流体温差传感器
阅读：369发布：2021-06-15
专利汇可以提供流体温差传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种 流体 温差 传感器 ，是用于实时检测或控 制动 态流体温差的计量仪器。由置于 表壳 内的一对气体 温度 传感器与操纵杆 串联 构成，气体温度传感器用密闭金属盒作测温元件，利用盒内气体的热胀冷缩，使与其相通的软质弹性 波纹管 的一密封端胀出或缩回，推动与 定心 垫片 接触 并抵紧的操纵杆，以指示或控制待测流体的温差。本实用新型可用于采暖系统的热量计量、化工配料、药剂合成等需要测定或控制两束流体温差的场合，不用电、结构简单、造价低、易生产。，下面是流体温差传感器专利的具体信息内容。
流体温差传感器
技术领域
本实用新型涉及一种用于流体温差检测或温差控制的计量仪器。
背景技术
在一些热学量的计算时，关心的常常不是计算对象的温度，而是温度差。温度差的获取可以通过对两个温度值运算求解，但必然要附加一些中间操作过程，给温差检测带来不便。目前，检测流体温度的已有技术和装置有多种，其中，中国专利申请号：85202504，公开/公告日：1986年5月14日，公开了一种气体温度传感控制器，可实现对控制对象的恒温自动控制。该传感控制器用密闭的金属盒作测温元件，利用盒内气体的热胀冷缩，使与之相通的传动盒上的软质弹性薄膜胀出或缩回，直接推动与软质弹性薄膜接触并低紧的操纵杆，以控制热源供热。但是用该传感控制器检测两束流体的温差或对两束流体的温差进行控制，需附加其它操作和运算，使用不便。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种直接获取两束流体温差值的检测或控制仪器。
本实用新型的目的是这样实现的：操纵杆所受轴向合力为零时处于静止状态。当两腔体中待测流体的温度相同时，两金属盒内气体的压强相同，作用在两个软质弹性波纹管密封端内侧的压力相等，操纵杆受平衡的轴向力处于静止状态；当右腔体内的流体温度升高时(左腔内流体温升时，原理相同)，金属盒内的气体因受热膨胀，在近似等容变化情况下，气体的压强将相应增大，作用在波纹管密封端内侧的压力相应增大，操纵杆受的轴向合力方向向左，因而，操纵杆将向左移动，直到串联在操纵杆轴线上的两个波纹管产生的反弹力增量与气压轴力增量平衡为止，此刻，操纵杆再次处于静止状态。操纵杆在上述两次静止状态下产生的位移即是当前两腔内流体温差的标定值。
以下对本实用新型的温差检测原理给予定量说明：设在两腔流体的温度相同时，金属盒及其联通体内气体的体积为V、压强为P、金属盒外围流体温度为T、气体常数为G，根据理想气体状态方程有：PV＝GT当右腔体内流体温升ΔT时，气体按近似等容变化有：ΔPV＝GΔT，设波纹管密封端内侧的受压面积为S，则作用在波纹管密封端内侧的压力增量为：ΔF＝SΔP＝SGΔT/V左、右两个波纹管在使用前被预置在压缩态且在弹性变形之内，设两个波纹管串联后总刚度系数为K，由于右腔流体温升，操纵杆水平左移的位移量ΔL，则：ΔL＝ΔF/K＝(SG/KV)ΔT，即操纵杆的轴向移动量(位移)与两腔流体的温差成正比。操纵杆的轴向位移量即是当前两腔流体温差的标定值，通过对操纵杆的轴向位移量的测定，达到对两腔流体温差测定的目的。
本实用新型使用的热敏介质是气体，与固体和液体相比，热敏幅度大，反应灵敏，可以对较小的温差变化作出反应，获得较高的温差测量精度。
附图说明
图1是根据本实用新型提出的流体温差传感器的工作原理图。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种直接获取两束流体温差值的检测或控制仪器。
本实用新型的目的是这样实现的：操纵杆所受轴向合力为零时处于静止状态。当两腔体中待测流体的温度相同时，两金属盒内气体的压强相同，作用在两个软质弹性波纹管密封端内侧的压力相等，操纵杆受平衡的轴向力处于静止状态；当右腔体内的流体温度升高时(左腔内流体温升时，原理相同)，金属盒内的气体因受热膨胀，在近似等容变化情况下，气体的压强将相应增大，作用在波纹管密封端内侧的压力相应增大，操纵杆受的轴向合力方向向左，因而，操纵杆将向左移动，直到串联在操纵杆轴线上的两个波纹管产生的反弹力增量与气压轴力增量平衡为止，此刻，操纵杆再次处于静止状态。操纵杆在上述两次静止状态下产生的位移即是当前两腔内流体温差的标定值。
以下对本实用新型的温差检测原理给予定量说明：设在两腔流体的温度相同时，金属盒及其联通体内气体的体积为V、压强为P、金属盒外围流体温度为T、气体常数为G，根据理想气体状态方程有：PV＝GT当右腔体内流体温升ΔT时，气体按近似等容变化有：ΔPV＝GΔT，设波纹管密封端内侧的受压面积为S，则作用在波纹管密封端内侧的压力增量为：ΔF＝SΔP＝SGΔT/V左、右两个波纹管在使用前被预置在压缩态且在弹性变形之内，设两个波纹管串联后总刚度系数为K，由于右腔流体温升，操纵杆水平左移的位移量ΔL，则：ΔL＝ΔF/K＝(SG/KV)ΔT，即操纵杆的轴向移动量(位移)与两腔流体的温差成正比。操纵杆的轴向位移量即是当前两腔流体温差的标定值，通过对操纵杆的轴向位移量的测定，达到对两腔流体温差测定的目的。
本实用新型使用的热敏介质是气体，与固体和液体相比，热敏幅度大，反应灵敏，可以对较小的温差变化作出反应，获得较高的温差测量精度。
附图说明
图1是根据本实用新型提出的流体温差传感器的工作原理图。
具体实施方式
流体温差传感器，由安装在表壳(3)内的本质相同、结构对称设置的一对气体温度传感器、操纵杆(7)以及固联于操纵杆中点的指针(6)、刻度盘(9)及其调零装置(10)构成。气体温度传感器包括导管(4)以及与其密闭联通的金属盒(1)、充/放气嘴(12)、软质弹性波纹管(11)。
表壳(3)内有一个中间腔体(8)和两个待测流体流经的腔体(2)。金属盒(1)置于腔体(2)中并通过导管(4)与置于中间腔体(8)一端密封的软质弹性波纹管(11)联通，操纵杆(7)接触并抵紧与波纹管(11)一端固联的定心垫片(5)，两个导管(4)和操纵杆(7)三者的轴线共线设置并水平安装。
本实用新型在使用前，需将适量的气体(氢气、氧气或空气)通过充/放气嘴(12)等压的封装在两个金属盒(1)中，在腔体(2)未接通流体前，调整刻度盘(9)上的调零装置(10)使指针(6)指向刻度0处并锁紧调零装置(10)。
检测流体温差时，先将两束待测流体分别通入两个腔体(2)中，当待测的两束流体温度相同时，因两个金属盒(1)内气体压强相同，作用在操纵杆(7)两端的轴向压力相等，使操纵杆(7)受力平衡而处于静止状态；当腔体(2)中流体温度升高时(降低时原理相同)，该腔体中金属盒(1)内气体因热膨胀，盒内气体压强增大，波纹管(11)的密封端内侧压力增大，这个压力通过定心垫片(5)作用在操纵杆(7)轴端，使操纵杆(7)产生轴向移动，直至两个串联波纹管(11)产生的反向弹力增量与气体压力增量相等为止，操纵杆(7)因再次轴力平衡而处于静止状态。操纵杆(7)两次静止状态的轴向位移通过指针(6)指示在刻度盘(9)上，对应的刻度值即是两腔体(2)中流体温差的标定值，本实用新型还可以作为控制器，用操纵杆(7)产生相应温差的位移量控制两腔体(2)中流体的温差，起恒温差控制器的作用。
表壳(3)内有一个中间腔体(8)和两个待测流体流经的腔体(2)。金属盒(1)置于腔体(2)中并通过导管(4)与置于中间腔体(8)一端密封的软质弹性波纹管(11)联通，操纵杆(7)接触并抵紧与波纹管(11)一端固联的定心垫片(5)，两个导管(4)和操纵杆(7)三者的轴线共线设置并水平安装。
本实用新型在使用前，需将适量的气体(氢气、氧气或空气)通过充/放气嘴(12)等压的封装在两个金属盒(1)中，在腔体(2)未接通流体前，调整刻度盘(9)上的调零装置(10)使指针(6)指向刻度0处并锁紧调零装置(10)。
检测流体温差时，先将两束待测流体分别通入两个腔体(2)中，当待测的两束流体温度相同时，因两个金属盒(1)内气体压强相同，作用在操纵杆(7)两端的轴向压力相等，使操纵杆(7)受力平衡而处于静止状态；当腔体(2)中流体温度升高时(降低时原理相同)，该腔体中金属盒(1)内气体因热膨胀，盒内气体压强增大，波纹管(11)的密封端内侧压力增大，这个压力通过定心垫片(5)作用在操纵杆(7)轴端，使操纵杆(7)产生轴向移动，直至两个串联波纹管(11)产生的反向弹力增量与气体压力增量相等为止，操纵杆(7)因再次轴力平衡而处于静止状态。操纵杆(7)两次静止状态的轴向位移通过指针(6)指示在刻度盘(9)上，对应的刻度值即是两腔体(2)中流体温差的标定值，本实用新型还可以作为控制器，用操纵杆(7)产生相应温差的位移量控制两腔体(2)中流体的温差，起恒温差控制器的作用。
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