CN112629606A - 流量测量装置 - Google Patents

流量测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112629606A
CN112629606A CN202010952246.4A CN202010952246A CN112629606A CN 112629606 A CN112629606 A CN 112629606A CN 202010952246 A CN202010952246 A CN 202010952246A CN 112629606 A CN112629606 A CN 112629606A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow
flow rate
flow path
disposed
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010952246.4A
Other languages
English (en)
Inventor
中尾秀之
龟井诚
山本克行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp filed Critical Omron Corp
Publication of CN112629606A publication Critical patent/CN112629606A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
    • G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
    • G01F1/692—Thin-film arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
    • G01F1/6888—Thermoelectric elements, e.g. thermocouples, thermopiles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/12—Cleaning arrangements; Filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6847—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow where sensing or heating elements are not disturbing the fluid flow, e.g. elements mounted outside the flow duct

Abstract

本发明提供一种流量测量装置，抑制由于流路中流动的杂质的影响引起的传感器元件的输出变动。本发明的流量测量装置具备：配置在流路中输出与根据在流路中流动流体的流量而变化的该流体的流动方向的温度差相关的值，使用该输出的值检测流量的流量检测部；在流路中覆盖流量检测部的覆盖部件。覆盖部件具有：设置在配置流量检测部的部分的上游侧，使流体从覆盖部件的外部的流路向覆盖部件的内部且配置有流量检测部的部分流入的流入孔；设置在流量检测部的下游侧，使流体从覆盖部件的内部且配置有流量检测部的部分向覆盖部件的外部的流路流出的流出孔，配置有流量检测部的部分的上游侧的覆盖部件的外侧面具有向流入孔的入口方向倾斜的倾斜面。

Description

流量测量装置
技术领域
本发明涉及一种流量测量装置。
背景技术
公开有一种利用流量传感器测量在流路内流动的流体的流量的技术(例如专利文献1～3)。专利文献1公开了利用热式流量传感器所具备的热电堆检测流路的温度分布信息，并基于温度分布信息计算流体的流量的内容。专利文献2公开了在电子化气体流量表内的流路上设置流量传感器和整流器。专利文献3公开了一种热式流量传感器，该热式流量传感器具备包含第一基板和第二基板的基板和设置在基板上的上部流路形成部件。并且，在上部流路形成部件的下面设有矩形的凹部，凹部在与第二基板的上面之间形成第二流路，另外，在凹部设有通向外部的流入口和流出口。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第3658321号公报
专利文献2：日本特开2007-086085号公报
专利文献3：日本特开2012-141181号公报
在利用热式流量传感器测量在流路内流动的流体的流量的情况下，该流量传感器以检测流路的温度分布的传感器元件露出在流路的状态的方式配置。但是，如果传感器元件这样配置，则考虑到由于在流路内流动的流体中混入灰尘或尘埃等杂质的影响，检测该温度分布的传感器元件的输出发生变动。即，本发明的发明人发现在如上所述配置流传感器的情况下，流量测量的精度下降。
发明内容
本发明在一方面是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的是提供一种抑制由于在流路中流动的杂质的影响而引起的传感器元件的输出变动的技术。
本发明为了解决上述问题，采用以下结构。
即，本发明的一方面的流量测量装置具备：流量检测部，其配置在流路中，输出与根据在所述流路中流动的流体的流量而变化的该流体的流动方向的温度差相关的值，并使用该输出的值检测所述流量；覆盖部件，其在所述流路中覆盖所述流量检测部，所述覆盖部件具有：流入孔，其设置在配置有所述流量检测部的部分的上游侧，能够使流体从所述覆盖部件的外部的所述流路向所述覆盖部件的内部且配置有所述流量检测部的部分流入；流出孔，其设置在所述流量检测部的下游侧，能够使流体从所述覆盖部件的内部且配置有所述流量检测部的部分向所述覆盖部件的外部的所述流路流出，配置有所述流量检测部的部分的上游侧的所述覆盖部件的外侧面具有向所述流入孔的入口方向倾斜的倾斜面。
当杂质到达配置有流量检测部的地方时，可以考虑与流量检测部输出的流体的流动方向的温度差有关的信息发生变动。但是，根据该结构，通过具备覆盖部件，能够抑制在流路中流动的杂质到达流量检测部。因此，抑制来自流量检测部的输出的变动。因此，抑制流量的检测精度的下降。另外，在覆盖部件的内部设置有流路的情况下，在配置有流量检测部的地方附近的流体的流动被整流。也就是说，流量测量装置的灵敏度提高。
另外，根据该结构，由于流体沿着覆盖部件的外侧的倾斜面在流路内流动，所以被平滑地引导至流入孔的入口。因此，抑制流路内的湍流的产生。因此，由于抑制了杂质在流路内散布，所以抑制了杂质到达配置有流量检测部的部分。因此，抑制来自流量检测部的输出的变动。另外，抑制杂质在该倾斜面堆积。因此，抑制堆积的杂质因流路内产生的湍流等而散布，并到达流量检测部。因此，抑制来自流量检测部的输出的变动。因此，抑制流量检测精度的下降。
在上述一方面的流量测量装置中，也可以为，还具备整流部件，该整流部件使从所述流入孔流入的流体的流动方向朝向配置有所述流量检测部的部分的方向整流，所述整流部件设置在所述流入孔的出口，并具有沿着从所述流入孔的出口朝向配置有所述流量检测部的部分的方向的平面。
根据该结构，从流入孔流入覆盖部件的流体被整流成沿着整流部件的平面朝向配置有流量检测部的部分。因此，在流量低的情况下，流量检测部的灵敏度更可靠地提高。
在上述一方面的流量测量装置中，也可以为，所述流入孔在与流体流动方向正交的方向上设置有两个，所述整流部件设置在两个所述流入孔各自的出口之间。
根据该结构，在流入孔的出口处，抑制了在与流体流动方向正交的方向上，覆盖部件内部的空间的截面面积急剧变化的情况。因此，抑制在流入孔的出口附近产生湍流。因此，由于抑制了杂质在流路内散布，所以抑制了杂质混入流体中，到达配置有流量检测部的部分。因此，抑制来自流量检测部的输出的变动。因此，抑制流量检测精度的下降。
在上述一方面的流量测量装置中，也可以为，所述流路在侧壁具有凹部，该凹部的上游侧的侧面具有朝向该凹部的底面倾斜的倾斜面，所述覆盖部件具有配置在与所述流路的该凹部的底面相对的所述流路的部分，并从所述配置的部分向所述底面方向突出的凸部，所述流入孔包括贯通所述凸部的孔。
根据该结构，由于流体沿着凹部的倾斜面在流路内流动，所以能够平滑地通过凹部。也就是说，流体被平滑地引导到流入孔的入口。因此，抑制流路内的湍流的产生。因此，由于抑制了杂质在流路内散布，所以抑制了杂质到达配置有流量检测部的部分。因此，抑制来自流量检测部的输出的变动。另外，由于凹部的侧面具有倾斜面，所以抑制了杂质在该侧面堆积。因此，抑制因堆积的杂质在流路内产生的湍流等而散布，并到达流量检测部的情况。因此，抑制来自流量检测部的输出的变动。因此，抑制流量检测精度的下降。
在上述一方面的流量测量装置中，也可以为，所述流路是从流体流动的主流路分支的副流路，并配置于所述副流路。
根据该结构，流经主流路的流体经由副流路，进而通过设置在覆盖部件上的流入孔到达配置有流量检测部的部分。也就是说，由于流过主流路的流体没有直接流入覆盖部件的内部，所以抑制混合在该流体中的杂质到达配置有流量检测部的部分。因此，抑制来自流量检测部的输出的变动。
在上述一方面的流量测量装置中，也可以为，还具备特性检测部，该特性检测部配置在与所述流路不同的第二流路，输出与根据在所述第二流路中流动的流体的特性而变化的所述第二流路的温度相关的值，并使用该输出的值检测所述特性，所述覆盖部件还具有包围所述特性检测部，使所述特性检测部处于在所述第二流路中露出的状态的第二孔。
根据该结构，除了流体的流量之外，还可以检测流体的特性。因此，即使当流体的流动方向上的温度差取决于流体的特性时，也可以使用所检测到的流体的特性来修正检测出的流体的流量。因此，可以进行高精度的流量测量。另外，根据该结构，在流量检测部和特性检测部安装在同一基板上的情况下，通过在基板上设置该一个覆盖部件，能够简单地抑制杂质从基板侧向流量检测部和特性检测部混入的情况。另外，根据该结构，由于特性检测部和覆盖部件在高度方向上不重叠，所以能够使配置有特性检测部的部分薄型化。
根据本发明，可以提供一种抑制由于在流路中流动的杂质的影响而引起的传感器元件的输出变动的技术。
附图说明
图1是表示流量测量装置的概要，图1的(A)表示实施方式的流量测量装置的剖面图的一例，图1的(B)表示比较例的流量测量装置的剖面图的一例。
图2是示意性地例示了基于检测元件的流量测量原理，图2的(A)是说明了检测元件的配置方向的图，图2的(B)示意性地例示了在气体未流动的状态下起动微加热器时产生的温度分布，图2的(C)示意性地说明在气体流动的状态下起动微加热器时产生的温度分布。
图3是例示了到达热电堆附近的灰尘数量的模拟结果。
图4是例示了相对于气体的实际流量，两个热电堆的输出的差值的输出；
图5是例示了变形例的测量装置的分解立体图。
图6是说明了特性检测元件的配置方向的图。
图7是例示了安装有盖的流管和安装在流管上的盖，图7的(A)表示安装有盖的流管的上面立体图，图7的(B)表示盖安装在图7的(A)所示的流管上时的俯视图。
图8是例示了盖的概要，图8的(A)是例示安装在流管上的盖的截面的立体图，图8的(B)是从正面看图8的(A)的截面的图。
附图标记说明：
1：检测元件
1A：流量检测元件
1B：特性检测元件
2、2A：流管
3、3A：主流路
4、4A、4B：副流路
5、5A：基板
6、6A：安装面
7、7A：盖
8：空间
9、9A：下表面
10、10A：左侧面
11、11A：右侧面
12、12A：凹部
13、13A：左侧面
14、14A：右侧面
16：流入孔
17：流入孔
18：流出孔
19：流出孔
20：凹部
21：凹部
22：流入孔
23：流出孔
24：孔
25、26：整流壁
27：流入孔
28：流出孔
29：槽
40、40A、40B：微加热器
41A、41B、41C、41D、41E、43F：热电堆
42：薄膜
43：空腔
100：流量测量装置
100A：测量装置
200：流量测量装置
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的一方面的实施方式(以下也称为“本实施方式”)。但是，以下说明的本实施方式在所有方面都只是本发明的示例。当然，可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种改进和变形。即，在本发明的实施中，也可以适当地采用与实施方式对应的具体结构。
1适用例
使用图1的(A)来说明本发明适用的场面的一个例子。图1的(A)表示本实施方式的流量测量装置100的剖面图的一例。本实施方式的流量测量装置100具备检测元件1和安装检测元件1的基板5。检测元件1具有微加热器40和两个热电堆41A、41B，检测与气体流量相关联的该气体的流动方向上的温度差(后面将详细说明)。另外，检测元件1配置在部分设置在流管2的主流路3上的副流路4的中间。
另外，流量测量装置100具备覆盖检测元件1的盖7。在盖7的内部形成能够收纳检测元件1的空间8。另外，盖7的下表面9设置有气体可从副流路4向空间8内部流入的流入孔27和气体可从空间8内部向副流路4流出的流出孔28。
根据上述那样的流量测量装置100，通过具备盖7，能够抑制流经主流路3或副流路4的灰尘或尘埃等到达配置有检测元件1的位置。因此，抑制检测元件1所具备的热电堆41A的输出以及热电堆41B的输出因灰尘或尘埃等而变动。
2构成例
[硬件配置]
图1表示流量测量装置的概要。图1的(A)表示本实施方式的流量测量装置100的剖面图的一例。另一方面，图1的(B)表示比较例的流量测量装置200的剖面图的一例。本实施方式的流量测量装置100具备检测元件1和安装检测元件1的基板5。检测元件1具有微加热器40和两个热电堆41A、41B，检测与气体流量相关联的该气体的流动方向上的温度差(后面将详细说明)。基板5设置在形成流管2的主流路3的侧壁上，以使安装有检测元件1的安装面6朝向流管2的中央。另外，在该侧壁附近，副流路4从流管2的主流路3分流而部分地设置。然后，检测元件1配置在副流路4的中间。在此，流量测量装置100是本发明的“流量测量装置”的一例。另外，检测元件1是本发明的“流量检测部”的一例。另外，副流路4是本发明的“流路”及“副流路”的一个例子。
在此，在图1的(A)和图1的(B)中，气体在流管2的主流路3和副流路4中从左侧流向右侧。另外，在以后的说明中，左方向是指上游方向。另外，右方向是指下游方向。另外，下方向是指检测元件1相对于基板5突出的方向。另外，上方向是指与下方向相反的方向。
另外，流量测量装置100具备盖7。盖7的截面如图1的(A)所示是向下凸出的形状。并且，盖7的露出在副流路4的左侧面10具有向右下方向倾斜的斜面。另外，盖7的露出在副流路4的右侧面11具有向左下方向倾斜的斜面。另外，在盖7的内部形成能够收纳检测元件1的空间8。安装在安装面6上的检测元件1配置在被这样的盖7覆盖的空间8。另外，在盖7设置有气体可从副流路4流入空间8内部的流入孔27。以贯通左侧面10的一部分和下表面9的一部分方式设置流入孔27。另外，在盖7设置有可使气体从空间8内部向副流路4流出的流出孔28。以贯通右侧面11的一部分和下表面9的一部分的方式设置流出孔28。在此，盖7是本发明的“覆盖部件”的一个例子。另外，设置在盖7的流入孔27是本发明的“流入孔”和“贯通凸部的孔”的一例。另外，设置在盖7的流出孔28是本发明的“流出孔”的一个例子。
另外，与盖7的下表面9相对的副流路4的下部具有向下方向凹陷的凹部12。并且，在凹部12的左侧，与盖7的左侧面10相对的部分具有左侧面13。左侧面13具有与设置在盖7的左侧面10上的斜面相同的倾斜角的斜面。类似地，在凹部12的右侧，与盖7的右侧11相对的部分具有右侧面14。右侧面14具有与设置在盖7的右侧面11上的斜面相同的倾斜角的斜面。
另一方面，图1的(B)所示的比较例的流量测量装置200与本实施方式的流量测量装置100同样地具备检测元件1和基板5。而且，检测元件1配置在副流路4的中间。但是，流量测量装置200不具备盖7。
[流量测量原理]
在此，说明使用检测元件1的流量测量原理。图2示意性地例示了检测元件1的流量测量原理。图2的(A)示出了检测元件1的俯视图。图2的(B)是安装在基板5上的检测元件1的剖面图，是表示在没有气体流动的状态下起动微加热器40时产生的温度分布的图。另一方面，图2的(C)是安装在基板5上的检测元件1的剖面图，是在气体流动的状态下起动微加热器40时产生的温度分布的图。如图2的(A)所示，热电堆41A、41B配置成跨越微加热器40沿气体流动的方向排列。此外，如图2的(B)所示，检测元件1包括形成在基板5上的薄膜42，微加热器40及热电堆41A、41B以包含在薄膜42的方式形成。在薄膜42的下部的基板5上设置有空腔43。由于这种空腔43的存在，微加热器40及热电堆41A、41B的温接点位于空腔43上，热电堆41A、41B的冷接点位于基板5上。并且，对应于该温接点处的温度与冷接点处的温度之差的输出从各个热电堆41A、41B进行。
如图2的(B)所示，在空间8中没有气体流动的情况下，来自微加热器40的热量以微加热器40为中心对称地扩散。因此，热电堆41A的输出与热电堆41B的输出不产生差。另一方面，如图2的(C)所示，当气体在空间8中流动时，来自微加热器40的热量受到气体流动的影响，不以微加热器40为中心对称地扩展，并且进一步向下游的热电堆41B侧扩散。因此，热电堆41A的输出与热电堆41B的输出产生差。另外，根据气体的流量，上述输出的差发生变化。换言之，根据热电堆41A的输出与热电堆41B的输出之间的差来求出气体的流量。
顺便说一下，从热电堆41A输出的电压和从热电堆41B输出的电压之间的差ΔV例如表示为下述式(1)。
Figure BDA0002677377190000081
在此，Th表示微加热器40的温度，Ta表示检测元件1周围的温度。另外，Vf是气体的流速，A及b是常数。
接着，说明在主流路3流动的气体到达配置有检测元件1的位置为止的过程。在主流路3流动的气体流入副流路4的左侧部分。之后，气体经由设置在盖7上的流入孔27流入盖7内部的空间8。在此，由于在盖7的左侧面10设置有向右下方向倾斜的斜面，所以气体平滑地引导到流入孔27的入口。然后，从流入孔27流入盖7内部的空间8的气体通过配置有检测元件1的部分。然后，气体经由流出孔28从空间8流出到副流路4。在此，由于在具有倾斜面的右侧面11的一部分设置有流出孔28，所以经由流出孔28向副流路4流出的气体沿着该倾斜面平滑地被引导到与主流路3连通的流出孔。然后，气体从该流出孔流出到主流路3。
图3例示了从主流路3到达盖7内的热电堆41A、41B附近的灰尘个数的模拟结果。如图3所示，在设置了盖7的情况下(图1的(A)的本实施方式)，到达盖7内的热电堆41A、41B附近的灰尘个数与未设置盖7的情况下(图1的(B)的比较例)的灰尘个数相比较，降低到1/6左右。
图4例示了热电堆41A的输出与热电堆41B的输出相对于气体的实际流量的差值的输出。如图4所示，与未设置盖7的情况下(图1的(B)的比较例)相比，在设置了盖7的情况下(图1的(A)的本实施方式)，热电堆41A的输出与热电堆41B的输出之差的输出在低流量区域中相对于该流量是线性关系。另外，与未设置盖7的情况相比，在设置了盖7的情况下，在低流量下检测元件1的灵敏度提高。
[作用·效果]
根据上述那样的流量测量装置100，如图3所示，通过具备盖7，能够抑制流过主流路3或副流路4的灰尘或尘埃等到达配置有检测元件1的位置。因此，抑制检测元件1所具备的热电堆41A的输出以及热电堆41B的输出的变动。因此，抑制流量的检测精度的下降。另一方面，根据比较例的流量测量装置200，如图1的(B)所示，不具备盖7。因此，如图3所示，与本实施方式的流量测量装置100相比，灰尘或尘埃等容易到达配置检测元件1的地方。因此，考虑到流量测量装置200所具备的热电堆的输出发生变动。即，根据比较例的流量测量装置200，认为流量的检测精度下降。
另外，根据上述那样的流量测量装置100，由于盖7的左侧面10以及副流路4的凹部12的左侧面13具有倾斜面，所以能够抑制灰尘或尘埃等在该倾斜面上堆积的情况。另外，副流路4的气体沿着具有倾斜面的盖7的左侧面10平滑地被引导至盖7的流入孔27的入口。因此，抑制了在副流路4中产生湍流的情况。即，抑制灰尘或尘埃等在副流路4上堆积，并且即使在尘埃等堆积的情况下也抑制由湍流而引起散布的情况。因此，抑制灰尘或尘埃等到达检测元件1的情况。
3变形例
以上详细说明了本发明的实施方式，但以上的说明在任何方面都只是本发明的示例。当然，可以在不脱离本发明的范围的情况下进行各种改进和变形。例如，可以进行以下变更。另外，以下，对于与上述实施方式同样的构成要素使用同样的符号，对于与上述实施方式同样的点，适当省略了说明。以下变形例可以适当组合。
(3.1)
图5例示了变形例中的测量设备100A的分解立体图。变形例的测量装置100A以与上述实施方式中的检测元件1相同的方式配置，具备流量检测元件1A，该流量检测元件1A检测气体的流量。此外，测量装置100A还具备与上述实施方式的检测元件1类型相同的元件，但是为用于检测气体特性的特性检测元件1B。流量检测元件1A包括微加热器40A和热电堆41C和41D。特性检测元件1B包括微加热器40B和热电堆41E和41F(在图6中将在后面描述)。并且，这些流量检测元件1A和特性检测元件1B安装在基板5A的安装面6A上。另外，测量装置100A具备盖7A，其覆盖流量检测元件1A及特性检测元件1B的各个检测元件。由盖7A覆盖的流量检测元件1A和特性检测元件1B配置在形成在流管2A的上面的副流路(后述)上。在此，测量装置100A是本发明的“流量测量装置”的一例。另外，流量检测元件1A是本发明的“流量检测部”的一例。另外，特性检测元件1B是本发明的“特性检测部”的一个例子。另外，盖7A是本发明的“覆盖部件”的一个例子。
图6是说明了特性检测元件1B的配置方向的图。如图6所示，特性检测元件1B所具备的热电堆41E和热电堆41F以跨越微加热器40A的方式排列设置，但是排列方向是与气体流动方向正交的方向。当以这种方式配置的特性检测元件1B的微加热器40B起动时，来自微加热器40B的热量在热电堆41E和热电堆41F以微加热器40B为中心排列的方向对称地扩散。热扩散的程度取决于气体的特性。换句话说，可以使用来自热电堆41E或热电堆41F的输出值来计算气体的特性。在此，气体的特性例如是热导率和热扩散率。另外，气体特性的计算可以通过使用来自热电堆41E和热电堆41F中的任一个热电堆的输出来执行，也可以通过使用热电堆41E的输出和热电堆41F的输出的平均值来执行。
图7及图8例示了安装有盖7A的流管2A的概要以及测量装置100A所具备的盖7A的概要。图7的(A)示出了安装有盖7A的流管2A的上面立体图。图7的(B)表示盖7A安装在图7的(A)所示的流管2A上时的俯视图。另外，图8的(A)是安装在流管2A和流管2A上的盖7A的截面的立体图，图8的(B)是特别从正面看盖7A附近的该截面的图。图7的(B)和图8所示的盖7A通过超声波焊接安装在图7的(A)所示的流管2A的上面。另外，盖7A的上部开口，该开口部由安装有流量检测元件1A和特性检测元件1B的基板5A的安装面6A覆盖。
如图7的(A)所示，在流管2A设置有从流管2A的主流路分支的副流路4A、4B。在副流路4A设置有能够从主流路流入气体的流入孔16。并且，在副流路4A，设置有凹部12A，该凹部12A配置有由盖7A覆盖的状态下的流量检测元件1A。另外，在凹部12A的底部设置有槽29。另外，在副流路4A，设置有能够向主流路流出气体的流出孔18。在此，副流路4A是本发明的“流路”和“副流路”的一个例子。另外，副流路4B是本发明的“第二流路”和“副流路”的一个例子。
另一方面，在副流路4B设置有能够从主流路3A流入气体的流入孔17。然后，在副流路4B的中央部分设置有凹部20，该凹部20配置有由盖7A覆盖的特性检测元件1B。另外，在副流路4B，设置有能够向主流路3A流出气体的流出孔19。
另外，如图7的(B)和图8的(A)所示，在盖7A设置有配置有流量检测元件1A的凹部21。另外，相当于凹部21的盖7A的外形为向下凸出的形状，该凸部的上游侧的外侧面和下游侧的外侧面具有倾斜面(详细后述)。然后，收纳流量检测元件1A的凹部21被配置在图7的(A)所示的凹部12A的内部。即，流量检测元件1A不露出在副流路4A。另外，盖7A设有配置有特性检测元件1B的孔24。然后，配置在孔24的状态的特性检测元件1B被配置在图7的(A)所示的凹部20内。也就是说，特性检测元件1B的下面露出在副流路4B。
另外，如图7的(B)所示，在盖7A的凹部21中设置有两个能够从副流路4A流入气体的流入孔22。另外，在凹部21中设置有两个能够将气体从凹部21流出到副流路4A的流出孔23。流入孔22和流出孔23被设置成使得流入孔22成为副流路4A的上游侧，并且流出孔23成为副流路4A的下游侧。另外，两个流入孔22和两个流出孔23在凹部21中相对于沿着气体流动方向的中心轴对称地设置。并且，在两个流入孔22的各自出口之间，设置有从流入孔22向流出孔23的方向突出的整流壁25。同样地，在两个流出孔23的各自入口之间，设置有从流出孔23向流入孔22的方向突出的整流壁26。并且，整流壁25的表面具有沿着从流入孔22朝向配置有检测元件1A的部分的方向的平面部分。同样地，整流壁26的表面具有沿着从流出孔23朝向配置有检测元件1A的部分的方向的平面部分。因此，从两个流入孔22的各自流入的气体沿着整流壁25、26的该平面流动。即，气体被整流成从流入孔22的出口朝向配置有检测元件1A的部分。在此，流入孔22是本发明的“流入孔”和“贯通凸部的孔”的一个例子。另外，流出孔23是本发明的“流出孔”的一个例子。另外，整流壁25是本发明的“整流部件”的一个例子。
另外，如图8的(B)所示，盖7A的凹部21的左侧面10A具有与上述实施方式同样的向右下方向倾斜的斜面。同样地，盖7A的凹部21的右侧面11A具有向左下方向倾斜的斜面。
另外，如图8的(B)所示，设置在副流路4A的槽29的左侧面13A具有与设置在相对的盖7的左侧面10A的斜面的倾斜角相同的倾斜角的斜面。另外，槽29的右侧面14A具有与设置在相对的盖7A的右侧面11A上的斜面的倾斜角相同的倾斜角的斜面。
接着，说明在主流路3A流动的气体到达测量装置100A所具备的流量检测元件1A及特性检测元件1B所配置的位置为止的过程。在主流路3A流动的气体的一部分经由流入孔16流入副流路4A的凹部12A。之后，气体在盖7A的下表面9A和副流路4A的槽29之间流动，到达设置在盖7A的流入孔22的入口。在此，如图8的(B)所示，盖7A的左侧面10A及槽29的左侧面13A设置有向右下方向倾斜的斜面，因此，气体沿着斜面被平滑地引导到流入孔22的入口。
到达两个流入孔22的入口的气体从该两个流入孔22的每一个出口流入盖7A的凹部21。然后，通过配置在凹部21内部的热电堆41C、41D的附近。在此，热电堆排41C和热电堆排41D排列配置在气体流动的方向上。另外，通过热电堆41C、41D附近的气体通过整流壁25从流入孔22的出口向配置检测元件1A的部分被整流。因此，流量检测元件1A所具备的热电堆41C的输出与热电堆41D的输出产生差值，能够检测与该差值相关的气体的流量。然后，通过热电堆41C和41D附近的气体经由流出孔23向副流路4流出。在此，经由流出孔28向副流路4流出的气体沿着设置在盖7A的右侧面11A上的倾斜面被平滑地引导至与主流路3A连通的流出孔18。然后，气体从流出孔18向主流路3A流出。
另一方面，在主流路3A流动的气体的一部分也经由流入孔17流入副流路4B的凹部20。流入凹部20的气体在露出的状态下通过配置在凹部20的热电堆41E、41F的附近。因此，可以使用来自热电堆41E或热电堆41F的输出值来检测气体的特性。然后，通过热电堆41E和41F附近的气体经由流出孔18向主流路3A流出。
[作用·效果]
根据上述那样的测量装置100A，发挥与本实施方式的流量测量装置100同样的效果。此外，由于测量装置100A具备整流壁25、26，所以从两个流入孔22的各自出口流入盖7A内部的气体沿着整流壁25的平面朝向配置检测元件1A的部分被整流，该整流壁25沿着从流入孔22朝向配置检测元件1A的部分的方向。因此，即使在盖7A内部流动的气体流量低的情况下，流量检测元件1A的热电堆41C、41D的灵敏度也提高。
另外，根据上述那样的测量装置100A，在两个流入孔22的各自出口之间设置有整流壁25。因此，抑制在与气体流动方向(从流入孔22的出口朝向配置有流量检测元件1A的地方的方向)正交的方向上，凹部21的凹陷部分的空间的截面面积急剧变化的情况。因此，抑制在两个流入孔22的各自出口附近产生湍流。因此，由于抑制了灰尘或尘埃等在副流路4A散布，所以抑制了灰尘或尘埃等混入气体中到达配置有流量检测元件1A的部分的情况。由此，也抑制了流量检测元件1A所具备的热电堆41C的输出以及热电堆41D的输出的变动。因此，抑制流量检测精度的下降。
另外，根据上述那样的测量装置100A，除了气体的流量之外，还能够检测气体的特性。因此，即使在气体的流动方向上的温度差不仅取决于气体的流量而且取决于气体的特性的情况下，也可以使用由特性检测元件1B检测出的气体的特性，修正由流量检测元件1A检测出的气体的流量，从而能够进行高精度的流量测量。另外，根据上述那样的测量装置100A，在基板5A上安装流量检测元件1A和特性检测元件1B，在该基板5A上设置有盖7A。因此，能够简单地抑制杂质从配置基板5A的一侧向流量检测元件1A和特性检测元件1B混入的情况。
另外，根据上述那样的测量装置100A，可以通过调整各自的副流路的宽度来分别地控制分流到副流路4A和副流路4B中的气体的流量。因此，可以根据流量检测元件1A的检测范围来控制在副流路4A中流动的气体的流量，并根据特性检测元件1B的检测范围来控制在副流路4B中流动的气体的流量。因此，测量装置100A能够根据各个检测元件的固有的检测范围，以最佳的流量检测气体的流量和特性。因此，流量检测元件1A和特性检测元件1B能够高精度地测量气体的流量和特性。进而，根据上述那样的测量装置100A，特性检测元件1B和盖7A在高度方向上不重叠，因此，能够使配置有特性检测元件1B的部分薄型化。
(其他变形例)
变形例涉及的覆盖流量检测元件1A的盖7A的形状也可以应用于本实施方式的盖7的形状(仅具备流量检测元件的测量装置的盖的形状)。另外，测量装置100A作为整流部件的一例具备整流壁25、26，但是整流部件不限于整流壁25、26的方式，只要是能够从流入孔22的出口朝向流量检测元件1A整流气体的方式即可。另外，流入孔22和流出孔23的方式不限于上述实施方式和变形例的记载的方式。例如，流入孔22的位置不限于上述变形例的记载，只要设置在副流路4A的配置流量检测元件1A的位置的上游侧的位置即可，例如也可以设置在盖7A的左侧面10所具有的倾斜面的中途。另外，流出孔23的位置不限于上述变形例的记载，也可以设置在副流路4A的配置流量检测元件1A的位置的下游侧的位置。另外，流入孔22的个数以及流出孔的个数可以是几个。另外，可以变更两个流入孔22的相对位置关系。同样地，可以变更两个流出孔23的相对位置关系。另外，盖7的上游侧的左侧面10所具有的倾斜面也可以以对应流入孔22的位置，朝向该流入孔22的方向倾斜的方式设置。另外，上述流量测量装置100也可以设置在主流路3上。
以上公开的实施方式和变形例可以分别组合。
另外，以下为了能够对比本发明的构成要件和实施例的构成，将本发明的构成要件以附图的符号记载。
<附记1>
一种，流量测量装置(100A)，具备：
流量检测部(1、1A)，其配置在流路(4、4A)，输出与根据在所述流路(4、4A)中流动的流体的流量而变化的该流体的流动方向的温度差相关的值，使用该输出的值来检测所述流量。
覆盖部件(7、7A)，其在所述流路(4、4A)中覆盖所述流量检测部(1、1A)，
所述覆盖部件(7、7A)具有：
流入孔(27)、22)，其设置在配置有所述流量检测部(1、1A)的部分的上游侧，能够使流体从所述覆盖部件(7、7A)外部的所述流路(4、4A)向所述覆盖部件(7、7A)的内部且配置有所述流量检测部(1、1A)的部分流入；
流出孔(28、23)，其设置在所述流量检测部(1、1A)的下游侧，能够使流体从所述覆盖部件(7、7A)的内部且配置有所述流量检测部(1、1A)的部分向所述覆盖部件(7、7A)的外部的所述流路(4、4A)流出，
配置有所述流量检测部(1、1A)的部分的上游侧的所述覆盖部件(7、7A)的外侧面(10、10A)具有向所述流入孔(27、22)的入口方向倾斜的倾斜面。
<附记2>
如附记1所述的流量测量装置(100A)，还具备整流部件25，其使从所述流入孔(22)流入的流体的流动方向朝向配置有所述流量检测部(1A)的部分的方向整流，
所述整流部件25设置在所述流入孔(22)的出口，并具有沿着从所述流入孔(22)的出口朝向配置有所述流量检测部(1A)的部分的方向的平面。
<附记3>
如附记2所述的流量测量装置(100A)，所述流入孔(22)在与流体流动方向正交的方向上设置有两个，
所述整流部件25设置在两个所述流入孔(22)的各自出口之间。
<附记4>
如附记1至3中任意一项所述的流量测量装置(100、100A)，所述流路(4、4A)在侧壁具有凹部(12、12A)，该凹部(12、12A)的上游侧的侧面具有朝向该凹部的底面倾斜的倾斜面(13、13A)，
所述覆盖部件(7、7A)具有：配置在与所述流路(4、4A)的该凹部(12、12A)的底面相对的所述流路(4、4A)的部分，且从所述配置的部分向所述底面方向突出的凸部，
所述流入孔(27、22)包括贯通所述凸部的孔。
<附记5>
如附记1至4中任意一项所述的流量测量装置，所述流路(4、4A)是从流体流动的主流路(3、3A)分支的副流路，
并配置于所述副流路(4、4A)。
<附记6>
如附记1至5中任意一项所述的流量测量装置(100A)，还具备特性检测部(1B)，其配置在与所述流路所述流路(4A)不同的第二流路(4B)，输出与根据在所述第二流路(4B)中流动的流体的特性而变化所述第二流路(4B)的温度相关的值，并且使用所述输出的值检测所述特性，
所述覆盖部件(7A)还包括第二孔(24)，所述第二孔(24)包围所述特性检测部件(1B)，使所述特性检测部件(1B)处于在所述第二流路(4B)中露出的状态。

Claims (6)

1.一种流量测量装置，其特征在于，具备：
流量检测部，其配置在流路中，输出与根据在所述流路中流动的流体的流量而变化的该流体的流动方向的温度差相关的值，并使用该输出的值检测所述流量；
覆盖部件，其在所述流路中覆盖所述流量检测部，
所述覆盖部件具有：
流入孔，其设置在配置有所述流量检测部的部分的上游侧，能够使流体从所述覆盖部件的外部的所述流路向所述覆盖部件的内部且配置有所述流量检测部的部分流入；
流出孔，其设置在所述流量检测部的下游侧，能够使流体从所述覆盖部件的内部且配置有所述流量检测部的部分向所述覆盖部件的外部的所述流路流出，
配置有所述流量检测部的部分的上游侧的所述覆盖部件的外侧面具有向所述流入孔的入口方向倾斜的倾斜面。
2.如权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，
还具备整流部件，该整流部件使从所述流入孔流入的流体的流动方向朝向配置有所述流量检测部的部分的方向整流，
所述整流部件设置在所述流入孔的出口，并具有沿着从所述流入孔的出口朝向配置有所述流量检测部的部分的方向的平面。
3.如权利要求2所述的流量测量装置，其特征在于，
所述流入孔在与流体流动方向正交的方向上设置有两个，
所述整流部件设置在两个所述流入孔各自的出口之间。
4.如权利要求1所述的流量测量装置，其特征在于，
所述流路在侧壁具有凹部，该凹部的上游侧的侧面具有朝向该凹部的底面倾斜的倾斜面，
所述覆盖部件具有凸部，该凸部配置在与所述流路的该凹部的底面相对的所述流路的部分，且从所述配置的部分向所述底面方向突出，
所述流入孔包括贯通所述凸部的孔。
5.如权利要求1～4中任一项所述的流量测量装置，其特征在于，
所述流路是从流体流动的主流路分支的副流路，并配置于所述副流路。
6.如权利要求1～4中任一项所述的流量测量装置，其特征在于，
还具备特性检测部，该特性检测部配置在与所述流路不同的第二流路，输出与根据在所述第二流路中流动的流体的特性而变化的所述第二流路的温度相关的值，并使用该输出的值检测所述特性，
所述覆盖部件还具有包围所述特性检测部，使所述特性检测部处于在所述第二流路中露出的状态的第二孔。
CN202010952246.4A 2019-10-08 2020-09-11 流量测量装置 Pending CN112629606A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019185006A JP7415412B2 (ja) 2019-10-08 2019-10-08 流量測定装置
JP2019-185006 2019-10-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112629606A true CN112629606A (zh) 2021-04-09

Family

ID=74875960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010952246.4A Pending CN112629606A (zh) 2019-10-08 2020-09-11 流量测量装置

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP7415412B2 (zh)
CN (1) CN112629606A (zh)
DE (1) DE102020123698A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117098895A (zh) 2021-03-31 2023-11-21 住友重机械工业株式会社 挖土机及挖土机的控制装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08297038A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Electric Corp カルマン渦式流量計
EP1065474A2 (de) * 1999-07-01 2001-01-03 Hydrometer GmbH Ultraschallzähler mit Schallumlenkung
US20020121137A1 (en) * 2000-12-28 2002-09-05 Takeshi Fujiwara Flow sensor, method of manufacturing the same and fuel cell system
JP2004093395A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Tokyo Gas Co Ltd 電子化ガスメータの脈動吸収構造
CN101672675A (zh) * 2008-09-12 2010-03-17 株式会社山武 流量计和流量控制装置
CN101672674A (zh) * 2008-09-12 2010-03-17 株式会社山武 流量计和流量控制装置
US20140069205A1 (en) * 2011-04-28 2014-03-13 Omron Corporation Flow rate measuring device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004144511A (ja) 2002-10-22 2004-05-20 Zexel Valeo Climate Control Corp ガスセンサ
JP2005233796A (ja) 2004-02-19 2005-09-02 Keyence Corp 分流式流量センサ装置
KR100931702B1 (ko) 2007-11-20 2009-12-14 재단법인서울대학교산학협력재단 서모파일 유속 센서
JP5477446B2 (ja) 2009-05-01 2014-04-23 株式会社デンソー 空気流量測定装置
US8418549B2 (en) 2011-01-31 2013-04-16 Honeywell International Inc. Flow sensor assembly with integral bypass channel
US8931338B2 (en) 2011-10-20 2015-01-13 Honeywell International Inc. Flow sensor with bypass taps in laminar flow element laminarizing channel
JP6274021B2 (ja) 2014-06-10 2018-02-07 株式会社デンソー 湿度測定装置
JP6722989B2 (ja) 2015-08-31 2020-07-15 日立オートモティブシステムズ株式会社 気体センサ装置
JP7104502B2 (ja) 2017-09-29 2022-07-21 オムロン株式会社 流量測定装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08297038A (ja) * 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Electric Corp カルマン渦式流量計
EP1065474A2 (de) * 1999-07-01 2001-01-03 Hydrometer GmbH Ultraschallzähler mit Schallumlenkung
US20020121137A1 (en) * 2000-12-28 2002-09-05 Takeshi Fujiwara Flow sensor, method of manufacturing the same and fuel cell system
JP2004093395A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Tokyo Gas Co Ltd 電子化ガスメータの脈動吸収構造
CN101672675A (zh) * 2008-09-12 2010-03-17 株式会社山武 流量计和流量控制装置
CN101672674A (zh) * 2008-09-12 2010-03-17 株式会社山武 流量计和流量控制装置
US20140069205A1 (en) * 2011-04-28 2014-03-13 Omron Corporation Flow rate measuring device

Also Published As

Publication number Publication date
JP7415412B2 (ja) 2024-01-17
JP2021060298A (ja) 2021-04-15
DE102020123698A1 (de) 2021-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3136062B1 (en) Flow sensor assembly with integral bypass channel
JP4140553B2 (ja) 空気流量測定装置
JP5652315B2 (ja) 流量測定装置
JP4412357B2 (ja) 空気流量測定装置
JP4089831B2 (ja) 圧力計一体形マルチ渦流量計
JP5203224B2 (ja) プローブ
JP5135136B2 (ja) 流量計及び流量制御装置
JP5135137B2 (ja) 流量計及び流量制御装置
EP2600116A1 (en) Flow measurement structure and flow measurement device
JPH11248504A (ja) 空気流量測定装置
CN112629606A (zh) 流量测量装置
JP4106224B2 (ja) 流量測定装置
JP4752472B2 (ja) 空気流量測定装置
JP4089654B2 (ja) 空気流量測定装置
JP2006010322A (ja) 熱式流量計
US5708214A (en) Karman vortex flow meter
CN210123295U (zh) 流量测定装置
JP5575359B2 (ja) 熱式流量計
CN111693105B (zh) 流量测定装置
JP3921518B2 (ja) 電子化ガスメータの脈動吸収構造
JP4132169B2 (ja) 吸気装置
TWI680279B (zh) 熱能式流量感測器
JP5273950B2 (ja) 流量計
JP3998181B2 (ja) 単箱式接線流羽根車式計量装置
JPH04290918A (ja) 空気流量計の整流体構造

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination