流道结构及流体流量测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种流道结构，包括供流体通过的流道腔体，所述流道腔体具有供流体流入的入口和供流体流出的出口，其中：在所述入口和所述出口之间在所述流道腔体内设置有沿流体的流动方向延伸布置的一个流通横截面积缩小部分；在所述缩小部分处固定设置有沿所述流动方向延伸布置的第一整流部，所述第一整流部将流体分为至少两个流束。本发明专利技术还涉及一种流体流量测量装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于流体流量领域，特别是涉及一种流道结构以及具有该流道结构的流体流量测量装置。
技术介绍
从微观来看，流体在流道(例如管道)中的流速分布是无序的，而且，由于受到安装结构的影响，还容易出现无序运动，即紊流状态，此时管道中任意一点的流速往往不能代表平均流速，且有时和平均流速相差较大。为了使得测量点所获得的流体流速尽量与平均流速接近，可以在流体流速测量之前使用诸如整流板或整流孔对管道中的流体整流，但未能实现流体的加速。在大流量情况下，如此测得的流体流速基本上可以代表流体的平均流速，但是，对于小流量的情况，由于流体的粘滞效应，存在流量的测量精度不高的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术缺陷，提出本专利技术。根据本专利技术的一个方面，提出了一种流道结构，其包括供流体通过的流道腔体，所述流道腔体具有供流体流入的入口和供流体流出的出口，其中:在所述入口和所述出口之间在所述流道腔体内设置有沿流体的流动方向延伸布置的一个流通横截面积缩小部分；在所述缩小部分处固定设置有沿所述流动方向延伸布置的第一整流部，所述第一整流部将流体分为至少两个流束。可选地，在所述流动方向上在所述第一整流部的上游设置有沿所述流动方向延伸布置的第二整流部，所述第一整流部与所述第二整流部分隔开，且所述第二整流部将流体分为至少两个流束。进一步地，所述第二整流部设置在所述流道腔体的入口处。所述第一整流部可设置在所述流道腔体的大致中间位置。可选地，所述缩小部分的横截面积为所述流道腔体的未缩小部分的横截面积的60-80%，优选地 71%。可选地，所述缩小部分的流体流入侧形成有在所述流动方向上渐缩的过渡部。进一步地，所述缩小部分的流体流出侧形成有在所述流动方向上渐扩的过渡部。在以上流道结构中，至少所述第一整流部由至少两个平行布置的整流板形成。可选地，所述至少两个整流板将进入所述缩小部分的流体分为流体厚度不同的至少两个流体束。有利地，所述流道腔体由相对的一对第一壁板和相对的一对第二壁板围合而成且具有大致矩形横截面，其中所述一对第一壁板的面对所述流道腔体的一侧形成有突出结构，由该突出结构形成所述缩小部分。进一步地，所述流道腔体由相对的一对第一壁板和相对的一对第二壁板拼接而成。至少所述第一整流部也可以由至少两个平行布置的孔道形成。根据本专利技术的另一方面，提出了一种流体流量测量装置，其包括:壳体，所述壳体形成上述流道结构的流道腔体，其中，至少所述第一整流部由至少两个平行布置的第一整流板形成；流量信息采集元件，所述流量信息采集元件设置在所述流道结构的所述缩小部分的与一个流体束直接接触的壳体的壁面处；和控制分析单元，所述控制分析单元根据所述流量信息采集元件输出的信息计算通过流道结构的流体的流量。可选地，所述流量信息采集元件设置在所述壳体的壁面上形成的一个第一凹部中，该第一凹部和与所述壳体的壁面相邻并间隔开的第一整流部的一个整流板相对。进一步地，所述至少两个平行布置的整流板将进入所述缩小部分的流体分为流体厚度不同的至少两个流体束，且形成凹部的所述壳体的壁面与和所述壳体的壁面相邻的整流板之间形成的流体束的流体厚度最小。在上述流体流量测量装置中，所述壳体包括相对的一对第一壁板和相对的一对第二壁板，所述流道结构为所述一对第一壁板和所述一对第二壁板围合而成的大致矩形横截面的流道结构，其中所述一对第一壁板的面对所述流道腔体的一侧形成有突出结构，由该突出结构形成所述缩小部分。有利地，所述壳体由所述一对第一壁板和所述一对第二壁板拼接而成。可选地，所述流体为气体；所述流体流量测量装置还包括测量壳体，所述测量壳体设置在一个壁板外侧且仅在所述壁板上开口而通过所述开口与所述流道腔体相通，且气氛传感器设置在所述测量壳体内，输出有关所述气体的成分的第一信息；所述流量信息采集元件为流量传感器，所述流量传感器输出与所述成分相关的第二信息；以及所述控制分析单元根据所述第一信息和所述第二信息计算通过流道结构的气体的所述成分的流量。所述气体可以为燃气。有利地，所述流量传感器和所述气氛传感器均为MEMS传感器。有利地，安装所述测量壳体的外侧还设置有第二凹部，线路板安装在所述第二凹部内，且所述气氛传感器、所述流量传感器以及所述控制分析单元通过所述线路板电连接。根据本专利技术的技术方案，至少可以获得如下技术效果之一:(I)在缩小部分处设置了第一整流部，这在增加通过缩小部分的流体的流速的同时，有利于通过缩小部分的流体的稳定渐进的流态分布。(2)在还设置了第二整流部的情况下，采用两级整流可良好地稳定流体状态，数据采集更真实，作为一级整流的第二整流部可使得进入流道腔体的流体保持平稳的流态，作为二级整流的第一整流部可让流体在加速过程中保持平稳状态，便于传感器采集有效精准的数据。利用两级整流将流场分割成至少两个的小流场，让每个小流场尽量保持有序的前进状态，从而使得采集的数据或信息更具有代表性。(3)在流量传感器和气氛传感器均为MEMS传感器的情况下，可顺利完成能量/物质和信息之间的转换，具有精度高、功耗低、寿命长、性能稳定、成本低廉的优点。通过下文中参照附图对本专利技术所作的描述，本专利技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本专利技术有全面的理解。附图说明图1为根据本专利技术的第一实施例的流道结构的剖面示意图。图2为根据本专利技术的第二实施例的流道结构的剖面示意图。图3为图2中的流道结构的分解示意图。图4为图2中的流道结构的立体示意图。图5a为整流前的流体分布示意图，图5b为整流后的流体分布示意图。图6为根据本专利技术的一个实施例的流体流量测量装置的剖面示意图。具体实施例方式虽然将参照含有本专利技术的较佳实施例的附图充分描述本专利技术，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的专利技术，同时获得本专利技术的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本专利技术所描述的示例性实施例。图1为根据本专利技术的第一实施例的流道结构的剖面示意图。参照图1，流道结构10包括供流体通过的流道腔体11，所述流道腔体11具有供流体流入的入口(对应于图1中的流道腔体11的左端)和供流体流出的出口(对应于图1中的流道腔体11的右端)，其中:在所述入口和所述出口之间在所述流道腔体11内设置有沿流体的流动方向A延伸布置的一个流通横截面积缩小部分12 ;在所述缩小部分12处固定设置有沿所述流动方向A延伸布置的第一整流部13，所述第一整流部13将流体分为至少两个流束。例如，如图5中所示，第一整流部13可以将流体从图5a中的流动形态调整为图5b中的流动形态。第一整流部13的存在保证了通过缩小部分12的流体的稳定渐进的流态分布。所述缩小部分12的横截面积为所述流道腔体11的未缩小部分的横截面积的60-80%，优选为71%。这样，可以在缩小部分12处形成流体加速部分，S卩，通过缩小部分12的流体的流速被加快，而提高流体的流速可以增加流体的稳定性(对小流量尤为重要)。同样如图1中所示，所述缩小部分12的流体流入侧形成有在所述流动方向A上渐缩的过渡部121，进一步地，所述缩小部分12的流体流出侧形成有在所述流动方向A上渐扩的过渡部122，如此，更有利于缩小部分12和第一整流部13对于经过的流体的整流和加速。图2为根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流道结构，包括供流体通过的流道腔体，所述流道腔体具有供流体流入的入口和供流体流出的出口，其中：在所述入口和所述出口之间在所述流道腔体内设置有沿流体的流动方向延伸布置的一个流通横截面积缩小部分；在所述缩小部分处固定设置有沿所述流动方向延伸布置的第一整流部，所述第一整流部将流体分为至少两个流束。

【技术特征摘要】
1.一种流道结构，包括供流体通过的流道腔体，所述流道腔体具有供流体流入的入口和供流体流出的出口，其中: 在所述入口和所述出口之间在所述流道腔体内设置有沿流体的流动方向延伸布置的一个流通横截面积缩小部分； 在所述缩小部分处固定设置有沿所述流动方向延伸布置的第一整流部，所述第一整流部将流体分为至少两个流束。2.根据权利要求1所述的流道结构，其中: 在所述流动方向上在所述第一整流部的上游设置有沿所述流动方向延伸布置的第二整流部，所述第一整流部与所述第二整流部分隔开，且所述第二整流部将流体分为至少两个流束。3.根据权利要求2所述的流道结构，其中: 所述第二整流部设置在所述流道腔体的入口处。4.根据权利要求3所述的流道结构，其中: 所述第一整流部设置在所述流道腔体的大致中间位置。5.根据权利要求1所述的流道结构，其中: 所述缩小部分的横截面积为所述流道腔体的未缩小部分的横截面积的60-80%。6.根据权利要求5所述的流道结构，其中: 所述缩小部分的横截面积为所述流道腔体的未缩小部分的横截面积的71 %。7.根据权利要求1-6中任一项所述的流道结构，其中: 至少所述第一整流部由至少两个平行布置的整流板形成。8.根据权利要求7所述的流道结构，其中: 所述至少两个整流板将进入所述缩小部分的流体分为流体厚度不同的至少两个流体束。9.根据权利要求7所述的流道结构，其中: 所述流道腔体由相对的一对第一壁板和相对的一对第二壁板围合而成且具有大致矩形横截面，其中所述一对第一壁板的面对所述流道腔体的一侧形成有突出结构，由该突出结构形成所述缩小部分。10.一种流体流量测量装置，包括: 壳体，其形成根据权利要求7所述的流道结构的所述流道腔体； 流量信息采集元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国国，董胜龙，李伟，张万术，黄忠，
申请(专利权)人：新奥科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：