CN207423280U - 气体流量计 - Google Patents

Abstract

一种气体流量计，包括：外壳体、进气管道、整流套、顶盖和连接器，进气管道设置在外壳体的内部，外壳体与进气管道之间的环状部位形成有沿进气管道的轴向延伸的多个回流气道，顶盖与外壳体的上端连接，且顶盖与外壳体、进气管道的端部之间形成安装空间，整流套设置在安装空间内；连接器与外壳体的下端连接；整流套包括一个主流道和与主流道连通的多个分流道，多个分流道与多个回流气道一一对应的设置并连通，主流道与进气管道的出口端连通；多个回流气道中的一个回流气道中设置有流量传感器。本实用新型可以使用较小的尺寸空间获得较大的流量测量范围，具有较大的量程比。

Description

气体流量计

技术领域

本实用新型涉及流量测量领域，特别涉及一种气体流量计。

背景技术

气体流量检测领域有体积流量和质量流量两类检测原理，在质量流量检测领域有科里奥利测量原理和量热式质量流量测量原理两类，量热式质量流量测量在物理原理上有热传导分布式测量原理和热耗散效应的金式定律测量原理，热式质量流量测量在结构原理上有毛细管式、铠装式、微机电系统式等原理。

毛细管式热式质量流量计采用热分布式质量测量原理，在薄壁测量管外缠绕两组或三组细的热电阻丝，组成加热和检测元件。后端电路组成惠斯登电桥。电桥的输出与毛细管内流过的流量成函数关系。只能测量低流速和微小流量(0.02～2m/s)，响应时间慢，功耗高，发热量大会将热量传导到流体介质中。对流体整流要求高，前直管段要求较长。

转子流量计是通过量测设在直流管道内的转动部件的(位置)来推算流量的装置，浮子在流速和浮力作用下上下运动，与浮子重量平衡后，通过刻度指示流量，是一种体积流量纯机械式的检测装置。量程比小，精度差，不能直接测量质量流量，不能将流量信号转换为电信号，也无法数字显示。

实用新型内容

本实用新型提供了一种气体流量计，以解决现有技术中只能测量低流速和微小流量、前直管段要求较长、体积大的问题。

本实用新型提供了一种气体流量计，包括：外壳体、进气管道、整流套、顶盖和连接器，所述进气管道设置在所述外壳体的内部，所述外壳体与所述进气管道之间的环状部位形成有沿所述进气管道的轴向延伸的多个回流气道，所述顶盖与所述外壳体的上端连接，且所述顶盖与所述外壳体、所述进气管道的端部之间形成安装空间，所述整流套设置在所述安装空间内；所述连接器与所述外壳体的下端连接；所述整流套包括一个主流道和与所述主流道连通的多个分流道，所述多个分流道与所述多个回流气道一一对应的设置并连通，所述主流道与所述进气管道的出口端连通；所述多个回流气道中的一个回流气道中设置有流量传感器，所述流量传感器为MEMS流量传感器。

优选地，所述进气管道的内径由所述进气管道的进口端向所述进气管道的出口端的方向逐渐变大。

优选地，所述回流气道包括依次设置的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的第一端与所述分流道连通，所述第一孔段的第二端与所述第二孔段的一端连通，所述第一孔段的直径向靠近所述第二孔段的方向逐渐变小。

优选地，所述第二孔段采用文丘里整流结构。

优选地，所述多个回流气道的远离所述整流套的一端均与所述气体流量计的出口连接。

优选地，所述整流套包括多个圆管状的分流体，每个所述分流体的内部形成一个所述分流道，所述多个分流体的圆心设置在同一圆周上，且相邻两个所述分流体的外壁相互连接。

优选地，所述分流体的远离所述进气管道的一端的端部形成有多个连通槽，所述主流道通过所述连通槽与所述分流道连通。

优选地，所述多个连通槽沿其所在的那个分流体的周向均匀分布。

优选地，每个所述分流体上形成有五个所述连通槽。

优选地，所述分流道的直径沿远离所述整流套的方向逐渐变小。

本实用新型采用单管输入、多管输出的方式，可以使用较小的尺寸空间获得较大的流量测量范围，并能够使用灵敏度较高的小量程流量传感器检测到较小的流量，从而保证了本实用新型中的气体流量计具有较大的量程比。

附图说明

图1示出了本实用新型的剖视图图；

图2示出了本实用新型的整体结构示意图。

图中附图标记：1、外壳体；2、进气管道；3、整流套；4、顶盖；5、连接器；6、回流气道；7、主流道；8、分流道；9、安装凹陷；10、第一孔段；11、第二孔段；12、分流体；13、连通槽；14、透明玻璃；15、前盖；16、电池盖。

具体实施方式

请参考图1和图2，本实用新型提供了一种气体流量计，包括：外壳体1、进气管道2、整流套3、顶盖4和连接器5，所述进气管道2设置在所述外壳体1的内部，所述外壳体1与所述进气管道2之间的环状部位形成有沿所述进气管道2的轴向延伸的多个回流气道6，所述顶盖4与所述外壳体1的上端连接，且所述顶盖4与所述外壳体1、所述进气管道2的端部之间形成安装空间，所述整流套3设置在所述安装空间内；所述连接器5与所述外壳体1的下端连接；所述整流套3包括一个主流道7和与所述主流道7连通的多个分流道8，所述多个分流道8与所述多个回流气道6一一对应的设置并连通，所述主流道7与所述进气管道2的出口端连通；所述多个回流气道6中的一个回流气道6中设置有流量传感器。整流套3和顶盖4一起构成气流分配器，主流道7的气流在气流分配器内向四周发散并被均匀分配到分流道8中。

请参考图1，图1中的箭头示出了气体的流动方向。如图1所示，进气沿向上的箭头由下至上地沿着进气管道2的延伸方向流动，并进入整流套3的主流道7，由于所述主流道7与多个分流道8连通，因此均匀地被分配到每个分流道8中，然后进入对应的每个回流气道6中。在每个回流气道6中，气流沿着与进气管道2相反的流动方向由上至下地流动，在其中一个回流气道6中设置有流量传感器，从而通过该流量传感器可以测得该回流气道6中的流量。其中，所述的多个回流气道6及对应的分流道沿进气管道2的周向均匀分布，以提高均气效果。最后，实际的流量即为单个传感器检测到的流量与回流气道6的个数的乘积。

工作时，本实用新型中的气体流量计通过连接器5与管路连接，气体从管路流向进气管道2，气流通过进气管道2向上流向整流套3，整流套3将气流均匀分配到各回流气道6中，其中一个回流气道6中安装了MEMS传感器组件，将流量大小转换为输出电压信号。采用MEMS流量传感器，信号灵敏度高，

在上述技术方案中，本实用新型采用单管(即进气管道2)输入，多管(即回流气道6)输出的方式，且回流气道6围绕进气管道2的周向设置，二者的气流方向相反，缩短了气道在轴向上整体长度，可以使用较小的尺寸空间获得较大的流量测量范围；通过整流套3实现气体的反向流动与均均分布，除了实现了整流作用外，也使回流气道6的流速降低，由于这种均气作用，使得每个回流气道6的流量较进气管道2的流量更小，因此能够使用灵敏度较高的小量程流量传感器检测到较小的流量，从而保证了本实用新型中的气体流量计具有较大的量程比。

可见，由于采用了上述结构，本实用新型适用于在较小结构尺寸下测量较高流速和流量(>2m/s)的场合，且响应时间会加快，功耗低，发热量小，也不会因热量传导到流体介质中而影响测量结构，对流体整流要求低，前直管段要求较短。

优选地，所述进气管道2的内径由所述进气管道2的进口端向所述进气管道2的出口端的方向逐渐变大。这样，可使气道逐渐较缓慢扩大到顶部缓冲腔，让气流的变化不太突然，气流更平缓过渡。

优选地，所述回流气道6包括依次设置的第一孔段10和第二孔段11，所述第一孔段10的第一端与所述分流道8连通，所述第一孔段10的第二端与所述第二孔段11的一端连通，所述第一孔段10的直径向靠近所述第二孔段11的方向逐渐变小。这样，可在回流气道6的入口处一个扩大的腔体，可以让气流在腔体内充分扩散，使流场更均匀地发展。

更优选地，所述第二孔段11采用文丘里整流结构。这样，可使分配到每一个回流气道的气体流场得到进一步整流，在流量传感器的安装位置处流场得到充分发展而形成充分发展流场。例如，外壳体1的侧壁上形成有安装凹陷9，流量传感器可以安装在该流量传感器中，更具体地，可设置在对应于文丘里整流结构的位置处。

优选地，所述多个回流气道6的远离所述整流套3的一端均与所述气体流量计的出口连接。

优选地，所述整流套3包括多个圆管状的分流体12，每个所述分流体12的内部形成一个所述分流道8，所述多个分流体12的圆心设置在同一圆周上，且相邻两个所述分流体12的外壁相互连接。这样，多个分流体12可仅依靠其自身就围成整流套。

优选地，所述分流体12的远离所述进气管道2的一端的端部形成有多个连通槽13，所述主流道7通过所述连通槽13与所述分流道8连通。优选地，所述多个连通槽13沿其所在的那个分流体12的周向均匀分布。例如，每个所述分流体12上形成有五个所述连通槽13。这样，可在每一个回流气道的入气端形成一个具有花瓣式缺口的分流道8，以便让回流气体尽量均匀进入回流气道。优选地，所述分流道8的直径沿远离所述整流套3的方向逐渐变小，从而使流量传感器感应部位的流场稳定，输出信号的稳定性要求得到保证。

在一个优选的实施例中，整流套3与所述回流气道之间还设置有环状的过滤网。外壳体1的外部还设置有呈半环状的前盖15和电池盖16，二者共同围成一个用于放置外壳体1的空间。其中，外壳体1与前盖15之间的空间内还可安装电路板，在前盖15上还形成有用于安装透明玻璃14的开口，这样，可通过透明玻璃14观察到电路板的情况，例如，观察电路板上显示的流量检测数据等。而在电池盖16与外壳体之间的空间中，可安装电池，以便为电路板供电。电路板可包括检测的控制电路和信号调理电路，以对来自流量传感器的信号进行处理和采样等。

例如，在一个实施例中，由MEMS流量传感器组成的惠更斯电桥输出的电压信号，送至信号调理电路进行放大滤波处理，处理后的信号送给控制电路中的模拟数字转换模块进行模拟数字转换为数字信号，由其中的控制器读取并处理成流量值后，送显示输出模块显示。

由于采用了上述技术方案，本实用新型中的气路结构可达到良好的整流效果，保证气路的前后直管段可以为0。

Claims (10)

1.一种气体流量计，其特征在于，包括：外壳体(1)、进气管道(2)、整流套(3)、顶盖(4)和连接器(5)，所述进气管道(2)设置在所述外壳体(1)的内部，所述外壳体(1)与所述进气管道(2)之间的环状部位形成有沿所述进气管道(2)的轴向延伸的多个回流气道(6)，所述顶盖(4)与所述外壳体(1)的上端连接，且所述顶盖(4)与所述外壳体(1)、所述进气管道(2)的端部之间形成安装空间，所述整流套(3)设置在所述安装空间内；所述连接器(5)与所述外壳体(1)的下端连接；

所述整流套(3)包括一个主流道(7)和与所述主流道(7)连通的多个分流道(8)，所述多个分流道(8)与所述多个回流气道(6)一一对应的设置并连通，所述主流道(7)与所述进气管道(2)的出口端连通；

所述多个回流气道(6)中的一个回流气道(6)中设置有流量传感器，所述流量传感器为MEMS流量传感器。

2.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述进气管道(2)的内径由所述进气管道(2)的进口端向所述进气管道(2)的出口端的方向逐渐变大。

3.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述回流气道(6)包括依次设置的第一孔段(10)和第二孔段(11)，所述第一孔段(10)的第一端与所述分流道(8)连通，所述第一孔段(10)的第二端与所述第二孔段(11)的一端连通，所述第一孔段(10)的直径向靠近所述第二孔段(11)的方向逐渐变小。

4.根据权利要求3所述的气体流量计，其特征在于，所述第二孔段(11)采用文丘里整流结构。

5.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述多个回流气道(6)的远离所述整流套(3)的一端均与所述气体流量计的出口连接。

6.根据权利要求1所述的气体流量计，其特征在于，所述整流套(3)包括多个圆管状的分流体(12)，每个所述分流体(12)的内部形成一个所述分流道(8)，所述多个分流体(12)的圆心设置在同一圆周上，且相邻两个所述分流体(12)的外壁相互连接。

7.根据权利要求6所述的气体流量计，其特征在于，所述分流体(12)的远离所述进气管道(2)的一端的端部形成有多个连通槽(13)，所述主流道(7)通过所述连通槽(13)与所述分流道(8)连通。

8.根据权利要求7所述的气体流量计，其特征在于，所述多个连通槽(13)沿其所在的那个分流体(12)的周向均匀分布。

9.根据权利要求7所述的气体流量计，其特征在于，每个所述分流体(12)上形成有五个所述连通槽(13)。

10.根据权利要求6所述的气体流量计，其特征在于，所述分流道(8)的直径沿远离所述整流套(3)的方向逐渐变小。