[发明专利]热式质量流量计

说明书

一种热式质量流量计，包括一探测器、一信号接收器及一信号处理器，所述探测器、信号接收器与信号处理器之间相互电连接。所述探测器包括间隔设置的第一感应元件和第二感应元件感应元件，第一感应元件和第二感应元件分别为一碳纳米管复合导线。所述碳纳米管复合导线包括：一碳纳米管单纱，该碳纳米管单纱由多个碳纳米管沿该碳纳米管单纱轴向旋转加捻构成，该碳纳米管单纱的捻度为10转/厘米到300转/厘米，该碳纳米管单纱的直径为50纳米到30微米；以及一金属层，包覆于所述碳纳米管单纱的外表面，该金属层厚度为50纳米到5微米。

技术领域

本发明涉及一种热式质量流量计。

背景技术

质量流量计是工业测量中重要的仪表之一。随着工业生产的发展，对流量计的准确度和范围要求越来越高，测量技术日新月异。质量流量计的的工作原理可分为横温差法和恒功率法。这两种方法的测量均是基于流体的流速对感应元件的温度产生影响，从而改变感应元件的电阻，通过测量电阻的变化即可以测出流体的流速大小。感应元件的温度与感应元件的电阻之间的存在一定的关系函数。根据电阻定律，感应元件的电阻公式为R＝ρL/S，其中，ρ为感应的电阻率，L为感应元件的长度，S为感应元件的横截面积。感应的电阻率ρ与其温度有关，可见在感应元件的长度一定的情况下，横截面积越小，感应元件的温度对感应元件的电阻影响越大。因此，感应元件应该越细越好。

目前，基于上述两种原理的热式质量流量计中，感应元件一般采用金属丝。然而，当由金属或合金作成的超细导线的直径达到微米级甚至更小时，金属丝易断，而且受目前工艺水平的限制，很难制得超细的一维金属丝。因此，目前的热式质量流量计不够灵敏，而且感应元件的寿命较短。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种灵敏度较高，且感应元件导电性能好寿命长的热式质量流量计。

一种热式质量流量计，包括一探测器、一信号接收器及一信号处理器，所述探测器、信号接收器与信号处理器之间相互电连接，所述信号接收器用于接收探测器的信号并将信号放大；所述信号处理器用于将信号接收器产生的信号进行计算和处理；所述探测器包括间隔设置的第一感应元件和第二感应元件感应元件，第一感应元件和第二感应元件分别为一碳纳米管复合导线。所述碳纳米管复合导线包括：一碳纳米管单纱，该碳纳米管单纱由多个碳纳米管沿该碳纳米管单纱轴向旋转加捻构成，该碳纳米管单纱的捻度为10转/厘米到300转/厘米，该碳纳米管单纱的直径为50纳米到30微米；以及一金属层，包覆于所述碳纳米管单纱的外表面，该金属层厚度为50纳米到5微米。

与现有技术相比较，由本发明提供的热式质量流量计采用碳纳米管复合导线作为感应元件，通过优化所述碳纳米管单纱的直径和捻度，从而可以使碳纳米管复合导线的直径较小的情况下，显著提高所述碳纳米管复合导线的机械性能，使碳纳米管复合导线在直径较小的情况下仍具有较高强度，因此，采用碳纳米管导线的感应元件与金属丝相比在相同的强度下具有更小的直径，热式质量流量计的灵敏度较高且使用寿命较长。

附图说明

图1为本发明实施例提供的热式质量流量计的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的探测器的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的另一种探测器的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的碳纳米管复合导线的扫描电镜照片。

图5为本发明实施例提供的碳纳米管复合导线中的碳纳米管单纱的拉伸应力曲线。

主要元件符号说明

热式质量流量计 100

第一感应元件 102a

第二感应元件 102b

支撑结构 104