[發明專利]一種基于多孔節流與MEMS壓力傳感器的流量測量方法

有效

• 申請號: 202010789129.0
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112212926B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張威;黃越;趙曉東;陳廣忠
• 申請（專利權）人: 北京協同創新研究院
• 主分類號: G01F1/38
• 分類號: G01F1/38;B81B7/02
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 張新利;謝建玲

本發明公開了一種基于多孔節流與MEMS壓力傳感器的流量測量方法，涉及流量計技術領域。所述流量測量方法基于流量測量裝置，流量測量裝置包括多孔平衡流量計、導壓管、MEMS壓力傳感器、信號采集單元和信號處理單元；所述多孔平衡流量計包括前直管段、后直管段和多孔節流板，通過法蘭盤和螺栓將三者連接起來；多孔節流板上開設螺栓孔、函數孔和導壓孔，多孔節流板的一側面布置MEMS壓力傳感器和信號采集單元，另一側面布置導壓管。被測介質從前直管段流入，經多孔節流板流至后直管段，MEMS壓力傳感器檢測前直管段與后直管段的壓力差，信號采集單元采集壓力差信號，并傳遞給信號處理單元，信號處理單元將壓力差信號轉化成流量信號。

技術領域

本發明涉及流量測量技術領域，特別是涉及一種基于多孔節流與MEMS壓力傳感器的流量測量方法。

背景技術

差壓式流量計是應用最為廣泛的流量計之一，具有適用介質多，結構簡單，成本低，穩定性好等一系列優勢，已經廣泛應用到石油、化工、冶金、電力、天然氣、水處理等行業，并形成了國際標準。流體流經差壓式流量計，在節流孔板處收縮，節流件前后產生差壓，而差壓信號與流量有關，可通過差壓信號換算得到流量。常見的差壓式流量計包括孔板流量計和文丘里管等。

多孔平衡流量計相較于傳統的單孔流量計，拓展了測量范圍，減少了對前后直管段的要求，測量精度更高。但是當前的多孔平衡流量計的取壓裝置尺寸大，需要在被測介質的管道上鉆取取壓孔，導致安裝便攜性差，成本高，對管道有破壞性。因此，有必要研究一種可以解決上述問題的流量測量方法。

發明內容

針對以上現有的問題和需求，本發明提出了一種基于多孔節流與MEMS壓力傳感器的流量測量方法，所述方法將多孔節流技術與MEMS（Micro-Electro-Mechanical System，MEMS）壓力傳感器結合，避免了取壓打孔，在降低成本的同時，提升了測量精度和測量范圍。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種基于多孔節流與MEMS壓力傳感器的流量測量方法，包括以下步驟：

a.組裝基于多孔節流與MEMS壓力傳感器的流量測量裝置；

所述基于多孔節流與MEMS壓力傳感器的流量測量裝置包括：多孔平衡流量計、導壓管、MEMS壓力傳感器、信號采集單元和信號處理單元；

所述多孔平衡流量計包括：前直管段、后直管段和位于前直管段和后直管段之間的多孔節流板，所述前直管段和后直管段與多孔節流板通過法蘭盤連接；

所述多孔節流板的幾何中心位于前直管段和后直管段的軸心線上，所述多孔節流板的幾何中心處設置一個導壓孔，所述多孔節流板上設置多個函數孔，所述多孔節流板的平面面積大于前直管段和后直管段的截面積，所述多孔節流板的平面面積大于法蘭盤的截面積；

所述MEMS壓力傳感器的正面為第一感壓面，第一感壓面上設有第一感壓孔，MEMS壓力傳感器的背面為第二感壓面，第二感壓面上設有第二感壓孔，第一感壓孔的設置位置與第二感壓孔的設置位置不重合，所述MEMS壓力傳感器設置于多孔節流板面向前直管段的側面，第二感壓孔的中心與多孔節流板的幾何中心重合；

所述導壓管設置于多孔節流板面向后直管段的側面，所述導壓管與導壓孔相接，所述導壓管的軸心線與后直管段的軸心線重合；

所述信號采集單元設置于多孔節流板面向前直管段的側面且延伸到法蘭盤外部的邊緣上；

b.使被測介質從所述前直管段流入，經過多孔節流板后流入后直管段；

c.所述MEMS壓力傳感器檢測前直管段與后直管段的壓力差信號；

d.所述信號采集單元采集壓力差信號，并將壓力差信號傳輸給信號處理單元；

e.所述信號處理單元對壓力差信號進行運算處理，并將其轉換成流量信號輸出。