射流振荡流量计制造技术

提供一种装置（１０）用于确定气体的流速。该装置包括外罩（１２），其形成汽化室（１４），用于在受热（２２）时将流体转化为气体蒸汽。振荡流量计在外罩（１２）中形成，从而与汽化室成整体，该振荡流量计用于接收气体蒸汽并提供指示气体蒸汽流速的频率信号（６０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及一种测量通道中流体流量的装置，特别是一种用 于确定气体流速的射流振荡流量计。
技术介绍
射流振荡流量计是本领域内公知的。例如，Horton等的美国专利 第3,185,166号、Testerman等的美国专利第3,273,377号、Taplin的美 国专利第3,373,600号、Adams等的美国专利第3,640,133号、Villarroel 等的美国专利第3,756,068号、Zupanick的美国专利第4,150,561号、 Bauer的美国专利第4,244,230号和Drzewiecki的美国专利第6,553,844 号。这些传统的射流振荡器包括一个具有两个通道的射流放大器，通 道输出端反馈到输入端以产生自由流动振荡(free running oscillation)， 其中，通过将反馈回来的流体横向施加于输入流从而迫使其输入另一 通道的方式，使得流体交替流过一个通道和另一通道。多 数的射流振荡流量计测量例如体积流量、密度、质量、焓和流 体体积模量等参数。在测量体积流量的情况下，该测量典型地通过测 量流体从一个通道转移到另一通道的频率来完成。由于流体通过时间 与流速相关，该频率与体积流量线性相关。由于放大器管口面积已知， 由速度和面积的乘积得出体积流量。在多数情况下，多数流体的声反 馈时间设计为仅占整个流体通过时间的很少的百分比。在美国专利第6，076，392号中，通过测量流体取样流的流量和流体 中的声速来确定气体混合物的组分。为了确定流体样本的密度和粘度 特性，需要测量体积流量，为了确定流体的比热特性，需要测量声速。在1972年的Ind. Eng. Chem. Fundam.(化学基础工业工程)第11 巻第3期Anderson等人发表的文献"A Fluidic-Electronic Hybrid System for Measuring the Composition of Binary Mixtures (—禾中用于领lj量二元混 合物的组分的射流-电子混合系统)"中，揭示了对于温度在-20到+120 ° C范围内的气体，气体的密度可以利用振荡流量计来确定。压力脉冲 在气体中传播的速度(声速)与气体密度的平方根成比例。然而，该 系统需要一个单独的液体汽化器。因此，想要提供一种结合在燃料电池中的射流振荡流量计来测量 高温蒸汽的体积流速。此外，结合附图和本专利技术的
技术介绍
，本专利技术 的其他期望特征和特性将从随后的本专利技术详细描述和所附的权利要求 中变得明了。
技术实现思路
提供一种成整体的汽化器和流量计来确定气体的流速。该装置包 括形成汽化室的外罩，用于在受热时将流体转化为气体蒸汽。振荡流 量计在外罩中形成，从而与汽化室成整体，该振荡流量计用于接收气 体蒸汽并提供指示气体蒸汽流速的频率信号。附图说明本专利技术将在下文中与以下附图结合描述，附图中相同的标号指示 相同的部件，并且图1是依照本专利技术的示例性实施方式的射流振荡流量计的示意 图；以及图2是包括图1的射流振荡流量计的燃料电池系统的方框图。 具体实施例方式以下对本专利技术的详细描述实质上仅仅是示例性的，并不意图作为 本专利技术或对本专利技术的应用和使用的限制。而且，也不意图受到本专利技术 的前述
技术介绍
中或本专利技术的以下详细描述中呈现的任何理论的限制。如图1所示，依照本专利技术的示例性实施方式的气体振荡流量计10 包括在外罩12内的汽化室14和流量计16。理想地，该设备应该能够 在被测流体的沸点温度的最小值到二级处理温度的最大值范围内运 行。外罩12包括能够经受高温的材料，例如金属，但优选包括陶瓷。 汽化室12可选择地(optionally)包括全部分隔开的多孔材料18。多孔 材料18可以包括例如氧化锆或氧化铝。多孔材料18改善了流体的散 布从而达到更好的均衡蒸发。流量计16包括流量计入口管嘴26以及第一和第二分流通道28， 30。通过输出通道42， 44， 46， 48，可以到达排气口 32， 34， 36和 38 (输出通路)。压电室52在第一分流通道28和第一回流通道54之 间隔开，压电室56在第二分流通道30和第二回流通道58之间隔开。 压电装置62位于压电室52之内，压电装置64位于压电室56之内。 在一些实施方式中，例如多层陶瓷实施方式中，不同的部件可以位于 不同的层面。为了简明，图1中所示的不同的组件位于相同的层面。运行时，液体在入口 20处流入室14。液体可以包括例如甲醇和 水的混合物(例如可以用于随后将详细描述的燃料电池系统中)。液体 将浸透一部分多孔材料18。通过主动加热该室或通过从热联结二级处 理回收废弃热量的方式，为室14提供热量22，使得气体蒸汽在出口 24排出室14夕卜。需要的加热温度在入口流体的最大沸点温度之上并在 结构材料的热限制之下。从出口 24排出的气体蒸汽以一定速度进入流量计入口管嘴26。 当气体蒸汽进入流量计16时，大部分气体蒸汽将进入第一或第二分流 通道。例如，气体蒸汽可能进入分流通道28，绕行通过压电室52和第 一回流通道54，通过第一管嘴66。当该气体蒸汽通过第一管嘴66时， 其与进入流量计入口管嘴26的气体蒸汽发生冲击，使进入的气体蒸汽转向并引起大部分进入的气体蒸汽立刻转入第二分流通道30。气体蒸汽然后将绕行通过压电室56和第二回流通道58，通过第二管嘴68。 当该气体蒸汽通过第二管嘴68时，其与进入流量计入口管嘴26的气 体蒸汽发生冲击，使进入的气体蒸汽转向并引起大部分进入的气体蒸 汽再次进入第一分流通道28。只要气体蒸汽进入流量计16，从流量计 16的一边到另一边的这种交换将会以循环方式持续，该循环方式具有 依赖于气体流速的一定频率。当气体蒸汽充满流量计16且压力加强时，气体蒸汽将进入输出通 道42， 44， 46， 48并通过排气口32， 34， 36， 38排出流量计16。排 气口 32， 34， 36， 38可以会聚到单一的出口 (未示出)。此外，虽然 只显示了四个排气口32， 34， 36， 38，但可以使用任何数量的排气口 。 典型地，两边将设置相等数量的排气口。当气体蒸汽通过压电室52， 56时，压力脉冲足以驱动压电装置 62， 64，从而产生一个指示流量计16振荡特性频率的交流电信号60。 气体从一个通道28， 30转移到另一通道的频率大体上与体积流量线性 相关。气体振荡流量计10可以被十分有效地用在消耗液体燃料并在燃 料沸点以上的温度运行的任何应用中，例如内燃机、微反应堆、特别 是燃料电池。燃料电池是电化学电池，其中，由燃料氧化反应产生的 自由能变化被转换为电能。重整制氢型燃料电池(RHFC)利用由液态 或气态烃类燃料例如甲醇处理得到的氢燃料，使用被称为燃料重整器 的反应堆将燃料转化为氢。由于甲醇在相对低的温度下比其他烃类燃 料例如乙醇、汽油或丁烷更易于重整为氢气，因此甲醇是便携式应用 中用于燃料重整器的优选燃料。从甲醇到氢的重整或转化通常以三种 不同类型的重整中的一种来进行。这三种类型是蒸汽重整、部分氧化 重整和自热重整。在这些类型中，由于蒸汽重整最容易控制且在较低 的温度下能产生由重整器输出的较高浓度的氢，因此蒸汽重整是甲醇重整的优选方法，从而被推选使用。利用多层叠片陶瓷技术，陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：　　　　外罩，该外罩形成汽化室，用于在受热时将流体转化为气体蒸汽；和　　　　振荡流量计，该振荡流量计形成在所述外罩中，从而与所述汽化室成整体，用于接收所述气体蒸汽并提供指示所述气体蒸汽的流速的频率信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬萨姆斯，乔达里R科里佩拉，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]