[发明专利]一种薄壁圆筒形离心式气体流量计

说明书

本发明公开了一种气体质量流量计，其包括：流量计本体；流量计设在流量计本体上，流量计包括薄壁园筒形离心式腔体(以下简称：腔体)；腔体包括气道本体和圆柱体；气道本体具有进气口、前气道、前取压点、后气道、后取压点和出气口。利用圆柱形腔体形成离心力使得气体与腔体薄壁进行充分碰撞，减少气体分子动能，导致流过腔体的气体压力减少，通过差压传感器测量出气体流经腔体前后压力的变化，并通过温度传感器进行补偿，从而计算出气体的质量流量。该发明可以实现测量的差压值与流量成线性的对应关系。该流量计重复性好，精度高，耐用性强，适用于各种气体的测量，具有很好的实用性。

技术领域：

本发明涉及一种气体质量流量计,可以应用于工业仪表测量和医疗器械等领域，例如可以在医用呼吸机和麻醉机中，对各种气体的质量流量进行高精度的测量。

背景技术：

目前市场上广泛采用一种传统的板孔式气体质量流量计，利用压差传感器测量气道中节流元件两端气态压力差的方法来对气体的质量和流量进行测量，这种板孔式气体质量流量计存在以下主要缺点：

(1)气体流量的量程比较低；

(2)气体流量的线性度差；

(3)在使用过程中，不易进行校准；

因此传统的板孔式气体质量流量计，适用于气体流量较大，且精度要求不高的测量场合。

目前，在医疗领域使用的呼吸机和麻醉机上所配置气体质量流量计，多采用用热丝加热原理制成的传感器(以下简称：热丝式气体质量流量传感器)，对病人所呼吸的氧气、空气和混合气体进行测量。但是热丝式气体质量流量计具有以下两个主要缺点：

(1)热丝式传感器的测量精度会受到气体所含水分的影响；

(2)热丝经一定时间的使用后会产生消耗，尤其当被测量气体含水量较高时，含水量越高，热丝消耗的就越快，使用寿命会大大缩短。

发明内容：

本发明是一种测量气体质量流量的装置，结构简单，实时响应快，测量精度高，克服了传统板孔式气体流量计量程比低、非线不易校准等缺点，同时也克服了热丝式气体质量流量传感器容易受气体含水的影响，使用寿命短的缺点。可应用于工业气体流量的检测和各种气体分析仪，也可以在呼吸机里用于对各种气体的质量流量检测。

本发明是一种薄壁园筒形离心式气体质量流量计(以下简称：离心式流量计)。该离心式流量计的结构与传统的板孔式流量计略有相似之处，即都是通过差压传感器测量气道中截流元件两端的压力差来测量气体流量。但是板孔式气体流量计的存在主要如下缺点：量程比低，一般只有(3～4:1)，线性度差，不便于校准，重复测量精度低。以上这些极大地制约了板孔式流量计对于流量变化的适应能力。本发明的离心式流量计从原理上对截流元件进行了改变，可将量程比提高到(10～15:1)，线性度好，校准简单，并采用温度补偿，重复测量精度高。同时，本发明相比热丝式气体质量流量传感器，克服了由于受气体含水的影响以及热丝损耗导致存在使用寿命的问题。本发明的截流元件是纯机械结构，经久耐用、实用性好。

本发明的气体质量流量计包括：流量计本体，进气管道，出气管道，薄壁园筒形离心式腔体，差压传感器，温度传感器等。

本发明装置气体流动方式如下：(见图1、图3)截流元件是位于装置中心位置的薄壁园筒形离心式腔体(以下简称：腔体)，该腔体设计成圆柱形筒状，气体从进气口流入，经进气管道进入腔体。进入腔体后，气体首先经过前纵向导流槽(见图6、图7)被均匀的展开，沿着离心型圆形轨迹表面流动，经后导流槽将气体进行汇聚，再进入出气管道，最后由出气口流出。