專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高頻響應(yīng)流量計(jì)及其測(cè)量方法
一種高頻響應(yīng)流量計(jì)及其測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣動(dòng)系統(tǒng)氣體流量測(cè)量領(lǐng)域，涉及一種具有高頻響應(yīng)的 流量傳感器及其測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
氣體流量的測(cè)量是氣動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。氣體流量是氣動(dòng) 系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)，是分析和研究氣動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，氣體流量傳感器在 許多工業(yè)和民用場(chǎng)合使用廣泛。
現(xiàn)有的流量傳感器在測(cè)量高脈動(dòng)頻率管道流量表現(xiàn)出響應(yīng)慢，測(cè)量 測(cè)量誤差大的缺點(diǎn)，其原因是高脈動(dòng)頻率的氣流處湍流狀態(tài)，流場(chǎng)不穩(wěn) 定。針對(duì)這一情況，本發(fā)明提出的流量傳感器及其測(cè)量方法，將管道內(nèi)
氣體由湍流變?yōu)閷恿?，可以用于精確測(cè)量脈動(dòng)頻率高達(dá)5OHz氣體流量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決的上述的技術(shù)問(wèn)題而提供一種高頻響應(yīng)流量傳感器及 其測(cè)量方法，其能測(cè)量在高脈動(dòng)頻率流量。
本發(fā)明的技術(shù)方案是對(duì)于本發(fā)明的高頻響應(yīng)流量測(cè)量方法來(lái)說(shuō)，上 述技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下原理解決的
1. 氣流層流化原理
由流體力學(xué)理論當(dāng)雷諾數(shù)&<2300時(shí)，管內(nèi)流動(dòng)處于層流狀態(tài)。
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(yùn)動(dòng)粘度
可知減小管徑^可以減小雷諾數(shù)使流態(tài)處于層流。.
2. 流量測(cè)量原理
在層流的條件下，氣體流過(guò)管路的流量可以表達(dá)為式(2)
<formula>formula see original document page 3</formula>(2)
式中AP是流量計(jì)上下流壓差，d是流量計(jì)細(xì)管的直徑，Z是流量計(jì)細(xì)管的
長(zhǎng)度，//是運(yùn)動(dòng)粘度。
通過(guò)測(cè)量AP來(lái)測(cè)量氣體流量g 。


圖l是本發(fā)明高頻響應(yīng)流量計(jì)層流化元件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1——過(guò)濾網(wǎng)；2——測(cè)壓接口； 3——細(xì)管組 圖2為本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖
1_一層流化元件；2 — 一壓力傳感器；3 — _壓力傳感器； 4——運(yùn)算器，5——顯示器。
具體實(shí)施例方式
下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖2高頻響應(yīng)流量計(jì)包括層流化元件(1),壓力傳感器(2) (3)，運(yùn)算 器(4),顯示器(5)。高頻脈動(dòng)的氣流經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)(l)流入細(xì)管組G)，細(xì)管組 (3)是由多根細(xì)管組成，細(xì)管直徑很小是為了降低氣流雷諾數(shù)使氣流由 湍流變?yōu)閷恿?，為防止被氣體中雜質(zhì)顆粒堵死，在流量計(jì)入口測(cè)設(shè)置了過(guò) 濾網(wǎng)(1)，壓力傳感器(2) (3)分別連接于測(cè)壓接口 (2),分別測(cè)量層流元件 兩端的壓力，壓力信號(hào)輸入運(yùn)算器(4),運(yùn)算器(4)中存儲(chǔ)計(jì)算流量的程序， 通過(guò)計(jì)算得到流量值輸出到顯示器(5)。實(shí)現(xiàn)了高頻脈動(dòng)氣流的測(cè)量。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是與傳統(tǒng)的流量傳感器相比，本發(fā)明具有高頻響應(yīng)， 對(duì)于測(cè)量高頻脈動(dòng)的湍流氣體流量具有很好的精度，測(cè)量的湍流氣流最 大脈動(dòng)頻率為50Hz。
權(quán)利要求
1、一種具有高頻響應(yīng)流量計(jì)及其測(cè)量方法，其特征在于采用層流化元件將高頻脈動(dòng)氣流由湍流變?yōu)閷恿?，提高流量?jì)測(cè)量高頻流量的精度。
2、 實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求l中的層流化元件，其特征在于其包括多 個(gè)細(xì)管(3)排列而成，其軸向方向平行于氣體流動(dòng)方向，安 裝于流量計(jì)管道內(nèi)部。能實(shí)現(xiàn)將高頻脈動(dòng)氣流由湍流變?yōu)?層流。
全文摘要
本發(fā)明屬于氣動(dòng)系統(tǒng)氣體流量測(cè)量領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了一種高頻響應(yīng)流量傳感器及其測(cè)量方法。發(fā)明內(nèi)容主要涉及高頻脈動(dòng)流量的測(cè)量的方法及其實(shí)現(xiàn)裝置。該發(fā)明根據(jù)層流氣體流經(jīng)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(guān)系，利用由多個(gè)細(xì)管組成的層流元件使管道內(nèi)的氣體由湍流變?yōu)閷恿?，壓力傳感器測(cè)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(tǒng)的流量傳感器相比，該流量傳感器及其測(cè)量方法可以具有高頻響應(yīng)，可以用于測(cè)量高頻變化氣體的體積流量。
文檔編號(hào)G01F1/34GK101393043SQ20081022483
公開(kāi)日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2008年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者蔡茂林 申請(qǐng)人:蔡茂林