CN118188444A - 粒子计数器的流量检测调整机构、粒子计数器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种粒子计数器的流量检测调整机构，包括检测腔体以及设置于检测腔体相对两端的进气管和排气管，进气管通过第一测压管连接微压差传感器的一端，排气管通过第二测压管连接微压差传感器的另一端，排气管末端设置有动力装置，第一测压管或第二测压管上设置有压力传感器，控制器电连接微压差传感器、动力装置和压力传感器，控制器能够根据压力传感器的检测结果控制动力装置的工作。避免压力变化影响检测结果，利用微压差传感器和压力传感器得出流体管路中准确的流量值，并通过传感器输出的信号控制动力装置，继而调节实际流量，提升检测结果的准确性。本发明还公开一种包括上述粒子计数器的流量检测调整机构的粒子计数器及控制方法。

Description

粒子计数器的流量检测调整机构、粒子计数器及控制方法

技术领域

本发明涉及检测装置领域，特别是涉及一种粒子计数器的流量检测调整机构及粒子计数器。此外，本发明还涉及一种应用上述粒子计数器的流量检测调整机构的控制方法。

背景技术

粒子计数器是测试空气尘埃粒子颗粒的粒径及其分布的专用仪器，其中，流量检测机构是重要部件，包括进气管和排气管，进气管和排气管分别设置于检测腔体的相对两侧，在不单独增加节流装置情况下，利用进气管、排气管、检测腔体即可形成节流装置，同时设置微压差传感器，微压差传感器分别连接进气管和排气管，通过检测流体管路上不同位置之间的压差，结合流体管路中流量系数、流体密度、可膨胀系数等参数计算获取流体管路中的流量。

但是，流体管路中的流量受到多种参数影响，考虑到流出系数、气体膨胀修正系数等参数的变化，即使微压差传感器检测出的压差相同，可此时流体管路中实际的流量并不相同，导致计算出的流量与实际流量之间出现偏差，测量结果不准确，因此为了获取更精确的流量数据，在利用微压差获取流体管路中的流量时，需要充分考虑压力变化带来的影响。

因此，如何提供一种避免压力变化影响检测结果的粒子计数器的流量检测调整机构是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种粒子计数器的流量检测调整机构及粒子计数器，获取压力变化并根据压力变化调整动力装置，避免压力变化影响流量值检测结果，提升流量值检测结果的准确性。本发明的另一目的是提供一种应用上述粒子计数器的流量检测调整机构的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种粒子计数器的流量检测调整机构，包括检测腔体以及设置于所述检测腔体相对两端的进气管和排气管，所述进气管通过第一测压管与微压差传感器连接，所述排气管通过第二测压管与所述微压差传感器连接，所述排气管末端连接设置有动力装置，其特征在于，所述第一测压管或所述第二测压管连接设置有压力传感器，控制器电连接所述微压差传感器、所述动力装置和所述压力传感器，所述控制器能够根据所述压力传感器及所述微压差传感器的检测结果控制所述动力装置的工作。

优选地，所述动力装置包括泵或风机。

优选地，所述第一测压管或所述第二测压管通过第三测压管连接所述压力传感器。

优选地，所述进气管由首端至末端的管径由大变小。

优选地，所述进气管首端至末端的管径由大变小并通过阶梯孔变径，所述第一测压管连接于所述进气管首端与所述阶梯孔台阶之间的位置。

本发明还提供一种粒子计数器，包括如上述任意一项所述的粒子计数器的流量检测调整机构。

本发明提供一种粒子计数器的流量检测调整机构的控制方法，其特征在于，包括步骤：

启动动力装置，抽取气体依次经过进气管、检测腔体和排气管；

微压差传感器获取所述进气管的测压点与所述排气管的测压点之间的的检测压差信号并发送给控制器，压力传感器获取所述进气管的测压点或所述排气管的测压点的检测压力信号并发送给控制器；

所述控制器基于内存的流量函数计算得出基于检测压差信号的检测流量值；

判断所述检测流量值是否达到目标流量值，如果否，则通过控制器调节所述动力装置并再次判断所述检测流量值是否达到目标流量值；

如果是，则判断基于所述检测压力信号的检测压力是否达到目标压力，如果否，则通过所述控制器调节所述动力装置并再次判断基于所述检测压力信号的检测压力是否达到目标压力及所述检测流量值是否达到目标流量值；

如果是，则判定流体管路中流量值达到所述目标流量值。

优选地，所述控制器依据所述压力传感器获取的检测压力信号给予计算得出的所述检测流量值一个矫正系数，以获取矫正流量值。

本发明提供一种粒子计数器的流量检测调整机构，包括检测腔体以及设置于检测腔体相对两端的进气管和排气管，进气管通过第一测压管与微压差传感器连接，排气管通过第二测压管与微压差传感器连接，排气管末端设置有动力装置，其特征在于，第一测压管或第二测压管连接设置有压力传感器，控制器电连接微压差传感器、动力装置和压力传感器，控制器能够根据压力传感器及微压差传感器的检测结果控制动力装置的工作。

工作过程中，微压差传感器获取检测压差信号，控制器依据检测压差信号计算得出检测流量值，同时，压力传感器获取相应的检测压力信号，只有检测流量值达到目标流量值，且基于检测压力信号的检测压力达到目标压力，才判定流体管路中的实际流量值达到所述目标流量值，若基于检测压力信号的检测压力未达到目标压力值，则表示即使基于检测压差值的检测流量值达到目标流量值，但是实际流量值并未达到目标流量值，则通过调节动力装置进而调节实际流量，通过反复检测调整，最终使流体管路中实际流量值达到所述目标流量值。通过上述方式，避免压力变化影响检测结果，利用微压差传感器和压力传感器得出流体管路中准确的流量值，并通过传感器输出的信号控制动力装置，继而调节实际流量，提升检测结果的准确性。

本发明还提供一种包括上述粒子计数器的流量检测调整机构的粒子计数器及控制方法，由于上述粒子计数器的流量检测调整机构具有上述技术效果，上述粒子计数器及控制方法也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的粒子计数器的流量检测调整机构的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的粒子计数器的流量检测调整机构的控制方法的一种具体实施方式的流程框图。

其中，检测腔体1、进气管2、排气管3、第一测压管4、微压差传感器5、第二测压管6、动力装置7、压力传感器8、控制器9、第三测压管10。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种粒子计数器的流量检测调整机构及粒子计数器，获取压力变化并根据压力变化调整动力装置，避免压力变化影响流量值的检测结果，提升流量值检测结果的准确性。本发明的另一核心是提供一种应用上述粒子计数器的流量检测调整机构的控制方法。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的粒子计数器的流量检测调整机构的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的粒子计数器的流量检测调整机构的控制方法的一种具体实施方式的流程框图。

本发明具体实施方式提供一种粒子计数器的流量检测调整机构，包括检测腔体1、进气管2和排气管3，其中进气管2和排气管3分别设置于检测腔体1的相对两端，排气管3的末端连接设置动力装置7，这里进气管2、检测腔体1、排气管3形成用于气体流通的流体管路，沿着气体在粒子计数器中流动方向，进气管2末端连接检测腔体1，排气管3的首端连接检测腔体1，进气管2的末端和/或排气管的首端可部分伸入检测腔体1中，动力装置7用于将粒子计数器外部的气体抽入粒子计数器，工作时动力装置7启动，使气体由进气管2进入检测腔体1，再经由排气管3排出，通过控制动力装置7的工作，可以调节通过检测腔体1的气体的流量。进一步地，进气管2通过第一测压管4连接微压差传感器5，排气管3通过第二测压管6连接微压差传感器5，进气管2与第一测压管4连通连接，连接位置为进气管2的测压点，排气管3与第二测压管6连通连接，连接位置为排气管3的测压点，工作时，微压差传感器5用于获取进气管2的测压点与排气管3的测压点之间的压差。第一测压管4或第二测压管6连接设置有压力传感器8，用于获取进气管2的测压点或排气管3的测压点的压力，通过微压差传感器5获取进气管2的测压点与排气管3的测压点之间的检测压差信号，即可获取基于检测压差信号得到的通过粒子计数器中气流的检测流量值，进一步通过设置一个压力传感器8，不管连接到第一测压管4还是第二测压管6，均可以获取检测压力信号，通过对基于检测压力信号的压力参数大小的监控来进一步判断由压差得到的流量值的精确性，压力参数可以为压力。控制器9电连接微压差传感器5、动力装置7和压力传感器8，控制器9能够根据微压差传感器5及压力传感器8的检测结果控制动力装置7的工作来调整流过粒子计数器中气体的流量，提升粒子计数器中气流流量闭环调整的精确性。

具体的，工作过程中，微压差传感器5获取检测压差信号，控制器9可依据检测压差信号计算得出检测流量值，同时，压力传感器8获取相应的检测压力信号，只有检测流量值达到目标流量值，且基于检测压力值的检测压力达到目标压力，才判定流体管路中实际流量值达到所述目标流量值，若检测压力未达到目标压力，则表示虽然基于检测压差值的检测流量值达到目标流量值，但是实际流量值并未达到目标流量值，则通过控制器9调节动力装置7进而调节实际流量的产生变化，通过反复检测调整，最终使流体管路中实际流量值达到所述目标流量值。通过上述方式，避免压力变化影响检测结果，利用微压差传感器5和压力传感器8得出流体管路中准确的实际流量值，并由控制器9通过微压差传感器5和压力传感器8输出的信号控制动力装置7，继而调节实际流量，提升检测结果的准确性。

具体控制方法为，包括以下步骤：

启动动力装置7，抽取气体依次经过进气管2、检测腔体1和排气管3。微压差传感器5获取进气管2的测压点与所述排气管3的测压点之间的的检测压差信号并发送给控制器9，压力传感器8获取进气管2的测压点或排气管3的测压点的检测压力信号并发送给控制器9。控制器9基于内存的流量函数计算得出基于检测压差信号的检测流量值。

判断检测流量值是否达到目标流量值，如果否，则通过控制器9调节动力装置7，然后再次判断检测流量值是否达到目标流量值，循环重复上述步骤，直至检测流量值达到目标流量值。可以理解的是，控制器接收到检测压差信号获取检测流量值后会判断检测流量值是否达到目标流量值，未达到目标流量值时，控制器9调节动力装置7进而调节流体管路中实际流量，这里通常通过改变输出给动力装置的电信号来调节，当控制器9调节动力装置7进而调节流体管路中实际流量使得实际流量发生变化后，基于变化后的实际流量，微压差传感器输出新的检测压差信号，进而形成新的检测流量值，控制器9对新的检测流量值是否达到目标流量值进行判断。如果是，则基于所述检测压力信号判断是否达到目标压力，如果否，则通过所述控制器9调节所述动力装置7并再次判断是否达到目标压力及所述检测流量值是否达到目标流量值；这里当检测流量值是否达到目标流量值的判断结构为是的时候，则继续判断基于检测压力信号的检测压力是否达到目标压力，如果否，则表示通过粒子计数器中气流流量的实际流量值并不是目标流量值，仅仅在数据结果层面出现检测压差信号计算得出的检测流量值达到了目标流量值，实际流量值并未达到目标流量值，因此，控制器9调节动力装置7，调节通过流体管路中的实际流量使其产生变化，基于变化后的实际流量，压力传感器输出新的检测压力信号，进而获取新的检测压力，基于变化后的实际流量，再次判断基于新的检测压力值的检测压力是否达到目标压力及基于新的检测流量信号的检测流量值是否达到目标流量值，循环重复上述步骤，直至检测压力达到目标压力及检测流量值达到目标流量值。

当检测压力达到目标压力及检测流量值达到目标流量值两者同时满足时，则判定流体管路中实际流量值达到目标流量值。

可以理解的是，上述判断流体管路中实际流量值是否达到目标流量值，是先判断检测流量值达到目标流量值后再判断检测压力信号是否达到目标压力信号，在另一种实施方式中，这里也可以采取同时判断检测流量值达到目标流量值并判断检测压力信号是否达到目标压力信号，具体的：启动动力装置7，抽取气体依次经过进气管2、检测腔体1和排气管3；微压差传感器5获取所述进气管2的测压点与所述排气管3的测压点之间的的检测压差信号并发送给控制器9，压力传感器8获取所述进气管2的测压点或所述排气管3的测压点的检测压力信号并发送给控制器9；所述控制器9基于内存的流量函数计算得出基于检测压差信号的检测流量值；判断所述检测流量值是否达到目标流量值以及判断基于所述检测压力信号的检测压力是否达到目标压力，如果所述检测流量值未达到目标流量值和/或基于所述检测压力信号的检测压力未达到目标压力，通过所述控制器9调节所述动力装置7并再次判断所述检测流量值是否达到目标流量值以及判断基于所述检测压力信号的检测压力是否达到目标压力，直至所述检测流量值达到目标流量值和基于所述检测压力信号的检测压力达到目标压力，判定流体管路中实际流量值达到所述目标流量值。

进一步地，控制器9依据压力传感器8获取的检测压力信号给予计算得出的检测流量值一个矫正系数，以获取矫正流量值。这里矫正流量值就是通过粒子计数器的实际流量值，即基于检测压力信号及检测流量值获取矫正流量值。

本发明具体实施方式提供的粒子计数器的流量检测调整机构中，动力装置7包括风机或泵，用于抽取气流使得气流在进气管、检测腔体、排气管中流动并可以改变气流流速。控制器9为包括单片机、可编程逻辑控制器的控制电路板，还可以包括寄存器、电路、电源等，控制器9与微压差传感器5、动力装置7和压力传感器8电连接，用于接收微压差传感器5、压力传感器8的输出信号并对信号进行处理以及根据接收到的输出信号或处理后信号调整控制动力装置7的电信号。

优选地，第一测压管4或所述第二测压管6通过第三测压管10连接设置压力传感器8。

在上述各具体实施方式提供的粒子计数器的流量检测调整机构的基础上，进气管2由首端至末端的管径由大变小。具体地，进气管2首端至末端的管径由大变小并通过阶梯孔变径，第一测压管4连接于进气管2首端与阶梯孔台阶处之间的位置。

作为可选的，进气管2首端与阶梯孔台阶之间为内径匀直的管道，进气管2末端与阶梯孔台阶之间为内径匀直的管道。

作为可选的，第一测压管、第二测压管、第三测压管为内径匀直的管道。

上述粒子计数器中由进气管2、排气管3、检测腔体1组成了具备节流件的流体管路并非标准化的压差流量计中的流体管路，当动力装置控制流体管路中流体流速发生变化时，第一测压管4、第二测压管6中压力均发生变化，然而微压差传感器5是利用第一测压管4、第二测压管6的压差信号来获取流量信号，这就可能存在两组检测机构实际流量不同而压差信号相同情形，对于同一个流体管路同一位置，通常压力越大流体流速越小，即可能出现同一个流体管路流量不同而输出的压差相同，然而经标定后的粒子计数器的流量值是基于压差信号获取，因此获取粒子计数器流体管路准确的流量值还需要考虑到流体管路的中的压力维持在标定时准确流量对应的压力。此外，为了精确获悉流体管路中流量值，对于不同的压力结合压差需要利用矫正系数以获取流体管路中精确流量值。

除了上述粒子计数器的流量检测调整机构，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述粒子计数器的流量检测调整机构的粒子计数器，该粒子计数器其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的粒子计数器的流量检测调整机构、粒子计数器及控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种粒子计数器的流量检测调整机构，包括检测腔体(1)以及设置于所述检测腔体(1)相对两端的进气管(2)和排气管(3)，所述进气管(2)通过第一测压管(4)与微压差传感器(5)连接，所述排气管(3)通过第二测压管(6)与所述微压差传感器(5)连接，所述排气管(3)末端连接设置有动力装置(7)，其特征在于，所述第一测压管(4)或所述第二测压管(6)连接设置有压力传感器(8)，控制器(9)电连接所述微压差传感器(5)、所述动力装置(7)和所述压力传感器(8)，所述控制器(9)能够根据所述压力传感器(8)及所述微压差传感器(5)的检测结果控制所述动力装置(7)的工作。

2.根据权利要求1所述的粒子计数器的流量检测调整机构，其特征在于，所述动力装置(7)包括泵或风机。

3.根据权利要求1所述的粒子计数器的流量检测调整机构，其特征在于，所述第一测压管(4)或所述第二测压管(6)通过第三测压管(10)连接所述压力传感器(8)。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的粒子计数器的流量检测调整机构，其特征在于，所述进气管(2)由首端至末端的管径由大变小。

5.根据权利要求4所述的粒子计数器的流量检测调整机构，其特征在于，所述进气管(2)首端至末端的管径由大变小并通过阶梯孔变径，所述第一测压管(4)连接于所述进气管(2)首端与所述阶梯孔台阶之间的位置。

6.一种粒子计数器，其特征在于，包括如权利要求1至5任意一项所述的粒子计数器的流量检测调整机构。

7.一种粒子计数器的流量检测调整机构的控制方法，其特征在于，包括步骤：

启动动力装置(7)，抽取气体依次经过进气管(2)、检测腔体(1)和排气管(3)；

微压差传感器(5)获取所述进气管(2)的测压点与所述排气管(3)的测压点之间的的检测压差信号并发送给控制器(9)，压力传感器(8)获取所述进气管(2)的测压点或所述排气管(3)的测压点的检测压力信号并发送给控制器(9)；

所述控制器(9)基于内存的流量函数计算得出基于检测压差信号的检测流量值；

判断所述检测流量值是否达到目标流量值，如果否，则通过所述控制器(9)调节所述动力装置(7)并再次判断所述检测流量值是否达到目标流量值；

如果是，则判断基于所述检测压力信号的检测压力是否达到目标压力，如果否，则通过所述控制器(9)调节所述动力装置(7)并再次判断基于所述检测压力信号的检测压力是否达到目标压力及所述检测流量值是否达到目标流量值；

如果是，则判定流体管路中流量值达到所述目标流量值。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述控制器(9)依据所述压力传感器(8)获取的检测压力信号给予计算得出的所述检测流量值一个矫正系数，以获取矫正流量值。