[發明專利]一種高頻響應流量計及其測量方法

無效

• 申請號: 200810224833.0
• 申請日: 2008-10-23
• 公開（公告）號: CN101393043A
• 公開（公告）日: 2009-03-25
• 發明（設計）人: 蔡茂林
• 申請（專利權）人: 蔡茂林
• 主分類號: G01F1/36
• 分類號: G01F1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于氣動系統氣體流量測量領域，涉及一種具有高頻響應的 流量傳感器及其測量方法。

背景技術

氣體流量的測量是氣動系統節能領域的關鍵技術。氣體流量是氣動 系統中的關鍵參數，是分析和研究氣動系統的基礎，氣體流量傳感器在 許多工業和民用場合使用廣泛。

現有的流量傳感器在測量高脈動頻率管道流量表現出響應慢，測量 測量誤差大的缺點，其原因是高脈動頻率的氣流處湍流狀態，流場不穩 定。針對這一情況，本發明提出的流量傳感器及其測量方法，將管道內 氣體由湍流變為層流，可以用于精確測量脈動頻率高達50Hz氣體流量。

發明內容

本發明為解決的上述的技術問題而提供一種高頻響應流量傳感器及 其測量方法，其能測量在高脈動頻率流量。

本發明的技術方案是：對于本發明的高頻響應流量測量方法來說，上 述技術問題是通過以下原理解決的：

1.氣流層流化原理

由流體力學理論：當雷諾數R_e<2300時，管內流動處于層流狀態。

由式(1)

Re=ρudμ---(1)]]>

式中d是管路的直徑，u是氣體流速，ρ是氣體密度，μ是運動粘度 可知減小管徑d可以減小雷諾數使流態處于層流。

2.流量測量原理

在層流的條件下，氣體流過管路的流量可以表達為式(2)

Q=-πd4128μdPdx=πd4ΔP128μL---(2)]]>

式中ΔP是流量計上下流壓差，d是流量計細管的直徑，L是流量計細管的 長度，μ是運動粘度。

通過測量ΔP來測量氣體流量Q。

附圖說明

圖1是本發明高頻響應流量計層流化元件的結構簡圖：

1——過濾網；2——測壓接口；3——細管組

圖2為本發明測量系統的簡圖：

1——層流化元件；2——壓力傳感器；3——壓力傳感器；

4——運算器，5——顯示器。

具體實施方式

下面對本發明作進一步的說明。

如圖2高頻響應流量計包括：層流化元件(1)，壓力傳感器(2)(3)，運算 器(4)，顯示器(5)。高頻脈動的氣流經過濾網(1)流入細管組(3)，細管組 (3)是由多根細管組成，細管直徑很小是為了降低氣流雷諾數使氣流由 湍流變為層流，為防止被氣體中雜質顆粒堵死，在流量計入口測設置了過 濾網(1)，壓力傳感器(2)(3)分別連接于測壓接口(2)，分別測量層流元件 兩端的壓力，壓力信號輸入運算器(4)，運算器(4)中存儲計算流量的程序， 通過計算得到流量值輸出到顯示器(5)。實現了高頻脈動氣流的測量。

本發明的優點是：與傳統的流量傳感器相比，本發明具有高頻響應， 對于測量高頻脈動的湍流氣體流量具有很好的精度，測量的湍流氣流最 大脈動頻率為50Hz。