[發明專利]MEMS熱式質量燃氣表裝置及氣體流量測定方法

在審

• 申請號: 201711195866.2
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN109839161A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 張吉良
• 申請（專利權）人: 成都杰順實業有限公司
• 主分類號: G01F1/86
• 分類號: G01F1/86;G01F15/04
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• 代理人: 暫無信息

一種MEMS熱式質量燃氣表裝置及氣體流量測定方法，其MEMS熱式質量燃氣表裝置，是在裝有溫度傳感器與換能器的氣體流量測量裝置表體上并接旁路管，旁路管上裝有MEMS流量傳感器；溫度傳感器、換能器及MEMS流量傳感器均連接數據處理器。用上述裝置氣體流量的測定方法是：1氣體瞬時流量檢測；2氣體轉換系數的測定；3氣體瞬時流量的修正，得到計量的氣體流量。本發明將超聲波聲速測量裝置與MEMS流量傳感器結合，擴展了適用范圍，可以對燃氣和各種工業氣體進行計量，在數據處理過程中，超聲波聲速測量裝置實時監測氣體組分的變化，計算氣體轉換系數對瞬時流量進行補償，提高了氣體流量的測量精度，對熱式氣體流量儀表的應用和推廣具有廣泛意義。

技術領域

本發明涉及氣體流量測量領域，尤其是涉及一種熱式質量燃氣表裝置及氣體流量的測定方法。

背景技術

眾所周知，現在用以測量氣體流量的方法有很多種，相應的測試裝置也多種多樣，但每種裝置都有其測試的局限性，比如熱式氣體流量測量裝置，其原理是氣體流速與氣體分子帶走熱量之間的關系。這樣氣體的組分和比定壓熱容的大小，都會影響測量的準確性。例如目前的熱式流量測量裝置，基本都是用空氣或氮氣標定，在燃氣計量時，根據現場提供的燃氣組分，計算出氣體轉換系數進行補償，但在使用中如果燃氣組分發生變化流量測量將會出現偏差。

公開日為2011年3月30日、公開號為CN 101126652B的專利文件公開了電子式質量流量燃氣計量表，燃氣表殼體為具有氣密性容腔的殼體，殼體內的輸氣管分為獨立的進氣管，以及連接在一起的流量檢測管和出氣管，進氣、出氣管分別與殼體的進、出氣接口連接，流量檢測管的下游端與出氣管連接并水平懸空在殼體中，流量檢測管具有主流氣道和旁路氣道，主流氣道中設置一用于分流的裝置位于連通旁路氣道的兩通孔之間，旁路氣道的截面積小于主流氣道的截面積，一熱式質量流量傳感器的信號傳感模塊設于用于檢測的旁路氣道的內壁。它能夠對經過的燃氣進行質量流量計量，并且能夠防止燃氣中含有的粉塵附著在傳感元件上，提高燃氣使用計量的精確性和燃氣表的使用壽命。上述裝置可實現燃氣的質量流量測量，無需溫度、壓力補償。MEMS熱式質量燃氣表具有無可動部件、響應快、高精度、超寬量程、超低始動流量、低壓損等特點。但是該裝置采用的是空氣標定，固定的氣體轉換系數，當燃氣組分變化時沒有實時補償功能，影響了計量的真實性。

公開日為2012年7月11日,公開號為CN102564516A的專利文件公開了一種電子燃氣表，包括氣體質量流量傳感器、信號調理電路、A/D轉換器、微處理器、液晶顯示模塊、氣體傳感器、溫度-壓力傳感器和氣體數據庫存儲器，實現了對多組分氣體在不同溫度、壓力條件下的體積流量的測量。上述裝置只是對氣體組份進行識別，對質量流量轉換為體積流量進行密度修正，并未做氣體的轉換系數修正，同時該裝置在實際應用中，氣體流速對氣體傳感器的影響也難以完全消除，影響流量檢測的精度。

發明內容

針對目前熱式氣體流量測量裝置存在的問題，提供一種測量精度高、可靠性好、具有自動識別氣體轉換系數的流量測量裝置及氣體流量測量方法。

本發明為達到上述技術目的所采用的具體技術方案為：一種MEMS熱式質量燃氣表裝置及氣體流量測定方法，其MEMS熱式質量燃氣表裝置，包括溫度傳感器、超聲波換能器及數據處理器，其特征是：MEMS熱式質量燃氣表裝置：是在裝有溫度傳感器4與發射換能器1和接收換能器10的氣體流量測量裝置表體11上并接旁路管5，旁路管5的進口9位于阻流體2的氣流上游側，旁路管的出口3位于阻流體2的氣流下游側，旁路管5上裝有MEMS流量傳感器6；氣體流量測量裝置上的溫度傳感器4、發射換能器1和接收換能器10及MEMS流量傳感器6均連接數據處理器7，數據處理器7連接數據顯示裝置8。

用上述裝置氣體流量的測定方法是：

1氣體瞬時流量檢測：當氣體從表體11入口至出口內通過阻流體2流動時，一部分氣體通過旁路管進口9流入旁路管5中，再從旁路管出口3流出，當流過MEMS流量傳感器6時產生流量信號，測量岀氣體瞬時流量；