可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置的制作方法

本实用新型涉及工业控制技术领域，尤其涉及一种可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置。

背景技术：

目前国内各高校给排水科学与工程专业一般需开设相关专业实验，其中包括自循环虹吸原理演示实验等。现阶段水力学实验设备一般包括高位水箱、低位水箱、测压计、测压管、滑尺、水泵、测压计水箱等。在水力学实验运行过程中，通过设备上安装的电磁了流量计、压力变送器、液位控制器等得出实验结果数据。

现阶段国内自循环虹吸原理演示实验平台可归为两种：一是由学生动手进行实验操作。实验操作必须根据实验指导书进行操作，为排除实验中各种因素的影响以及实验本身存在的不可避免的系统误差，因此我们需要进行多次实验从而得出较为准确的实验现象以实现自循环虹吸原理的演示过程。但在实际操作中，得不到切实直观的观测自循环虹吸原理的演示过程；还有一些实验现象不便于近距离观察的实验现象。

二是基于互联网的远程虚拟仿真实验方案，主要是采用软件仿真实验平台进行网上仿真或虚拟实验，这种方案的实验现象和数据都是在理想情况下由软件计算得到的，完全由软件来虚拟化实验环境，不具有实验过程中应有的真实性，实验过程固化，不能模拟实际情况中存在的各种干扰因素和误差，实验虽便于了解实验过程，但实验效果难以比拟真实实验，对学生创新能力和发现问题意识的培养不利。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种依托于可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置，解决动手操作不精确、数据记录不及时及一些不便靠近观察的实验现象等问题。

所述可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置结构包括：测点、虹吸管、压力变送器、高位水箱、低位水箱、水泵、吸水管、溢水管、破坏虹吸电磁阀、放水电磁阀、第一进水电磁阀、第二进水电磁阀、电磁流量计、摄像头、液位控制器、水箱、测压管、测压计水箱、滑尺、电脑触摸屏和plc控制系统。

所述plc控制系统控制触摸屏电脑的信号输入与输出、控制阀门启闭或调节开度以及摄像头的启闭；plc控制系统采集压力变送器、电磁流量计、液位控制器等通过信号线输送的在线监测数据。

高位水箱与低位水箱均有管路与水泵连接，开启水泵向高位水箱和低位水箱注水，使高位水箱有溢流，低位水箱水位达到后，由液位控制器传输信号到plc，关闭供水阀，打开与连接低位水箱的电磁阀把水排空，产生虹吸现象；在虹吸管安装有破坏虹吸电磁阀，若打开此电磁阀，虹吸现象被破坏。

进一步地，如上所述的可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置，所述压力变送器、电磁流量计、可电脑操控的电磁阀；低位水箱内安装有液位控制器。

所述压力变送器、安装在虹吸管的相关测点上，电磁流量计、可电脑操控的电磁阀安装在虹吸管上；液位控制器安装在低位水箱内。

所述压力变送器、电磁流量计、液位控制器等通过信号线输送的在线监测数据。

所述压力变送器用于在线监测虹吸管上每个测压点的压力数据；

所述液位控制器在线监测低位水箱水位达到相关水位时将信号传送到plc，停止泵供水。

所述电磁流量计在线监测流量并反馈数据至plc控制系统，便于与实验观测所得数据进行误差分析。

进一步地，如上所述的可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置，其特征在于，包括plc控制系统控制触摸屏电脑、各数据采集设备及摄像头。

所述plc控制系统控制触摸屏电脑的信号输入与输出、控制阀门启闭或调节开度以及摄像头的启闭；plc控制系采集压力变送器、电磁流量计、液位控制器等通过信号线输送的在线监测数据。

所述触摸屏电脑用于接收plc控制系统传送的在线监测数据并显示操作界面，实现触屏控制操作装置。

所述摄像头用于电脑观察实验现象，可通过软件控制调节镜头焦距观察一些不便于靠近观察的实验现象。

上述的可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置原理，可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置、执行设备、数据采集设备、图像采集设备、plc控制系统、触摸屏电脑。

进一步地，如上述的可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置原理，所述虹吸管上共有8个测点，每个测点上安装有压力变送器、一个测点上安装电磁流量计，低位水箱内安装有液位控制器。

进一步地，如上所述的可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置，所述虹吸管上共有8个测点，每个测点上安装有压力变送器、一个测点上安装电磁流量计；把所测的数据通过采集传输到plc控制系统，数据反映在触摸屏电脑上，进而由数据验证伯努利方程；还可通过摄像头观察到测压管内的液柱变化。

有益效果：

本实用新型提供的可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置，依托于自循环虹吸原理演示实验装置、plc控制系统、触摸屏电脑及摄像头等相关实验仪器，将手动操作设备、手工记录数据转变为通过电脑精准操作、自动记录数据等，提高了实验的效率。

附图说明

图1为本实用新型可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置结构示意图。

图中标记：1-测点；2-虹吸管；3-压力变送器；4-高位水箱；5-低位水箱；6-水泵；7-吸水管；8-溢水管；9-1-破坏虹吸电磁阀；9-2-放水电磁阀；9-3-第一进水电磁阀；9-4-第二进水电磁阀；10-电磁流量计；11-摄像头；12-液位控制器；13-水箱；14-测压管，15-测压计水箱，16-滑尺，17-触摸屏电脑，18-plc控制系统。

图2为本实用新型可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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：

图1为本实用新型可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置的结构示意图；如图1所示，本实用新型提供的可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置结够包括：虹吸管2、压力变送器3、高位水箱4、低位水箱5、水泵6、吸水管7、溢水管8、9-1-破坏虹吸电磁阀、9-2-放水电磁阀、9-3-第一进水电磁阀、9-4-第二进水电磁阀、电磁流量计10、摄像头11、液位控制器12、水箱13、测压管14、测压计水箱15、滑尺16、触摸屏电脑17和plc控制系统18。

plc控制系统18控制触摸屏电脑17的信号输入与输出、控制阀门启闭或调节开度以及摄像头11的启闭；plc控制系统18采集压力变送器3、电磁流量计10、液位控制器12等通过信号线输送的在线监测数据。

高位水箱4与低位水箱5均有管路与水泵6连接，开启水泵6向高位水箱4和低位水箱5注水，使高位水箱4有溢流，低位水箱5水位达到后，由液位控制器12传输信号到plc，关闭供水阀，打开与连接低位水箱的放水电磁阀9-2把水排空，产生虹吸现象；在虹吸管2安装有破坏虹吸电磁阀9-1，若打开此电磁阀9-1，虹吸现象被破坏。

为了精确测量进水管路上各项参数，在所述进水管路上安装有：压力变送器3、破坏虹吸电磁阀9-1、放水电磁阀9-2、第一进水电磁阀9-3、第二进水电磁阀9-4、电磁流量计10、液位控制阀12。

在虹吸管上共有8个测点，每个测点上安装有压力变送器3、一个测点上安装电磁流量计10，低位水箱5内安装有液位控制器12。

所述压力变送器3安装在各测点上，电磁阀9共四个，一个安装在虹吸管3右端的三通管路上的破坏虹吸电磁阀9-1，用于实现或破坏虹吸现象；一个安装在水泵6与高位水箱4的连接管路上的第一进水电磁阀9-3，用于向高位水箱4注水；一个安装在水泵6与低位水箱5的连接管路上的第二进水电磁阀9-4，用于向低位水箱5注水；一个安装在溢水管8上的放水电磁阀9-2，待低位水箱5满足水位要求后开启放水电磁阀9-2；把所测的数据通过采集传输到plc控制系统18，数据反映在触摸屏电脑17上，进而由数据验证伯努利方程；还可通过摄像头观察到测压管内的液柱变化。

所述可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置包括放在实验平台架上的高位水箱4、低位水箱5，低位水箱5内装有液位控制器12，在从高位水箱4到低位水箱5的虹吸管2上，各测点上装有压力变送器3、电磁流量计10，虹吸管2右端的三通管路上安装破坏虹吸电磁阀9，能直观的看到实现虹吸现象和破坏虹吸现象；所述数据采集设备包括流量：由虹吸管路上的电磁流量计测得；压力：由虹吸管路上各测点的压力变送器测得。

图2为本实用可电脑操控的自循环虹吸原理演示实验装置的原理图。

所述plc控制系统18通过信号线与执行设备连接；所述数据采集装置和图像采集设备通过信号线与plc控制系统18连接。

所述plc控制系统18通过信号线控制执行设备的运行与停止；同时将数据采集装置以及图像采集设备得到的信息通过信号线传送给触摸屏电脑17。

所述触摸屏电脑17显示屏和操作设备分别通过信号线与所述plc控制系统18连接。

执行设备包括水泵6、破坏虹吸电磁阀9-1、放水电磁阀9-2、第一进水电磁阀9-3、第二进水电磁阀9-4。

所述执行设备、数据采集设备、图像采集设备分别通过信号线通讯方式与plc控制系统18连接；

所述数据采集设备包括压力变送器3：在线监测虹吸管2上每个测压点的压力数据；电磁流量计10：在线监测虹吸管2的流量；液位控制器12：在线监测低位水箱5水位达到相关水位时将信号传送到plc控制系统18，停止水泵6供水。

所述图像采集设备包括但不限于摄像头11，所述摄像头11固定于可电脑操作的自循环虹吸原理演示实验装置的支架上，通过自循环虹吸原理演示实验装置支架与所述plc控制系统18连接，学生可在电脑中监控实验运行状况，可通过软件操作调整摄像头11焦距观察不便于靠近的实验现象。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除