一种多维层流流体流量测量装置和流体流量检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种多维层流流体流量测量装置及流体流量检测方法，所述测量装置包括两个或两个以上串联的层流流量元件，每个层流流量元件两端的流体管路上具有经多通接头连通的分支管路：第一类分支管路：每个层流流量元件的每一端均与第一多通阀独立对应的阀口和第二多通阀独立对应的阀口连通；第二类分支管路：每个层流流量元件两端分别与第三多通阀独立的阀口连通，第三多通阀与至少一个压力传感器连通；流体管路连接至少一个温度传感器。本发明专利技术通过多通阀的切换以及分支管路的设计，可获得多个数据样本，通过数据处理，剔除明显超出许用误差范围的数值，显著提高了检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种多维层流流体流量测量装置和流体流量检测方法
本专利技术属于流量计量仪器领域，具体涉及一种多维层流流体流量测量装置和流体流量检测方法。技术背景层流流量计是由层流流量传感器和差压计组成的差压式流量计，是通过测量传感器两端的差压来测量流量的仪表，可用于测量微小流量和高粘度流体的流量。广泛应用于汽车电子、半导体技术、能源与环保等领域。传统的层流气体流量计使用单个层流流量元件(LFE)和一个压力传感器。由于层流元件中的微小流体通道易被流体中的杂质堵塞，并且受压力传感器线性等影响，传统的层流气体流量计测量结果准确性不易保证。中国专利CN209372153U公开了一种压力位差式层流流量测量装置。测量管路由两条管径相同并联支路组成，每条支路上串联长度不同的两个层流元件，两条支路上的层流元件两两相同安装位置交叉对称，构成除了长短层流元件相对位置不同，其它完全相同的两条支路。在每条支路上两个层流元件之间的取压腔室中间位置开取压孔，测量两个取压腔室之间的差压。该测量装置通过构造两个流阻特性相同的并联支路，能够抵消不可压缩气体在层流元件中毛细管进口、出口压损、毛细管内入口段流动损失、取压腔室内的流动阻力损失以及抵消可压缩气体流动在层流元件毛细管进口动能损失和入口段粘性摩擦阻力损失。然而对于层流元出现灰尘沉积等污染情况，导致两个元件存在差异时，测量会不准确。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术不足提供了一种多维层流流体流量测量装置及流体流量检测方法，通过多通阀的切换以及分支管路的设计，实现一次测量获得每个层流流量元件以及不同串联组合测得的多个数据样本，通过数据处理，剔除明显超出许用误差范围的数值，将最终的样本集合中所有在许用误差范围内的流量名义值取均值，得到流量测量值。本专利技术具体技术方案如下：一种多维层流流体流量测量装置，包括流体进管、第一多通阀、两个或两个以上串联的层流流量元件、第二多通阀、第三多通阀、压力传感器、温度传感器和流体出管，所述流体进管、第一多通阀、层流流量元件、第二多通阀和流体出管通过流体管路顺次连接，每个层流流量元件两端的流体管路上具有经多通接头连通的分支管路：第一类分支管路：每个层流流量元件的每一端均与第一多通阀独立对应的阀口和第二多通阀独立对应的阀口连通；第二类分支管路：每个层流流量元件两端分别与第三多通阀独立的阀口连通，第三多通阀与至少一个压力传感器连通；流体管路设有至少一个温度传感器。优选的，每个多通接头连通处设有一个温度传感器。优选的，本专利技术所述流量测量装置还具有流量计算模块，可对压力传感器测得的压力值，以及温度传感器测得的温度值进行处理、分析、运算，得到流量测量值。本专利技术所述的测量装置，使用至少2个压力传感器，获得平行的检测压力值，相对于仅使用一个压力传感器，可避免压力传感器功能异常或者该测量点误差较大对测量值的影响，提高检测结果的准确性。优选压力传感器为2-3个。本专利技术所述的测量装置，使用两个或两个以上的层流流量元件串联组合，采用分支管路1的设计，目的是为了获得多个不同的层流流量元件检测样本(例如，使用3个层流流量元件A、B、C时，可得到A、B、C、A-B、B-C、A-B-C共6种方式的检测数据)，并对样本进行分析和处理，可避免因任何一个层流流量元件内部结构变化、灰尘或者任何一个层流流量元件因该测量点误差较大而对测量值的影响，提高检测结果的准确性。此外，分支管路1的设计还可以实现反向检测。即以流体出管作为流体进管，使流体反向进入各个层流流量元件，最终从原流体进管流出。采用正向工作模式和反向工作模式，获得更多的检测样本数值。并且，正向工作模式和反向工作模式的切换，将进入层流流量元件的灰尘吹扫出去，有利于保持层流流量元件的层流管洁净畅通。优选的，本专利技术所述检测装置的层流流量元件为3-5个。本专利技术所述的各层流流量元件可以相同也可以不同，优选每个层流流量元件的层流管管径和/或层流管长度不同，但是一次测量中至少有两个层流流量元件的量程涵盖被测流量值。本专利技术所述的测量装置，在流体进管和/或流体出管上可设有截止阀和/或过滤元件。本专利技术所述的检测装置在使用时，通过切换第一多通阀、第二多通阀和第三多通阀的阀门，每次检测一个层流流量元件或一种层流流量元件串联组合的前端或后端的压力值，并获得差压。每个检测时刻，第一多通阀与流体进管连接的阀口仅与其余阀口中的一个连通，第二多通阀与流体出管连接的阀口仅与其余阀口中的一个连通，第三多通阀与压力传感器连接的阀口仅与其余阀口中的一个连通。本专利技术所述的流体可以为气体或者液体。本专利技术另一目的在于提供一种精确测量流体流量的方法，使用本专利技术所述的多维层流流体流量测量装置，先确认装置内部无不可接受的泄露，然后分别正向和反向测定每个层流流量元件两端及多个串联的层流流量元件组两端的压力和温度数据，计算压差，采用泊松公式计算得到名义流量值的样本集合，对样本集合中的名义流量值进行数据处理：(1)计算所有测定的名义流量值的平均值，若每个流量名义值和平均值之差均在其许用误差范围内，则取这些流量名义值的平均值为流量测量值；(2)若样本集合中一个或多个流量名义值与平均值相比超出许用误差范围，则剔除超出许用误差范围最大的数值，计算其余的流量名义值新的平均值，继续比较流量名义值是否在其许用误差范围内，若每个流量名义值和新的平均值之差均在其许用误差范围内时，则取其余流量名义值的平均值为流量测量值；(3)若其余流量名义值中一个或多个超出许用误差范围，则重复步骤(2)直至最终的样本集合中所有流量名义值均在许用误差范围内，取这些流量名义值的平均值为流量测量值；(4)若重复步骤(2)至最终剩余三个数值，且其中有一个或多个数值超出许用误差范围，则判断本组测量数据不可用，应检查设备状态是否正常或重新检测。在进行测量前，先对装置的密闭性进行侦测，确保无不可接受的泄露。步骤一：打开流体进管截止阀，关闭流体出管截止阀，流体进入装置，待压力稳定后，关闭流体进管截止阀。将第一多通阀与流体进管连接的阀口和第一多通阀与第一位的层流流量元件前端连通的阀口接通，将第二多通阀与流体出管连接的阀口和第二多通阀与最后一位的层流流量元件后端连通的阀口接通，将第三多通阀与压力传感器连接的阀口依次与其余阀口接通，测量装置内压力。经设定的压力测量时间后，若测得的压力值均未出现不可接受的下降，则进行步骤二；若压力出现不可接受的下降，则装置有泄露，应排除泄露点；步骤二：打开流体进管截止阀，关闭流体出管截止阀，流体进入装置，待压力稳定后，关闭流体进管截止阀。将第一多通阀与流体进管连接的阀口与其余阀口分别连通，并将第二多通阀与流体出管连接的阀口与其余阀口分别连通，对每种组合模式下的压力进行检测，每次均经设定的压力测量时间后，若测得的压力值均未出现不可接受的下降，则装置可用；若压力出现不可接受的下降，则装置有泄露，应排除泄露点。本专利技术优点：1.本专利技术使用多个串本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多维层流流体流量测量装置，其特征在于包括流体进管、第一多通阀、两个或两个以上串联的层流流量元件、第二多通阀、第三多通阀、压力传感器、温度传感器和流体出管，/n所述流体进管、第一多通阀、层流流量元件、第二多通阀和流体出管通过流体管路顺次连接，/n每个层流流量元件两端的流体管路上具有经多通接头连通的分支管路：/n第一类分支管路：每个层流流量元件的每一端均与第一多通阀独立对应的阀口和第二多通阀独立对应的阀口连通；/n第二类分支管路：每个层流流量元件两端分别与第三多通阀独立的阀口连通，第三多通阀与至少2个压力传感器连通；/n流体管路设有至少一个温度传感器。/n

【技术特征摘要】
20210510 CN 20211050857541.一种多维层流流体流量测量装置，其特征在于包括流体进管、第一多通阀、两个或两个以上串联的层流流量元件、第二多通阀、第三多通阀、压力传感器、温度传感器和流体出管，
所述流体进管、第一多通阀、层流流量元件、第二多通阀和流体出管通过流体管路顺次连接，
每个层流流量元件两端的流体管路上具有经多通接头连通的分支管路：
第一类分支管路：每个层流流量元件的每一端均与第一多通阀独立对应的阀口和第二多通阀独立对应的阀口连通；
第二类分支管路：每个层流流量元件两端分别与第三多通阀独立的阀口连通，第三多通阀与至少2个压力传感器连通；
流体管路设有至少一个温度传感器。


2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于每个多通接头连通处设有一个温度传感器。


3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述流量测量装置还具有流量计算模块，该计算模块通过导线与压力传感器和温度传感器连接。


4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述压力传感器不少于2个，所述层流流量元件不少于2个。


5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于所述每个层流流量元件的层流管管径和/或层流管长度不同，但是一次测量中至少有两个层流流量元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张靓，陆春，黄晓滨，孙国杰，张斌，杜宝强，孙清浩，
申请(专利权)人：南通市计量检定测试所，北京易优凯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32