測量位于測量通道或測量室內(nèi)介質(zhì)的物理屬性測量探頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于測量位于測量室或測量通道中介質(zhì)的物理屬性測量探頭。本實用新型特別涉及一種用于在流體通道的橫截面的多個位置處測量局部流速及溫度的測量探頭。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在流體通道(例如通風(fēng)口等)中，需要對流動介質(zhì)(常為空氣)的不同參數(shù)進(jìn)行測量。特別地，在用于建筑物通風(fēng)換氣以及空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中，應(yīng)使空氣的溫度、濕度、流速、壓力以及二氧化碳含量協(xié)調(diào)為最佳狀態(tài)，由此使環(huán)境氣候同時適宜于人類和物料。對此，需要謹(jǐn)慎確定空調(diào)或通風(fēng)機(jī)的測定變量及調(diào)幅控制。在幾乎所有賓館、辦公樓及工廠中均采用大型空調(diào)。近年來，在私人區(qū)域內(nèi)控制居室通風(fēng)的需求也日益增多。
[0003]然而，利用常規(guī)方式來提供新鮮空氣的缺陷顯而易見。在暖氣啟用狀態(tài)下，如果開窗換氣則會損耗能量，而缺乏通風(fēng)或不正確通風(fēng)則會導(dǎo)致空氣污濁、呼吸不到新鮮空氣、產(chǎn)生異味且無法除濕，在最糟情況下還可能形成霉菌。非控式居室通風(fēng)的功能具有局限性，特別是其效率較低且造價高昂。
[0004]因此，最好能夠通過空調(diào)來控制通風(fēng)。然而，即便是這種方式也必須調(diào)節(jié)至最理想狀態(tài)，否則過少的換氣會導(dǎo)致舒適感不佳，而過度頻繁的換氣則會浪費(fèi)能量，故關(guān)閉空調(diào)的參數(shù)應(yīng)緊密配合且互為影響。不論待通風(fēng)或空氣調(diào)節(jié)的建筑物是何種類型，需要檢測并相互協(xié)調(diào)的測量變量均大體相同，即空氣溫度、空氣濕度、流速、二氧化碳含量、房間之間的壓差以及過濾器上的壓降。原則上，能夠利用獨立的測量儀器來精確檢測所有這些測量變量，可在手持式多功能測量儀上加裝探測器，從而便于操作。在測量中，不僅方式非常重要，測量的位置也同樣重要，對于每一測量變量都多少存在更為適當(dāng)?shù)臏y量位置，測量位置選擇的不適當(dāng)或不準(zhǔn)確可能會使測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于，提供一種用于插入測量通道或測量室中的測量探頭，借助該測量探頭可在預(yù)定位置準(zhǔn)確測出測量通道或測量室中的物理變量。
[0006]本實用新型的目的還在于，提供一種用于將測量探頭插入測量通道或測量室中以對其中的物理變量進(jìn)行測量的方法。
[0007]本實用新型提出一種用于測量在測量通道或測量室中的介質(zhì)的物理屬性(測量變量)的測量探頭。該測量探頭包括:具有刻度的桿狀探頭主體，用于通過測量通道或測量室的壁部的孔口插入介質(zhì);手柄，該手柄經(jīng)由轉(zhuǎn)接頭而布置于桿狀探頭主體的第一端;傳感元件，布置于桿狀探頭主體的第二端并且構(gòu)造成基于待測物理屬性產(chǎn)生電子傳感信號，其中該傳感元件包括第一熱敏元件及第二熱敏元件，其中，所述信號收發(fā)裝置與所述傳感元件通過電路相連。
[0008]利用桿狀測量探頭(如伸縮式探頭)來測量流速以及上述其他測量變量，這種測量探頭通過通道壁部中相對較小的孔口伸入流體通道中，其中將對待測的物理變量敏感的傳感元件布置于測量探頭的頂端。這樣，在測量中，可將傳感元件盡可能精確地定位于流體通道橫截面的預(yù)定測量位置。對于某些特定測量，統(tǒng)一在通道中的多個位置采取測量值。
[0009]本實用新型還提出一種用于測量在測量通道或測量室中的介質(zhì)的物理屬性的測量探頭。該測量探頭包括:探頭主體，用于在測量通道或測量室的通風(fēng)口旁對介質(zhì)進(jìn)行測定;手柄，該手柄以插接方式布置于桿狀探頭主體的第一端;傳感元件，布置于探頭主體的第二端并且構(gòu)造成基于待測物理屬性產(chǎn)生電子傳感信號，其中該傳感元件包括葉輪元件。
[0010]本實用新型進(jìn)一步提出一種用于利用測量探頭來測量通道或測量室中的介質(zhì)的物理屬性的方法。該方法包括以下步驟:將探頭通過壁部中的孔口插入測量通道或測量室內(nèi)；借助探頭主體上的刻度測定測量探頭相對于壁部的位置;通過傳感元件測定測量通道或測量室中的介質(zhì)流速及溫度并發(fā)出測量信號;將測量信號發(fā)送至已由用戶預(yù)先設(shè)定的智能終端，如手機(jī);并由預(yù)裝于其上的應(yīng)用程序基于測量信號計算所需測量結(jié)果，以及對測量探頭進(jìn)行操控。
[0011]本實用新型進(jìn)一步提出一種用于利用測量探頭來測量通道或測量室中的介質(zhì)的物理屬性的方法。該方法包括以下步驟:將探頭置于測量通道或測量室的通風(fēng)口旁;通過傳感元件測定通風(fēng)口處的介質(zhì)流速及溫度并發(fā)出測量信號;將測量信號發(fā)送至已由用戶預(yù)先設(shè)定的智能終端，如手機(jī);并由預(yù)裝于其上的應(yīng)用程序基于測量信號計算所需測量結(jié)果，以及對測量探頭進(jìn)行操控。
[0012]在測定體積流量時，可在橫截面的多點測量通過流體通道的流速并算出流經(jīng)通道截面的平均流速。然后通過將平均流速與通道截面的面積相乘而得到體積流量(m3/s)。
【附圖說明】
[0013]下列附圖及【具體實施方式】會有助于更好地理解本實用新型。參照【附圖說明】本實用新型主題的具體細(xì)節(jié)、變化方案及進(jìn)一步改進(jìn)，其中附圖僅涉及所選的特定實施例。在圖中所示的元件并非限定目的，而旨在闡明本實用新型的原理。
[0014]圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的測量探頭的立體圖，其桿狀測量探頭處于縮回狀態(tài)；
[0015]圖2是如圖1所示的測量探頭的側(cè)視圖，其桿狀測量探頭處于伸出狀態(tài)；
[0016]圖3是根據(jù)本實用新型另一實施例的測量探頭的正視圖；
[0017]圖4是如圖3所示的測量探頭帶有探頭護(hù)蓋的立體圖；
[0018]圖5是用于圖示由圖1至圖4所示的測量探頭的工作原理的框圖。
【具體實施方式】
[0019]圖1示出根據(jù)本實用新型一個實施例的測量探頭的立體圖。作為用于對測量通道或測量室的內(nèi)部空間中的一種或多種物理變量(例如溫度及流速等)進(jìn)行測量的測量探頭，探頭100通常采用桿狀的探頭主體110，該探頭主體110能夠通過通道或測量室的壁部中的(可封閉)孔口插入內(nèi)部空間中。
[0020]在下文所述的實施例中涉及測定空調(diào)的通風(fēng)道的內(nèi)部空間中的流速，但本實用新型不僅限于這種應(yīng)用。利用同種或同類測量探頭能夠以相似的方式在任意測量室的內(nèi)部空間中測量任意物理變量，諸如流速。在該實施例中，傳感元件112適用于測定流速。其中，傳感元件112包括第一熱敏元件和第二熱敏元件，第一熱敏元件可包括熱絲式風(fēng)速計(也稱作熱球)。傳感元件112布置于桿狀探頭主體110伸入測量通道或測量室的內(nèi)部空間中的一端。傳感元件112基于待測的物理變量(例如在測量通道中流動氣體的流速)生成電子傳感信號。
[0021]在此，通過內(nèi)部電路將第一熱敏元件加熱到一定溫度，優(yōu)選為約100°C，但不限于此。隨后，在將測量探頭100(尤其是其第二端的傳感元件112)伸入測量通道或測量室之中，此時，傳感元件112的第一熱敏元件(即熱球)處于流體場中，流體(通常為空氣)的流動會導(dǎo)致其溫度下降，從而導(dǎo)致內(nèi)部驅(qū)動電路需要提高驅(qū)動功率以便確保熱球溫度的穩(wěn)定性。因此，可以通過驅(qū)動功率和風(fēng)速之間的比例關(guān)系實現(xiàn)風(fēng)速的測量。同時，第二熱敏元件則對環(huán)境溫度進(jìn)行測量，用來補(bǔ)償由于環(huán)境溫度的變化而可能導(dǎo)致的測量誤差。
[0022]在探頭主體110相反于傳感元件112的一端可通過轉(zhuǎn)接頭120與手柄140相連接，該手柄140使手工操作性更加容易。在一種實施例中該轉(zhuǎn)接頭120為一可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)接頭，以使該探頭100對處于不同位置不同角度的測量點的測量更加方便。
[0023]手柄140包括一個外殼、一個位于其內(nèi)的控制電路141以及一個安裝電池的腔室。在探頭100安裝于手柄140上時，探頭100的內(nèi)部電路與手柄140內(nèi)的控制電路相連通，使得用戶可通過手柄140對探頭100供電和進(jìn)行控制。外殼上設(shè)有一開關(guān)，用以斷開或閉合手柄140的控制電路141。
[0024]探頭主體110可以是伸縮桿，在測量之前調(diào)節(jié)其長度。無論是否可對探頭主體110的長度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在一次操作過程中(在采取一系列檢測期間)，探頭主體110的長度可保持恒定。
[0025]探頭100或手柄140上還包括一個用于無線信號傳輸?shù)氖瞻l(fā)裝置，此收發(fā)裝置可以采用藍(lán)牙、紅外線或其他任何無線通訊的技術(shù)與一智能終端30上的無線收發(fā)裝置實現(xiàn)通信，從而可以將探頭檢測到的測量信號發(fā)送給智能終端30。該智能終端30可以采用TOA、便攜式計算機(jī)或手機(jī)等。智能終端30上可安裝一應(yīng)用程序，該應(yīng)用程序可以接收探頭100檢測到的測量信號，并基于該測量信號以及其他相關(guān)設(shè)定值計算所需測定結(jié)果。用戶還可通過該應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)對探頭的控制，例如調(diào)整其驅(qū)動功率等。
[0026]圖2是如圖1所示的測量頭探的立體圖，其桿狀測量探頭100處于伸出狀態(tài)。如圖所示，伸縮桿上具有刻度114，通過該刻度114能夠界定傳感元件112到測量通道或測量室壁部的位置，