專利名稱：一種無反饋通道的射流流量計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種射流流量計，具體涉及一種無反饋通道的射流振蕩器。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，市場需要廉價、穩(wěn)定性和重復性良好的流量傳感器，射流流量傳感器在一定程度上大大滿足了市場的要求。近年來，射流流量計正逐步被用作家用煤氣表和家用水表，且應用范圍和影響不斷擴大，可以預見，射流流量計在民用業(yè)上有著很好的應用前景。然而，國內(nèi)對射流流量計的研究較少，開展對新型射流流量計的研究特別是用于對微流量進行測量的微尺度射流流量計的研究具有重要意義。目前的射流流量計多采用帶反饋通道的射流流量計，它包括殼體、兩個順流件、兩個反饋通道、信號檢測元件及檢測電路，射流流量計在殼體內(nèi)設置兩塊對稱的順流件，當主射流從噴嘴射入時，由于附壁效應會任意依附在兩個順流件中的一個，且主射流的一部分流束進入相應的反饋通道，反饋流體作用于主射流，使之切換并依附另一個順流件，開始了另一個反饋循環(huán)。如此循環(huán)往復產(chǎn)生流體振蕩，通過檢測電信號頻率而獲得流體振蕩頻率， 從而間接得流體的流速與流量。這種射流流量計無機械可動部件，抗干擾能力好，不受外界環(huán)境的影響，在一定的場合具有一定的優(yōu)勢。但是由于采用帶反饋通道的結(jié)構(gòu)，在加工制作和應用領(lǐng)域方面存在不足，主要體現(xiàn)在以下三個方面(1)帶反饋通道的射流流量計有高深寬比要求。射流流量計是在較寬的流體流速范圍內(nèi)，斯特勞哈數(shù)基本恒定，射流流量計中流體的振蕩頻率與流速呈一定比例來獲得流體的體積流量。對于帶反饋通道的射流流量計，當射流噴嘴的深寬比過低時，射流的自由表面面積減小到不能提供足夠動力使流量計中的流體振蕩。尤其在微系統(tǒng)中，某些加工材料和加工工藝并不能滿足高深寬比的設計要求，極大的限制了流量計在微系統(tǒng)中的應用領(lǐng)域。(2)不適合用于微系統(tǒng)中檢測微流量，對于微系統(tǒng)，帶反饋通道的射流流量計內(nèi)部的不規(guī)則結(jié)構(gòu)相對來說比較復雜，對加工的材料和加工技術(shù)要求比較高，不便于加工制造， 以致制造成本比較昂貴。(3)相對于主射流，反饋通道內(nèi)壓力信號的強度比較弱，因為反饋通道內(nèi)的流體是主射流的一小部分流束，檢測到的信號不明顯，容易受到外界干擾，信噪比較低。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種無反饋通道的射流流量計，以用于宏觀尺度或微觀尺度下的流體流量的測量。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種無反饋通道的射流流量計，包括從上至下設置的頂蓋、射流振蕩器和基底。射流振蕩器內(nèi)設有引流槽、噴嘴和帶有ω形固定阻流體的矩形振蕩腔；所述的引流槽、噴嘴和矩形振蕩腔相互連通；引流槽通過噴嘴與振蕩腔連通，阻流體位于振蕩腔內(nèi)且阻流體的凹面與噴嘴的開口相對，阻流體的凹面內(nèi)設置有流體振蕩傳感器；所述的頂蓋開有圓孔形入口和圓孔形出口，入口與引流槽前端連通，出口與振蕩腔連通。進一步地說，所述ω形的阻流體包括分流尖、L形第一阻流臂、L形第二阻流臂； 分流尖位于噴嘴的中軸線上且分流尖與噴嘴開口正對；第一阻流臂和第二阻流臂分別位于分流尖兩側(cè)且以噴嘴的中軸線為對稱軸呈對稱設置；第一阻流臂的一端與分流尖的一側(cè)連接，第二阻流臂的一端與分流尖的另一側(cè)連接；第一阻流臂與分流尖半包圍形成第一振蕩渦室，第二阻流臂與分流尖半包圍形成第二振蕩渦室；所述的流體振蕩傳感器分別設置在第一阻流臂和第二阻流臂內(nèi)側(cè)壁。更進一步地說，所述入口的中心線、出口的中心線與噴嘴的中軸線處于同一平面內(nèi)，入口的直徑與引流槽的寬度相等，出口的中心線位于阻流體的后方，出口直徑為入口直徑的1. 2 1. 5倍。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有的有益效果是1)本實用新型射流流量計采用帶有ω形固定阻流體的矩形振蕩腔，利用在第一振蕩渦室和第二振蕩渦室內(nèi)交替產(chǎn)生的射流漩渦使射流穩(wěn)定的周期振蕩，相比現(xiàn)有技術(shù)具有更低的流量測量下限；2)本實用新型射流流量計的流體振蕩傳感器安裝于ω形固定阻流體的阻流臂內(nèi)側(cè)壁，射流直接交替作用于第一阻流臂和第二阻流臂，能夠在阻流臂內(nèi)側(cè)壁產(chǎn)生穩(wěn)定、較強的振蕩信號，具有較好的信噪比；3)本實用新型射流流量計結(jié)構(gòu)簡單、無可動部件、沒有嚴格的深寬比要求，便于各種尺寸尤其是微尺寸下的加工和制作，特別適合用于微電子機械(MEMS)系統(tǒng)的微小流量測量。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中沿A-A線的剖視圖。圖3是本實用新型第一種實施例的分解示意圖。圖4是本實用新型第二種實施例的分解示意圖。圖中1.射流振蕩器，2.入口，3.引流槽，4.噴嘴，5.阻流體，50.分流尖，51.第一阻流臂，52.第二阻流臂，53.第一振蕩渦室，54.第二振蕩渦室，55.流體振蕩傳感器，6.振蕩腔，7.出口，8.頂蓋，9.基底。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1和圖2所示，本實用新型提供一種無反饋通道的射流流量計，它包括1)射流振蕩器1、基底9、頂蓋8;射流振蕩器1內(nèi)設有引流槽3、噴嘴4和帶有ω 形固定阻流體5的矩形振蕩腔6，引流槽3、噴嘴4和矩形振蕩腔6相互連通；噴嘴4為漸縮噴嘴，噴嘴4與引流槽3光滑連接。弓丨流槽3、噴嘴4、阻流體5以及振蕩腔6的中軸線重合， 引流槽3、噴嘴4、振蕩腔6的深度與阻流體5的高度相同；引流槽3延伸至振蕩腔6內(nèi)，引流槽3與噴嘴4連通，噴嘴4與振蕩腔6連通；阻流體5位于振蕩腔6內(nèi)且阻流體5的凹面將(1)和⑵代入⑶得
5
與噴嘴4的開口相對；頂蓋8開有圓孔形入口 2和圓孔形出口 7，入口 2與引流槽3前端連通，出口 7與振蕩腔連通；阻流體5與基底9固定連接，射流振蕩器1分別與基底9和頂蓋 8密封連接。2) ω形的阻流體5包括分流尖50、L形第一阻流臂51、L形第二阻流臂52 ；分流尖50位于噴嘴4的中軸線上且分流尖50與噴嘴4開口正對；第一阻流臂51和第二阻流臂 52分別位于分流尖50兩側(cè)且第一阻流臂51和第二阻流臂52分別與分流尖50相連；第一阻流臂51與分流尖50半包圍形成第一振蕩渦室53，第二阻流臂51與分流尖50半包圍形成第二振蕩渦室53 ；第一振蕩渦室53、第二振蕩渦室M以及振蕩腔6之間相互連通；第一阻流臂51和第二阻流臂52內(nèi)側(cè)壁安裝有感測流體振蕩頻率的流體振蕩傳感器55。3)入口 2的中心線、出口 7的中心線與噴嘴4的中軸線處于同一平面內(nèi)，入口 2的直徑與引流槽3的寬度相等，出口 7的中心線位于阻流體5的后方，出口 7直徑為入口 2直徑的1. 2 1. 5倍。當測量流體時，本實用新型無反饋通道的射流流量計安裝在待測流體的管路中，流體經(jīng)過頂蓋8上的入口 2垂直進入射流振蕩器1的引流槽3中，然后流體經(jīng)噴嘴 4射入振蕩腔6 ；進入振蕩腔6的主射流被分流尖50分為兩股射流，兩股射流分別進入第一振蕩渦室53和第二振蕩渦室54，兩股射流隨后受到L形第一阻流臂51和L形第二阻流臂52的作用分別在第一振蕩渦室53和第二振蕩渦室M形成與主射流反向的兩股射流；主射流與兩股反向的射流形成對流，對流的不穩(wěn)定性會引起主射流的輕微偏轉(zhuǎn)，且偏轉(zhuǎn)方向是隨機的(假設主射流首先朝第二阻流臂52方向偏轉(zhuǎn))，進入第一振蕩潤室53的一股射流逐漸減小并且在分流尖50的作用下在第一振蕩渦室53形成逆時針旋轉(zhuǎn)的漩渦，隨著漩渦的增大主射流的偏轉(zhuǎn)逐漸加??；當主射流偏轉(zhuǎn)至第二阻流臂52末端的凸起時，漩渦同時受到第二阻流臂52末端的凸起和分流尖50的干擾逐漸消失，這時主射流開始朝相反方向偏轉(zhuǎn)；當主射流反向偏轉(zhuǎn)返回至分流尖50附近時，在第二振蕩潤室54開始形成順時針旋轉(zhuǎn)漩渦，在漩渦的推動下主射流繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，逐漸偏轉(zhuǎn)至第一阻流臂51末端的凸起……如此循環(huán)往復，主射流在第一阻流臂51和第二阻流臂52之間來回振蕩，第一阻流臂51和第二阻流臂52內(nèi)側(cè)壁上周期變化的壓力信號被安裝在第一阻流臂51和第二阻流臂52內(nèi)側(cè)壁的流體振蕩傳感器55所接受，從而得到射流振蕩的頻率 /。射流振蕩的頻本與流量計噴嘴處的流體流速^呈如下線性關(guān)系f = Si.!(1)
d其中，Si為斯特勞哈數(shù)，d為特征長度(可取噴嘴4的寬度作為特征長度)。設噴嘴4的高度為管道流量為Q ,則有Q = h-d-v(2)本實用新型射流流量計的儀表系數(shù)力
(3)
=/[0035]
權(quán)利要求1.一種無反饋通道的射流流量計，包括從上至下設置的頂蓋(8)、射流振蕩器(1)和基底(9)，其特征在于射流振蕩器(1)內(nèi)設有引流槽(3)、噴嘴(4)和帶有ω形固定阻流體 (5)的矩形振蕩腔(6);所述的引流槽(3)、噴嘴(4)和矩形振蕩腔(6)相互連通；引流槽(3) 通過噴嘴(4)與振蕩腔(6)連通，阻流體(5)位于振蕩腔(6)內(nèi)且阻流體(5)的凹面與噴嘴(4)的開口相對，阻流體(5)的凹面內(nèi)設置有流體振蕩傳感器(55)；所述的頂蓋(8)開有圓孔形入口(2)和圓孔形出口(7)，入口(2)與引流槽(3)前端連通，出口(7)與振蕩腔連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無反饋通道的射流流量計，其特征在于所述ω形的阻流體(5)包括分流尖(50)、L形第一阻流臂(51)、L形第二阻流臂(52)；分流尖(50)位于噴嘴(4)的中軸線上且分流尖(50)與噴嘴(4)開口正對； 第一阻流臂(51)和第二阻流臂(52)分別位于分流尖(50)兩側(cè)且以噴嘴(4)的中軸線為對稱軸呈對稱設置；第一阻流臂(51)的一端與分流尖(50)的一側(cè)連接，第二阻流臂(52) 的一端與分流尖(50)的另一側(cè)連接；第一阻流臂(51)與分流尖(50)半包圍形成第一振蕩渦室(53)，第二阻流臂(51)與分流尖(50)半包圍形成第二振蕩渦室(53)；所述的流體振蕩傳感器(55)分別設置在第一阻流臂(51)和第二阻流臂(52)內(nèi)側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無反饋通道的射流流量計，其特征在于所述入口(2)的中心線、出口(7)的中心線與噴嘴(4)的中軸線處于同一平面內(nèi)，入口(2)的直徑與引流槽(3)的寬度相等，出口(7)的中心線位于阻流體(5)的后方，出口(7)直徑為入口(2)直徑的1. 2 1.5 倍。
專利摘要本實用新型公開了一種無反饋通道的射流流量計，包括射流振蕩器、基底、頂蓋；射流振蕩器內(nèi)設有相互連通的引流槽、噴嘴和帶有ω形固定阻流體的振蕩腔，引流槽延伸至振蕩腔內(nèi)，噴嘴與引流槽的末端連通，阻流體位于振蕩腔內(nèi)且阻流體的凹面與噴嘴開口相對；頂蓋開有圓孔形入口和圓孔形出口，入口與引流槽前端連通，出口與振蕩腔連通。本實用新型射流流量計采用帶有ω形固定阻流體的矩形振蕩腔，利用在第一振蕩渦室和第二振蕩渦室內(nèi)交替產(chǎn)生的射流漩渦使射流穩(wěn)定的周期振蕩，相比現(xiàn)有技術(shù)具有更低的流量測量下限，并能夠在阻流臂內(nèi)側(cè)壁產(chǎn)生穩(wěn)定、較強的振蕩信號，具有較好的信噪比。
文檔編號G01F1/32GK202041233SQ20112005418
公開日2011年11月16日 申請日期2011年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者梁國偉, 程寧, 謝代梁, 陶姍 申請人:中國計量學院