[发明专利]一种模块化压力位差式层流流量传感元件

说明书

本发明公开了一种模块化压力位差式层流流量传感元件。包括壳体和安装在壳体上的取压管座，其特征在于所述取压管座包括第一取压管座和第二取压管座，所述壳体上设有第一贯通孔道和第二贯通孔道，第一贯通孔道和第二贯通孔道内分别安装有多个毛细管组件，第一贯通孔道内毛细管组件之间形成第一取压腔室，第二贯通孔道内毛细管组件之间形成第二取压腔室，第一取压管座与第一取压腔室连通，第二取压管座与第二取压腔室连通。在传感元件壳体不变的情况下，通过调整毛细管直径和数量可改变传感元件的流量测量范围。这种模块化设计的压力位差式层流流量传感元件具有结构紧凑、型式统一、易于系列化和性能可靠的特点，适合于高精度流量测量需求。

技术领域

本发明涉及流量测量技术领域，具体为一种模块化压力位差式层流流量传感元件。

背景技术

层流流量计具有无可动部件、量程比宽、测控准确、能够进行瞬时流量测量等优点，在微小气体流量测量和瞬时气体流量测量具有相当的优势。

层流流量计是基于哈根-伯肃叶定律工作的，即流经测量流道的流量与层流元件进出口两截面的压差是成线性关系的。但是，流量与压差的线性关系只有在充分发展层流流动情况下才成立。典型的层流流量传感器结构如图5所示，主要由传感器壳体19、层流阻流件21、整流器22、取压管座20组成。对于这种结构，层流元件进出口流动损失和层流元件入口段流动损失等非线性流动损失不可避免，因此，流量和差压不能保证很好的线性。当然，增大毛细管长径比可提高传感器的线性度，对同时会增大传感器尺寸和压损，应用受到一定限制。

为了进一步提高层流传感元件的线性，研究者提出了压力位差式层流流量测量方法。这种方法可以消除流体进出毛细管损失和毛细管层流入口段流动损失，具有更好的线性，应用前景广阔。本向发明的目的是针对压力位差式层流流量测量传感技术进行实用化设计，推动该技术进入实际应用。

发明内容

为了将压力位差式层流流量测量技术用于实际，设计线性好、结构紧凑、易于系列化的传感器结构型式，提出了本项发明。具体如下：

一种模块化压力位差式层流流量传感元件，包括壳体和安装在壳体上的取压管座，所述取压管座包括第一取压管座和第二取压管座，所述壳体上设有第一贯通孔道和第二贯通孔道，第一贯通孔道和第二贯通孔道内分别安装有多个毛细管组件，第一贯通孔道内毛细管组件之间形成第一取压腔室，第二贯通孔道内毛细管组件之间形成第二取压腔室，第一取压管座与第一取压腔室连通，第二取压管座与第二取压腔室连通，第一取压腔室和第二取压腔室位置不同。

进一步的，所述的第一贯通孔道内安装有第一毛细管组件和第三毛细管组件，第一毛细管组件和第三毛细管组件之间构成第一取压腔室，第二贯通孔道内安装有第二毛细管组件和第四毛细管组件，第二毛细管组件和第四毛细管组件之间构成第二取压腔室。

进一步的，所述第一毛细管组件和第四毛细管组件为短组件，第二毛细管组件和第三毛细管组件为长组件，第一毛细管组件、第四毛细管组件、第二毛细管组件和第三毛细管组件位置交叉对称，在第一贯通孔道和第二贯通孔道内第一毛细管组件与第二毛细管组件安装位置对应，第三毛细管组件和第四毛细管组件安装位置对应。

进一步的，所述壳体是在一整块材料上加工而成，设有第一取压管座安装孔和第二取压管座安装孔，第一取压管座安装孔对应第一贯通孔道并与其联通，第二取压管座安装孔对应第二贯通孔道并与其联通，在中部位置开有一个温度传感器探头安装孔，所述温度传感器探头安装孔不与第一贯通孔道和第二贯通孔道联通，用于安装温度传感器探头。

进一步的，所述毛细管组件由不锈钢管壳、数根毛细管和两个毛细管支撑块组成，支撑块安装在不锈钢管壳两端，利用支撑块上小孔位置设计实现毛细管的有序排列。

进一步的，在传感元件壳体不变的情况下，通过调整毛细管组件中毛细管直径和数量可改变传感元件的流量测量范围，实现不同规格的传感元件设计。