本發(fā)明涉及氣體檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著社會發(fā)展以及人們的生活水平不斷提高，各種家電設(shè)備已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡牟糠郑缈照{(diào)器可以對人們所在的室內(nèi)環(huán)境的溫度進行調(diào)節(jié)，油煙機可以幫助人們排出廚房產(chǎn)生的油煙等。對于這些具有管道的家電設(shè)備，對管道內(nèi)部的氣體流動情況監(jiān)測十分重要。因為管道內(nèi)的氣體流動情況往往能夠反映家電設(shè)備本身的運行情況是否正常，能夠幫助人們準確地了解家電設(shè)備的實際情況。但是這些家電設(shè)備中的管道內(nèi)氣體流速往往較大，目前對于這些管道內(nèi)部氣體的流量檢測十分困難，進而使得人們難以準確地了解家電設(shè)備的使用情況。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個目的是基于流體力學(xué)的卡門渦街現(xiàn)象實現(xiàn)對管道內(nèi)氣體的流量檢測。

2、本發(fā)明一個進一步的目的是提升檢測管道內(nèi)氣體流量的準確度，實時監(jiān)控管道內(nèi)的氣體流量。

3、特別地，本發(fā)明提供了一種管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置，包括：超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，相對地設(shè)置于管道的內(nèi)壁上，且超聲波發(fā)射器和超聲波接收器之間設(shè)置有與氣體的流動方向垂直的擾流桿，超聲波發(fā)射器配置成在施加預(yù)設(shè)頻率的高低電平脈沖信號時產(chǎn)生第一超聲波信號，超聲波接收器配置成接收第二超聲波信號并轉(zhuǎn)換為幅值和頻率相對應(yīng)的調(diào)幅載波電信號，其中第二超聲波信號受到經(jīng)過擾流桿時產(chǎn)生卡門渦街現(xiàn)象的氣體影響；信號解調(diào)電路，其輸入端與超聲波接收器連接，配置成對輸入的調(diào)幅載波電信號進行處理以輸出波形完整的卡門渦街脈沖信號；以及數(shù)據(jù)處理模塊，與信號解調(diào)電路的輸出端連接，配置成獲取卡門渦街脈沖信號的脈沖頻率、擾流桿的寬度以及管道的截面積以確定氣體的流量。

4、可選地，信號解調(diào)電路包括：預(yù)處理電路，配置成對調(diào)幅載波電信號進行預(yù)處理；包絡(luò)檢波器，配置成對預(yù)處理后的調(diào)幅載波電信號進行包絡(luò)檢波，以提取出包絡(luò)信號；以及電壓比較器，配置成將輸入的包絡(luò)信號輸出為波形完整的卡門渦街脈沖信號。

5、可選地，預(yù)處理電路包括：依次連接的電壓跟隨器、二階有源低通濾波器以及同相比例放大器，且超聲波接收器與電壓跟隨器連接，同相比例放大器與包絡(luò)檢波器連接。

6、可選地，電壓跟隨器配置成將輸入的調(diào)幅載波電信號進行阻抗變換，降低失真度。

7、可選地，二階有源低通濾波器配置成對調(diào)幅載波電信號進行二階有源低通濾波，其中截止頻率設(shè)置為預(yù)設(shè)頻率。

8、可選地，同相比例放大器配置成對調(diào)幅載波電信號進行同相比例放大，并且同相比例放大器包括第一放大器和第二放大器，以對調(diào)幅載波電信號進行2級放大。

9、可選地，數(shù)據(jù)處理模塊還配置成根據(jù)脈沖頻率和寬度確定氣體的流速，根據(jù)流速和截面積確定流量。

10、可選地，數(shù)據(jù)處理模塊還配置成：利用公式v＝f*b/sr計算得到流速，其中v為流速，f為脈沖頻率，b為寬度，sr為斯特勞哈爾數(shù)；利用公式q＝v*s計算得到流量，其中q為流量，s為截面積。

11、可選地，數(shù)據(jù)處理模塊還配置成：對卡門渦街脈沖信號的上升沿或者下降沿進行計數(shù)，以得到脈沖頻率。

12、可選地，管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置還包括：脈沖生成電路，與超聲波發(fā)射器連接，配置成生成高低電平脈沖信號。

13、本發(fā)明的管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置，包括：超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，相對地設(shè)置于管道的內(nèi)壁上，且超聲波發(fā)射器和超聲波接收器之間設(shè)置有與氣體的流動方向垂直的擾流桿，超聲波發(fā)射器配置成在施加預(yù)設(shè)頻率的高低電平脈沖信號時產(chǎn)生第一超聲波信號，超聲波接收器配置成接收第二超聲波信號并轉(zhuǎn)換為幅值和頻率相對應(yīng)的調(diào)幅載波電信號，其中第二超聲波信號受到經(jīng)過擾流桿時產(chǎn)生卡門渦街現(xiàn)象的氣體影響；信號解調(diào)電路，其輸入端與超聲波接收器連接，配置成對輸入的調(diào)幅載波電信號進行處理以輸出波形完整的卡門渦街脈沖信號；以及數(shù)據(jù)處理模塊，與信號解調(diào)電路的輸出端連接，配置成獲取卡門渦街脈沖信號的脈沖頻率、擾流桿的寬度以及管道的截面積以確定氣體的流量，能夠基于流體力學(xué)的卡門渦街現(xiàn)象實現(xiàn)對管道內(nèi)氣體的流量檢測，便于人們了解管道內(nèi)部的氣體的流動情況。

14、進一步地，本發(fā)明的管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置，信號解調(diào)電路包括：預(yù)處理電路，配置成對調(diào)幅載波電信號進行預(yù)處理；包絡(luò)檢波器，配置成對預(yù)處理后的調(diào)幅載波電信號進行包絡(luò)檢波，以提取出包絡(luò)信號；以及電壓比較器，配置成將輸入的包絡(luò)信號輸出為波形完整的卡門渦街脈沖信號，數(shù)據(jù)處理模塊還配置成：對卡門渦街脈沖信號的上升沿或者下降沿進行計數(shù)，以得到脈沖頻率；利用公式v＝f*b/sr計算得到流速，其中v為流速，f為脈沖頻率，b為寬度，sr為斯特勞哈爾數(shù)；利用公式q＝v*s計算得到流量，其中q為流量，s為截面積，可以有效地提升檢測管道內(nèi)氣體流量的準確度，并且可以實時監(jiān)控管道內(nèi)的氣體流量，進而便于用戶了解油煙機等家電設(shè)備本身的運行情況是否正常。

15、根據(jù)下文結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。

技術(shù)特征：

1.一種管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述信號解調(diào)電路包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述預(yù)處理電路包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置。其中管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置包括：超聲波發(fā)射器，配置成在施加預(yù)設(shè)頻率的高低電平脈沖信號時產(chǎn)生第一超聲波信號；超聲波接收器，配置成接收第二超聲波信號并轉(zhuǎn)換為幅值和頻率相對應(yīng)的調(diào)幅載波電信號；信號解調(diào)電路，其輸入端與超聲波接收器連接，配置成對輸入的調(diào)幅載波電信號進行處理以輸出波形完整的卡門渦街脈沖信號；數(shù)據(jù)處理模塊，與信號解調(diào)電路的輸出端連接，配置成獲取卡門渦街脈沖信號的脈沖頻率、擾流桿的寬度以及管道的截面積以確定氣體的流量。本發(fā)明的管道內(nèi)氣體流量的檢測裝置，能夠基于流體力學(xué)的卡門渦街現(xiàn)象實現(xiàn)對管道內(nèi)氣體的流量檢測，便于人們了解管道內(nèi)部的氣體的流動情況。

技術(shù)研發(fā)人員：王夕文,王喆,郭義顏,王超,劉英光,萬光耀,李澤智,劉曉雄
受保護的技術(shù)使用者：青島國創(chuàng)智能家電研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8