基于MEMS的液压系统V锥流量计的设计仿真研究

摘 要: 由于液压管路流量测量与输送一般流体物质的管路流量测量的差异性，液压领域至今没有找到非常满意的动态流量测量仪表。在应用压力梯度法测量液压系统流量研究的基础上，利用传统 V锥流量计优点，提出一种不需要引压，直接让 MEMS敏感芯体在管内获得与流量对应的差压信号的新方法。通过应用 MEMS 力敏芯体测取内置于管道中特殊设计的V型锥体前后的压差。推导了流量-差压数学模型，利用 Fluent仿真了 V锥体关键参数不同对流场压力的影响。得出了在设计时前锥角和等效直径比应该取较大值的结论。对 V 锥流量计的优化设计有指导意义。 关键词：液压系统；流量测；V锥；MEMS；关键参数；Fluent 引言 流量测量 是工业过程测量中的一个重要参数，涉及广泛的应用领域，流量、温度和压力被公认为热工计量的三大重要参数，随着工业及经济的发展，流量计量技术及产品日新月异。然而，目前大多数实际应用的液压系统往往只有几块压力表，流量监测装置几乎没有 。在液压领域流量测量过程中，至今没有找到非常满意的动态流量测量仪表。可以在工程手册上选择的容积式流量计和涡轮流量计除了价格昂贵以外，对流体的扰动强烈，存在可动机械部件，响应频率低、容易磨损的缺陷。由于液压系统仅能测量工作压力，无法测量系统中各支路的工作流量，如果遇到故障很难确定故障原因，只能被迫停车大修。如果能有在线流量传感器监测流量的异常情况，配合压力参数，就可以根据功率流理论及时预报，准确地定位故障所在并进行排除，避免更多的经济损失。基于MEMS的液压系统V锥流量计的设计仿真研究全文下载