專利名稱：一種高頻響應流量計及其測量方法
一種高頻響應流量計及其測量方法
技術領域：
本發明屬于氣動系統氣體流量測量領域，涉及一種具有高頻響應的 流量傳感器及其測量方法。
背景技術：
氣體流量的測量是氣動系統節能領域的關鍵技術。氣體流量是氣動 系統中的關鍵參數，是分析和研究氣動系統的基礎，氣體流量傳感器在 許多工業和民用場合使用廣泛。
現有的流量傳感器在測量高脈動頻率管道流量表現出響應慢，測量 測量誤差大的缺點，其原因是高脈動頻率的氣流處湍流狀態，流場不穩 定。針對這一情況，本發明提出的流量傳感器及其測量方法，將管道內
氣體由湍流變為層流，可以用于精確測量脈動頻率高達5OHz氣體流量。
發明內容
本發明為解決的上述的技術問題而提供一種高頻響應流量傳感器及 其測量方法，其能測量在高脈動頻率流量。
本發明的技術方案是對于本發明的高頻響應流量測量方法來說，上 述技術問題是通過以下原理解決的
1. 氣流層流化原理
由流體力學理論當雷諾數&<2300時，管內流動處于層流狀態。
由式(l)
一
式中d是管路的直徑，"是氣體流速，p是氣體密度，//是運動粘度
可知減小管徑^可以減小雷諾數使流態處于層流。.
2. 流量測量原理
在層流的條件下，氣體流過管路的流量可以表達為式(2)
<formula>formula see original document page 3</formula>(2)
式中AP是流量計上下流壓差，d是流量計細管的直徑，Z是流量計細管的
長度，//是運動粘度。
通過測量AP來測量氣體流量g 。
圖l是本發明高頻響應流量計層流化元件的結構簡圖 1——過濾網；2——測壓接口； 3——細管組 圖2為本發明測量系統的簡圖
1_一層流化元件；2 — 一壓力傳感器；3 — _壓力傳感器； 4——運算器，5——顯示器。
具體實施例方式
下面對本發明作進一步的說明。
如圖2高頻響應流量計包括層流化元件(1),壓力傳感器(2) (3)，運算 器(4),顯示器(5)。高頻脈動的氣流經過濾網(l)流入細管組G)，細管組 (3)是由多根細管組成，細管直徑很小是為了降低氣流雷諾數使氣流由 湍流變為層流，為防止被氣體中雜質顆粒堵死，在流量計入口測設置了過 濾網(1)，壓力傳感器(2) (3)分別連接于測壓接口 (2),分別測量層流元件 兩端的壓力，壓力信號輸入運算器(4),運算器(4)中存儲計算流量的程序， 通過計算得到流量值輸出到顯示器(5)。實現了高頻脈動氣流的測量。
本發明的優點是與傳統的流量傳感器相比，本發明具有高頻響應， 對于測量高頻脈動的湍流氣體流量具有很好的精度，測量的湍流氣流最 大脈動頻率為50Hz。
權利要求
1、一種具有高頻響應流量計及其測量方法，其特征在于采用層流化元件將高頻脈動氣流由湍流變為層流，提高流量計測量高頻流量的精度。
2、 實現權利要求l中的層流化元件，其特征在于其包括多 個細管(3)排列而成，其軸向方向平行于氣體流動方向，安 裝于流量計管道內部。能實現將高頻脈動氣流由湍流變為 層流。
全文摘要
本發明屬于氣動系統氣體流量測量領域，實現了一種高頻響應流量傳感器及其測量方法。發明內容主要涉及高頻脈動流量的測量的方法及其實現裝置。該發明根據層流氣體流經傳感器層流元件前后的壓力差與其體積流量之間的線性關系，利用由多個細管組成的層流元件使管道內的氣體由湍流變為層流，壓力傳感器測量層流元件兩端的壓差，依此可以求出高頻變化氣體的體積流量。與傳統的流量傳感器相比，該流量傳感器及其測量方法可以具有高頻響應，可以用于測量高頻變化氣體的體積流量。
文檔編號G01F1/34GK101393043SQ20081022483
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月23日 優先權日2008年10月23日
發明者蔡茂林 申請人:蔡茂林