[发明专利]一种多级整流MEMS燃气流量计

说明书

本发明公开了一种多级整流MEMS燃气流量计，属于流量计装置技术领域。多级整流MEMS燃气流量计包括依次设置的均流段、混合段、多孔直管段、过渡段和出气通道，过渡段和出气通道之间设置有顺流块。均流段上设置有中心进气孔和边孔，多孔直管段上均匀的设置有若干个通气孔一，顺流块上均匀的设置有若干个通气孔二。过渡段与出气通道之间还设置有将过渡段和出气通道连通的旁路，旁路与过渡段通过进气管路连通，旁路与出气通道通过出气管路连通；旁路的外部套设有基板，基板上设置有MEMS质量流量传感器，MEMS质量流量传感器位于旁路内。本发明采用上述结构的多级整流MEMS燃气流量计，能够解决现有的燃气流量计整流效果差、测量精度低、抗污染能力差的问题。

技术领域

本发明涉及流量计装置技术领域，尤其是涉及一种多级整流MEMS燃气流量计。

背景技术

在燃气行业，燃气的计量主要采用膜式表、涡轮流量计等来进行计量，少部分区域采用了超声波流量计，但是这些流量计都是采用了机械推动原理来进行计量的燃气表。由于长时间的使用，不可避免的带来机械老化、精度下降等问题，进而使得燃气表的计量不准，为供方和使用方带来损失。据统计，每年因燃气表机械磨损带来的计量损失占燃气消耗的6％以上，按照2018年全国天然气消耗量来进行统计，约为168亿立方米，可以提供全国15％的居民用气，造成大量的经济损失。为了应对传统的机械式流量计存在问题，近些年，各研究机构加强了对MEMS燃气表的的研发。MEMS是微机电系统，是指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。主要由传感器、动作器(执行器)和微能源三大部分组成。MEMS燃气表芯片由于已经实现进行了数据标定和记忆，因此芯片的计算精度会持续比较高，且电子测量不需要机械运动部件，因此这些年，逐渐有一些MEMS燃气表投入商业试用。

但是，MEMS燃气表在天然气计量的过程中，还有很多的技术缺陷，如整流装置简单或者不设整流装置，导致燃气表在运行过程中，管道内出现二次流、涡流等现象，从而降低了燃气表的测量精度，同时由于燃气中携带的杂质在长时间接触MEMS传感器会导致MEMS传感器精度下降。

专利CN101126652B的公开了一种电子式质量流量燃气计量表，包括燃气表壳为具体气密性容腔的壳体，壳体内的输气管分为独立的进气管，以及连接在一起的流量检测管和出气管，进气、出气管分别与壳体的进、出气口连接，流量检测管的下游端与出气管连接并水平悬空在壳体中，流量检测管具有主流气道和旁路气道，主流气道中设置一用于分流的装置位于连通旁路气道的两通孔之间，旁路气道的截面积小于主流气道的截面积，一热式质量流量传感器的信号传感模块设于用于检测的旁路气道的内壁，主要作用是信号传感器模块测量出旁路中较少的流量，通过主流气道与旁路气道的面积比，扩大燃气表的测量量程。它能够对经过的燃气进行质量流量计量，并且能够防止燃气中含有的粉尘附着在传感器原件上。这种燃气表能够实现燃气计量，但是要求前直管段较长，如果进气口前面的管段有阀门或弯头就会产生偏流，这样进入旁路气道中气体的流量与主流气道的流量比例就会发生变化，影响燃气表计量的准确性。

发明专利CN201920646776.9公开了一种超声波流量计整流装置的安装结构，包括流量计装置，流量计装置内安装有整流装置，流量计装置包括连接管体、支管、流量计本体、通气道、法兰盘、通孔、圆形槽、环形槽和限位槽，连接管体的外表面设置有支管，支管的上端设置有流量计本体，连接管体的左右两端设置有法兰盘；整流装置包括连接盘、整流筒、连接套、限位块、凸起、连接管和隔板，在流量计的连接管体的法兰盘处设置圆形槽、在连接管体内设置环形槽和限位槽，通过连接套、限位块和凸起形成的一体式连接件将整流筒与连接管体进行快速连接，而且整流筒不会发生自转，连接稳定可靠，降低整流装置的扰流。该结构虽然安装了整流装置，但是筒状整流装置对于二次流和涡流的整流效果不够充分。