CN104132695B - 流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种流量计，包括挡板体和设于所述挡板体上的压敏电阻，所述挡板体上分布有供气体流过的镂空，所述压敏电阻设于所述镂空的间隙，还包括设于所述挡板体上的发热电阻。该流量计能够有效吸收所测量气体中所带的水汽，避免水汽对压敏电阻的正常工作造成影响，从而该流量计测量结果较准确。
Description
技术领域
本发明涉及流量测量技术，特别是涉及一种流量计。
背景技术
在测量流体流量时，根据测量原理的不同，可以采用不同的流量计。压阻型流量计测量技术成熟，部件结构简单，因此在低成本流量计领域得到了广泛应用。
气体流量计是流量计的一种，其专门用于测量气体流量。基于压阻型流量计的测量原理，气体中携带的水汽通常会对压敏电阻造成一些干扰，导致测量不准确。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够克服水汽干扰，测量准确的压敏型流量计。
一种流量计，包括挡板体和设于所述挡板体上的压敏电阻，所述挡板体上分布有供气体流过的镂空，所述压敏电阻设于所述镂空的间隙，还包括设于所述挡板体上的发热电阻。
在其中一个实施例中，还包括容置所述挡板体的筒形且两端开口的外壳。
在其中一个实施例中，还包括支撑所述外壳的支架，所述外壳固定在支架上，所述筒形的外壳的至少一端开口处设有导流板。
在其中一个实施例中，所述导流板包括三块平行且间隔的板体和与所述三块平行板体垂直的板体，形成截面为E形的结构。
在其中一个实施例中，所述导流板采用亲水性材料制成，或所述导流板表面涂覆亲水性材料。
在其中一个实施例中，述发热电阻为电阻丝。
在其中一个实施例中，所述电阻丝在压敏电阻周围弯折绕行分布。
在其中一个实施例中，所述挡板体中间部分为方形镂空，所述方形镂空四边向内突出形成挡板，所述压敏电阻和发热电阻设于所述挡板上。
在其中一个实施例中，所述挡板体中间部分为多个间隔均匀的方形镂空阵列，所述压敏电阻和发热电阻环绕所述方形镂空阵列四周设置。
上述流量计能够有效吸收所测量气体中所带的水汽，避免水汽对压敏电阻的正常工作造成影响，从而该流量计测量结果较准确。
附图说明
图1为流体冲击挡板示意图；
图2为一实施例的流量传感器的结构示意图；
图3为另一实施例的流量传感器的结构示意图；
图4为一实施例的流量传感器立体图；
图5为一实施例的流量传感器纵向剖视图。
具体实施方式
本实施例的传感器采用微机械体硅工艺制作，经由压敏电阻构成的电桥结构输出电压信号。
流体力学中有两个著名的方程，即连续性方程和伯努利方程
ρ1ν1A1＝ρ2ν2A2 （1）
式中，ρ1、ρ2表示流体密度；ν1、ν2表示流速；A1、A2表示流体通道横截面积；P1、P2表示流体压强。
方程（1）表明，对于不可压缩流体（密度恒定），通道截面积和流速成反比，即在理想情况下，流体流量不因通道截面积的变化而变化，始终保持恒定。
方程（2）表明，流体压强和动能可以互相转化，即如果流体通道的横截面积发生变化，那么因此而改变的动能会转化为同一位置的压强。
如图1所示，假设在流体流动方向上放置挡板，就会观察到挡板因前后两面受压不同而发生弯曲。挡板的弯曲程度和内部应力与其制造材料、所受外力等因素有关。如果能检测到挡板发生的这些变化，便可间接反映出流速的变化。在已知通道面积的条件下，就能够得到流量的变化。
将式（1）、（2）进行转化，可以得到一个更直接的表达式，K为结构系数，同传感器结构有关，Q即流量。
因此，流量传感器的设计就转变为挡板结构和净流道面积的综合设计。
如图2所示，为一实施例的流量传感器的结构示意图。该流量传感器10包括挡板体110、设于挡板体110上的压敏电阻120和发热电阻130。
挡板体110上设有矩形镂空部分112和突出于镂空部分的挡板114，压敏电阻120和发热电阻130即设于这些突出的挡板114上，在流体流过镂空部分112对挡板114冲击的时候，挡板114会发生微小的形变。挡板114的形变传导到压敏电阻120，产生压电信号，根据信号大小可以计算形变程度，继而得到压力大小，基于上述式（3）可以计算出流量。
压敏电阻120采用常规方式设置在挡板114上，在此不赘述。
发热电阻130同样设置在挡板114上，本实施例中，发热电阻130采用电阻丝。电阻丝通过弯折绕行以合理的形状设于挡板114上，以尽可能地达到合适的分布和阻值。电阻丝采用电阻率较大的材料制得。发热电阻130产生的热量使周围的水汽蒸发，避免其对压敏电阻120造成影响。
如图2所示，电阻丝弯折绕行成F状，既能够比较均匀地分布在挡板114上，也可以围绕在在压敏电阻120周围，可以保证压敏电阻120工作环境的干燥。当然，在其他实施例中，电阻丝也可以采用其他合理的方式放置。
图3是另一实施例的流量传感器结构示意图。在该实施例中，流量传感器20包括挡板体210、设于挡板体210上的压敏电阻220和发热电阻230。本实施与上述实施例的区别在于挡板体210的结构。
挡板体210的中央区域设有矩形镂空部分（包括位于四角的相对较大的区域212和位于中央的相对较小的区域214），压敏电阻220和发热电阻230即设于这些镂空部分的四周，在流体流过镂空部分冲击挡板体210的时候，挡板体210会发生微小的形变。挡板体210的形变传导到压敏电阻220，产生压电信号，根据信号大小可以计算形变程度，继而得到压力大小，基于上述式（3）可以计算出流量。
可以理解，挡板体还可以采用其他类似的形状结构。
如图4所示，为一实施例的流量传感器立体图。该流量传感器30还包括筒形外壳320和容置于该筒形外壳320中的挡板体310。筒形外壳320两端开口，气体可以从任一端的开口流入并冲击挡板体310。
如图5所示，进一步地，该流量传感器30还包括支架340和导流板350。外壳320固定在支架340上，导流板350设于外壳320两端开口的至少一端开口处。导流板350包括三块平行且间隔的板体和与所述三块平行板体垂直的板体，且形成的截面为E形，气体在E形的导流板350的引导下，与导流板350表面长时间充分接触后进入筒形外壳320。导流板350采用亲水性材料制成或者在表面涂覆亲水性涂料，这样气体在流过导流板350并与其表面充分接触时就可以把气体中的水分充分吸收，保证气体到达挡板体310时比较干燥。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种流量计，包括挡板体和设于所述挡板体上的压敏电阻，所述挡板体上分布有供气体流过的镂空，所述压敏电阻设于所述镂空的间隙，其特征在于，还包括设于所述挡板体上的发热电阻；所述发热电阻为电阻丝，所述电阻丝在压敏电阻周围弯折绕行分布；
还包括容置所述挡板体的筒形且两端开口的外壳；
还包括支撑所述外壳的支架，所述外壳固定在支架上，所述筒形的外壳的至少一端开口处设有导流板；
所述导流板包括三块平行且间隔的板体和与所述三块平行板体垂直的板体，形成截面为E形的结构；
所述导流板采用亲水性材料制成，或所述导流板表面涂覆亲水性材料，用于使气体在E形的导流板的引导下，与导流板表面长时间充分接触后进入筒形外壳。
2.根据权利要求1所述的流量计，其特征在于，所述挡板体中间部分为方形镂空，所述方形镂空四边向内突出形成挡板，所述压敏电阻和发热电阻设于所述挡板上。
3.根据权利要求1所述的流量计，其特征在于，所述挡板体中间部分为多个间隔均匀的方形镂空阵列，所述压敏电阻和发热电阻环绕所述方形镂空阵列四周设置。
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