[实用新型]全电子气体流量计

说明书

本实用新型属于气体流量的检测装置。

现有的气体流量检测装置一般为机械浮子式流量计，其主要测量部分是由垂直安装的锥形玻璃管、管中沿其轴线方向自由移动的转子及刻度盘等部分组成。转子的高度可做为通过气体流量的量度。这种流量计存在下列不足①分辨率低，从而测量精度也较低。②量程范围小，起始灵敏度低。③对元件加工精度要求高。④只能用于直读观测，不能自动集中采集流量。

为了解决上述问题，本实用新型是一种精度高、量程大、起始灵敏度高、体积小，并且具有自动集中采集，功能的全电子气体流量计。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案可以通过附图1的原理方框图来说明：全电子气体流量计全部采用了电子器件，由气体流量传感探头（1），电量转换电路（2）、显示和集采电路（3）所组成

（一）气体流量传感探头（1）是流量计的中心部件，起流量传感器的作用。它采用旁热式热敏电阻做为敏感器件，用封装工艺将两只热敏电阻（12、13）封装在同一个气闭的标准管件（14）上构成探头（1）其结构图如附图2示。图中（15）为入气口，（16）为出气口。通过气路中的气流变化，使热敏电阻的阻值发生变化，从而检测出气体流量的大小。

当热敏电阻R_T1（12）和R_T2（13）在电路接通电源后，使热敏电阻升到一定温度，在没有气流通过的情况下，热敏电阻的温度基本不变，故电阻取样值也基本不变，当有气流通过热敏电阻R_T1（12）时，其温度发生变化，故阻值也随之改变，热敏电阻的温度与气体流量成反比，而温度与阻值成反比，所以气体流量与热敏电阻的阻值成正比。因此，可测出流量的大小。

从上述原理可看到检测气体流量的方法是通过气流散热使热敏电阻的阻值发生变化。但是，由于环境温度变化也可使其阻值发生变化。出现了克服外界温度变化所造成的测量误差问题。要求热敏电阻值仅受气流影响而不受环境温度变化的影响。本实用新型解决这一问题的方法是：通过加入R_T2（13）来解决的。即将具有同样性能的流量传感探头R_T2（13）与前一流量传感探头R_T1（12）放在温度、压力相同的环境中，作为温度补偿，消除环境温度变化带来的测量误差。

（二）电量转换电路（2）的作用是将与流量或正比的电阻差值转换为电压差值，以便显示与采集。在远距离传输时还要将电压信号转换成频率信号。其详细电路如附图3所示，利用桥路（17）和桥路（18）将两个热敏电阻（12，13）的阻值变化转换成两个电压变化。

提高测量灵敏度的方法是在旁热式热敏电阻的热丝上加一个电流使其达到一定温度。

是将加热丝接在与桥路放大器（19，20）构成的电热反馈回路中，当流量与环境温度发生微小变化时，热敏电阻阻值也发生微小变化，这一微小变化通过桥路转换，电压放大，使加热电流迅速显著变化，使得热敏电阻的温度反向变化，桥路趋于平衡。此时，加热电压或电流大小就正比于气流的大小。因此电流大小正好反映了气体流量的大小。

在电路中，第一反馈环（19）的电流（或电压）反映环境温度和流量的变化，而第二反馈环（20）的电流（或电压）只反映环境温度的变化，两者通过差放（21）取其差值，其输出量正好反映气体流量的大小。

这个直流电压信号可直接用于显示和自动集中采集。但若做远距离采集测试时还应转换为频率信号。

（三）显示和采集电路（3）分别叙述如下：

显示电路是将气体流量的数值、直观地表示出来，这种显示装置可以是有刻度的电压表、也可以是电压数显装置。

除直接显示外，本实用新型还可用于集中自动采集，其实现方案如附图4所示，图中（21）为流量计组合，（22）为多路程控门。当几十米的近距离采集时，可将每组流量计的电压输出或频率输出通过一组相应的线引入多路程控门（22）中，分别采集。而当远距离采集时（如几十公里），只能用一对导线（23）采集所有流量计，此时可利用时间分割技术将每个流量计发送频率信号的时间分开来传送。

远距离采集电路如附图5所示，它由晶振（11）、分频计时（10）、计时逻辑电路（9）和开关电流转换电路（6）、低动耗稳压电源（8）所组成。用来完成每个流量计的分时发送。

详细工作原理结合电路图介绍如下：