CN115597674A

CN115597674A - 一种mems双传感器式流量计

Info

Publication number: CN115597674A
Application number: CN202211108010.8A
Authority: CN
Inventors: 李村; 钱寿林
Original assignee: Jiangsu Lincun Science And Technology Development Co ltd
Current assignee: Jiangsu Lincun Science And Technology Development Co ltd
Priority date: 2022-09-13
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2023-01-13

Abstract

本发明为一种MEMS双传感器式流量计，在热式流量计中组合能够测量大流量的其它测装置，从而能够以高测量精度扩大测量范围。是在流体通路13中配设热式流量计的热式传感器16及皮托管20而成的双传感器式流量计10。从低速域至中速设定值的流量由热式流量计进行测量并将测量结果显示在显示器29上，从中速设定值至高速域的流由使用皮托管20的流量计进行测量并将测量结果显示在显示器29上。热式流量计测得的测量结果的显示、以及使用皮托管20的流量计所测得的测量结果的显示是以中速设定值（切换设定电压）为基准自动切换的。

Description

一种MEMS双传感器式流量计

技术领域

本发明涉及MEMS双传感器式流量计技术领域，具体为一种MEMS双传感器式流量计。

背景技术

计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。流量计又分为有差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计和涡街流量计等等。按介质分类:液体流量计、气体流量计、蒸汽流量计以及固体流量计，其中细分的型号中有MEMS双传感器式流量计。

热式流量计的流量测量用电阻体中所流通的电压是有限度的，当流量增大 (流速加快)时，热式流量计的输出将饱和，要想将测量范围扩展到大流量域是困难的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种MEMS双传感器式流量计，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种MEMS双传感器式流量计，在流体通路中配设热式流量计的热式传感器及皮托管，从低速域到中速设定值的流量由热式流量计进行测量并将测量结果显示在显示器上，从中速设定值到高速域的流量由使用皮托管之流量计进行测量并将测量结果显示在显示器上。

优选的，在流体通路中配设热式流量计的热式传感器及皮托管，热式传感器的电压信号的电压值超过下限设定电压且在切换设定电压以下时，显示器上显示热式流量计测得的测量结果，使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值在上限设定电压以下而超过切换设定电压时，显示器上显示使用皮托管的流量计所测得的测量结果。

优选的，热式传感器的电压信号的电压值超过切换设定电压时，减小热式传感器的电压信号的放大系数并增大使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的放大系数；使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值在切换设定电压以下时，减小使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的放大系数并增大热式传感器的电压信号的放大系数。

优选的，双传感器式流量计热式传感器的电压信号的电压值在下限设定电压以下时及使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值超过上限设定电压时，显示器上显示错误。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

在本发明中，从低速域至中速设定值的流量由热式流量计进行测量并将测量结果显示在显示器上，从中速设定值至高速域的流量由使用皮托管之流量计进行测量并将测量结果显示在显示器上由于将擅长于对从低速域至中速域的流量进行测量的热式流量计以及能够对从中速域至高速域的流量进行测量的使用皮托管之流量计二者组合起来，因此，能够以高测量精度扩大测量范围。并且，本发明中，热式流量计测得的测量结果的显示、以及使用皮托管的流量计所测得的测量结果的显示是以切换设定电压为基准自动进行切换的。

附图说明

图1为本发明的双传感器式流量计的实施形式的说明图；

图2为本发明的实施形式中所使用的皮托管的说明图；

图3为本发明的双传感器式流量计的实施形式的功能加以展示的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

发明的实施形式

图1、图2及图3示出本发明的实施形式。图1中，双传感器式流量计 10具有在管11的上部配设外壳12而形成的外形。在管11的流体通路13的中心线上，配设有热式流量计的流量测量用电阻体16、溫度补偿用电阻体 17以及皮托管20的鼻管21，设计成流体通路13的流体从入口部14朝向出口部15流动。流量测量用电阻体16及温度补偿用电阻体17得到支持柱的支持，它们与控制电路18相连接。作为热式流量计，在控制电路中，以流经流量测量用电阻体(热式传感器)16的电压信号进行流量的讦算。

如图1及图2所示，标准型的皮托管20上具有相互垂直的鼻管21和本管22，鼻管21的中心线与流体通路13的中心线准确对齐，本管22穿插于管 11的支持器23中而得到支持，皮托管20除了前端部及根端部之外，均为双重管，内管的内部是全压通路，内管与外管之间的部分为静压通路，鼻管21 的前端上形成有全压测量孔24，全压测量孔24经全压通路与全压检测器26 连通。在鼻管21的侧部形成有静压测量孔25，静压测量孔25经静压通路与静压检测器27连通。在使用皮托管20的流量计中，以全压检测器26检测全压Po，以静压检测器27检测静压P，在控制电路18中，从压力差(Po-P) 求出流速。

使用皮托管的流量计在低速域因所形成的压差很微小，因此压差的检测很困难，但仍适于对从中速域到高速域的流量进行测量。为此，本发明中，是以从低速域的流量到中速设定值(8.6米/s)的流量(260L/min(ANR)) 由热式流量计进行测量、从中速设定值的流量。

到高速域的流量是由使用皮托管的流量计进行测量作为基本点。

结合图2对双传感器式流量计的实施形式的功能进行说明，程肿启动后，在步骤S1进行初始值的设定，在步骤S2读取热式流量计的热式传感器(流量测量用电阻体16)的电压信号。

在步骤S3中，热式传感器的电压信号经A/D转换并被放大，继而在步骤 S4中通过控

制电路18从热式传感器的电压信号计算出流量，计算结果在外壳12上表面的显示器29上显示。

在步骤S5中，判断热式传感器的电压信号的电压值是否超过(热|式传感器的)下限设定电压(实验装置中为0.05V，此时，流量为10L/min(ANR)，流速为0.33m/s)，当在步骤S5中判断为热式传感器的电压信号的电压值不超过下限设定电压(在下限设定电压以下)时，由于流量过小而不能准确测量，因此，在步骤S6显示器29|上显示错误，并返回步骤S2。

在步骤S7判断为热式传感器的电压信号的电压值超过热式传感器的切换设定电压时，在步骤S8，减小热式传感器的电压信号的放大系数，增加使用皮托管20之流量计的压力传感器的电压信号的放大系数，并进入步骤S9，通过进行该操作，使得热式传感器的流量。

不能在显示器上显示，而将使用皮托管之流量计的流量显示在显示器上。

在步骤s9读取使用皮托管之流量计的压力传感器(全压检测器26，静压检测器27)的电压信号。在步骤10该电压信号经A/D转换并被放大，继而在步骤S11中通过控制电路18从该电压信号计算出流量，计算结果显示在显示器29上。

在步骤12中，判断使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值是否超过(压力传感器的)上限设定电压(实验装置中为5V，流量为 1000L/min(ANR)，流速为32.9m/s)，当判断为使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值超过上限设定电压时，因流量过大而无法进行准确测量。当在步骤S12中判断为使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值超过上限设定电压时，在步骤S13显示器29上显示错误，并返回步骤S9。

当在步骤S12中判断为使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值不超过上限设定电压(在上限设定电压以下)时，在步骤S14判断使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值是否超过压力传感器的切换设定电压(实验装置中为0.05V，此时，流量为260L/min(ANR)，流速(中速设定值)为8.6m/s)，当在步骤S14判断为使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值超过压力传感器的切换设定电压时，由于是处在使用皮托管之流量计的测量范围内，因此，在显示器29上继续显示流量 (不会显示错误)，并返回步骤S9。

当在步骤S14判断为使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值不超过压力传感器的切换设定电压(在切换设定电压以下)时，在步骤 S15减小使用皮托管20的流量计的压力传感器的电压信号的放大系数，增大热式传感器的电压信号的放大系数，并进入步骤S2，通过该操作，使得使用皮托管之流量计的流量不能在显示器上显示，而将热式传感器的流量显示在显示器上。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种MEMS双传感器式流量计，在流体通路中配设热式流量计的热式传感器及皮托管，从低速域到中速设定值的流量由热式流量计进行测量并将测量结果显示在显示器上，从中速设定值到高速域的流量由使用皮托管之流量计进行测量并将测量结果显示在显示器上。

2.一种MEMS双传感器式流量计，在流体通路中配设热式流量计的热式传感器及皮托管，热式传感器的电压信号的电压值超过下限设定电压且在切换设定电压以下时，显示器上显示热式流量计测得的测量结果，使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值在上限设定电压以下而超过切换设定电压时，显示器上显示使用皮托管的流量计所测得的测量结果。

3.如权利要求2所说的双传感器式流量计，热式传感器的电压信号的电压值超过切换设定电压时，减小热式传感器的电压信号的放大系数并增大使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的放大系数；使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值在切换设定电压以下时，减小使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的放大系数并增大热式传感器的电压信号的放大系数。

4.如权利要求3所说的双传感器式流量计热式传感器的电压信号的电压值在下限设定电压以下时及使用皮托管之流量计的压力传感器的电压信号的电压值超过上限设定电压时，显示器上显示错误。