测量气管可拆卸连接，所述传感器和所述信号放大器固定于所述支架。

可选地，所述连通器的顶部设置有敞开口。

第二方面，本申请提供一种气体体积的自动计量方法，其采用上述的所述气体体积的自动计量装置，所述气体体积的自动计量方法包括如下步骤：

步骤S1，打开所述开关，通过所述导气管向所述测量气管中通入气体；

步骤S2，所述气体将所述测量气管中的液体排出至所述连通器中；

步骤S3，所述传感器对所述测量气管中的液位进行实时测量并将测量结果传输至所述控制系统，当所述传感器测量所述测量气管中的液位达到第一预设值时，所述控制系统控制所述开关关闭，同时所述控制系统控制所述程控阀门打开，所述测量气管中的气体排出，且所述连通器中的液体排出至所述测量气管中，所述测量气管中的液位上升；

步骤S4，当所述测量气管中的液面与所述连通器中的液面平齐时，所述传感器测量所述测量气管的液位达到第二预设值时，所述控制系统控制所述程控阀门关闭，根据所述第一预设值与所述第二预设值计量一次气体产生的体积；

步骤S5，如此往复，对气体的体积进行多次且持续计量。

可选地，所述测量气管中的液体能与所述气体中的特定成分发生反应。

本实用新型具有如下优点：

本实用新型提供的气体体积的自动计量装置，能够持续计量气体的体积，不仅很好地避免了计量过程中的系统误差和人员误差，提高了计量精度，计量结果准确，而且也弥补了排水法不连续和不智能的缺点，实现了自动计量，操作非常简单，大大地降低了气体计量的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种气体体积的自动计量装置的结构示意图；

图中：1、导气管；2、开关；3、测量气管；4、连通器；5、传感器；6、控制系统；7、程控阀门；8、排气管；9、导液管；10、信号放大器；11、支架。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本申请实施例提供一种气体体积的自动计量装置，该气体体积的自动计量装置可用于自动计量气体体积的增长变化，适用于试验周期长、气体产生速率不均匀且产气总量不定的试验，且操作简单，计量结果准确。

在本实施例中，该气体体积的自动计量装置包括导气管1、测量气管3、连通器4、传感器5、控制系统6、程控阀门7和排气管8。

具体地，所述测量气管3被配置为能进行可视化计量。例如，所述测量气管3上设置有可视窗口，可视窗口为透明的，通过该可视窗口能够清楚观察测量气管3内的液面情况。再例如，也可以在测量气管3上设置刻度，通过刻度能够快速计量气体产生的体积。需要说明的是，可以在所述测量气管3的外表面设置有刻度，也可以在所述测量气管3的内表面设置有刻度，刻度的具体设置位置在本申请中不做限定，只要能够实现对气体的计量即可。所述导气管1伸入盛放有液体的所述测量气管3中，所述导气管1上设置有开关2。气体通过导气管1进入测量气管3中。测量气管3内部形成用于容纳液体的容纳空间。

进一步具体地，所述连通器4的上部与大气连通，所述连通器4的下部与所述测量气管3连通，所述连通器4中的液面与所述测量气管3中的液面平齐。连通器4用于与测量气管3形成连通状态。所述传感器5设置于所述测量气管3，用以测量所述测量气管3的液位。

在本实施例中，所述开关2和所述传感器5与所述控制系统6电连接，由控制系统6对开关2和传感器5进行控制。

所述测量气管3的顶部设置有排气管8，所述程控阀门7安装于所述排气管8，所述程控阀门7与所述控制系统6电连接。由控制系统6控制程控阀门7的打开和关闭。

在本实施例中，由导气管1通入所述测量气管3中的气体使得所述测量气管3中的液体排出至所述连通器4中，所述传感器5测量所述测量气管3中的液位并将测量结果传输至控制系统6，所述控制系统6根据所述测量结果控制所述程控阀门7的打开或关闭。

可选地，该气体体积的自动计量装置还包括导液管9；所述导液管9的一端与所述测量气管3的下部连通，另一端与所述连通器4的下部连通。导液管9使得测量气管3和连通器4连通，从而使得测量气管3和连通器4的连接关系非常简单。

可选地，所述测量气管3的外面上设置有0刻度线，0刻度线作为测量气管3采用排液法计量气体产生的气体的液位起点。

在所述测量气管3中未通入气体的状态下，所述测量气管3中的液位位于0刻度线，这使得通过排液法来计量气体产生的气体的操作非常简单。

可选地，该气体体积的自动计量装置还包括信号放大器10，所述传感器5通过所述信号放大器10与所述控制系统6电连接，这使得传感器5的测量结果更加精确，从而便于控制系统6根据测量结果对开关2或者程控阀门7进行控制。

可选地，该气体体积的自动计量装置还包括支架11，所述支架11安装于所述测量气管3，且所述支架11与所述测量气管3可拆卸连接，所述传感器5和所述信号放大器10固定于所述支架11。支架11用于固定传感器5，通过将支架11安装于测量气管3特定的位置，从而将传感器5快速且稳定地固定在测量气管3上，操作非常简单。

可选地，所述连通器4的顶部设置有敞开口。这便于连通器4与大气的连通，也便于通过敞开口调整测量气管3和连通器4的液面。

第二方面，本申请提供一种气体体积的自动计量方法，其采用上述的所述气体体积的自动计量装置，所述气体体积的自动计量方法包括如下步骤：

步骤S1，打开所述开关2，通过所述导气管1向所述测量气管3中通入气体。

步骤S2，所述气体将所述测量气管3中的液体排出至所述连通器4中，测量气管3中的液位下降。

步骤S3，所述传感器5对所述测量气管3中的液位进行实时测量并将测量结果传输至所述控制系统6，当所述传感器5测量所述测量气管3中的液位达到第一预设值时，所述控制系统6控制所述开关2关闭，同时所述控制系统6控制所述程控阀门7打开，所述测量气管3中的气体排出，且所述连通器4中的液体排出至所述测量气管3中，所述测量气管3中的液位上升。

步骤S4，当所述测量气管3中的液面与所述连通器4中的液面平齐时，所述传感器5测量所述测量气管3的液位达到第二预设值时，所述控制系统6控制所述程控阀门7关闭，根据所述第一预设值与所述第二预设值计量一次气体产生的体积；同时控制开关2打开，气体由导气管1进入测量气管3中。

步骤S5，如此往复，对气体的体积进行多次且持续计量。

例如，气体通过导气管1进入测量气管3中，测量气管3中气体累积后测量气管3内的压力增大，通过导液管9将液体挤压进入连通器4中。同时，测量气管3中液位下降，当液位下降至第一预设值的位置时，信号放大器10的信号迅速发生变化并骤降为0，并将该信号变化传输至控制系统6，控制系统6接收到该信号后，控制开关2关闭，并控制程控阀门7打开进行排气，此时，测量气管3内的压力减小，连通器4内的液体进入测量气管3中，测量气管3中的液位上升，直至测量气管3的液位达到第二预设值，也即测量气管3中的液位上升至0刻度线，由控制系统6控制程控阀门7关闭，同时控制开关2打开。

在通过控制系统6设置排气管8的排气时间，比如，从程控阀门7打开排气开始至测量气管3中的液面归零为止，从而完成一次气体的体积计量。以此循环，实现自动持续计量气体的产生体积。

需要说明的是，传感器5测量的工作原理是：传感器5在不同介质中的信号强度不同，因此在两种介质交替的瞬间会产生信号差，本申请通过利用信号差实现自动计数。即测量气管3中液面调零后，将传感器5固定在一定体积处，此时传感器5的信号为液体介质的信号，当气体进入测量气管3产生一定压力后，将测量气管3中的液体排出至连通器4中，测量气管3中的液体会缓慢下降，直至下降到液面刚好通过传感器5，传感器5的信号突变为气体信号时，计量一次气体体积。

可选地所述测量气管3中的液体能与所述气体中的特定成分发生反应。这使得测量气管3中的特定液体可以吸收气体中的特定成分，从而通过排液法准确计量气体中其他成分的体积，适用范围较广。例如，通入导气管1中的气体为包括有NH₃的混合气体，所述测量气管3中的液体可以选用醋酸溶液，通过醋酸溶液与NH₃反应，以吸收混合气体中的NH₃。然后，通过排液法计量混合气体中除NH₃以外的其他气体的体积，操作非常简单。

在本实施例中，实施例提供的气体体积的自动计量方法，不仅提高了检测精度，有效地避免了操作误差和系统误差，同时也弥补了排水法不连续、不智能的缺点，实现了自动计量气体的气体。本实施例提供的气体体积的自动计量装置，能够持续计量气体的体积，不仅操作简单，成本较低，而且计量结果准确。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种气体体积的自动计量装置，其特征在于，包括：

导气管和测量气管，所述测量气管被配置为能进行可视化计量，所述导气管伸入盛放有液体的所述测量气管中，所述导气管上设置有开关；

连通器，所述连通器的上部与大气连通，所述连通器的下部与所述测量气管连通，所述连通器中的液面与所述测量气管中的液面平齐；

传感器，所述传感器设置于所述测量气管，用以测量所述测量气管的液位；

控制系统，所述开关和所述传感器与所述控制系统电连接；

程控阀门和排气管，所述测量气管的顶部设置有排气管，所述程控阀门安装于所述排气管，所述程控阀门与所述控制系统电连接；

由导气管通入所述测量气管中的气体使得所述测量气管中的液体排出至所述连通器中，所述传感器测量所述测量气管中的液位并将测量结果传输至控制系统，所述控制系统根据所述测量结果控制所述程控阀门的打开或关闭。

2.根据权利要求1所述的气体体积的自动计量装置，其特征在于，还包括：

导液管，所述导液管的一端与所述测量气管的下部连通，另一端与所述连通器的下部连通。

3.根据权利要求1所述的气体体积的自动计量装置，其特征在于，所述测量气管的外面上设置有0刻度线；

在所述测量气管中未通入气体的状态下，所述测量气管中的液位位于0刻度线。

4.根据权利要求1所述的气体体积的自动计量装置，其特征在于，还包括：

信号放大器，所述传感器通过所述信号放大器与所述控制系统电连接。

5.根据权利要求4所述的气体体积的自动计量装置，其特征在于，还包括：

支架，所述支架安装于所述测量气管，且所述支架与所述测量气管可拆卸连接，所述传感器和所述信号放大器固定于所述支架。

6.根据权利要求1所述的气体体积的自动计量装置，其特征在于，所述连通器的顶部设置有敞开口。

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