热质式热流探棒的制作方法

1.本实用新型有关于流量及热通量量则，尤指一种测量流场内两处的温度差变化而能够换算得到流场中的流体流量或热通量的热质式热流探棒。


背景技术：

2.热质式(thermal dispersion)流量计利用流体(气体、液体，或者混合物)热对流原理，所设计而成的精密可靠的流量感测装置。热质式流量计具有一流量感测棒，流量感测棒由不锈钢或工程塑胶制成。流量感测棒内包含两个温度感测器，其中一个被加热，故两个温度感测器有温度差存在。当热质式流量计置入管路内时，此温度差与流体的流量(flow volume)成反比，固定的加热功率，可以观察到两感测器测得温度差变化，而能够计算得知管路内的流体质流率。
3.热质式热量计是基于热质式流量计的原理，在输出物理转换值时，乘以一个换算系数，此系数通常为与流体粘滞性(viscosity)、质量(mass)、比热(specific heat capacity)、热焓值(enthalpy)相关，即可将流量计算结果，转换成为热通量(heat flux)，成为热质式热量计。
4.热质式流量/热量计(包含连续式与开关式)，具有高灵敏度，安装位置不受限制，无可动机械结构磨耗，因此可测含有固态杂质的流体体；可选用不同的材质以适用在不同酸碱性液体的环境测量。流量感测棒长度可配合现场的管径大小设计、制作，因此不管大管径或小管径皆可适用。
5.传统的热质式流量计/热量计的配置方式，第一种是在管道的上游与下游特定处，安装一端具有加热与温度测量的感测器，另一端不具有加热只有温度感测典的装置；测量上下游间的温度差，换算管道的流量/热量。通常采用这种安装方法，都是测量旁通(by
‑
pass)管道，而非在主要管道上，旁通(by
‑
pass)管道与主管道间的流量/热量比例，经由经验公式推算。
6.第二种安装方法，常称为插入式(insertion type)，在主要测量管道上，从安装口插入感测棒，使能测量主干道流量/热量，具有使用便利性。其作法为将两个感测器设计在一个感测探棒，分别配置在一电路板的两面，而加热器则配置在电路板的其中一面，电路板置入一感测探棒内再将感测探棒由管路的一侧横向穿入。然而，传统作法其两个感测器之间的间距过小，使得二者测得热隔离不良，导致两个温度感测器间温差过小而易成误差。此外，传统的感测探棒，因为迁就电路板的两侧方向，若安装时感测探棒对正流体的流动方向有转向，将造成加热器与流场的相对位置改变与出厂的校正不同，热质式流量计必需依照校正时的配置安装于待测管路，否则将导致测量失准。
7.有鉴于此，本发明人遂针对上述现有技术，特潜心研究并配合学理的运用，尽力解决上述的问题点，即成为本发明人改良的目标。


技术实现要素：

8.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热质式热流探棒,能够避免因安装角度偏差而造成测量失准，其便于安装且量准确。
9.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种热质式热流探棒，其中，包括：一套管，套管的一端为封闭的一测量端；及一测量模块，容置在该套管内，该测量模块包含一支架，该支架上设置有一加热器、一第一温度感测器以及一第二温度感测器，其中，该第一温度感测器热连接该套管的内侧壁，该第二温度感测器及该加热器热连接该测量端，且该第二温度感测器及该加热器配置在该套管的中心轴线上。
10.上述的热质式热流探棒，其中，该支架具有相互垂直的一第一板部以及一第二板部，该第二板部贴附于该测量端的内底面，该第一温度感测器设置在该第一板部，该第二温度感测器及该加热器设置在该第二板部。
11.上述的热质式热流探棒，其中，更包含一定位管，该定位管穿设在该套管内，该第一板部被夹设在该定位管的外侧壁及该套管的该内侧壁之间，该定位管的一端抵压该第二板部使该第二板部贴附该测量端的该内底面。
12.上述的热质式热流探棒，其中，更包含一压板，该套管的另一端为开放的一固定端，该压板设置在该固定端之内且抵压该定位管的另一端而将该定位管推向该测量端，其中该压板的外缘延伸出多个弹臂，该些弹臂分别抵压于该固定端的内侧壁而固定该压板。
13.上述的热质式热流探棒，其中，该支架为一软性电路板且弯折形成该第一板部及该第二板部。
14.上述的热质式热流探棒，其中，更包含一定位管，该定位管穿设在该套管内，该第一板部被夹设在该定位管的外侧壁及该套管的内侧壁之间，该定位管的一端抵压该第二板部使该第二板部贴附该测量端的内底面。
15.上述的热质式热流探棒，其中，更包含一电源导线，该套管的另一端为开放的一固定端，该电源导线自该套管的该固定端穿过该定位管而连接该第二板部。
16.上述的热质式热流探棒，其中，更包含连接在该第一板部的一接地导线，以及连接于该第一板部而分别电性连接该第一温度感测器及该第二温度感测器的一对信号导线。
17.上述的热质式热流探棒，其中，该套管的另一端为开放的一固定端，且该固定端设有外螺牙。
18.本实用新型的有益功效在于：本实用新型的热质式热流探棒，其加热器以及第二温度感测器配置在套管的中心轴线上，因此无论安装时套管旋转至任何位置，加热器以及第二温度感测器相对于流场的相对位置皆能够维持不变。故本实用新型的热质式热流探棒能够避免因安装角度偏差而造成测量失准，其便于安装且量准确。
19.以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
附图说明
20.图1为本实用新型较佳实施例的热质式热流探棒的立体示意图。
21.图2为本实用新型较佳实施例的热质式热流探棒的立体分解示意图。
22.图3为本实用新型较佳实施例的热质式热流探棒的使用状态示意图。
23.其中，附图标记：
24.100:套管
25.101:固定端
26.102:测量端
27.200:测量模块
28.210:支架
29.211:第一板部
30.212:第二板部
31.220:加热器
32.231:第一温度感测器
33.231a:导热胶
34.232:第二温度感测器
35.300:定位管
36.310:压板
37.311:通口
38.320:弹臂
39.410:电源导线
40.420:接地导线
41.431:信号导线
42.432:信号导线
具体实施方式
43.下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作具体的描述：
44.参阅图1至图3，本实用新型的较佳实施提供本实用新型提供一种热质式热流探棒，其用于测量一管路内的流体的质流率。于本实施例中，本实用新型的热质式热流探棒包括一套管100及一测量模块200。
45.于本实施例中，套管100为金属制或工程塑胶制的圆管体而利于热传。套管100的两端分别为一固定端101以及一测量端102，套管100的固定端101开放，套管100的测量端102则封闭。套管100自管路的一侧横向穿入管路中，固定端101固接在管路的管壁，测量端102则延伸至管路之内。较佳地，固定端101可以设有外螺牙用于螺接管路的管壁而便于安装，然而本实用新型不以此为限。
46.测量模块200容置在套管100内，测量模块200包含一支架210，支架210上设置有一加热器220、一第一温度感测器231以及一第二温度感测器232。第一温度感测器231热连接套管100的内侧壁，第二温度感测器232及加热器220热连接测量端102，且第二温度感测器232及加热器220配置在套管100的中心轴线上。
47.本实用新型的热质式热流探棒，其支架210具有相互垂直的一第一板部211以及一第二板部212，第二板部212贴附于测量端102的内底面，第一温度感测器231设置在第一板部211，第二温度感测器232及加热器220设置在第二板部212。具体而言，支架210为一长条状的软性电路板，且支架210的一端弯折一直角而形成第二板部212，支架210的其余部分则
形成第一板部211，加热器220则以印刷电路形式设置在支架210的第二板部212上。然而本实用新型所指支架210并不仅仅于前述的实施方式，也可以将软性电路板的一段弯曲呈弧形而使其前后段构成相互垂直的第一板部211以及第二板部212。再者，第一板部211以及第二板部212也可以是相互垂直配置的两个硬式电路板。
48.第一板部211穿设在套管100内，且使第二板部212位于套管100的测量端102内。较佳地，本实用新型的热质式热流探棒更包含一定位管300，定位管300穿设在套管100内，第一板部211被夹设在定位管300的外侧壁及套管100的内侧壁之间，使第一温度感测器231抵压且热连接套管100的内侧壁借此测量流场的环境温度。第一温度感测器231与套管100的内侧壁之间可以配置导热胶231a或导热胶贴片以增进热传导效率。定位管300的一端抵压第二板部212使第二板部212贴附测量端102的内底面。本实用新型的热质式热流探棒更包含一压板310，压板310设置在固定端101之内且抵压定位管300的另一端而将定位管300推向测量端102。于本实施例中，压板310的外缘延伸出多个弹臂320，当压板310置入套管100的固定端101后，各弹臂320分别抵压于固定端101的内侧壁而借此将压板310固定以压制定位管300。
49.本实用新型的热质式热流探棒更包含一电源导线410、一接地导线420以及一对信号导线431/432以供控制、加热及测量。电源导线410、接地导线420以及信号导线431/432自套管100的固定端101穿入套管100之内。电源导线410自套管100的固定端101穿过定位管300而连接第二板部212，接地导线420连接在第一板部211，电源导线410主要供应加热器220用电。信号导线431/432连接于第一板部211而分别电性连接第一温度感测器231及第二温度感测器232，借此供输出测得的温度信号。
50.再者，压板310上开设有一通口311以供穿过电源导线410、接地导线420以及信号导线431/432。而且通口311的口径小于定位管300以避免定位管300由通口311穿出松脱。
51.本实用新型的热质式热流探棒，其加热器220以及第二温度感测器232配置在套管100的中心轴线上，因此无论安装时套管100旋转至任何位置，加热器220以及第二温度感测器232相对于流场的相对位置皆能够维持不变。故本实用新型的热质式热流探棒能够避免因安装角度偏差而造成测量失准，其便于安装且测量准确。
52.当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。