CN118032081B - 一种恒温型高精度气体流量传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气体传感器技术领域，具体涉及一种恒温型高精度气体流量传感器，包括壳体；所述壳体内设有进气室、换热室以及测量室；所述壳体设有与进气室连通的进气口以及与测量室连通的出气口；所述换热室设于进气室与测量室之间；所述换热室内设有换热单元；所述换热片设有加热件。本发明通过改变第一偏心件在第一渐开线槽的位置，从而能够改变测量气体在第一换热槽经过的路程，从而改变了测量气体的加热时间，以使得传感器能够适应不同流量不同流速的测量气体。

Description

一种恒温型高精度气体流量传感器

技术领域

本发明涉及气体传感器技术领域，具体涉及一种恒温型高精度气体流量传感器。

背景技术

现有的质量流量传感器均为直接安装于待测管道上对管道内的气体流量进行测量；这种方式对湿度相对稳定的待测介质具有较高的测量精度，但是由于水的比热容大于待测介质的比热容，对于湿度变化比较大的待测介质，现有的质量流量传感器的测量精度往往较低，误差较大。

并且为了提高测量的精度，需要在传感器内设置加热组件，对待测气体进行加热；而目前的加热型气体传感器，其不能够根据气体流量来进行调整，对于流速较快的气体来说，不能够进行充分地加热，从而影响了测量精度。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述不足，提供了一种恒温型高精度气体流量传感器。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种恒温型高精度气体流量传感器，包括壳体；所述壳体内设有进气室、换热室以及测量室；所述壳体设有与进气室连通的进气口以及与测量室连通的出气口；所述换热室设于进气室与测量室之间；

所述换热室内设有换热单元；所述换热单元包括换热片以及第一盖板；所述换热片的一侧设有第一圆形换热面；所述第一盖板盖设于第一圆形换热面；所述第一圆形换热面开设有第一渐开线槽；所述第一渐开线槽与第一盖板之间形成有第一换热槽；所述第一换热槽与进气室连通；

所述第一盖板设有第一安装块；所述第一安装块转动设有第一转盘；所述第一转盘偏心设有第一偏心件；所述第一偏心件活动设于第一渐开线槽；所述第一偏心件与第一换热槽连通；所述第一偏心件与第一换热槽的内壁抵靠；所述第一偏心件与第一安装块连通；所述第一安装块与测量室连通；

所述换热片设有加热件。

本发明进一步设置为，所述第一圆形换热面的中部设有第一进气槽；所述第一进气槽与第一渐开线槽的一端之间设有第一通槽；所述第一进气槽与进气室连通。

本发明进一步设置为，所述第一偏心件开设有第一开槽；所述第一偏心件通过第一开槽与第一渐开线槽的一端连通。

本发明进一步设置为，所述第一盖板设有第一输气板；所述第一输气板设有第一输气口；所述第一输气口与进气室连通；所述第一输气板与第一进气槽连通。

本发明进一步设置为，所述换热单元还包括第二盖板；所述换热片的另一侧设有第二圆形换热面；所述第二盖板盖设于第二圆形换热面；所述第二圆形换热面开设有第二渐开线槽；所述第二渐开线槽与第二盖板之间形成有第二换热槽；所述第二换热槽与第一安装块连通；

所述第二盖板设有第二安装块；所述第二安装块转动设有第二转盘；所述第二转盘偏心设有第二偏心件；所述第二偏心件活动设于第二渐开线槽；所述第二偏心件与第二换热槽连通；所述第二偏心件与第二换热槽的内壁抵靠；所述第二偏心件与第二安装块连通；所述第二安装块与测量室连通。

本发明进一步设置为，所述第二圆形换热面的中部设有第二进气槽；所述第二进气槽与第二渐开线槽的一端之间设有第二通槽；

所述第二盖板设有第二输气板；所述第二输气板分别与第一安装块以及第二进气槽连通；

还包括第三输气板；所述第三输气板分别与第二安装块以及测量室连通。

本发明进一步设置为，所述第二偏心件开设有第二开槽；所述第二偏心件通过第二开槽与第二渐开线槽的一端连通。

本发明进一步设置为，所述换热片的中心固定设有转动轴；所述转动轴内伸缩活动设有驱动杆；所述驱动杆的一端凸伸入进气室；所述驱动杆设有固定销；所述转动轴内设有螺旋槽；所述固定销活动设于螺旋槽。

本发明进一步设置为，所述进气室内沿高度方向设有多个冷凝片；所述进气室内活动设有配重块；所述冷凝片的一端与进气室铰接；所述冷凝片的另一端与配重块铰接；

所述配重块沿高度方向设有升降槽；所述驱动杆的一端活动设于升降槽。

本发明进一步设置为，所述进气室在冷凝片的底部设有接水盘；所述测量室内设有测量传感器。

本发明的有益效果：本发明通过改变第一偏心件在第一渐开线槽的位置，从而能够改变测量气体在第一换热槽经过的路程，从而改变了测量气体的加热时间，以使得传感器能够适应不同流量不同流速的测量气体。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的截面图；

图3是本发明换热单元与冷凝片配合的结构示意图；

图4是本发明换热单元的结构示意图；

图5是本发明换热单元隐藏第一盖板后的结构示意图；

图6是本发明换热单元隐藏第二盖板后的结构示意图；

图7是本发明换热单元的截面图；

图8是本发明换热单元另一视角的截面图；

其中：1、壳体；11、进气室；12、换热室；13、测量室；14、进气口；15、出气口；2、换热单元；21、第一盖板；22、第二盖板；23、加热件；3、换热片；31、第一圆形换热面；32、第一渐开线槽；33、第一换热槽；34、第一进气槽；35、第一通槽；41、第二圆形换热面；42、第二渐开线槽；43、第二换热槽；44、第二进气槽；45、第二通槽；5、第一安装块；51、第一转盘；52、第一偏心件；53、第一开槽；6、第一输气板；61、第一输气口；7、第二安装块；71、第二转盘；72、第二偏心件；73、第二开槽；74、第二输气板；75、第三输气板；81、转动轴；82、驱动杆；83、固定销；84、螺旋槽；9、冷凝片；91、配重块；92、升降槽；93、接水盘；94、测量传感器。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

由图1至图8可知，本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，包括壳体1；所述壳体1内设有进气室11、换热室12以及测量室13；所述壳体1设有与进气室11连通的进气口14以及与测量室13连通的出气口15；所述换热室12设于进气室11与测量室13之间；

所述换热室12内设有换热单元2；所述换热单元2包括换热片3以及第一盖板21；所述换热片3的一侧设有第一圆形换热面31；所述第一盖板21盖设于第一圆形换热面31；所述第一圆形换热面31开设有第一渐开线槽32；所述第一渐开线槽32与第一盖板21之间形成有第一换热槽33；所述第一换热槽33与进气室11连通；

所述第一盖板21设有第一安装块5；所述第一安装块5转动设有第一转盘51；所述第一转盘51偏心设有第一偏心件52；所述第一偏心件52活动设于第一渐开线槽32；所述第一偏心件52与第一换热槽33连通；所述第一偏心件52与第一换热槽33的内壁抵靠；所述第一偏心件52与第一安装块5连通；所述第一安装块5与测量室13连通；

所述换热片3设有加热件23。

具体地，本实施例所述的恒温型高精度气体流量传感器，其换热片3可以为中空结构，内部装载有导热性良好的热介质，并且加热件23可以环绕换热片3的外周设置，从而能够使得换热片3进行均匀充分加热。

工作时，测量气体从进气口14进入进气室11，然后测量气体进入至第一换热槽33内，由于第一偏心件52分别与第一换热槽33的两个内壁抵靠，从而使得第一偏心件52将第一换热槽33分隔为密封的前后两个腔体，测量气体在经过第一换热槽33的前部腔体加热后，通过第一偏心件52以及第一安装块5后传输至测量室13内，从而完成测量气体的加热，提高了测量精准度。

当测量气体的流量和流速发生改变的时候，通过转动换热片3，从而改变第一偏心件52在第一渐开线槽32的位置，从而改变了第一换热槽33的前后两个腔体的占比，也就是说改变了测量气体在第一换热槽33经过的路程，从而改变了测量气体的加热时间，以使得本实施例的传感器能够适应不同流量不同流速的测量气体。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述第一圆形换热面31的中部设有第一进气槽34；所述第一进气槽34与第一渐开线槽32的一端之间设有第一通槽35；所述第一进气槽34与进气室11连通。

具体地，通过上述设置，测量气体能够从第一进气槽34进入，然后通过第一通槽35进入至第一渐开线槽32的一端，即进入至第一换热槽33的一端，使得整体的结构更加稳定可靠。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述第一偏心件52开设有第一开槽53；所述第一偏心件52通过第一开槽53与的一端连通。具体地，通过上述设置，使得测量气体能够从第一进气槽34进入，然后通过第一通槽35进入至第一渐开线槽32的一端，即进入至第一换热槽33的一端，然后经过第一换热槽33的前部腔体加热后，从第一开槽53中进入至第一偏心件52中；另外，通过上述设置，换热片3在转动的过程中，第一偏心件52在第一渐开线槽32中进行转动，当第一开槽53转动至与第一渐开线槽32的内壁抵靠的时候，测量气体无法通过第一开槽53进入至第一偏心件52中，此时传感器处于关闭的状态。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述第一盖板21设有第一输气板6；所述第一输气板6设有第一输气口61；所述第一输气口61与进气室11连通；所述第一输气板6与第一进气槽34连通。具体地，通过上述设置，使得测量气体能够在进气室11内，经过第一输气板6的第一输气口61后，进入至第一进气槽34中，使得结构稳定可靠。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述换热单元2还包括第二盖板22；所述换热片3的另一侧设有第二圆形换热面41；所述第二盖板22盖设于第二圆形换热面41；所述第二圆形换热面41开设有第二渐开线槽42；所述第二渐开线槽42与第二盖板22之间形成有第二换热槽43；所述第二换热槽43与第一安装块5连通；其中第二渐开线槽42与第一渐开线槽32的相位相差180度；

所述第二盖板22设有第二安装块7；所述第二安装块7转动设有第二转盘71；所述第二转盘71偏心设有第二偏心件72；所述第二偏心件72活动设于第二渐开线槽42；所述第二偏心件72与第二换热槽43连通；所述第二偏心件72与第二换热槽43的内壁抵靠；所述第二偏心件72与第二安装块7连通；所述第二安装块7与测量室13连通。

具体地，通过上述设置，使得测量气体在经过第一安装块5后，进入至第二换热槽43内进行加热，最后从第二安装块7中流向至测量室13，从而进一步提高了加热路程。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述第二圆形换热面41的中部设有第二进气槽44；所述第二进气槽44与第二渐开线槽42的一端之间设有第二通槽45；

所述第二盖板22设有第二输气板74；所述第二输气板74分别与第一安装块5以及第二进气槽44连通。还包括第三输气板75；所述第三输气板75分别与第二安装块7以及测量室13连通。具体地，通过上述设置使得整体结构稳定可靠。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述第二偏心件72开设有第二开槽73；所述第二偏心件72通过第二开槽73与第二渐开线槽42的一端连通。具体地，通过上述设置，使得测量气体能够从第二进气槽44进入，然后通过第二通槽45进入至第二渐开线槽42的一端，即进入至第二换热槽43的一端，然后经过第二换热槽43的前部腔体加热后，从第二开槽73中进入至第二偏心件72中；另外，通过上述设置，换热片3在转动的过程中，第二偏心件72在第二渐开线槽42中进行转动，当第二开槽73转动至与第二渐开线槽42的内壁抵靠的时候，测量气体无法通过第二开槽73进入至第二偏心件72中，此时传感器处于关闭的状态。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述换热片3的中心固定设有转动轴81；所述转动轴81内伸缩活动设有驱动杆82；所述驱动杆82的一端凸伸入进气室11；所述驱动杆82设有固定销83；所述转动轴81内设有螺旋槽84；所述固定销83活动设于螺旋槽84。具体地，通过上述设置，使得驱动杆82的伸缩过程中，通过固定销83与螺旋槽84的作用，带动转动轴81以及换热片3进行转动，从而能够改变第一偏心件52在第一渐开线槽32的位置以及第二偏心件72在第二渐开线槽42的位置。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述进气室11内沿高度方向设有多个冷凝片9；所述进气室11内活动设有配重块91；所述冷凝片9的一端与进气室11铰接；所述冷凝片9的另一端与配重块91铰接；

所述配重块91沿高度方向设有升降槽92；所述驱动杆82的一端活动设于升降槽92。

具体地，在工作时，测量气体从进气口14进入进气室11，由于气体膨胀体积增大对外做功，使得温度降低，测量气体温度的降低使得气体中的水蒸气凝结于冷凝片9上，实现气液分离；同时，气体在从进气口14流向换热室12的过程中，冷凝片9在气流的推动下降向上摆动，摆动幅度与测量气体的流量与流速成正比；当测量气体的流速与流量较小时，冷凝片9在配重块91的作用下处于完全下摆的状态，此时驱动杆82处于完全伸出状态，驱动换热片3转动至第一偏心件52离第一通槽35最近的位置以及第二偏心件72离第二通槽45最近的位置，此时测量气体的流通路径最短，换热时间也最短；

当气体流量较大时，配重块91在冷凝片9的带动下上移，驱动杆82完全收回，并驱动换热片3顺时针转动至第一偏心件52移动至远离第一通槽35的位置，以及第二偏心件72移动至远离第二通槽45的位置，此时测量气体的流通路径最长，换热时间也最长；通过换热片3与冷凝片9联动，实现了换热单元2能够根据测量气体流量与流速自动调整换热路径的长度，以保证进入测量室13内的气体始终处于恒温且干燥的状态，提高了流量传感器的测量精度。

本实施例所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，所述进气室11在冷凝片9的底部设有接水盘93；所述测量室13内设有测量传感器94。通过设置接水盘93便于接收冷凝水。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种恒温型高精度气体流量传感器，其特征在于：包括壳体；所述壳体内设有进气室、换热室以及测量室；所述壳体设有与进气室连通的进气口以及与测量室连通的出气口；所述换热室设于进气室与测量室之间；

所述换热室内设有换热单元；所述换热单元包括换热片以及第一盖板；所述换热片的一侧设有第一圆形换热面；所述第一盖板盖设于第一圆形换热面；所述第一圆形换热面开设有第一渐开线槽；所述第一渐开线槽与第一盖板之间形成有第一换热槽；所述第一换热槽与进气室连通；

所述第一盖板设有第一安装块；所述第一安装块转动设有第一转盘；所述第一转盘偏心设有第一偏心件；所述第一偏心件活动设于第一渐开线槽；所述第一偏心件与第一换热槽连通；所述第一偏心件与第一换热槽的内壁抵靠；所述第一偏心件与第一安装块连通；所述第一安装块与测量室连通；

所述换热片设有加热件；

所述换热片的中心固定设有转动轴；所述转动轴内伸缩活动设有驱动杆；所述驱动杆的一端凸伸入进气室；所述驱动杆设有固定销；所述转动轴内设有螺旋槽；所述固定销活动设于螺旋槽；

所述进气室内沿高度方向设有多个冷凝片；所述进气室内活动设有配重块；所述冷凝片的一端与进气室铰接；所述冷凝片的另一端与配重块铰接；

所述配重块沿高度方向设有升降槽；所述驱动杆的一端活动设于升降槽。

2.根据权利要求1所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，其特征在于：所述第一圆形换热面的中部设有第一进气槽；所述第一进气槽与第一渐开线槽的一端之间设有第一通槽；所述第一进气槽与进气室连通。

3.根据权利要求2所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，其特征在于：所述第一偏心件开设有第一开槽；所述第一偏心件通过第一开槽与第一渐开线槽的一端连通。

4.根据权利要求2所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，其特征在于：所述第一盖板设有第一输气板；所述第一输气板设有第一输气口；所述第一输气口与进气室连通；所述第一输气板与第一进气槽连通。

5.根据权利要求1所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，其特征在于：所述换热单元还包括第二盖板；所述换热片的另一侧设有第二圆形换热面；所述第二盖板盖设于第二圆形换热面；所述第二圆形换热面开设有第二渐开线槽；所述第二渐开线槽与第二盖板之间形成有第二换热槽；所述第二换热槽与第一安装块连通；

所述第二盖板设有第二安装块；所述第二安装块转动设有第二转盘；所述第二转盘偏心设有第二偏心件；所述第二偏心件活动设于第二渐开线槽；所述第二偏心件与第二换热槽连通；所述第二偏心件与第二换热槽的内壁抵靠；所述第二偏心件与第二安装块连通；所述第二安装块与测量室连通。

6.根据权利要求5所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，其特征在于：所述第二圆形换热面的中部设有第二进气槽；所述第二进气槽与第二渐开线槽的一端之间设有第二通槽；

所述第二盖板设有第二输气板；所述第二输气板分别与第一安装块以及第二进气槽连通；

还包括第三输气板；所述第三输气板分别与第二安装块以及测量室连通。

7.根据权利要求6所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，其特征在于：所述第二偏心件开设有第二开槽；所述第二偏心件通过第二开槽与第二渐开线槽的一端连通。

8.根据权利要求1所述的一种恒温型高精度气体流量传感器，其特征在于：所述进气室在冷凝片的底部设有接水盘；所述测量室内设有测量传感器。