[发明专利]一种小流量气体体积流量测量装置

权利要求书

1.一种小流量气体体积流量测量装置，其特征在于：包括第一管路气阻(1)、第二管路气阻(2)、第三管路气阻(3)、第四管路气阻(4)、第五管路气阻(5)和检测组(6)，所述第一管路气阻(1)入口端连接气体入口，所述第一管路气阻(1)出口端连接气体出口，所述第二管路气阻(2)入口端连接在所述第一管路气阻(1)入口端，所述第二管路气阻(2)出口端连接所述第四管路气阻(4)入口端，所述第三管路气阻(3)入口端连接所述第一管路气阻(1)出口端，所述第三管路气阻(3)出口端连接所述第五管路气阻(5)入口端，所述检测组(6)用于检测所述第二管路气阻(2)出口压力、所述第三管路气阻(3)出口压力、当前工作环境的大气压力和温度；

所述检测组(6)包括第一压力采集单元(61)、第二压力采集单元(62)、信号采集与数据处理单元(63)、第三压力采集单元(64)和温度传感器(65)，所述第一压力采集单元(61)设置于所述第二管路气阻(2)出口端与所述第四管路气阻(4)入口端之间，所述第二压力采集单元(62)设置于所述第三管路气阻(3)出口端与所述第五管路气阻(5)入口端之间，所述信号采集与数据处理单元(63)分别与所述第一压力采集单元(61)、所述第二压力采集单元(62)、所述第三压力采集单元(64)和所述温度传感器(65)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种小流量气体体积流量测量装置，其特征在于：所述信号采集与数据处理单元(63)用于处理所述第一压力采集单元(61)、所述第二压力采集单元(62)、所述第三压力采集单元(64)和所述温度传感器(65)传输的数据，所述第一压力采集单元(61)设置于所述第二管路气阻(2)出口端和所述第四管路气阻(4)入口端之间，所述第一压力采集单元(61)用于采集所述第二管路气阻(2)出口端的压力，所述第二压力采集单元(62)设置于所述第三管路气阻(3)和所述第五管路气阻(5)之间，所述第二压力采集单元(62)用于采集所述第三管路气阻(3)出口端的压力，所述第三压力采集单元(64)用于采集环境压力。

3.根据权利要求1所述的一种小流量气体体积流量测量装置，其特征在于：所述第二管路气阻(2)气阻值大于所述第四管路气阻(4) 气阻值，所述第三管路气阻(3)气阻值大于所述第五管路气阻(5)气阻值。

4.根据权利要求1所述的一种小流量气体体积流量测量装置，其特征在于：

所述信号采集与数据处理单元(63)对采集的数据处理的步骤如下：

S1、所述信号采集与数据处理单元(63)接收所述第一压力采集单元(61)采集压力P1、所述第二压力采集单元(62)采集压力P2、所述第三压力采集单元(64)采集压力P0和所述温度传感器(65)采集所述第一管路气阻(1)的温度t1、所述第四管路气阻(4)的温度t4和所述第五管路气阻(5)的温度t5；

S2、计算所述第四管路气阻(4)流量F4，公式如下：

F4＝[K*r4^4*(p1^2–p0^2)]/(t4*L4*Y)

其中，r4为所述第四管路气阻(4)的内径，L4为所述第四管路气阻(4)的长度，Y为气体的粘度参数，K为流体力学泊肃叶方程常数；

S3、计算第二管路气阻(2)的入口压力p10，公式如下：

p10＝sqrt((F4*Y*L2)/(K*r2^2)+p1)

其中，L2为所述第二管路气阻(2)的内径，L2为所述第二管路气阻(2)的长度；

S4、计算第五管路气阻(5)的流量F5，公式如下：

F5＝[K*r5^4*(p2^2–p0^2)]/(t5*L5*Y)

其中，r5为所述第五管路气阻(5)的内径，L5为所述第五管路气阻(5)的长度；

S5、计算所述第三管路气阻(3)的入口压力p20，公式如下：

p20＝sqrt((F5*Y*L3)/(K*r3^2)+p2)

其中，r3为所述第三管路气阻(3)的内径，L3为所述第三管路气阻(3)的长度；

S6、计算所述第一管路气阻(1)的气体体积流量F1，公式如下：

F1＝[K*r1^4*(p20^2–p10^2)]/(t1*L1*Y)

其中，r1为所述第一管路气阻(1)的内径，L1为所述第一管路气阻(1)的长度；

S7、计算流出装置的气体体积流量F0，公式如下：

F0＝F1–F3；

S8、输出检测结果F0。