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专利名称：补偿式热式气体质量流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量气体流量的仪表。
背景技术：
当前计量气体流量的热式质量流量计必须经过实流实气标定，在使用时气体的成份、压力、温度的变化都会给仪表输出带来影响。尤其是仪表的零点会随气体压力、温度、成份的不同而输出不同。常规的热式气体质量流量计是用热线风速计原理，把一个加热了的铂丝置放于气流中，当气流速度增大时将从铂丝上带走更多的热量，从而使铂丝温度下降，并导致铂丝电阻值下降，根据电阻值下降的大小来确定气流速度的大小。但此种测速方式与气体成份、压力、温度都有一定关系，尤其是在气体不流动时，由于气体的成份或压力、温度变化将明显引起仪表零输出的改变，因此测量的精度不高。

发明内容
本发明设计了一种补偿式热式气体质量流量计，它采用双桥电路补偿方法，当气体的压力、温度、成份改变时，均能保证零点的稳定，从而使本发明在不同的条件下也能稳定、精确的测量气体的流量。本发明包含了被测管道2，它还包含了被测管道的参比室3和信号采集电路1，参比室3安装在被测管道2的一侧上，并留有边隙3-1、边隙3-2，使参比室3与被测管道2相通；铂电阻Rt1安装在被测管道2中，铂电阻Rt2、铂电阻Rt3安装在被测管道的参比室3中；信号采集电路1由主电桥1-1、副电桥1-2、信号比较电路1-3组成；主电桥1-1由副电桥1-1-1、电阻R1及铂电阻Rt1组成，副电桥1-1-1由电阻R4、R5、R6、铂电阻Rt2、三极管Q及运算放大器A1组成；副电桥1-2由电阻R2、R3、铂电阻Rt3组成；信号比较电路1-3由两个运算放大器A2、A3、达林顿管T组成；达林顿管T的集电极接+Ec，T的发射极接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，T的基极接运算放大器A2的输出端，A2的同相输入端接电阻R2、R4、铂电阻Rt2的一端及运算放大器A3的反相输入端，R2的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，运算放大器A2的反相输入端接电阻R1的一端和铂电阻Rt1的一端，R1的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，Rt1的另一端接地；铂电阻Rt2的另一端接运算放大器A1的同相输入端和三极管Q的集电极，电阻R4的另一端接A1的反相输入端和电阻R5的一端，R5的另一端接地，A1的信号输出端经电阻R6接三极管Q的基极，Q的发射极接地；运算放大器A3的同相输入端接电阻R3的一端和铂电阻Rt3的一端，R3的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，Rt3的另一端接地，运算放大器A3的信号输出端接单片机U2的A/D转换器IC2的信号输入端。在工作时Rt1通以较大电流，使其温度超出被测介质一定数值；Rt2放在不流动的被测介质中，用来测量气流的实际温度；工作时电流使得Rt3的温度与Rt1的温度相同，只是Rt3被安装在无流动的工作介质内，即与Rt1处于相同介质、相同温度、相同压力环境中，差别仅在于Rt1是放在气体流动的被测管道2中，而Rt3是放在气体不流动的参比室3内，Rt3的电流输出被送入运放A3中去放大，用它的输出来补偿由于气体压力、温度、成份变化带来的影响；工作中由主电桥1-1、副电桥1-1-1保证Rt1的温度始终高于Rt2(与介质温度相同)一个固定温度，以便气体流动时将从Rt1上带走相应热量。这个热量与被测流速保持正比关系，由铂电阻Rt1的温度变化，导致铂电阻Rt1的电阻值变化和电流的变化。将主电桥1-1、副电桥1-1-1的输出值送入运放A2放大，最终调整达林顿管T的输出电流，并反馈给电阻R1、R2、R3和单片机U1的A/D转换器IC1，保证能提供一个使Rt1的温度高于Rt2的温度一规定值的电流，这个电流与被测流速有一定相应关系，送到单片机U1的A/D转换器IC1进行转换，再送入单片机U2进行数据处理和输出；本发明具有测量准确，稳定；不会因为气体的温度、压力、成份的变化而使测量的准确性下降。它还具有在不同条件下零点稳定的优点。


图1是本发明的电路结构示意图，图2是本发明中铂电阻Rt1、Rt2、Rt3安装在被测气流管道2和参比室3中的结构示意图，图3是图2的俯视图。
具体实施例方式本具体实施方式
由被测管道2、参比室3和信号采集电路1组成，参比室3安装在被测管道2的一侧上，并留有边隙3-1、边隙3-2，使参比室3与被测管道2相通；铂电阻Rt1安装在被测管道2中，铂电阻Rt2、铂电阻Rt3安装在被测管道的参比室3中；信号采集电路1由主电桥1-1、副电桥1-2、信号比较电路1-3组成；主电桥1-1由副电桥1-1-1、电阻R1及铂电阻Rt1组成，副电桥1-1-1由电阻R4、R5、R6、铂电阻Rt2、三极管Q及运算放大器A1组成；副电桥1-2由电阻R2、R3、铂电阻Rt3组成；信号比较电路1-3由两个运算放大器A2、A3、达林顿管T组成；运算放大器A1、A2、A3均为LM402型号，达林顿管T的集电极接+Ec，T的发射极接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，T的基极接运算放大器A2的输出端，A2的同相输入端接电阻R2、R4、铂电阻Rt2的一端及运算放大器A3的反相输入端，R2的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，运算放大器A2的反相输入端接电阻R1的一端和铂电阻Rt1的一端，R1的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，Rt1的另一端接地；铂电阻Rt2的另一端接运算放大器A1的同相输入端和三极管Q的集电极，电阻R4的另一端接A1的反相输入端和电阻R5的一端，R5的另一端接地，A1的信号输出端经电阻R6接三极管Q的基极，Q的发射极接地；运算放大器A3的同相输入端接电阻R3的一端和铂电阻Rt3的一端，R3的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，Rt3的另一端接地，运算放大器A3的信号输出端接单片机U2的A/D转换器IC2的信号输入端。
权利要求
1.补偿式热式气体质量流量计，包含了被测管道(2)，其特征在于它还包含了被测管道的参比室(3)和信号采集电路(1)，参比室(3)安装在被测管道(2)的一侧上，并留有边隙(3-1)、边隙(3-2)，使参比室(3)与被测管道(2)相通；铂电阻Rt1安装在被测管道(2)中，铂电阻Rt2、铂电阻Rt3安装在被测管道的参比室(3)中。
2.根据权利要求1所述的补偿式热式气体质量流量计，其特征在于信号采集电路(1)由主电桥(1-1)、副电桥(1-2)、信号比较电路(1-3)组成；主电桥(1-1)由副电桥(1-1-1)、电阻R1及铂电阻Rt1组成，副电桥(1-1-1)由电阻R4、R5、R6、铂电阻Rt2、三极管Q及运算放大器A1组成；副电桥(1-2)由电阻R2、R3、铂电阻Rt3组成；信号比较电路(1-3)由两个运算放大器A2、A3、达林顿管T组成；达林顿管T的集电极接+Ec，T的发射极接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，T的基极接运算放大器A2的输出端，A2的同相输入端接电阻R2、R4、铂电阻Rt2的一端及运算放大器A3的反相输入端，R2的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，运算放大器A2的反相输入端接电阻R1的一端和铂电阻Rt1的一端，R1的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，Rt1的另一端接地；铂电阻Rt2的另一端接运算放大器A1的同相输入端和三极管Q的集电极，电阻R4的另一端接A1的反相输入端和电阻R5的一端，R5的另一端接地，A1的信号输出端经电阻R6接三极管Q的基极，Q的发射极接地；运算放大器A3的同相输入端接电阻R3的一端和铂电阻Rt3的一端，R3的另一端接单片机U1的A/D转换器IC1的信号输入端，Rt3的另一端接地，运算放大器A3的信号输出端接单片机U2的A/D转换器IC2的信号输入端。
全文摘要
补偿式热式气体质量流量计，它涉及一种测量气体流量的仪表。它包含了被测管道(2)，它还包含了被测管道的参比室(3)和信号采集电路(1)，参比室(3)安装在被测管道(2)的一侧上，并留有边隙(3－1)、边隙(3－2)，使参比室(3)与被测管道(2)相通；铂电阻Rt
文档编号G01F15/04GK1414351SQ02132939
公开日2003年4月30日 申请日期2002年9月14日 优先权日2002年9月14日
发明者陈守仁, 曹柏青, 张晓东 申请人:哈尔滨工业大学科技发展有限责任公司