專利名稱：氣體流量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體流量傳感器。
背景技術(shù)：
氣體流量計(jì)是測量氣體流量的裝置，其關(guān)鍵部件是傳感器。通用的氣體流量計(jì)，基本上可分為葉片式、卡門漩渦式、熱線式和熱膜式四種。這四種類型的氣體流量計(jì)的傳感器，其共同的弊端是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，壓力損失大，靈敏度低、測量精度差。如專利號(hào)為92204506.2的氣體流量計(jì)，所公開的技術(shù)方案中，其傳感器部分包括在氣體的通道內(nèi)設(shè)有由流動(dòng)的氣體推動(dòng)旋轉(zhuǎn)、并帶有大小葉片的葉輪，葉輪上固定有永磁鋼體，在與葉輪對應(yīng)的圓周上固定有電磁傳感器，當(dāng)流動(dòng)的氣體推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定在葉輪上的永磁鋼體也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，永磁鋼體每經(jīng)過電磁傳感器一次，電磁傳感器的工作狀態(tài)就發(fā)生一次變化，產(chǎn)生電信號(hào)輸出。本專利所述的氣體流量計(jì)的傳感器，由于在氣體的通道內(nèi)設(shè)有阻礙氣體流動(dòng)的葉輪和大小葉片，因而被測氣體的壓力損失大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。專利號(hào)為97220720.1的位移式氣體流量傳感器，包括上氣室和下氣室，上氣室與下氣室由可移動(dòng)的橡膠膜相隔，上氣室與進(jìn)氣口連通，下氣室與出氣口連通，當(dāng)進(jìn)氣口與出氣口產(chǎn)生壓差、氣體從進(jìn)氣口向出氣口流動(dòng)時(shí)，橡膠膜在該壓差的推動(dòng)下產(chǎn)生位移，從而使與橡膠膜相連的光電反射板相應(yīng)的產(chǎn)生位移，該位移使光電耦合器輸出相應(yīng)的電信號(hào)。本專利所述的位移式氣體流量傳感器，同樣存有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的弊端，并且靈敏度低，測量精度差。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、壓力損失小和測量精度高的氣體流量傳感器。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，這種氣體流量傳感器，包括呈管狀的外殼，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在該外殼的內(nèi)腔中插接有呈管狀的內(nèi)殼，在該內(nèi)殼的內(nèi)腔中插接有呈管狀的內(nèi)膜，內(nèi)殼上設(shè)有振動(dòng)腔和與振動(dòng)腔連通的傳振通道，其中振動(dòng)腔沿內(nèi)殼的內(nèi)圓面設(shè)置，在內(nèi)殼上裝有將傳振通道阻斷的感應(yīng)膜片，感應(yīng)膜片上接有金屬柱。
依據(jù)配用的氣體流量計(jì)的工作環(huán)境、氣體的流量范圍和測量的精度要求，上述的振動(dòng)腔的數(shù)量是1個(gè)或2-3個(gè)，由于被測氣體的壓力、溫度等參數(shù)的變化會(huì)對不同形狀的振動(dòng)腔的工作產(chǎn)生不同的影響，為了消除偏差，提高測量精度，振動(dòng)腔可以是環(huán)形、半環(huán)形或圓弧形，通過不同振動(dòng)腔之間振動(dòng)的對應(yīng)關(guān)系的變化，排除流量以外的其它參數(shù)變化的影響。
依據(jù)配用的氣體流量計(jì)的工作環(huán)境和測量的精度要求，上述的感應(yīng)膜片包括變阻式膜片、壓電式膜片和電容式膜片。
為了便于制造和安裝，感應(yīng)膜片埋嵌在內(nèi)殼的外圓面上，傳振通道延伸到外殼內(nèi)。
使用時(shí)，將本實(shí)用新型的氣體流量傳感器用法蘭串接在被測氣體的管道中，金屬柱通過導(dǎo)線與氣體流量計(jì)的信號(hào)輸入端連接。
本實(shí)用新型的氣體流量傳感器的工作原理是當(dāng)被測量的氣體從管狀的內(nèi)膜中流過時(shí)，內(nèi)膜壁會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，特別是位于振動(dòng)腔的部位，其振動(dòng)更為明顯，該振動(dòng)經(jīng)振動(dòng)腔進(jìn)入傳振通道，使感應(yīng)膜片對應(yīng)的產(chǎn)生振動(dòng)，依據(jù)所選定的感應(yīng)膜片的類型，感應(yīng)膜片會(huì)將這種振動(dòng)變換成電信號(hào)，經(jīng)過金屬柱和導(dǎo)線傳遞到氣體流量計(jì)，當(dāng)傳感器各部件的材質(zhì)、尺寸和形狀確定后，其振動(dòng)的頻率、波形和振幅等參數(shù)就與氣體的流速構(gòu)成對應(yīng)關(guān)系，而振動(dòng)的頻率、波形和振幅等參數(shù)的改變，會(huì)在感應(yīng)膜片上產(chǎn)生出對應(yīng)的電信號(hào)，將該電信號(hào)輸入到氣體流量計(jì)的CPU芯片，通過CPU芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即可得到在某段時(shí)間內(nèi)的氣體流量。
本實(shí)用新型所述的氣體流量傳感器，其有益效果是1、只用了外殼、內(nèi)殼、內(nèi)膜和感應(yīng)膜片，幾何形狀又規(guī)范，因而結(jié)構(gòu)特別簡單，成本低；2、內(nèi)膜的內(nèi)腔中無葉輪葉片一類的障礙物阻擋氣體流動(dòng)，被測氣體的壓力損失小；3、不需要熱傳導(dǎo)式傳感器的導(dǎo)熱時(shí)間，感應(yīng)膜片對振動(dòng)的變化反映速度快，感應(yīng)靈敏度高；4、由于可識(shí)別的參數(shù)多，氣體流量計(jì)中CPU芯片可根據(jù)氣體的綜合參數(shù)及時(shí)進(jìn)行校正，因而測量精度高。


本實(shí)用新型的氣體流量傳感器的實(shí)施例結(jié)合附圖加以說明，其中圖1是振動(dòng)腔的數(shù)量是1個(gè)的氣體流量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是振動(dòng)腔的數(shù)量是2個(gè)的氣體流量傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是變阻式膜片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是變阻式膜片的原理圖；圖6是壓電式膜片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是壓電式膜片的原理圖；圖8是電容式膜片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是電容式膜片的原理圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖，本實(shí)用新型的氣體流量傳感器，包括呈管狀的塑料外殼4，在該外殼4的內(nèi)腔中插接有呈管狀的塑料內(nèi)殼2，在該內(nèi)殼2的內(nèi)腔中插接有呈管狀的金屬內(nèi)膜1，內(nèi)殼2上設(shè)有1-3個(gè)振動(dòng)腔5和分別與每個(gè)振動(dòng)腔5連通的傳振通道6，其中每個(gè)振動(dòng)腔5沿內(nèi)殼2的內(nèi)圓面設(shè)置，在內(nèi)殼2上裝有分別將每個(gè)傳振通道6阻斷的感應(yīng)膜片3，每只感應(yīng)膜片3上接有金屬柱9，振動(dòng)腔5可以是環(huán)形、半環(huán)形或圓弧形，感應(yīng)膜片3包括變阻式膜片、壓電式膜片和電容式膜片，依據(jù)需要，也可以選用其他類型的感應(yīng)膜片，感應(yīng)膜片3最好埋嵌在內(nèi)殼2的外圓面上，傳振通道6延伸到外殼4內(nèi)。
當(dāng)感應(yīng)膜片3選用變阻式膜片時(shí)，變阻式膜片的振動(dòng)，附著在硅膠片7上的應(yīng)變電阻8的阻值對應(yīng)的改變，利用惠斯頓電橋的原理，確定金屬柱9與硅膠片7的觸點(diǎn)位置10，使變阻式膜片在靜態(tài)時(shí)電阻R1、R2、R3和R4阻值相等，在該電橋的輸入端接通電源VB，在振動(dòng)時(shí)，電阻R1、R2、R3和R4阻值不相等，電橋的輸出端有電壓VO輸出。當(dāng)感應(yīng)膜片3選用壓電式膜片，壓電元件13在振動(dòng)時(shí)，便在簧片兼電極11與電極板12之間產(chǎn)生電壓VO輸出。當(dāng)感應(yīng)膜片3選用電容式膜片，簧片兼電極11的振動(dòng)改變與電極板12之間的電容量，通過電容的充放電使輸出電壓VO發(fā)生變化。
權(quán)利要求1.一種氣體流量傳感器，包括呈管狀的外殼(4)，其特征是在該外殼(4)的內(nèi)腔中插接有呈管狀的內(nèi)殼(2)，在該內(nèi)殼(2)的內(nèi)腔中插接有呈管狀的內(nèi)膜(1)，內(nèi)殼(2)上設(shè)有振動(dòng)腔(5)和與振動(dòng)腔(5)連通的傳振通道(6)，其中振動(dòng)腔(5)沿內(nèi)殼(2)的內(nèi)圓面設(shè)置，在內(nèi)殼(2)上裝有將傳振通道(6)阻斷的感應(yīng)膜片(3)，感應(yīng)膜片(3)上接有金屬柱(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量傳感器，其特征是振動(dòng)腔(5)的數(shù)量是1個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量傳感器，其特征是振動(dòng)腔(5)的數(shù)量是2-3個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的氣體流量傳感器，其特征是振動(dòng)腔(5)是環(huán)形、半環(huán)形或圓弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體流量傳感器，其特征是感應(yīng)膜片(3)包括變阻式膜片、壓電式膜片和電容式膜片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的氣體流量傳感器，其特征是感應(yīng)膜片(3)埋嵌在內(nèi)殼(2)的外圓面上，傳振通道(6)延伸到外殼(4)內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣體流量傳感器，包括呈管狀的外殼，在該外殼的內(nèi)腔中插接有呈管狀的內(nèi)殼，在該內(nèi)殼的內(nèi)腔中插接有呈管狀的內(nèi)膜，內(nèi)殼上設(shè)有振動(dòng)腔和與振動(dòng)腔連通的傳振通道，其中振動(dòng)腔沿內(nèi)殼的內(nèi)圓面設(shè)置，在內(nèi)殼上裝有將傳振通道阻斷的感應(yīng)膜片，感應(yīng)膜片上接有金屬柱。這種氣體流量傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，被測氣體的壓力損失小，測量精度高。
文檔編號(hào)G01F3/02GK2632637SQ0326849
公開日2004年8月11日 申請日期2003年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者劉冬 申請人:劉冬