专利名称：微小气体流量测量用喷嘴的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流量测量设备的改进，尤其涉及一种微小气体流量测量用喷嘴。
背景技术：
任何测量跟流体力学有关的仪器，需透过精密喷嘴来精确控制流体的流量及相对应之压力的关系，然而流量及压力的关系曲线会受许多变因的影响，尤其在微量的流体力学控制，有些变因会加大错误的量测结果，甚至检验出来的数据会随时间变动而产生变化。喷嘴随着硬性加工残留内应力会慢慢产生形变，形变会造成流体通过的阻抗从而形成乱 流，还有一些外在的变因形成干扰波，从而影响检验量测的正确性。市面上喷嘴的做法，都是用加工不同组件来加以组合，常用的有两种方法，第一种方法组合元器件，材料可金属，可塑料，但都需加工成型。可透过组合移动旋转以改变喷嘴的尺寸来控制流体流量大小。材料寿命的老化、温度变化、造成冷胀热缩，以致于夏天会准，冬天不准等这些变因的组合，若以长时间使用来看，其产品不合格率高达30%。第二种做法用橡胶来做喷嘴，在上面用刀切个开口内置细钢丝，利用流体的压力将此缺口撑开，利用材料的弹力来控制缺口大小让流体流过，这做法比第一种问题更多，缺口的大小完全靠经验靠手工，产生结果比第一种做法还要糟糕。若以长时间使用来看，其产品不合格率高达50%以上。以市面上最常见的采用泄气量测的电子血压计为例，上述两种气体流量的控制都有采用，对厂家来说为提高其量测的准确性，可能要提高其检验规格规范，如验证时间加长(势必出货时间也拉长)，由抽检改成全检(不合格率势必大幅提高,另外增加检验人员及仪器)，问题还有很多仅列此两条。为了提高合格率，厂家势必将检验合格范围加大(放大误差)，那又对量测的准确性造成冲击并提高了售后维修的风险，以我们所了解的某些上市公司产品，其产品的合格率都不超过70%，对于做量产的厂家来讲这个数据是很难堪的，所以必须维持庞大的售后服务群。对使用者来说若对于其血压在临界点附近，这量测结果可能造成误判，若在北方使用，冬天和夏天的温度高低就会相差很多，会造成夏天准冬天不准，反之冬天准夏天不准。另外经常碰到的问题，新买的可能会准，第二年就不准(应力慢慢释放造成，材料老化，组件松脱等情况)，这样就必须送回原厂调教检验，在此厂家多不愿做正式说明，仅以保修来带过。可是使用者没有能力做判断，这量测是否准确才是最可怕的，而且这样高的不合格率也非常不环保浪费资源。
发明内容本实用新型的目的，就是要克服上述现有流量测量用喷嘴存在的这些变因所造成不良的影响，提供一种能精确且长时间可控制流体的流量的喷嘴，这种喷嘴尤其适用于控制流体的微小流量。—种微小气体流量测量用喷嘴，所述喷嘴安装在流体流量测量装置上，所述喷嘴与一产生压力的密闭容器相连，其特征在于所述喷嘴内部具有一流体通道，该流体通道由石英玻璃制成，所述的流体通道与所述的密闭容器相连。所述的石英玻璃的纯度为99. 995重量百分比以上。所述喷嘴设置在软性固定器如硅橡胶管内。所述的喷嘴设置在硬质固定器内。当我们要测量流量与压力的关系时，必须在一密闭的空间内，而此空间也就是喷嘴内部流体通道的体积，为1/2WX2L，其中，W为喷嘴内部流体通道的孔径，而L为该流体通道的长度。当此密闭空间的体积固定不变，空间内流体的压力越大，其通过喷嘴的流量也就越大，并发现，流体通过喷嘴后，压力变小，流量也随之变小，这样的过程，其流量和压力的关系不是直线而是曲线，重要的是，这条曲线应是固定不变的，因为这是产品检验或者其它应用的基准线，这种情况下，表明经此喷嘴测量的流量的准确度才不会因环境变化而改变，这正是本实用新型喷嘴所要达到并已实现的目的，即做出稳定、准确的测量基准线，这种精密的喷嘴在本实用新型作出之前，还没有任何厂商能够实现。本实用新型的发明人在经过了反复实验，测试了各种的材料，最后选用石英玻璃作为制作喷嘴的材料。石英玻璃具有高纯度、高稳定性、耐高温、耐酸碱、耐热震、耐高压等特性，透明的石英玻璃从紫外线到红外线之间都有很好的穿透率，若加入一些过渡元素则会改变部分紫外线的吸收，而氢氧根会影响红外线的吸收。一般石英在250_ 2. 5 μ m间有85 92%的穿透率，折射系数为I. 4586，随波长而略有变化。石英玻璃最显著的特性是热膨胀系数最小为5. 5 X IO^mm0C (20°C 320°C之间)，是铜的1/34，这样也就避免了喷嘴因温度变化产生热涨冷缩，解决了之前喷嘴采用塑料产生的材料老化影响喷嘴寿命的问题。本实用新型提供的喷嘴，内部流体通道的管径的尺寸相当精确，正负公差在< 2 μ m，要做到μ m级的加工精度与能够量产是很困难的，实际加工时间为3秒/个，而且合格率高达99. 999%。本实用新型完全不同于传统喷嘴组合式的结构以及制作方法理念，可以完全解决厂家现有存在的问题。那如何确定喷嘴内部流体通道的L和W的尺寸，那就要看测量的用途的要求来定。当要进行流体压力与流体流量检测，通常有两种方法，最普遍的是称为泄压量测和增压量测，两者的物理特性刚好相反。泄压量测，其关键性的要求就是精密微量测量，也就是喷嘴内部管径空间要很小，另外，为满足工艺标准化要求，所以先将流体通道的长度L固定下来，再根据实测某固定一种型号规格的量测仪器如血压计的结果决定流体通道的孔径W的尺寸，不同的固定密闭容器如血压计压脉袋规格，也就有不同的孔径。在增压量测，因气泵打气类似脉冲形式，一阵一阵的充气，而形成类似波状气流，这会干扰到传感器的接收，严重的则会造成误判，甚至无法检测。所以，这种情况下，喷嘴内部流体通道的孔径W和长度L都有其分别考量，W会跟气泵充气量大小有关，而L则会跟整波气流有关，整体还是根据实际需求来确定。以下是在环境温度(23±1) °C、相对湿度(45±10) %、大气压力(100. I±0. 5)kPa时测得的本发明喷嘴用于医用血压计时压脉袋压力和泄压率测试表[0017]
权利要求1.一种微小气体流量测量用喷嘴，所述喷嘴安装在流体流量测量装置上，所述喷嘴与一产生压力的密闭容器相连，其特征在于所述喷嘴(I)内部具有一流体通道(11)，该流体通道(11)由石英玻璃制成，所述的流体通道(11)与所述的密闭容器相连。
2.根据权利要求I所述的微小气体流量测量用喷嘴，其特征在于所述的石英玻璃的纯度为99. 995重量百分比以上。
3.根据权利要求I所述的微小气体流量测量用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴设置在软性固定器内。
4.根据权利要求I所述的微小气体流量测量用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴设置在硬质固定器内(3)。
5.根据权利要求I所述的微小气体流量测量用喷嘴，其特征在于所述的喷嘴设置在塑料固定器(4)内。
专利摘要本实用新型涉及一种微小气体流量测量用喷嘴，所述喷嘴安装在流体流量测量装置上，所述喷嘴与一产生压力的密闭容器相连，其特征在于所述喷嘴内部具有一流体通道，该流体通道由石英玻璃制成，所述的流体通道与所述的密闭容器相连。本实用新型提供的微小气体流量测量用喷嘴，其中控制流体流量的喷嘴区别于现有组装式喷嘴之处在于，喷嘴采用具有高纯度、高稳定性、耐高温、耐酸碱、耐热震、耐高压特性的石英玻璃制成，长时间不会变形，也不会因环境温度变化而产生热张胀冷缩，有效提高了测量精度，克服了现有喷嘴精度难以突破的问题。
文档编号G01F15/00GK202661123SQ20122026178
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者李云婷 申请人:苏州希科那自动化科技有限公司