CN116295680A - 一种紧凑型低功耗热式质量流量计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种紧凑型低功耗热式质量流量计，涉及流量计领域，第一环形测温机构、环形加热机构和第二环形测温机构分别连通第一、第二流体通道、第二、第三流体通道和第三、第四流体通道，当流体从第一管道流进第四管道流出或反向流出时，环形加热机构均能对流经的液体加热，第一、第二环形测温机构内的测温元件分别以采集第一、第二环形测温机构处的温度；环形加热机构内的测温元件采集环形加热机构处的温度；控制器将各个测温元件采集到的温度值运算生成流量值；改善现有热式流量计在检测流体时，会破坏流体流态，当流体中含有异物时，有可能会撞坏测温元件和加热元件，影响检测效果，且双向检测流量时，需重新拆卸安装流量计，操作麻烦的问题。

Description

一种紧凑型低功耗热式质量流量计

技术领域

本发明涉及流量计技术领域，具体而言，涉及一种紧凑型低功耗热式质量流量计。

背景技术

流量计是用来测量流体流量的装置，在石油化工、食品加工及材料成型等领域都有重要用途。现市面上常用的流量计有电磁式流量计、超声流量计、涡街流量计和孔板式流量计等种类；其中，电磁流量计利用了电磁感应定律，当不同流量的流体切割磁感线时会产生不同电势，通过电势测量出流量；超声流量计利用了超声波在流体中的传播速度的特性，测量流量；涡街流量计利用了流体遇到阻碍会产生漩涡的原理，不同流量下产生的漩涡频率不同；孔板式流量计利用了管道内的节流装置，使得该流量计管道上下游两侧产生静压力差，通过静压力差测量出流量。其中，现市面上的流量计在流体高流量的状态下可以精确地测量出流量，但是对于低流量的测量上述流量计无法满足测量精度要求。比如，涡街流量计需要流体提供足够的功率使得流经流量计时能产生足够的漩涡，而在低流量状态下，流体流动缓慢，流经流量计后无法产生足够的漩涡使流量计正常工作。

热式流量计利用了对流传热的原理，可以测量超低流量的流体，以弥补现市面上的流量测量技术的不足。其中，现有技术中的热式流量计按照工作的原理又可分为恒功率式热式流量计和恒温差式热式流量计；恒温差式原理为：保持流体与加热器温度恒定的温差，当流速改变时，同时改变加热功率以维持恒定温差；恒功率式原理为：保持恒定的加热功率，当流速改变时，温差改变，通过温差的变化可以得到相应的流量变化规律。现有技术中的紧凑型低功耗热式质量流量计将测温元件与加热元件密封，被称为测速元件，将其插入管道中央，此种结构可能会破坏流体流态，对测量精确度造成干扰，同时当流体中有异物时，测温元件和测速元件易损坏，且此类紧凑型低功耗热式质量流量计大多只能测量一个流向上流体的流量，若想测量反方向流体的流量，需要将紧凑型低功耗热式质量流量计拆卸下来，反方向再安装上去，测量过程操作麻烦，不便于用户的使用。

有鉴于此，提出本申请。

发明内容

本发明公开了一种紧凑型低功耗热式质量流量计，旨在改善上述技术问题。

本发明采用了如下方案：

一种紧凑型低功耗热式质量流量计，包括：具有第一流体通道的第一管道、具有第二流体通道的第二管道、具有第三流体通道的第三管道、具有第四流体通道的第四管道、环形加热机构、第一环形测温机构、第二环形测温机构、电路壳体单元以及控制器；

其中，所述第一管道与所述第二管道、所述第二管道和所述第三管道及所述第三管道与所述第四管道均可拆卸连接，所述第一管道和所述第二管道的连接处形成第一腔室，所述第一环形测温机构配置在所述第一腔室内，所述第二管道和所述第三管道的连接处形成第二腔室，所述环形加热机构配置在所述第二腔室内，所述第三管道和所述第四管道的连接处形成第三腔室，所述第二环形测温机构配置在所述第三腔室内；

其中，所述第一环形测温机构用于连通所述第一流体通道和所述第二流体通道，所述环形加热机构用于连通所述第二流体通道和所述第三流体通道，第二环形测温机构用于连通所述第三流体通道和所述第四流体通道；当流体方向为从所述第一管道流进从所述第四管道流出时，所述第一环形测温机构内的测温元件打开，所述第二环形测温机构内的测温元件关闭，所述环形加热机构内的测温元件打开，对流经的液体进行加热，当流体方向为从所述第四管道流进从所述第一管道流出时，所述第一环形测温机构内的测温元件关闭，所述第二环形测温机构内的测温元件打开，所述环形加热机构内的测温元件打开，对流经的液体进行加热；

其中，所述第一环形测温机构、第二环形测温机构和环形加热机构内的测温元件分别用以采集第一环形测温机构处的温度值、第二环形测温机构处的温度值、及环形加热机构处的温度值；所述控制器的输入端与所述第一环形测温机构和所述第二环形测温机构内的测温元件的输出端电气连接，输出端与所述环形加热机构的输入端电气连接，所述控制器配置为将第一环形测温机构、第二环形测温机构和环形加热机构内的测温元件采集到的温度值运算生成流量值。

作为进一步改进，所述第一环形测温机构内的测温元件为第一测温元件，所述第二环形测温机构内的测温元件为第二测温元件，所述环形加热机构内的测温元件为第三测温元件和第四测温元件，所述第一测温元件配置为以采集所述第一环形测温机构处的第一温度值、所述第二测温元件配置为以采集所述第二环形测温机构处的第二温度值、所述第三测温元件、第四测温元件配置为以采集所述环形加热机构处的第三温度值、第四温度值；

其中，所述控制器的输入端与所述第一测温元件和第二测温元件的输出端电气连接，输出端与所述环形加热机构的输入端电气连接，所述控制器配置为将所述第一温度值、第二温度值与第三温度值、第四温度值运算生成流量值。

作为进一步改进，所述第一环形测温机构包括第一导热元件、配置在所述第一导热元件内部的第一测温元件，以及第一测温导线，所述第一环形测温机构配置在所述第一腔室内，所述第一测温元件配置在所述第一导热元件的凹槽中，所述第一测温元件的控制端通过第一测温导线与所述控制器的输出端电气连接。

作为进一步改进，所述环形加热机构包括第一隔热环、第二隔热环、第三隔热环、第四隔热环、第五隔热环、第六导热元件、第七导热元件、第三测温元件、第四测温元件以及热阻丝；

其中，所述环形加热机构配置在所述第二腔室内，所述环形加热机构上形成有第一凹槽，所述第一凹槽贯通第四、第五隔热环，所述第一隔热环、第二隔热环及第三隔热环上均形成有环形凹槽，第四隔热环、第五隔热环拼接成一个完整的隔热环，形成所述第一凹槽，第四隔热环、第五隔热环的外表面与第二管道的内表面相切，第六导热元件、第七导热元件拼接成一个完整的导热环，第六导热元件、第七导热元件的外表面与第四隔热环、第五隔热环的内表面相切，第六导热元件、第七导热元件的内表面与第三隔热环上形成的环形凹槽相切，第四隔热环、第五隔热环和第六导热元件、第七导热元件的侧表面与第三隔热环的环形凹槽的内侧表面抵接，第六导热元件、第七导热元件形成有三个环形凹槽，两端的环形凹槽用于放置第三测温元件、第四测温元件，中间环形凹槽用于缠绕热阻丝，所述第三隔热环的侧表面与第一隔热环的侧表面抵接，所述第三隔热环的侧表面与第二隔热环的侧表面抵接。所述第三隔热环的外表面与第一隔热环、第二隔热环、第四隔热环、第五隔热环的外表面相切，第一隔热环、第二隔热环、第三隔热环、第四隔热环、第五隔热环的外表面与第二管道的内表面相切，第三隔热环的内表面与第一隔热环、第二隔热环的内表面相切，所述第三测温元件、第四测温元件及热阻丝的控制端与所述控制器的输出端电气连接。

作为进一步改进，所述电路壳体单元包括第一电路壳体和第二电路壳体，所述第一电路壳体内有凹槽，凹槽一部分贯穿第一电路壳体，用于放置第三测温元件、第四测温元件和热阻丝的导线，控制器通过螺栓固定在凹槽中；所述第一电路壳体两端还开有圆孔和螺纹孔，所述圆孔分别用于放置第一测温元件导线、第二测温元件导线，所述螺纹孔用于安装螺栓将第一电路壳体与第一管道和第二管道连接。

作为进一步改进，所述第一管道与所述第一环形测温机构、所述环形加热机构与所述第二管道之间、及所述第二环形测温机构与所述第三管道和第四管道之间均配有密封圈；所述第一管道与所述第二管道、所述第三管道与所述第四管道均通过螺纹压紧密封圈实现密封；所述第一隔热环与所述第二管道之间、所述第一隔热环与所述第三隔热环之间、所述第二隔热环与所述第三管道之间、及所述第二隔热环与所述第三隔热环之间均配有密封圈。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

本申请的紧凑型低功耗热式质量流量计，所述恒功率热式液体质量流量计采用对称布置，可以测量两个方向流体流量，当流体从第一管道流进第四管道流出或从第四管道流进第一管道流出时，环形加热机构均能够对流经的液体进行加热，第一、第二环形测温机构内的测温元件分别以采集第一、第二环形测温机构处的温度值；环形加热机构内的测温元件以采集环形加热机构处的温度值；控制器配置为将第一、第二环形测温机构和环形加热机构内的测温元件所采集到的温度值运算生成流量值；根据温差与流速的关系式计算得到流体流量的大小；有鉴于此，本发明的目的在于提供一种紧凑型低功耗热式质量流量计，从而解决现有技术中的热式流量计检测流体流量时将测温元件与测速元件插入管道中央会破坏流体流态，当流体中含有异物时，有可能会撞坏测温元件和加热元件，或者卡在在测温元件或加热元件上的问题，测量双向流体流量时，需重新安装流量计，操作麻烦的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明实施例提供的紧凑型低功耗热式质量流量计的轴向剖视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的紧凑型低功耗热式质量流量计环形加热机构的轴向剖视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第一管道的轴向结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第一管道的轴向剖视结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第一导热元件在其中一种视角下的剖视图；

图6是本发明实施例提供的第二管道的轴向结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第二管道的轴向剖视结构示意图；

图8是本发明实施例提供的第一隔热环的结构示意图；

图9本发明实施例提供的第三隔热环的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的第六导热元件的结构示意图；

图11是图10的侧视图；

图12是图10的俯视图；

图13是本发明实施例提供的第四隔热环的结构示意图；

图14是图13的侧视图；

图15是图13的俯视图；

图16是本发明实施例提供的第二隔热环的剖视结构示意图；

图17是本发明实施例提供的第三管道的轴向结构示意图；

图18是本发明实施例提供的第三管道的轴向剖视结构示意图；

图19是本发明实施例提供的第四管道的轴向结构示意图；

图20是本发明实施例提供的第四管道的轴向剖视结构示意图；

图21是本发明实施例提供的第一电路壳体的结构示意图；

图22是本发明实施例提供的第一电路壳体的剖视图；

图23是本发明实施例提供的第二电路壳体的结构示意图；

图24是本发明实施例提供的第二导热元件结构示意图；

图25是本发明实施例提供的第五隔热环的结构示意图；

图26是本发明实施例提供的第七导热元件的结构示意图；

图27是本发明实施例提供的导热环A的结构示意图；

图28是本发明实施例提供的隔热环B的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图1至图28，本发明第一实施例提供了一种紧凑型低功耗热式质量流量计,包括：具有第一流体通道3的第一管道1，具有第二流体通道7的第二管道4，具有第三流体通道9的第三管道11，具有第四流体通道13的第四管道14，具有第五流体通道17的第一导热元件16，具有第六流体通道21的第一隔热环20，具有第七流体通道22的第二隔热环23，具有第八流体通道25的第三隔热环24，具有第九流体通道99的第二导热元件420，第一环形测温机构、第二环形测温机构、环形加热机构、电路壳体单元以及控制器42；

其中，第一管道1与第二管道4可拆卸连接，第一管道1和第二管道4的连接处形成第一腔室426，第一环形测温机构配置在第一腔室426内，第二管道4与第三管道11可拆卸连接，第二管道4和第三管道11的连接处形成第二腔室5，环形加热机构配置在第二腔室5内，第三管道11与第四管道14可拆卸连接，第三管道11和第四管道14的连接处形成第三腔室10，第二环形测温机构配置在第三腔室10内；

其中，第一环形测温机构用于连通第一流体通道3和第二流体通道7，第二环形测温机构用于连通第三流体通道9和第四流体通道13，当流体方向为从第一管道1流进从第四管道14流出时，第一环形测温机构内的第一测温元件150打开、第二环形测温机构内的第二测温元件151关闭，环形加热机构上的第三测温元件44、第四测温元件101打开，环形加热机构对流经的液体进行加热；当流体方向为从第四管道14流进从第一管道1流出时，第一测温元件150关闭、第二测温元件151打开，环形加热机构上的第三测温元件44、第四测温元件101打开，环形加热机构对流经的液体进行加热；

其中，第一测温元件150以采集第一环形测温机构处的第一温度值、第二测温元件151以采集第二环形测温机构处的第二温度值、第三测温元件44、第四测温元件101以采集环形加热机构处的第三温度值、第四温度值；

其中，控制器42的输入端与第一测温元件150的输出端、第二测温元件151的输出端电气连接，输出端与环形加热机构的输入端电气连接，控制器42配置为将第一温度值、第二温度值与第三温度值、第四温度值运算生成流量值。

具体地，在本实施例中，紧凑型低功耗热式质量流量计是一种恒功率的热式流量计，当第一管道1与外接管道连接的一端作为入口，第四管道14与外接管道连接的一端可以作为出口时，第一测温元件150打开、第二测温元件151关闭、第三测温元件44、第四测温元件101打开，流体流经环形加热机构时该部分的流体会被局部加热，当加热元件温度与被加热部分的流体温度达到热平衡时，加热元件温度保持不变，且环形加热机构此时的温度再通过计算可求解出贴近环形加热机构部分的流体温度，第一测温元件150采集到第一环形测温机构的第一温度值，同时第一环形测温机构中的第一导热元件16具有高的导热率，此时，第一测温元件150直接测量的温度其实是第一流体通道3内壁的温度，但是在稳定状态下，内壁于流体之间的传热达到平衡，即内壁温度于流体温度相等；

环形加热机构一方面被一定功率的加热元件进行加热，一方面被流体冷却，流体冷却的散热功率与温差成反相关，温差即为环形加热机构的温度与第一环形测温机构温度的温差；其中，散热功率与温差的比例系数与流体的流速正相关，温差越小散热功率越高。当环形加热机构传递给管壁的热量与被水带走的热量相等时，环形加热机构的温度稳定在某一高于流体温度的值，根据计算的冷却功率以及环形加热机构处管道内壁处的温度与第一环形测温机构温度的温差，再测得单位时间内的流量，通过实验得到多组流量与温差。根据计算可以推导算出流量与所测得温差的关系式，根据关系式可计算出流体的流速，通过获取不同的温差即可得到相应的流量大小。

具体地，在本实施例中，紧凑型低功耗热式质量流量计是一种恒功率的热式流量计，当第四管道14与外接管道连接的一端作为入口，第一管道1与外接管道连接的一端可以作为出口时，第一测温元件150关闭，第二测温元件151打开，第三测温元件44、第四测温元件101打开，流体流经环形加热机构时该部分的流体会被局部加热，当加热元件温度与被加热部分的流体温度达到热平衡时，加热元件温度保持不变，且环形加热机构此时的温度再通过计算可求解出贴近环形加热机构部分的流体温度，第二测温元件151采集到第二环形测温机构的第二温度值，此时，所述第二测温元件151直接测量的温度其实是第四流体通道13内壁的温度，但是在稳定状态下，内壁于流体之间的传热达到平衡，即内壁温度于流体温度相等；

环形加热机构一方面被一定功率的加热元件进行加热，一方面被流体冷却，流体冷却的散热功率与温差成反相关，温差即为环形加热机构的温度与第二环形测温机构处温度的温差；其中，散热功率与温差的关系与流体的流速成相关关系，温差越小散热功率越高。当环形加热机构传递给管壁的热量与被水带走的热量相等时，环形加热机构的温度稳定在某一高于流体温度的值，根据计算的冷却功率以及环形加热机构处管道内壁处的温度与第二环形测温机构处温度的温差，再测得单位时间内的流量，通过实验得到多组流量与温差。根据计算可以推导算出流量与所测得温差的关系式，根据关系式可计算出流体的流速，通过获取不同的温差即可得到相应的流量大小。

在本实施例中，第一管道1与第二管道4的连接处可以配置有内螺纹，第二管道4与第一管道1的连接处可以配置有与内螺纹适配的外螺纹，第一管道1与第二管道4通过内螺纹和外螺纹可拆卸连接。第三管道11与第二管道4连接处可以配置有外螺纹，第二管道4与第三管道11的连接处可以配置有与外螺纹适配的内螺纹，第三管道11与第二管道4通过内螺纹和外螺纹可拆卸连接。第三管道11与第四管道14的连接处可以配置有内螺纹，第四管道14与第三管道11的连接处可以配置有与内螺纹适配的外螺纹，第三管道11与第四管道14通过内螺纹和外螺纹可拆卸连接。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的可拆卸连接方式，这里不做具体限定，但这些方案均在本发明的保护范围内。

请参阅图1至图28，在本发明一个可能的实施例中，环形加热机构包括第一隔热环20、第二隔热环23、第三隔热环24、第四隔热环26、第五隔热环421、第六导热元件37、第七导热元件100、第三测温元件44、第四测温元件101以及热阻丝41，环形加热机构配置在第二腔室5，第四隔热环26、第五隔热环421搭配构成一个完整环状隔热环B，隔热环B上形成有第一凹槽27，第六导热元件37、第七导热元件100构成一个完整环状导热环A，导热环A左右两端开有环形槽，用于放置第三测温元件44、第四测温元件101，第三测温元件44、第四测温元件101在导热环A上成120°夹角安装，中间开有环形槽用于缠绕热阻丝41，第三测温元件44、第四测温元件101、以及热阻丝41的控制端与控制器42一端电气连接。

其中环形加热机构上形成有第一凹槽27，第一凹槽27贯通第四隔热环26、第五隔热环421，第一隔热环20、第二隔热环23和第三隔热环24上均开有环形凹槽，第四隔热环26、第五隔热环421拼接成一个完整的隔热环B，形成第一凹槽27，第四隔热环26、第五隔热环421的外表面与第二管道4的内表面相切，第六导热元件37、第七导热元件100拼接成一个完整的导热环A，第六导热元件37、第七导热元件100的外表面与第四隔热环26、第五隔热环421的内表面相切，第六导热元件37、第七导热元件100的内表面与第三隔热环24上形成的第一环形凹槽115相切，第四隔热环26、第五隔热环421和第六导热元件37、第七导热元件100的侧表面与第三隔热环24的第一环形凹槽115的内侧表面抵接，第六导热元件37、第七导热元件100开有三个环形凹槽，左右两边环形凹槽分别用于放置第三测温元件44、第四测温元件101，中间环形凹槽用于缠绕热阻丝41，第三隔热环24的侧表面与第一隔热环20的侧表面抵接，第三隔热环24的侧表面与第二隔热环23的侧表面抵接。第三隔热环24的外表面与第一隔热环20、第二隔热环23、第四隔热环26、第五隔热环421的外表面相切，第一隔热环20、第二隔热环23、第三隔热环24、第四隔热环26、第五隔热环421的外表面与第二管道4的内表面相切，第三隔热环24的内表面与第一隔热环20、第二隔热环的23内表面相切，测温元件的控制端、热阻丝41的控制端与控制器42的输出端电气连接。

在本发明一个可能的实施例中，第一环形测温机构包括第一导热元件16和设置在第一导热元件16内部的第一测温元件150；第一导热元件16上开有环形槽，环形槽用于放置第一测温元件150，第一测温元件150由三个铂热电阻串联而成，在第一导热元件16上成120°夹角安装，第一测温元件150的控制端通过第一测温导线与控制器42输出端电气连接。第二环形测温机构包括第二导热元件420、第二测温元件151；第二导热元件420上开有环形槽，环形槽用于放置第二测温元件151，第二测温元件151由三个铂热电阻串联而成，在第二导热元件420上成120°夹角安装，第二侧温元件151与控制器42一端电气连接。

具体地，在本实施例中，第一管道1其沿轴向方向设有第一流体通道3，第一管道1的第二外壁面与第二管道4外壁面相切，第一管道1的第一外壁面有与其它管道连接配合的外螺纹，第一管道1和第二管道4的连接处形成第一腔室426，第一腔室426处第二外壁面开有第一圆孔8用于放置第一测温元件导线，第一流体通道3处第二外壁面开有螺纹孔，用于电路壳体单元定位安装，第一台肩190用于其它管道连接配合的轴向定位，第一管道1的第一内壁面具有外螺纹用于与第二管道4的第一外壁面的内螺纹配合，第一管道1第一侧面开有密封槽，用于安装密封圈。

具体地，在本实施例中，第一导热元件16其沿轴向方向设有第五流体通道17，第一导热元件16的管壁上具有第二环形凹槽112，第二环形凹槽112用于放置第一测温元件150，第一导热元件16的外壁面与第一管道1的管道第一内壁面接触，第一导热元件16的内壁面与第一管道1的管道第二内壁面相切。第一管道1和第二管道4的连接处形成第一腔室426，第一导热元件16安装在第一腔室426中，第一管道1的第一侧表面与第一导热元件16的第一侧表面接触，第一导热元件16的第二侧表面与第二管道4的第一侧表面接触，通过第一管道1与第二管道4的螺纹配合对其轴向定位。

具体地，第二管道4其沿轴向方向设有第二流体通道7，具有第二台肩153，用于第二管道4与第三管道11螺纹连接的轴向定位，第二管道4和第三管道11的连接处形成第二腔室5，第二腔室5用于放置导热元件、隔热元件、加热元件，第二管道4的第二外壁面与第三管道11第二外壁面相切，第二管道4的第一内壁面有与第三管道11外螺纹连接配合的内螺纹，第二管道4与第三管道11连接处形成第二腔室5，第二腔室5用于放置环形加热机构，第二管道4第二外壁面上开有第二凹槽6，用于放置第三测温元件44、第四测温元件101、热阻丝41的导线，第二管道4第二凹槽6周围开有密封沟槽，第二管道4第一侧面开有密封沟槽，用于安装密封圈，电路壳体单元包括第一电路壳体28和第二电路壳体80，通过第二电路壳体80、第一电路壳体28、第一管道1、第四管道14的上的螺纹孔定位，螺栓连接来压紧密封圈实现密封。

在本实施例中，第一隔热环20其沿轴向方向设有第六流体通道21，具有第三环形凹槽114，第一隔热环20两侧表面开有密封槽，外壁面两端开有密封槽，用于放置密封圈，第一隔热环20的第一侧表面与第二管道4的第一内侧表面接触，第一隔热环20的第二侧表面与第三隔热环24的第一侧表面接触，第一隔热环20的外壁面与第二管道4的管道第一内壁面接触，实现轴向定位，第一隔热环20的内壁面与第二管道4的管道第一内壁面相切。

在本实施例中，第三隔热环24其沿轴向方向设有第八流体通道25，具有第一环形凹槽115，第三隔热环24的第一外壁面与第二管道4的管道第一内壁面接触，实现轴向定位，第三隔热环24第二侧表面与第二隔热环23的第一侧表面接触，实现轴向定位。

在本实施例中，第六导热元件37、第七导热元件100拼接成一个完整的导热环A，导热环A上两侧开有第四环形凹槽110、第五环形凹槽111，中间开有第六环形凹槽39，第四环形凹槽110中开有第三凹槽38，用于放置第三测温元件44，第三测温元件44在第四环形凹槽110内成120°夹角布置，第五环形凹槽111用于放置第四测温元件101，第四测温元件101在第五环形凹槽111内成120°夹角布置，第六环形凹槽39用于放置热阻丝41，导热环A的第一侧表面与第三隔热环24的第一内侧表面接触，实现轴向定位，导热环A的第二侧表面与第三隔热环24的第二内侧表面接触，实现轴向定位，导热环A的内壁面与第三隔热环24的第二外壁面相切。

在本实施例中，第四隔热环26、第五隔热环421拼接成一个完整的隔热环B，隔热环B上开有第一凹槽27，第一凹槽27贯穿至隔热环B内壁面，第一凹槽27用于放置第三测温元件44、第四测温元件101、以及热阻丝41的导线。隔热环B的外壁面与第二管道4的第一内壁面相切，隔热环B的第一侧表面与第三隔热环24的第一内侧表面接触，实现轴向定位，隔热环B的第二侧表面与第三隔热环24的第二内侧表面接触，实现轴向定位，隔热环B的内壁面与导热环A的外壁面相切。

在本实施例中，第二隔热环23其沿轴向方向设有第七流体通道22，具有第七环形凹槽118，第二隔热环23第二侧表面开有密封槽，外壁面两端开有密封槽，用于放置密封圈，第二隔热环23的第二侧表面与第三管道11的第一侧表面接触，第二隔热环23的第一侧表面与第三隔热环24的第二侧表面接触，第二隔热环23的外壁面与第二管道4的管道第一内壁面接触。

具体地，在本实施例中，第三管道11其沿轴向方向设有第三流体通道9，具有第三台肩216，用于第三管道11和第二管道4螺纹连接的轴向定位，第三管道11的第二壁面与第四管道14第二外壁面相切，第三管道11的第一内壁面有与第四管道14外螺纹连接配合的内螺纹，第三管道11和第四管道14的连接处形成第三腔室10，第三腔室10用来放置第二环形测温机构，第三管道11第一外侧面和第一外壁面开有密封沟槽，第一内测面开有密封沟槽，第三腔室10处的第二外壁面开有第二圆孔12，用于放置第二测温元件151的导线。

具体地，在本实施例中，第四管道14其沿轴向方向设有第四流体通道13，具有第四台肩140，用于第三管道11和第四管道14螺纹连接的轴向定位。第四管道14的第一外壁面和第一外侧表面开有密封沟槽，第四管道14的第三外壁面有与其它管道连接配合的外螺纹，第四管道14第三外壁面有第一螺纹孔15，用于第一电路壳体28的连接定位。

具体地，在本实施例中，第一电路壳体28具有第二螺纹孔32、第三螺纹孔33、第三圆孔31、第四圆孔30、第四凹槽29、第四螺纹孔81，第二螺纹孔32、第三螺纹孔33分别于第一管道1上的第五螺纹孔2、第二管道4和第二电路壳体80上的第六螺纹孔40定位，第三圆孔31、第四圆孔30分别用于放置第一测温元件导线、第二测温元件导线,控制器42通过螺栓固定在第一电路壳体28的第四凹槽29中，第一电路壳体28外表面具有密封沟槽35，放置密封圈，第二电路壳体80用螺栓固定连接第一电路壳体28来压紧密封圈实现密封，第四凹槽29一部分贯穿第一电路壳体28，用于放置第三测温元件44、第四测温元件101、热阻丝41的导线。

综上，紧凑型低功耗热式质量流量计结构成对称分布，可以测量两个方向流体流量，当流体从第一管道1流进第四管道14流出时，环形加热机构对流经的液体进行加热，第一测温元件150导线配置在第一环形测温机构、第一环形测温机构内以采集第一温度值；第三测温元件44、第四测温元件101分别配置在环形加热机构内以采集第三温度值、第四温度值；控制器配置将第一温度值与第三温度值、第四温度值运算生成流量值；当流体从第四管道14流进第一管道1流出时，环形加热机构对流经的液体进行加热，第二测温元件151配置在第二环形测温机构内以采集第二温度值；第三测温元件44、第四测温元件101分别配置在环形加热机构内以采集第三温度值、第四温度值；控制器配置将第二温度值与第三温度值、第四温度值运算生成流量值。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种紧凑型低功耗热式质量流量计，其特征在于，包括：具有第一流体通道的第一管道、具有第二流体通道的第二管道、具有第三流体通道的第三管道、具有第四流体通道的第四管道、环形加热机构、第一环形测温机构、第二环形测温机构、电路壳体单元以及控制器；

其中，所述第一管道与所述第二管道、所述第二管道和所述第三管道及所述第三管道与所述第四管道均可拆卸连接，所述第一管道和所述第二管道的连接处形成第一腔室，所述第一环形测温机构配置在所述第一腔室内，所述第二管道和所述第三管道的连接处形成第二腔室，所述环形加热机构配置在所述第二腔室内，所述第三管道和所述第四管道的连接处形成第三腔室，所述第二环形测温机构配置在所述第三腔室内；

其中，所述第一环形测温机构用于连通所述第一流体通道和所述第二流体通道，所述环形加热机构用于连通所述第二流体通道和所述第三流体通道，第二环形测温机构用于连通所述第三流体通道和所述第四流体通道；当流体方向为从所述第一管道流进从所述第四管道流出时，所述第一环形测温机构内的测温元件打开，所述第二环形测温机构内的测温元件关闭，所述环形加热机构内的测温元件打开，对流经的液体进行加热，当流体方向为从所述第四管道流进从所述第一管道流出时，所述第一环形测温机构内的测温元件关闭，所述第二环形测温机构内的测温元件打开，所述环形加热机构内的测温元件打开，对流经的液体进行加热；

其中，所述第一环形测温机构、第二环形测温机构和环形加热机构内的测温元件分别用以采集第一环形测温机构处的温度值、第二环形测温机构处的温度值、及环形加热机构处的温度值；所述控制器的输入端与所述第一环形测温机构和所述第二环形测温机构内的测温元件的输出端电气连接，输出端与所述环形加热机构的输入端电气连接，所述控制器配置为将第一环形测温机构、第二环形测温机构和环形加热机构内的测温元件采集到的温度值运算生成流量值。

2.根据权利要求1所述的紧凑型低功耗热式质量流量计，其特征在于，所述第一环形测温机构内的测温元件为第一测温元件，所述第二环形测温机构内的测温元件为第二测温元件，所述环形加热机构内的测温元件为第三测温元件和第四测温元件，所述第一测温元件配置为以采集所述第一环形测温机构处的第一温度值、所述第二测温元件配置为以采集所述第二环形测温机构处的第二温度值、所述第三测温元件、第四测温元件配置为以采集所述环形加热机构处的第三温度值、第四温度值；

其中，所述控制器的输入端与所述第一测温元件和第二测温元件的输出端电气连接，输出端与所述环形加热机构的输入端电气连接，所述控制器配置为将所述第一温度值、第二温度值与第三温度值、第四温度值运算生成流量值。

3.根据权利要求2所述的紧凑型低功耗热式质量流量计，其特征在于，所述第一环形测温机构包括第一导热元件、配置在所述第一导热元件内部的第一测温元件，以及第一测温导线，所述第一环形测温机构配置在所述第一腔室内，所述第一测温元件配置在所述第一导热元件的凹槽中，所述第一测温元件的控制端通过第一测温导线与所述控制器的输出端电气连接。

4.根据权利要求3所述的紧凑型低功耗热式质量流量计，其特征在于，所述环形加热机构包括第一隔热环、第二隔热环、第三隔热环、第四隔热环、第五隔热环、第六导热元件、第七导热元件、第三测温元件、第四测温元件以及热阻丝；

其中，所述环形加热机构配置在所述第二腔室内，所述环形加热机构上形成有第一凹槽，所述第一凹槽贯通第四、第五隔热环，所述第一隔热环、第二隔热环及第三隔热环上均形成有环形凹槽，第四隔热环、第五隔热环拼接成一个完整的隔热环，形成所述第一凹槽，第四隔热环、第五隔热环的外表面与第二管道的内表面相切，第六导热元件、第七导热元件拼接成一个完整的导热环，第六导热元件、第七导热元件的外表面与第四隔热环、第五隔热环的内表面相切，第六导热元件、第七导热元件的内表面与第三隔热环上形成的环形凹槽相切，第四隔热环、第五隔热环和第六导热元件、第七导热元件的侧表面与第三隔热环的环形凹槽的内侧表面抵接，第六导热元件、第七导热元件形成有三个环形凹槽，两端的环形凹槽用于放置第三测温元件、第四测温元件，中间环形凹槽用于缠绕热阻丝，所述第三隔热环的侧表面与第一隔热环的侧表面抵接，所述第三隔热环的侧表面与第二隔热环的侧表面抵接。所述第三隔热环的外表面与第一隔热环、第二隔热环、第四隔热环、第五隔热环的外表面相切，第一隔热环、第二隔热环、第三隔热环、第四隔热环、第五隔热环的外表面与第二管道的内表面相切，第三隔热环的内表面与第一隔热环、第二隔热环的内表面相切，所述第三测温元件、第四测温元件及热阻丝的控制端与所述控制器的输出端电气连接。

5.根据权利要求4所述的紧凑型低功耗热式质量流量计，其特征在于，所述电路壳体单元包括第一电路壳体和第二电路壳体，所述第一电路壳体内有凹槽，凹槽一部分贯穿第一电路壳体，用于放置第三测温元件、第四测温元件和热阻丝的导线，控制器通过螺栓固定在凹槽中；所述第一电路壳体两端还开有圆孔和螺纹孔，所述圆孔分别用于放置第一测温元件导线、第二测温元件导线，所述螺纹孔用于安装螺栓将第一电路壳体与第一管道和第二管道连接。

6.根据权利要求5所述的紧凑型低功耗热式质量流量计，其特征在于，所述第一管道与所述第一环形测温机构、所述环形加热机构与所述第二管道之间、及所述第二环形测温机构与所述第三管道和第四管道之间均配有密封圈；所述第一管道与所述第二管道、所述第三管道与所述第四管道均通过螺纹压紧密封圈实现密封；所述第一隔热环与所述第二管道之间、所述第一隔热环与所述第三隔热环之间、所述第二隔热环与所述第三管道之间、及所述第二隔热环与所述第三隔热环之间均配有密封圈。

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