[其他]一種氣體微流量計(jì)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85102829
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN85102829B
• 公開（公告）日: 1987-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛德芳;高鑫;胡靜山;李桂芳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連工學(xué)院
• 主分類號(hào): G01F1/34
• 分類號(hào): G01F1/34
• 代理公司: 大連工學(xué)院專利代理事務(wù)所
• 代理人: 王樹本

本發(fā)明涉及到微流量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。

在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常涉及到瞬時(shí)微流 量的測(cè)量。常用的瞬時(shí)小流量測(cè)量計(jì)，多數(shù)采用轉(zhuǎn)子 流量計(jì)和孔板流量計(jì)。轉(zhuǎn)子流量計(jì)現(xiàn)存的問題是(1) 由于受到浮子重量的限制，所以最小感度大；(2)分辨 率低；(3)讀數(shù)不易數(shù)字顯示。孔板流量計(jì)現(xiàn)存的問 題是(1)最小感度大；(2)差壓信號(hào)與氣體流速之間成 平方根關(guān)系，應(yīng)用時(shí)需加開方器，同時(shí)精度也不易做 的太高。因此，以上兩種流量計(jì)都存在著精度低和使 用溫度范圍較窄的缺點(diǎn)。本發(fā)明人對(duì)已有技術(shù)初步 進(jìn)行專利文獻(xiàn)檢索、查CS?183494?PrihlaSeno? 03?08?76?VYdano?15?05?08?ZarZenI?Pro?merenI? maIyCh?Prutoku?PIynu并通過機(jī)檢查閱 G01?F1/34，1/42，1/48，1/50，G01?R 1/22，7/12，5/08，5/14，均未發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明相同 的氣體微流量計(jì)。

本發(fā)明便是針對(duì)上述兩種流量計(jì)的缺點(diǎn)做了改 進(jìn)，用微顆粒層板制作節(jié)流元件，同時(shí)還采用一種簡(jiǎn) 單的流量溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來提高流量計(jì)精度和展寬流 量計(jì)的使用溫度范圍。

本發(fā)明的要點(diǎn)在于選取微顆粒層板作為節(jié)流元 件，如附圖1中(6)所示，層板的材料是根據(jù)被測(cè)氣體 的特性來選擇。例如，對(duì)腐蝕性氣體而言，層板可選 用玻璃、不銹鋼、石英、制成。對(duì)非腐蝕性氣體而言， 層板還可選用銅、鋁、鐵、鋼制成。其層板大小、厚度 由流量計(jì)量程范圍來決定。例如量程為 0-10ml/min，其層板厚度為5-10mm，直徑為 5-10mm。同時(shí)，將層板密封于由金屬、玻璃、塑料 制成的腔體中。本發(fā)明還采用半導(dǎo)體二極管或熱敏 電阻隨溫度變化的特點(diǎn)來改變橋路恒流電源供電電 流，用來抵消因氣體粘度溫度系數(shù)及氣體密度隨溫度 變化而引起惠斯登電橋輸出隨溫度變化的部分。其 流量溫度補(bǔ)償方法有兩種。(1)半導(dǎo)體二極管流量溫 度補(bǔ)償法。當(dāng)被測(cè)氣體流過層板時(shí)，由于氣體粘度溫 度系數(shù)是正的，而氣體密度隨溫度增加而減小，則氣 體流過層板的差壓力是隨溫度增加，則附圖2中(1) 的惠斯登電橋輸出就以10^-3/℃數(shù)量級(jí)而增加。如 果選取一個(gè)電流溫度系數(shù)為負(fù)的10^-3/℃數(shù)量級(jí)如 附圖2中所示的半導(dǎo)體二極管D，這樣就可以使橋 路恒流電源供電電流隨溫度變化以10^-3/℃數(shù)量級(jí) 下降，從而達(dá)到溫度補(bǔ)償之目的。(2)熱敏電阻流量 溫度補(bǔ)償法。如果在附圖2中半導(dǎo)體二極管D的位 置上換一個(gè)普通電阻，同時(shí)采用一個(gè)具有10^-3/℃數(shù) 量級(jí)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻R₂或采用一個(gè)具有 10^-3/℃數(shù)量級(jí)正溫度系數(shù)的熱敏電阻R₁，其原理也 是用來改變橋路恒流電源電流，達(dá)到溫度補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn) 展寬流量計(jì)使用溫度范圍之目的。對(duì)于上上述兩種 流量溫度補(bǔ)償方法而言，所涉及到的半導(dǎo)體二極管、 熱敏電阻元件都要密封于管道系統(tǒng)中。

本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，經(jīng)實(shí)驗(yàn)效果良好。提高了各種 氣體(包括腐蝕性氣體)微流量測(cè)量精度，降低最小感 度，提高分辨率，展寬適用溫度范圍。

附圖1是節(jié)流裝置的結(jié)構(gòu)剖面圖。圖中1為氣 體入口，2為氣體出口，3為差壓高壓端引出口，4為 差壓低壓端引出口，5為腔體，6為微顆粒層板。

附圖2是流量溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)線路原理圖。圖中 (1)為壓力傳感器惠斯登電橋，(2)為由半導(dǎo)體二極 管D、運(yùn)算放大器A、電阻R₁、R₂、半導(dǎo)體三極管T組 成流量溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)也是一個(gè)隨溫度變化而 作相應(yīng)變化的橋路恒流電源。

發(fā)明人曾經(jīng)做過這樣一個(gè)實(shí)施例，如附圖2所 示，二極管采用硅半導(dǎo)體二極管，R₁阻值為3KΩ， R₂阻值為4K，三極管選用3CG管，測(cè)量氮?dú)鈺r(shí)達(dá)到 如下技術(shù)指標(biāo)。測(cè)量范圍：0～10ml/min， 0～100ml/min，量程還可以擴(kuò)展到 0～500ml/min，0～800ml/min精度優(yōu)于 0.3％，最小分辨率0.01ml/min，適用溫度范圍 0～45℃，感度0.01ml/min。