一种高精度低流量气体流量计的制作方法

1.本实用新型涉及气体流量检测技术领域,尤其是一种高精度低流量气体流量计。


背景技术：

2.现有技术中，在工业监测和气体流量计量中，通常需要使用流量计，通常采用的是靶式流量计，如图1所示为现有技术中的靶式流量计结构图，包括管道23、测量管18和显示器19，测量管18安装在管道23外，测量管18内设置有电容力传感器20、测杆21和阻流件22，阻流件22通过测杆21连接电容力传感器20，电容力传感器20连接显示器19，工作计量时；当介质在测量管18中流动时，因其自身的动能通过阻流件22(靶片)时而产生的压差，并对阻流件22有一作用力，其作用力的大小与介质流速的平方成正比；阻流件22(靶片)接受的作用力，经刚性连接的测杆21传至电容力传感器20，电容力传感器20产生电压信号输出；电压信号经前置放大、ad转换及计算机处理(显示器内设置有前置放大器、ad转换器和计算计处理器)后，即可得到相应的瞬时流量和累积总量。
3.但是靶式流量计在实际使用中有一些缺陷，阻流件容易脱落，容易影响正常使用，另外阻流件易环境振动影响，影响计量精度，量程窄，导致测量精度不高；不适合用于低流量高精度的气体计量。
4.因此，对于上述问题有必要提出一种高精度低流量气体流量计。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种高精度低流量气体流量计，以解决上述问题。
6.一种高精度低流量气体流量计，包括有壳体、计量箱、可伸缩容积腔、连杆机构、转轴、磁钢、磁编码芯片、控制电路板和显示面板，所述计量箱设置在壳体内，所述计量箱的前后两侧部均设置有计量腔，所述可伸缩容积腔安装在所述计量腔内，所述壳体的上部设置有进气管口和出气管口，所述进气管口与壳体内连通，所述出气管口与计量腔内连通，所述连杆机构的一端连接于所述可伸缩容积腔，两个所述连杆机构之间连接有铰接架，所述转轴的一端连接在铰接架的中间位置，所述转轴的另一端连接磁钢，所述磁编码芯片安装在壳体的内壁并与所述磁钢对应；所述控制电路板设置在壳体内，所述显示面板安装在壳体前部。
7.优选地，所述磁编码芯片和显示面板均连接控制电路板。
8.优选地，所述出气管口的内下部设置有压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器电连接于所述控制电路板。
9.优选地，所述控制电路板连接有通信模块并设置在壳体内。
10.优选地，所述通信模块无线连接移动设备端。
11.优选地，所述通信模块为wifi模块或蓝牙模块，所述移动设备端为手机或平板电脑。
12.优选地，所述连杆机构包括可伸缩容积腔拨杆、转杆、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和滑块，所述可伸缩容积腔拨杆的一端固定于所述可伸缩容积腔，所述转杆的另一端固定于所述转杆，所述转杆的固定于第一连杆，所述第一连杆固定于所述第二连杆，所述第二连杆分别铰接于所述第三连杆和第四连杆。
13.优选地，所述第三连杆铰接于所述铰接架，所述第四连杆连接于所述滑块。
14.与现有技术相比，本实用新型利用可伸缩容积腔压差方式驱动连接杆机构，连接机构通过铰接架驱动磁钢转动，磁编码芯片感应到磁钢的旋转信号，经过控制电路板分析处理通过显示面板显示出来，另外设置有温度传感器和压力传感器，进行温压补偿，拟进行流量值的修正，使标准流量计有工况流量和标况流量；在计量过程中不会受外部环境的干扰，可提高计量精度，适用于高精度低流量的气体计量。
附图说明
15.图1是现有技术中的靶式流量计结构图；
16.图2是本实用新型的高精度低流量气体流量计结构图；
17.图3和图4是本实用新型的内部结构图；
18.图5是本实用新型的壳体内部侧边图；
19.图6是本实用新型的计量箱结构图；
20.图7是本实用新型的计量箱内部截面结构图；
21.图8是本实用新型的铰接架与两连杆机构连接示意图；
22.图9是本实用新型的铰接架与磁编码芯片连接示意图；
23.图10是本实用新型的连杆机构结构图；
24.图11是本实用新型的控制电路板模块框图。
25.图中附图标记：1、壳体；2、计量箱；3、可伸缩容积腔；4、连杆机构；5、铰接架；6、转轴；7、磁钢；8、磁编码芯片；9、控制电路板；10、显示面板；11、进气管口；12、出气管口；13、计量腔；14、温度传感器；15、压力传感器；16、通信模块；17、移动设备端；18、测量管；19、显示器；20、电容力传感器；21、测杆；22、阻流件；23、管道；401、可伸缩容积腔拨杆；402、转杆；403、第一连杆；404、第二连杆；405、第三连杆；406、第四连杆；407、滑块。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
30.如图2并结合图3至图11所示，一种高精度低流量气体流量计，包括壳体1、计量箱2、可伸缩容积腔3、连杆机构4、转轴6、磁钢7、磁编码芯片8、控制电路板9和显示面板10，所述计量箱2设置在壳体1内，所述计量箱2的前后两侧部均设置有计量腔13，所述可伸缩容积腔3安装在所述计量腔13内，所述壳体1的上部设置有进气管口11和出气管口12，所述进气管口11与壳体1内连通，所述出气管口12与计量腔13内连通，所述连杆机构4的一端连接于所述可伸缩容积腔3，两个所述连杆机构4之间连接有铰接架5，所述转轴6的一端连接在铰接架5的中间位置，所述转轴6的另一端连接磁钢7，所述磁编码芯片8安装在壳体1的外壁并与所述磁钢7对应；所述控制电路板9设置在壳体1外，所述显示面板10安装在壳体1的外端面。
31.其中磁编码芯片选用ic
‑
mhl100编码芯片，。
32.进一步的，所述磁编码芯片8和显示面板10均连接控制电路板9。
33.进一步的，所述出气管口12的内下部设置有压力传感器15和温度传感器14，所述压力传感器15和温度传感器14电连接于所述控制电路板9。
34.采用进一步的技术方案有益效果：压力传感器15和温度传感器14分别可感应气体流动的压力和气体的温度；进行温压补偿，拟进行流量值的修正，使标准流量计有工况流量和标况流量。
35.其中温度传感器采用sa1xl
‑
j ntc温度传感芯片，压力传感器选用ic mpx5700gs压力传感芯片；也可根据使用情况选用其他型号的温度传感器和压力传感器，不仅限于上述型号。
36.进一步的，所述控制电路板9连接有通信模块16并设置在壳体1外。
37.采用进一步的技术方案有益效果：通信模块16无线连接于移动设备端17，通过移动设备端17可以显示气体的温度、压力、标况流量和累计流量等；通信模块16采用wifi模块或蓝牙模块；移动设备端17为手机或平板电脑。
38.进一步的，所述连杆机构4包括可伸缩容积腔拨杆401、转杆402、第一连杆403、第二连杆404、第三连杆405、第四连杆406和滑块407，所述可伸缩容积腔拨杆401的一端固定于所述可伸缩容积腔3，所述转杆402的另一端固定于所述第一连杆403，所述第一连杆403固定于所述第二连杆404，所述第二连杆404分别铰接于所述第三连杆405和第四连杆406。
39.进一步的，所述第三连杆405铰接于所述铰接架5，所述第四连杆406连接于所述滑块407；滑块407起到导向作用。
40.其上述流量计的连接机构4的工作原理与现有技术的膜式燃气表工作原理类似，
41.膜式燃气表的工作原理：当流动的气体经过燃气表时，受到管道摩擦及机构的阻挡，内部的燃气会在燃气表进出口两端产生压力差，通过这个压力差推动膜式燃气表的膜
片在计量室内运动，并且带动配气机构进行协调配气，使得膜片的运动能够连续往复的进行，膜式燃气表通过内部的机械结构，把直线往复运动转变成圆周运动，再通过圆周运动带动机械滚轮计数器转动；膜片每往复一次，就排出一定量气体，最终滚轮转过一个计数单元，实现滚轮旋转计量显示效果。
42.而本实用新型是将现有技术膜式燃气表的机械滚轮计数器替换成磁钢7和磁编码芯片8。
43.与现有技术相比，本实用新型有益效果：利用可伸缩容积腔压差方式驱动连接杆机构4，连接机构4通过铰接架5驱动磁钢6转动，磁编码芯片8感应到磁钢7的旋转信号，经过控制电路板9分析处理通过显示面板10显示出来，另外设置有温度传感器14和压力传感器15，进行温压补偿，拟进行流量值的修正，使标准流量计有工况流量和标况流量；在计量过程中不会受外部环境的干扰，可提高计量精度，适用于高精度低流量的气体计量。
44.精度等级：0.5级(0.2qmax以下
±
1％，0.2qmax以上
±
0.5％。)；流量测量范围：0.1m3/h～6m3/h；流量测量范围：宽量程，量程比为1：60；高精度：误差≤
±
0.5％(相对误差)。
45.工作原理：当流动的气体通过壳体1的进气管口11进入流量计内时，气体进入计量箱3的计量腔13内，从出气管口12排出，气体在流动过程中受到壳体1内的机构的阻挡，内部的气体会在壳体1的进气管口11和出气管口12两端产生压力差，通过这个压力差推动计量腔13的可伸缩容积腔3在计量腔13内运动，并且带动连杆机构4进行协调配气，使得可伸缩容积腔3的运动能够连续往复的进行，流量计通过内部的连杆机构4，把直线往复运动转变成铰接架5的圆周运动，再通过铰接架5的圆周运动带动磁钢7的转动；磁编码芯片8感应的磁钢6旋转，磁编码芯片8将磁钢7旋转的模拟信号转化为数字号通过控制电路板9的微处理器分析计算在显示面板10中显示出。
46.磁编码芯片8采用容积式计量原理，利用磁编码芯片将容积测量分成有n个vi(流量计循环体积)和n个vsi,则将q流量的测量范围设置ki＝ni/vi个系数，分段标定ki值则有：
[0047][0048]
其中，q是气体流量；vi是流量计循环体积；vsi是经过温度压力修正过后的累积流量，qi是瞬时流量，dt是时间，ni是脉冲数，ki是线性系数，ti是时间；用最小二乘法得线性回归方程修正检测误差曲线，分段给出误差。
[0049]
例如，磁钢7每转一圈代表1.2l容积，将旋转信号传感到磁编码芯片8，磁编码芯片将1.2l划分为1024个数字(磁编码是一圈1024个脉冲)，每个数字约为0.001l，再通过控制电路板9的微处理器利用公式(1)完成技术指标计算，最后通过显示面板10显示瞬时流量和累积流量。
[0050]
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，
凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。