本发明专利技术涉及一种流量测量装置，尤其是基于ＭＥＭＳ传感器的插入式流量测量装置。该装置由测量管、探头、固定装置、二次仪表、高压取压口、低压取压口及传感器部分的ＭＥＭＳ敏感芯体、封装结构、信号线构成。该装置将ＭＥＭＳ敏感芯体置于探头内部，取压口也位于测量管内，取消了传统插入式流量计需要引压到管外的结构。根据流量－差压数学关系模型和现场实际标定，实现对流量的动态和稳态测量。本发明专利技术解决了传统插入式流量计动态特性差，误差大，损耗高等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种流体流量测量装置，尤其涉及基于MEMS传感器的插入式流量测量装覽。
技术介绍
'插入式流量计工作原理是，当流体流过探头时，在其前部产生--个高压分布区，高压分 布区略高于管道的静压；根据伯努利方程原理，流体流过探头时速度加快，在探头后部产生 —个低压分布区，低压分布区的压力略低于管道的静压；通过测取探头前后的压力差，迸而 得出管路流量。此类流量计通常体积较大，给管路带来的能量损失较多，差压发生装置与差压变送装置 分离，需要专门管路将压力差引到管外进行比较。这一方面容易积聚气体和脏街，影响流量 计的稳态测量精度，而增加维修维护成本；另一方面由于普通差压变送器的响应频率限制， 使得流量计的动态响应很差，往往不能满足一些工业控制现场的需要，并且此类差压变送器 加工成本较高。因此，针对现有技术所存在的问题来研制—种结构紧凑、动态性能好、成本低、能量损 耗低的新型流量测量装梵是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于MEMS传感器的插入式流量测量装覽，解决传统插入式 流量计动态特性差，误差大，损耗高等问题。本专利技术的技术方案是基于MEMS传感器的插入式流量测量装覽，该装置由测量管l、 探头2、固定装置3、 二次仪表4、高压取压口8、低压取压口9及传感器部分的MEMS敏感 芯体6、封装结构5、信号线7构成探头2通过画定装置3固定在测量管1内部；MEMS 敏感芯体6被封装在封装结构5中，置于探头2内部；封装结构5固定在探头2内部，开口 处分别与高压取压口 8和低压取压口 9相通；高压取压口 8与低压取压口 9均设在探头2上, 位于测量管1内部MEMS敏感芯体6的两个取压管分别通过高压取压口 8与低压取压口 9 接触高压和低压流体；信号线7与MEMS敏感芯体6连接后引出测量管1至二次仪表4。所 述的MEMS敏感芯体6为硅微压阻式、压电式或电容式微型压力瓶差敏感芯体。本专利技术的原理是根据伯努利方程可知，流体流过探头2时会产生对应于流量大小的压 力差信号,该压力差信号被MEMS敏感芯体6测得并通过信号7线引出管外送至二次仪表4。 根据流量一压差数学关系模型和现场实际标定，可以实现对流量的动态和稳态测量。其流量方程为 Q=CAP 式中q-流量，迈3/8C~~流量系数 A "~~压差pa本专利技术所述的基于MEMS传感器的插入式流量测量装置，将MEMS传感器植入测量管1 内部測量压差，不霈要把压力引出管外进行比较，不存在引压管沿程压力损失，因此只需要 很弱的节流作用即可实现测量，永久压力损耗低；采用探头2获取压差，重复型好，量程比 宽，抗脏污能力强，信号稳定性好，不需要上游直管段，并能在较小的空闻距离甩实现更高 的信号水平；取消了传统的布引压管线工程，减少了制造成本以及维护维修工作量，具有较 高的测量精度；并应用质量和惯性都非常小的MEMS传感器，压差测取的时间常数很小，因 此动态测量频率得到较大程度的提高只需要很小的压差就能齊到准确的测量效果，因此大 大减小了插入式流量计的结构体积。本专利技术既能应用到一般的流体介质输送方面，也能有 效完成对低静压、低流速流体的测量。本专利技术的有益效果是结构紧凑合理，使用方便，便于維护，不需要引压管路便可实现 现场流量的低压损、微压差、高精度测量。 附圉说明附图说明图1为本专利技术基于MEMS传感器的插入式流量测量装置实施例1的示意图； 图2为本专利技术基于MEMS传感器的插入式流量测量装置实施例2的示意衝。 图中1、測量管，2、探头，3、圃定装.覽，4、 二次仪表，5、封装结构，6、 MEMS敏 感芯体，7、信号线，8、高压取uai， 9、低压取lli口。具体实肪式实施例l如图1所示，探头2通过固定装置3画定在测量管l内部，探头2甜后分别有高压取压 口 8和低压取压口 9; MEMS敏感芯体6在封装结构5内部进行测量；信号线7与MEMS敏 感芯体6连接后引出测量管1至二次仪表4。测量管i中的流体流经探头2时，在探头2前 部产生高压区域，探头2后部产生低压区域，根据伯努力原理可知，该探头2前后产生对应 于流量大小的压力差，该压力差被MEMS敏感芯体6测得并通过信号线7引出测量管1送至 二次仪表4。根裾流量一差压数学关系模型和现场实际标定，可以实现对流量的动态和稳态 测量。实施例2如图2所示，探头2通过固定装置3固定在测量管1内部，探头2前部和下部分别有高压取压口 8和低压取压口 9:MEMS敏感芯体6在封装结构5内部进行测量;信号线7与MEMS 敏感芯体6连接后引出测量管1至二次仪表4。测量管1中的流体流经探头2时，在探头2 前部产生高压区域，探头2下部产生低压区域，根据伯努力原理可知，该探头2前部和下部 产生对应于流量大小的压力差，该压力差被MEMS敏感芯体6测得并通过信号线7引出测量 管1送至二次仪表4。根据流暈一差压数学关系模型和现场实际标定，可以实现对流量的动 态和稳态测量。权利要求1、基于MEMS传感器的插入式流量测量装置，其特征在于，该装置由测量管(1)、探头(2)、固定装置(3)、二次仪表(4)、高压取压口(8)、低压取压口(9)及传感器部分的MEMS敏感芯体(6)、封装结构(5)、信号线(7)构成；探头(2)通过固定装置(3)固定在测量管(1)内部；MEMS敏感芯体(6)被封装在封装结构(5)中，置于探头2内部；封装结构(5)固定在探头(2)内部，开口处分别与高压取压口(8)和低压取压口(9)相通；高压取压口(8)与低压取压口(9)均设在探头(2)上，位于测量管(1)内部；MEMS敏感芯体(6)的两个取压管分别通过高压取压口(8)与低压取压口(9)接触高压和低压流体；信号线(7)与MEMS敏感芯体(6)连接后引出测量管(1)至二次仪表(4)。2、 根据权利要求1所述的基于MEMS传感器的插入式流量测量装置，其特征在于，所 述的MEMS敏感芯体(6)为硅微压阻式、压电式或电容式微型压力/压差敏感芯体。全文摘要本专利技术涉及一种流量测量装置，尤其是基于MEMS传感器的插入式流量测量装置。该装置由测量管、探头、固定装置、二次仪表、高压取压口、低压取压口及传感器部分的MEMS敏感芯体、封装结构、信号线构成。该装置将MEMS敏感芯体置于探头内部，取压口也位于测量管内，取消了传统插入式流量计需要引压到管外的结构。根据流量-差压数学关系模型和现场实际标定，实现对流量的动态和稳态测量。本专利技术解决了传统插入式流量计动态特性差，误差大，损耗高等问题。文档编号G01F1/34GK101349581SQ200810012819公开日2009年1月21日 申请日期2008年8月12日 优先权日2008年8月12日专利技术者孙玉清, 张兴彪, 张洪朋, 涛 梅, 陈海泉, 顾长智 申请人:大连海事大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于ＭＥＭＳ传感器的插入式流量测量装置，其特征在于，该装置由测量管（１）、探头（２）、固定装置（３）、二次仪表（４）、高压取压口（８）、低压取压口（９）及传感器部分的ＭＥＭＳ敏感芯体（６）、封装结构（５）、信号线（７）构成；探头（２）通过固定装置（３）固定在测量管（１）内部；ＭＥＭＳ敏感芯体（６）被封装在封装结构（５）中，置于探头２内部；封装结构（５）固定在探头（２）内部，开口处分别与高压取压口（８）和低压取压口（９）相通；高压取压口（８）与低压取压口（９）均设在探头（２）上，位于测量管（１）内部；ＭＥＭＳ敏感芯体（６）的两个取压管分别通过高压取压口（８）与低压取压口（９）接触高压和低压流体；信号线（７）与ＭＥＭＳ敏感芯体（６）连接后引出测量管（１）至二次仪表（４）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪朋，梅涛，张兴彪，顾长智，陈海泉，孙玉清，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]
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