[发明专利]复合式气体流量测量方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体流量测量领域，尤其是涉及一种量程比宽、测量精度高、可靠性好的复合式气体流量测量方法及其装置。

背景技术

众所周知，现在用以测量气体流量的方法有很多种，相应的测试装置也多种多样，但每种装置都有其测试的局限性，比如机械式气体流量测量装置在气体流速较大的情况下性能稳定，测量精度也比较高，但机械式气体流量测量装置在气体流速较小时误差较大，例如涡街式的气体流量测量装置在气体流速小于5米每秒时几乎无法进行准确的测量，而热式气体流量测量装置适合在气体流速较小时的测量，在气体流速较大时其误差较大。因此，单一的气体流量测量装置较难做到宽量程比、高精度的测量。公开日为2001年1月31日、公开号为CN1282417的专利文件公开了一种可以在宽的流量范围上精确测定流量的流量计，它是在配管的流路内设置小流量用测量区域和大流量用测量区域。在小流量用测量区域内，设置将流路分割为多个小流路并对气体的流进行整流的整流过滤器。分别流过多个小流路的气体的各平均流速基本相等。气体的一部分，到达在小流量用流速传感器的两侧立式设置的喷嘴，借助于该喷嘴的作用进行加速。小流量用测量区域的小流量用流速传感器，在小流量区段上，输出与通过小流路并由喷嘴加速后的气体的流速对应的信号，大流量用测量区域的大流量用流速传感器，在大量区段上，输出与气体的流速对应的信号。上述装置虽然在一定程度上扩展了量程比，提高了测量精度，但是该装置结构较为复杂，制作成本较高，同时，该装置在实际应用中，流态变化的影响也难以完全消除。

发明内容

本发明为解决目前气体流量测量装置存在的量程比窄、适用范围小的问题而提供一种量程比宽、适用范围广的复合式气体流量测量方法及其装置。

本发明的另一个目的是为解决目前气体流量测量装置存在的测量精度低、可靠性差的问题而提供一种测量精度高、可靠性好复合式气体流量测量方法及其装置。

本发明为达到上述技术目的所采用的具体技术方案为：复合式气体流量测量方法是：在带温度传感器与压力传感器的机械式气体流量测量装置上并接旁路管，旁路管上设有MEMS流量传感器，温度传感器、压力传感器、机械式气体流量测量装置及MEMS流量传感器均连接数据处理系统，数据处理系统连接数据显示系统，温度传感器、压力传感器、机械式气体流量测量装置及MEMS流量传感器的所测数据经过数据处理系统处理后通过数据显示系统显示出气体流量数据；数据处理系统对机械式气体流量测量装置的所测数据经过温度、压力补偿后与MEMS流量传感器的数据进行综合分析处理，气体流速较小时，以MEMS流量传感器的数据为准，气体流速较大时，以机械式气体流量测量装置的数据为准，在机械式气体流量测量装置及MEMS流量传感器的量程重叠部分，根据气体流速大小对机械式气体流量测量装置及MEMS流量传感器的数据按比例加权后进行相加处理；当机械式气体流量测量装置无测量数据时，数据处理系统以MEMS流量传感器的数据为准，MEMS流量传感器无测量数据时，数据处理系统以机械式气体流量测量装置的数据为准，或者数据处理系统根据剩下的一路测量数据并按事先设定的加权曲线来确定最后的气体流量数据。在机械式气体流量测量装置上并接旁路管，并旁路管上设置MEMS流量传感器，将两种流量测量装置的所测数据通过数据处理系统处理，最后通过显示系统显示出气体流量数据，将在大流速时稳定性与准确性较高机械式气体流量测量装置与在测量小流速时具有明显优势的MEMS流量传感器有机结合，不但有效展宽了气体流量测量装置的量程比，扩展了气体流量测量装置的适用范围，而且数据处理系统在数据处理过程中，综合考虑了两套测量装置的测量数据，从而也提高了气体流量的测量精度，此外，由于两套测量装置同时工作，大大提高了整个气体流量测量装置的可靠性。

复合式气体流量测量方法是数据处理系统对机械式气体流量测量装置的所测数据经过温度、压力补偿后与MEMS流量传感器的数据进行综合分析处理，气体流速较小时，以MEMS流量传感器的数据为准，气体流速较大时，以机械式气体流量测量装置的数据为准，在机械式气体流量测量装置及MEMS流量传感器的量程重叠部分，根据气体流速大小对机械式气体流量测量装置及MEMS流量传感器的数据按比例加权后进行相加处理。这样的处理方式，使得MEMS流量传感器在流速较大状态以及机械式气体流量测量装置在流速较小状态下产生的较大误差得到了一定程度的补偿，提高了气体流量的测量精度。