气体流量传感器制造技术

一种气体流量传感器，包括呈管状的外壳（４），其特征是在该外壳（４）的内腔中插接有呈管状的内壳（２），在该内壳（２）的内腔中插接有呈管状的内膜（１），内壳（２）上设有振动腔（５）和与振动腔（５）连通的传振通道（６），其中振动腔（５）沿内壳（２）的内圆面设置，在内壳（２）上装有将传振通道（６）阻断的感应膜片（３），感应膜片（３）上接有金属柱（９）。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种气体流量传感器。
技术介绍
气体流量计是测量气体流量的装置，其关键部件是传感器。通用的气体流量计，基本上可分为叶片式、卡门漩涡式、热线式和热膜式四种。这四种类型的气体流量计的传感器，其共同的弊端是结构复杂、成本高，压力损失大，灵敏度低、测量精度差。如专利号为92204506.2的气体流量计，所公开的技术方案中，其传感器部分包括在气体的通道内设有由流动的气体推动旋转、并带有大小叶片的叶轮，叶轮上固定有永磁钢体，在与叶轮对应的圆周上固定有电磁传感器，当流动的气体推动叶轮旋转时，固定在叶轮上的永磁钢体也随之转动，永磁钢体每经过电磁传感器一次，电磁传感器的工作状态就发生一次变化，产生电信号输出。本专利所述的气体流量计的传感器，由于在气体的通道内设有阻碍气体流动的叶轮和大小叶片，因而被测气体的压力损失大，结构复杂。专利号为97220720.1的位移式气体流量传感器，包括上气室和下气室，上气室与下气室由可移动的橡胶膜相隔，上气室与进气口连通，下气室与出气口连通，当进气口与出气口产生压差、气体从进气口向出气口流动时，橡胶膜在该压差的推动下产生位移，从而使与橡胶膜相连的光电反射板相应的产生位移，该位移使光电耦合器输出相应的电信号。本专利所述的位移式气体流量传感器，同样存有结构复杂的弊端，并且灵敏度低，测量精度差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种结构简单、压力损失小和测量精度高的气体流量传感器。为了实现上述的目的，这种气体流量传感器，包括呈管状的外壳，其结构特点是在该外壳的内腔中插接有呈管状的内壳，在该内壳的内腔中插接有呈管状的内膜，内壳上设有振动腔和与振动腔连通的传振通道，其中振动腔沿内壳的内圆面设置，在内壳上装有将传振通道阻断的感应膜片，感应膜片上接有金属柱。依据配用的气体流量计的工作环境、气体的流量范围和测量的精度要求，上述的振动腔的数量是1个或2-3个，由于被测气体的压力、温度等参数的变化会对不同形状的振动腔的工作产生不同的影响，为了消除偏差，提高测量精度，振动腔可以是环形、半环形或圆弧形，通过不同振动腔之间振动的对应关系的变化，排除流量以外的其它参数变化的影响。依据配用的气体流量计的工作环境和测量的精度要求，上述的感应膜片包括变阻式膜片、压电式膜片和电容式膜片。为了便于制造和安装，感应膜片埋嵌在内壳的外圆面上，传振通道延伸到外壳内。使用时，将本技术的气体流量传感器用法兰串接在被测气体的管道中，金属柱通过导线与气体流量计的信号输入端连接。本技术的气体流量传感器的工作原理是当被测量的气体从管状的内膜中流过时，内膜壁会产生振动，特别是位于振动腔的部位，其振动更为明显，该振动经振动腔进入传振通道，使感应膜片对应的产生振动，依据所选定的感应膜片的类型，感应膜片会将这种振动变换成电信号，经过金属柱和导线传递到气体流量计，当传感器各部件的材质、尺寸和形状确定后，其振动的频率、波形和振幅等参数就与气体的流速构成对应关系，而振动的频率、波形和振幅等参数的改变，会在感应膜片上产生出对应的电信号，将该电信号输入到气体流量计的CPU芯片，通过CPU芯片进行数据处理，即可得到在某段时间内的气体流量。本技术所述的气体流量传感器，其有益效果是1、只用了外壳、内壳、内膜和感应膜片，几何形状又规范，因而结构特别简单，成本低；2、内膜的内腔中无叶轮叶片一类的障碍物阻挡气体流动，被测气体的压力损失小；3、不需要热传导式传感器的导热时间，感应膜片对振动的变化反映速度快，感应灵敏度高；4、由于可识别的参数多，气体流量计中CPU芯片可根据气体的综合参数及时进行校正，因而测量精度高。附图说明本技术的气体流量传感器的实施例结合附图加以说明，其中图1是振动腔的数量是1个的气体流量传感器的结构示意图；图2是图1的A-A剖视图；图3是振动腔的数量是2个的气体流量传感器的结构示意图；图4是变阻式膜片的结构示意图；图5是变阻式膜片的原理图；图6是压电式膜片的结构示意图；图7是压电式膜片的原理图；图8是电容式膜片的结构示意图；图9是电容式膜片的原理图。具体实施方式参照附图，本技术的气体流量传感器，包括呈管状的塑料外壳4，在该外壳4的内腔中插接有呈管状的塑料内壳2，在该内壳2的内腔中插接有呈管状的金属内膜1，内壳2上设有1-3个振动腔5和分别与每个振动腔5连通的传振通道6，其中每个振动腔5沿内壳2的内圆面设置，在内壳2上装有分别将每个传振通道6阻断的感应膜片3，每只感应膜片3上接有金属柱9，振动腔5可以是环形、半环形或圆弧形，感应膜片3包括变阻式膜片、压电式膜片和电容式膜片，依据需要，也可以选用其他类型的感应膜片，感应膜片3最好埋嵌在内壳2的外圆面上，传振通道6延伸到外壳4内。当感应膜片3选用变阻式膜片时，变阻式膜片的振动，附着在硅胶片7上的应变电阻8的阻值对应的改变，利用惠斯顿电桥的原理，确定金属柱9与硅胶片7的触点位置10，使变阻式膜片在静态时电阻R1、R2、R3和R4阻值相等，在该电桥的输入端接通电源VB，在振动时，电阻R1、R2、R3和R4阻值不相等，电桥的输出端有电压VO输出。当感应膜片3选用压电式膜片，压电元件13在振动时，便在簧片兼电极11与电极板12之间产生电压VO输出。当感应膜片3选用电容式膜片，簧片兼电极11的振动改变与电极板12之间的电容量，通过电容的充放电使输出电压VO发生变化。权利要求1.一种气体流量传感器，包括呈管状的外壳(4)，其特征是在该外壳(4)的内腔中插接有呈管状的内壳(2)，在该内壳(2)的内腔中插接有呈管状的内膜(1)，内壳(2)上设有振动腔(5)和与振动腔(5)连通的传振通道(6)，其中振动腔(5)沿内壳(2)的内圆面设置，在内壳(2)上装有将传振通道(6)阻断的感应膜片(3)，感应膜片(3)上接有金属柱(9)。2.根据权利要求1所述的气体流量传感器，其特征是振动腔(5)的数量是1个。3.根据权利要求1所述的气体流量传感器，其特征是振动腔(5)的数量是2-3个。4.根据权利要求2或3所述的气体流量传感器，其特征是振动腔(5)是环形、半环形或圆弧形。5.根据权利要求1所述的气体流量传感器，其特征是感应膜片(3)包括变阻式膜片、压电式膜片和电容式膜片。6.根据权利要求1或5所述的气体流量传感器，其特征是感应膜片(3)埋嵌在内壳(2)的外圆面上，传振通道(6)延伸到外壳(4)内。专利摘要本技术涉及一种气体流量传感器，包括呈管状的外壳，在该外壳的内腔中插接有呈管状的内壳，在该内壳的内腔中插接有呈管状的内膜，内壳上设有振动腔和与振动腔连通的传振通道，其中振动腔沿内壳的内圆面设置，在内壳上装有将传振通道阻断的感应膜片，感应膜片上接有金属柱。这种气体流量传感器，结构简单，成本低，被测气体的压力损失小，测量精度高。文档编号G01F3/02GK2632637SQ0326849公开日2004年8月11日 申请日期2003年6月24日 优先权日2003年6月24日专利技术者刘冬 申请人:刘冬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：刘冬，
申请(专利权)人：刘冬，
类型：实用新型
国别省市：