[發明專利]流道結構及流體流量測量裝置

在審

• 申請號: 201110433207.4
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN103175581A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 李國國;董勝龍;李偉;張萬術;黃忠
• 申請（專利權）人: 新奧科技發展有限公司
• 主分類號: G01F1/42
• 分類號: G01F1/42
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫紀泉

技術領域

本發明屬于流體流量領域，特別是涉及一種流道結構以及具有該流道結構的流體流量測量裝置。

背景技術

從微觀來看，流體在流道(例如管道)中的流速分布是無序的，而且，由于受到安裝結構的影響，還容易出現無序運動，即紊流狀態，此時管道中任意一點的流速往往不能代表平均流速，且有時和平均流速相差較大。

為了使得測量點所獲得的流體流速盡量與平均流速接近，可以在流體流速測量之前使用諸如整流板或整流孔對管道中的流體整流，但未能實現流體的加速。在大流量情況下，如此測得的流體流速基本上可以代表流體的平均流速，但是，對于小流量的情況，由于流體的粘滯效應，存在流量的測量精度不高的問題。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術缺陷，提出本發明。

根據本發明的一個方面，提出了一種流道結構，其包括供流體通過的流道腔體，所述流道腔體具有供流體流入的入口和供流體流出的出口，其中：在所述入口和所述出口之間在所述流道腔體內設置有沿流體的流動方向延伸布置的一個流通橫截面積縮小部分；在所述縮小部分處固定設置有沿所述流動方向延伸布置的第一整流部，所述第一整流部將流體分為至少兩個流束。

可選地，在所述流動方向上在所述第一整流部的上游設置有沿所述流動方向延伸布置的第二整流部，所述第一整流部與所述第二整流部分隔開，且所述第二整流部將流體分為至少兩個流束。

進一步地，所述第二整流部設置在所述流道腔體的入口處。所述第一整流部可設置在所述流道腔體的大致中間位置。

可選地，所述縮小部分的橫截面積為所述流道腔體的未縮小部分的橫截面積的60-80％，優選地71％。

可選地，所述縮小部分的流體流入側形成有在所述流動方向上漸縮的過渡部。進一步地，所述縮小部分的流體流出側形成有在所述流動方向上漸擴的過渡部。

在以上流道結構中，至少所述第一整流部由至少兩個平行布置的整流板形成。

可選地，所述至少兩個整流板將進入所述縮小部分的流體分為流體厚度不同的至少兩個流體束。

有利地，所述流道腔體由相對的一對第一壁板和相對的一對第二壁板圍合而成且具有大致矩形橫截面，其中所述一對第一壁板的面對所述流道腔體的一側形成有突出結構，由該突出結構形成所述縮小部分。進一步地，所述流道腔體由相對的一對第一壁板和相對的一對第二壁板拼接而成。

至少所述第一整流部也可以由至少兩個平行布置的孔道形成。

根據本發明的另一方面，提出了一種流體流量測量裝置，其包括：

殼體，所述殼體形成上述流道結構的流道腔體，其中，至少所述第一整流部由至少兩個平行布置的第一整流板形成；

流量信息采集元件，所述流量信息采集元件設置在所述流道結構的所述縮小部分的與一個流體束直接接觸的殼體的壁面處；和

控制分析單元，所述控制分析單元根據所述流量信息采集元件輸出的信息計算通過流道結構的流體的流量。

可選地，所述流量信息采集元件設置在所述殼體的壁面上形成的一個第一凹部中，該第一凹部和與所述殼體的壁面相鄰并間隔開的第一整流部的一個整流板相對。

進一步地，所述至少兩個平行布置的整流板將進入所述縮小部分的流體分為流體厚度不同的至少兩個流體束，且形成凹部的所述殼體的壁面與和所述殼體的壁面相鄰的整流板之間形成的流體束的流體厚度最小。

在上述流體流量測量裝置中，所述殼體包括相對的一對第一壁板和相對的一對第二壁板，所述流道結構為所述一對第一壁板和所述一對第二壁板圍合而成的大致矩形橫截面的流道結構，其中所述一對第一壁板的面對所述流道腔體的一側形成有突出結構，由該突出結構形成所述縮小部分。有利地，所述殼體由所述一對第一壁板和所述一對第二壁板拼接而成。

可選地，所述流體為氣體；所述流體流量測量裝置還包括測量殼體，所述測量殼體設置在一個壁板外側且僅在所述壁板上開口而通過所述開口與所述流道腔體相通，且氣氛傳感器設置在所述測量殼體內，輸出有關所述氣體的成分的第一信息；所述流量信息采集元件為流量傳感器，所述流量傳感器輸出與所述成分相關的第二信息；以及所述控制分析單元根據所述第一信息和所述第二信息計算通過流道結構的氣體的所述成分的流量。所述氣體可以為燃氣。有利地，所述流量傳感器和所述氣氛傳感器均為MEMS傳感器。

有利地，安裝所述測量殼體的外側還設置有第二凹部，線路板安裝在所述第二凹部內，且所述氣氛傳感器、所述流量傳感器以及所述控制分析單元通過所述線路板電連接。