[發明專利]恒流法熱式氣體質量流量計及其測量方法

有效

• 申請號: 201410301881.0
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104034378B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 張濤;蔣偉;劉溢;劉新峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01F1/86
• 分類號: G01F1/86
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 程毓英

1.一種恒流法熱式氣體質量流量計，包括傳感器模塊，信號調理模塊，A/D采樣模塊和主控單元，所述的傳感器模塊所述的傳感器模塊由速度探頭鉑熱電阻R_w、溫度探頭鉑熱電阻R_c、與速度探頭鉑熱電阻R_w串聯的基準電阻R_a及與溫度探頭鉑熱電阻R_c串聯的基準電阻R_b，根據加載在所述的四個電阻的電壓值輸出相應的四路電壓信號，信號調理模塊包括四路調理電路，將調理后符合采樣要求的四路電壓信號送入A/D采樣模塊進行模數轉換，傳送至主控單元，由主控單元計算出流量值，其特征在于，所述的流量計還包括兩個恒流源和一個精密基準電壓源，兩個恒流源分別為速度探頭支路和溫度探頭支路提供恒定驅動電流，所述的精密基準電壓源為速度探頭支路的恒流源提供基準電壓，并同時為采集速度探頭和溫度探頭的A/D采樣模塊提供基準電壓。

2.根據權利要求1所述的質量流量計，其特征在于，所述的兩個恒流源分別為80mA恒流源和0.5mA恒流源，前者為速度探頭支路提供恒定驅動電流，后者為溫度探頭支路提供恒定驅動電流。

3.采用權利要求1所述的流量計實現的氣體流量測量方法，其特征在于，包括下列的步驟：

(1)根據將調理后符合采樣要求的四路信號，得每條支路的鉑熱探頭探頭電阻值，利用已知的探頭溫度系數獲得速度探頭溫度T_w和溫度探頭T_c；

(2)利用公式下列計算擬合變量x：。

x=1λRwTw-Tc=1a(Tc-273.15)+bRwTw-Tc]]>

其中，λ表示空氣的傳熱系數，是溫度t的線性函數，通過查熱力學手冊中關于不同壓力下干空氣的熱物理性質中的數據，可以擬合出不同溫度下，空氣的傳熱系數λ與溫度的變化關系，采用一次多項式擬合即可得a，b兩個系數值；R_w表示速度探頭電阻；T_w為速度探頭溫度；T_c為溫度探頭溫度；

(3)采用四次曲線擬合質量流量q_m與擬合變量x關系：q_m＝k₄x⁴+k₃x³+k₂x²+k₁x¹+k₀，其中，k₀、k₁、k₂、k₃、k₄為各項系數；利用標準表做標定試驗獲取不同流量下的各項系數與擬合變量x的計算值，通過擬合即可得到k₀、k₁、k₂、k₃、k₄，即建立了質量流量q_m與擬合變量x之間的關系式。