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恒流法熱式氣體質量流量計及其測量方法
【專利摘要】本發明涉及一種恒流法熱式氣體質量流量計，其傳感器模塊由速度探頭鉑熱電阻Rw、溫度探頭鉑熱電阻Rc，以及兩個與之串聯的基準電阻Ra、Rb組成，輸出四路電壓信號，其特征在于，所述的流量計包括兩個恒流源，精密基準電壓源，信號調理模塊，A/D采樣模塊，主控單元，信號調理模塊4包括四路調理電路，將調理后符合采樣要求的四路信號送入A/D采樣模塊進行模數轉換，傳送至主控單元，由主控單元計算出流量值。本發明同時提供一種此種流量計的測量方法。本發明具有響應速度快、測量準確，硬件電路實現更為簡單和不受環境溫度影響等特點。
【專利說明】恒流法熱式氣體質量流量計及其測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于恒電流法的熱式氣體質量流量計。
【背景技術】
[0002]對于傳統的熱式氣體質量流量計，其測量方法主要分為兩類:恒溫差法和恒功率法。
[0003]熱式流量計其基本結構如圖1所示。
[0004]傳感器核心部分由速度探頭和溫度探頭組成，利用探頭電阻值大小隨溫度變化關系并結合傳熱學原理來實現流量信號的采集。通過對速度探頭通以一定電流加熱，使之與管道中流過的氣體產生強迫對流換熱，換熱量與質量流量成正比，從而實現流速測量；而溫度探頭則用于測量流體溫度，實現溫度補償。
[0005]熱式氣體質量流量計的基本模型如公式(I)所示:
[0006]
【權利要求】
1.一種恒流法熱式氣體質量流量計，包括傳感器模塊，信號調理模塊，A/D采樣模塊和主控單元，所述的傳感器模塊所述的傳感器模塊由速度探頭鉬熱電阻Rw、溫度探頭鉬熱電阻R。、與速度探頭鉬熱電阻Rw串聯的基準電阻Ra及與溫度探頭鉬熱電阻Rc串聯的基準電阻Rb，根據加載在所述的四個電阻的電壓值輸出相應的四路電壓信號，信號調理模塊包括四路調理電路，將調理后符合采樣要求的四路電壓信號送入A/D采樣模塊進行模數轉換，傳送至主控單元，由主控單元計算出流量值，其特征在于，所述的流量計還包括兩個恒流源和一個精密基準電壓源，兩個恒流源分別為速度探頭支路和溫度探頭支路提供恒定驅動電流，所述的精密基準電壓源為速度探頭支路的恒流源提供基準電壓，并同時為采集速度探頭和溫度探頭的A/D采樣模塊提供基準電壓。
2.根據權利要求1所述的質量流量計，其特征在于，所述的兩個恒流源分別為80mA恒流源和0.5mA恒流源，前者為速度探頭支路提供恒定驅動電流，后者為溫度探頭支路提供恒定驅動電流。
3.采用權利要求1所述的流量計實現的氣體流量測量方法，其特征在于，包括下列的步驟: (1)根據將調理后符合采樣要求的四路信號，得每條支路的鉬熱探頭探頭電阻值，利用已知的探頭溫度系數獲得速度探頭溫度Tw和溫度探頭T。； (2)利用公式下列計算擬合變量X:。
【文檔編號】G01F1/86GK104034378SQ201410301881
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】張濤, 蔣偉, 劉溢, 劉新峰 申請人:天津大學