阅读说明：本技术 一种数字式空气流量开关及其测试方法 (Digital air flow switch and testing method thereof ) 是由 黄慈克 明雪桥 王久强 于 2020-08-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种数字式空气流量开关及其测试方法,包括流量开关壳体、入口气管接头、出口气管接头和数显控制模块,流量开关壳体前端连接入口气管接头并设有入口过滤组件,流量开关壳体后端连接出口气管接头并设有出口过滤部件,流量开关壳体连接壳体盖、数显控制模块,壳体盖的侧端设有连线接头,壳体盖内设有功能电路板,流量开关壳体与壳体盖之间位置设有传感器模块,传感器模块与功能电路板电性连接,功能电路板与数显控制模块电连接。本发明的有益效果是：数显控制模块与流量开关壳体旋转连接,便于操作人员使用；传感器模块设有基准热敏电阻和探测热敏电阻,通过电阻值的变化测量流速,其具有成本低、体积小、响应快的优点。(The invention discloses a digital air flow switch and a testing method thereof, and the digital air flow switch comprises a flow switch shell, an inlet air pipe joint, an outlet air pipe joint and a digital display control module, wherein the front end of the flow switch shell is connected with the inlet air pipe joint and is provided with an inlet filtering component, the rear end of the flow switch shell is connected with the outlet air pipe joint and is provided with an outlet filtering component, the flow switch shell is connected with a shell cover and the digital display control module, the side end of the shell cover is provided with a connecting wire joint, a functional circuit board is arranged in the shell cover, a sensor module is arranged between the flow switch shell and the shell cover and is electrically connected with the functional circuit board, and the functional circuit. The invention has the beneficial effects that: the digital display control module is rotationally connected with the flow switch shell, so that the use by an operator is facilitated; the sensor module is provided with a reference thermistor and a detection thermistor, and the flow rate is measured through the change of the resistance value, so that the sensor module has the advantages of low cost, small volume and quick response.)

一种数字式空气流量开关及其测试方法

技术领域

本发明涉及空气流量开关技术领域，特别是一种数字式空气流量开关。

背景技术

空气流量开关主要应用在工业自动化、空气压缩工业、制冷及空调行业，用于测量各种气体流量。

空气流量开关包括有风门叶片式流量开关、热膜式流量开关、卡门漩涡式流量开关以及超声波式流量开关。常用的风门叶片式空气流量开关，主要根据进气时推动阀门的开度来检测流量，结构简单、可靠性高，但进气阻力大，响应较慢且体积大；热膜式空气流量开关，主要根据空气吹过热膜散热而检测进气的流量，由于热膜式传感器不使用白金线作为热线，而是将热敏电阻、补偿电阻及桥路电阻等用厚膜工艺制作，在同一陶瓷基片上，使发热体不直接承受空气流动所产生的作用力，从而增加了发热体的强度，可靠性进一步提高，也使误差减小，性能更好，但其成本高；卡门漩涡式流量开关根据进气时扰动的气流强度来判断进气量，超声波式流量开关根据进气大小干扰超声波来检测进气流量，这种类型都是非接触式、传感器与流体间有隔离，响应速度较慢，误差大等。

综合以上缺陷，现有的空气流量开关存在活动部件体积大、非接触式响应慢、成本高等突出问题。

再者，空气流量开关在安装时，无法保证数显部件的显示朝向均能够面向操作人员，造成操作人员使用空气流量开关的不便利。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种数字式空气流量开关。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种数字式空气流量开关，包括流量开关壳体、入口气管接头、出口气管接头和数显控制模块，流量开关壳体的前端连接入口气管接头，流量开关壳体的后端连接出口气管接头，流量开关壳体与入口气管接头之间设有入口过滤组件，流量开关壳体与出口气管接头之间设有出口过滤部件，流量开关壳体的上端安装有壳体盖，壳体盖的上端可旋转连接数显控制模块，壳体盖的侧端设有用于连接电源及信号传输的连线接头，壳体盖内设有功能电路板，流量开关壳体与壳体盖之间位置设有传感器模块，传感器模块延伸至流量开关壳体内部，传感器模块与功能电路板电性连接，功能电路板与数显控制模块电连接。

技术方案中，传感器模块包括基准热敏电阻、探测热敏电阻和传感器支架，传感器支架限位安装在流量开关壳体中，基准热敏电阻和探测热敏电阻安装在传感器支架上并延伸至流量开关壳体内部，基准热敏电阻位于靠近位于靠近入口气管接头一端，探测热敏电阻位于靠近出口气管接头一端。

技术方案中，功能电路板设有恒温电路模块和恒流源电路模块，恒温电路模块与基准热敏电阻电性连接，恒流源电路模块与探测热敏电阻电性连接。

技术方案中，入口过滤组件包括3层过滤网、2个滤网固定圈和3个定位销，过滤网上设有定位槽，滤网固定圈上设有定位孔，3层过滤网与2个滤网固定圈交替叠放，定位销对应限位在定位槽和定位孔中；

技术方案中，出口过滤部件为单层过滤网。

技术方案中，壳体盖的上端设有环形接口，数显控制模块包括有数显壳体，数显壳体底部设有与环形接口相对应的环形凸起，环形接口与环形凸起连接，数显控制模块可绕环形接口旋转。

技术方案中，环形接口与环形凸起之间设有波浪垫圈、圆形垫圈和卡簧以紧固连接。

技术方案中，数显控制模块还包括按键调控板、输入输出面板，按键调控板安装在数显壳体内部，输入输出面板安装在数显外壳的上端表面，输入输出面板上设有塑胶按键和液晶屏，塑胶按键与按键调控板物理连接，液晶屏与按键调控板电性连接，按键调控板与功能电路板电性连接。

技术方案中，连线接头内置有接头胶芯，连线接头与接口胶芯之间设有O形密封圈以密封连接。

技术方案中，流量开关壳体与入口气管接头、出口气管接头、壳体盖的连接位置均设有密封件，壳体盖与数显控制模块的连接位置也设有密封件。

一种空气流量测试方法，采用上述技术方案中的一种数字式空气流量开关进行测试，其具体方法为：

（1）在入口气管接头和出口气管接头处连接好流体管道，确认流体方向无误，连线接头接入电源及信号线，开始工作；

（2）功能电路板上的恒流源电路模块对探测热敏电阻进行恒流加热，基准热敏电阻不进行加热；流体流经传感器模块并夺去探测热敏电阻和基准热敏电阻的热量，探测热敏电阻和基准热敏电阻的电阻值上升，根据探测热敏电阻的电阻值相对于基准热敏电阻的电阻值上升率，以检测出流体的流速，恒温电路模块对传感器模块周围温度及流体温度进行补偿，在使用温度范围内可稳定的测量；

（3）当检测出电阻值的变化和流体流速后，经连线接头将检测数值输出到外部连接的智能设备中，完成当前流体流速测试。

本发明的有益效果是：数显控制模块与流量开关壳体旋转连接，便于操作人员使用；传感器模块设有基准热敏电阻和探测热敏电阻，通过电阻值的变化测量流速，其具有成本低、体积小、响应快的优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的整体分解结构示意图。

图3是本发明中流量开关壳体的结构示意图。

图4是本发明中传感器模块的结构示意图。

图5是本发明中壳体盖与数显底盖之间的分解结构示意图。

图6是本发明中入口过滤组件的分解结构示意图。

图7是本法明中功能电路板的电路原理图。

附图标记

1、流量开关壳体；11、空气入口；12、空气出口；13、壳体盖；131、功能电路板；132、环形接口；14、连线接头；141、接口胶芯；15、凹槽结构；151、槽孔；16、流向指示标志；2、入口气管接头；3、出口气管接头；4、数显控制模块；41、数显底壳；411、环形凸起；42、数显外壳；43、按键调控板；44、输入输出面板；441、塑胶按键；442、液晶屏；443、导光盘；444、导光条；445、滤光贴纸；5、传感器模块；51、基准热敏电阻；511、第一传感器；512、第一电极铜针；513、第二电极铜针；52、探测热敏电阻；521、第二传感器；522、第三电极铜针；523、第四电极铜针；53、传感器支架；61、过滤网；611、定位槽；62、滤网固定圈；621、定位孔；63、定位销；71、第一密封件；72、第二密封件；73、第三密封件；74、波浪垫圈；75、圆形垫圈；76、卡簧；77、O形密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，一种数字式空气流量开关，包括流量开关壳体1、入口气管接头2、出口气管接头3和数显控制模块4；流量开关壳体1具有空气入口11和空气出口12，空气入口11和空气出口12设于流量开关壳体1的前后两端，流量开关壳体1的空气入口11连接入口气管接头2，流量开关壳体1的空气出口12连接出口气管接头3，流量开关壳体1的上端安装有壳体盖13，壳体盖13的上端可旋转连接数显控制模块4，数显控制模块4可在壳体盖13上进行任意角度旋转，壳体盖13的一侧端设有连线接头14。

流量开关壳体1的上端设有凹槽结构15，壳体盖13限位安装于凹槽结构15处，流量开关壳体1与壳体盖13之间用第一密封件71进行密封连接，并采用螺丝紧固。在流量开关壳体1与壳体盖13之间位置设有传感器模块5，在凹槽结构15内还设有用于安装传感器模块5的槽孔151，槽孔151的尺寸结构与传感器模块5相匹配，传感器模块5限位安装在槽孔151中。结合图4所示，传感器模块5包括基准热敏电阻51、探测热敏电阻52和传感器支架53，传感器支架53安装在流量开关壳体1的槽孔151中，传感器支架53与流量开关壳体1之间用第二密封件72进行密封连接，基准热敏电阻51不进行加热作为基准部件，探测热敏电阻52进行加热作为探测部件，基准热敏电阻51和探测热敏电阻52安装在传感器支架53上并且向流量开关壳体1内部伸出，基准热敏电阻51位于靠近入口气管接头2一端，探测热敏电阻52位于靠近出口气管接头3一端。空气从入口气管接头2进入流量开关壳体1，先后经过基准热敏电阻51和探测热敏电阻52，探测热敏电阻52上的热量被空气带走，电阻值发生改变，两个电阻差值被用作判断流速的依据。具体地，基准热敏电阻51包括第一传感器511、第一电极铜针512和第二电极铜针513，第一传感器511连接第一电极铜针512和第二电极铜针513以读取温度数据，探测热敏电阻52包括第二传感器521、第三电极铜针522和第四电极铜针523，第二传感器521连接第三电极铜针522和第四电极铜针523以读取温度数据。

其中，在流量开关壳体1的上端还设有流向指示标志16，用于区分流量开关壳体1的空气入口11和空气出口12。

在壳体盖13内设置有用于监控传感器模块5的功能电路板131，功能电路板131与传感器模块5电性连接。具体地，功能电路板131上设有恒温电路模块和恒流源电路模块，恒温电路模块分别与基准热敏电阻51的第一传感器511、第一电极铜针512和第二电极铜针513电性连接，恒流源电路模块与探测热敏电阻52的第二传感器521、第三电极铜针522和第四电极铜针523电性连接。

恒温电路模块包括有SENSOR IN、R211、R21、R20、R19、R22、R23和U1-C，恒温电路模块如图7所示构成恒温电路网络，恒温电路模块用于控制基准热敏电阻51的基准温度恒定，使用温度范围内可稳定的测量。恒流源电路模块包括有SENSOR OUT、U1-A、TR1、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R33，恒流源电路模块如图7所示构成恒流源电路网络，恒流源电路模块用于控制探测热敏电阻52的供电加热获得的热量恒定，恒流源电路模块通过SENSOR OUT向探测热敏电阻52恒流供电加热，一旦有流体流过，会夺去探测热敏电阻52上的热量，探测热敏电阻52被夺去热量则电阻值上升，电阻值的上升率与流体的流速有关，可通过测量此电阻值，检测出流速。

图2结合图5所示，在壳体盖13的上端设有环形接口132，环形接口132用于与数显控制模块4进行可旋转连接。数显控制模块4包括数显壳体、按键调控板43、输入输出面板44，数显壳体包括数显底壳41和数显外壳42，数显底壳41与数显外壳42之间采用第三密封件73进行密封连接，并用螺丝紧固；数显底壳41的下端表面设有与环形接口132相匹配的环形凸起411，环形接口132与环形凸起411之间采用波浪垫圈74、圆形垫圈75和卡簧76紧固连接，并用O形密封圈77确保连接密封性。环形凸起411可相对于环形接口132旋转，调节数显控制模块4的角度位置，方便操作人员对不同安装方向的空气流量开关进行操作使用。

按键调控板43安装在数显壳体内部，输入输出面板44安装在数显外壳42的上端表面，输入输出面板44上设有塑胶按键441和液晶屏442，塑胶按键441与按键调控板43物理连接，通过按压对应的塑胶按键441对按键调控板43进行调控，液晶屏442通过导光盘443、导光条444和滤光贴纸445将数据显示在输入输出面板44上，液晶屏442与按键调控板43电性连接，按键调控板43与功能电路板131电性连接以进行传感器模块5的数据读取与调控。

在壳体盖13的一侧端设有连线接头14，连线接头14用于连接电源及信号的输入输出，连线接头14内设有接口胶芯141，连线接头14与接口胶芯141之间设有O形密封圈77以确保连接密封性。

图2结合图6所示，流量开关壳体1的空气入口11与入口气管接头2之间设有入口过滤组件，入口过滤组件包括3层过滤网61、2个滤网固定圈62和3个定位销63，每个过滤网61上设有定位槽611，每个滤网固定圈62设有定位孔621，3层过滤网61和2个滤网固定圈62交替叠放，定位销63对应限位在过滤网61的定位槽611和滤网固定圈62的定位孔621上。入口气管接头2与入口过滤组件之间采用O形密封圈77密封连接。

流量开关壳体1的空气出口12与出口气管接头3之间设有出口过滤部件，出口过滤部件为1层过滤网61，出口过滤部件与出口气管接头3之间采用O形密封圈77密封连接。

数字式空气流量开关的测试方法：

（1）在入口气管接头2和出口气管接头3处连接好流体管道，确认流体方向无误，连线接头14接入电源及信号线，开始工作；

（2）功能电路板131上的恒流源电路模块对探测热敏电阻52进行恒流加热，基准热敏电阻51不进行加热；流体流经传感器模块5并夺去探测热敏电阻52和基准热敏电阻51的热量，探测热敏电阻52和基准热敏电阻51的电阻值上升，根据探测热敏电阻52的电阻值相对于基准热敏电阻51的电阻值上升率，以检测出流体的流速，恒温电路模块对传感器模块5周围温度及流体温度进行补偿，在使用温度范围内可稳定的测量；

（3）当检测出电阻值的变化和流体流速后，经连线接头14将检测数值输出到外部连接的智能设备中，完成当前流体流速测试。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。