CN100427895C - 组合铂膜气体流量计 - Google Patents

组合铂膜气体流量计 Download PDF

Info

Publication number
CN100427895C
CN100427895C CNB2007100708119A CN200710070811A CN100427895C CN 100427895 C CN100427895 C CN 100427895C CN B2007100708119 A CNB2007100708119 A CN B2007100708119A CN 200710070811 A CN200710070811 A CN 200710070811A CN 100427895 C CN100427895 C CN 100427895C
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow
platinum film
probe
combined platinum
amplifier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2007100708119A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101122493A (zh
Inventor
梁国伟
王芳
赵伟国
郑永军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CNB2007100708119A priority Critical patent/CN100427895C/zh
Publication of CN101122493A publication Critical patent/CN101122493A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100427895C publication Critical patent/CN100427895C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明公开了一种组合铂膜气体流量计。采用检测杆从直径方向插入到测量管道中，检测杆上固定安装有一个或多个均集成了一个流量探头和一个温度探头组合的铂膜探头，每个探头可同时感受气体的流量和温度信号。将流量和温度信号采集并经数据处理后可得气体的质量流量，实现流量值和温度值的显示和远程发送。组合铂膜气体流量计具有结构简单，投入费用低，精度高，压损小，量程比宽(可达100倍左右)，流量下限几乎为零等特点。在气体流量检测仪表中目前尚无结构如此简洁而综合性能极佳的流量仪表，经济效益非常明显。仪表具有一体化结构，具有流量和温度等多参数测量功能。

Description

组合铂膜气体流量计
技术领域
本发明涉及流量的测量技术，尤其是涉及一种组合铂膜气体流量计。
背景技术
目前气体流量检测采用的方法和仪表一般有涡轮流量计、涡街流量计、旋进旋涡流量计、差压式流量计和容积式流量计等。这些仪表虽能满足一般的工业应用，但仍存在许多不足。首先，差压式流量计、旋进旋涡流量计和容积式流量计等仪表压力损失较大，浪费能源的现象严重，涡轮流量计有可动部件，工作寿命短，需要精心维护；涡街流量计和旋进旋涡流量计易受气流脉动干扰；其次，它们的测量范围度都比较小，差压式流量计一般在3倍左右，其它流量计在10倍左右，有的可以达到20倍左右，可满足一般工业应用，但在小流量测量方面有较大缺陷；第三，测量精度不高，目前国内的上述气体流量仪表的测量精度一般也只能达到1％，进一步提高的难度较大。目前工业上使用的热式流量计有测量微小流量用的热分布式热式流量计，插入式热式流量计等。热分布式热式流量计在测量管外加热，只能测量微小流量，测量范围度比较小；插入式热式流量计有速度和温度两个探头插入测量管，由于都有保护钢套，响应时间比较长。
组合铂膜气体流量计是一种结构新颖的流量仪表。由于气体流量测量的影响因素比液体更为复杂和多变，气体流量检测技术一直是人们非常关注的尚未很好解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种组合铂膜气体流量计。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一、一种组合铂膜气体流量测量方法，该方法的测量步骤如下：
采用检测杆从直径方向插入到测量管道中，检测杆上固定安装有一个或多个均集成了一个流量探头和一个温度探头组合的铂膜探头，每个探头可同时感受气体的流量和温度信号。将流量和温度信号采集并经数据处理后可得气体的质量流量，实现流量值和温度值的显示和远程发送。
二、一种组合铂膜气体流量计：
包括检测杆和信号采集控制显示单元；检测杆上开有一个或多个流量检测窗口，每个检测窗口分别固定安装一个组合铂膜探头，每个组合铂膜探头的信号经检测杆接到信号采集控制显示单元进行处理。
所述的组合铂膜探头上集成了一个流量探头和一个温度探头。
所述的信号采集控制显示单元，在每一个组合铂膜探头都配有一个单独的恒温电桥，检测杆上有几个流量检测窗口，就有几片组合铂膜探头，信号采集控制显示单元中就有几个恒温电桥在同时工作，每一个恒温电桥的一端接控制三极管的发射极，恒温电桥的二个输出端分别接第一放大器和第二放大器，第一放大器的输出端接控制三极管的基极，第二放大器的输出端接带内置A/D的微处理机，微处理机还分别与设置按钮、脉冲频率输出、D/A输出、RS485接口和显示驱动器连接，脉冲频率输出、D/A输出和RS485接口分别与上位计算机或智能仪表连接，显示驱动器接显示器。
所述的放大器为TLC2254运算放大器。所述的微处理机为带内置A/D的MSP430F435单片微机。
本发明具有的有益效果是：
(1)组合铂膜气体流量计具有结构简单，投入费用低，精度高，压损小，量程比宽，可达100倍左右，流量下限几乎为零等特点。在气体流量检测仪表中目前尚无结构如此简洁而综合性能极佳的流量仪表，经济效益非常明显。
(2)仪表具有一体化结构，具有流量和温度等多参数测量功能。
附图说明
图1是组合铂膜气体流量计的结构示意图。
图2是图1结构的A-A剖视图。
图3是检测杆的结构示意图。
图4是信号采集控制显示单元原理框图。
图中：1、信号采集控制显示单元外壳，2、信号输出线接口，3、控制处理电路板，4、流量检测窗口，5、检测杆，6、显示器，7、设置按钮，8、组合铂膜探头，9、流量测量管道，10、信号采集控制显示单元，11、温度探头，12、信号引出线，13、流量探头。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明包括检测杆5和信号采集控制显示单元10；检测杆5上开有一个或多个流量检测窗口4，检测杆的详细结构如图3所示，图3中只画了1个流量检测窗口，每个检测窗口4分别固定安装一个组合铂膜探头8，每个组合铂膜探头8的信号经检测杆接到信号采集控制显示单元进行处理。
所述的组合铂膜探头8上集成了一个流量探头13和一个温度探头12。其信号引出线11通过检测杆5的中间与控制处理电路板3相连接，图1、图2中未画出信号引出线11，控制处理电路板3安装在信号采集控制显示单元外壳1中，处理完成的流量值和温度值可通过显示器6直接显示，7为设置按钮，也可以通过信号输出线接口2将处理结果远程传输给上位机或其它智能仪表。
如图4所示，所述的信号采集控制显示单元10，在每一个组合铂膜探头都配有一个单独的恒温电桥，检测杆5上有几个流量检测窗口4，就有几片组合铂膜探头8，信号采集控制显示单元中就有几个恒温电桥在同时工作，每一个恒温电桥的一端接控制三极管的发射极，恒温电桥的二个输出端分别接第一放大器和第二放大器，第一放大器的输出端接控制三极管的基极，第二放大器的输出端接带内置A/D的微处理机，微处理机还分别与设置按钮、脉冲频率输出、D/A输出、RS485接口和显示驱动器连接，脉冲频率输出、D/A输出和RS485接口分别与上位计算机或智能仪表连接，显示驱动器接显示器。
所述的放大器为TLC2254运算放大器或其它运算放大器。
所述的微处理机为带内置A/D的MSP430F435单片微机。
组合铂膜气体流量计在结构上采用一检测杆，直接从直径方向插入到测量管道中。检测杆上开有一个或多个流量检测窗口，每个检测窗口固定安装一个组合铂膜探头，每个探头可同时感受气体的流量和温度信号。组合铂膜探头的信号经检测杆送到信号采集控制显示单元进行处理。整个测量方案如图1所示，检测杆的结构如图2所示。各铂膜探头的流量和温度信号都由信号采集控制显示单元处理，实现流量值和温度值的显示和远程发送，信号采集控制显示单元原理如图3所示。
流量计的工作过程如下：被测气体流经流量测量管道9中的检测杆5时，位于不同位置的流量检测窗口4处就有不同的气体速度；流量检测窗口4中的组合铂膜探头8在信号采集控制显示单元10的控制下给流量探头13加上一定的工作电流，使组合铂膜探头8处于一个比周围流体温度高出恒定温差AT的高温状态；如果气体流量增加，通过流量检测窗口4的气体流速也增加，高温组合铂膜探头8在气流中由于被气流带走的热量增加而温度要下降，流量探头13的阻值也将随着下降；信号采集控制显示单元10检测到该电阻的变化时将立即反馈增大通过流量探头13的工作电流，使组合铂膜探头8的温度恢复到原来的水平。这样，在气体流量变化时，组合铂膜探头8的温度始终保持不变，而通过流量探头13的工作电流与流量的变化成正比，检测该工作电流就可得到通过测量管道9的气体流量。气流温度的变化也将影响组合铂膜探头8的散热，组合铂膜探头8上的温度探头12可以检测到气流的温度值，一方面可以将该温度值经处理在显示器6上显示，另一方面在信号采集控制显示单元10的控制下使流量输出不随气流温度的变化而变化。
气体流量计的所有测量控制功能都在信号采集控制显示单元10的控制下进行。由流量探头13和温度探头12组成的恒温电桥在电源Vcc供电下以一定的工作电流工作，当气体流速稳定时，恒温电桥处于平衡状态，使放大器11到放大器1n的输入端保持相等，其输出分别反馈给控制三极管使通过恒温电桥工作电流恒定；当气体流速变化时，由于气流带走的热量变化，使得流量探头13的阻值变化，恒温电桥失去平衡状态，放大器11到放大器1n的输入端失去平衡，其输出分别反馈给控制三极管改变通过恒温电桥的工作电流使流量探头13恢复到原来的恒温值，重新使恒温电桥处于平衡状态；所以气体流速与流量探头13的工作电流有一一对应关系。该工作电流经放大器21到放大器2n分别放大到一定电平通过A/D转换后送处理机保存和处理，加权平均后得到瞬时流量，经积算后送存储器和显示器保存和显示累积流量。经处理后的流量信号可以转换成脉冲频率信号输出，或经D/A(PWM)转换成4-20mA电流信号输出，或经RS485接口直接数字输出给上位计算机或其它智能仪表。
每一个组合铂膜探头都配有一个单独的恒温电桥。检测杆5上有几个流量检测窗口4，就有几片组合铂膜探头8，信号采集控制显示单元10中就有几个恒温电桥在同时工作。一组放大器11到放大器1n和二组放大器21到放大器2n可以采用常规运放如TLC2254或其它运放，A/D转换器可采用微处理机内置A/D，处理机可采用低功耗带液晶驱动和内置A/D的微处理机如MSP430F435。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1、一种组合铂膜气体流量计，包括检测杆(5)和信号采集控制显示单元(10)；检测杆(5)上开有一个或多个流量检测窗口(4)，每个检测窗口(4)分别固定安装一个组合铂膜探头(8)，每个组合铂膜探头(8)的信号经检测杆接到信号采集控制显示单元(10)进行处理；其特征在于：
所述的组合铂膜探头(8)上集成了一个流量探头(13)和一个温度探头(12)；
所述的信号采集控制显示单元(10)，在每一个组合铂膜探头都配有一个单独的恒温电桥，检测杆(5)上有几个流量检测窗口(4)，就有几片组合铂膜探头(8)，信号采集控制显示单元中就有几个恒温电桥在同时工作，每一个恒温电桥的一端接控制三极管的发射极，恒温电桥的二个输出端分别接第一放大器和第二放大器，第一放大器的输出端接控制三极管的基极，第二放大器的输出端接带内置A/D的微处理机，微处理机还分别与设置按钮、脉冲频率输出、D/A输出、RS485接口和显示驱动器连接，脉冲频率输出、D/A输出和RS485接口分别与上位计算机或智能仪表连接，显示驱动器接显示器。
2、根据权利要求1所述的一种组合铂膜气体流量计，其特征在于：所述的放大器为TLC2254运算放大器。
3、根据权利要求1所述的一种组合铂膜气体流量计，其特征在于：所述的微处理机为带内置A/D的MSP430F435单片微机。
CNB2007100708119A 2007-08-17 2007-08-17 组合铂膜气体流量计 Expired - Fee Related CN100427895C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100708119A CN100427895C (zh) 2007-08-17 2007-08-17 组合铂膜气体流量计

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100708119A CN100427895C (zh) 2007-08-17 2007-08-17 组合铂膜气体流量计

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101122493A CN101122493A (zh) 2008-02-13
CN100427895C true CN100427895C (zh) 2008-10-22

Family

ID=39084923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100708119A Expired - Fee Related CN100427895C (zh) 2007-08-17 2007-08-17 组合铂膜气体流量计

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100427895C (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1042793A (zh) * 1988-11-16 1990-06-06 中国科学院上海冶金研究所 温度传感器的铂薄膜制造方法
CN2689182Y (zh) * 2003-08-25 2005-03-30 刘建华 托巴均速管流量传感器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1042793A (zh) * 1988-11-16 1990-06-06 中国科学院上海冶金研究所 温度传感器的铂薄膜制造方法
CN2689182Y (zh) * 2003-08-25 2005-03-30 刘建华 托巴均速管流量传感器

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
微型流量传感器研究. 姚爱琴，马忠亮，马轶华.华北工学院测试技术学报，第14卷第2000年第1期 总第31期. 2000
微型流量传感器研究. 姚爱琴，马忠亮，马轶华.华北工学院测试技术学报，第14卷第2000年第1期 总第31期. 2000 *
微型热式液体流量传感器的设计. 段萱苡，谢海波，傅新，杨华勇.传感器技术，第24卷第8期. 2005
微型热式液体流量传感器的设计. 段萱苡，谢海波，傅新，杨华勇.传感器技术，第24卷第8期. 2005 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101122493A (zh) 2008-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sinha et al. Design and implementation of real-time flow measurement system using Hall probe sensor and PC-based SCADA
CN103528925A (zh) 带桨叶型转子的旋转粘度计及其测量颗粒流体粘度的方法
CN202255473U (zh) 一种智能抗震旋进漩涡流量计
CN107367305B (zh) 一种扭矩流量计及其工作方法
CN202562533U (zh) 一种从“零”计量的气体流量测量装置
CN100427893C (zh) 基于负阻特性的流量测量方法及电阻流量计
CN100427895C (zh) 组合铂膜气体流量计
CN202057360U (zh) 复合式气体流量计
CN102564912B (zh) 带气体速度补偿的粉尘浓度检测方法及检测仪
CN111413026A (zh) 一种多功能压力测量监视系统的在线检测装置
CN105910662A (zh) 具有环境温度补偿功能的热式空气流量变送器
CN1529139A (zh) 热量表自动检定系统
CN102645248B (zh) 一种自校正的热式-旋进旋涡组合式气体流量测量方法
CN201434737Y (zh) 差压式热量表节流装置
CN104180848A (zh) 便携式液压系统在线检测装置
CN210321843U (zh) 一种用于流体流量仪表的传感器
Marick et al. A modified technique of flow transducer using Bourdon tube as primary sensing element
CN102798488A (zh) 电磁式热能表
CN212779412U (zh) 小型热式气体质量流量计
Nan et al. Development on intelligent small-flow target flow meter
CN100385229C (zh) 泥浆密度测量仪
CN104280076A (zh) 一种高精度的大口径涡街流量计
CN111765935A (zh) 小型热式气体质量流量计
CN204202658U (zh) 一种具备大口径高精度流量计
CN220542158U (zh) 一种气体涡轮实时流量计

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20081022

Termination date: 20100817