亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：螺旋管测微元件及含有该元件的测微装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及可大幅提高待测物理模拟量数值精度的放大机构，属于机构连接于测 量探头端和传感输出端之间的器件，特别是螺旋管测微元件及含有该元件的测微装置。
背景技术：
目前，大多数微测量装置都是沿传统的直线物位变化量液位或线位移，其分辨率 有限，测量精度并不高，尤其在科研领域中，导致依靠基础物理测量值进行后续计算的试验 数值远远偏离于其真实值，未能将其控制在允许的偏差范围内，也就无法保证后续测量科 研数据的准确性和可靠性，不符合大量科研试验的条件，使后续的科研数据失去意义，也失 去了实测的基础。

发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋管测微元件，其结构合理，可大幅提高物位变化 量的精度。本发明的目的是这样实现的一种螺旋管测微元件，管体沿等螺距d等螺旋环绕 半径r的圆柱螺旋轨迹线设置且使其固定成为螺旋环绕的螺旋管，该螺旋管内配合设置着 液体或者配合设置有受其管腔约束而与其等螺距圆柱螺旋轨迹线相适应的丝绳，丝绳外周 壁与螺旋管的内周壁间隙配合，该丝绳与螺旋管的内管壁动配合。本发明的目的还在于提供如下含有该螺旋管测微元件的测微装置，分别如下一种包含该螺旋管测微元件的液位测量容器，可大幅提高其液位测量的精确度。该发明的目的是这样实现的一种包含该螺旋管测微元件的液位测量容器，包括 盛液容器，螺旋管测微元件的下端管口通过连通器连接盛液容器下部器壁的连通口，螺旋 管测微元件外管壁上设置着沿其管体螺旋方向延伸的刻度，螺旋管测微元件的中心轴线相 对水平面竖直设置。一种包含该螺旋管测微元件的液体测压容器，可大幅提高液体内液压强的的精度。该发明的目的是这样实现的一种包含该螺旋管测微元件的液体测压容器，包括 球形容器，螺旋管测微元件的下端管口连接球形容器器壁的连通口 ；螺旋管测微元件外管 壁上设置着沿其管体螺旋方向延伸的刻度；螺旋管测微元件的中心轴线相对水平面竖直设置。一种包含有该螺旋管测微元件的钟罩式气体流量计校验装置，可大幅提高其被校 高精度流量计标准体积的流量的精度。该发明的目的是这样实现的一种包含有该螺旋管测微元件的钟罩式气体流量 计校验装置，包括导向滑轮滑轮、基座、悬吊装置、补偿机构、钟罩、液槽和配重砣，悬吊装置 由设置有导轨的立柱、承重悬吊柔绳和导向滚轮组成，内装有密封液的液槽与倒扣的钟罩 相配合，钟罩外罩壁上设置有刻度标尺，在钟罩底端两侧安装的上部导向滚轮与导轨相配合，钟罩内的罩体上也配合安装着下部导向滚轮；在钟罩底壁上安装有前程温度表，在液 槽内设置着导气管，导气管的上端管口伸入钟罩的储气腔，导气管的下端穿过液槽的槽壁 连通外置于液槽的输气管，在靠近液槽的槽壁处的输气管上安装有测量钟罩附近气压的前 程压力表，输气管连通给风管和排气管，给风管通过截止阀连通风机的出风口，排气管通过 调节阀和管节连通大气，在位于调节阀与管节之间的排气管上安装有后程温度表和后程压 力表，管节上安装有被校流量计，倒扣的钟罩其被置朝上的底端固接承重悬吊柔绳一端，所 述的补偿机构为象限重量补偿机构，补偿机构的下端铰接于固定座体上，配合绕过上述以 固定高度安装的前、后导向滑轮的承重悬吊柔绳其另一端连接补偿机构的上端，补偿机构 通过上述承重悬吊柔绳吊住钟罩；后导向滑轮上还固装有与其同圆轴的绕线轮，绕线轮的 轮体的半径r。、后导向滑轮轮体的半径！^以及管体的螺旋环绕半径r满足的数学关系为 n^rd.VTT^^，且使承重悬吊柔绳在后导向滑轮绕过与其轮体的圆周壁接触而形成 的弧度Rad2与使丝绳在槽轮或卷筒上绕过与其轮体圆周壁接触而形成的弧度Rad1相同；穿 在固定的螺旋管测微元件管内的丝绳其上端固接在槽轮圆周槽内的底面槽壁上或固接在 卷筒外筒壁上，丝绳的下端吊接有与钟罩相配合的配重砣，钟罩通过承重悬吊柔绳带动后 导向滑轮转动，后导向滑轮再使与其同轴固装的槽轮或卷筒旋转收被向上吊起的丝绳，被 槽轮卷收上吊卷绕起的丝绳需与其轮体的圆周壁相贴合或者被卷筒卷收上吊卷绕起的丝 绳需与其筒体的外筒壁相贴合接触。本发明由以由以等螺距的圆柱螺旋轨迹线布设的螺旋管、以及设置在管内的液体 或丝绳组成，当液体在该螺旋管内的液位(线长)或丝绳在螺旋管内的长度发生变换，在以 传统方式测得数据的位移精度通过螺旋管体内的液体或丝绳的长度变化反应出来。因此， 本发明结构合理，可大幅提高物位变化量的精度，如可直接测量液位或位移量，或间接测量 压力和流量等物理量的测量。


下面将结合附图对本发明作进一步说明。图1为本发明(其螺旋管体内穿有丝绳)实施例1在(三维坐标)X_Z坐标平面 上的主视结构示意图；图2为本发明(其螺旋管体内设置有液体)实施例2在(三维坐标)X_Z坐标平 面上的主视结构示意图；图3为本发明螺旋管投影在X-Y坐标平面上的投影示意图；图4为本发明螺旋管单位螺距之间的螺旋线程与螺距的数学关系对应示意图；本 发明螺旋管装有丝绳的剖视结构示意图；图5为本发明螺旋管装有液体的剖视结构示意图；图6为本发明螺旋管装有丝绳的剖视结构示意图；图7为本发明应用于液位测量容器的结构示意图；图8为本发明应用于液体测压容器的结构示意图；图9为本发明应用于钟罩式气体流量计校验装置的结构示意图；图I0为(图9中)本发明应用于钟罩式气体流量计校验装置中的后导向滑轮与 绕线轮同轴固装的放大结构示意5
图11为图10中后导向滑轮与槽轮同圆轴固装的剖视放大结构示意图；图12为图10中后导向滑轮与卷筒同圆轴固装的剖视放大结构示意图。
具体实施例方式一种螺旋管测微元件，如图1至图4所示，包括管体2a，管体2a沿等螺距d等螺 旋环绕半径r的圆柱螺旋轨迹线设置且使其固定成为螺旋环绕的螺旋管，该螺旋管内配合 设置着液体3a或者配合设置有受其管腔约束而与其等螺距圆柱螺旋轨迹线相适应的丝绳 la，丝绳Ia外周壁与螺旋管的内周壁间隙配合，该丝绳Ia与螺旋管的内管壁动配合。其中 的丝绳Ia应满足基本上不会受拉力而伸长的要求。如图6所示，为了避免管径过小而造成毛细现象，螺旋管外管直径Rgw ^ 5mm。如图1、图3、图5及图6所示，螺旋管外管壁上设置着沿其管体2a螺旋方向延伸 的刻度2k ；螺旋管外管直径Rgw为6-10mm，丝绳Ia为实心体，螺旋管的管壁由透明玻璃构 成，丝绳Ia横截面的半径P s与螺旋管内管径Pgn之比(Pgn/Ps)为0. 78-0. 94，在丝绳 Ia外周壁与螺旋管的内周壁的环形管腔内充满有透明的润滑油3b。所述的透明玻璃为透明工程塑料或有机玻璃或钠钙玻璃。如图5、图6所示，螺旋管内管径P g与螺旋管的螺旋环绕半径r的之比(P g/r) 为 0. 15-0. 05。如图1至图4所示，如果空间一点M在圆柱面x2+y2 = r2上以角速度ω绕轴ζ旋 转，同时又以线速度ν沿平行于ζ轴的正向上升，那么点M构成的图形叫做螺旋线。螺旋曲 线的参数方程如下
权利要求
一种螺旋管测微元件，包括管体(2a)，其特征是管体(2a)沿等螺距d等螺旋环绕半径r的圆柱螺旋轨迹线设置且使其固定成为螺旋环绕的螺旋管，该螺旋管内配合设置着液体(3a)或者配合设置有受其管腔约束而与其等螺距圆柱螺旋轨迹线相适应的丝绳(1a)，丝绳(1a)外周壁与螺旋管的内周壁间隙配合，该丝绳(1a)与螺旋管的内管壁动配合。
2.根据权利要求1所述的螺旋管测微元件，其特征是螺旋管外管直径Rgw^ 5mm。
3.根据权利要求1所述的螺旋管测微元件，其特征是螺旋管外管壁上设置着沿其管 体(2a)螺旋方向延伸的刻度(2k)；螺旋管外管直径Rgw为6-10mm，丝绳(Ia)为实心体，螺 旋管的管壁由透明玻璃构成，丝绳(Ia)横截面的半径P 3与螺旋管内管径Pgn之比(Pgn/ Ps)为0. 78-0. 94，在丝绳(Ia)外周壁与螺旋管的内周壁的环形管腔内充满有透明的润滑 油(3b)。
4.根据权利要求1所述的螺旋管测微元件，其特征是所述的透明玻璃为透明工程塑 料或有机玻璃或钠钙玻璃。
5.根据权利要求1所述的螺旋管测微元件，其特征是螺旋管内管径Pg与螺旋管的螺 旋环绕半径r的之比(P Jy)为0. 15-0. 05。
6.一种包含有如权利要求1所述的螺旋管测微元件的液位测量容器，包括盛液容器 (5)，其特征是螺旋管测微元件(2b)的下端管口通过连通器(6)连接盛液容器(5)下部 器壁的连通口，螺旋管测微元件(2b)外管壁上设置着沿其管体(2a)螺旋方向延伸的刻度 (2k)，螺旋管测微元件(2b)的中心轴线相对水平面竖直设置。
7.一种包含有如权利要求1所述的螺旋管测微元件的液体测压容器，包括球形容器 (4)，其特征是螺旋管测微元件(2b)的下端管口连接球形容器(4)器壁的连通口 ；螺旋管 测微元件(2b)外管壁上设置着沿其管体(2a)螺旋方向延伸的刻度(2k)；螺旋管测微元件 (2b)的中心轴线相对水平面竖直设置。
8.一种包含有如权利要求1所述的螺旋管测微元件的钟罩式气体流量计校验装置，包 括导向滑轮、基座(23)、悬吊装置、补偿机构(33)、钟罩(10)、液槽(16)和配重砣(31)，悬 吊装置由设置有导轨的立柱(12)、承重悬吊柔绳(Ib)和导向滚轮(11)组成，内装有密封液 (22)的液槽(16)与倒扣的钟罩(10)相配合，在钟罩(10)底端两侧安装的上部导向滚轮 (11)与导轨相配合，钟罩(10)内的罩体上也配合安装着下部导向滚轮(15)；在钟罩(10) 底壁上安装有前程温度表(13)，在液槽(16)内设置着导气管(14)，导气管(14)的上端管 口伸入钟罩(10)的储气腔，导气管(14)的下端穿过液槽(16)的槽壁连通外置于液槽(16) 的输气管(24)，在靠近液槽(16)的槽壁处的输气管(24)上安装有测量钟罩(10)附近气 压的前程压力表(21)，输气管(24)连通给风管(25)和排气管(28)，给风管(25)通过截止 阀(26)连通风机(27)的出风口，排气管(28)通过调节阀(17)和管节(29)连通大气，在 位于调节阀(17)与管节(29)之间的排气管(28)上安装有后程温度表(18)和后程压力表 (19)，管节(29)上安装有被校流量计(20)，倒扣的钟罩(10)其被置朝上的底端固接承重悬 吊柔绳(Ib) —端，所述的补偿机构(33)为象限重量补偿机构，补偿机构(33)的下端铰接 于固定座体(32)上，配合绕过上述以固定高度安装的前导向滑轮(9)和后导向滑轮(8b) 的承重悬吊柔绳(Ib)其另一端连接补偿机构(33)的上端，补偿机构(33)通过上述承重悬 吊柔绳(Ib)吊住钟罩(10)；其特征是后导向滑轮(8b)上还固装有与其同圆轴的绕线轮(8a)，绕线轮(8a)的轮体(36)的半径r。、后导向滑轮(8b)轮体(35)的半径rd以及管体 (2a)的螺旋环绕半径r满足的数学关系为rc=rd.Vl +4π2Γ2，且使承重悬吊柔绳(Ib) 在后导向滑轮(8b)绕过与其轮体(35)的圆周壁(35a)接触而形成的弧度Rad2与使丝绳 (Ia)在槽轮(8al)或卷筒(8a2)上绕过与其轮体圆周壁接触而形成的弧度Rad1相同；穿在 固定的螺旋管测微元件(2b)管内的丝绳(Ia)其上端固接在槽轮(8al)圆周槽内的底面槽 壁(37a)上或固接在卷筒(8a2)外筒壁(37b)上，丝绳(Ia)的下端吊接有与钟罩(10)相 配合的配重砣(31)，钟罩(10)通过承重悬吊柔绳(Ib)带动后导向滑轮(8b)转动，后导向 滑轮(8b)再使与其同轴固装的槽轮(8al)或卷筒(8a2)旋转收被向上吊起的丝绳(Ia)，被 槽轮(8al)卷收上吊卷绕起的丝绳(Ia)需与其轮体(36a)的圆周壁(37a)相贴合或者被 卷筒(8a2)卷收上吊卷绕起的丝绳(Ia)需与其筒体(36b)的外筒壁(37b)相贴合接触。
9.根据权利要求8所述的螺旋管测微元件，其特征是螺旋管测微元件(2b)外管壁上 设置着沿其管体(2a)螺旋方向延伸的刻度(2k)；螺旋管测微元件(2b)被固装在固定座体 (32)上，通过防变形支撑物(34)防止其管体变形，保持其螺距、螺旋半径不变，其中心轴线 OE相对于水平面竖直设置。
10.根据权利要求8所述的螺旋管测微元件，其特征是螺旋管测微元件(2b)的上端 通过弯管(7a)与其管体(2a)连通的的直管(7)；钟罩(10)内配合安装的对称的下部导向 滚轮(15)与竖直固定的导气管(14)外管壁滚动配合。
全文摘要
本发明公开了一种螺旋管测微元件及含有该元件的测微装置，管体沿等螺距等螺旋环绕半径的圆柱螺旋轨迹线设置且使其固定成为螺旋环绕的螺旋管，该螺旋管内配合设置着液体或者配合设置有受其管腔约束而与其等螺距圆柱螺旋轨迹线相适应的丝绳，丝绳外周壁与螺旋管的内周壁间隙配合，该丝绳与螺旋管的内管壁相动配合。本发明结构合理，可大幅提高物位变化量的精度。
文档编号G01F23/02GK101968371SQ201010268719
公开日2011年2月9日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者郑云林 申请人:郑云林