CN87216425U - 自动水银气压表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自动水银气压表，它是以常规水银气压表为气压感应元件，增加一个由微计算机控制的低位水银面调节装置、“零位”水银面定位装置、高位水银面扫瞄测高装置等构成的自动测试系统。由于实现了自动化遥测，消除了人为观测误差，使测试结果客观化并提高了精度，同时避免了汞蒸气污染对观测人员的毒害。

Description

自动水银气压表

本实用新型提供一种自动水银气压表，属气象仪器。

目前广泛使用的水银气压表，有动槽水银气压表、定槽水银气压表、标准水银气压表，都是人工操作、目测读数，既操作麻烦又不可避免地产生人为观测误差，使测量数据缺乏客观性，也影响测试精度。同时，汞蒸气对经常接触的观测人员有毒害作用。

本实用新型提供的自动水银气压表，能按照地面气象观测规范的要求，由微机程序控制，从测试到记录全过程实现自动遥测，测试数据消除了人为观测误差，达到了客观化并提高了测试精度。同时避免了汞蒸气污染对观测人员的毒害。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：它是以常规水银气压表为气压感应元件，增加一个由微机控制的，包括“低位”水银面调整装置、“零位”水银面定位装置、“高位”水银面扫瞄测高装置等组成的自动测试系统，对水银柱高度进行自动测量，并由微机将测量数据显示在终端设备上。

“低位”水银面调节装置，是一个调节水银气压表水银槽护筒下调节手柄位置的机构，它能调节水银槽内水银面的位置。

“零位”水银面定位装置，是固定在水银气压表水银槽护筒上部玻璃箍外侧的一个光电定位器，其被槽内水银面上升遮光而产生电脉冲时的水银面高度位置，被定为“零位”。

“高位”水银面扫瞄测高装置，是一个能自动扫瞄测量“高位”水银面位置的光电定位器，它通过微机计算出“高位”水银面相对于“零位”的水银柱高度，从而得出气压值。

本实用新型对“零位”和“高位”水银面定位精度均较高，气压测量精度可达0.05hPa。由于实现了微机控制自动测量，消除了人为观测误差，达到了客观化，又由于终端设备可远离水银气压表，实现了遥测，所以也避免了汞蒸气对观测人员的毒害。

以下结合实施例及其附图对本实用新型做进一步详细描述。

图1是自动水银气压表结构示意图。

图2是“零位”水银面定位装置示意图。

图3是离合螺母组件纵剖面示意图。

图4是离合螺母组件A－A横截面半剖图。

图5是单片机控制原理线路图。

如图1所示，本实施例由动槽水银气压表、“低位”水银面调节装置、“零位”水银面定位装置、“高位”水银面扫瞄测高装置、表板、微计算机等组成。现就其上述各部分的构成及其相互连接详述如下：

一、动槽水银气压表1是作为气压感应元件，其上端的吊环2挂在固定于表板3上部的挂钩4上，其游标尺5下沿的零线，选定在本地最高气压值加上10hPa后，折合成相对于“零位”的水银柱高度的位置上，并以这一高度的具体数值作为予置数存入微机。

二、“低位”水银面调节装置，包括固定在表板3上的变速箱7、装在变速箱7下的步进电机6、由下拨轮8与带有两根拨柱的上拨环9构成的拨轮机构等组成。步进电机采用40BYG001型，步进电机6的输出轴做为变速箱7的输入轴，变速箱的变比为2：1，变速箱7的输出轴与拨轮机构的下拨轮8底部的轴套连接，拨轮机构的上拨环9与水银气压表1的水银槽护筒11下的调节手柄12相连接。

三、“零位”水银面定位装置，如图2所示由HG413红外发光管连其管座14、3DU31光敏接收管连其管座15及半圆环状的光电管组架13构成。光电管组架13固定在水银槽护筒11上部圆筒状玻璃箍的外面。发光管14与接收管15位于玻璃箍的两侧，两管的中心轴线（以下简称光电轴）平行于槽内水银平面并通过象牙针10的尖端下，当水银槽内“低位”水银面上升使光电轴被遮并且光电管组电路产生电脉冲时，该水银面的位置被定为“零位”。

四、“高位”水银面扫瞄测高装置由固定在表板3上部的变比为2：1的变速箱17、装在变速箱17下的40BYG001型步进电机16、螺距为1.5mm的黄铜质导行螺杆18、离合螺母组件19、装在离合螺母组件19上的测试臂20、固定在表板3左边的导行槽轨21等组成。测试臂的右部呈半圆环形，环的两端分别装有位于水银气压表1两侧的HG413红外发光管连其管座23和3DU31光敏接收管连其管座24。测试臂20的左端有一尾杆伸入导行槽轨21中。

离合螺母组件19的结构如图3及图4所示，由圆筒形螺母套25、具有弹簧片槽26的半圆环螺母片27、中部具有半螺孔的半圆环螺母片28、弹簧片29等组成。弹簧片29装在弹簧片槽26内并由螺母套25内壁压紧。半圆环螺母片27及28弹性抱合在导行螺杆18上，用螺钉30将离合螺母组件19装配成一个整体，并使螺母片27及28适当抱紧螺杆18。

步进电机16输出轴作为变速箱17的输入轴，导行螺杆18的下部光轴杆作为变速箱17的输出轴，螺杆18上部的光轴杆与装在表板3上部的轴承架22轴连接。当螺杆18转动时，能使离合螺母组件19及装配于其上的测试臂20上升或下降。

导行螺杆18轴心线与水银柱中心轴线互相平行，发光管23与接收管24组成的光电管组的光电轴与水银柱中心轴线垂直相交。

五、表板3由具有塑料贴面的松木板制成。

六、微计算机采用MCS－48系列单片机，通过札线与步进电机6、16，“零位”水银面定位装置和“高位”水银面扫瞄测高装置的光电管组线路，电源及终端设备等连接成一个机电整体。如图5所示。

本实施例的测试过程如下：将按地面气象观测规范编制的测试程序存入微机，人工启动后便可自动进行测试。第一次测试前，由人工操作，微机按复位程序先启动步进电机6自动将“低位”水银面置于“零位”以下3mm处的“D位”上，再启动步进电机18将“高位”水银面扫瞄测高装置的光电轴置于游标尺5零线以上0.5mm的“G位”上，然后，在微机内置入测试开始时间和测试间隔时间，待测试时间一到，测试人员立即启动，开始第一次测试。以下详述一次测压过程。首先微机启动步进电机6经变速箱减速后带动拨轮机构的下拨轮8，继而带动上拨环9，进而转动调节手柄12，使“低位”水银面从予置的“D位”上升，当升到“零位”时，“零位”水银面定位装置的光电管组电路产生一电脉冲，使微机止动步进电机6，同时启动“高位”水银面扫瞄测高装置的步进电机16，经变速箱17减速后转动导行螺杆18，使测试臂20从予置的“G位”下降，当光电轴从被游标尺5遮光状态，下降到零线开始露光时，光电管组电路产生一电脉冲，使微机从游标尺5下沿的零线开始，从予置数中递减下降距离折合成气压的hPa值数，一直减到光电轴被高位水银面遮光，又产生一电脉冲止动并反向启动步进电机16使测试臂20回升，同时微机记取此时的实测气压值并输出给终端设备。当光电轴上升到游标尺5零线又一次被遮光时再次产生一电脉冲触发微机延时程序，延时0.5秒光电轴又上升了0.5mm达到“G位”时，步进电机16又被止动。与此同时微机反向启动步进电机6，使“低位”水银面从“零位”下降到“D位”再被止动。完成了一次测压，等待下一次测压指令。

当气压感应元件选用定槽水银气压表时，可省掉“零位”水银面定位装置和“低位”水银面调节装置。此时，导行螺杆18和离合螺母组件19的螺距改为1.47mm并相应修改程序即可。

当气压感应元件选用标准水银气压表时，只需将“零位”水银面定位装置装在“短管”零位标尺的零标以下7mm处，并将“低位”水银面的“D位”选在零标以下12mm处即可。

Claims (6)

1、一种由常规水银气压表和微计算机及终端设备组成的自动水银气压表，其特征在于还有一个由微计算机控制的“低位”水银面调节装置、“零位”水银面定位装置、“高位”水银面扫瞄测高装置组成的自动测试系统。

2、根据权利要求1所述的自动水银气压表，其特征在于“低位”水银面调节装置由步进电机6、变速箱7及由下拨轮8和上拨环9构成的拨轮机构所组成。

3、根据权利要求1所述的自动水银气压表，其特征在于“零位”水银面定位装置是由红外发光管及其管座14、光敏接收管及其管座15和光电管组架13组成的一个光电定位器。

4、根据权利要求1所述的自动水银气压表，其特征在于“高位”水银面扫瞄定位装置由步进电机16、变速箱17、导行螺杆18、离合螺母组件19、与离合螺母组件19装配成一个整体的测试臂20及导行槽轨21等组成。

5、根据权利要求4所述的自动水银气压表，其特征在于“高位”水银面扫瞄定位装置的测试臂21上装有由红外发光管及其管座23和光敏连收管及其管座24所组成的一个光电定位器。

6、根据权利要求4所述的自动水银气压表，其特征在于“高位”水银面扫瞄定位装置的离合螺母组件19由圆筒形螺母套25、具有弹簧片槽26的半圆环螺母片27、具有半螺孔的半圆环螺母片28、装在弹簧片槽26内并由螺母套25内壁压紧的弹簧片29等组成，半圆形螺母片27和28弹性抱合在导行螺杆18上，并用螺钉30将上述各零件装配成为一个离合螺母组件。

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