[实用新型]一种基于MEMS传感器的V锥流量测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种流体流量测量装置，尤其涉及一种基于MEMS传感器对圆管内进行低损耗高响应的V锥型流量测量装置。

背景技术

V锥型流量计是利用同轴安装在测量管道中的V型尖圆锥将流体逐渐地节流收缩到管道的内边壁，通过测量此V型内锥体前后的压力差来测量流量。目前，V锥流量计并未实现标准化。

传统的V锥流量计包括一个在测量管中同轴安装的尖圆锥体和测量管上的两个取压口。此类流量计通常体积较大，给管路带来的能量损失较多，差压发生装置与差压变送装置分离，需要专门管路将压力差引到管外进行比较。这一方面容易积聚气体和脏垢，影响流量计的稳态测量精度，而增加维修维护成本；另一方面由于普通差压变送器的响应频率限制，使得流量计的动态响应很差，往往不能满足一些工业控制现场的需要，并且此类差压变送器加工成本较高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种基于MEMS传感器的V锥流量测量装置，解决传统V锥流量计动态特性差，误差大，损耗高等问题，同时，为V锥流量计实现标准化创造了必要条件，有利于V锥流量计的推广应用。

本实用新型的技术方案是：基于MEMS传感器的V锥流量测量装置，该装置由法兰1、测量管2、支撑架3、V型锥体组件6、负取压口7、正取压口9及传感器部分的MEMS敏感芯体4、封装结构5、信号线8构成；测量管2两端设法兰1；V型锥体组件6通过支撑架3同轴固定在测量管2内部；MEMS敏感芯体4被封装在封装结构5中，置于V型锥体组件6内部或嵌在V型锥体组件6直管壁或锥面壁中，并保持密封；正取压口9与负取压口7均设在V型锥体组件6上，位于测量管2内部；MEMS敏感芯体4的两个取压管分别通过正取压口9与负取压口7接触高压和低压流体；信号线8与MEMS敏感芯体4连接后引出测量管2。所述的MEMS敏感芯体4为硅微压阻式、压电式或电容式微型压力/压差敏感芯体。所述的V型锥体组件6的前端与支撑架3一端固定连接，支撑架3另一端固定在测量管2内壁上。所述的封装结构5上侧固定在V型锥体组件内壁上，下侧与V型锥体组件6上的正取压口9相通测取高压，右侧与负取压口7相通测取低压，左侧与信号线8连接。

本实用新型的原理是：根据伯努利方程可知，流体流过V型锥体组件6时会产生对应于流量大小的压力差信号，该信号被MEMS敏感芯体4测得并通过信号线8引出测量管2。根据下面的流量——压差数学关系模型和现场实际标定，可以实现对流量的动态和稳态测量。其流量方程为：

qv=cϵ1-β4·π4·β2·D2·2ΔP/ρ1]]>