[发明专利]基于忆阻器的气体累积流量测量系统

说明书

本发明公开了一种基于忆阻器的气体累积流量测量系统，包括气体流速换能器、忆阻器模块、忆阻器电压取值放大模块和换能器阻值稳定模块；气体流速换能器依次与忆阻器模块、换能器阻值稳定模块组成回路，忆阻器电压取值放大模块与忆阻器模块相连接；忆阻器模块包括正向忆阻器组和负向忆阻器组，正向忆阻器组和负向忆阻器组串联连接，正向忆阻器组Mf包括n个忆阻器Mf1，n个忆阻器Mf1串联连接，负向忆阻器组Mr包括n个忆阻器Mr1，n个忆阻器Mr1串联连接，n为大于等于1的自然数。本发明不需要后期的运算电路或者处理器，实现了对气体累积流量的测量，适用于大气体累积流量、气体不稳定情况下长时间的持续测量，功耗低，测量范围大，结构简单。

技术领域

本发明属于流体测量技术领域，具体涉及一种基于忆阻器的气体累积流量测量系统。

背景技术

气体累积流量测量系统是一种能够计量在一定时间段内流经管道某横截面积的气体体积的累积量的测量系统。目前根据测量原理与结构的不同，气体累积流量测量系统主要有：差压式、速度式和容积式。

然而，现有的气体累积流量测量系统也存在着一些问题，一定程度上阻碍了累积流量测量精度其的提高和应用范围的扩大。目前所存在的主要问题有：第一，差压式和速度式累积流量测量系统得到的都是瞬时流量，然后还通过运算电路或者处理器完成从瞬时流量到累积流量的转换，但大部分情况下，气体流动很不稳定，通过测量瞬时流量来得到累积流量难免出现误差，因此，差压式和速度式测量方法很难适应流速不稳定情况、长时间持续的测量，测量范围小，而且结构复杂；第二，容积式流量测量系统虽能直接测量累积流量，但体积大、口径局限性大、且短时间内大气体累积流量的测量很难适应，不能得到大范围的应用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种基于忆阻器的气体累积流量测量系统，解决现有气体累积流量测量系统必须附加运算电路或处理器、且测量范围小、无法对气体流速不稳定、大累积流量及长时间累积流量体积测量的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于忆阻器的气体累积流量测量系统，包括气体流速换能器、忆阻器模块、忆阻器电压取值放大模块和换能器阻值稳定模块；所述气体流速换能器依次与忆阻器模块、换能器阻值稳定模块组成回路，所述忆阻器电压取值放大模块与忆阻器模块相连接；

所述忆阻器模块包括正向忆阻器组Mf和负向忆阻器组Mr，所述正向忆阻器组Mf和负向忆阻器组Mr串联连接，所述正向忆阻器组Mf包括n个忆阻器Mf1，所述n个忆阻器Mf1串联连接，所述负向忆阻器组Mr包括n个忆阻器Mr1，所述n个忆阻器Mr1串联连接，n为大于等于1的自然数。

进一步地，所述气体流速换能器为热线电阻Rw，所述热线电阻Rw的一端与正向忆阻器组Mf串联连接，热线电阻Rw的另一端接地。

进一步地，所述换能器阻值稳定模块包括运算放大器A1、运算放大器A2、可调电阻R1、可调电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、直流电压源U1、直流电压源U2、单刀双掷开关S；

其中，所述运算放大器A1的输出端out1通过电阻R14与运算放大器A2的正向输入端A2+相连接，运算放大器A1的正向输入端A1+通过电阻R5接地，运算放大器A1的正向输入端A1+与电阻R5之间引出一点A，点A依次通过电阻R3、可调电阻R1与负向忆阻器组Mr串联连接，电阻R3与可调电阻R1之间引出一点B，点B通过可调电阻R2接地，运算放大器A1的负向输入端A1-通过电阻R6与运算放大器A1的输出端out1相连接，运算放大器A1的负向输入端A1-与电阻R6之间引出一点C，正向忆阻器组与热线电阻RW之间引出一点D，点C通过电阻R4与点D相连接；