[发明专利]包括锥形流动通路的流量传感设备

说明书

技术领域

本实施例总体涉及流量传感设备及其方法。本实施例还涉及气体流量传感器。另外，实施例涉及用于控制涡流的改进的流动通路。

背景技术

多种流量系统利用流体流速控制机构来控制流体量，流体可能是以气体(例如，空气)或者液体的形式流过流动通路。流量控制机构也可以用于调节系统(例如通风器和呼吸器)内的流速，从而保持充足的透气流量或者为病人提供充足的用于准备外科手术的麻醉气。通常，流速控制会发生在响应从流体流量传感器所获得测量值的控制电路使用过程中。显然这样的流量传感器能够通过采样沿着流动通路的壁的流体来测量流体的流速。

一种实现方式中，流量传感器放置在流动通路相对待测流体流动方向的上游侧和下游侧之间。气体流量传感设备通常含有上游通路高度和下游通路高度恒定的流动通路。流动通路的这些上游侧和下游侧能够产生压力差和流过各流量传感器的流体流速，从而导致流动通路内的湍流效应和涡流。涡流可以产生流体流量的不稳定性，从而导致流量传感器的不稳定输出。更进一步，流量传感器要求流动通路的流程内有附加的限流，尤其是流动通路的旁路内，从而限制流过传感器的流体流量并且避免输出饱和。

现有技术中大部分流量传感器要求穿过流量传感器的传感元件的流体流程精确和准确的对准，从而避免流动通路内产生涡流。对流体流程的精准和准确的对准能够增强流量传感器的优化性能。这样的方法要求额外的精度，从而导致流量传感器的制造过程中额外的设计或者安装时间，因此非常昂贵。另外，由于截面区域和流体通路内的上游以及下游通路位置的非一致性，流动通路可能不会产生统一的层化流体流动。

为了解决前述困难，需要改进的和廉价的流体通路以便能够减少涡流以及稳定传感器的输出信号。这里公开的改进型流体通路能够解决这些以及其他持续的需求。

发明内容

提供下述发明内容从而有助于理解公开的实施例独有的一些创新性特征，并不是为了作一个全面的描述。实施例的不同方面的全面理解可以通过将整个说明书、权利要求、附图和摘要作为一个整体来获得。

因此，本发明的一个方面是提供改进的流体流量传感设备。

本发明的另一个方面是提供带有改进的流动通路的流体流量传感器，从而能够减少或者避免流过通向传感器的流程的流体内不必要的涡流。

如这里所述的目前可以获得前述方面以及其他目标和优点。流量传感设备包括限定流体(例如，气体或者液体)流程的主流动通路，流体流动通过该流程。上游流动通路和下游流动通路可以模制到主流动通路中，传感器区域旁通主流动通路的流程。流体流量传感器可以置于上游流动通路和下游流动通路之间，用于测量流动通路内的流体流速。本发明中，上游流动通路在朝向气体流量传感器的方向上呈锥形。下游流动通路也可以是锥形的。锥形的上游和下游流动通路减少了流量传感器内的涡流，因此增强了流动稳定性并稳定了传感器输出信号，从而使得流量传感器的传感性能优化。

根据本发明的另一个特征，形成到主流动通路内的至少一个锥形流动通路限定作为可替换流体流程的流动管，其中所述至少一个锥形流动通路将来自主流动通路的一些流体流旁路到所述可替换流体流程内。流量传感器置于所述可替换流体流程内，其中所述锥形流动通路在朝向所述流量传感器的流体流动方向上呈锥形，从而减少涡流并且使得所述流量传感器获得优化的传感性能。

另外，传感设备还可以包括一套精密限流器，该限流器可以放置在主流动通路内从而通过限制主流动通路内以及流动管和/或可替换流程内的流量来限制流过流量传感器的流体的流速。主流动通路优选的可以展现有与流体系统配套的横截面形状和尺寸。上游和下游流动通路或者可替换流程可以在上游和下游流动通路接近气体流量传感器的时候通过增加流动入口处的高度和减少该高度来形成锥形。因此，当流体流从主流动通路改变方向进入上游流动通路的时候，流体的流动速度会更加稳定。从而传感设备可以产生一致的流过气体流量传感器的流体流动，从而获得更准确的流体测量。

附图说明

附图中相同的或者功能类似的元件在整个独立的视图中采用相同的附图标记，并且附图并入到说明书中形成说明书的一部分，附图进一步说明实施例并且与具体实施方式一起用于解释这里公开的实施例。

附图1表示流量传感设备的总透视图，适用于实施优选实施例；

附图2表示根据本发明特征的流量传感设备的横截面示意图；

附图3表示根据本发明特征的流量传感设备的横截面示意图；以及

附图4表示根据本发明的特征，如图3所示的含有锥形上游和下游流动通路的气体流量传感器的另一个横截面示意图。