阅读说明：本技术 一种流速测量系统 (Flow velocity measuring system ) 是由 邢伟华 于 2019-10-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种流速测量系统,包括：壳体,所述壳体内设有流体通道；弹性装置,所述弹性装置设置在流体通道内,所述弹性装置能够在弹性作用下保持在初始位置,并能够在流经所述流体通道的流体的施力作用下相对于所述壳体移动以产生物理变量；处理系统,用于获取所述物理变量并根据所述物理变量计算所述流体的流速,本发明提高了流体流速测量的准确性和量程范围。(The invention discloses a flow velocity measuring system, comprising: a housing having a fluid passage therein; elastic means disposed within the fluid channel, the elastic means being capable of being held in an initial position by an elastic force and being capable of being moved relative to the housing by a force of a fluid flowing through the fluid channel to generate a physical variable; the processing system is used for acquiring the physical variable and calculating the flow rate of the fluid according to the physical variable.)

一种流速测量系统

技术领域

本发明涉及流体测量技术领域，尤其涉及一种流体测量系统。

背景技术

在流体测量领域，流速越高测量越容易，技术难度最大的是微小流速的测量，现有的流速测量仪器仪表对于微小流速的测量准确性较差，进而导致量程范围较小的问题。

发明内容

本发明提供一种流速测量系统，其提高了流体流速测量的准确性和量程范围。

为了解决上述技术问题，本发明一种流速测量系统，包括：壳体，所述壳体内设有流体通道；弹性装置，所述弹性装置设置在流体通道内，所述弹性装置能够在弹性作用下保持在初始位置，并能够在流经所述流体通道的流体的施力作用下相对于所述壳体移动以产生物理变量；处理系统，用于获取所述物理变量并根据所述物理变量计算所述流体的流速。

作为上述技术方案的优选，所述弹性装置包括挡板、滑轨和弹性件，所述滑轨设置在所述流体通道，并沿所述流体通道的轴向设置，所述挡板滑动设置在所述滑轨上，所述弹性件连接在所述挡板和壳体之间，所述弹性件能够对所述挡板施加弹性力以使所述挡板能够保持在所述初始位置，所述挡板能够在流经所述流体通道的流体的施力作用下沿所述滑轨滑动以使所述弹性装置产生所述物理变量。

作为上述技术方案的优选，所述弹性装置还包括形变传感器，所述形变传感器与所述处理系统连接，所述挡板能够在流经所述流体通道的流体的施力作用下沿所述滑轨滑动以带动所述形变传感器产生形变量，所述形变传感器用于将所述形变量转化为电信号变量并提供给所述处理器；所述物理变量为所述电信号变量，所述处理器用于根据所述电信号变量计算所述流体的流速。

作为上述技术方案的优选，所述形变传感器连接在所述弹性件上，所述挡板能够在流经所述流体通道的流体的施力作用下沿所述滑轨滑动以带动所述弹性件产生形变，所述形变传感器能够在所述弹性件产生形变的状态下产生所述形变量。

作为上述技术方案的优选，所述弹性件包括弹簧和弹性形变件，所述弹性形变件的第一端连接在所述壳体上，所述弹性形变件的第二端与所述滑轨滑动连接，所述弹簧沿所述滑轨的长度方向设置并夹设在所述弹性形变件的第二端与所述挡板之间，所述形变传感器连接在所述弹性形变件上，所述挡板能够在流经所述流体通道的流体的施力作用下沿所述滑轨滑动，以通过所述弹簧带动所述弹性形变件的第二端沿所述滑轨滑动，使所述弹性形变件产生形变，所述形变传感器能够在所述弹性形变件产生形变的状态下产生所述形变量。

作为上述技术方案的优选，所述形变传感器为电阻应变式传感器，所述电信号变量为电压变量。

作为上述技术方案的优选，所述弹性形变件为簧片，所述电阻应变式传感器贴装在所述簧片的一侧。

作为上述技术方案的优选，所述流体测量系统还包括支撑架，所述支撑架与所述壳体连接，所述簧片的第一端与所述支撑架连接，所述支撑架上形成有连接面，所述连接面上形成有容纳槽，所述簧片能够在所述挡板处于所述初始位置的状态下与所述连接面相贴合，所述电阻应变式传感器与所述容纳槽的位置相对应，所述电阻应变式传感器能够在产生所述形变量的状态下进入所述容纳槽内。

作为上述技术方案的优选，所述流体测量系统还包括压力传感器和温度传感器，所述压力传感器与所述处理系统相连接，所述压力传感器用于感测所述流体通道内壁所受到的压力参数并提供给所述处理系统；所述温度传感器与所述处理系统相连接，所述温度传感器用于感测所述流经所述流体通道的流体的温度参数并提供给所述处理系统；所述处理系统用于根据所述电压变量、压力参数和温度参数计算所述流体的流速。

作为上述技术方案的优选，所述流体通道设有进口，所述弹性装置能够在所述初始位置的状态下封闭所述流体通道。

本发明提供一种流体测量系统，由于设置在流体通道中的弹性装置在弹性作用下保持在初始位置，当流体通道在有流体通过的时候，流体会流经弹性装置并对弹性装置施力，弹性装置在流体的施力作用下会相对于壳体移动从而产生物理变量，处理系统获取该物理变量，由于流体的流速和物理变量成正比，即流体的流速大则弹性装置受力较大，从而会产生较大的物理变量，而流体的流速较小的时候，弹性装置受力较小，发生的物理变量也较小，因此处理系统经过计算可以获得流体的流速和物理变量之间的线性关系，通过该线性关系和物理变量可以精确的计算出流体的流速。由于即使在流体流速较小时也会使弹性装置相对于壳体移动而产生该物理变量，因此提高了流速测量系统对于微小流速测量准确性，从而提高了流速测量系统的流速测量的量程。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的

具体实施方式

。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种流速测量系统的结构示意图。

附图标记说明：100、壳体；101、出口；102、进口；103、支撑架；104、容纳槽；105、阀座；106、流体通道；200、弹性装置；201、弹簧；202、弹性形变件；300、滑轨；400、挡板；500、压力传感器；600、温度传感器；700、导流管；800、处理系统；900、电池盒。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明提供一种流速测量系统，包括：

壳体100，壳体100内设有流体通道106；

弹性装置200，弹性装置200设置在流体通道106内，弹性装置200能够在弹性作用下保持在初始位置，并能够在流经流体通道106的流体的施力作用下相对于壳体100移动以产生物理变量；

处理系统800，用于获取物理变量并根据物理变量计算流体的流速。

本实施例中，由于设置在流体通道106中的弹性装置200在弹性作用下保持在初始位置，当流体通道106在有流体通过的时候，流体会流经弹性装置200并对弹性装置200施力，弹性装置200在流体的施力作用下会相对于壳体100移动从而产生物理变量，处理系统800获取该物理变量，由于流体的流速和物理变量成正比，即流体的流速大则弹性装置200受力较大，从而会产生较大的物理变量，而流体的流速较小的时候，弹性装置200受力较小，发生的物理变量也较小，因此处理系统800经过计算可以获得流体的流速和物理变量之间的线性关系，通过该线性关系和物理变量可以精确的计算出流体的流速。由于即使在流体流速较小时也会使弹性装置200相对于壳体100移动而产生该物理变量，因此提高了流速测量系统对于微小流速测量准确性，从而提高了流速测量系统的流速测量的量程。

在进一步可实施方式中，弹性装置200包括挡板400、滑轨300和弹性件，滑轨300设置在流体通道106中，并沿流体通道106的轴向设置，挡板400滑动设置在滑轨上，弹性件连接在挡板400和壳体100之间，弹性件能够对挡板400施加弹性力以使挡板400能够保持在初始位置，挡板400能够在流经流体通道106的流体的施力作用下沿滑轨300滑动以使弹性装置200产生物理变量。

本实施例中通过导轨300对挡板400的移动进行导向，并且在挡板400和壳体100之间连接弹性件，滑轨沿着流体通道106的轴向设置，流经该流体通道106的流体通过对挡板400施力，使挡板400沿导轨300移动，从而对弹性件施力使得其产生弹性变形以产生物理变量，由此使该弹性装置200的结构更加简单，而且挡板400的移动稳定，利于提高流速测量的精确性。

具体而言，本实施例中的滑轨300为沿流体通道的轴向设置的杆体，该杆体固定设置在流体通道106中，更进一步的该杆体的截面可以为任意规则的形状，比如矩形、圆形以及多边形等，而挡板400上开设有安装孔，该安装孔可以与杆体形成滑动配合，具体而言，该孔的截面与杆体的截面相对应，并且该孔的尺度略大于杆体的横截面面积。

在进一步可实施方式中，弹性装置200还包括形变传感器，形变传感器与处理系统800连接，挡板400能够在流经流体通道的流体的施力作用下沿滑轨滑动以带动形变传感器产生形变量，形变传感器用于将形变量转化为电信号变量并提供给处理器。物理变量为电信号变量，处理器用于根据电信号变量计算流体的流速。

通过挡板400沿滑轨滑动以带动形变传感器产生形变量，同时形变传感器能够将形变量转化为电信号变量，因此利于提高形变量转化为电信号变量的准确性，同时处理器可根据电信号变量计算流体的流速，进一步利于提高测量的准确性。当然，物理变量也可以是挡板400的位移量、位移速度或弹性件的形变量、位移量等。

在进一步可实施方式中，形变传感器连接在弹性件上，挡板400能够在流经流体通道106的流体的施力作用下沿滑轨300滑动以带动弹性件产生形变，形变传感器能够在弹性件产生形变的状态下产生形变量。

本实施例中的形变传感器设置在弹性件上，通过弹性件的形变带动形变传感器产生形变，能够减小对于形变传感器的冲击，降低了对于形变传感器的损耗，提高了流速测量系统使用的可靠性。

在进一步可实施方式中，弹性件包括弹簧201和弹性形变件202，弹性形变件202的第一端连接在壳体上，弹性形变件202的第二端与滑轨300滑动连接，弹簧201沿滑轨300的长度方向设置并夹设在弹性形变件202的第二端与挡板400之间，形变传感器连接在弹性形变件上，挡板能够在流经所述流体通道的流体的施力作用下沿滑轨滑动，以通过弹簧带动所述弹性形变件的第二端沿滑轨滑动，使弹性形变件产生形变，形变传感器能够在弹性形变件产生形变的状态下产生形变量。

本实施例中的弹性件包括弹簧201和弹性形变件202，在流体流经流体通道106的过程中，挡板400被流体驱动沿滑轨300移动，而挡板400移动则压缩弹簧201发生弹性变形，然后弹簧201向弹性形变件202施加弹性力使弹性形变件202的第二端沿滑轨300滑动，由于弹性形变件的第一端连接在壳体上，因此当弹性形变件202的第二端沿滑轨300滑动时能够使弹性形变件202产生形变，从而引起形变传感器的形变，由于弹簧201即使在流速很微小的状态下也能够对弹性形变件202施加弹性力使弹性形变件202产生形变，因此利于进一步提高测量的准确性和量程范围，另外，通过弹簧201对弹性形变件202施加弹性力能够避免弹性形变件202受到过大冲击而产生损耗，进一步提高了流速测量系统使用的可靠性。

具体而言，本实施例中的弹簧201套设在滑轨300上，弹簧201的第一端与挡板400接触，而弹簧201的第二端则与弹性形变件202接触，而且本实施例中的弹性形变件202上具有穿孔，滑轨300穿设在穿孔中，并且滑轨300与穿孔滑动配合。

在进一步可实施方式中，形变传感器为电阻应变式传感器，电信号变量为电压变量。

形变传感器采用电阻应变式传感器，结合本实施例中的具体结构，采用电阻应变式传感器具有故障率低，测量精度高的特点。当然，形变传感器也可为电容，电容的第一极板与壳体100连接，电容的第二极板与弹性形变件202连接，通过弹性形变件202的形变能够带动电容的第二极板相对于第一极板移动以改变第二极板和第一极板之间的距离，从而改变电容的电容量，电信号变量即为电容变量。

在进一步可实施方式中，弹性形变件202为簧片，电阻应变式传感器贴装在簧片的一侧。

本实施例中的弹性形变件202为簧片，簧片在发生变形之后可以快速复位，不易发生塑性变形而导致弹性形变件202损坏，另外，其具有较大的刚性，因此在弹簧201将弹性力传递给弹性形变件202的状态下，弹性形变件202能第一时间发生变形，可以减小误差，由于将电阻应变式传感器贴装在簧片的一侧，因此使电阻应变式传感器能够更好的随着簧片的形变而产生形变量，提高了测量的准确性。

在进一步可实施方式中，该流速测量系统还包括支撑架103，支撑架103与壳体连接，簧片的第一端与支撑架连接，支撑架103上形成有连接面，连接面上形成有容纳槽104，簧片能够在挡板400处于初始位置的状态下与连接面相贴合，电阻应变式传感器与容纳槽104的位置相对应，电阻应变式传感器能够在产生形变量的状态下进入容纳槽内。

本实施例中容纳槽104可以为电阻应变式传感器提供形变的空间，，另外，支撑架103上形成有连接面，并且由于簧片能够在挡板400处于初始位置的状态下与连接面相贴合，连接面可以对簧片起到支撑作用，防止簧片在未受到弹簧201的弹性力的情况下而产生形变，并使得簧片一直处于稳定状态，从而使得簧片能够在弹性力传递的过程中第一时间发生变形，提高了测量的准确性。

另外，本实施例中的簧片在挡板400处于初始位置的状态下与滑轨300相垂直，支撑架103为呈L形状的支架，其第一端和第二端均通过螺钉固定在壳体100上。

在进一步可实施方式中，该流速测量系统还包括：

压力传感器500和温度传感器600，压力传感器500与处理系统相连接，压力传感器500用于感测流体通道106内壁所受到的压力参数并提供给处理系统。

温度传感器600与处理系统相连接，温度传感器600用于感测流经流体通道106的流体的温度参数并提供给处理系统。

处理系统用于根据电压变量、压力参数和温度参数计算流体的流速。

由于流速跟流体通道106内壁所受到的压力以及流体的温度相关，因此本实施例中分别通过温度传感器600和压力传感器500检测流体通道106内壁所受到的压力参数和流体温度参数，处理系统结合压力参数和温度参数能够对电压变量和流速的线性关系进行线性补偿和修正，可以更为准确的得到与流速成线性关系的电压变量，从而利于提高测量的准确性。

具体而言，本实施例中的温度传感器600安装在壳体100上，并且其感测一端伸入到流体通道106中，而壳体100上设置有导流管700，导流管700与流体通道并联，而压力传感器600设置在导流管700上。

在进一步可实施方式中，流体通道106设有进口102，弹性装置200能够在初始位置的状态下封闭流体通道106。

弹性装置200不仅可以用于检测流体的流速，而且还用于开启和关闭流体通道，另外，由于弹性装置200能够在初始位置的状态下封闭流体通道106，因此，当有流体由进口102流入时，即可对弹性装置200施力，引起弹性装置200相对于壳体100移动以产生物理变量。由此利于提高流速测量系统对于微小流速测量准确性。

具体而言，本实施例中的流体通道106上还设置有出口101，流体从流体通道的进口102进入，从流体通道的出口101中流出，而在初始位置的时候，挡板400在弹簧201的作用下处于初始位置，位于初始位置的挡板400一侧与阀座105接触，并且彼此形成密封配合以关闭该流体通道。

另外，本实施例中的壳体100上还设置有电池盒900，电池盒900用于放置电池，电池作为处理系统的供电电源并且与处理系统连接，

本实施例在工作的时候，流体经过进口102进入到流体通道106，在流体进入流体通道106的时候，该流体通道106开启，进入到流体通道106的流体带动挡板400沿流体流动方向移动，在流体移动过程中压缩弹簧201，弹簧201向弹性形变件202的第二端施加弹性力使得弹性形变件202的第二端沿着流体流动方向移动以使该弹性形变件202弯曲变形，设置在弹性形变件202上的弹性传感器随着弹性形变件202的形变而产生形变量，并将该形变量转换成电信号传输至处理系统，经过处理系统的计算获得流体的流速。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。