CN115523975A - 一种热式流量计及流量测量方法 - Google Patents

一种热式流量计及流量测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115523975A
CN115523975A CN202211161377.6A CN202211161377A CN115523975A CN 115523975 A CN115523975 A CN 115523975A CN 202211161377 A CN202211161377 A CN 202211161377A CN 115523975 A CN115523975 A CN 115523975A
Authority
CN
China
Prior art keywords
channel
main channel
branch
flow
branch channel
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.)
Pending
Application number
CN202211161377.6A
Other languages
English (en)
Inventor
徐尚龙
赵新年
陈红燕
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.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
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 University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN202211161377.6A priority Critical patent/CN115523975A/zh
Publication of CN115523975A publication Critical patent/CN115523975A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/18—Supports or connecting means for meters
    • G01F15/185—Connecting means, e.g. bypass conduits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

本发明提供了一种热式流量计及流量测量方法，属于流量测量领域，所述流量计包括主通道、分支通道、传感器和控制系统；所述分支通道与所述主通道平行设置，所述分支通道至少设置一个，所述分支通道的内径小于所述主通道的内径；所述分支通道的流入端与所述主通道的流入端连接，所述分支通道的流出端与所述主通道的流出端连接；所述主通道流入端设置有主通道阀门，所述分支通道流入端设置有分支通道阀门；所述主通道与所述分支通道内均设置有传感器；所述传感器与所述控制系统连接；所述控制系统与所述主通道阀门和所述分支通道阀门连接；解决了微小流量测量不准确的问题。

Description

一种热式流量计及流量测量方法
技术领域
本发明涉及流量测量设备技术领域，特别涉及一种热式流量计及流量测量方法。
背景技术
流量是石油与天然气、电力、化工、医药等行业生产应用过程中重要的参数。热式流量计中两个传感器被置于被测管道中随着流体流量增加，带走热量增多，传感器本身温度下降，温度改变值和流体的流量为线性关系。通过传感器温度变化测量流体流量。
而现有的热式流量计在微小流量的流体流速测量时存在线性关系差，微小流量很难造成速度传感器温度的改变，容易受到外界因素干扰，且在放大电路中容易产生零点漂移，测量精度低，导致微流量测量不准确。
发明内容
本申请的目的是提供一种热式流量计及流量测量方法。用于解决现有的热式流量计测量微小流量不准确的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种热式流量计，所述流量计包括主通道、分支通道、传感器和控制系统；
所述分支通道与所述主通道平行设置,所述分支通道至少设置一个，所述分支通道的内径小于所述主通道的内径；所述分支通道的流入端与所述主通道的流入端连接，所述分支通道的流出端与所述主通道的流出端连接；所述主通道流入端设置有主通道阀门，所述分支通道流入端设置有分支通道阀门；
所述主通道与所述分支通道内均设置有传感器；所述传感器与所述控制系统连接，用于计算通道内流量；所述控制系统与所述主通道阀门和所述分支通道阀门连接，用于控制阀门开闭。
在一些可能的实施例中，所述主通道的有效测量范围与所述分支通道的有效测量范围的关系为：
Figure RE-GDA0003942960560000021
Qimax＞Q总min； (2)
Qimin＜Q总min； (3)
其中，Qi min表示所述分支通道的有效测量最小值，Qi max表示所述分支通道的有效测量最大值，Q总min表示所述主通道的有效测量最小值；kai表示比例系数，D表示所述主通道的内径，di表示所述分支通道的内径，i表示所述分支通道的序号。
在一些可能的实施例中，所述传感器包括温度传感器A、温度传感器B0和温度传感器Bi；
所述主通道的流入端设置有所述温度传感器A，用于检测流体流入所述流量计时的温度；
所述主通道内设置所述温度传感器B0，所述分支通道内设置所述温度传感器Bi。
在一些可能的实施例中，所述分支通道的流量为：
Figure RE-GDA0003942960560000022
其中，p表示耗费功率，TA表示所述温度传感器A的温度，TBi表示所述温度传感器Bi的温度，a和b表示反响气体属性的物理常数，Qi表示所述分支通道流量，kbi表示分支通道的比例系数，与分支通道本身的性质有关，通过实验标定得出。
在一些可能的实施例中，所述主通道的流量为：
Figure RE-GDA0003942960560000031
其中，Q总表示所述主通道流量，Qi表示所述分支通道的流量，λi表示所述分支通道的沿程阻力系数，L表示主通道的计算长度，li表示分支通道的计算长度，D表示主通道的内径，di表示分支通道的内径，kci表示分支通道的指数系数。
在一些可能的实施例中，所述温度传感器B0和温度传感器Bi相同，包括基底，所述基底上对称设置有加热电阻，所述加热电阻间设置有传感器芯片，所述基底、加热电阻、传感器芯片通过绝缘层连接；
所述基底设置窗口区域，用于加热电阻间进行热隔离。
在一些可能的实施例中，所述加热电阻包括热电堆层A、热电堆层B和连接结构，所述热电堆层A与热电堆层B通过连接结构进行连接，实现N/P互连；所述热电堆层A与热电堆层B间设置绝缘层，实现热电堆层A与热电堆层B间的电绝缘。
第二方面，本申请另一实施例还提供了基于所述流量计的流量测量方法，包括：
打开所述主通道阀门，关闭所述分支通道阀门，测量所述主通道的流量；
若所述主通道的流量处于主通道测量范围，则输出流量测量结果；若所述主通道的流量处于分支通道流量测量范围，则关闭所述主通道阀门，打开对应分支通道阀门，测量所述分支通道内的流量值，并利用所述分支通道的流量值得到所述主通道的流量值，输出所述主通道的流量值，即得到最终测量结果。
第三方面，本申请另一实施例还提供了一种电子设备，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本申请实施例提供流量测量方法。
第四方面，本申请另一实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行本申请实施例提供的提供流量测量方法。
本申请实施例，通过设置不同内径的分支通道，使分支通道具有不同的测量范围；通过控制系统自反馈地选择具有合适测量范围的通道，使微小流量能够更有效可靠的带走热量，使传感器温度保持在温度和电阻线性最好的区间，保证了流量测量的可靠性，提高测量准确度，不易受外界因素干扰。
采用设置不同分支通道的方法，相比现有的微小流量测量方法，可以使误差更小，避免零点漂移，增加微小流量部分的精度。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请一个实施例的应用环境的结构图；
图2为根据本申请一个实施例的传感器的结构图；
图3为根据本公开一个实施例的电子设备结构图；
其中，1-温度传感器A，2-主通道阀门，3-分支通道阀门，4-温度传感器 B0，5-温度传感器Bi，6-密封圈，7-管套，8-基底，9-传感器芯片9，10A-热电堆层A、10B-热电堆层B、10C-连接结构，11-绝缘层，12-主通道，13-分支通道。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A 和B，单独存在B这三种情况，另外，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
在本申请实施例的描述中，除非另有说明，术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请，并且在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。方法在实际的处理过程中或者控制设备执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。
针对现有的热式流量计测量微小流量不准确的问题。本申请提出一种能够扩大流量计测量范围，且能有效测量微小流量的流量计。
本申请的发明构思为：热式流量计在测量微小流量时，流体无法有效的带走温度传感器的热量，使带走的热量引起温度传感器的温度变化小，无法有效的测量该温度变化，导致微小流量测量不准确。通过降低通道内径，增加通道流体流速，使传感器温度保持在温度和电阻线性最好的区间。本发明通过设置不同内径的分支通道，获得不同的测量范围，并通过控制系统，自反馈的选择适合的通道，使流量测量处于适合的测量范围中，使流量计的测量更为精准。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面结合附图对本申请实施例中的热式流量计进行详细说明。
参见图1，为根据本申请一个实施例的热式流量计的结构图。
所述流量计包括主通道12、分支通道13、传感器和控制系统；所述分支通道13与所述主通道12平行设置，所述分支通道13至少设置一个，所述分支通道13的内径小于主通道12的内径；所述分支通道13的流入端与所述主通道12的流入端连接，所述分支通道13的流出端与所述主通道12的流出端连接；所述主通道12的流入端设置所述主通道阀门2，所述分支通道13的流入端设置所述分支通道阀门3；所述主通道12与所述分支通道13内均设置有传感器；所述传感器与所述控制系统连接，用于计算通道内流量；所述控制系统与所述主通道阀门2和分支通道阀门3连接，用于控制所述阀门开闭。
本申请实施例的原理为：根据达西(Darcy)公式，通道中沿程损失hf为：
Figure RE-GDA0003942960560000061
该公式为，其中，λ0表示通道中的沿程阻力系数，l0表示测量通道的长度， d0表示管道内径，V0表示流体的速度，g表示重力加速度。
对于并联通道，主通道12和分支通道13两端的沿程损失是相等的，因此可以得到：
Figure RE-GDA0003942960560000062
其中，λ1表示主通道12的沿程阻力系数，λi表示分支通道13的沿程阻力系数，L表示主通道12的计算长度，li表示分支通道13的计算长度，D表示主通道12的内径，di表示分支通道13的内径，ξ′表示分支通道13伸入主通道12产生的阻力系数，∑ξ″表示分支通道13局部阻力系数之和，V总表示主通道12流体的平均速度，Vi表示分支通道13内流体的平均速度，g表示重力加速度。
在主通道12结构、材料确定的情况下，以及分支通道13的结构、尺寸大小、选用的流量仪表、组成的部件、主通道12与分支通道13的连接方式等确定时，可变参数为分支通道13的内径和随之改变的分支通道13的流速，主通道12和分支通道13的流速成比例关系。因此通过改变分支通道13的内径，可以增大支通道流速，进而增大测量范围。
此外，发明人还考虑到在实际应用中，主通道12的流入端和流出端连接套管7，套管7内设置密封圈6，使得流量计在使用时可以紧密的与被测流道连接。
在一些可能的实施例中，所述主通道12的有效测量范围与所述分支通道 13的有效测量范围的关系为：
Figure RE-GDA0003942960560000071
Qimax＞Q总min； (9)
Qimin＜Q总min； (10)
其中，Qi min表示所述分支通道13的有效测量最小值，Qi max表示所述分支通道13的有效测量最大值，Q总min表示所述主通道12的有效测量最小值；kai表示分支通道的比例系数，与分支通道本身的性质有关，通过实验标定得出， D表示所述主通道12的内径，di表示所述分支通道13的内径，i表示所述分支通道13的序号。
本实施例中，分支通道13内径的确定方法为：
步骤1：根据主通道12的内径和测量范围，预设一个分支通道13的内径，通过实验标定，确定该分支通道13的有效测量范围，所述的有效测量范围为线性范围，所述有效测量范围需满足：该有效测量范围的最小值小于所述主通道12的有效测量最小值，所述该有效测量范围的最大值大于所述主通道12的有效测量最小值，所述有效测量范围的最大值与所述有效测量范围的最小值的确定方式相同。
若该有效测量范围不满足该条件，则重新选定分支通道13的内径进行标定，直至满足条件。
步骤2：通过实验标定，还能得出比例系数k1，通过该分支通道13的有效测量最小值，确定其余分支通道13的有效测量范围，再利用比例系数k1计算其余分支通道13的内径。
步骤3：对所有的分支通道13进行最终标定，使分支通道13的有效测量范围处于所述主通道12的有效测量范围外，提升流量计整体的有效测量范围。
在一些可能的实施例中，所述传感器包括温度传感器A1、温度传感器B04 和温度传感器Bi5；所述主通道12流入端设置有所述温度传感器A1，用于检测流体流入所述流量计时的温度；所述主通道12内设置所述温度传感器B04，用于测量主通道阀门2开启时，主通道12内的温度；所述分支通道13内设置所述温度传感器Bi5，用于测量分支通道阀门3开启时，分支通道13内的温度；
本实施例中，主通道12和分支通道13均采用隔热材料加工制成，传感器采用金属铂制成。通道应避免和传感器及流体进行热量交换，传感器采用温度电阻线性性比较好的材料铂。温度传感器B04竖直插入主通道12，温度传感器 Bi5竖直插入内径不同的各个分支通道13，温度传感器A1竖直插入所述主通道12流入端。相互平行的分支通道13，通过改变内径而改变流体流速尽可能避免了流体的不规则流动，传感器垂直插入通道中心，保证测量速度为平均流速，增加了结构的稳定性。
此外，发明人还考虑到在实际应用中，温度传感器A1连接有恒温电路，能够使参考温度传感器上的温度保持稳定；温度传感器B04和温度传感器Bi5 连接有恒功率传感器，能够将传感器加热至环境温度以上。温度传感器A1分别于温度传感器B04和温度传感器Bi5组成惠斯通电桥，温度传感器B04和温度传感器Bi5测量时温度变化，导致阻值变化，导致电桥产生可测量的输出信号，测量原理与热式流量计的测量原理相同。温度传感器B04和温度传感器 Bi5公用一个温度传感器A1，降低了成本，增加了系统的稳定性。另外发明人还设置有滤波电路和放大电路，用于对传感器的信号进行放大和滤波，与现有热式流量计的信号滤波和信号放大方式相同。
在一些可能的实施例中，主通道阀门2关闭，打开分支通道阀门3，温度传感器A1测量流体温度，温度传感器Bi5被加热至环境温度之上。随着流体流速的增加，温度传感器Bi5被带走的热量越多，温度传感器Bi5和温度传感器A1之间的温度差和流体的流速存在线性关系，从而得到分支通道13的流量；所述分支通道13的流量为：
Figure RE-GDA0003942960560000091
其中，P表示耗费功率，TA表示所述温度传感器A1的温度，TBi表示所述温度传感器Bi5的温度，a和b表示反响气体属性的物理常数，Qi表示所述分支通道13流量，kbi表示分支通道的指数系数，与分支通道本身的性质有关，由实验标定得出。
本实施例中，分支通道的测量原理与现有热式流量计的测量原理相同。
在一些可能的实施例中，根据所述分支通道13的流量，计算所述主通道 12的流量为：
Figure RE-GDA0003942960560000092
其中，Q总表示所述主通道12流量，Qi表示所述分支通道13的流量，λi表示所述分支通道13的沿程阻力系数，L表示主通道12的计算长度，li表示分支通道13的计算长度，D表示主通道12的内径，di表示分支通道13的内径，kci表示分支通道13的指数系数，与分支通道本身的性质有关，通过实验标定得出。
在一些可能的实施例中，如图2所示，所述温度传感器B04和温度传感器 Bi5相同，包括基底8，所述基底8上对称设置有加热电阻，所述加热电阻间设置有传感器芯片9，所述基底8、加热电阻、传感器芯片9通过绝缘层11连接；所述基底8设置窗口区域，用于加热电阻间进行热隔离。
在一些可能的实施例中，所述加热电阻包括热电堆层A10A、热电堆层 B10B和连接结构10C，所述热电堆层A10A与热电堆层B10B通过连接结构 10C进行连接，实现N/P互连；所述热电堆层A10A与热电堆层B10B间设置绝缘层11，实现热电堆层A10A与热电堆层B10B间的电绝缘。
本实施例中，传感器通过MEMS技术封装，具体制作步骤如下：
步骤1：选择一张单晶圆片作为基底8，使用湿法热氧化工艺生长一层二氧化硅薄膜作为绝缘层11，作用为电学隔离和机械支撑。
步骤2：选择LPCVD工艺淀积多晶硅层，再用对多晶硅进行磷离子注入，使其形成N型多晶硅层，再对区域进行RIE蚀刻形成需要的条状热电堆形状，形成热电堆层A10A。
步骤3：使用PECVD工艺生长一层SiO2形成绝缘作用。
步骤4：选择LPCVD工艺重复淀积一层多晶硅材料，注入硼离子形成P 型多晶硅层，再对其进行RIE刻蚀，形成热电堆层B10B。
步骤5：继续沉积一层PECVD SiO2结构作为保护层，同时使用RIE工艺对PAD区，N/P接触区域以及连线区域进行刻蚀。使用电子束蒸镀和金属剥离方法形成图形化金属铝区域，实现N/P互连，PAD区域连接金属条和PAD区域。形成加热电阻。
步骤6：在整个晶圆表面用PECVD工艺沉积一层SiO2，作为传感器芯片 9的保护层，并通过刻蚀打开焊盘区。
步骤7：使用DRIE工艺在硅晶圆背面释放出窗口区域，用于在热电堆冷热两端起到热隔离的作用。
步骤8：将传感器芯片9等电气元件进行集成、封装。
MEMS技术加工的传感器具有体积小，功耗低，重量轻，易于集成等优点。本实例中采用SiO2作为隔离层，形成绝缘作用，保证了元器件的电学隔离。通过三次工艺，分步加工出N/P加热元件，可靠性更高。最后在背面释放出窗口区域，用于在热电堆冷热两端起到热隔离的作用。
基于相同的构思，本申请提供了基于所述流量计的流量测量方法，包括：
打开所述主通道阀门2，关闭所述分支通道阀门3，测量所述主通道12的流量；
若所述主通道12的流量处于主通道12测量范围，则输出流量测量结果；若所述主通道12流量处于分支通道13流量测量范围，则关闭所述主通道阀门 2，打开对应分支通道阀门3，测量所述分支通道内的流量值，并利用所述分支通道的流量值得到所述主通道的流量值，输出所述主通道的流量值，即得到最终测量结果。
在初始测量时，控制系统控制主通道阀门2打开，检测主通道12内的流量，当流量处于主通道12的测量范围内时，控制系统输出测量值；当流量不属于主通道12测量范围时，判断该流量值处于哪个分支通道的测量范围，控制系统将主通道阀门2关闭，打开对应的分支通道13，实现流量的精确测量。
本申请结合具体的应用场景，提供一种可能的完整的实施例，再次对流量计进行详细说明。
本实施例包括主通道12和3个分支通道13(即i＝3)，主通道12的内径为0.8mm*0.8mm；通道的流入端和流出端连接套管7，套管7内设置密封圈6；分支通道与主通道13相互平行，并且内径不同。所述主通道12设置主通道阀门2，所述3条分支通道分别设置阀门B1、阀门B2、阀门B3，控制系统控制阀门A、阀门B1、阀门B2、阀门B3的开闭。
主通道12的流入端设置所述温度传感器A1，用于检测流体流入所述流量计时的温度，所述主通道12内设置所述温度传感器B0；所述3条分支通道内分别设置所述温度传感器B1、温度传感器B2、温度传感器B3。
主通道12的测量范围为0.5～60m/s，通过实验标定和计算，得到第一分支通道的测量范围为0.3～0.5m/s，内径为0.6mm*0.6mm；第二分支通道的测量范围为0.1～0.3m/s，内径为0.4mm*0.4mm；第三条分支通道的测量范围为 0.05～0.1m/s，内径为0.2mm*0.2mm。通过实验标定，在0.2mm*0.2mm内径下，指数系数k33为2.12；在0.4mm*0.4mm内径下，指数系数k32为1.47；在 0.6mm*0.6mm内径下，指数系数k33为0.81，均呈现较好的线性。
在正常流速下，控制系统控制主通道阀门2开启，阀门B1、阀门B2、阀门B3的关闭，温度传感器A1与温度传感器B04工作，反馈给控制器测得流量数据。当流量数据小于0.5m/s时，选择对应的分支通道，控制系统控制主通道阀门2关闭，控制对应分支通道的阀门打开，使温度传感器A1与对应分支通道的温度传感器工作，得出测量结果。
在一些可能的实施方式中，根据本申请的电子设备可以至少包括至少一个处理器、以及至少一个存储器。其中，存储器存储有程序代码，当程序代码被处理器执行时，使得处理器执行本说明书上述描述的根据本申请各流量测量范围的步骤。
下面参照图3来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备130。图3显示的电子设备130仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图3所示，电子设备130以通用电子设备的形式表现。电子设备130的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理器131、上述至少一个存储器132、连接不同系统组件(包括存储器132和处理器131)的总线133。
总线133表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器、外围总线、处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
存储器132可以包括易失性存储器形式的可读介质，例如随机存取存储器 (RAM)1321和/或高速缓存存储器1322，还可以进一步包括只读存储器 (ROM)1323。
存储器132还可以包括具有一组(至少一个)程序模块1324的程序/实用工具1325，这样的程序模块1324包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
电子设备130也可以与一个或多个外部设备134(例如键盘、指向设备等) 通信，还可与一个或者多个使得用户能与电子设备130交互的设备通信，和/ 或与使得该电子设备130能与一个或多个其它电子设备进行通信的任何设备 (例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O) 接口135进行。并且，电子设备130还可以通过网络适配器136与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网) 通信。如图所示，网络适配器136通过总线133与用于电子设备130的其它模块通信。应当理解，尽管图中未示出，可以结合电子设备130使用其它硬件和 /或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
在一些可能的实施方式中，本申请提供的流量测量方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序产品在计算机设备上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的根据本申请各种示例性实施方式的一种流量测量方法中的步骤。
程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以是——但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
本申请的实施方式的用于流量测量的程序产品可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备上运行。然而，本申请的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户电子设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户电子设备上部分在远程电子设备上执行、或者完全在远程电子设备或服务端上执行。在涉及远程电子设备的情形中，远程电子设备可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN) —连接到用户电子设备，或者，可以连接到外部电子设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及了装置的若干单元或子单元，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本申请的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和方框图中的流程和方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种热式流量计，其特征在于，所述流量计包括主通道(12)、分支通道(13)、传感器和控制系统；
所述分支通道(13)与所述主通道(12)平行设置，所述分支通道(13)至少设置一个，所述分支通道(13)的内径小于所述主通道(12)的内径；所述分支通道(13)的流入端与所述主通道(12)的流入端连接，所述分支通道(13)的流出端与所述主通道(12)的流出端连接；所述主通道(12)流入端设置有主通道阀门(2)，所述分支通道(13)流入端设置有分支通道阀门(3)；
所述主通道(12)与所述分支通道(13)内均设置有传感器；所述传感器与所述控制系统连接，用于计算通道内流量；所述控制系统与所述主通道阀门(2)和所述分支通道阀门(3)连接，用于控制阀门开闭。
2.根据权利要求1所述的流量计，其特征在于，所述主通道(12)的有效测量范围与所述分支通道(13)的有效测量范围的关系为：
Figure FDA0003858778470000011
Qimax＞Q总min； (2)
Qimin＜Q总min； (3)
其中，Qi min表示所述分支通道(13)的有效测量最小值，Qi max表示所述分支通道(13)的有效测量最大值，Q总min表示所述主通道(12)的有效测量最小值；kai表示比例系数，D表示所述主通道(12)的内径，di表示所述分支通道(13)的内径，i表示所述分支通道(13)的序号。
3.根据权利要求2所述的流量计，其特征在于，所述传感器包括温度传感器A(1)、温度传感器B0(4)和温度传感器Bi(5)；
所述主通道(12)的流入端设置有所述温度传感器A(1)，用于检测流体流入所述流量计时的温度；
所述主通道(12)内设置所述温度传感器B0(4)，所述分支通道(13)内设置所述温度传感器Bi(5)。
4.根据权利要求3所述的流量计，其特征在于，所述分支通道(13)的流量为：
Figure FDA0003858778470000021
其中，P表示耗费功率，TA表示所述温度传感器A(1)的温度，TBi表示所述温度传感器Bi(5)的温度，a和b表示反响气体属性的物理常数，Qi表示所述分支通道(13)流量，kbi表示指数系数。
5.根据权利要求4所述的流量计，其特征在于，所述主通道(12)的流量为：
Figure FDA0003858778470000022
其中，Q总表示所述主通道(12)流量，Qi表示所述分支通道(13)的流量，λi表示所述分支通道(13)的沿程阻力系数，L表示主通道(12)的计算长度，li表示分支通道(13)的计算长度，D表示主通道(12)的内径，di表示分支通道(13)的内径，kci表示分支通道(13)的指数系数。
6.根据权利要求3所述的流量计，其特征在于，所述温度传感器B0(4)和温度传感器Bi(5)相同，包括基底(8)，所述基底(8)上对称设置有加热电阻，所述加热电阻间设置有传感器芯片(9)，所述基底(8)、加热电阻、传感器芯片(9)通过绝缘层连接；
所述基底(8)设置窗口区域，用于加热电阻间进行热隔离。
7.根据权利要求6所述的流量计，其特征在于，所述加热电阻包括热电堆层A(10A)、热电堆层B(10B)和连接结构(10C)，所述热电堆层A(10A)与热电堆层B(10B)通过连接结构(10C)进行连接，实现N/P互连；所述热电堆层A(10A)与热电堆层B(10B)间设置绝缘层，实现热电堆层A(10A)与热电堆层B(10B)间的电绝缘。
8.一种基于权利要求1-7中任一项所述流量计的流量测量方法，其特征在于，包括：
打开所述主通道阀门(2)，关闭所述分支通道阀门(3)，测量所述主通道(12)的流量；
若所述主通道(12)的流量处于主通道测量范围，则输出流量测量结果；若所述主通道(12)的流量处于分支通道流量测量范围，则关闭所述主通道阀门(2)，打开对应分支通道阀门(3)，测量所述分支通道内的流量值，并利用所述分支通道的流量值得到所述主通道的流量值，输出所述主通道的流量值，即得到最终测量结果。
9.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求8所述的流量测量方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使计算机执行权利要求8所述的流量测量方法。
CN202211161377.6A 2022-09-22 2022-09-22 一种热式流量计及流量测量方法 Pending CN115523975A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211161377.6A CN115523975A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 一种热式流量计及流量测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211161377.6A CN115523975A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 一种热式流量计及流量测量方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115523975A true CN115523975A (zh) 2022-12-27

Family

ID=84700624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211161377.6A Pending CN115523975A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 一种热式流量计及流量测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115523975A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101839737B (zh) 质量流量计及控制器以及质量流量计及控制器系统
US4542650A (en) Thermal mass flow meter
EP3278032B1 (en) Method and system for determining characteristic parameters of a hydraulic network
JP6795832B2 (ja) 流量制御機器、流量制御機器の流量校正方法、流量測定機器および流量測定機器を用いた流量測定方法
US9664549B2 (en) Fluid meter device
US20080059084A1 (en) Multi-gas flow device
JP2008519981A (ja) 所定のバイパス比を持つ熱式質量流量センサ
US20130319105A1 (en) Micro flow sensor
CN105518419A (zh) 绝压和差压传感器
JP2022010221A (ja) 流量制御装置、流量制御方法、及び、流量制御装置用プログラム
US20150153211A1 (en) Fluid meter device
JP2016121996A (ja) 流量計及び較正方法
US20110098944A1 (en) Thermal, flow measuring device
US8950273B2 (en) Method and thermal, flow measuring device for determining and/or monitoring at least one variable dependent on at least the chemical composition of a measured medium
WO2022069875A1 (en) Gas flow sensor assembly, and semiconductor gas flow sensor and method of forming a semiconductor gas flow sensor
CN115523975A (zh) 一种热式流量计及流量测量方法
JP2011209147A (ja) 熱式流量計、熱式ガス種判別装置及びガス種自動判定方法
JP2009115504A (ja) 熱式流量計
US10908005B2 (en) Capillary sensor tube flow meters and controllers
Terao et al. Non-wetted thermal micro flow sensor
Igarashi et al. Development of simultaneous measurement system for instantaneous density, viscosity and flow rate of gases
KR101041434B1 (ko) 질량 유량계
WO2005098375A2 (en) Thermal mass flow rate sensor providing increased rate of heat transfer to gas
KR20130109483A (ko) 열량형 질량유량계 센서
EP4350309A1 (en) Computer implemented method for determining boundary thermal resistance data, a computer product element and a system

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination