[發明專利]車載嵌入式氣體流量計

在審

• 申請號: 202111106544.2
• 申請日: 2021-09-22
• 公開（公告）號: CN113884151A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 孫陽;李欣;馬澤東;隗立國;張寶芝;王陽;曾志遠
• 申請（專利權）人: 中國北方車輛研究所
• 主分類號: G01F1/86
• 分類號: G01F1/86;G01F15/14
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心 11011
• 代理人: 周恒

1.一種車載嵌入式氣體流量計，其特征在于，所述流量計包括：井字形整流格柵(1)、圓柱形殼體(2)、流量測試芯體(3)、高壓腔取壓點(4)、低壓腔取壓點(5)、溫度及壓力采樣頭(6)、同心圓整流格柵(7)、高壓腔取壓孔(8)、低壓腔取壓孔(9)；所述流量測試芯體(3)內分割為獨立的高壓腔(10)和低壓腔(11)；

所述流量計整體外形為圓柱形殼體(2)，前端進口為井字形整流格柵(1)，圓柱形殼體(2)內部中心位置設置有流量測試芯體(3)，流量測量芯體(3)頂部設有高壓腔取壓點(4)和低壓腔取壓點(5)，在流量計出口處安裝有溫度及壓力采樣頭(6)，在流量測量芯體(3)和溫度及壓力采樣頭(6)之間安裝有同心圓形整流格柵(7)；該流量計將流量測量器件、溫度及壓力測量器件、整流格柵按照空氣流動特性集成在圓柱形殼體中，在整體結構高度集成的同時，實現在狹小的空間中對不同工況的流動空氣進行動態流量測量及狀態監測。

2.如權利要求1所述的車載嵌入式氣體流量計，其特征在于，所述井字形整流格柵(1)與同心圓形整流格柵(7)的格柵結構設置為與流量測試芯體(3)的流量測量結構相匹配，使流量測量芯體(3)局部區域內形成可測量流量的穩定層流區，實現空氣流量測量的同時提升測量精度。

3.如權利要求1所述的車載嵌入式氣體流量計，其特征在于，所述流量測量芯體(3)采用插入式菱形多曲面芯體結構進行流量測量，在實現流量測量的同時，有效降低結構氣動阻力；

所述菱形多曲面芯體結構內采用相互隔離的雙腔體，即高壓腔(10)和低壓腔(11)，菱形多曲面芯體結構頭部腔體頂部處，不等距開有多個圓形孔形成高壓腔取壓孔(8)，菱形側壁面對稱、不等距開多個圓孔形成低壓腔取壓孔(9)，測量兩個腔體之間的壓力差。

4.如權利要求3所述的車載嵌入式氣體流量計，其特征在于，所述菱形多曲面芯體結構的橫向截面為菱形，菱形內采用隔板隔離出兩個獨立腔體，菱形多曲面芯體結構的頭部腔體頂部不等距開多個圓形孔，菱形多曲面芯體結構兩個側壁對稱、不等距開多個圓孔，當空氣流經芯體時兩個腔體之間形成壓力差。

5.如權利要求1所述的車載嵌入式氣體流量計，其特征在于，針對異形管路內部難以形成穩定層流區域的難點，在流量測量芯體(3)前端采用井字形整流格柵(1)，后端采用同心圓形整流格柵(7)，并通過計算匹配得到流量測量芯體(3)長度為L時，前端的格柵與芯體距離為L_in，其數值大于等于2L；后端的格柵與芯體距離為L_out，其數值大于等于1.1L。

6.如權利要求5所述的車載嵌入式氣體流量計，其特征在于，所述前端的井字形整流格柵(1)為正方形結構，正方形邊長在10～12mm之間，在保證空氣通過整流格柵后能夠形成穩定流量測試區域的同時，整流格柵結構氣動阻力最小。

7.如權利要求5所述的車載嵌入式氣體流量計，其特征在于，所述前端的同心圓形整流格柵(7)為同心環結構，內同心圓半徑為r，則相鄰圓環半徑相差(1～2)r，使得該氣體流量計能夠適應流體的復雜流動。

8.如權利要求4所述的車載嵌入式氣體流量計，其特征在于，

所述插入式菱形多曲面芯體結構內的兩個腔體內會形成穩定的迎流高壓腔和后部低壓腔；迎流高壓腔內壓力高于外部流體壓力，從而保證不會有雜質或顆粒物進入腔體內；后部低壓腔與外部區域等壓，也不會有顆粒進入腔體內，從而在形成有效流量測試區域的同時，能夠防止顆粒物干擾流量測試或堵塞測壓孔，保證流量計具有良好的抗污染能力。