恒流法熱式氣體質(zhì)量流量計及其測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種恒流法熱式氣體質(zhì)量流量計，其傳感器模塊由速度探頭鉑熱電阻Rw、溫度探頭鉑熱電阻Rc，以及兩個與之串聯(lián)的基準(zhǔn)電阻Ra、Rb組成，輸出四路電壓信號，其特征在于，所述的流量計包括兩個恒流源，精密基準(zhǔn)電壓源，信號調(diào)理模塊，A/D采樣模塊，主控單元，信號調(diào)理模塊4包括四路調(diào)理電路，將調(diào)理后符合采樣要求的四路信號送入A/D采樣模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，傳送至主控單元，由主控單元計算出流量值。本發(fā)明同時提供一種此種流量計的測量方法。本發(fā)明具有響應(yīng)速度快、測量準(zhǔn)確，硬件電路實現(xiàn)更為簡單和不受環(huán)境溫度影響等特點。
【專利說明】恒流法熱式氣體質(zhì)量流量計及其測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于恒電流法的熱式氣體質(zhì)量流量計。
【背景技術(shù)】
[0002]對于傳統(tǒng)的熱式氣體質(zhì)量流量計，其測量方法主要分為兩類:恒溫差法和恒功率法。
[0003]熱式流量計其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
[0004]傳感器核心部分由速度探頭和溫度探頭組成，利用探頭電阻值大小隨溫度變化關(guān)系并結(jié)合傳熱學(xué)原理來實現(xiàn)流量信號的采集。通過對速度探頭通以一定電流加熱，使之與管道中流過的氣體產(chǎn)生強迫對流換熱，換熱量與質(zhì)量流量成正比，從而實現(xiàn)流速測量；而溫度探頭則用于測量流體溫度，實現(xiàn)溫度補償。
[0005]熱式氣體質(zhì)量流量計的基本模型如公式(I)所示:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種恒流法熱式氣體質(zhì)量流量計，包括傳感器模塊，信號調(diào)理模塊，A/D采樣模塊和主控單元，所述的傳感器模塊所述的傳感器模塊由速度探頭鉬熱電阻Rw、溫度探頭鉬熱電阻R。、與速度探頭鉬熱電阻Rw串聯(lián)的基準(zhǔn)電阻Ra及與溫度探頭鉬熱電阻Rc串聯(lián)的基準(zhǔn)電阻Rb，根據(jù)加載在所述的四個電阻的電壓值輸出相應(yīng)的四路電壓信號，信號調(diào)理模塊包括四路調(diào)理電路，將調(diào)理后符合采樣要求的四路電壓信號送入A/D采樣模塊進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，傳送至主控單元，由主控單元計算出流量值，其特征在于，所述的流量計還包括兩個恒流源和一個精密基準(zhǔn)電壓源，兩個恒流源分別為速度探頭支路和溫度探頭支路提供恒定驅(qū)動電流，所述的精密基準(zhǔn)電壓源為速度探頭支路的恒流源提供基準(zhǔn)電壓，并同時為采集速度探頭和溫度探頭的A/D采樣模塊提供基準(zhǔn)電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的質(zhì)量流量計，其特征在于，所述的兩個恒流源分別為80mA恒流源和0.5mA恒流源，前者為速度探頭支路提供恒定驅(qū)動電流，后者為溫度探頭支路提供恒定驅(qū)動電流。
3.采用權(quán)利要求1所述的流量計實現(xiàn)的氣體流量測量方法，其特征在于，包括下列的步驟: (1)根據(jù)將調(diào)理后符合采樣要求的四路信號，得每條支路的鉬熱探頭探頭電阻值，利用已知的探頭溫度系數(shù)獲得速度探頭溫度Tw和溫度探頭T。； (2)利用公式下列計算擬合變量X:。
【文檔編號】G01F1/86GK104034378SQ201410301881
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】張濤, 蔣偉, 劉溢, 劉新峰 申請人:天津大學(xué)
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