[發明專利]一種模塊化壓力位差式層流流量傳感元件

有效

• 申請號: 202010122090.7
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111307228B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 董雙雙;王晴晴;張洪軍
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01F1/48
• 分類號: G01F1/48
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 孫孟輝

1.一種模塊化壓力位差式層流流量傳感元件，包括殼體(1)和安裝在殼體(1)上的取壓管座，其特征在于所述取壓管座包括第一取壓管座(4)和第二取壓管座(5)，所述殼體(1)上設有第一貫通孔道(11)和第二貫通孔道(14)，第一貫通孔道(11)和第二貫通孔道(14)內分別安裝有多個毛細管組件，第一貫通孔道(11)內毛細管組件之間形成第一取壓腔室(8)，第二貫通孔道(14)內毛細管組件之間形成第二取壓腔室(9)，第一取壓管座(4)與第一取壓腔室(8)連通，第二取壓管座(5)與第二取壓腔室(9)連通，第一取壓腔室(8)和第二取壓腔室(9)位置不同；

殼體(1)的入口，大于第一貫通孔道(11)和第二貫通孔道(14)的入口之和，殼體(1)的出口，大于第一貫通孔道(11)和第二貫通孔道(14)的出口之和；

所述的第一貫通孔道(11)內安裝有第一毛細管組件(2)和第三毛細管組件(6)，第一毛細管組件(2)和第三毛細管組件(6)之間構成第一取壓腔室(8)，第二貫通孔道(14)內安裝有第二毛細管組件(3)和第四毛細管組件(7)，第二毛細管組件(3)和第四毛細管組件(7)之間構成第二取壓腔室(9)；

第一毛細管組件(2)和第四毛細管組件(7)為短組件，第二毛細管組件(3)和第三毛細管組件(6)為長組件，第一毛細管組件(2)、第四毛細管組件(7)、第二毛細管組件(3)和第三毛細管組件(6)位置交叉對稱，在第一貫通孔道(11)和第二貫通孔道(14)內第一毛細管組件(2)與第二毛細管組件(3)安裝位置對應，第三毛細管組件(6)和第四毛細管組件(7)安裝位置對應；

所述第一貫通孔道(11)和第二貫通孔道(14)中第一取壓腔室(8)和第二取壓腔室(9)位置孔道直徑比毛細管組件安裝位置直徑略小，相差毛細管組件中不銹鋼管殼的厚度。

2.根據權利要求1所述的一種模塊化壓力位差式層流流量傳感元件，其特征在于：殼體(1)是在一整塊材料上加工而成，設有第一取壓管座安裝孔(15)和第二取壓管座安裝孔(13)，第一取壓管座安裝孔(15)對應第一貫通孔道(11)并與其聯通，第二取壓管座安裝孔(13)對應第二貫通孔道(14)并與其聯通，在中部位置開有一個溫度傳感器探頭安裝孔(12)，用于安裝溫度傳感器探頭。

3.根據權利要求1所述的一種模塊化壓力位差式層流流量傳感元件，其特征在于：毛細管組件由不銹鋼管殼(16)、數根毛細管(17)和兩個毛細管支撐塊(18)組成，支撐塊(18)安裝在不銹鋼管殼(16)兩端，利用支撐塊(18)上小孔位置設計實現毛細管(17)的有序排列。

4.根據權利要求3所述的一種模塊化壓力位差式層流流量傳感元件，其特征在于：在傳感元件殼體(1)不變的情況下，通過調整毛細管組件中毛細管(17)直徑和數量可改變傳感元件的流量測量范圍，實現不同規格的傳感元件設計。

5.根據權利要求1-4任一所述的一種模塊化壓力位差式層流流量傳感元件，其特征在于采用差壓傳感器測量兩個取壓管座之間的差壓ΔP，當毛細管中流動為層流時，流經傳感元件流體的體積流量Q與壓力位差ΔP成正比，兩者之間關系滿足哈根-泊肅葉定律，即

式中，n--單個毛細管組件中毛細管根數；

d--毛細管直徑；

ΔL--長短毛細管長度之差；

μ--流體的動力粘度；

ΔP--壓力位差；

C--流量系數。