專利名稱:恒溫補償微壓計的制作方法
本發明與恒溫微壓計有關，這種儀器特別適應于礦井通風風壓分布測定。但也完全可被用于其他工程技術上，例如大地地形高程測量、環境保護鑒測、氣象測定或諸如氣壓測定的領域上。
現有應用于礦井通風風壓分布測定是采用恒溫壓差計-京大式氣壓差計的方法，這種儀器是根據“一定量空氣，在定容和恒溫條件下，其壓力亦不變”的基本原理制造的。恒溫是依靠裝在保溫瓶中的冰塊來維持的。由此得到的空氣壓力源，通過裝有油液(煤油)的U形管與外界空氣壓力進行比較，以測得各測點的空氣壓差。京大式氣壓差計是目前國內外具有代表性的先進測壓差計，這種儀器結構簡單可靠，操作方便，價格便宜，但也存在不少問題，其主要缺點是所謂標準壓力源的空氣體積，隨著外界大氣壓力變化U形管油液的升降是一個變量，由于體積不能恒定，使儀器無法獲得穩定不變的空氣壓力源。用直尺由U形管讀取壓差值，讀數精度大于0.3mm水柱，儀器誤差大。
本發明的目的是要提供一種誤差小、精度高并且能夠精確讀取壓差值的微壓計。
本發明因此提供了一種恒溫補償微壓計，該儀器采用恒溫空氣體積能夠補償的方法，使空氣壓力源的空氣體積在測壓時保持不變，從而獲得了穩定的空氣壓力源，而恒溫容器空氣體積在測壓時能夠補償保持不變是采用垂直上下移動液位玻璃管的方法實現的。通過對甲基硅油液面透光特性的研究，利用硅油液面透光特性確定液位的方法對空氣壓力源空氣體積能夠補償保持不變進行液位控制，而硅油液面透光特性確定液位的方法是利用硅油液面透光強度變化靈敏區確定液位及其微量變化(液位升降0.01mm便可驅動uA表指針離開原來位置)的方法。
下面結合圖2、圖3、圖4進一步對以上所述本發明的內容作詳細的描述。
圖2是壓力補償示意圖。
圖3是硅油液面定位裝置示意圖。
圖4是硅油液面透光特性示意圖。
本儀器使用時，可先將截止閥打開，使恒溫容器內液面和液位玻璃管內液面處于同一水平位置，然后關閉截止閥，此時恒溫容器內的空氣壓力等于外界大氣壓力，即P0＝P0;當外界大氣壓力變化時，設其壓力增(減)量為△P，液位玻璃管內液面必會相應下降(或上升)，并離開了光敏管原來所確定的位置(由uA表指針確定)，而恒溫容器內液面也相應上升(或下降)，兩液面垂直高差為△h'，這時恒溫容器內的空氣壓力則由P0增(或減)至P1，兩液面能量方程可寫為P1+△h'＝P0+△P，旋轉轉盤，使液位玻璃管的原來位置下降(或上升)，而恒溫容器內液面也會相應地下降(或上升)，直到液位玻璃管內液面恢復到光敏管原來所確定的位置為止(或上升)，直到液位玻璃管內液面恢復到光敏管原來所確定的位置為止(由uA表指針確定)，使之恒溫容器內的空氣體積得以補償保持不變，因此提供一個穩定的空氣壓力源，此時恒溫容器內空氣壓力也必定恢復到原值P0，再列兩液面能量方程P0+△h＝P0+△P，式中△h為儀器補償高度，它可由粗細刻度尺讀得，由此得△P＝△h，即可求得外界大氣壓力的相對變化量(參見圖2壓力補償示意圖)。
按圖3、圖4所示，集光電珠(19)產生的光束透過液位玻璃管(5)及硅油液面(20)，最后投射到光敏管(18)的受光點上;僅1mm左右厚的液面透光帶，可分為三個基本透光帶，即上層的漸黑帶、中間的黑帶和下層的漸亮帶。當液面移動時，光敏管所感受的透光強度是按所示曲線繼續變化的，由曲線發現，在漸亮區透光強度變化率最大，稱為透光靈敏區，曲線中每一點都在uA表中有自己相應的指針讀數，由此在uA表中所選定的定位點，也就準確地代表了硅油液面在液位玻璃管中的相對位置。利用硅油液面透光特性來確定液位相當準確(液位升降0.01mm，uA表指針即離開了原來位置)，使儀器的精度得到了保證。
本發明與現有技術比較，其優點在于主要的技術經濟指標(如測量范圍不限，分辨力＜0.01mm水柱，現場測定誤差＜0.25mm水柱，精度＜0.08mm水柱，恒溫性能內外溫差6℃情況下△t＝0.03℃/小時，靈敏度很高，結構簡單，等等)都超過目前國內外同類儀器的水平。
本發明將在經濟、技術上產生顯著的積極效果，特別是將使礦井通風鑒測工作正常化、制度化成為可能，還將對促進礦井生產、節約能源和保護工人、技術人員的健康和安全具有重要意義。本發明還將成為大地地形高程測量(代替蘇聯、日本和英國等生產的測高儀)、環境保護鑒測、氣象測定等方面的重要工具。
發明的具體結構由以下的實施例及其附圖給出。
圖1是根據本發明提出的恒溫補償微壓計的結構原理圖。
該儀器由恒溫裝置和補償讀數系統兩部分組成。在灌滿蒸餾水的真空瓶膽(1)內，裝有園柱形銅制恒溫容器(2)，其底部出口(3)通過軟皮管(4)與儀器右部的液位玻璃管(5)連接，向恒溫容器(2)內注入適量硅油，以使其上部留有 1/2 空間，恒溫容器(2)又通過裝在直通管(7)端部的截止閥(8)的控制，可以根據測定需要，既可通過干燥器(9)與外界大氣相通，也可自行封閉，液位玻璃管(5)固定在帶有指針(10)和光電液位控制盒(11)的螺帽(12)上，光電液位控制盒(11)含有一個集光電珠(19)和光敏管(18)(如圖3所示)，液位玻璃管(5)上端則經軟皮管(13)與被測大氣相通，當轉盤(14)帶動螺桿(15)旋轉時，套在其上的螺帽(12)及液位玻璃管(5)等隨著垂直上下移動，其精確位移量(或稱微壓補償量)可根據粗讀尺(16)及刻在轉盤上的細讀尺(17)的讀數確定，借助硅油液面透光特性及光敏管(18)相應電阻值的變化，可由儀表(uA表)(21)準確確定液面位置，電源由干電池(22)通過穩壓裝置(23)供給，為了保持儀器垂直位置，在儀器上還裝有水準泡(24)。
權利要求
1.一種恒溫補償微壓計，包括一個恒溫裝置和一個補償讀數系統，其特征在于所說恒溫裝置的空氣壓力源是一個空氣體積能夠補償保持不變的空氣壓力源。
2.按照權利要求
項1規定的恒溫補償微壓計，其特征在于所說空氣體積能夠補償保持不變的空氣壓力源是采用垂直上下移動液位玻璃管的方法實現的。
3.按照權利要求
項1和2規定的恒溫補償微壓計，其特征是所說補償讀數系統在于利用了硅油液面透光特性確定液位的方法對空氣壓力源空氣體積能夠補償保持不變進行液位控制。
4.按照權利要求
項3規定的恒溫補償微壓計，其特征在于所說利用硅油液面透光特性確定液位的方法是利用硅油液面透光強度變化靈敏區確定液位及其微量變化(液位升降0.01mm便可驅動uA表離開原來位置)方法。
專利摘要
本發明提供了一種恒溫補償微壓計。該儀器的特點是采用恒溫容器空氣體積能夠補償的方法，使得空氣壓力源的空氣體積在測壓時保持不變，從而解決了原有儀器恒溫容器空氣體積是個變值而無法獲得穩定的空氣壓力源的問題，這種穩定的空氣壓力源是采用垂直上下移動液位玻璃管的方法來實現的，同時利用硅油液面透光特性確定液位的方法在測壓時進行液位控制。本發明不僅將使礦井通風監測工作制度化成為可能，還將成為大地地形高程測量、環境保護監測等方面的重要工具。
文檔編號G01L7/18GK85104857SQ85104857
公開日1986年12月17日 申請日期1985年6月21日
發明者唐長華 申請人:廣東工學院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan