具有集成旁路通道的流量传感器组件制造技术

本发明专利技术涉及具有集成旁路通道的流量传感器组件，具体公开了具有提高的流量范围能力的流量传感器组件（38）。在一个示例性实施例中，流量传感器组件（38）包括外壳（40），其具有入口流端口（88）、出口流端口（90）、在入口流端口和出口流端口之间延伸的流体通道（12）、以及旁路通道（62），旁路通道具有在分开的位置流体地连接到流体通道的一对龙头（64）。流量传感器（10）可以定位在旁路通道中，用于感测关于流过流体通道的流体的流率的测量值。旁路通道的两个龙头之间的压力差驱动流过流体通道的流体的一部分通过旁路通道。流量传感器组件可以构造成实现、控制和/或平衡通过旁路通道和经过流量传感器的流体流的期望部分。

【技术实现步骤摘要】
具有集成旁路通道的流量传感器组件本申请是2012年1月31日提交的、名称为“具有集成旁路通道的流量传感器组件”、申请号为201210087916.6的中国专利申请的分案申请。
本公开一般地涉及流量传感器，并且更具体地涉及构造成感测流过流动通道的流体流量的流量传感器。
技术介绍
流量传感器通常用于感测流过流体通道的流体（例如气体或液体）的流率。这种流量传感器通常使用在广泛的应用中，例如医疗应用、飞行控制应用、工业过程应用、燃烧控制应用、天气监测应用以及许多其他应用。在一些情况下，流量传感器的质量体积流率可能受到限制，因为流量传感器在暴露于较高质量体积流率时可能会变得饱和。在一些应用中，这是不希望出现的。
技术实现思路
本公开一般地涉及流量传感器，并且更具体地涉及用于提高可被感测的流率范围的方法和装置。在一个示例性实施例中，一种流量传感器组件包括外壳，其具有入口流端口和出口流端口以及在入口流端口和出口流端口之间延伸的流体通道、以及旁路通道。在一些情况中，所述外壳还可以包括一个或多个隔板，其定位在流体通道中以帮助促进流体通道中的层流。所述旁路通道可以包括与流体通道流体连通的两个龙头（tap）。上游龙头可以在第一上游位置处（例如在一个或多个隔板（当被提供时）的上游和所述流体通道的入口流端口的下游）连接到所述流体通道。下游龙头可以在第二下游位置处（例如在一个或多个隔板（当被提供时）的下游和所述流体通道的出口流端口的上游）连接到所述流体通道。流量传感器可以与所述旁路通道流体连通，并且可以感测关于流过所述旁路通道以及因此流体通道的流体的流率的测量值。在一些情况中，可以在上游龙头、下游龙头和/或旁路通道中提供一个或多个特征以限制通过旁路通道的流体流率，从而扩展流量传感器组件的有效流率范围。在一些情况中，所述外壳可以是单件模制部件，并且可以限定入口和出口流端口、流体通道以及旁路通道的至少一部分。在一些情况中，根据需要，可以将盖安装到所述外壳以例如限定流体通道和旁路通道的剩余部分。在一些情况中，单件模制部件也可以限定所述一个或多个隔板，当被提供时。所提供的前述
技术实现思路
有助于理解本公开的一些特征，并且不意图是完整的描述。通过将整个说明书、权利要求书、附图以及摘要作为整体可获得对本公开的全面理解。附图说明考虑本公开的各种示例性实施例的以下详细描述并结合附图，可更全面地理解本公开，附图中：图1是用于测量流过流体通道的流体的流体流率的示例性流量传感器的示意图；图2是用于测量流过流体通道的流体的流率的示例性热式流量传感器组件的示意图；图3是用于测量流过流体通道的流体的流率的示例性热式流量传感器组件的示意图；图4是示例性封装热式流量传感器组件的俯视图；图5是具有盖的图4的示例性封装热式流量传感器组件的剖视图；图6是可以用在图4的封装热式流量传感器组件中的示例性限流器的剖视图；图7是可以用在图4的封装热式流量传感器组件中的示例性多孔插入件的剖视图；图8是封装热式流量传感器组件的另一示例性实施例的分解图；图9是图8的示例性封装热式流量传感器组件的外壳的俯视图；图10是图8的示例性封装热式流量传感器组件的仰视透视图；以及图11是图8的示例性封装热式流量传感器组件的剖视图。具体实施方式应该参考附图来阅读下面的描述，其中，在遍及几幅附图中，相同的附图标记指示相同的元件。该描述和附图示出了几个实施例，其旨在是示例性的而不是限制性的。图1是用于测量流过流体通道12的流体流14的流体流率的示例性流量传感器10的示意图。如本文所使用的，术语“流体”根据应用可以指气体流或液体流。在一个示例性实施例中，流量传感器10可暴露于流体通道12和/或设置成与流体通道12流体连通，以测量流体流14的一个或多个特性。例如，流量传感器10可根据需要利用一个或多个热式传感器（例如参见图2）、压力传感器、声学传感器、光学传感器、皮托管、和/或其它适合的传感器或传感器组合来测量流体流14的质量流量和/或速度。在一些情况下，流量传感器10可以是可从本申请的受让人获得的微桥或MicrobrickTM传感器组件（例如参见图3），但这不是必需的。一些被认为适合于测量流体流14的质量流量和/或速度的示例性方法和传感器构造已经公开在例如美国专利号4,478,076、4,478,077、4,501,144、4,581,928、4,651,564、4,683,159、5,050,429、6,169,965、6,223,593、6,234,016、6,502,459、7,278,309、7,513,149和7,647,842中。所构想的是，根据需要，流量传感器10可包括这些流量传感器构造和方法中的任一个。然而必须意识到，流量传感器10根据需要可以是任何适合的流量传感器。在该示例性实施例中，流体通道12可经历流体流14的一定范围的流率。例如，流体通道12可包括高体积流体流、中体积流体流或低体积流体流。示例的流体流应用可包括但不限于医疗应用（例如呼吸计、通气机、肺活量计、氧气浓缩器、光谱测定应用、气相色谱应用、睡眠呼吸暂停机、喷雾器、麻醉输送机等）、飞行控制应用、工业应用（例如空气燃料比、光谱测定、燃料电池、气体泄漏检测、煤气表、HVAC应用）、燃烧控制应用、天气监测应用以及根据需要任何其他适合的流体流应用。转至图2，它是用于测量流过流体通道12的流体流14的流率的示例性热式流量传感器组件的示意图。在图2的示例性实施例中，流量传感器组件包括一个或多个加热器元件（例如加热器元件16）以及一个或多个传感器元件18和20，用于感测流体通道12中的流体流14的流率。如图2所示，第一传感器元件18可设置在加热器元件16的上游，并且第二传感器元件20可设置在加热器元件16的下游。然而，这并不意味着限制并且所构想的是，在一些实施例中，流体通道12可以是双向的流体通道，使得在一些情况下，第一传感器元件18在加热器元件16的下游且第二传感器元件20在加热器元件16的上游。在一些情况下，可以只提供一个传感器元件，而在其他实施例中，可提供三个或更多个传感器元件。在一些情况下，传感器元件18和20均可设置在加热器元件16的上游（或下游）。在一些情况下，第一传感器元件18和第二传感器元件20可以是热敏感的电阻，其具有相对大的正或负温度系数，使得电阻值随温度而变化。在一些情况下，第一和第二传感元件18和20可以是热敏电阻器。在一些情况下，第一传感器元件18、第二传感器元件20以及任何附加的传感器元件可布置成惠斯通电桥结构，但这并不是必需的。在所示的例子中，当流体通道12中没有流体流且加热器元件16被加热到高于流体流14中的流体的环境温度的温度时，可形成温度分布，并且该温度分布以围绕加热器元件16的大致对称分布被传递至上游传感器元件18和下游传感器元件20。在该例子中，上游传感器元件18和下游传感器元件20可感测相同或相似的温度（例如在25%、10%、5%、1%、0.001%等之内）。在一些情况中，这样可以在第一传感器元件18和第二传感器元件20中产生相同或相似的输出电压。当流体通道12中存在非零的流体流14并且加热器元件16被加热到高于流体流14中的流体的环境温度的温度时，对称的温度分布会被扰动并且扰动量可与流体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量传感器组件，包括：外壳，所述外壳限定入口流端口的至少一部分和出口流端口的至少一部分，所述外壳具有第一侧和相对的第二侧，所述第一侧具有形成在其内的凹陷，所述凹陷限定：流体通道的第一侧壁，其中，所述流体通道在所述入口流端口和所述出口流端口之间延伸；旁路通道的第一侧壁，其中，所述旁路通道包括上游龙头和下游龙头，所述上游龙头在第一位置处与所述流体通道流体连通，所述下游龙头在第二位置处与所述流体通道流体连通；盖，所述盖密封地接合到所述外壳，使得所述盖限定所述流体通道的第二侧壁和所述旁路通道的第二侧壁，并且其中，所述盖与所述外壳一起共同限定所述流体通道和所述旁路通道；以及流量传感器，所述流量传感器相对于所述盖固定，使得所述流量传感器与所述旁路通道流体连通并且能够测量流过所述旁路通道的流体的流率。

【技术特征摘要】
2011.01.31 US 13/0180371.一种流量传感器组件，包括：外壳，所述外壳限定入口流端口的至少一部分和出口流端口的至少一部分，所述外壳具有第一侧和相对的第二侧，所述第一侧具有形成在其内的凹陷，所述凹陷限定：流体通道的第一侧壁，其中，所述流体通道在所述入口流端口和所述出口流端口之间延伸；旁路通道的第一侧壁，其中，所述旁路通道包括上游龙头和下游龙头，所述上游龙头在第一位置处与所述流体通道流体连通，所述下游龙头在第二位置处与所述流体通道流体连通；盖，所述盖密封地接合到所述外壳，使得所述盖限定所述流体通道的第二侧壁和所述旁路通道的第二侧壁，并且其中，所述盖与所述外壳一起共同限定所述流体通道和所述旁路通道；以及流量传感器，所述流量传感器相对于所述盖固定，使得所述流量传感器与所述旁路通道流体连通并且能够测量流过所述旁路通道的流体的流率。2.如权利要求1所述的流量传感器组件，其中，形成在所述外壳的第一侧内的所述凹陷还限定一个或多个隔板，所述一个或多个隔板具有沿平行于所述流体通道中的流体流的方向延伸的长度。3.如权利要求2所述的流量传感器组件，其中，所述一个或多个隔板不一直延伸到所述盖。4.如权利要求1所述的流量传感器组件，其中，所述盖包括印刷电路板，所述流量传感器安装到所述印刷电路板。5.如权利要求1所述的流量传感器组件，其中，所述流量传感器安装在所述盖和所述外壳之间的腔内。6.如权利要求1所述的流量传感器组件，其中，所述盖具有第一侧和相对的第二侧，所述流量传感器安装到所述盖的第一侧，并且其中，所述外壳的第一侧安装到所述盖的第一侧，使得所述凹陷面对所述盖。7.如权利要求1所述的流量传感器组件，其中，所述流量传感器延伸到所述凹陷的一部分中，该部分限定所述旁通通道的第一侧壁。8.如权利要求7所述的流量传感器组件，其中，所述外壳限定所述入口流端口和所述出口流端口。9.如权利要求7所述的流量传感器组件，其中，所述入口流端口和/或所述出口流端口包括多孔插入件。10.如权利要求1所述的流量传感器组件，其中，所述外壳是单件模制部件。11.一种利用流量传感器组件测量流量的方法，所述方法包括：使流体通过所述流量传感器组件，其中，所述流量传感器组件包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：J斯佩尔德里奇，LF里克斯，CS贝克，W冯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US