CN101680789B - 流量计 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种流量计，其包括：主体部(2)，具有被测定流体流经的主流路(7)、使被测定流体从主流路(7)的分流的分流路(9)、使从分流路(9)被分流的被测定流体向主流路流通的分流路(10)、和设置于分流路(9)和分流路(10)间的主流路上的对被测定流体的流动进行节流的节流部(9a、10a)；与分流路(9、10)连通并使得被测定流体流通的流路的分流构造部(11)；流体计测部(3)，其具有与设于分流路构造部(11)的流路面对面配置的传感器(15)，且根据该传感器(15)所检测到的从分流路(9、10)被导入的被测定流体的检测结果对所述被测定流体进行计测；分流路构造部(11)和流体计测部(3)相对于主体部(2)装卸自如。
Description
技术领域
本发明涉及测定被测定流体的流量和流速的流量计。
背景技术
关于现有的流量计，在由于异常时的检查或维护等从被测定流体流过的管道取下流量计时，是在使管道内的被测定流体的流动停止并开放其压力之后再进行该检查或维护的(例如，参照专利文献1)。
进一步的，用于现有的流量计中的流路构造体，如图8所示的，包括：与在主流管51的外周面形成副流路的副流路块52一体形成的基座50，在中央部有测定孔53并密封副流路块52的开口部的密封板54，下表面具有插入测定孔53的流量检测元件并与密封板54重叠的电路基板55，覆盖副流路块52的开口部的盖56。又，密封板54和电路基板55通过螺钉固定在副流路块52上。
进一步的，如图9和图10所示的，流路构造体的基座50包括：使得从导入孔61流入的流体上升的平面大致为L字形状的导入纵沟62，与主流管51平行形成的第一副流路63和第三副流路65，形成于与主流管51正交的方向的第二副流路64和第四副流路66，将流体从排出口68排出到主流管51的排出纵沟67。由于导入纵沟62具有平面L字形状，因此虽然流入的流体的一部分在与主流管51的流动方向的相反方向流动，但是由于尘埃等的质量比气体大，因此难以在相反方向流动，尘埃等通过第一副流路63流入排出纵沟67中。流入的流体的一部分在两个第二副流路64中流过，合流之后与检测流路即第三流路65连通。以设置在位于第三流路65两侧的分隔壁69上的突部69a相对的形式形成宽度狭小的检测区域，通过缩小流路来校正流体流动的不均一。检测后的流体分支为两条第四流路66并与排出纵沟67连通。最后通过排出口68与主流管51流通(例如，参考专利文献2)。
专利文献1：日本特开2002-310767号公报
专利文献2：日本特开2006-308518号公报
例如，接插在工场内空气供给设备的管道上的现有的流量计，具有下面的问题，即，为了异常时的检查或维护等，通过断流阀等封闭所述管道使得所述管道内的被测定流体的流动停止后从管道上取下流量计，但每次从管道上取下流量计时，都不得不停止空气供给设备的工作。即，专利文献1的流量计，在异常发生时的检查或维护之际，需要停止管道内空气流动并停止设备的工作。
又，即使是由于异常时的检查或维护等取下流量计，在启动空气供给设备工作的情况下，通过在该流量计的上游侧和下游侧的管道分别设置断流阀，并且设置在进一步关闭两个断流阀时使得空气流动迂回的旁路管道，由此可不停止管道内的空气流动，而将流量计本体取下。但是，由于需要针对每个流量计在管道上设置所述断流阀和旁路流路，因此会导致管道的构成复杂且设置空间大型化的问题。
作为其他的方法，在管道内部具有使得管道内的被测定流体分流的流路、将传感器暴露在该内部流路来进行计测的流量计，如果该流量计的流量计测部可从流量计本体上取下，则通过在流量计测部的上游侧和下游侧的流量计内部流路中，设置将从管道流向内部流路的被计测流体切断的断流阀，可在保持空气供给设备的工作的前提下取下流量计测部。但是，如此结构的流量计，由于需要断流阀和开闭这些断流阀的机构等，因此不仅增加了部件数，而且流量计整体的尺寸也变大，可设置的设备受到限制。
又，在上述专利文献2所揭示的流量计中，作为传感器的流量检测元件是暴露的，在维护或异常时从副流路块取下传感器部分进行调整之际，会产生对传感器造成刮伤或破损等问题。而且还存在着这样的问题：在流路小型化而形成的情况下，难以确保对流体进行充分整流的空间，在流量检测流路中流体发生紊流。又，还难以确保在上游侧设置使流体整流效果提高的金属网的空间，即使能够配置也难以配置得到充分整流效果的金属网数。本发明是为了解决上述问题所提出的，其目的在于提供一种能够以简单的构成实现小型化、且不需要上述那样的断流阀和旁路流路等，在保持空气供给设备工作的情况下，也能够进行异常时的检查和维护的流量计。
又，旨在提供一种能保护传感器部分、使传感器不受损地取下流体计测部的流量计。
进一步的，其目的还在于提供一种即便流路小型化了也具有能够发挥充分的整流效果的流路构造体的流量计。
发明内容
根据本发明提供一种流量计，其包括：主体部，其具有被测定流体流经的主流路、使 被测定流体从主流路分流的第1分流路；使从第1分流路被分流的被测定流体向主流路流通的第2分流路；和设置于第1和所述第2分流路间的主流路上、对被测定流体的流动进行节流的节流部；分流路构造部，其设置有与第1和所述第2分流路连通并使得被测定流体流通的流路；流体计测部，其具有与设置于分流路构造部的流路面对面配置的传感器，且根据该传感器所检测到的从分流路被导入的被测定流体的检测结果对被测定流体进行计测，分流路构造部和流体计测部相对于主体部装卸自如。
根据本发明的流量计，第1分流路和第2分流路具有贯通主流路的小孔的节流部。
根据本发明的流量计，第1分流路和第2分流路具有在主流路侧开口的小孔的节流部，和与所述节流部连通并以比该节流部口径大的口径在分流路构造部侧开口的孔部。
根据本发明的流量计，其包括：流体计测部，具有检测被测定流体的传感器，并根据传感器的检测结果计测被测定流体的流量；主体部，形成有被测定流体流经的主流路，并具有使被测定流体分流的第1分流路和第2分流路；板状的分流路构造部，设置于主体部和流体计测部之间，覆盖传感器，并与第1分流路和第2分流路连通；分流路构造部和流体计测部相对于主体部装卸自如。
根据本发明的流量计，其包括：流体计测部，具有检测被测定流体的传感器，并根据传感器的检测结果计测被测定流体的流量；主体部，形成有被测定流体流经的主流路，并具有使被测定流体分流的第1分流路和第2分流路；分流构造部，其由设置于主体部和流体计测部之间的板状部件构成，具有：通过第1分流路被分流了的被测定流体所流入的、形成在主体部侧的面的第1流路；形成在流体计测部侧的面的第2流路；连通第1流路和第2流路的第1连通孔部；被测定流体通过第2分流路向主流路流出的、形成在主体部侧的面的第3流路；连通第2流路和第3流路的第2连通孔部，传感器面向所述第2流路设置，分流路构造部和流体计测部相对于主体部装卸自如。
根据本发明的流量计，其具有将主体部侧的面分隔为第1流路和第3流路的分隔部件；第1流路和第3流路具有对被测定流体的流动进行整理的整流子；第2流路具有使被测定流体的流速向量均一化的向量调整部件。
根据本发明的流量计，其具有检测被测定流体的传感器，和基于传感器的检测结果对被测定流体的流量进行计测的流体计测部，其特征在于，包括：分流路构造部，其由设置在被测定流体流经的主体部和流体计测部之间的板状部件构成，具有：从主体部被分流了的被测定流体出入的、形成在主体部侧的面的第1和第3流路；连通主体部侧和流体计测部侧的第1和第2连通孔部；形成在流体计测部侧的面的、并将经由第1和第3流路以及 第1和第2连通孔部出入的被测定流体暴露于传感器的第2流路；分流路构造部具有：分隔出被测定流体流动的上游侧的第1流路和下游侧的第3流路的分隔部件；由从主体部流入的被测定流体停留的凹部所构成的缓冲部；以及设置在第1和第3流路的、对从所述缓冲部向第1和第2连通孔部流动的被测定流体的流动进行整理的整流子。
根据本发明的流量计，流经主体部的主流路的被测定流体的流速向量与在第2流路中暴露于传感器的被测定流体的流速向量大致正交。
根据本发明的流量计，整流子是从第1和第2连通孔部的开口部延伸的多个凸部，所述多个凸部，其从第1和第2连通孔部起的长度越靠近缓冲部越短，来自缓冲部的被测定流体的流动通过凸部之间导向第1和第2连通孔部。
根据本发明的流量计，分流路构造部具有对金属网进行卡止的金属网卡止片，所述金属网对在传感器侧流经第2流路的被测定流体进行整流。
根据本发明，由于流量计包括：主体部，其具有被测定流体流经的主流路、使被测定流体从主流路分流的第1分流路；使从第1分流路被分流的被测定流体向主流路流通的第2分流路；和设置于第1和所述第2分流路间的主流路上、对被测定流体的流动进行节流的节流部；分流路构造部，其设置有与第1和所述第2分流路连通并使得被测定流体流通的流路；流体计测部，其具有与设置于分流路构造部的流路面对面配置的传感器，且根据该传感器所检测到的从分流路被导入的被测定流体的检测结果对被测定流体进行计测，分流路构造部和流体计测部相对于主体部装卸自如。因此通过第1分流路和第2分流路抑制了从主流路流出的被测定流体的流量，因此可以不停止管道内的被测定流体的流动，就将分流路构造部和流体计测部从主体部上取下。由此，具有这样的效果：不停止管道内的被测定流体的流动，就能够容易地进行异常时的检查或维护，而且还不需要切断从管道流出的被测定流体的断流阀，可以简单的结构实现小型化。
根据本发明的流量计，由于第1分流路和第2分流路具有贯通主流路的小孔的节流，因此具有这样的效果：从主流路流出的被测定流体的流量受到小孔的节流部的抑制，可以不停止管道内被测定流体的流动，就将分流路构造部和流体计测部从主体部上取下。
根据本发明的流量计，由于第1分流路和第2分流路具有在主流路侧开口的小孔的节流部，和与所述节流部连通并以比该节流部口径大的口径在分流路构造部侧开口的孔部，因此被测定流体通过孔部向分流路构造部侧喷出的力变小，故具有容易从主体部装卸分流路构造部和流体计测部的效果。又，即使在流体计测部已安装于主体部的状态下，通过口径比节流部的口径大的孔部，在流体计测部侧被分流的被测定流体的流速下降，因此可缓 和流体对于流体计测部的物理性冲击。
根据本发明的流量计，由于其包括：流体计测部，具有检测被测定流体的传感器，并根据传感器的检测结果计测被测定流体的流量；主体部，形成有被测定流体流经的主流路，并具有使被测定流体分流的第1分流路和第2分流路；板状的分流路构造部，设置于主体部和流体计测部之间，覆盖传感器，并与第1分流路和第2分流路连通；分流路构造部和流体计测部相对于主体部装卸自如，因此即使在流体计测部已从主体部取下的情况下，分流部构造部对于传感器也起到盖体的作用，能防止传感器露出造成损伤或破损。
根据本发明的流量计，由于其包括：流体计测部，根据检测被测定流体的传感器的检测结果计测被测定流体的流量；主体部，形成有被测定流体流经的主流路，并具有使被测定流体分流的第1分流路和第2分流路；分流构造部，其由设置于主体部和流体计测部之间的板状部件构成，具有：通过第1分流路被分流了的被测定流体所流入的、形成在主体部侧的面的第1流路；形成在流体计测部侧的面的第2流路；连通第1流路和第2流路的第1连通孔部；被测定流体通过第2分流路向主流路流出的、形成在主体部侧的面的第3流路；连通第2流路和第3流路的第2连通孔部，传感器面向所述第2流路设置，分流路构造部和流体计测部相对于主体部装卸自如由，因此即使在流体计测部已从主体部取下的情况下，分流部构造部对于传感器也起到盖体的作用，能防止传感器露出造成损伤或破损。又，由于设置了第1流路、第2流路、第3流路、第1连通孔和第2连通孔使得流路折返，被测定流体的流通流路设置得较长，因此可以对被测定流体进行充分整流，能实现正确的流量测定，并能进一步实现流体计测部的小型化。
根据本发明的流量计，由于其具有将分流部构造部的主体部的面分隔为所述第1流路和第3流路的分隔部件；和在所述第1流路和所述第3流路对被测定流体的流动进行整理的整理子，因此对于通过第1流路整流后的被测定流体流出至第3流路的顺流和通过第3流路整流后的被测定流体流出到第1流路的逆流都可获得整流效果，能实施精度良好的被测定流体的流量测定。
根据本发明的流量计，由于设置第1和第3流路、第1和第2连通孔和第2流路使得流路折返，还进一步利用从主体部流入的被测定流体停留的凹部即缓冲部降低被测定流体的流速，其后通过整流子对被测定流体的流动进行整理，因此可充分确保被测定流体流通的流路长度来进行整流，能实现正确的流量测定，并能进一步使流量计小型化。
根据本发明的流量计，由于流经主体部的主流路的被测定流体的流速向量与在第2流路中暴露于传感器的被测定流体的流速向量大致正交，因此即使是流量计安装在垂直管道 上等配置主体部使得通过主流路的被测定流体在重力方向流动的情况下，为使与暴露于传感器的被测定流体的流速向量平行地设置于传感器的上流和下流的电阻的周围的被测定流体的温度分布可以不偏向任何一个电阻。进一步的，可充分确保被测定流体流通的流路长度。
根据本发明的流量计，由于整流子是从第1和第2连通孔部的开口部延伸的多个凸部；所述多个凸部，其从所述第1和第2连通孔部起的长度越靠近缓冲部越短，因此从缓冲部朝向第1流路或第3流路的流路入口扩大，可使通过第1和第3流路的被测定流体尽量均一化，从而获得整流效果。
根据本发明的流量计，由于分流路构造部具有对金属网进行卡止的金属网卡止片，所述金属网对在传感器侧流经第2流路的被测定流体进行整流，因此可以在被测定流体暴露于传感器之前进一步进行充分的整流。
附图说明
图1是显示本发明的实施例一的流量计的结构的图。
图2是显示以图1(b)中的A-A线横切实施例一的流量计1所得到的截面的立体图。
图3是显示图1中的流体计测部及其周边结构的分解立体图。
图4是显示本发明的实施例一的传感器结构的图。
图5是显示本发明的实施例一的分流路构造部的结构的立体图。
图6是显示本发明的实施例一的分流路构造部的被测定流体的流动的图。
图7是显示本发明的实施例一的分流路构造部的被测定流体的流动的图。
图8是现有流量计的分解立体图。
图9是现有流量计的部分截面图。
图10是现有流量计的部分截面图。
具体实施方式
下面，为了对本发明进行更加详细的说明，根据说明书附图对本发明的最佳实施例进行说明。
实施例1
图1是显示本发明的实施例一的流量计的结构的图，图1(a)为侧面图，图1(b)为从图1(a)中的b方向观察的箭头方向视图，图1(c)为从图1(a)中的a方向观察 的箭头方向视图。如图1(a)所示的，根据实施例一的流量计1具有主体部2和流体计测部3。主体部2为安装在被测定流体流过的未图示的管道上的构成部件，如图1(b)所示，设置有被测定流体流过的主流路7，该流路中形成孔(节流部)8。又，在主流路7的两端设置有形成有螺纹槽的安装部7a，例如通过气密密封部与管道的端部进行螺纹结合，由此保证气密封地将其设置在管道上。
流体计测部3容纳有执行被测定流体的流量等的计测运算的微机等的计测处理部，设置有用于进行该计测处理部和外部装置之间的信号交换的连接器5的框体与安装板部3a形成为一体，并通过容纳有图2中所述的分流路构造部的基板3b安装在主体部2上。流体计测部3至主体部2的安装，通过使螺丝6与设置在主体部2上的未图示的螺纹孔螺纹结合来进行，流体计测部3相对于主体部2装卸自如。这样，由于流体计测部3和分流路构造部11相对于主体部2装卸自如，因此即使没有现有技术中说明的断流阀或旁路流路，也可以取下，从而可以在空气供给设备保持工作的情况下进行异常时的调查或维护。又，在流体计测部3和分流路构造部11从主体部2取下的状态下，主流路7通过后述的分流部(第1分流路)9和分流部(第2分流路)10与大气连通。
又，流体计测部3中，如图1(c)所示安装有具有显示部4a和设定输入部4b的显示设定部4。显示部4a显示从计测处理部输入的被测定流体的流量等计测结果。设定输入部4b是向计测处理部、显示部4a输入设定信息的构成部件，例如通过按下设定按钮输入替换显示部4a的显示内容的切换设定信息等。又，在图1的实例中，虽然显示了流体计测部3具有显示部4a的情况，但是即使是没有显示部的结构也是可以的。
图2是显示以图1(b)中的A-A线切断实施例1的流量计1所得到的截面的立体图。如图2所示，在基板3b上，其中央部形成有孔部，该孔部上配置有分流路构造部11和橡胶衬垫12，该橡胶衬垫12的断裂面为椭圆，包围着该分流路构造部11。分流路构造部11是在主体部2侧和流体计测部3侧两面形成有流路的板状部材。在容纳有该分流路构造部11的状态下，通过使螺钉6与设置在主体部2上的螺纹孔螺纹结合，橡胶衬垫12与安装板部3a的传感器15侧的面和主体部2的安装面相抵接，从而将分流路构造部11密封。
又，主体部2中，形成有形成在孔8前后的与主流路7连通的分流部(第1分流路)9和分流部(第2分流路)10。基于孔8所生成的差压，被测定流体经由分流部9分流到分流路构造部11，通过了分流路构造部11的被测定流体经由分流部10向主流路7流出。又，通过分流部9、10在主体部2和流体计测部3之间流入流出的被测定流体，通过配置于分流路构造部11的过滤部13a、13b除尘。又，根据需要，也可以是没有过滤部13a、 13b的结构。
分流部9、10具有贯通主流路7的小口径(直径D)的节流部9a、10a，以及与节流部9a、10a连通的且口径(直径E)比其要大的孔部9b、10b。从主流路7被分流的被测定流体在小口径的节流部9a处流速上升，但在比限制部9a口径大的孔部9b处流速下降并被导入分流路构造部11。例如节流部9a、10a为Φ1mm左右，或者在不脱离本发明主旨的范围内由口径比其小的细孔构成，孔部9b、10b只要是能缓和通过节流部9a、10a提高了的被测定流体的流速的口径即可。
这样，本实施例1的流量计1中，通过具有小孔节流部9a、10a的分流部9、10，将被测定流体从主流路7分流到分流路构造部11。即，分流部具有由贯通主流路7的孔形成的节流部9a、10a，和与节流部9a、10a连通、并在流体计测部3侧以比节流部9a、10a口径大的口径开口的孔部9b、10b，由于通过节流部9a、10a和孔部9b、10b被分流至流体计测部3侧的被测定流体的流速下降，因此被测定流体的喷出力变小，流体计测部3可以容易地从主体部2装卸。
例如，在工场内的空气供给设备等中，即便为了异常时的检查或维护而暂时从主体部2取下流体计测部，由于仅有少量的空气从微小口径的节流部9a、10a漏出，故没有必要停止管道内的空气流动。又，如果只是这样泄漏少量的空气，那么即使暂时将流体计测部3从主体部2上取下，由于可快速进行安装，因此也不需要将从主流路7流向分流部9、10的被测定流体切断的断流阀，因此不但能以简易的结构实现，还能实现小型化。
又，在上述说明中虽然显示了分流部9、10具有由节流部9a、10a和孔部9b、10b构成的两段孔的结构，但是也可以利用在主流路7侧和流体计测部3侧开口口径相等的连通孔(以节流部9a、10a的口径从主流路侧7贯通到流体计测部3侧的孔)来构成分流部9、10。通过这样的结构，即使不需要切断管道内的被测定流体的流动的断流阀也可取下流体计测部，并可以在维持空气供给设备工作的状态下进行异常时的检查和维护。
图3是显示图1中的流体计测部和其周边结构的分解立体图。如图3所示，流体计测部3的主体部2侧的面上设置有检测被测定流体的传感器15，传感器15的流体检测部面对着形成于分流路构造部11的流体计测部3侧的面的流路。传感器15的检测信号从导线
(未图示)等输出到流体计测部3。
分流路构造部11在主体部2侧和流体计测部3侧的两面都形成有流路，通过分流部9从主流路7被分流的被测定流体从形成在主体部2侧的面的流路流入形成在流体计测部3侧的面的流路，在传感器15暴露于被测定流体之后，再次回到形成在主体部2侧的面的 流路，并通过分流部10向主流路7流出。分流路构造部11是一种调节体，它降低了从主体部2侧被导入的被测定流体的流速，同时对被测定流体的偏流、紊流进行整流并将其导至传感器15。
又，进一步的，当从主体部2取下了流体计测部3时，该分流路构造部11作为覆盖传感器15的盖体而起作用，因此可防止传感器15露出并破损。又，分流路构造部11例如使用双面胶或粘接剂等进行安装以使得其不容易从安装板部3a脱落。这样，虽然分流路构造部11以及流体计测部3可以相对于主体部2装卸，但是分流路构造部11不会容易地从流体计测部3脱落。
又，分流路构造部11中除了在主体部2侧的面能装卸地设置除尘用的过滤器13a、13b，也可如图3所示在流体计测部3侧的面上设置金属网14。该金属网14通过配置在形成于分流路构造部11的流体计测部3侧的面的流路中的传感器15的上游侧，可对导入传感器15之前的被测定流体的偏流或紊流进行整流。又，金属网14虽然以一定间隔多个设置，但是也可考虑被测定流体的流速等，对配置的数量、网格粗细或者配置间隔进行适当变更。
下面，对以使用热式流量传感器的流量计来实现实施例1的流量计1的情况进行说明。该流量计中，使用热式流量传感器来检测流体的流速，将流路的截面积与该检测到的流速相乘求得流体的流量。作为传感器15，例如可以使用专利文献1所公开的半导体膜片(ダイヤフラム)构成的热式流量传感器。
(参考文献1)：专利3096820号
图4是显示实施例一的传感器的结构的图，显示了参考文献1所公开的传感器构成及其原理。又，图4(a)显示了传感器的立体图，图4(b)是沿着图4(a)的箭头方向切去的截面图。图4所示的传感器15具有由一边为1.7mm、厚0.5mm的硅片等基材构成的基台16，基台16的上表面周缘部形成有周围温度传感器20和电极垫P1~P6。又，基台16中央的膜片部17上，加热器18、上游侧温度传感器20U、下游侧温度传感器20D使用铂等电路配线形成薄膜，并由绝缘膜层17a覆盖。又，白金薄膜对应于温度其电阻值发生变化，作为测温电阻使用。
加热器18配置在基台16的中央，相对于图4(a)中箭头所示的流体的流动方向在加热器18的上游侧配置有上游侧温度传感器20U，在相反侧的下游侧配置有下游侧温度传感器20D。又，在基台16的中央部通过异向性蚀刻等步骤，如图4(b)所示除去基材的一部分形成空腔21。通过将设置有贯穿至空腔21的贯通孔19的膜片部17形成在空腔21上，使得加热器18、上游侧温度传感器20U、下游侧温度传感器20D与基台16热隔绝。
传感器15的作动原理是：利用加热器18对被测定流体进行加热使其产生规定的温度分布，使得比周围温度传感器20所计测到的流体温度高出一定温度例如几十℃的温度通过上游侧温度传感器20U和下游侧温度传感器20D计测该温度分布，以计测被测定流体的流速。
例如，在被测定流体静止的情况下，虽然上游侧温度传感器20U和下游侧温度传感器20D得到的温度分布为对称的，如果被测定流体上产生流动，则该对称性将被打破，与上游侧温度传感器20U相比下游侧温度传感器20D所得到的温度更高。通过利用电桥电路检测该温度差，可以根据被测定流体的热传导率等物理性质计算流速。
又，上述的热式流量传感器不仅尺寸小，由于其采用热绝缘的极薄的膜片结构，因此具有高感度分析、高速应答和低消耗功率等特点。例如，即使是被测定流体为1cm/秒左右的超低流速，也能被计测到。从而，该热式流量传感器，适用于通过分流部9的微小口径的节流部9a分流被测定流体使其在流体计测部3内为低流速的流量计1。
又，由于上游侧温度传感器20U和下游侧温度传感器20D夹住加热器18呈左右对称地配置，因此不仅可以测定顺流且可测定逆流。例如，即使被测定流体以与图4(a)中的箭头方向相反的方向逆流的时候，通过使用上述传感器，也能测定逆流了的被测定流体。
下面，对分流部构造部11进行详细说明。图5为显示实施例1的流量计的分流路构造部的构成的立体图，图5(a)为主体部侧面的结构，图5(b)为流体计测部侧面的结构，图5(c)显示分流路构造部已安装于基板时的结构。又，以下将从分流部9流向分流路构造部11的被测定流体的流动称为顺流，将从分流部10流向分流路构造部11的被测定流体的流动称为逆流。
分流构造部11通过采用树脂等的起模成形或金属切削成形等构成。图5(a)示出的主体部侧面(第1流路、第3流路)11a，其中央部分设置有大致S字形的分隔壁(分隔部件)30，由通过该分隔壁30分隔的上游侧流路(第1流路)31、下游侧流路(第3流路)32和缓冲用凹部(缓冲部)33、34构成主体部侧面11a。又，在主体部侧面11a的外周部分形成有与分隔壁30连接设置的外周壁35，当流体计测部3已安装到主体部2的时候，外周壁35与主体部2抵接从而将密闭主体部侧面11a密封，防止被测定流体漏出。
又，在图5(a)中下游侧流路32的面积形成为比上游侧流路31的要小。这是因为当测定逆流的被测定流体时，虽然被导入的被测定流体在下游侧流路32被整流后导入到传感器15，但是导入下游侧流路32的被测定流体的量与顺流方向的测定相比要少。又，也可以构成为上游侧流路31的面积和下游侧流路32的面积均等，也可对上游侧流路31和 下游侧流路32的面积进行适当的变更。
在上游侧流路31中形成有长度各异的3根整流片(整流构件)31a、31b、31c和将被测定流体从主体部侧面11a导入流体计测部侧面(第2流路)11b的流路弯折孔(第1连通孔部)31d。整流片31a与外周壁35连接设置，为了提高缓冲用凹部33的缓冲效果，整流片31a的高度构成为比整流片31b和31c高。又，为了使得被测定流体能在各整流片31a、31b、31c之间连通，各整流片的长度形成为31a＜31b＜31c。由于整流片31a的长度为最短，从缓冲用凹路33开始朝向流路弯折孔31d的流路入口扩大，能够使被测定流体分别在由形成在上游侧流路31的整流片31a、31b和31c所分隔的3条流路中尽量均一地流动，从而可获得整流效果。
下游侧流路32也同样地形成有长度各异的3根整流片(整流构件)32a、32b、32c和将被测定流体从计测部侧面11b导入主体部侧面11a的流路弯折孔(第2连通孔部)32d。整流片32a与外周壁35连接设置，为了提高缓冲用凹部34的缓冲效果，整流片32a的高度构成为比整流片32b和32c高。又，为了使得被测定流体能在各整流片32a、32b、32c之间连通，各整流片的长度形成为32a＜32b＜32c。由于整流片32a的长度为最短，从缓冲用凹路34开始朝向流路弯折孔32d的流路入口扩大，能够使被测定流体分别在由形成在下游侧流路32的整流片32a、32b和32c所分隔的3条流路中尽量均一地流动，从而可获得整流效果。虽然流路弯折孔31d、32d不通过各整流片分隔更能提高被测定流体的整流效果，但是也可以如图5(a)所示的，在对顺流方向的被测定流体的流量测定影响小的下游侧流路32中，以横跨流路弯折孔32d的形式形成整流片32b和32c，将流路弯折孔32d分割为3个。
从分流部9、10流入缓冲用凹部33、34的被测定流体暂时滞留在缓冲部用凹部33、34中(被缓冲)。这样，由于被测定流体的流速下降了，过滤部13a、13b所捕捉到的尘量增加。即，通过利用缓冲用凹部33、34降低被测定流体的流速，与维持被测定流体的流速的情况相此，提高了过滤部13a、13b的防尘效果。
下面，采用图5(b)对流体计测部侧面11b的结构进行说明。在流体计测部侧面11b的两端形成有如图5(a)所示的流路弯折孔31d、32d。又，在中央部，设置有卡止金属网14的4个金属网卡止片36、2个壁部(向量调整部件)37a、37b和2个门限片(敷居片)(向量调整部件)38a、38b。在该实施例1中，由于顺流的流体计测的计测范围比逆流的流体计测的计测范围大，因此显示的是为获得进一步的整流效果而设置金属网14的结构。
通过将金属网14插入门限片38a、38b的流路弯折孔31d侧的端部和4个金属网卡止片36之间，如图5(c)所示在传感器15的上游侧以一定间隔设置有多片金属网14。壁部37a、37b和门限片38a、38b将导入传感器15的被测定流体的流速向量调整为均一，提高整流效果。门限片38a、38b跨过流路弯折孔32d而形成。
又，在依据参考文献2所揭示的内容构成流量计的情况下，该实施例1中涉及的流量计1的传感器15和与该传感器15相对的流体计测部侧面11b之间的距离为1mm左右。可通过缩小被测定流体流过的流路宽度获得整流效果，从而能精度更好地进行流体计测。
(参考文献2)：日本特开2007-121036号公报
图6为显示实施例1的流量计的被测定流体的顺流的流动的图。图6(a)显示主体部侧面的被测定流体的流动，图6(b)显示流体计测部侧面的被测定流体的流动。在图6中，实线箭头显示流量测定前的被测定流体的流动，虚线箭头显示流量测定后的被测定流体的流动。
图6(a)的实线箭头所示的从分流部9导入缓冲用凹部33的被测定流体以一定的扩展角度导入到上游侧流路31。由于分隔壁30和整流片31a之间的间隔构成为较宽，因此被测定流体的流速被抑制，并且被测定流体以一定的扩展角度被导入。导入到上游侧流路31中的被测定流体通过分隔壁30改变其流动方向，并通过各整流片31a、31b和31c之间被整流，同时其流速向量也渐渐变化。进一步的，流动的方向在流路弯折孔31d被改变，被导入流体计测部侧面11b。
导入流体计测部侧面11b的被测定流体如图6(b)的实线箭头所示，被金属网14整流之后，通过壁部37a、37b限定流入的面积，通过门限片38a、38b使暴露于传感器15部分的被测定流体的流速向量均一化，并通过传感器15检测流速。流入传感器15的被测定流体的流速向量变化为与流经主流路7的被测定流体的流速向量大致正交的方向。
之后，被测定流体再次通过流路弯折孔32d改变流动方向，导入下游侧流路32。被导入下游侧流路32的被测定流体如图6(a)的虚线箭头所示，通过各整流片32a、32b和32c之间被整流，并经过缓冲用凹部34和过滤部13b从分流部10与主流路7的气体流合流。
接着，对测定逆流方向的被测定流体的流量的流量计的动作进行说明。图7是显示实施例1的流量计的被测定流体的逆流流动的图。图7(a)显示主体部侧面的被测定流体的流动，图7(b)显示流体计测部侧面的被测定流体的流动。在图7中，实线箭头表示流量测定之前被测定流体的流动，虚线箭头表示流量测定之后被测定流体的流动。
图7(a)的实线箭头所示的从分流部10导入缓冲用凹部34的被测定流体以一定的扩展角度被导入下游侧流路32。这是由于分隔壁30和整流片32a之间的间隔构成为较宽，因此被测定流体的流速得到抑制，并且被测定流体以一定的扩展角度被导入。导入到下游侧流路32的被测定流体通过分隔壁30改变其流动方向，通过各整流片32a、32b和32c之间被整流，同时其流速向量也渐渐变化。进一步的，流动的方向在流路弯折孔32d被改变，被导入流体计测部侧面11b。
被导入流体计测部侧面11b的被测定流体如图7(b)的实线箭头所示，通过壁部37a、37b和门限片38a、38b使暴露于传感器15部分的被测定流体的流速向量均一化，并通过传感器15检测流速。流入传感器15的被测定流体的流速向量变化为与流经主流路7的被测定流体的流速向量大致正交的方向。
其后，被测定流体被金属网14整流之后，再次通过流路弯折孔31d改变流动方向，被导入上游侧流路31。被导入上游侧流路31的被测定流体如图7(a)的虚线箭头所示，通过各整流片31a、31b和31c之间被整流，并经过缓冲用凹部33和过滤部13a从分流部9与主流路7的气体流合流。
如上所述，根据本实施例1，设置有主体部2、分流路构造部11以及流体计测部3，主体部2具有被测定流体流过的主流路7、使被测定流体从主流路7分流的分流部9、使从分流部9被分流的被测定流体流通到主流路7的分流部10、和设置在分流部9、10之间的主流路7上的对被测定流体的流动进行节流(絞る)的孔8，分流路构造部11设置有与分流部9、10连通并使被测定流体流通的流路，流体计测部3具有与设置于分流构造部11上的流路面对面配置的传感器15，并根据该传感器15检测到的由分流部9、10导入的被测定流体的检测结果计测被测定流体。由于分流路构造部11和流体计测部3相对于主体部2装卸自如，被测定流体的流通被节流，即使被测定流体暂时有少量从管道漏出，也可不停止管道内被测定流体的流动，将流体计测部3从主体部2上取下。这样，不需要停止管道内被测定流体的流动，就能容易地进行异常时的检查或维护，此外，由于不需要切断管道内的被测定流体的断流阀，因此还可以简单的结构实现小型化。
又，根据本实施例1，构成为在覆盖传感器15的位置设置分流路构造部11，并使从主体部侧导入的被测定流体折返并提供给传感器15，进一步的，分流路构造部11和流体计测部3能相对于主体部2装卸，但是由于分流路构造部11构成为不容易从流体计测部3脱落，即使在将流体计测部3从主体部2取下的情况下，分流路构造部11相对于传感器15起到盖体的作用，可防止传感器15露出造成刮伤或破损。
进一步的，根据该实施例1，由于在分流路构造部11的主体部侧面11a设置有多个整流片，在从主体部2的分流部9被导入的被测定流体的流速下降之后，再通过各整流片对被测定流体的流动进行整流，因此可对稳定了的被测定流体的流量进行测定。又，由于整流片的长度越靠近缓冲用凹部33、34越短，因此在从缓冲用凹部朝向第1整流部或者第2整流部的流路其入口扩大，能够使被测定流体分别在由多个整流片分隔的各流路中尽量均一地流动，从而获得整流效果。
进一步的，根据实施例1，由于构成为在分流路构造部11设置流路弯折孔31d、32d使得流路折返，因此能够确保对被测定流体进行充分整流的流路，同时可实现流量测定部分的小型化。
进一步的，根据本实施例1，由于在分流路构造部11设置主体部侧面11a、流体计测部侧面11b和流路弯折孔31d、32d，使被测定流体的流路折返，再通过缓冲用凹部33、34使被测定流体的流速下降后，通过整流片对被测定流体的流动进行整理，因此可充分确保定被测定流体流通的流路长度来进行整流，并可以进行正确的流量测定。且可使流量计小型化。
已知的是，在将流量计安装于垂直管道等将设置主体部2配置成流经主流路7的被测定流体在重力方向流动的情况下，如果流经主流路7的被测定流体的流速向量和暴露于传感器15的被测定流体的流速向量相同的话，与暴露于传感器15的被测定流体的流速向量平行地设置于传感器的上流和下流的电阻其周围的被测定流体的温度分布偏向于垂直上方侧的电阻。此时，特别是低流量或流量为零的时候，测定误差或零点的漂移的产生比较明显，但是根据本实施例1，由于流经主流路7的被测定流体的流速向量与在流体计测部侧面11b流入传感器15的被测定流体的流速向量大致正交，因此可将暴露于传感器15的被测定流体的流速向量构成为与重力方向正交，从而与暴露于传感器15的被测定流体的流速向量平行地设置于传感器15的上游和下游的电阻其周围的被测定流体的温度分布可以不偏向任何一方的电阻。并可抑制低流量时的测定误差或流量为零时的零点的漂移。并可充分地确保被测定流体流通的流路长度。
又，根据本实施例1，在分流路构造部11的主体部侧面11a的下游侧流路32设置有多个整流片和流路弯折孔32d，并进一步设置左右对称结构的传感器15，因此可对从下游侧流路32朝向传感器15的被测定流体的流动即逆流的流量进行精度良好的测定。
又，在本实施例1中，虽然示出的分流路构造部11、橡胶衬垫12和基板3b的孔部形成为椭圆形，但是不限于椭圆形，只要与导入被测定流体的主体部2的分流部9、10的形 状吻合即可。
又，在上述实施例1中，虽然示出了在流路弯折孔31d附近设置金属网14的结构，也可在流路弯折孔32d的正后方进一步设置金属网14，通过该金属网14对从下游侧流路32导入的逆流的被测定流体进行整流之后供给传感器15。
产业上的可利用性
如上所述，本发明所涉及的流量计，可广泛适用于需要对管道内进行异常时的检查或维护的设备等。
Claims (10)
1.一种流量计，其特征在于，其包括：
流体计测部，具有检测被测定流体的传感器，并根据所述传感器的检测结果计测被测定流体的流量；
主体部，形成有被测定流体流经的主流路，并具有使被测定流体分流的第1分流路和第2分流路，和设置于所述第1和所述第2分流路间的所述主流路上、对被测定流体的流动进行节流的节流部；
分流路构造部，其由设置于所述主体部和所述流体计测部之间的板状部件构成，具有：通过所述第1分流路被分流了的被测定流体所流入的、形成在所述主体部侧的面的第1流路；形成在所述流体计测部侧的面的第2流路；连通所述第1流路和所述第2流路的第1连通孔部；使被测定流体通过所述第2分流路向所述主流路流出的、形成在所述主体部侧的面的第3流路；连通所述第2流路和所述第3流路的第2连通孔部，
所述传感器面向所述第2流路设置，
所述分流路构造部和所述流体计测部相对于所述主体部装卸自如。
2.如权利要求1所述的流量计，其特征在于，所述第1和第2分流路具有贯通主流路的小孔的节流部。
3.如权利要求2所述的流量计，其特征在于，所述第1分流路和第2分流路具有在所述主流路侧开口的小孔的节流部，和与所述节流部连通并以比该节流部口径大的口径在所述分流路构造部侧开口的孔部。
4.如权利要求1所述的流量计，其特征在于，
具有将所述主体部侧的面分隔为所述第1流路和第3流路的分隔部件；
所述第1流路和所述第3流路具有对被测定流体的流动进行整理的整流子；
所述第2流路具有使被测定流体的流速向量均一化的向量调整部件。
5.一种流量计，其具有检测被测定流体的传感器，和基于所述传感器的检测结果对被测定流体的流量进行计测的流体计测部，其特征在于，包括：
分流路构造部，其由设置在被测定流体流经的主体部和所述流体计测部之间的板状部件构成，所述主体部其包括被测定流体流经的主流路、使被测定流体从所述主流路分流的第1分流路；使从所述第1分流路被分流的被测定流体向主流路流通的第2分流路；和设置于所述第1和所述第2分流路间的所述主流路上、对被测定流体的流动进行节流的节流部；该分流路构造部具有：从所述主体部被分流了的被测定流体出入的、形成在主体部侧的面的第1和第3流路；第2流路；连通所述第1流路和所述第2流路的第1连通孔部；连通所述第2流路和所述第3流路的第2连通孔部；所述第2流路形成在所述流体计测部侧的面、并将经由所述第1和第3流路以及所述第1和第2连通孔部出入的被测定流体暴露于所述传感器，
所述分流路构造部进一步包括：
分隔出被测定流体流动的上游侧的第1流路和下游侧的第3流路的分隔部件；
由从所述主体部流入的被测定流体停留的凹部所构成的缓冲部；以及
设置在所述第1和第3流路的、对从所述缓冲部向所述第1和第2连通孔部流动的被测定流体的流动进行整理的整流子。
6.如权利要求5所述的流量计，其特征在于，所述第1和第2分流路具有贯通主流路的小孔的节流部。
7.如权利要求6所述的流量计，其特征在于，所述第1分流路和第2分流路具有在所述主流路侧开口的小孔的节流部，和与所述节流部连通并以比该节流部口径大的口径在所述分流路构造部侧开口的孔部。
8.如权利要求5所述的流量计，其特征在于，流经所述主体部的主流路的被测定流体的流速向量与在第2流路中暴露于传感器的被测定流体的流速向量大致正交。
9.如权利要求5所述的流量计，其特征在于，
所述整流子是从所述第1和第2连通孔部的开口部延伸的多个凸部，
所述多个凸部，其从所述第1和第2连通孔部起的长度越靠近缓冲部越短，来自所述缓冲部的被测定流体的流动通过所述凸部之间导向所述第1和第2连通孔部。
10.如权利要求5所述的流量计，其特征在于，分流路构造部具有对金属网进行卡止的金属网卡止片，所述金属网对在传感器侧流经所述第2流路的被测定流体进行整流。
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