一种稳定可调式毕托管的制作方法

1.本实用新型属于流体流速测量仪器领域，涉及一种稳定可调式毕托管。


背景技术：

2.流速测量是流体力学综合试验台中的重要环节。现有常用流速测量装置为毕托管，毕托管亦称“测速管”，俗称“风速管”，是一种借助测量流体总压力与静压力之差值来计算流速的仪器。毕托管常被用于科研、生产、教学等方面用于测量管道风速、气体流速等。
3.毕托管包括两根细管，一根管的孔口正对液流方向，90
°
转弯后液流的动能转化为势能，液体在管内上升的高度是该处的总水头z p/pg v2/2g；另一根管的开口方向与液流方向垂直，只感应到液体的压力，液体在管内上升的高度是该处的测压管水头(相应于势能的那部分水头)z p/pg，两管液面的高差就是该处的流速水头v2/2g，量出两管液面的高差h，则v2/2g＝h，从而间接地测出该处的流速v＝(2gh)
0.5
。
4.使用毕托管进行流速测量的关键在于准确测量相应点的静压和总压，因此，在使用过程中对毕托管的稳定性要求极高。现有的毕托管一般是通过人为把持仪器进行测量。在进行流速测量时，通常是将一个l型毕托管与一个u型管或读数器连接，将毕托管放入测试水槽中，通过实验者手持装置和读数器进行测量。在测量过程中，毕托管缺少固定，稳定性欠佳，且操作不便。同时，毕托管在流体中的测量位置以及读数是通过人为移动和读取来实现的，获取的数据的准确性上也相对欠缺。此外，由于毕托管在测量过程中缺乏固定构件，导致在水流的冲击下或者实验者手的晃动等因素的影响下，不能很好地保持毕托管的稳定，因此难以确保测量方向始终对准来流方向，这也会降低测试结果的准确性和可靠性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种稳定可调式毕托管，以解决现有毕托管因缺乏固定装置而存在的测量过程容易受到水流冲击和外界环境等因素的影响，测量稳定性和准确性不佳的问题，提高流速测量的准确性。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种稳定可调式毕托管，包括测量读数装置、横向固定组件、纵向固定组件以及用于连接横向固定组件和纵向固定组件的连接组件；
8.所述测量读数装置包括l型毕托管和u型管，l型毕托管的静压接口和总压接口分别通过连接管件与u型管的两端连接；所述横向固定组件包括可伸缩横杆和吸盘，所述可伸缩横杆上设有刻度，吸盘位于可伸缩横杆的两端端部；所述连接组件包括套杆和紧定件，套杆套设于可伸缩横杆上并通过紧定件定位固定；所述纵向固定组件包括可伸缩竖杆和连接板，所述可伸缩竖杆上设有刻度，可伸缩竖杆的上端端部与套杆连接且垂直于可伸缩横杆，连接板与可伸缩竖杆连接；l型毕托管固定于连接板上，l型毕托管的竖管与可伸缩竖杆平行，l型毕托管的横管垂直于可伸缩横杆。
9.使用上述稳定可调式毕托管进行流速测试的过程中，为了避免可伸缩竖杆处于测
试液面以下对液流流态造成影响，进而影响流速测量的准确性，本实用新型对可伸缩竖杆的下端与l型毕托管的横管的相对位置关系进行了限定。上述稳定可调式毕托管的技术方案中，可伸缩竖杆的下端位于l型毕托管的横管的上方，采用该毕托管进行流速测量时，可伸缩竖杆位于测试液面之上。
10.上述稳定可调式毕托管的技术方案中，可伸缩横杆的作用主要是通过伸缩调节横杆的长度，从而更好适应水槽的实际宽度。在满足横向长度可调节的基础上，可伸缩横杆可采用本领域常规使用的可伸缩杆的设计方式。例如，外横杆与内横杆可通过螺纹连接，通过螺纹调节外横杆与内横杆的相对位置从而调节可伸缩横杆的长度，或者，在外横杆、内横杆伸长或缩短后由螺旋式锁紧器或者钮钉锁紧。优选地，在本实用新型中，所述可伸缩横杆包括外横杆、内横杆以及旋紧件，外横杆为中空圆管，内横杆上设有刻度，外横杆与内横杆间隙配合并通过旋紧件固定。进一步地，所述套杆套设于内横杆上；所述旋紧件为螺旋式锁紧器。
11.上述稳定可调式毕托管的技术方案中，可伸缩竖杆的主要作用是通过伸缩调节竖杆的长度，从而调节l型毕托管在水槽中的测量深度。在满足前述作用的基础上，可伸缩竖杆可采用本领域常规使用的可伸缩杆的设计方式。例如，外竖杆与内竖杆可通过螺纹连接，通过螺纹调节外竖杆与内竖杆的相对位置从而调节可伸缩竖杆的长度，或者，在外竖杆、内竖杆伸长或缩短后由螺旋式锁紧器或者钮钉锁紧。优选地，在本实用新型中，所述可伸缩竖杆包括外竖杆、内竖杆以及旋紧件，外竖杆为中空圆管，内竖杆上设有刻度，外竖杆与内竖杆间隙配合并通过旋紧件固定，连接板与内竖杆连接。
12.上述稳定可调式毕托管的技术方案中，为了增加l型毕托管的固定稳定性，避免l型毕托管的稳定性在流速测试过程中受到水流冲击的影响，所述可伸缩竖杆优选设置为两根，套杆的数量与可伸缩竖杆的数量相等，各可伸缩竖杆的上端端部分别与各套杆连接。进一步地，所述连接板与两根可伸缩竖杆连接。更进一步地，l型毕托管的竖管固定于两根可伸缩竖杆之间的连接板上。
13.上述稳定可调式毕托管的技术方案中，连接板与可伸缩竖杆、以及连接板与l型毕托管的竖管之间的连接固定方式，可以采用本领域常用的连接方式，例如卡接、卡扣结合螺钉固定等方式。进一步地，为了增加l型毕托管在连接板上的固定稳定性，避免流速测试过程中因流体冲击而造成l型毕托管摆动或晃动，l型毕托管的竖管与连接板之间，最好是采用多点固定的方式，具体地，可在l型毕托管的竖管上，每间隔一定距离设置一个固定点，通常可采用2～3个固定点。
14.上述稳定可调式毕托管的技术方案中，吸盘位于可伸缩横杆的两端端部，能够使可伸缩横杆紧固地安装在水槽两侧的槽壁上，悬空于水槽上方空间，这样免去人工手持毕托管的操作，不但减少人工操作的工作量，而且可避免由于人为把持毕托管而带来的测量误差。所述吸盘与可伸缩横杆的端部优选以可拆卸的方式连接，这样更有利于清洗和更换。
15.在使用上述稳定可调式毕托管进行流速测试的过程中，可伸缩横杆应始终处于水平状态，这样才能确保l型毕托管的竖管始终处于垂直于测试液流流向、l型毕托管的横管始终处于面对测试液流流向的状态。为了在安装毕托管的过程中快速将可伸缩横杆调整至水平状态，优选的技术方案是在所述可伸缩横杆上设有水平仪。所述水平仪可以是各种常见的水准泡，例如圆柱水准泡、方形水准泡、万向水准泡等等。
16.当上述稳定可调式毕托管的技术方案中未在可伸缩横杆上设置水平仪时，可将本实用新型提供的毕托管与水平尺配合使用。
17.上述上述稳定可调式毕托管的技术方案中，所述l型毕托管是现有技术中的常规l型毕托管，是由内管与外管组成的夹层结构，内管与位于l型毕托管的竖管上的总压接口相通，外管上设有环绕l型毕托管的横管设置的一圈小圆孔组成的静压测试孔，静压测试孔与夹层和位于l型毕托管的竖管上静压接口相通。
18.使用上述稳定可调式毕托管进行流速测试的方法如下：
19.根据测试水槽的实际宽度，调节可伸缩横杆的长度使其适应水槽的宽度，通过吸盘将整个装固定在测试水槽上，使可伸缩横杆处于水平状态，使l型毕托管的横管上的总压测试口针对测试液流的流速方向，根据测试需求，通过调节套杆的位置调整l型毕托管相对于测试水槽的内侧壁的距离，通过调节可伸缩竖杆的长度调整l型毕托管的横管距离测试水槽的底面的距离。通入测试液流并在测试液流的流动状态稳定后，通过读取u型管左右两管的液位进行液位差计算，再根据相应公式即可求得流测试液流的流速。
20.与现有技术相比，本实用新型提供的技术方案产生了以下有益的技术效果：
21.1.本实用新型提供了一种稳定可调式毕托管，在测量读数装置的基础上设置了横向固定组件、纵向固定组件以及用于连接横向固定组件和纵向固定组件的连接组件，通过横向固定组件将装置固定于测试水槽上，再通过纵向固定组件固定毕托管，在测试流体流速的过程中，无需人为把持即可确保l型毕托管的竖管始终处于垂直于测试液流流向、l型毕托管的横管始终处于面对测试液流流向的状态，可有效避免水流冲击和外界环境因素对毕托管在测试过程中的稳定性造成不利影响，从而提高流速测量的准确性，可解决现有人工把持毕托管进行测量而存在的对测量稳定性和准确性不佳的问题。
22.2.本实用新型提供的稳定可调式毕托管的可伸缩横杆和可伸缩竖杆上均设有刻度，由此可方便地确定和读取毕托管在水槽中的距离水槽壁和距离水槽底部的距离，减少了人为二次测量数据的误差，可提高测量精度。
23.3.本实用新型提供的稳定可调式毕托管，因其可伸缩横杆的设计，使得其可适应各种尺寸的测试水槽，借助于其上设置的水平仪通过吸盘可将可伸缩横杆方便地水平安装在水槽两侧，悬空于水槽上方空间，相对于现有人工手持毕托管进行测量的操作，采用本实用新型的装置，不但可以减少人工操作的工作量，而且可避免由于人为把持毕托管而带来的测量误差。
24.4.本实用新型提供的稳定可调式毕托管，通过对连接组件的调节即可可方便地调节纵向固定组件的横向位置，进而方便地调节l型毕托管在水槽中的横向位置，通过对可伸缩竖杆的伸缩调节即可方便地调整l型毕托管距离水槽底部的距离，调节方式灵活便捷，使用方式简单。
附图说明
25.图1是本实用新型所述稳定可调式毕托管的一种结构示意图；
26.图2是稳定可调式毕托管的测量读数装置的结构示意图；
27.图3是l型毕托管的横管的的局部放大图；
28.图4是稳定可调式毕托管的可伸缩横杆的局部放大图；
29.图5是稳定可调式毕托管的可伸缩竖杆的局部放大图；
30.图6是稳定可调式毕托管的使用状态示意图；
31.图7是本实用新型所述稳定可调式毕托管的另一种结构示意图。
32.附图标记说明：1
‑
1—l型毕托管、1
‑1‑
1—总压测试孔、1
‑1‑
2—静压测试孔、1
‑
2—u型管、2
‑
1—可伸缩横杆、2
‑1‑
1—外横杆、2
‑1‑
2—内横杆、2
‑
2—吸盘、3
‑
1—套杆、3
‑
2—紧定件、4
‑
1—可伸缩竖杆、4
‑1‑
1—外竖杆、4
‑1‑
2—内竖杆、4
‑
2—连接板、5—旋紧件、6—水平仪、7—测试水槽、8—测试液流。
具体实施方式
33.以下对本实用新型提供的稳定可调式的毕托管固定装置作进一步说明。有必要指出的是，以下实施方式只用于对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，所描述的实施方式仅仅是本实用新型的一部分实施方式，不能理解为对本实用新型保护范围的限制。本领域普通技术人员根据上述实用新型内容，对本实用新型做出一些非本质的改进和调整是非常容易做到的，这样的改进与调整仍属于本实用新型的保护范围。
34.实施例1
35.本实施例中，稳定可调式毕托管如图1所示，包括测量读数装置、横向固定组件、纵向固定组件以及用于连接横向固定组件和纵向固定组件的连接组件。
36.如图2
‑
3所示，测量读数装置包括l型毕托管1
‑
1和u型管1
‑
2。l型毕托管1
‑
1是由内管与外管组成的夹层结构，内管与位于l型毕托管1
‑
1的竖管上的总压接口相通，外管上设有环绕l型毕托管1
‑
1的横管设置的一圈小圆孔组成的静压测试孔，静压测试孔与夹层和位于l型毕托管1
‑
1的竖管上静压接口相通。l型毕托管1
‑
1的静压接口和总压接口分别通过连接管件与u型管1
‑
2的两端连接。
37.如图1和图4所示，横向固定组件包括可伸缩横杆2
‑
1和吸盘2
‑
2。可伸缩横杆2
‑
1包括外横杆2
‑1‑
1、内横杆2
‑1‑
2以及旋紧件5。外横杆2
‑1‑
1为中空圆管，内横杆2
‑1‑
2上设有刻度，外横杆2
‑1‑
1与内横杆2
‑1‑
2间隙配合并通过旋紧件5固定。吸盘2
‑
2位于可伸缩横杆2
‑
1的两端端部，且与可伸缩横杆2
‑
1的端部可拆卸连接。
38.连接组件包括套杆3
‑
1和紧定件3
‑
2，紧定件为配合螺母使用的螺栓。套杆3
‑
1的数量为两个，套设于可伸缩横杆2
‑
1的内横杆2
‑1‑
2上并通过紧定件3
‑
2定位固定。
39.如图1和图5所示，纵向固定组件包括可伸缩竖杆4
‑
1和连接板4
‑
2。可伸缩竖杆4
‑
1为两根，包括外竖杆4
‑1‑
1、内竖杆4
‑1‑
2以及旋紧件5。外竖杆4
‑1‑
1为中空圆管，内竖杆4
‑1‑
2上设有刻度，外竖杆4
‑1‑
1与内竖杆4
‑1‑
2间隙配合并通过旋紧件5固定。连接板4
‑
2与内竖杆4
‑1‑
2通过两个卡扣配合螺钉连接。可伸缩竖杆4
‑
1的外竖杆4
‑1‑
1上端端部与套杆3
‑
1连接且垂直于可伸缩横杆2
‑
1。连接板4
‑
2与可伸缩竖杆4
‑
1的内竖杆4
‑1‑
2通过两个卡扣配合螺钉连接。
40.如图1和图6所示，l型毕托管1
‑
1的竖管通过两个卡扣配合螺钉固定于两根可伸缩竖杆4
‑
1之间的连接板4
‑
2上，l型毕托管1
‑
1的竖管与两根可伸缩竖杆4
‑
1平行，l型毕托管1
‑
1的横管垂直于可伸缩横杆2
‑
1。可伸缩竖杆4
‑
1的下端位于l型毕托管1
‑
1的横管的上方，采用该毕托管进行流速测量时，可伸缩竖杆4
‑
1位于测试液面之上。
41.使用本实施例的稳定可调式毕托管进行流速测试的方法如下：
42.根据测试水槽7的实际宽度，调节可伸缩横杆2
‑
1的长度使其适应水槽的宽度，通过吸盘2
‑
2将整个装固定在测试水槽7上，使可伸缩横杆2
‑
1处于水平状态，使l型毕托管1
‑
1的横管上的总压测试口针对测试液流8的流速方向，根据测试需求，通过调节套杆3
‑
1的位置调整l型毕托管1
‑
1相对于测试水槽7的内侧壁的距离，通过调节可伸缩竖杆4
‑
1的长度调整l型毕托管1
‑
1的横管距离测试水槽7的底面的距离。通入测试液流8并在测试液流8的流动状态稳定后，通过读取u型管1
‑
2左右两管的液位进行液位差计算，再根据相应公式即可求得流测试液流8的流速。
43.实施例2
44.本实施例中，稳定可调式毕托管如图1所示，包括测量读数装置、横向固定组件、纵向固定组件以及用于连接横向固定组件和纵向固定组件的连接组件。
45.如图2
‑
3所示，测量读数装置包括l型毕托管1
‑
1和u型管1
‑
2。l型毕托管1
‑
1是由内管与外管组成的夹层结构，内管与位于l型毕托管1
‑
1的竖管上的总压接口相通，外管上设有环绕l型毕托管1
‑
1的横管设置的一圈小圆孔组成的静压测试孔，静压测试孔与夹层和位于l型毕托管1
‑
1的竖管上静压接口相通。l型毕托管1
‑
1的静压接口和总压接口分别通过连接管件与u型管1
‑
2的两端连接。
46.如图1和图4所示，横向固定组件包括可伸缩横杆2
‑
1和吸盘2
‑
2。可伸缩横杆2
‑
1包括外横杆2
‑1‑
1、内横杆2
‑1‑
2以及旋紧件5。外横杆2
‑1‑
1为中空圆管，内横杆2
‑1‑
2上设有刻度，外横杆2
‑1‑
1与内横杆2
‑1‑
2间隙配合并通过旋紧件5固定。吸盘2
‑
2位于可伸缩横杆2
‑
1的两端端部，且与可伸缩横杆2
‑
1的端部可拆卸连接。如图7所示，可伸缩横杆2
‑
1的横杆2
‑1‑
2上还设有水平仪6。
47.连接组件包括套杆3
‑
1和紧定件3
‑
2，紧定件为螺钉。套杆3
‑
1的数量为两个，套设于可伸缩横杆2
‑
1的内横杆2
‑1‑
2上并通过紧定件3
‑
2定位固定。
48.如图1和图5所示，纵向固定组件包括可伸缩竖杆4
‑
1和连接板4
‑
2。可伸缩竖杆4
‑
1为两根，包括外竖杆4
‑1‑
1、内竖杆4
‑1‑
2以及旋紧件5。外竖杆4
‑1‑
1为中空圆管，内竖杆4
‑1‑
2上设有刻度，外竖杆4
‑1‑
1与内竖杆4
‑1‑
2间隙配合并通过旋紧件5固定。连接板4
‑
2与内竖杆4
‑1‑
2通过两个卡扣配合螺钉连接。可伸缩竖杆4
‑
1的外竖杆4
‑1‑
1上端端部与套杆3
‑
1连接且垂直于可伸缩横杆2
‑
1。连接板4
‑
2与可伸缩竖杆4
‑
1的内竖杆4
‑1‑
2通过两个卡扣配合螺钉连接。
49.如图1和图6所示，l型毕托管1
‑
1的竖管通过两个卡扣配合螺钉固定于两根可伸缩竖杆4
‑
1之间的连接板4
‑
2上，l型毕托管1
‑
1的竖管与两根可伸缩竖杆4
‑
1平行，l型毕托管1
‑
1的横管垂直于可伸缩横杆2
‑
1。可伸缩竖杆4
‑
1的下端位于l型毕托管1
‑
1的横管的上方，采用该毕托管进行流速测量时，可伸缩竖杆4
‑
1位于测试液面之上。
50.使用本实施例的稳定可调式毕托管进行流速测试的方法如下：
51.根据测试水槽7的实际宽度，调节可伸缩横杆2
‑
1的长度使其适应水槽的宽度，通过吸盘2
‑
2将整个装固定在测试水槽7上，使可伸缩横杆2
‑
1处于水平状态，使l型毕托管1
‑
1的横管上的总压测试口针对测试液流8的流速方向，根据测试需求，通过调节套杆3
‑
1的位置调整l型毕托管1
‑
1相对于测试水槽7的内侧壁的距离，通过调节可伸缩竖杆4
‑
1的长度调整l型毕托管1
‑
1的横管距离测试水槽7的底面的距离。通入测试液流8并在测试液流8的流动状态稳定后，通过读取u型管1
‑
2左右两管的液位进行液位差计算，再根据相应公式即可
求得流测试液流8的流速。