[发明专利]一种气动活塞式的微流速测量装置及其方法

权利要求书

1.一种气动活塞式的微流速测量装置，其特征在于，包括文丘里测流管和转子流速测量装置(8)；

所述文丘里测流管由入口段(1)、渐缩段(2)、喉管段(3)、渐扩段(4)、出口段(5)顺次连接而成，且所述喉管段(3)的侧部设有凹形壳体(7)，凹形壳体(7)的内腔作为测流腔(9)，凹形壳体(7)的开口连通喉管段(3)；测流腔(9)上设有至少一个排气阀(6)；

所述转子流速测量装置(8)包括第一套管(89)、第二套管(85)、同步移动控制装置和转速测量装置，第二套管(85)同轴设于第一套管(89)内部且两者之间通过若干支撑杆(91)保持相对固定，中心轴(83)贯穿第二套管(85)且中心轴(83)外壁与第二套管(85)内壁之间保留有缝隙，转子流速测量装置(8)通过中心轴(83)整体架设于测流腔(9)中；环绕所述第一套管(89)外壁固定有若干叶轮片(82)，且部分叶轮片(82)伸入所述喉管段(3)中，剩余叶轮片(82)位于测流腔(9)内，伸入所述喉管段(3)中的叶轮片(82)在喉管段(3)内流体推动下推动第一套管(89)和第二套管(85)整体转动；第一套管(89)的内壁和第二套管(85)的外壁均呈光滑表面，第一套管(89)和第二套管(85)之间夹持的腔体两端分别设置一个封端环形板(88)，且每个封端环形板(88)外环壁与内环壁分别与第一套管(89)内壁和第二套管(85)外壁构成滑动密封副；第一套管(89)、第二套管(85)和两个封端环形板(88)共同构成封闭且可改变体积大小的调节气腔(87)；所述同步移动控制装置用于保持两个封端环形板(88)移动过程中的同步性；

所述中心轴(83)为一端封闭另一端开口的中空轴，其内部空腔作为第一气孔道(86)；中空轴的中部具有开孔段，所述开孔段范围内的轴侧壁沿程间隔开设有若干圈环向布置的气孔，所述支撑杆(91)中开设有第二气孔道(84)，第二气孔道(84)的进口开设于第二套管(85)的内壁上且处于所述开孔段的轴向区间中，第二气孔道(84)的出口连通所述调节气腔(87)；

在流速测量过程中通过对第一气孔道(86)进行抽气或鼓气，经由所述开孔段和第二气孔道(84)构成的气路改变调节气腔(87)的体积调整其浮力，使第二套管(85)与中心轴(83)之间能无接触的相对转动；所述转速测量装置用于测量第二套管(85)的转速，以用于将转速转换为流速。

2.如权利要求1所述的气动活塞式的微流速测量装置，其特征在于，所述的同步移动控制装置包括两条齿条(15)和齿轮(16)，两条齿条(15)分别固定于两个封端环形板(88)上且齿条(15)上的锯齿参数完全相同；所述齿轮(16)夹持于两条齿条(15)的锯齿侧之间且均构成啮合，齿轮(16)的转轴固定于所述支撑杆(91)上。

3.如权利要求1所述的气动活塞式的微流速测量装置，其特征在于，所述的转速测量装置包括光信号发射器(11)、光信号接收器(12)、信号分析仪(13)和流速显示仪(14)，所述凹形壳体(7)上开设有透明窗(10)，所述叶轮片(82)上设有光信号反射器(81)，所述光信号发射器(11)和光信号接收器(12)成对置于凹形壳体(7)外部，光信号发射器(11)通过透明窗(10)向叶轮片(82)发射光信号，并由光信号反射器(81)反射至光信号接收器(12)中，所述信号分析仪(13)用于对光信号接收器(12)的电信号进行处理计数并转换为第二套管(85)的转速；每片叶轮片(82)转动至光信号发射器(11)和光信号接收器(12)的光路反射位置时，光信号接收器(12)产生一次计数；流速显示仪(14)根据第二套管(85)的转速与管内流速之间的映射关系，将第二套管(85)的当前转速换算为所述入口段(1)流速，并显示于显示屏上。

4.如权利要求1所述的气动活塞式的微流速测量装置，其特征在于，所述的同步移动控制装置有多个，所有同步移动控制装置和所有支撑杆(91)均绕中心轴(83)对称布置，整个转子流速测量装置(8)转动时不存在偏心。

5.如权利要求1所述的气动活塞式的微流速测量装置，其特征在于，所述第二气孔道(84)的进口孔径大于所述气孔的孔径。