[实用新型]一种一体化流量、风速传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种矿用瓦斯抽放综合参数测定仪所使用的流量传感器，尤其涉及一种具有热式射流双原理的一体化流量、风速传感器。

背景技术

随着石油和天然气资源相对减少，煤炭这种传统能源重新得到了重视和广泛应用，我国是一个煤炭的生产大国，在一次能源构成中煤炭占70％以上的比重，在未来相当长的时期内，这一比例仍将保持稳定。在煤炭、金属等矿井的开采过程中矿层和岩层内部不均匀地积聚了一定量的瓦斯气体(主要是甲烷、空气与二氧化碳等气体的混合物)，这些气体是极其危险的，如果抽放不及时或处理不当即可引起井下瓦斯“突透”与瓦斯爆炸，因此对瓦斯气体抽放的监控是煤碳、金属等矿井安全生产最重要的项目之一。近年来随着煤炭需求量增大及煤矿的不断开采，煤矿矿难事故也不断增加。煤矿井下瓦斯气的抽放及监测受到国家安全监督部门的高度重视。目前我国对井下瓦斯气体的控制主要采取：在瓦斯高危区采掘面钻孔并安装管道进行抽放。其具体实施是将采掘面均匀的钻孔(孔深50-100m直径100mm的细孔)并安装瓦斯抽放“子”管，而后将多根“子”管汇合并通过一次阀门安装在井下巷道中的瓦斯抽放“支”管上，由一台或多台大功率瓦斯抽放泵抽出直接排放大气或进行综合利用(天然气能源)，待瓦斯抽放干净后再施行生产开采。对瓦斯抽放的监控内容包括：主抽管也就是“支”管和每条钻孔抽放管(“子”管道)的甲烷浓度、气体流量、气体压力、气体温度等参数，其中属气体流量最难检测。煤矿现场在每个采掘区面就有上百根“子”管，而且“子”抽放管内部的流量和负压波动范围较大(流量从5-500L/min)，使用现有单一量程的流量传感器是无法精确测量这么宽的流量变化范围的。现有的流量传感器常用的有热式质量流量传感器及流体振动式流量传感器(如涡节、射流)，热式原理测量流量具有灵敏度高的特点，可测低流量(流量在0-50L/min)，但对高流量分辨能力差。射流流量传感器则有性能稳定，计量精度高的优点，但有起动流速较高的缺点(1.5m/s的流速)。使用两个不同原理、不同量程的传感器同时精确测量一条管道流量从技术实现角度上也有一定的复杂性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测试范围宽，应用范围广的一体化流量、风速传感器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案在于采用了一种一体化流量、风速传感器，该传感器由热式质量流量传感器和流体振动式流量传感器串接设置成为一个整体。

所述的热式质量流量传感器设置在前部，流体振动式流量传感器设置在尾部，两者之间串设有具有气流缓冲作用的进气稳流腔。

所述的热式质量流量传感器由进气嘴通道及其侧壁上安设的测温电阻和测速电阻构成。

所述的流体振动传感器由自前至后设置的喷嘴、流体振动产生腔、流体振动产生腔出口阻挡壁、出口稳流腔及出气嘴组成，其中，在流体振动产生腔中与喷嘴正对设置有通高的流体折射靶柱，在出口稳流腔中间的振动流体汇合点处设置有一频率检测柱。

所述的喷嘴为一上下贯通流体振动产生腔的窄缝结构。

所述的流体振动产生腔为与喷嘴的窄缝方向相同的柱形腔体，喷嘴的窄缝结构两侧设有两个对称的渐开导流斜壁面，在流体振动产生腔的出口阻挡壁前两侧设有两个对称的渐收射流斜壁面。

所述的导流斜壁面为两个对称的渐开平面。

所述的射流斜壁面为两个对称的渐收平面。

所述的流体折流靶柱为等腰三角形靶柱，等腰三角形靶柱的底柱面正对喷嘴方向。

所述的喷嘴的前端设有倒角结构。

本实用新型的一体化流量、风速传感器是基于热膜铂电阻在气流中变冷电阻减小和射流流量传感器中有气流进入时输出与气体流速相对应的脉冲这两种原理，从传感器结构上实现了一体化的统一。本实用新型的传感器由热式质量流量传感器和流体振动式流量传感器串接设置成为一个整体，当流量较低时，可以使用热式质量流量传感器进行测量；当流量较高时，可以切换到流体振动式流量传感器进行测量，本实用新型的传感器使用常规的方法即可以测量低流量，也可以用于测量高流量，测量范围大大增宽，具有很好的社会经济效益。另外，在热式质量流量传感器与流体振动式流量传感器之间设置的进气稳流腔具有缓冲气流的作用，气流在经过进气稳流腔后可以产生稳定的振荡。本实用新型结构简单，无可动件，性能稳定，重复性好，具有很好的社会价值和经济价值，易于推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式