[實(shí)用新型]基于MEMS插入式流量傳感器的液壓系統(tǒng)功率測(cè)量裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820015112.4
• 申請(qǐng)日: 2008-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN201241898Y
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張洪朋;曹淑華;張世鋒;顧長智;梅濤;陳海泉;孫玉清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號(hào): F15B19/00
• 分類號(hào): F15B19/00;G01F1/34
• 代理公司: 大連八方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 衛(wèi)茂才

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種液壓系統(tǒng)功率測(cè)量裝置，尤其涉及基于MEMS插入式流量傳感器的液壓系統(tǒng)功率測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

目前在管路中對(duì)流體進(jìn)行測(cè)量的方法中，只能進(jìn)行壓力測(cè)量、溫度測(cè)量及流量測(cè)量，流量測(cè)量也只是應(yīng)用容積式、孔板式、電磁式、渦輪式以及超聲式原理的測(cè)量裝置?，F(xiàn)有的各種測(cè)量儀器無法直接在線應(yīng)用于功率測(cè)量，在線功率測(cè)量存在著無法克服的技術(shù)困難。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，研制一種液壓系統(tǒng)在線功率測(cè)量的裝置，以克服現(xiàn)存的問題是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于MEMS插入式流量傳感器的液壓系統(tǒng)功率測(cè)量裝置，即通過液壓系統(tǒng)管道內(nèi)工作介質(zhì)的流量測(cè)量、壓力場(chǎng)測(cè)量進(jìn)而實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)管道內(nèi)液壓功率的測(cè)量裝置。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：基于MEMS插入式流量傳感器的液壓系統(tǒng)功率測(cè)量裝置該裝置由測(cè)量管1、探頭2、固定裝置3、高壓取壓口8、低壓取壓口9，壓力傳感器10、信號(hào)采集處理設(shè)備11及流量傳感器部分的封裝結(jié)構(gòu)5、MEMS敏感芯體6、信號(hào)線7、流量計(jì)二次儀表4構(gòu)成；探頭2通過固定裝置3固定在測(cè)量管1內(nèi)部；MEMS敏感芯體6被封裝在封裝結(jié)構(gòu)5內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量；封裝結(jié)構(gòu)5固定在探頭2內(nèi)部，開口處分別與高壓取壓口8和低壓取壓口9相通；高壓取壓口8與低壓取壓口9均設(shè)計(jì)在探頭2上，位于測(cè)量管1內(nèi)部；MEMS敏感芯體6的兩個(gè)取壓管分別經(jīng)高壓取壓口8和低壓取壓口9接觸高壓和低壓流體；信號(hào)線7與MEMS敏感芯體6連接后引出測(cè)量管1至流量計(jì)二次儀表4；壓力傳感器10測(cè)量測(cè)量管1的壓力信號(hào)；信號(hào)采集處理設(shè)備11接收來自流量計(jì)二次儀表4的流量信號(hào)和壓力傳感器10的壓力信號(hào)，并將二者經(jīng)過處理以后得到功率信號(hào)。所述的MEMS敏感芯體6為硅微壓阻式、壓電式或電容式的微型壓力/壓差敏感芯體。

本實(shí)用新型的原理是：根據(jù)伯努利方程可知，流體流過探頭時(shí)會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于流量大小的壓力差信號(hào)，用MEMS敏感芯體6測(cè)得該壓力差信號(hào)，并通過信號(hào)線7引出測(cè)量管1送至流量計(jì)二次儀表4。壓力可以直接由壓力傳感器10測(cè)得。根據(jù)流量—壓力—功率數(shù)學(xué)關(guān)系模型和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際標(biāo)定，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)測(cè)量。

根據(jù)公式：

P＝Q×p

其中：

P—液壓功率

Q—管道內(nèi)液體流量

p—管道在該點(diǎn)處壓力

本實(shí)用新型的有益效果是：提出一種新的流量測(cè)量方法，以此為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了液壓系統(tǒng)功率的在線測(cè)量，為液壓系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷等需要提供測(cè)試裝置。通過流量和壓力的測(cè)量，結(jié)束了液壓系統(tǒng)在線功率測(cè)量無法實(shí)現(xiàn)的局面。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型基于MEMS插入式流量傳感器的液壓系統(tǒng)功率測(cè)量裝置實(shí)施例1的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型基于MEMS插入式流量傳感器的液壓系統(tǒng)功率測(cè)量裝置實(shí)施例2的示意圖。

圖中：1、測(cè)量管，2、探頭，3、固定裝置，4、流量計(jì)二次儀表，5、封裝結(jié)構(gòu)，6、MEMS敏感芯體，7、信號(hào)線，8、高壓取壓口，9、低壓取壓口，10、壓力傳感器，11、信號(hào)采集處理設(shè)備。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如附圖1所示，探頭2通過固定裝置3固定在測(cè)量管1內(nèi)部，探頭2前后分別有高壓取壓口8和低壓取壓口9；MEMS敏感芯體6被封裝封裝結(jié)構(gòu)5中，置于探頭2內(nèi)；信號(hào)線7與MEMS敏感芯體6連接后引出測(cè)量管1。測(cè)量管1中的流體流經(jīng)探頭2時(shí)，在探頭2前部產(chǎn)生高壓區(qū)域，在探頭2后部產(chǎn)生低壓區(qū)域，根據(jù)伯努力原理可知，此探頭2前后產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于流量大小的壓力差，被MEMS敏感芯體6測(cè)得并通過信號(hào)線7引出測(cè)量管1送至流量計(jì)二次儀表4。根據(jù)流量—差壓數(shù)學(xué)關(guān)系模型和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際標(biāo)定，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)測(cè)量。壓力傳感器10測(cè)取管路中該點(diǎn)的壓力。壓力信號(hào)與流量信號(hào)同時(shí)送入信號(hào)采集處理設(shè)備11中，得到功率信號(hào)。

實(shí)施例2

如附圖2所示，探頭2通過固定裝置3固定在測(cè)量管1內(nèi)部，探頭2前部和下部分別有高壓取壓口8和低壓取壓口9；MEMS敏感芯體6被封裝封裝結(jié)構(gòu)5中，置于探頭2內(nèi)；信號(hào)線7與MEMS敏感芯體6連接后引出測(cè)量管1。測(cè)量管1中的流體流經(jīng)探頭2時(shí)，在探頭2前部產(chǎn)生高壓區(qū)域，在探頭2下部產(chǎn)生低壓區(qū)域，根據(jù)伯努力原理可知，此探頭2前部和下部產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于流量大小的壓力差，被MEMS敏感芯體6測(cè)得并通過信號(hào)線7引出測(cè)量管1送至流量計(jì)二次儀表4。根據(jù)流量—差壓數(shù)學(xué)關(guān)系模型和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際標(biāo)定，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)測(cè)量。壓力傳感器10測(cè)取管路中該點(diǎn)的壓力。壓力信號(hào)與流量信號(hào)同時(shí)送入信號(hào)采集處理設(shè)備11中，得到功率信號(hào)。