恒流法热式气体质量流量计及其测量方法
【专利摘要】本发明涉及一种恒流法热式气体质量流量计，其传感器模块由速度探头铂热电阻Rw、温度探头铂热电阻Rc，以及两个与之串联的基准电阻Ra、Rb组成，输出四路电压信号，其特征在于，所述的流量计包括两个恒流源，精密基准电压源，信号调理模块，A/D采样模块，主控单元，信号调理模块4包括四路调理电路，将调理后符合采样要求的四路信号送入A/D采样模块进行模数转换，传送至主控单元，由主控单元计算出流量值。本发明同时提供一种此种流量计的测量方法。本发明具有响应速度快、测量准确，硬件电路实现更为简单和不受环境温度影响等特点。
【专利说明】恒流法热式气体质量流量计及其测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于恒电流法的热式气体质量流量计。
【背景技术】
[0002]对于传统的热式气体质量流量计，其测量方法主要分为两类:恒温差法和恒功率法。
[0003]热式流量计其基本结构如图1所示。
[0004]传感器核心部分由速度探头和温度探头组成，利用探头电阻值大小随温度变化关系并结合传热学原理来实现流量信号的采集。通过对速度探头通以一定电流加热，使之与管道中流过的气体产生强迫对流换热，换热量与质量流量成正比，从而实现流速测量；而温度探头则用于测量流体温度，实现温度补偿。
[0005]热式气体质量流量计的基本模型如公式(I)所示:
[0006]
【权利要求】
1.一种恒流法热式气体质量流量计，包括传感器模块，信号调理模块，A/D采样模块和主控单元，所述的传感器模块所述的传感器模块由速度探头钼热电阻Rw、温度探头钼热电阻R。、与速度探头钼热电阻Rw串联的基准电阻Ra及与温度探头钼热电阻Rc串联的基准电阻Rb，根据加载在所述的四个电阻的电压值输出相应的四路电压信号，信号调理模块包括四路调理电路，将调理后符合采样要求的四路电压信号送入A/D采样模块进行模数转换，传送至主控单元，由主控单元计算出流量值，其特征在于，所述的流量计还包括两个恒流源和一个精密基准电压源，两个恒流源分别为速度探头支路和温度探头支路提供恒定驱动电流，所述的精密基准电压源为速度探头支路的恒流源提供基准电压，并同时为采集速度探头和温度探头的A/D采样模块提供基准电压。
2.根据权利要求1所述的质量流量计，其特征在于，所述的两个恒流源分别为80mA恒流源和0.5mA恒流源，前者为速度探头支路提供恒定驱动电流，后者为温度探头支路提供恒定驱动电流。
3.采用权利要求1所述的流量计实现的气体流量测量方法，其特征在于，包括下列的步骤: (1)根据将调理后符合采样要求的四路信号，得每条支路的钼热探头探头电阻值，利用已知的探头温度系数获得速度探头温度Tw和温度探头T。； (2)利用公式下列计算拟合变量X:。
【文档编号】G01F1/86GK104034378SQ201410301881
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】张涛, 蒋伟, 刘溢, 刘新峰 申请人:天津大学