[实用新型]一种方向选择性热平衡流速传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热平衡流速传感器，用于测量气体、液体等流体的流速信号。

背景技术

目前，流速测量传感器很多，但都没有方向选择性，即任意方向都可以测量。因此需要一种具有方向选择性，即只测量特定方向的流速，这使得该种传感器有许多特殊的用法，可组合成多种新的流速传感器。可以广泛应用于风力发电、气象、汽车、航空器、空气动力学、热工测量、流体力学等领域。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种方向选择性热平衡流速传感器，用于测量气体、液体等流体的特定方向的流速信息测量。

为实现上述目的，本实用新型采取的具体技术方案如下：

一种方向选择性热平衡流速传感器，包括：

一个由加热丝和受热铜体组成的加热器，加热丝为受热铜体提供热量，受热铜体用于储存热量；

一个流体接触面，与流体接触；

一个温度传感器，设于受热铜体腔体内，并靠近流体接触面，用于检测流体接触面热流量；

一个隔热套管，加热器平行设置于隔热套管内并内缩于隔热套管左端口一定距离；流体接触面设在加热器左端与加热器垂直，使从隔热套管左端口进入的流体与流体接触面接触；

一个检测电路板，与温度传感器连接，将流体接触面检测到的流体流速与热量的关系转换成电流信号；

一个隔热层7，将加热器1与电路板5隔离。

上述的隔热套管，用于安装加热器、流体接触面等，并保持热量不流失，同时使流体在一个方向，即左端口进入与流体接触面接触。

上述的加热器，加热丝缠绕于受热铜体表明，受热铜体为中空的圆柱体。

流体接触面与流体接触，流体的流速与的流体带走流体接触面的热量成正比关系，流体接触面的温度大小与流体流速成正比关系。热电阻或热电偶与检测电路板连接，可将流体检测面检测到的流体流速与热量的关系转换成电流信号。

本实用新型有益效果：本实用新型提供的方向选择性热平衡流速传感器，可广泛应用于风力发电、气象、汽车、航空器、空气动力学、热工测量、流体力学等领域。该方向选择性热平衡流速传感器有方向性地测量流体流速，方向选择性是通过隔热套管与流体接触面之间平行安装，并保持有一特殊距离实现的。通过检测流体接触面的温度来测量流体流速。该流速传感器可以用于单方向流速测量，还可以扩展用于组成2-6个方向的流速测量，构成多自由度流量传感器。

附图说明

图1为本实用新型方向选择性热平衡流速传感器结构示意图。

图2为本实用新型方向选择性热平衡流速传感器加热器结构示意图。

图3为本实用新型方向选择性热平衡流速传感器隔热套管结构示意图。

图4为本实用新型方向选择性热平衡流速传感器电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图及优选的实施例进一步说明本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实用新型所述的方向选择性热平衡流速传感器，包括一个由加热丝11和受热铜体12组成的加热器1，加热丝为受热铜体提供热量，受热铜体用于储存热量；一个流体接触面3，与流体接触；一个温度传感器6，设于受热铜体腔体内，并靠近流体接触面3，用于检测流体接触面热流量；一个隔热套管4，加热器1平行设置于隔热套管4内并内缩于隔热套管左端口一定距离；流体接触面3设在加热器1左端与加热器垂直，使从隔热套管左端口进入的流体与流体接触面接触；一个检测电路板5，与温度传感器连接，将流体接触面检测到的流体流速与热量的关系转换成电流信号；一个隔热层7，将加热器1与电路板5隔离。

加热丝11、受热铜体12组成的加热器1密封安装于隔热套管4内，与隔热套管平行并与隔热套管的左入口有距离，使得流体只能以与隔热套管平行的方向冲击加热器的流体接触表面3，完成流体与加热器1的热交换。温度传感器6热电偶或热电阻安装于加热器内圆柱形腔体(及受热铜体腔体)内，距离流体接触表面3仅1mm，该温度传感器热电偶或热电阻实时检测流体接触面3的热流变化，热流的变化量与流体流速直接相关，因此得以建立温度与流速的关系。温度信号传给电路板5，将温度信号变换成电流信号，由电路板的信号正极51输出，电路板的电源正极52和电路负极53外接电源，给电路提供驱动电流。