CN110770546B - 流体装置 - Google Patents

Abstract

在液体流动的流路(11)中设置阀座(110)和阀体(25)，阀体(25)按压到阀座(110)而闭阀，当阀座(110)与阀体(25)之间产生了间隙时进行开阀的流体装置即电磁阀(1)，作为用于测量流路(11)中的阀座(110)和阀体(25)的上游侧的液体与下游侧的液体的电导通程度的电极，具备与上游侧的液体电导通的第一电极(141)、以及与下游侧的液体电导通的第二电极(142)，能够使用第一和第二电极(141、142)容易地实施漏液的检测。

Description

流体装置

技术领域

本发明涉及一种具备供液体流动的流路的流体装置。

背景技术

以往，已知具有液体流路的各种流体装置。作为这样的流体装置，例如有，阀门、三通阀、四通阀等切换阀；将流体在流路中加压输送或对流体进行吸引的泵；设置了多个流路的分流器等。在对例如药液、样本液体等进行处理的各种分析装置、检验装置等中，需要高精度地管理液体的流量，因而采用了精密的阀门来作为流体装置(例如参照专利文献1)。

作为该阀门，例如有具备通过电磁力而被进退驱动的阀体、以及该阀体所按压到的阀座的阀门。在该阀门等中，阀体被按压到阀座而流路断开，另一方面，阀体从阀座后退时两者间产生间隙而流路接通。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-75300号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在所述阀门等现有的流体装置中，存在如下的问题。即，根据要处理的液体的不同，有时具有容易析出结晶的性状，需要定期的维护，另一方面，若维护不足，则可能发生漏液、堵塞等故障。

本发明是鉴于上述现有的问题点而做出的，其想要提供一种具备检查液体流动的状态是否适当的功能的流体装置。

用于解决课题的手段

本发明是一种具备供液体流动的流路的流体装置，作为用于测量流入的上游侧的流路中的液体与流出的下游侧的流路中的液体间的电导通程度的电极，所述流体装置设置了与所述上游侧的液体电相接的第一电极、以及与所述下游侧的液体电相接的第二电极。

发明效果

本发明的流体装置具备与所述上游侧的液体电导通的第一电极以及与所述下游侧的液体电导通的第二电极。该第一电极和该第二电极的组合能够利用于上游侧的液体与下游侧的液体的电导通程度的测量。

在本发明的流体装置中，通过利用所述第一及所述第二电极，能够比较容易地测量所述上游侧的液体与所述下游侧的液体的电导通程度。该电导通程度对应于在流体装置的流路中流动的液体的有无、流量。因此，若测量该电导通程度，则能够进行漏液、液体的流量等的检查。

这样的本发明的流体装置适合于所述上游侧的液体与所述下游侧的液体的电导通程度的测量，漏液、堵塞等的检查是容易的。

附图说明

图1是表示实施例1中的电磁阀的截面构造的截面图。

图2是表示实施例1中的流路部的截面构造的立体图。

图3是实施例1中的在电磁阀组入的控制单元的框图。

图4是表示实施例1中的开阀状态的说明图。

图5是表示实施例1中的另一流路部的截面构造的立体图。

图6是表示实施例1中的具备滑块的电磁阀的截面构造的截面图(闭合状态)

图7是表示实施例1中的具备滑块的电磁阀的截面构造的截面图(打开状态)。

图8是表示实施例1中的具备滑阀的电磁阀的截面构造的截面图(闭合状态)。

图9是表示实施例2中的分流器的立体图。

图10是实施例2中的从管连接面侧观察的分流器的立体图。

图11是表示实施例2中的分流器的电极的截面图。

图12是表示实施例3中的电极间的电气路径的等效电路的电路图。

图13是表示实施例3中的交流信号、中间信号、检测信号的图表。

图14是实施例4中的控制单元的框图。

图15是表示实施例4中的交流信号、中间信号、检测信号的图表。

具体实施方式

作为本发明的流体装置，除了阀门、三通阀、四通阀等切换阀、将流体在流路中加压输送或对流体进行吸引的泵之外，还存在具有流路的导管(pipe)或管(tube)、设置了多个流路的分流器等。此外，作为具有流路的导管或管，可以是直线的单管，也可以是具有流路的分支部位、合流部位的分支管或集合管。本发明的对象是具有供流体流动的流路的各种流体装置。

本发明的优选的一种方式的流体装置具备：测量所述第一电极与所述第二电极之间的电导通程度，来检查在所述流路流动的液体的有无的电路。

例如，在所述流体装置是遮断液体的流动的阀门等的情况下，当遮断流动的状态时存在在流路中流动的液体的情况下，能够检查液体泄漏。

本发明的优选的一种方式的流体装置具备：测量所述第一电极与所述第二电极之间的电导通程度，来检查在所述流路流动的液体的量的电路。

所述流路是液体所流动的路径，并且成为以液体为介质的电气路径。因此，所述电导通程度根据例如所述流路的面积等而不同。若所述流路的面积(特别是最小面积)变得越大，则流量增大，并且所述电导通程度变大。若测量所述电导通程度，则能够检查在所述流路流动的液体的量。

本发明的优选的一种方式的流体装置具备：能够设定液体的流动被遮断的状态，并在该液体的流动被遮断的状态下，所述上游侧的液体与所述下游侧的液体电绝缘的构造。

该情况下，在液体的流动被遮断的状态下，所述第一电极与所述第二电极电绝缘。例如在遮断状态下当所述第一电极与所述第二电极电导通时，能够判断为产生了液体的流动，漏液的判断变得容易。

例如在能够将液体的流动被遮断的遮断状态与流路被开路的开路状态进行切换的流体装置的情况下，通过以快速的周期交替地切换遮断状态与开路状态，能够调节流量。在这样交替地切换遮断状态与开路状态的情况下，所述流路被开路所述电导通程度变大的期间与所述液体的流动被遮断所述电导通程度变小的期间周期性重复产生。在构成一个周期的期间中，若所述流路被开路所述电导通程度变大的期间的占有比例变大，则所述电导通程度的平均值变大并且在所述流路流动的液体的量(流量)变大。因此，若测量所述电导通程度，则能够检查在所述流路流动的液体的量。

本发明的优选的一种方式的流体装置是在所述流路中设置了用于遮断液体的流动的密封部的阀门，所述第一以及第二电极是用于测量在所述流路中隔着所述密封部而相邻的上游侧的液体与下游侧的液体之间的电导通程度的电极。

该情况下，能够进行隔着所述密封部而相邻的上游侧的液体与下游侧的液体之间的电导通程度的测量。作为阀门，除了对药液、样本液等进行处理的各种分析装置、检验装置等阀门之外，以油压等为驱动源而动作的液压装置或以流体为介质的制冷装置等产业机械的阀门、厨房或洗脸台等的水龙头等面向一般消费者的制品的阀门等也是有用的。

阀门中的密封部可以包括阀座和阀体，将阀体按压到阀座而闭阀来遮断液体的流动，当阀座与阀体之间产生间隙时进行开阀。

在该密封部的情况下，有时在阀座与阀体的接触部位析出结晶，陷于在阀座与阀体的接触部位夹着结晶的状态，起因于此而可能会产生微小的漏液。若能够高精度地检测该微小的漏液，则能够尽快掌握除去析出的结晶的维护作业的必要性。并且，根据早期的维护作业，能够提前避免故障的严重化等。

还可以是如下阀门，其具有：包含因对应于通电而产生的电磁力的作用而发生位移的可动构件，并通过该可动构件的位移来驱动所述阀体的驱动部；以及由贯穿设置有构成所述流路的孔并且形成了所述阀座的非导电性材料构成的流路部。所述驱动部可以是利用电线卷绕而得的线圈的电磁元件(solenoid)，也可以是利用层叠钢板的电磁元件。作为所述可动构件的位移，可以是直线地进退的位移，可以是旋转位移，还可以是回转位移等。

此外，还可以是如下阀门，具有：包括电线卷绕而得的筒状线圈以及在该线圈中内插配置的柱状的柱塞，并通过该柱塞的轴方向的进退来驱动所述阀体的驱动部；和由贯穿设置有构成所述流路的孔并且形成了所述阀座的非导电性材料构成的流路部。

在采用由所述非导电性材料构成的流路部的情况下，容易实现在闭阀的状态下所述上游侧的液体与所述下游侧的液体电绝缘的构造、二者不会电短路的构造等。例如，即使在所述上游侧的液体和所述下游侧的液体中的某一侧的液体与构成所述驱动部的导电性构件电接触的情况下，若通过所述流路部确保该导电性构件与另一侧的液体电绝缘，则能够避免经由该导电性构件的所述上游侧的液体与所述下游侧的液体的电短路。

实施例

关于本发明的实施方式，使用以下实施例来具体说明。

(实施例1)

在本例中，将具备泄漏检查功能的小型的电磁阀1(阀门)作为流体装置的一例进行了例示。参照图1～图8来说明该内容。

构成流体装置的一例的电磁阀1是在液体所流动的流路11中设置了包含阀座110和阀体25的密封部1S并能够遮断液体的流动的阀门。该电磁阀1被构成为，将阀体25按压到阀座110而闭阀，当阀座110与阀体25之间产生间隙时而开阀。

电磁阀1具备：与上游侧的液体电导通的第一电极141、以及与下游侧的液体电导通的第二电极142，来作为用于对流路11的上游侧的液体与下游侧的液体、这里是流路11中的阀座110及阀体25的上游侧的液体与下游侧的液体之间的电导通程度进行测量的电极14。

以下，详细说明该内容。

图1中例示的电磁阀1被构成为，包括：包含用于驱动阀体25的柱塞21的驱动部2、形成流路11的流路部10、以及控制单元3(参照图3进行后述。)。此外，作为图1中省略图示的控制单元3的组装构造，能够采用在驱动部2的外周面安装的构造、在驱动部2(壳体20)的内侧设置空间而在内部进行收纳的构造等。

驱动部2是在电线卷绕而得的圆筒状的线圈22的内侧内插配置圆柱状的柱塞21而构成的。线圈22被固定于有底圆筒状的金属制的壳体20的内侧。线圈22的两端的卷绕端被取出到壳体20的外侧，以便能够接线到例如在壳体20的外侧固定的控制单元3。

柱塞21是由强磁性材料构成的圆柱状部件。该柱塞21被组入，以便对在壳体20的底侧以压缩状态配置的圆筒状的弹簧210构成同轴。柱塞21通过该弹簧210的作用力而成为向轴方向的突出侧加力的状态。在柱塞21的顶端面，贯穿设置有用于拧入圆柱状的阀体25的螺纹孔211。

阀体25是对树脂成型品即轴部252组合橡胶制的密封构件251而得的部件。在轴部252，在轴方向的中间部分一体地成型有膜状的凸缘(flange)253，并且在顶端设置有用于安装密封构件251的安装构造。密封构件251成为圆盘状，与轴部252相反侧的表面成为按压到阀座110的密封面。阀体25包含密封构件251、凸缘253等，全部由非导电性材料而形成。

阀体25的凸缘253被构成为，当对驱动部2安装了流路部10时，其外周部在驱动部2与流路部10之间被固定成液密。该凸缘253发挥如下功能，在组装状态下，防止向驱动部2侧漏液，并且根据弹性变形而允许阀体25的轴方向的位移。

如图1和图2所示，流路部10呈高度较低的大致圆柱状的外部形状，同样地安装于呈大致圆柱状的驱动部2的端面。该流路部10是基于非导电性树脂材料的树脂加工品。在流路部10的表面中的相当于对驱动部2的安装面的表面10A，在中心贯穿设置有有底孔15；在另一个表面10B贯穿设置有两个安装电极14的安装孔140。此外，在流路部10的外周面对置地设置的两处，形成有流路11的开口部111、117。在各开口部111、117的内周面形成有螺纹牙，能够与未图示的配管螺纹连接。

在流路部10，通过构成一个开口部111的流入侧的流路11A、和构成另一开口部117的流出侧的流路11B，形成了流路11。该流路11不是直线型的，在流路部10，流入侧的流路11A与流出侧的流路11B经由构成对驱动部2的安装面的表面10A的有底孔15而连通。

通过从流路部10的外周面到达中心的径方向的横孔112、以及以相对于该横孔112正交地连通的方式在有底孔15的中心穿孔的轴方向的纵孔113，构成了流入侧的流路11A。构成流入侧的流路11A的该纵孔113在被从有底孔15的底面起设立的圆筒状的缘部包围的状态下，向有底孔15开口。该圆筒状的缘部作为上述阀体25所按压到的阀座110而发挥功能。

流入侧的流路11A成为了从流路部10的外周面的开口部111经由流路部10的内部而到达阀座110的路径。流入侧的流路11A的内周面全部由非导电性树脂材料而形成，由此，实现了与驱动部2侧的电绝缘。

另一方面，通过从流路部10的外周面到中心跟前的位置的横孔116、以及以相对于该横孔116正交地连通的方式在有底孔15的底面的外周穿孔的纵孔115，构成了流出侧的流路11B。此外，构成流出侧的流路11B的该纵孔115与构成流入侧的流路11A的上述纵孔113，通过作为阀座110发挥功能的圆筒状的缘部来区分。

流出侧的流路11B成为：从流路部10的外周面的开口部117经过流路部10的内部而与有底孔15连通，并到达有底孔15内部的阀座110的路径。由于有底孔15在构成相对于驱动部2的安装面的表面10A开口，因此，在流出侧的流路11B中，采用利用了阀体25的后述的液密构造。

尽管省略了详细的图示和详细的说明，然而，在流路部10的相对于驱动部2的安装面所相当的表面10A，设置有相对于驱动部2的固定构造。流路部10利用该固定构造而可靠性高地安装到驱动部2。此外，在流路部10的表面10A，在有底孔15的外周，形成了用于通过与驱动部2的端面的组合，来固定阀体25的凸缘253的外周部的保持部150。在将流路部10固定于驱动部2时，该保持部150将凸缘253的外周部保持为液密。该凸缘253发挥作用，使得限制有底孔15的液体向驱动部2侧漏出，并构成了流出侧的流路11B的液密构造。

流出侧的流路11B成为从流路部10的外周面的开口部117经由流路部10的内部而到达有底孔15的路径。包含有底孔15的内周面的流出侧的流路11B的内周面，全部由非导电性树脂材料形成。此外，有底孔15的内部空间通过由非导电性树脂材料构成的凸缘253(阀体25)而被保持为液密，并使内部的液体与驱动部2侧不接触。因此，流出侧的流路11B的液体与驱动部2侧也是电绝缘的。

当在驱动部2组装了流路部10时，凸缘253的外周部由保持部150而保持的状态的阀体25成为向有底孔15的内侧突出的状态。在该状态下，构成阀体25的顶端的密封构件251按压到包围流入侧的流路11A的阀座110。这样，通过驱动部2被进退驱动的阀体25按压到流路部10的阀座110，由此，流入侧的流路11A与流出侧的流路11B被遮断而能够设定闭阀状态。此外，当该密封构件251按压到阀座110的闭阀状态时，成为了在阀座110的上游侧液体滞留，并且在下游侧也发生液体滞留而残留的构造。因此，在闭阀状态时，成为第一电极141浸渍于上游侧的液体，并且第二电极142浸渍于下游侧的液体的状态。

在电磁阀1中，如上所述，流入侧的流路11A以及流出侧的流路11B均与驱动部2侧电绝缘。此外，形成流路11A与流路11B的连通部位的阀体25及阀座110由非导电性材料形成。由此，在电磁阀1中，在流入侧的流路11A与流出侧的流路11B被遮断的闭阀状态下，流入侧的流路11A与流出侧的流路11B也电遮断(绝缘)的构造得以实现。

在流路部10中，在与对驱动部2的安装面相反一侧的表面10B的两处安装孔140，埋设有一对电极14。一个电极141贯通构成流路中的液体流动方向的上游侧即流入侧的流路11A的横孔112的内周壁面，向流路11内突出。另一个电极142贯通构成流路中的液体流动方向的下游侧即流出侧的流路11B的横孔116的内周壁面，向流路11内突出。各电极14隔着垫圈145液密地保持于安装孔140。此外，从各电极14起延设的信号线被接线到控制单元3。

图3中例示的控制单元3是，根据向线圈22的通电来对柱塞21进行电磁驱动，并且输出表示闭阀时的漏液发生的漏泄信号的单元。如上所述，该控制单元3在例如被收纳于未图示的壳体的状态下，被安装于驱动部2的壳体20的外侧。

控制单元3包含控制向线圈22的通电的驱动电路31、以及用于检查闭阀时的漏液的检查电路(电路)32来构成。

驱动电路31是用于在与流路部10相反侧的轴方向上对柱塞21进行后退驱动的电路。驱动电路31根据来自外部设备4的打开信号的接收来执行向线圈22的通电，由此，电磁地驱动柱塞21(参照图1。)。

若在与流路部10的相反侧柱塞21被后退驱动，则阀体25从流路部10的阀座110离开而产生间隙，成为经由该间隙流入侧的流路11A与流出侧的流路11B连通的开阀状态(参照图4)。另一方面，在不是向线圈22的通电时，通过弹簧210的作用力，柱塞21向流路部10侧向轴方向突出，由此，阀体25被按压到流路部10的阀座110，成为流入侧的流路11A与流出侧的流路11B被遮断的闭阀状态。

检查电路32是包含生成交流信号的信号生成部321、处理检测信号的信号处理部322、以及判定漏液的判定部323而构成的电路。检查电路32将被调整为给定电压的交流信号施加给第一电极141，另一方面，根据在第二电极142产生的电流大小来检查漏液。

信号生成部321是生成用于对第一电极141施加的给定电压的交流信号的电路部。作为交流信号，能够利用例如在频率1KHz下周期性变化的信号等。若将交流信号施加给电极141，则能够提前抑制会在电极引起的电解、结晶的析出。若能够抑制结晶的析出，则能够避免盐等的蓄积，并能够抑制电极的灵敏度特性的变化等。此外，若抑制电解，则能够抑制流通的液体的性质的变化等。这样，若通过将交流信号施加给电极141，来提前抑制会在电极引起电解、结晶的析出，则能够提前避免各种故障的发生。

此外，在本例中，作为作用于第一电极141的交流信号，采用了正值期间与负值期间周期性地交替出现的方形波交流(电压)。作为交流信号，能够采用正弦波、三角波、脉冲波等各种信号。在本例中采用了频率1kHz的交流信号，然而，可以适当选择性地设定交流信号的频率。此外，若施加给定电压的交流信号，则能够抑制电源电压的变动等的影響会波及到检查电路32的输出电位，并能够改善检查的精度。此外，对第一电极141作用交流信号或者对第一电极141施加电压等的表述，意味着在第一电极141与第二电极142之间施加电压。

信号处理部322是读入在第二电极142产生的电流作为检测信号，并变换成判定部323容易处理的检测信号(电压)的电路部。这里，在第二电极142产生的电流意味着，根据在第一电极141与第二电极142之间施加的电压，在第一电极141与第二电极142之间流动的电流。信号处理部322具备：对当在第一电极141作用了上述交流信号(电压)时，在第二电极142产生的交流的检测信号(电流)进行放大的功能；将放大后的检测信号的大小变换成电压值而生成中间信号(交流电压)的功能；以及生成作为表示该中间信号的振幅的大小的测量值的一例的检测信号的功能。通过信号处理部322来实现生成检测信号的功能，该信号处理部322包含：对中间信号的最大值进行保持的峰值保持电路、对中间信号的最小值进行保持的峰值保持电路、以及生成这些最大值与最小值的差分值的差分电路。

具备上述三个功能的信号处理部322基于在第二电极142产生的交流的检测信号(交流电流)，通过电流/电压变换来得到交流电压的中间信号，并变换成表示该中间信号的振幅的大小的直流电压的检测信号而输出。

此外，在生成上述的中间信号(交流电压)的功能中，还可以包含通过带通滤波器来除去低频成分和高频成分的功能。关于该带通滤波器的频率上的特性，可以对应于信号生成部321所生成的交流信号的频率来设定。例如，若是将在频率1KHz下周期性变化的交流信号作用于电极141的情况，则可以采用使1kHz附近的频率选择性地通过的带通滤波器。

判定部323是执行信号处理部322所变换后的检测信号(电压值)所相关的阈值处理，并判定漏液的电路部。判定部323在未接收上述开信号的闭阀期间，执行检测信号的阈值处理。并且，若检测信号的电压值超过了预先决定的阈值，则判定为漏液。当判定部323判定为漏液时，控制单元3向外部设备4输出表示检查到漏液的主旨的漏泄信号。

若是作为以上那样结构的本例的流体装置的电磁阀1，则能够根据流入侧的流路11A内的上游侧的液体、与流出侧的流路11B内的下游侧的液体之间的电导通程度，来检查闭阀状态下的漏液。根据该电磁阀1，在结晶容易析出的液体的处理中，能够尽早检查由于因在阀座110析出的结晶导致的密封不良而会引起的漏液。

若根据表示漏液的漏泄信号的发生来实施电磁阀1的维护等，能够提前避免在阀座110、阀体25等产生的漏液状况的严重化，接受来自电磁阀1的液体的供给而动作的未图示的外部装置的故障等。

在本例中例示了具备控制单元3的电磁阀1，然而也可以省略控制单元3。该情况下，可以经由对线圈22通电的电力线来实施电磁阀1的开闭控制，并经由连接到电极14的信号线来进行漏液的检查等。该情况下，在充分实施了噪声对策之后，能够在对线圈22的驱动电路31侧、以及漏液的检查电路32侧共用GND线。

在本例的电磁阀1中，采用了由成为非导电性材料的一例的树脂材料构成的流路部10，并且采用了流路11的液体与驱动部2的金属制的部件不接触的构造。在该电磁阀1中，相比于阀座110及阀体25的上游侧即流入侧的液体与下游侧即流出侧的液体，不会经由流路部10的形成材料、驱动部2而电导通。在闭阀状态下，能够可靠性高地确保上游侧即流入侧的液体与下游侧即流出侧的液体的电绝缘。

也可以代替这样的结构，在闭阀状态下，流入侧的液体与流出侧的液体经由电磁阀1的结构部件而电导通。该情况下，在与经由该结构部件的电阻大小的比较中，液体的电阻是否足够小成为问题。经由电磁阀1的结构部件的电阻大小是能够以液体的电阻为有限值来处理的程序的大小即可。此外，期望，经由电磁阀1的结构部件的电阻大小相比于液体电阻为足够大(相对于液体的电导率，电磁阀1的结构部件的电导率可以忽略)。

该情况下，即使是如上所述那样经由电磁阀1的结构部件而电磁阀1的流入侧的液体与流出侧的液体电导通的结构，也能够测量表示两者间的电阻等电导通程度的指标值。并且，能够根据该指标值的变化来检查漏液等。

例示了以电磁方式驱动阀体25使其开阀的电磁阀1，然而，测量流入侧的液体与流出侧的液体之间的电导通程度来检查漏液的结构能够应用于手动阀门、利用了步进式马达的阀门等各种阀门。

在本例中例示了，通过与检测信号的电压值相关的阈值处理，检查电路32判定有无漏液的结构。也可以代替其，根据检测信号的电压值的大小来测量液体的流量。此外，例如，若是在开与闭周期性重复的负载控制下驱动电磁阀1的情况，则可以根据检测信号的电压值的时间上的平均值来推定阀开度并计算流量；也可以根据检测信号的电压值是Hi的期间与是Lo的期间的比率，来推定阀开度并计算流量。

此外，也可以对检查电路32设置用于适当设定在上述阈值处理中应用的阈值的阈值设定部。作为基于该阈值设定部的阈值的设定方法，例如有如下方法。

(设定方法1)

将电磁阀1闭阀时的检测信号的大小(电压值)乘以系数来设定阈值的方法。作为该系数，能够设定例如1.1、1.2等的超过1.0的值。

(设定方法2)

将电磁阀1开阀时的检测信号的大小(电压值)乘以系数来设定阈值的方法。作为该系数，能够设定例如1/10、1/100等的值。

(设定方法3)

将电磁阀1闭阀时的检测信号的大小(电压值)除以电磁阀1开阀时的检测信号的大小(电压值)而得的值，乘以系数，来设定阈值的方法。作为该系数，能够设定例如1.1、1.2等的超过1.0的值。此外，该情况下的阈值处理的对象是，通过电磁阀1开阀时的检测信号的大小(电压值)来除对象检测信号的大小而得的值。

此外，利用如上所述那样设定出的阈值的阈值处理可以是基于数字电路的处理，也可以是基于模拟电路的处理。

关于对在电极14产生的交流检测信号进行放大的信号处理部322的功能，可以对放大率进行多种类设置。包含放大率1在内，若放大率小，则可能看漏微弱的检测信号，另一方面，若放大率大，则当发生了大的检测信号时可能产生饱和。若是对放大率进行多种类设置的情况，则能够选择放大后的大小处于适当范围的检测信号来处理。这样的结构在要处理的液体的电传导率不明或为各种的情况下是有效的，起到了改善通用性的作用。

此外，在本例中，作为信号处理部322所生成的、判定部323在漏液判定中利用的检测信号，例示了电压值的检测信号。若是电压值的检测信号，则即使在例如将该检测信号直接输出给外部设备的情况下，在接收侧的处理是比较容易的，能够使得用于处理检测信号的电路结构简化。

可以设置将信号处理部322的检测信号或控制单元3的漏泄信号输出给未通过信号线等连接的外部的手段。例如，若经由无线LAN等向因特网等通信线路网输出，则能够从外部监视电磁阀1的动作状态。

在本例中例示了，在安装孔140嵌入了金属制的电极14的流路部10。也可以通过装入成型来设置电极14。或者，如图5那样，也可以通过例如基于呈导电性的第一树脂材料与具备电绝缘性的第二树脂材料的二色成型，来制作流路部10。可以通过上述的第二树脂材料来形成流路部10的主体部分，另一方面，通过上述的第一树脂材料来形成作为电极14发挥功能的电气路径。

此外，例如可以采用混入碳纳米管等导电性材料而提高了导电性的橡胶来作为电极。由橡胶构成的电极例如可以通过装入成型等配置于树脂材料中，也可以在预先贯穿设置的安装孔140中压入等。在压入的情况下，由橡胶构成的电极发生适当变形而作为密封件发挥功能，因此，除了电极之外不必设置其他密封件，消减了部件个数。

在本例中例示了包含阀座110和阀体25的密封部1S。本申请发明的结构是具备包含滑块27的密封部1S(图6及图7)、包含滑阀28的密封部1S(图8)等的流体装置，也能够在阀门中应用。

图6的电磁阀1是被称为滑块阀门的滑动式阀门。在该电磁阀1中，利用贯穿设置了流路孔270的被称为滑块27隔板，构成了密封部1S。通过电磁驱动该滑块27上下移动，若流路孔270与流路11A/B一致则流路11A/B连通(图7)，当流路孔270与流路11A/B不连通时，流路被遮断(图6)。在图6及图7的滑块阀门中，由于滑块27的上下移动导致的流路11A/B的容积变化在构造上为零，因此，能够实现能够避免抽取量(pumping volume)的优异的特性。

图8的电磁阀1是具备圆柱状的滑阀28的滑动式阀门。在通过电磁驱动而上下进退的滑阀28的中间部分，设置有小径的颈部280。该颈部280与上述滑块27的流路孔270同样地发挥功能，对流路11A/B的连通、遮断进行切换。

在这些滑动式阀门的情况下，因在密封部1S析出的结晶可能会导致滑块27或滑阀28的运动被阻碍。若检测微小的漏液，则能够尽早掌握维护作业的必要性。并且，根据早期的维护作业，能够提前避免滑块27等的运动被阻碍上下移动的行程变得不充分等症状发生显著化的状况。

此外，在本例中例示了，在闭阀状态时，在阀座110的上游侧液体滞留，并且在下游侧也发生液体滞留而残留的构造的流体装置(电磁阀1)。在该流体装置中，在闭阀状态时，成为第一电极141浸渍于上游侧的液体，并且第二电极142浸渍于下游侧的液体的状态。在流体装置中还存在，当闭阀状态时，阀的下游侧的液体被排出而流路变空的装置。在这样的流体装置的情况下，也可以在下游侧设置第一电极141及第二电极142。若当闭阀状态时存在漏液，则电极141、142间的电阻下降，因而能够进行漏液的检查。此外，针对在液体流动的状态下流路被液体充满，而在液体不流动的状态下液体从流路排出而变空的导管、管等流体装置的情况，也可以不区分上游侧、下游侧地在流路中设置第一电极141和第二电极142。通过电极141、142间的电阻等，能够判别液体是否是流动状态。该情况下，第一电极141与第二电极142可以是在液体流动的方向中的相同位置，也可以是不同位置。

(实施例2)

本例是基于实施例1的结构，在作为流体装置的分流器58设置了电极56的结构例。参照图9～图11来说明该内容。

图9及图10的分流器58是在树脂制的平板设置了多个流路588(图11)的板形状的分流器。分流器58的两面中的一个表面是安装电磁阀581、四通阀585、泵583等设备的设置面58A。接地面58A的开口孔580是用于向这些设备供给液体、或者用于供从这些设备流出的液体回流的孔。在该分流器58，能够根据在设置面58A安装的设备的种类、安装的部位，来变更分流器58的功能。

在与设置面58A相反侧的分流器58的表面即管连接面58B，安装有检查电路57(图10)，并且连接有多个管521。此外，在图10中，省略了泵583等设备的图示。

如图11所示，在管连接面58B，按每个流路588立设了具有锥状的顶端部并且在中间部设置了螺纹部的喷嘴552。通过将紧固螺母52拧入在锥状的前端部外插有管521的螺纹接头552，管521与分流器58的各流路588液密地连接。

在分流器58中，与各流路588对应地埋设有在一个端部设置了结合部560的楔形形状的电极56。对于通过装入成型而埋设的各电极56，与结合部560相反一侧的顶端在流路588的内周壁面露出，另一方面，另一端即结合部560从相当于喷嘴552的外周侧的管连接面58B突出。各结合部560经由未图示的信号线与检查电路57电连接。在分流器58中，通过适当变更结合部560的组合，能够切换对液体间的电导通程度进行测量的对象流路588的组合。

例如，如图9所示，在设置面58A的邻接的两个开口孔580，分别连接设备即电磁阀581的流入口与流出口，由此，与电磁阀581的流入口连接的开口孔580所对应的管521成为上游侧管，与电磁阀581的流出口连接的开口孔580所对应的管521成为下游侧管。该情况下，形成了上游侧管521→流路588→电磁阀581→流路588→下游侧管521的流路。并且，形成了在该流路中两个电极56隔着电磁阀581而配设在上游侧和下游侧而得的“流体装置”。

这里，在以往的分流器等中，在发生了异常的情况下，难以进行漏液等异常发生部位的确定，因此，存在不确定是否发生了漏液的问题。另一方面，若是具备电极56的本例的分流器58，则当发生了漏液等异常时，异常发生部位的确定是容易的，能够快速且可靠地实施对与异常发生部位相符合的阀门进行更换等的维护作业。

此外，针对其他的结构和作用效果，与实施例1相同。

(实施例3)

本例是基于实施例1的电磁阀，为了改善检查泄露的精度而变更了信号处理的内容的例子。参照图3、图12及图13来说明该内容。

当说明本例的结构时，首先，说明第一电极141与第二电极142间的电气路径。在第一电极141与第二电极142间的电气路径中，存在因电极141、142与液体相接的界面的存在等，导致存在产生与蓄积电荷的电子部件即电容器相同的电学上的作用的寄生电容、电阻等。第一电极141与第二电极142间的电气路径能够由图12的等效电路来表现。该等效电路中的电阻R1是经由液体、阀座110等的电极141、142间的路径的电阻。静电电容C是电极141、142间的寄生电容。电阻R2是由电极141、142的内部电阻、电气配线等产生的电阻。此外，在上述内部电阻、电气配线中也存在未图示的寄生电容。

在电极141、142之间存在静电电容C的情况下，根据施加于第一电极141的交流电压(交流信号)的正负切换，为了静电电容C的充放电而在第二电极142中流过微小的电流。此外，当交流信号从正切换为负时，以及交流信号从负切换为正时，在第二电极152产生的电流的方向是不同的。因此，即使是在电磁阀的正常的闭阀时，当对第一电极141作用交流信号时，会在第二电极142产生交流电流(中间信号)。由此，即使是没有发生漏液的正常的闭阀状态，作为中间信号的振幅即检测信号也不会变为零，由此产生漏液的误检查的可能性。

这里，在前述的实施例1中，为了生成表示在第二电极142侧产生的中间信号(交流电压)的振幅大小的检测信号，利用了对中间信号的最大值进行保持的峰值保持电路、对中间信号的最小值进行保持的峰值保持电路等。并且，通过差分电路来求取中间信号的最大值与最小值的差分值，并将与该差分值相当的电压值作为检测信号。即使如上述在电磁阀的闭阀时，由于中间信号产生了振幅，因而检测信号不会变为零。因此，在实施例1的结构中，对是因漏液导致产生的检测信号，还是在正常的闭阀状态的检测信号进行区分的处理的难易度变大。在检查泄露时，为了抑制正常闭阀状态下的误检查，在对检测信号(电压值)应用阈值处理时，需要考虑正常闭阀状态下的检测信号的大小来设定阈值。

对此，在本例中，通过将在适当设定出的两个测量时间点的测量值的差分值作为检测信号，使正常闭阀状态下的检测信号的大小基本上成为零。由此，在检查泄露时的阈值处理中应用的阈值的设定变得容易，通过适当的阈值设定，改善了检查泄露的精度。以下，说明本例中的测量时间点的设定方法。

图12的等效电路中的电阻R1根据电磁阀是开阀状态还是闭阀状态而发生大变动。若是开阀状态，则电极141、142经由流路中的液体而进行接触，因此电阻R1变小。另一方面，在闭阀状态下，上游侧的液体与下游侧的液体通过阀座110及阀体25等而被截断，因此电阻R1变大。这样的电阻R1的大小会对第二电极142侧的中间信号的相位产生影响。若将闭阀时的电阻R1足够大的状态下的中间信号与开阀时的电阻R1小的状态下的中间信号进行比较，则产生90度的相位差(参照图13。)。此外，若将开阀时的R1记述为RLo，将闭阀时的R1记述为R1c，将基于电极间电容的电抗值记述为Xc，则产生90度的相位差的条件是R1c＞＞Xc＞＞RLo。

在开阀时的中间信号(图13(b))与闭阀时的中间信号(同图(c))的相位差为90度的情况下，开阀时的中间信号为最大值时闭阀时的中间信号成为零，开阀时的中间信号为最小值时闭阀时的中间信号成为零。因此，在本例的结构中，将开阀时的中间信号成为最大值和最小值的两点设定为测量时间点，以使闭阀时的检测信号(表示中间信号的振幅大小的电压值)成为零。

另一方面，如图13所示，相对于对第一电极141施加的交流电压(图13中(a)的交流信号)，闭阀时的中间信号的相位偏移为大约90度。因此，上述两个测量时间点是如下两个测量时间点的组合：以方形波的交流信号从负切换为正的第一时间点为基准，经过了与1/4周期相当的给定时间的量后的第一测量时间点；以及以交流信号从正切换为负的第二时间点为基准，经过了与1/4周期相当的给定时间的量后的第二测量时间点。并且，在本例中，将在第一测量时间点的中间信号的大小即第一测量值与在第二测量时间点的中间信号的大小即第二测量值之间的差分值，作为检测信号。

根据本例的结构，在电磁阀闭阀时，即使在对第一电极141施加了交流电压(交流信号)时的中间信号中产生振幅，检测信号的大小也会成为零。另一方面，当在电磁阀闭阀时发生了漏液的情况下，由于接近开阀时的中间信号，因而上述第一以及第二测量时间点的中间信号的绝对值变大，差分值即检测信号的值变大。因此，在本例的结构中，例如通过对检测信号的大小应用基于接近零的阈值的阈值处理，能够高精度地检查漏液。

此外，在本例中，采用了在两个测量时间点测量中间信号的大小，取得差分来生成检测信号的结构。根据该结构，不需要峰值保持电路，因此能够使检查电路32的电路结构简略化，使成本消减变得容易。

此外，当生成上述中间信号(交流电压)时，可以应用带通滤波器来除去低频成分和高频成分。关于该带通滤波器的频率上的特性，可以对应于信号生成部321所生成的交流信号的频率来设定。例如，若是将在频率1KHz下周期性变化的交流信号作用于电极141的情况，则可以采用选择性地使1kHz附近的频率通过的带通滤波器。

此外，在本例中，例示了方形波作为施加于第一电极141的交流信号(交流电压)，然而，交流信号也可以是正弦波等。

此外，关于其他结构和作用效果，与实施例1相同。

(实施例4)

本例是基于实施例3的结构，变更了用于生成检测信号的中间信号的测量时间点的设定的例子。参照图14、图15来说明该内容。

对第一电极141施加的交流电压(交流信号)与闭阀时的中间信号之间的相位差是大约90度，另一方面，相对于对第一电极141施加的交流电压(交流信号)，开阀时的中间信号的相位偏移有时会变动成实施例3中例示的90度。

在本例中，如图14所示，在检查漏液的检查电路321中追加了用于对与上述相位偏移相当的偏移时间进行测量的时间测量部325。如图15那样，时间测量部325在电磁阀为开阀状态时，以对第一电极141施加的交流电压(交流信号)从负切换为正的第一时间点、或从正切换为负的第二时间点为基准，测量中间信号达到最大值或最小值为止的偏移时间。时间测量部325例如通过以与交流信号的频率即1kHz相比足够快的周期重复中间信号的测量，来确定成为最大值的时间点、成为最小值的时间点，由此来测量上述偏移时间。

在本例的结构中，将该偏移时间处理为用于设定测量时间点的给定时间。如图15那样，将以对第一电极141施加的交流电压(交流信号)从负值切换为正值的第一时间点为基准，以上述偏移时间的量发生了偏移的时间点设定为第一测量时间点；并且，将以交流电压从正值切换为负值的第二时间点为基准，以上述偏移时间的量发生了偏移的时间点设定为第二测量时间点。并且，在第一测量时间点取得中间信号的第一测量值，并在第二测量时间点取得中间信号的第二测量值，将第一和第二测量值的差分值作为检测信号。

电磁阀开阀时的中间信号与电磁阀闭阀时的中间信号的相位偏移不是90度(参照图15。)，然而，在开阀时的中间信号成为最大值的所述第一测量时间点、和成为最小值的所述第二测量时间点(图15中的测量模式A)，能够使检测信号最大。如果当假设噪声水平随机且大致固定时，设定所述第一测量时间点和所述第二测量时间点，则能够使信号对噪声的比(S/N比)最大。

在本例中，将开阀时的中间信号为最大值和最小值的时间点设定为测量时间点(图15中的测量模式A)。例如在噪声水平相对较低而不对开阀和闭阀的判别产生影响的条件下，能够将闭阀时的中间信号从正切换为负而跨过(cross)零的时间点设定为第一测量时间点，将从负到正跨过零的时间点设定为第二测量时间点(图15中的测量模式B)。由此，能够高灵敏度地得到与从闭阀状态泄露的程度对应的检测信号。

如以上那样，根据本例的结构，即使相对于对第一电极141施加的交流电压(交流信号)，中间信号(闭阀时)的相位偏移从大约90度发生了偏移的情况下，也能够适当地设定中间信号的测量时间点，由此，能够使闭阀时的检测信号的大小接近于零。

此外，关于其他的结构和作用效果，与实施例3相同。

以上，如实施例那样，详细说明了本发明的具体例，然而这些具体例只不过公开了权利要求书所包含的技术的一例。在实施例中，说明了阀门等设备存在于流路中的流体装置的结构例，然而，也可以是泵、切换阀等设备存在于流路中的流体装置，或者也可以是未设置阀门、泵、切换阀等设备的流路的流体装置。此外，当然，不应当通过具体例的结构、数值等来限定性的解释权利要求的范围。权利要求的范围包含了，利用公知技术、本领域人员的知识等对所述具体例进行的多种变形、变更或适当组合而得的技术。

符号说明

1 电磁阀(阀门、流体装置)

1S 密封部

10 流路部

11 流路

11A 流入侧的流路

11B 流出侧的流路

110 阀座

141 第一电极

142 第二电极

15 有底孔

2 驱动部

21 柱塞

22 线圈

25 阀体

27 滑块

28 滑阀

3 控制单元

31 驱动电路

32 检查电路(电路)

56 电极

58 分流器(流体装置)。

Claims (12)

1.一种流体装置，具备供液体流动的流路，其特征在于，

作为用于测量流入的上游侧的流路中的液体与流出的下游侧的流路中的液体之间的电导通程度的电极，设置了与所述上游侧的液体电相接的第一电极、以及与所述下游侧的液体电相接的第二电极，

所述流体装置具备测量所述第一电极与所述第二电极之间的电导通程度，来检查在所述流路流动的液体的量或者液体的有无的电路，

所述电路具备：

信号生成部，将正值电压与负值电压周期性地交替改换的方形波交流电压施加给所述第一电极与所述第二电极之间；

信号处理部，取得表示所述第一电极与所述第二电极之间的电流大小的测量值；以及

判定部，判定在所述流路流动的液体的量或液体的有无，

所述信号处理部在以所述信号生成部所施加的电压从负值切换为正值的第一时间点为基准而偏移了给定时间的时间点，取得第一测量值；并且在以所述信号生成部所施加的电压从正值切换为负值的第二时间点为基准而偏移了所述给定时间的时间点，取得第二测量值，

所述电路测量所述第一测量值与所述第二测量值的差分值的大小，作为表示所述电导通程度的指标。

2.根据权利要求1所述的流体装置，其中，

所述电路具备时间测量部，在液体在所述流路流动的状态下，测量在所述第一时间点或第二时间点之后，所述信号处理部所取得的测量值达到最大值或最小值为止的偏移时间，所述电路将该偏移时间设定为所述给定时间。

3.根据权利要求1所述的流体装置，其中，

所述判定部被构成为，对所述差分值实施阈值处理，来检查在所述流路流动的液体的有无，

所述电路具备阈值设定部，对在所述阈值处理中应用的阈值进行设定。

4.根据权利要求2所述的流体装置，其中，

所述判定部被构成为，对所述差分值实施阈值处理，来检查在所述流路流动的液体的有无，

所述电路具备阈值设定部，对在所述阈值处理中应用的阈值进行设定。

5.根据权利要求1所述的流体装置，其中，

所述流体装置具备如下构造，能够设定液体的流动被遮断的状态，并在该液体的流动被遮断的状态下，所述上游侧的液体与所述下游侧的液体电绝缘。

6.根据权利要求2所述的流体装置，其中，

所述流体装置具备如下构造，能够设定液体的流动被遮断的状态，并在该液体的流动被遮断的状态下，所述上游侧的液体与所述下游侧的液体电绝缘。

7.根据权利要求3所述的流体装置，其中，

所述流体装置具备如下构造，能够设定液体的流动被遮断的状态，并在该液体的流动被遮断的状态下，所述上游侧的液体与所述下游侧的液体电绝缘。

8.根据权利要求4所述的流体装置，其中，

所述流体装置具备如下构造，能够设定液体的流动被遮断的状态，并在该液体的流动被遮断的状态下，所述上游侧的液体与所述下游侧的液体电绝缘。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的流体装置，其中，

所述流体装置是在所述流路的中途设置了用于遮断液体的流动的密封部的阀门，

所述第一电极和第二电极是用于测量在所述流路中隔着所述密封部而相邻的上游侧的液体与下游侧的液体的电导通程度的电极。

10.根据权利要求9所述的流体装置，其中，

所述密封部包含阀座和阀体，并被构成为，阀体按压到阀座而闭阀来遮断液体的流动，当阀座与阀体间产生了间隙时进行开阀。

11.根据权利要求10所述的流体装置，其中，

所述流体装置具有：

驱动部，包含因根据通电而产生的电磁力的作用导致发生位移的可动构件，通过该可动构件的位移来驱动所述阀体；以及

流路部，贯穿设置有构成所述流路的孔，并且形成了所述阀座，由非导电性材料构成。

12.根据权利要求11所述的流体装置，其中，

所述驱动部是对电线卷绕而得的筒状线圈内插设置了作为所述可动构件的柱状的柱塞的部件，并被构成为，通过该柱塞的轴方向的进退来驱动所述阀体。

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