微流量計(jì)量方法研究
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管式差壓流量計(jì)是用于液體微泄漏量的檢測的儀器。湖北汽車工業(yè)學(xué)院自行設(shè)計(jì)了一種管式差壓流量計(jì)，較好地解決了調(diào)溫器水泄漏量檢測中的大范圍度微流量的測量問題。
圖3示出了管式差壓流量計(jì)檢測調(diào)溫器水泄漏量的結(jié)構(gòu)框圖，流量計(jì)由一支長節(jié)流管和一個(gè)差壓傳感器組成。圖3中被測件為汽車用調(diào)溫器，需要檢測調(diào)溫器閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，向調(diào)溫器施加的水壓力與泄漏量大小之間的關(guān)系。為了使流量計(jì)上的壓差對檢測不造成影響，被測件的輸入壓力的檢測傳感器置于被測件壓力液體的入口處。被測件的輸入壓力由壓力液體及調(diào)壓閥提供；調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，可向被測件施加一序列不同的壓力值。設(shè)施加于被測件的壓力值為pj，調(diào)壓閥的出口壓力為pt，流量計(jì)差壓傳感器的示值為Δp，如果不計(jì)管路壓力損失，則pt=Δp+pj。由于流量計(jì)兩端的差壓值Δp與流量之間存在某一對應(yīng)關(guān)系，因此Δp與pj的關(guān)系實(shí)際上反應(yīng)了被測件的泄漏量與壓力之間的關(guān)系。
圖3 管式差壓流量計(jì)檢測泄漏量的結(jié)構(gòu)圖1.3 毛細(xì)管液體微流量計(jì)
利用不銹鋼毛細(xì)管具有十分穩(wěn)定的滲流性能，且毛細(xì)管的液體流量與毛細(xì)管兩端的壓差成正比，與液體的粘度成反比的關(guān)系，通過準(zhǔn)確測量毛細(xì)管兩端的壓差來準(zhǔn)確計(jì)量液體流量。而壓差計(jì)量是一項(xiàng)十分成熟的技術(shù)。將毛細(xì)管的這種特性用于液體微流量測量，將會(huì)得到精確的測量結(jié)果。該方法的優(yōu)點(diǎn)是：①使用方便，理論上可以放入流程的任意位置；②可以耐高溫高壓；③數(shù)據(jù)穩(wěn)定且準(zhǔn)確性高；④可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)測量，輸出實(shí)時(shí)流量。
具體應(yīng)用方法如圖4所示。將已知內(nèi)徑、長度參數(shù)的毛細(xì)管串入流程內(nèi)，利用差壓傳感器計(jì)量毛細(xì)管兩端的壓差，然后利用毛細(xì)管滲流公式即可算出流程內(nèi)液體的準(zhǔn)確流量。
圖4 毛細(xì)管計(jì)量原理圖1.4 醫(yī)用微量注射泵
醫(yī)用微量注射泵由步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、絲桿和支架等構(gòu)成，具有往復(fù)移動(dòng)的絲桿、螺母，因此也稱為絲桿泵。螺母與注射器的活塞相連，注射器里盛放液體燃料。工作時(shí)，單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)出控制脈沖使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，而步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)絲桿將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)注射器的活塞進(jìn)行注射輸送液體，把注射器中的液體燃料輸出。通過設(shè)定螺桿的旋轉(zhuǎn)速度，就可調(diào)整其對注射器針?biāo)ǖ耐七M(jìn)速度，從而調(diào)整所給的液體燃料。結(jié)構(gòu)如圖5所示。
圖5 微量注射泵的結(jié)構(gòu)醫(yī)用微量注射泵的量程一般為μL/h~mL/h范圍，允許誤差較小。如：保定蘭格恒流泵有限公司生產(chǎn)的TS2-60型注射泵的量程為1μL/h~63mL/h，允許誤差為1%。根據(jù)市場調(diào)查，目前國產(chǎn)微量注射泵的價(jià)格為幾千至1萬多元不等，進(jìn)口價(jià)格2萬元~5萬元。步進(jìn)電機(jī)具有快速啟停、精確步進(jìn)（無積累誤差）以及能直接接收數(shù)字量等優(yōu)點(diǎn)，而且它的步距角和轉(zhuǎn)速受環(huán)境影響小，僅與脈沖頻率有關(guān)，目前市場上的微量注射泵都是采用步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。
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