[其他]一種氣體微流量計

無效

• 申請號: 85102829
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102829B
• 公開（公告）日: 1987-04-22
• 發明（設計）人: 牛德芳;高鑫;胡靜山;李桂芳
• 申請（專利權）人: 大連工學院
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 大連工學院專利代理事務所
• 代理人: 王樹本

本發明涉及到微流量測量技術領域。

在科學研究和工業生產中，經常涉及到瞬時微流 量的測量。常用的瞬時小流量測量計，多數采用轉子 流量計和孔板流量計。轉子流量計現存的問題是(1) 由于受到浮子重量的限制，所以最小感度大；(2)分辨 率低；(3)讀數不易數字顯示。孔板流量計現存的問 題是(1)最小感度大；(2)差壓信號與氣體流速之間成 平方根關系，應用時需加開方器，同時精度也不易做 的太高。因此，以上兩種流量計都存在著精度低和使 用溫度范圍較窄的缺點。本發明人對已有技術初步 進行專利文獻檢索、查CS?183494?PrihlaSeno? 03?08?76?VYdano?15?05?08?ZarZenI?Pro?merenI? maIyCh?Prutoku?PIynu并通過機檢查閱 G01?F1/34，1/42，1/48，1/50，G01?R 1/22，7/12，5/08，5/14，均未發現與本發明相同 的氣體微流量計。

本發明便是針對上述兩種流量計的缺點做了改 進，用微顆粒層板制作節流元件，同時還采用一種簡 單的流量溫度補償網絡來提高流量計精度和展寬流 量計的使用溫度范圍。

本發明的要點在于選取微顆粒層板作為節流元 件，如附圖1中(6)所示，層板的材料是根據被測氣體 的特性來選擇。例如，對腐蝕性氣體而言，層板可選 用玻璃、不銹鋼、石英、制成。對非腐蝕性氣體而言， 層板還可選用銅、鋁、鐵、鋼制成。其層板大小、厚度 由流量計量程范圍來決定。例如量程為 0-10ml/min，其層板厚度為5-10mm，直徑為 5-10mm。同時，將層板密封于由金屬、玻璃、塑料 制成的腔體中。本發明還采用半導體二極管或熱敏 電阻隨溫度變化的特點來改變橋路恒流電源供電電 流，用來抵消因氣體粘度溫度系數及氣體密度隨溫度 變化而引起惠斯登電橋輸出隨溫度變化的部分。其 流量溫度補償方法有兩種。(1)半導體二極管流量溫 度補償法。當被測氣體流過層板時，由于氣體粘度溫 度系數是正的，而氣體密度隨溫度增加而減小，則氣 體流過層板的差壓力是隨溫度增加，則附圖2中(1) 的惠斯登電橋輸出就以10^-3/℃數量級而增加。如 果選取一個電流溫度系數為負的10^-3/℃數量級如 附圖2中所示的半導體二極管D，這樣就可以使橋 路恒流電源供電電流隨溫度變化以10^-3/℃數量級 下降，從而達到溫度補償之目的。(2)熱敏電阻流量 溫度補償法。如果在附圖2中半導體二極管D的位 置上換一個普通電阻，同時采用一個具有10^-3/℃數 量級負溫度系數的熱敏電阻R₂或采用一個具有 10^-3/℃數量級正溫度系數的熱敏電阻R₁，其原理也 是用來改變橋路恒流電源電流，達到溫度補償，實現 展寬流量計使用溫度范圍之目的。對于上上述兩種 流量溫度補償方法而言，所涉及到的半導體二極管、 熱敏電阻元件都要密封于管道系統中。

本發明結構合理，經實驗效果良好。提高了各種 氣體(包括腐蝕性氣體)微流量測量精度，降低最小感 度，提高分辨率，展寬適用溫度范圍。

附圖1是節流裝置的結構剖面圖。圖中1為氣 體入口，2為氣體出口，3為差壓高壓端引出口，4為 差壓低壓端引出口，5為腔體，6為微顆粒層板。

附圖2是流量溫度補償網絡線路原理圖。圖中 (1)為壓力傳感器惠斯登電橋，(2)為由半導體二極 管D、運算放大器A、電阻R₁、R₂、半導體三極管T組 成流量溫度補償網絡。同時也是一個隨溫度變化而 作相應變化的橋路恒流電源。

發明人曾經做過這樣一個實施例，如附圖2所 示，二極管采用硅半導體二極管，R₁阻值為3KΩ， R₂阻值為4K，三極管選用3CG管，測量氮氣時達到 如下技術指標。測量范圍：0～10ml/min， 0～100ml/min，量程還可以擴展到 0～500ml/min，0～800ml/min精度優于 0.3％，最小分辨率0.01ml/min，適用溫度范圍 0～45℃，感度0.01ml/min。