專利名稱：新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種液體流量的測量裝置，尤其是一種應用于對圓管內進行低損耗高響應的一體化流量測量裝置。
背景技術：
目前，國內外普遍采用的差壓式流量測量裝置為各種孔板、噴嘴、文丘里流量計等。此類流量計通常體積較大，給管路帶來的能量損失較多，差壓發生裝置與差壓變送裝置分離，需要專門管路將壓力差引到管外進行比較，這一方面容易積聚氣體和臟垢，影響流量計的穩態測量精度，而且增加維修維護成本；另一方面由于引壓管內流體的液容效應和普通差壓變送器的響應頻率限制，使得流量計的動態響應很差，往往不能滿足一些工業控制現場的需要，因此，針對現有技術所存在的問題來研制一種結構緊湊、動態特性好、能量損耗低的新型一體化流量測量裝置是十分必要的。
發明內容
本發明的目的是提供一種新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置，用于解決其它測量裝置存在的誤差大、損耗高等問題。
為達到上述目的，本發明新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置，由節流件、微型傳感器、外管、支架以及信號線組成，節流件通過支架固定在外管內部，且節流件的開口方向與液流方向相反；將微型傳感器嵌在截流件內壁進行測量；信號線與傳感器連接后引出管外；傳感器為微型差壓傳感器測量壓差，其中微型差壓傳感器可以是硅微壓阻傳感器，也可以是其它種類的微型壓力\壓差敏感芯體，它被嵌在節流件側壁上，并保持與側壁密封；微型差壓傳感器的兩個壓力測量口分別接觸高壓、低壓流體；節流件可為流線型設計的內置變徑管、錐管或者弱節流作用的孔板。
采用上述結構后，根據柏努利原理可知，流體流過節流件會產生對應于流量大小的壓力差信號，被微型傳感器測得并通過信號線引出外管。根據下面的流量-壓差數學關系模型和現場實際標定，可以實現對流量的動態和穩態測量。
Δp=αρQ22π2r4]]>Δp——節流件產生的壓力差α——由節流件結構參數確定的流量系數ρ——流體的密度r——管道的半徑Q——流體的體積流量本發明所述的流量測量裝置，將微型傳感器直接植入流場內部測量壓差，而不需要把壓力引出管外進行比較，不存在導管沿程壓力損失，因此只需很弱的節流作用即可實現測量，永久壓力損耗低；設計的采用縮擴雙作用獲取壓差，能在較小的空間距離里實現更高的信號水平。本發明取消了傳統的布引壓管線工程，減少了制造成本以及維護維修工作量，具有較高的測量精度；并應用質量和慣性都非常小的微型差壓傳感器，壓差測取的時間常數很小，因此動態測量頻率得到較大程度地提高。本發明既可以應用到一般的流體介質輸送方面，也可以應用到液壓/氣動系統的流量反饋控制等當中。
本發明的優點是結構合理、使用方便、應用廣泛、便于維護，不需要引壓管路便可實現現場流量的低壓損、高精度的動態測量。
圖1為本發明新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置的整體結構示意圖(內置變徑管節流)。
圖2為本發明新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置的整體結構示意圖(內置錐管節流)。
圖3為本發明新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置的整體結構示意圖(弱節流孔板)。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置，由節流件、微型傳感器2、外管3、支架4以及信號線5組成，節流件通過支架4固定在外管3內部，且節流件的開口方向與液流方向相反；將微型傳感器2嵌在截流件內壁進行測量；信號線5與傳感器2連接后引出管外；傳感器2為微型差壓傳感器測量壓差，其中微型差壓傳感器2可以是硅微壓阻傳感器，也可以是其它種類的微型壓力\壓差敏感芯體，它被嵌在節流件側壁上，并保持與側壁密封；微型差壓傳感器2的兩個壓力測量口分別接觸高壓、低壓流體；節流件可為流線型設計的內置變徑管1、錐管或者弱節流作用的孔板。
實施例1本發明所述的新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置的具體實施方式
如附圖1所示，應用內置變徑管節流獲得與流量對應的壓力差信號內置異徑管1通過支架4固定于外管3中心，當有流體流過的時候，異徑管內外的流體分別受到擴張和壓縮兩種不同作用，根據柏努利原理可知，其雙效作用產生對應于流量大小的壓力差，被微型傳感器2測得并通過信號線5引出外管3。根據流量-壓差數學關系模型和現場實際標定，可以實現對流量的動態和穩態測量。
實施例2本發明所述的新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置的具體實施方式
如附圖2所示，應用內置椎管節流獲得與流量對應的壓力差內置椎管6通過支架4固定于外管3中心，當有流體流過的時候，椎管外的流體受到壓縮作用，根據柏努利原理可知，這將與椎管內的流體之間產生對應于流量大小的壓力差，被微型傳感器2測得并通過信號線5引出外管3。根據流量-壓差數學關系模型和現場實際標定，可以實現對流量的動態和穩態測量。
實施例3本發明所述的新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置的具體實施方式
如附圖3所示，應用弱節流作用孔板獲得與流量對應的壓力差弱節流孔板7(比常用的孔板孔徑大)通過法蘭9和螺栓10固定在管道11中央，當流體流過的時候，受到微弱壓縮作用，在孔板前后壓力腔內產生對應于流量大小的壓力差，經過導壓孔13被微型傳感器2測得，并通過信號線5引出外管3。根據流量-壓差數學關系模型和現場實際標定，可以實現對流量的動態和穩態測量。
權利要求
1.一種新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置，其結構由節流件、微型傳感器(2)、外管(3)、支架(4)以及信號線(5)組成，其特征是節流件通過支架(4)固定在外管(3)內部，且節流件的開口方向與液流方向相反；將微型傳感器(2)嵌在截流件內壁進行測量；信號線(5)與傳感器(2)連接后引出管外。
2.如權利要求1所述的新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置，其特征是傳感器(2)為微型差壓傳感器測量壓差，其中微型差壓傳感器(2)可以是硅微壓阻傳感器，也可以是其它種類的微型壓力\壓差敏感芯體，它被嵌在節流件側壁上，并保持與側壁密封；微型差壓傳感器(2)的兩個壓力測量口分別接觸高壓、低壓流體。
3.如權利要求1所述的新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置，其特征是節流件可為流線型設計的內置變徑管(1)、錐管或者弱節流作用的孔板。
全文摘要
本發明所述的新型內置微型差壓傳感器的流量測量裝置，是一種用于對圓管內流體進行低損耗、高響應的一體化流量測量裝置。將微型傳感器直接置于管內低能耗的弱節流件側壁上，測量與流量大小相應的壓力差信號，根據流量－壓差數學關系模型和現場實際標定，實現對流量的動態和穩態測量。本發明取消了傳統差壓流量計的引壓管線并應用質量和慣性都非常小的微型差壓傳感器，具有永久壓力損耗低、動態性能好、制造成本和維護工作量小等優點。
文檔編號G01F1/34GK1979098SQ20051004793
公開日2007年6月13日 申請日期2005年12月8日 優先權日2005年12月8日
發明者張洪朋, 楊海軍, 張銀東, 李文華, 閻欣 申請人:張洪朋, 楊海軍, 張銀東, 李文華, 閻欣