Комплекс автоматизированный учебно-лабораторный для определения силы гидравлического давления с измерениями и обработкой результатов в программной среде lab view

Изобретение относится к специальному оборудованию, предназначенному для обучения студентов вузов и колледжей техническим дисциплинам, а более конкретно для практического изучения основного закона гидростатики, различных видов давления (давление вакуума, избыточное давление, атмосферное давление), приборов для измерения давления, а также единиц измерения давления. Технический результат изобретения заключается в повышении точности и качества обеспечения измерений всех необходимых параметров, полученных как с помощью измерительных датчиков, так и на виртуальном образе лабораторного стенда, и обеспечение их сравнения в автоматическом режиме, а также в обеспечении автоматизации измерений всех необходимых параметров, получения необходимых расчетных заданных функциональных зависимостей и вывода на электронные и бумажные носители информации, используемые в виде отчета. Комплекс автоматизированный учебно-лабораторный для определения силы гидравлического давления с измерениями и обработкой результатов в программной среде Lab View включает два стола, один из которых состоит из горизонтальной и вертикальной поверхности, на первой из которых размещена водонапорная магистраль, состоящая из вертикально расположенных стеклянного жидкостного манометра, стеклянного резервуара и горизонтально расположенных трубчатых элементов, начинающаяся в питательном баке, установленном под столом. В нижнюю часть питательного бака вмонтирован сливной кран. На горизонтальной установочной поверхности размещен насос. На участке водонапорной магистрали последовательно расположены кран и коллектор, осуществляющий разветвление магистрали к механическому манометру, преобразователю давления и нижней части вертикального стеклянного резервуара, в верхней части которого расположены механический мановакууметр, преобразователь давления и кран для соединения системы с атмосферой. Жидкостной манометр для визуального отображения уровня столба жидкости при создании условия вакуума установлен слева от стеклянного резервуара и соединен с ним посредством крана и трубчатых элементов. Для определения высоты столба жидкости в стеклянном резервуаре и жидкостном манометре между ними установлена линейка с метрической шкалой. Для подачи жидкости в жидкостной манометр на горизонтальной поверхности стола установлен автономный питательный бак. На вертикальной установочной поверхности первого стола размещена система управления и панель для снятия и обработки показаний в электронной вычислительной машине. На втором двухтумбовом столе на горизонтальной установочной поверхности размещен системный блок персонального компьютера, его монитор, звуковые колонки и устройство многоярусного блока из аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) с программной средой Lab View. 2 ил.

 

Изобретение относится к специальному оборудованию, предназначенному для обучения студентов вузов и колледжей техническим дисциплинам, а более конкретно для практического изучения основного закона гидростатики, различных видов давления (давление вакуума, избыточное давление, атмосферное давление), приборов для измерения давления, а также единиц измерения давления.

Известен комплекс "Гидростатика" для изучения различных видов гидравлического давления жидкости, выполненный из стола, имеющего горизонтальную установочную поверхность, на которой размещена насосная установка, обеспечивающая движение жидкости по магистрали, механические манометры для определения величины давления жидкости, на вертикальной поверхности, прикрепленной к заднему краю горизонтальной установочной поверхности, расположено несколько стеклянных трубок (пьезометров), для визуального наблюдения перепадов давления в сечениях круглых труб, соединенных между собой последовательно, два жидкостных манометра U-образной формы установлены слева от стола и закреплены на металлической пластине с метрической шкалой, необходимой для определения величины столба жидкости в манометрах. Комплекс может использоваться в средних и высших технических учебных заведениях на кафедральном, факультетском, институтском уровне [www.rosuchpribor.ru].

Недостатком изобретения является то, что все измерения параметров (высота столба жидкости, показания по механическим манометрам, «быстропеременное» давление), проводимые на установке, регистрируются только визуально и, далее, по полученным данным подвергаются математической обработке по известным формулам.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении точности и качества обеспечения измерений всех необходимых параметров, полученных как с помощью измерительных датчиков, так и на виртуальном образе лабораторного стенда, и обеспечение их сравнения в автоматическом режиме, а также в обеспечении автоматизации измерений всех необходимых параметров, получения необходимых расчетных заданных функциональных зависимостей и вывода на электронные и бумажные носители информации, используемые в виде отчета.

Это достигается тем, что комплекс автоматизированный учебно-лабораторный для определения силы гидравлического давления с измерениями и обработкой результатов в программной среде Lab View включает два стола, один из которых состоит из горизонтальной и вертикальной поверхности, на первой из которых размещена водонапорная магистраль, состоящая из вертикально расположенных стеклянного жидкостного манометра, стеклянного резервуара и горизонтально расположенных трубчатых элементов, начинающаяся и заканчивающаяся в питательном баке, установленном под столом, в нижнюю часть питательного бака вмонтирован сливной кран, для обеспечения циркуляции жидкости по трубчатым элементам и стеклянному резервуару, на горизонтальной установочной поверхности размещен насос, заглубленный в питательный бак, на участке водонапорной магистрали последовательно расположены кран, предназначенный для подачи и слива воды, коллектор, осуществляющий разветвление магистрали к механическому манометру, предназначенному для определения суммы давления, создаваемого на свободной поверхности, и давления столба жидкости, преобразователю давления, для контрольного измерения величины давления, нижней части вертикального стеклянного резервуара для визуального наблюдения за столбом жидкости, в верхней части которого расположены механический мановакууметр, определяющий давление на свободной поверхности, преобразователь давления, кран для соединения системы с атмосферой, жидкостной манометр для визуального отображения уровня столба жидкости при создании условия вакуума установлен слева от стеклянного резервуара и соединен с ним посредством крана и трубчатых элементов, для определения высоты столба жидкости в стеклянном резервуаре и жидкостном манометре между ними установлена линейка с метрической шкалой, для подачи жидкости в жидкостной манометр на горизонтальной поверхности стола установлен автономный питательный бак, на вертикальной установочной поверхности первого стола размещена система управления и панель для снятия и обработки показаний в электронной вычислительной машине, на втором двухтумбовом столе на горизонтальной установочной поверхности размещен системный блок персонального компьютера, его монитор, звуковые колонки и устройство многоярусного блока из аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) с программной средой Lab View.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид комплекса, размещенный на двух столах. На фиг.2 изображено разветвление водонапорной магистрали.

Комплекс автоматизированный учебно-лабораторный состоит из двух столов: стола 1, имеющего установочные поверхности, горизонтальную 2 и вертикальную 3, и также стола 4. На уровне горизонтальной установочной поверхности 2 размещен питательный бак 5, имеющий сливной кран 6. Над баком закреплена насосная станция 7, к которой вмонтирована труба 8, соединенная уголком 9 с трубой 10, на которой располагается кран 11. Заканчивается горизонтальная часть трубопровода коллектором 12, который разветвляет водонапорную магистраль на три направления. При этом верхняя часть коллектора соединена трубкой 13 со стеклянным резервуаром 14, который установлен на опоре 15, к участкам 16, 17 с помощью уголков 18,19 подключены перпендикулярно механический манометр 20 и преобразователь давления КРТ-7 21 соответственно. В верхней части стеклянного резервуара на участке 22 последовательно установлен коллектор 23, по обе стороны которого установлены краны 24, 25 для соединения системы с атмосферой и включения в работу жидкостного манометра соответственно и тройник 26 с подсоединенными к нему механическим манометром 27 и преобразователем давления 28. Жидкостной манометр 29 соединен с краном 25 с помощью уголка 30, имеет автономный питательный бак 31, установленный на опоре 32. Метрическая линейка 33 закреплена на опоре 34. На вертикальной установочной поверхности 3 расположены: индикатор сети 35, переключатели 36, 37, 38 и панель 39 для снятия и обработки показаний в электронной вычислительной машине. На втором (правом) двухтумбовом столе 4, на горизонтальной поверхности 40 размещен системный блок 41 персонального компьютера, его монитор 42, звуковые колонки 43 и устройство многоярусного блока 44 из аналогово-цифровых преобразователей.

Устройство работает следующим образом.

1. Открываем краны 11, 24. Остальные находятся в закрытом положении.

2. Включаем электродвигатель насосной станции 7, который подает воду по магистрали в стеклянный резервуар 14. Численное значение высоты столба жидкости в резервуаре определяем по метрической линейке 33.

3. Закрываем краны 11, 24, выключаем насос 7, снимаем показатели величины давления с механического манометра 20, мановакууметра 27, контролируя эти параметры с помощью электронных преобразователей давления КРТ-7 21 и 28.

4. Открываем краны 11, 25, остальные находятся в закрытом положении. За счет создания давления вакуума в резервуаре 14 наблюдаем за высотой столба жидкости в жидкостном манометре 29 по метрической линейке 33.

5. Одновременно проведению «ручного» эксперимента включаем ПК, выводим программу Lab View, создаем на мониторе 42, при помощи клавиатуры, виртуальный эскиз измерительных приборов. Сигналы идущие с измерительных приборов через панель 39, обрабатываются в блоке 44 и поступают в ПК. По окончании эксперимента, по команде получаем численное расчетное значение суммы давления, создаваемого на свободной поверхности, и давления, создаваемого столбом жидкости, а также давления на свободной поверхности жидкости и, сравнивая показатели с экспериментальными значениями, полученными «ручным» методом, рассчитываем ошибку.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в высокой точности и качестве обеспечения измерений всех необходимых параметров, автоматизированной обработки измерений с возможностью получения аналитических уравнений этих величин, а также в повышении технического уровня студентов при изучении основного закона гидростатики.

Комплекс автоматизированный учебно-лабораторный для определения силы гидравлического давления с измерениями и обработкой результатов в программной среде Lab View, характеризующийся тем, что он включает два стола, один из которых состоит из горизонтальной и вертикальной поверхностей, на первой из которых размещена водонапорная магистраль, состоящая из вертикально расположенных стеклянного жидкостного манометра, стеклянного резервуара и горизонтально расположенных трубчатых элементов, начинающаяся в питательном баке, установленным под столом, в нижнюю часть питательного бака вмонтирован сливной кран, для обеспечения циркуляции жидкости по трубчатым элементам и стеклянному резервуару, на горизонтальной установочной поверхности размещен насос, заглубленный в питательный бак, на участке водонапорной магистрали последовательно расположены кран, предназначенный для подачи и слива воды, коллектор, осуществляющий разветвление магистрали к механическому манометру, предназначенному для определения суммы давления, создаваемого на свободной поверхности, и давления столба жидкости, преобразователю давления, для контрольного измерения величины давления, нижней части вертикального стеклянного резервуара для визуального наблюдения за столбом жидкости, в верхней части которого расположены механический мановакуумметр, определяющий давление на свободной поверхности, преобразователь давления, кран для соединения системы с атмосферой, жидкостной манометр для визуального отображения уровня столба жидкости при создании условия вакуума установлен слева от стеклянного резервуара и соединен с ним посредством крана и трубчатых элементов, для определения высоты столба жидкости в стеклянном резервуаре и жидкостном манометре между ними установлена линейка с метрической шкалой, для подачи жидкости в жидкостной манометр на горизонтальной поверхности стола установлен автономный питательный бак, на вертикальной установочной поверхности первого стола размещена система управления и панель для снятия и обработки показаний в электронной вычислительной машине, на втором двухтумбовом столе на горизонтальной установочной поверхности размещен системный блок персонального компьютера, его монитор, звуковые колонки и устройство многоярусного блока из аналого-цифровых преобразователей (АЦП) с программной средой Lab View.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для демонстрационно-практического определения студентами характеристик работы центробежного насоса, совместной работы двух насосов, включенных в сеть параллельно и др.

Изобретение относится к оборудованию для демонстрационно-практического изучения основных гидродинамических процессов и может быть использовано при изучении критерия Рейнольдса, режимов преобразования форм энергии потока жидкости (уравнение Бернулли), примеров практического применения уравнения Бернулли - расходомер Вентури, гидравлических сопротивлений с построением виртуальных гидравлических схем, с измерением гидравлических параметров и одновременным построением графических зависимостей на мониторе персонального компьютера и копированием на жестких носителях информации.

Изобретение относится к созданию учебных пособий, наглядно поясняющих явления природы. .

Изобретение относится к области гидродинамики и может быть использовано в качестве наглядного пособия при изучении переходных процессов во вращающейся жидкости. .

Изобретение относится к техническим обучающим средствам и может быть использовано при создании учебно-лабораторного оборудования по гидравлике и физике для высших, средних специальных учебных заведений.

Изобретение относится к научным моделям в технической физике, а именно к способам моделирования нестационарных течений вещества, может найти применение для исследований в области инерционного термоядерного синтеза (ИТС), для решения прикладных задач, связанных с необходимостью исследования непрозрачных сред, например в технических энергоемких устройствах в процессах, происходящих при их эксплуатации (перемешивание продуктов горения и различных присадок в двигателях внутреннего сгорания, аналогичные процессы в реакторной и ракетной технике и т.п.), или в изучении экологически опасных аварийных ситуаций (взрыв нефтехранилищ, складов боеприпасов т.п.), а также может найти применений в решении проблемы прогнозирования климатических явлений или последствий различных экстремальных природных явлений (извержение вулканов, процессы на Солнце, на других космических объектах и т.п.).

Изобретение относится к обучающим устройствам по технике и мерам безопасности и может быть использовано для демонстрации опасных факторов, влияющих на исход поражения электротоком.

Изобретение относится к области геофизической гидродинамики и может быть использовано при моделировании крупномасштабных атмосферных течений

Изобретение относится к области обучения студентов ВУЗов и аспирантов по механике, а также при проведении лабораторных работ по курсу "Газодинамика"

Изобретение относится к учебно-наглядным пособиям и может быть использовано на занятиях, преимущественно, по физике для моделирования движения и взаимодействия частиц вещества

Изобретение относится к учебно-наглядным пособиям, и касается газоразрядной трубки, предназначенной для проведения демонстрационных опытов, преимущественно, в условиях типового кабинета физики общеобразовательных учебных учреждений при изучении особенностей тлеющего разряда

Изобретение относится к лабораторному оборудованию, которое широко используется в учебных заведениях (см., например, Д.В.Штеренлихт

Изобретение относится к стендам для лабораторных работ, применяемым при обучении студентов, изучающих дисциплину «Электротехнология». Автоматизированный тепловой пункт (устройство преобразования электрической энергии в тепловую), содержит параллельно соединенные между собой тэновый, электродный и вихревой подогреватели воды, отопительный прибор, бойлер со змеевиком, насос, термодатчики, щит управления, расходомер, систему трубопроводов, при этом в него введены электромагнитные клапаны, программируемый контроллер для управления и регулирования режимами нагрева, бойлер выполнен сообщающимся с атмосферой для осуществления процесса тепломассообмена, сборка всех элементов выполнена с использованием резьбовых соединений предусматривающее возможность введения в процесс новых элементов. Это позволяет уменьшить габариты устройства, а также упростить его обслуживание. 5 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для исследования процессов, связанных с интенсивным тепломассопереносом. Лабораторная установка для изучения процессов тепломассопереноса содержит рабочий участок, состоящий из прямоугольного корпуса из латуни, на дно которого поочередно установлены теплоизоляционный материал, электронагреватель в виде плоского нагревательного элемента, подключенный к источнику питания, металлическая пластина и подложка, на которую налита низкокипящая жидкость. На верхней и на нижней стороне металлической пластины симметрично выполнены выемки, в каждой из которых установлена термопара. Термопара для измерения температуры жидкости погружена в нее. Все термопары через аналого-цифровой преобразователь соединены с персональным компьютером. В верхней части корпуса выполнено отверстие для щупа в виде стальной иглы, закрепленной на прецизионном устройстве, подключенном к персональному компьютеру. Источник света, диффузор, щит с отверстием, двояковыпуклая коллимирующая линза, прямоугольный корпус, двояковыпуклая конденсирующая линза и видеокамера последовательно расположены на оптической столешнице так, что они размещены на одной оси, проходящей через слой жидкости, налитой на подложку рабочего участка. Технический результат: позволяет исследовать процессы испарения и кипения. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для проведения лабораторных работ по курсу «Гидравлика». Устройство для доказательства трех свойств весового гидростатического давления содержит замкнутую емкость, выполненную из тонколистового материала и имеющую поверхности, наклоненные к горизонту под разными углами, соединенные с емкостью прозрачные трубки-пьезометры. Одна из трубок, с воронкой, служит для наполнения емкости водой. Другие трубки выполнены как сообщающиеся сосуды для фиксации уровней воды на одном горизонте. Две трубки присоединены к емкости на одном уровне, но к различно наклоненным поверхностям емкости, а одна подключена у дна емкости. В различно наклоненных к горизонту поверхностях емкости просверлены отверстия с возможностью закрывания их пробками, служащие для визуального наблюдения траекторий струек воды. 1 ил.
Изобретение относится к сфере космических исследований и может быть применено для экспериментальной отработки и выполнения техники, предназначенной для использования в условиях Марса. В пространстве барокамеры, снабженной системой охлаждения, выполняют взвесь пылевых частиц, соответствующих по размерам и химическому составу марсианской пыли, в газовой среде, соответствующей марсианской атмосфере по химическому составу, температуре, давлению и содержанию пылевых частиц, и воздействуют излучениями на эту взвесь. Техническое решение позволяет обеспечить исследования свойств взвеси марсианской пыли в марсианской атмосфере в аспекте поглощения излучений.

Изобретение относится к устройствам для обучения при проведении лабораторных работ по курсу «Гидравлика». Оно состоит из напорного бака с подводом воды, водомерного устройства, пьезометра-уровнемера из прозрачной трубки, водовыпускных отверстий, выполненных непосредственно в щите-затворе, ось вращения которого расположена с некоторым эксцентриситетом относительно большого главного отверстия в передней стенке напорного бака. Отверстия в щите-затворе расположены на одной окружности так, чтобы при вращении щита-затвора вокруг оси центры водовыпускных отверстий совпадали с центром большого отверстия в стенке напорного бака. Во избежание утечек во время эксперимента и при вращении щита-затвора предусмотрено уплотнение в виде манжеты-тора, вставляемой в круглую канавку, расположенной с внешней стороны большого отверстия. Плотное прижатие щита-затвора к манжете обеспечивается осью-болтом с шайбами, пружиной и гайкой. Внедрение изобретения позволит экономить время, расход воды, получаемой из централизованного водоснабжения, или электрическую энергию при лабораторном оборотном водоснабжении с помощью насосов. 3 ил.
Наверх