[实用新型]一种低功耗热式气体流量测量电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热式气体流量测量电路，尤其适用于低功耗热式气体流量检测仪表。

背景技术

热式气体流量计是利用流体流过外热源加热的管道时产生的温度场变化来测量流体质量流量的仪表。具有压损低，量程比宽，高精度、高重复性和高可靠性，无可动部件，甚至可用于测量温度极低气体流量等优点。目前热式气体流量计已广泛应用与航空航天，工业生产以及天然气运输等行业。它的基本原理是基于加热传感元件的对流传热。当有气体流过加热元件表面时，会带走一部分热量，引起电阻阻值的变化，这个变化量与气体的流量和温度有关，通过测量该电阻值的变化，就能测得气体的流量。

热式气体流量计在使用的时候，有时会出现组合热膜探头在上电瞬间烧坏的情况。经过分析后发现，在仪表上电的时候，热膜探头的加热电阻一端瞬间会产生一个较大的电压。探头在未上电时处于冷态，其阻值较低。突然产生的大电压使探头加热电阻瞬间产生很高的热量，而组合热膜探头陶瓷基片厚度很薄，仅为0.15mm，因此其热容量很低，瞬间产生的高热量对探头形成热冲击，很容易烧毁探头，解决探头热冲击问题能有效改善热式气体流量计的可靠性，大大降低维护成本。另外，热式气体流量计需要对探头加热，功耗相对其他流量检测仪表大，因此降低系统功耗，延长电池的使用寿命也是降低成本的有效手段之一。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种低功耗热式气体流量测量电路，采用间歇式供电，解决了探头热冲击问题，降低了功耗，提高了系统可靠性。

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案为：

本实用新型包括由测温电阻R_h、速度探头电阻R_t和精密电阻R₁、R₂连接成电桥构成的传感器、信号放大器、滤波器、单片机和电压可控供电电路，传感器的输出电压信号经放大器放大后与滤波器的输入端相连，滤波器的输出端与单片机的AD采样接口相连，单片机的IO端口与电压可控供电电路的输入端相连，电压可控供电电路的输出端与传感器的输入端相连。

本实用新型结构简单，以测温电阻R_t、速度探头电阻R_h以及两个精密电阻构成的电桥作为测量元件，设计了气体流量测量电路，采用恒温法测量气体流量。该测量电路采用间歇式供电，不仅能有效降低功耗，而且防止电压瞬间升高烧坏探头。实验表明，采用本实用新型测量气体流量精度可达1％，流量量程比近100：1。

附图说明

图1是低功耗热式气体流量测量电路结构示意图； 

图2是低功耗热式气体流量测量电路的一种具体电路实例。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

参照图1，本实用新型包括由两个精密电阻R₁、R₂、测温电阻R_h和速度探头电阻R_t连接成非平衡电桥构成的传感器2、信号放大器3、滤波器4、单片机5和电压可控供电电路1，传感器2的输出电压信号V经放大器3放大后与滤波器4的输入端相连，滤波器4的输出端与单片机5的AD采样接口相连，单片机5的IO端口与电压可控供电电路1的输入端相连，电压可控供电电路1的输出端与传感器2的输入端相连。