CN1236288C - 流量测量方法及流量计 - Google Patents
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Abstract
提供一种流量计,用设置在测量流通通路上的包含热式流量传感器的电路,得到与被测流体的测量流量相对应的电输出;用设置在被测流体能自由流通的参考流通通路上的包含参考热式流量传感器的电路,得到与被测流体的参考流量相对应的电输出。在多个温度条件下,预先获得关于基准流体的包含参考流量测量线和测量流量测量线的测量线。基于关于被测流体所得到参考流量所对应的电输出,求出与该电输出对应的与参考流量测量线温度的基准温度的偏差量;并基于该偏差量,得到对基准温度的测量流量测量线的温度补偿值;并基于被测流体的测量流量所对应的电输出,采用基准温度的测量流量测量线,并考虑温度补偿量,换算成被测流体的测量值。
Description
技术领域
本发明涉及流体流量测量技术,特别涉及用于测量在配管内流动的流体的瞬时流量或累计流量的流量测量方法以及流量计。
背景技术
在家庭和企业中,流量计用于对被消费的煤油、水、气等流体的流量进行测量。作为该流量计,使用了采用低价和容易操作的热式(特别是旁热式)流量传感器的技术。
作为旁热式流量传感器,使用的是把利用薄膜技术在基板上通过绝缘层层叠了薄膜发热体和薄膜热敏体的传感器芯片配置成,使之在与配管(包含与外配管连通设在流量计内部的流体流通通路)内的流体之间能进行热传导(即热的相互作用)。通过对发热元件进行通电来加热热敏体,使该热敏体的电特性,例如电阻值发生变化。该电阻值的变化(基于热敏体的温升)将根据配管内流动的流体流量(流速)而发生变化。这是发热体发热时,一部分热量被传递到流体中,并向该流体中扩散后,被流体吸收的热量,根据流体流量(流速)而发生变化。针对此情况,提供给热敏体的热量将发生变化,这是由于该热敏体的电阻值发生变化的缘故。该热敏体的电阻值的变化,将因流体温度的不同而不同。为此,在测量上述热敏体电阻值变化的电路中,要先装上一个温度补偿用的热敏元件,以此来尽量减少由于流体的温度变化而造成的流量测量值的变化。
关于这样的采用薄膜元件的旁热式流量传感器,例如,在特开平11-118566号公报上有叙述。在此流量传感器中,为了得到对应于流体流量的电输出,使用了包括桥接电路在内的电路。
在上述流量计中,为让用于传感器芯片和流体进行热交换的散热板向流体流通通路内突出,在流量传感器的外围部分设置有包括用于进行流量运算的电路印制板的电路部分、显示部分、通信线路连接部分及其它部分。包括上述部分在内的流量计的整个功能部分都装在一个机箱内。
可是,如上所述,采用了旁热式流量传感器的流量计,是使由发热体(加热器)产生的一部分热量传递到流体里,在该流体基于因流速而进行吸热的情况,使用测量线,由与该吸热量对应的电路的输出值换算成流量值。该测量线,是通过对被进行了流量测量的流体预先进行的实验等而得到的。从而,在流量测量时的流体与制作测量线时使用的流体具有等同热性质的情况下,从本质上说,在使用测量线进行换算时,将不会发生流量测量值的误差。
但是,像煤油那样,被进行流量测量的流体,在由分子量互不相同的多种分子的混合物构成的流体的情况下,实际上被进行流量测量的流体,不一定是局限于与制作测量线时使用的流体具有等同热性质的流体。即,煤油,虽说也有JIS等标准,但对于物性值,这些标准具有某种程度的容许幅度。事实上,从对实际销售的煤油的调查结果得知,其热性质有一定的偏差。产生此偏差的原因是多方面的,有的是原油的产地不同,还有的是由原油提炼煤油的炼油厂不等同造成了这样的偏差。
这样,作为煤油,即使是属于同一范畴的流体,但由于其成分不同,热性质也是不同的,因而,在被进行流量测量的流体与制作测量线时使用的流体具有不同热性质的流体的情况下,在进行流量测量中,使用测量线进行换算时,将会发生流量测量值的误差。具体来说,用配备给需要煤油的各个家庭等的流量计对煤油的消费量进行测量时,所提供的煤油不一定限于具有一定的成分及热性质的煤油,因而根据情况的不同,作为流量测量值,有时会得到一个与实际被提供和被消费的煤油量不同量。
作为一个例子,造成上述那样的热性质变化的有一定成分变化的被测流体,除上述煤油以外,还有汽油、石脑油、轻油、液化石油气(LPG)、或有浓度变化的溶液、浆液或溶胶等。
因此,本发明的目的在于,基于流体的成分等的变化,即使在流体的热性质发生变化时,也能进行测量误差极小的流量测量。特别是,本发明的目的在于,提供一种用于进行这样的流量测量的方法及流量计。
发明内容
采用本发明,为实现上述目的,
提供一种流量测量方法,
让被测流体在测量流通通路上流通,由包括设置在该测量流通通路上的热式流量传感器而构成的电路,得到了与在上述测量流通通路内的上述被测流体的测量流量相对应的电输出,使用预先制作的测量线,通过换算成与上述流量所对应的电输出相对应的流量值,来测量上述被测流体流量,其特征在于,
在参考流通通路内充满上述被测流体,并使其可自由流通。由包括被设置在该参考流通通路上的参考热式流量传感器而构成的电路,得到与在上述参考流通通路内的上述被测流体的参考流量相对应的电输出,
上述测量线,包括有关基准流体在多个温度所得到的参考流量测量线和测量流量测量线,
基于对被测流体得到的与上述参考流量所对应的电输出,求出与该电输出对应的上述参考流量测量线的温度与基准温度产生的偏差量,以该偏差量为基础,得到对上述基准温度的测量流量测量线的温度补偿量,以上述被测流体的上述测量流量相对应的电输出为基础,使用上述基准温度的测量流量测量线,并考虑上述温度补偿量,换算成上述被测流体的流量值。
在本发明流量测量方法的一种方式中,对于与上述基准流体不同的流体,求在第1温度下得到的与上述参考流量所对应的电输出的相对应上述参考流量测量线的第2温度,并求由上述第1温度下某一流量得到的、与上述测量流量所对应的电输出相对应的上述某一流量下的上述测量流量测量线的第3温度,得到上述第1温度和第3温度之差对第1温度和第2温度之差的比,对上述偏差量乘以上述比值,得到了上述温度补偿量。
在本发明流量测量方法的一种方式中,上述测量线包括表示与上述参考流量所所对应的电输出和比重关系的比重测量线,使用上述比重测量线,从上述被测流体的流量值换算成上述被测流体的体积流量值。
另外,采用本发明,为实现以上目的,
提供一种流量计,
将流体引流到机箱内,将流体贮存于该机箱内,通过将该被贮存的流体引流到机箱外,测量通过该机箱内的流体流量,其特征在于,
配备有随着流体向设置于上述机箱内的上述机箱的流入或流出而使流体流通的测量流通通路、设置于上述机箱内的充满上述贮存流体,并可自由流通的参考流通通路、设置在上述测量流通通路上的测量热式流量传感器、和设置在上述参考流通通路上的参考热式流量传感器,
基于使用参考热式流量传感器得到的参考流量所对应的电输出,对使用上述测量热式流量传感器得到的测量流量所对应的电输出进行补偿后,得到流量值。
在本发明流量计的一种方式中,还配备有:包括上述测量热式流量传感器而构成的测量流量检测电路、包括由上述参考热式流量传感器而构成的参考流量检测电路、关于基准流体,使用在多个温度下得到的参考流量测量线及测量流量测量线,换算成与用上述测量流量检测电路得到的测量流量所对应的电输出相对应的流量值的流量换算电路,上述流量换算电路,基于对被测流体在上述参考流量检测电路中得到的参考流量所对应的电输出,求与该电输出相对应的上述参考流量测量线温度与基准温度的偏差量,以该偏差量为基础,得到对上述基准温度的测量流量检测线的温度补偿量,以上述被测流体的上述测量流量所对应的电输出为基础,使用上述基准温度的测量流量测量线,且考虑上述温度补偿值,换算成上述被测流体的流量值。
在本发明流量计的一种方式中,上述流量换算电路对与上述基准流体不同的流体,求出在第1温度下得到的与上述参考流量所对应的电输出相对应的上述参考流量测量线的第2温度,求出由第1温度下某一流量得到的与上述测量流量所对应的电输出相对应的上述某一流量下的上述测量流量测量线的第3温度,得到上述第1温度和第3温度之差对上述第1温度和第2温度之差的比,并对上述偏差量乘以上述比值,从而得到上述温度补偿量。
在本发明流量计的一种方式中,上述流量换算电路采用表示上述参考流量所对应的电输出与比重关系的比重测量线,由上述被测流体的流量值换算成上述被测流体的体积流量值。在本发明的一种方式中,上述测量热式流量传感器具有向上述测量流通通路突出的、用于与上述流体进行热相互作用的第1散热板。上述参考热式流量传感器具有向上述参考流通通路突出的、用于与上述流体进行热相互作用的第2散热板。
进而,如果应用本发明的话,为达到上述目的,
提供一种流量测量方法,
让被测流体在测量流通通路上流通,利用由设置在该测量流通通路上的热式流量传感器对上述被测流体的吸热量与该被测流体的上述测量流通通路内的测量流量相对应这一点,在包括上述热式流量传感器而构成的电路中,得到与上述测量流通通路内的上述被测流体的测量流量相对应的电输出,采用预先制作的测量线,通过进行向与上述测量流量所对应的电输出相对应的流量值的换算,对上述被测流体的流量进行测量,其特征在于,
上述测量线,是与基准流体相关而制成的,
在参考流通通路内,充满上述被测流体,使其可以自由流通,利用由设置在该参考流通通路上的参考热式流量传感器对上述被测流体的吸热量与该被测流体的上述参考流通通路内的参考流量相对应这一点,在包括参考热式流量传感器构成的电路中,得到与在上述参考流通通路内的上述被测流体的参考流量相对应的电输出,
采用参考流量所对应的电输出,通过参采用与上述测量流量所对应的电输出相对应的输出对应值或上述测量线的换算所得到的流量值进行补偿,根据上述被测流体对上述基准流体的热性质之差来补偿上述流量值误差。
在本发明流量测量方法的一种方式中,对与上述测量流量所对应的电输出相对应的输出对应值,是这样进行补偿的:通过从与上述被测流体有关的上述测量流量对应的电输出的平方值减去一个补偿项,该补偿项基于从与上述被测流体有关的上述参考流量所对应的电输出的平方值,减去关于上述基准流体预先得到的上述参考流量所对应的电输出的平方值而算出的。在本发明的一种方式中,对温度进行测量,在得到上述补偿项时,作为关于上述基准流体预先得到的参考流量所对应的电输出,采用相当于上述测量温度下的值。在本发明的一种方式中,上述补偿项包含对上述热式流量传感器和上述参考热式流量传感器的特性之差进行补偿的补偿系数。
在本发明的一种方式中,对采用上述测量线进行换算得到的流量值的补偿,是对通过上述换算得到的流量值乘以响应于上述参考流量所对应的电输出的补偿参数进行的。在本发明的一种方式中,对温度进行测量,作为上述补偿系数,采用上述温度测量下的值。
如果应用本发明的话,为达到上述目的,
提供一种热式流量计,
将流体流引进机箱内,并在该机箱内贮存流体,通过将被贮存的该流体引出机箱外,对通过该机箱内的流体的流量进行测量,
配备有:随着存放在上述机箱内的上述机箱的流体的流入或流出,使流体流通的测量流通通路、设置在上述机箱内的充满上述贮存流体,并可自由流通的参考流通通路、被设置在上述测量流通通路上的第1热式流量传感器、被设置在上述参考流通通路上的第2热式流量传感器,包括上述第1热式流量传感器而构成的第1流量检测电路、和包括上述第2热式流量传感器而构成的第2流量检测电路。
从根据上述测量流通通路内的流体和上述第1热式流量传感器之间的热相互作用,由上述第1热式流量检测电路所得到的、与第1输出值对应的第1输出对应值,和根据上述参考流通通路内的流体和上述第2热式流量传感器之间的热相互作用,由第2热式流量检测电路所得到的、与第2输出值对应的第2输出对应值,根据上述第2输出对应值对上述第1输出对应值进行补偿基于所得到的补偿输出对应值,采用有关基准流体的测量线,换算成流量值。
另外,如果应用本发明的话,为达到上述目的,
提供一种热式流量计
将流体引进机箱内,并在该机箱内贮存流体,通过将被贮存的该流体引出机箱外,对通过该机箱内的流体的流量进行测量,其特征在于,
配备有:随着存放在上述机箱内的上述机箱的流体的流入或流出,使流体流通的测量流通通路、设置在上述机箱内的充满上述贮存流体,并能自由流通的参考流通通路、被设置在上述测量流通通路上的第1热式流量传感器、被设置在上述参考流通通路上的第2热式流量传感器、包括上述第1热式流量传感器而构成的第1流量检测电路、和包括上述第2热式流量传感器而构成的第2流量检测电路,
根据上述测量流通通路内的流体和上述第1热式流量传感器之间的热相互作用,并根据由上述第1流量检测电路所得到的、与第1输出值对应的第1输出对应值,采用有关基准流体的测量线,换算成流量值,
根据上述参考流通通路内的流体和上述第2热式流量传感器之间的热相互作用,对上述流量值乘以由第2流量检测电路所得到的、与第2输出值对应的补偿参数第2输出对应值,而得到补偿流量值。
在本发明流量计的一种方式中,在设置在上述机箱内的流量检测部上形成上述测量流通通路和上述参考流通通路,上述测量流通通路的入口,向在上述机箱上形成的与流体入口管连通的机箱内流体贮存部开口,上述测量流通通路的出口,与在上述机箱上形成的流体出口管连通,上述参考流通通路的入口及出口向上述机箱内的流体贮存部开口。
在本发明流量计的一种方式中,上述第1热式流量传感器具有向上述测量流通通路突出的、与上述流体进行热相互作用的第1散热板,上述第2热式流量传感器具有向上述参考流通通路突出的、与上述流体进行热相互作用的第2散热板。
下面说明采用本发明、当被测流体的成分与基准流体的成分不同时,流量的测量精度也不降低的理由。
从对基于煤油的成分差的热的性质差进行调查的结果来看,可以看出如下结果。即,热传导率对煤油成分的依存性(被测量煤油的热传导率对基准种类的煤油的热传导率的偏差)、比热对煤油成分的依存性(被测量煤油的比热对基准种类的煤油的比热的偏差)、密度对煤油成分的依存性(被测量煤油的密度对基准种类的煤油的密度的偏差)、以及动粘度对煤油成分的依存性(动粘度的被测量煤油的动粘度对基准种类的煤油的偏差)进行测量,与热传导率、比热和密度相比,可以得知,动粘度对煤油成分的依存性是显著的。即,热传导率、比热和密度的偏差,最大也在±1%以内,而动粘度的偏差,是在±10%以上。
可以看出,此动粘度的偏差对被测量的流体流量值是有影响的。对其影响的程度进行了研究,在热传导构件呈平板状,被测量的流体在采用沿该平板方向流通的上述特开平11-118566号公报上所述的流量传感器的情况下,如果根据基于样品的理论分析,将会受到流量为零时的自然对流的影响和基于流体流通的强制对流的影响,设动粘度为γ时,自然对流的影响与γ-1/4成正比,强制对流的影响与γ-1/6成正比。这样,自然对流的影响要比强制对流的影响大。
采用对流对流量值有用的部分,实际上与在流通通路内流通的流体量没有直接关系。通过消除对其流量测量的影响,将会提高流量测量的精度。该对流作用效率中的对自然对流的作用效率,与在被测流体的测量流通通路内的流通相独立,在充满贮存流体、并可自由流通的参考流通通路内,可作为与测量流通通路内的流量测量时等同的流量检测电路的输出取出。
另一方面,由于强制对流的作用效率,是随着被测流体流通而异,因此,不能通过避开其影响来得到。但是,由于强制对流作用效率的影响比自然对流作用效率的影响小,因此,通过只对自然对流作用效率的补偿来消除,将会对提高流量测量的精度有很大的帮助。
将从设置在测量流通通路上的包括流量传感器的流量检测电路中得到的输出电压换算成流量值时,有关基准流体(例如作为基准种类的煤油),是将通过实测得到的输出电压值的平方值与流量值的关系作为测量线来使用的。从而,在对该基准流体测量时,是换算成准确的流量值,但当对与基准流体不同的流体流量进行测量时,将会产生与该被测流体对基准流体的热性质差相当的测量误差。为了检测被测流体对基准流体的热性质差,本发明得到了基于在参考流通通路中自由流通状态下的被测流体的自然对流的参考流量。图21是表示基于煤油种类的差异,动粘度和包括参考流量传感器而构成的流量检测电路(参考流量检测电路)的输出电压值的关系将会发生什么样的变化的曲线图。并得知,在动粘度和参考流量检测电路的输出电压值之间具有相当大的相关性。
采用以上得到的参考流量检测电路的输出值,对与包括测量流通通路的流量传感器而构成的流量检测电路(测量流量检测电路)的输出电压值相对应的输出对应值进行补偿,或通过对采用有关基准流体被制作的测量线的换算所得到的流量值进行补偿,就可对被测流体对基准流体的热性质差所导致的流量值的误差进行补偿。并可使流量测量的精度得到提高。
附图说明
图1是表示采用本发明流量计的整体结构的模式分解斜视图。
图2是流量检测部分的剖面图。
图3是流量检测部分的侧面图。
图4是表示流量传感器安装部分的图。
图5是流量传感器的剖面图。
图6是说明本发明流量计中的流体流通的分解斜视图。
图7是表示本发明流量计的电路部分大致构成的方框图。
图8是表示多个温度和在这些温度下的温度传感器电路的输出的关系的曲线图。
图9是表示多个温度和在这些温度下的基准煤油的参考流量的关系的曲线图。
图10是表示多个温度和在这些温度下基准煤油的流量及与测量流量之间的关系的曲线图。
图11是取关于基准煤油的,其他温度T1,T3的测量流量Vh(B,T1,F),Vh(B,T3,F)对温度T2测量流量Vh(B,T2,F)之差而得到的Vh曲线图。
图12是取在温度T2下,关于其他煤油A、C的测量流量Vh(A,T2,F),Vh(C,T2,F)对基准煤油的测量流量Vh(B,T2,F)之差而得到的Vh′曲线图。
图13是表示对被测煤油进行流量测量的t(Vh0)的曲线图。
图14是表示对被测煤油进行流量测量的Vh(B,T2-Vh),F)=Vh(E,T,F)的曲线图。
图15是表示对被测煤油进行流量测量的流程图。
图16是表示各试样煤油的参考流量输出Vh0的曲线图。
图17是表示来自各试样煤油测量流量输出Vh的试样煤油a的测量流量输出Vh之差Vh或Vh′的曲线图。
图18是表示来自试样煤油d~f的测量流量输出Vh的试样煤油a的测量流量输出Vh之差Vh′及与此相对应的补偿后的值d′~f′曲线图。
图19是将18换算成测量误差表示的曲线图。
图20是表示参考流量输出差Vh0与比重的关系的曲线图。
图21是表示煤油中动粘度和参考流量检测电路输出电压值的关系的曲线图。
图22是表示采用本发明流量计的实施方式的剖面图。
图23是表示采用本发明流量计的实施方式的分解剖面图。
图24是表示采用本发明流量计的实施方式的剖面图。
图25是表示采用本发明流量计的实施方式的正面图。
图26是表示采用本发明流量计的实施方式的平面图。
图27是表示基准煤油A的测量线和被测煤油B的测量线的曲线图。
图28是表示进行流量测量时的测量误差。
具体实施方式
下面参照附图,说明本发明的具体实施方式。
图1示出采用本发明流量计的一种实施方式其部分构成的模式分解斜视图。流量计机箱本体构件2是用铝、锌等压铸件制造的。用铝、锌等压铸件制造的外盖构件(未图示),是用螺钉按特定的方向(朝向箭头A)将其紧固在该机箱本体构件2上。在该机箱本体构件2的背面上部的一侧形成流体出口管22,在另一侧形成流体出口管(未图示)。
在机箱本体构件2的上半部形成贮存部用的凹槽部23。用铝、锌等压铸件制造的中盖构件6的外围面,是冲箭头方向用螺钉将其紧固密合在贮存部用的凹槽部内壁26的端面上,以此来堵住贮存部用的凹槽部23。在进行此密合时,要在其中间进行胶封(带软木塞的胶封),以此来防止流体从密合部分泄露。由此,在机箱本体构件2和中盖构件6之间,形成流体的临时贮存及为进行流通的流体贮存部分。在机箱本体构件2上形成一个连通流体入口管、并在贮存部用的凹槽部23上开口的开口,设置一个连通流体出口管22、并在贮存部用的凹槽部23上开口的连接开口22a。
在中盖构件6上,附设一个设置在流体贮存部内的流量检测部8。图2示出流量检测部8的剖面图,图3示出其侧面图。在流量检测部8上形成在纵向(垂直方向)上延续的流体流通通路81。流体流通通路81的入口811位于流量检测部8的下部。另外,在位于流体流通通路81上部的出口812上,安装一个向箭头A突出的突出部8a,由于中盖构件6是密合在机箱本体构件2上,因而突出部8a,将通过接头构件27,与机箱本体构件2侧的连接开口22a连接。由此,流量检测部8的流体流通通路出口812要和流体出口管22连通。
在流量检测部8上形成的朝向箭头A方向的传感器安装孔8b、8c内,分别插入具有作为用于热交换的热传导构件的散热板的热式流量传感器(带有流体温度检测传感器)10(图1只示出一个热式流量传感器)。图4示出流量传感器10的安装部分,图5示出流量传感器10的剖面图。在传感器安装孔8b上通过O型环插入的流量传感器10应向流体贮存空间突出。
流量传感器10,包含流量传感器部101和流体温度检测传感器部102。流量传感器部101如图5所示,用热传导性能良好的粘合剂AD对散热板FP和流量检测部FS进行粘合。用焊线BW将流量检测部FS的电极焊盘和外部电极端子ET连接起来。流体温度检测传感器102,采用流体温度检测部代替流量传感器部101中的流量检测部FS,并具有与此相对应的外部电极端子ET。作为这些流量检测部和流量温度检测部,可使用如上述特开平11-118566号公报中所述的产品。流量传感器部分的101和流体温度检测传感器部分的102,用模压树脂MR将其封装成一体。
如图2所示,为覆盖插入传感器安装孔8c上的流量传感器10的散热板FP,在流量检测部8上装了一个金属的网罩MM。虽然流量传感器10的散热板FP受到基于自然对流的流体流通的影响也无妨,但该金属网罩MM,是为了避免受到由于供应流体而带来的流体流通的影响而设立的。该流量传感器,包括插入到传感器安装孔8b上的流量传感器10,构成了在制作测量线(用于把从测量流量检测电路中得到的输出值换算成流量值)时启用的、用于检测被测流体对基准流体的热性质之差的参考流量检测电路。
如1所示,在贮存部用凹槽部23上,形成流体流通路径限定的构件9。该流体流通路径限定构件9限定了在流体贮存部内,从开口流入的流体的流通路径。在与中盖构件6之间形成的竖直方向上,通过细长开口,均匀地将流体引向流量检测部8所设置的领域。
在中盖构件6的前端(未图示),装有与流量传感器10的外部电极端子ET电连接的模拟电路印制板。另外,虽未图示,但在上述外盖构件上,与模拟电路印制板一同装有构成流量检测电路的数字电路印制板、构成电源电路部分的变压器、以及对于流量计的输入输出端子部分等的电路构件。特别是变压器和输入输出端子部分,是设置在机箱本体构件2的下半部形成的电路构件用凹槽部24内。
如图1~图3所示,流量检测部分8的流体流通通路81,向纵向(竖直方向)延伸。在流量检测部分8上,形成与流体流通通路81平行的辅助流通通路82。辅助流通通路82,其下部开口为流体流出口821,上部开口为第1流体流入口822,两个位于不同高度的侧面开口分别为第2及第三流体的流入口823、824。
辅助流通通路82,基于在流量测量时从入口811流向流体流通通路81内的流体吸引力,把流体由流体流入口822、823、824流入流体贮存部内,再由流体流出口821流出,起到经包括底板8d而构成的连通通路,导向流体流通通路入口811的作用。流体流入口822、823、824的内径互不相同,离流体流出口821越近,内径越小。由此,可从不同的高度,对流入辅助流通通路82的流体的流量进行均衡。
图6是说明在本实施方式中其流体流通的分解斜视图。在图6中,用箭头表示流体的流通方向。由未图示的流体供应源通过配管供应的流体,由流体入口管通过开口21a供应给流体贮存部内。被供应的流体,首先越过流通路径限定构件9,到达流量检测部8所安装的地方。而且,流体通过辅助流通通路82,吸引至流体流通通路81内,通过流体流通路出口812及连接开口22a,从流体出口管22排出,提供给未图示的需要流体的设备。以后,只要需要流体的设备需要流体的话,由流体供应源经流量计贮存部内的辅助流通通路82及流体流通通路81向需要流体的设备供应流体。
在本实施方式中,辅助流通通路82是被设置在距开口21a的距离比开口22a大的地方。由于该辅助流通通路82在流体贮存部内与右侧的内壁26相邻,因而,使流体贮存部内的流体产生对右侧的内壁26呈纵向位置的已被均一化的横向流,为此,包括流量检测部8,流体贮存部内的温度分布非常均匀,提高了流量测量的精度。
采用包括流量传感器部101及流体温度检测传感器部102的图7所示的测量流量检测电路,对流体流通通路81内的流体流量进行测量。在图7的流量传感器部101中,加热器和热敏电阻Tw通过绝缘膜形成被层叠的流量检测部。加热器产生的一部分热量,通过上述散热板FP,被传递到在流体流通通路81内流通的流体中去。由于采用了热敏电阻Tw,因而因受到与该流体的热相互作用的影响而产生热敏。由热敏电阻Tw和流体温度检测传感器部102的流体温度检测部的热敏电阻To和两个电阻形成一个桥路。该桥路的输出,通过放大电路进行放大,并通过比较器与规定的值进行比较,该比较器的输出被输入到加热器的控制部分。加热器控制部分,根据输入信号,通过缓冲器来控制流量传感器部101的加热器的发热。该控制是为了把流量传感器部101的热敏电阻Tw维持在规定的热敏状态,即,是为了把向加热器控制部分的输入信号维持在规定的值。该控制状态,对应于瞬时流量,其数据被输入给流量换算电路。
参考流量检测电路,除了含有与流量传感器部101及流体温度检测传感器部102同样的流量传感器部111及流体温度检测传感器部112以外,还具有与测量流量检测电路等同的构成,进行同样的流量检测。由此得到的参考流量,将随着被测流体的成分或物性值、例如与动粘度对应的热的性质而发生变化,因此,基于参考流量检测电路的输出,可对由测量流量检测电路所测量的流量值进行补偿。
从包括未图示的温度传感器的温度传感器电路12,向流量换算电路输入表示模拟电路部分(包括测量流量检测电路及参考流量检测电路的大部分)温度的信号。在流量换算电路中,根据由测量流量检测电路得到的测量流量数据、由参考流量检测电路得到的参考流量数据、由温度传感器电路12得到的模拟电路部分的温度数据,进行适合模拟电路部分温度的补偿及适合参考流量的补偿等的运算,采用测量线换算成流量值。
在含有上述加热器控制电路及流量换算电路的CPU上,接有显示部分、通信电路、EEPROM及基准时钟。由显示部分显示得到的流量值,输出给通信电路,并用于与外部进行的通信。
下面对有关由流量换算电路进行的运算及换算成流量的方法加以说明。
(1)测量线等的设定及向存储器进行存储:
首先,在存储器的EEPROM上对进行运算和换算时使用的测量线和数值进行存储。预先对每一个流量计按下述方式来设定这些测量线和数值。通过对每一个流量计进行设定,即使在每个流量计有电路特性上的偏差,也可使其影响变小。
作为第1测量线,如图8所示,通过测量得出多个温度T1~T3和各温度下的传感器电路12的输出AD1~AD3之间的关系。另外,多个温度不是局限于3个,2个或4个以上也可。
作为第2测量线,如图9所示,通过测量得出多个温度T1~T3和在这些温度下的基准煤油B的参考流量数据Vh0(B,T1)、Vh0(B,T2)、Vh0(B,T3)之间的关系。
作为第3测量线,如图10所示,通过测量得出多个温度T1~T3和在这些温度下的基准煤油B的流量F和测量流量数据Vh(B,T1、F)、Vh(B,T2,F)、Vh(B,T3,F)之间的关系。
其次,关于与基准煤油B不同的煤油D,通过测量得出在温度T2(第1温度)中的参考流量数据Vh0(D,T2)和流量F0的测量流量数据Vh(D,T2,F0)。
流量F0,可适当设定,例如,如图11所示,关于基准煤油B,取其他温度T1、T3的测量流量数据Vh(B,T1,F),Vh(B,T3,F)对温度T2的测量流量数据Vh(B,T2、F)之差,选择所得的ΔVh的绝对值变为最小的值。图10中,Vh(D,T2、F0)处于基准煤油B的流量F0的测量流量数据Vh(B,T2,F0)和Vh(B,T1,F0)之间。
图12示出了在某种温度、例如在温度T2下,取其他煤油A、C的测量流量数据Vh(A,T2、F),Vh(C,T2、F)对基准煤油B的测量流量数据Vh(B,T2,F)之差而得出的ΔVh′。由对图11和图12进行比较可以得知,对于Vh(B,T2、F),温度变化了时的测量流量数据和被测煤油变化了时的测量流量数据具有同样的倾向。本发明就是利用了这一倾向,把因被测煤油对基准煤油B的变化所带来的测量流量数据的变化置换为基准煤油B的测量温度的变化,即使被测煤油与基准煤油不是一种煤油,也可采用将基准煤油B的温度作为参数的多条测量线进行补偿,得到一个正确的流量。
其次,如图9所示,利用参考流量数据Vh0(B,T1)、Vh0(B,T2),通过线性插,求出对应于有关煤油D的参考流量Vh0(D,T2)值的基准煤油B的测量线上的温度(第2温度)与T2(第1温度)偏离几度的值ΔT(Vh0)。
再有,如图10所示,利用测量流量数据Vh(B,T1,F0)、Vh(B,T2,F0),通过线性内插,求出对应于有关煤油D的流量F0的测量流量Vh(D,T2,F0)值的基准煤油B的测量线上的温度(第3温度)与T2(第1温度)偏离几度的值ΔT(Vh)。
而且,通过运算得出T(Vh)和ΔT(Vh0)之比R=ΔT(Vh)/T(Vh0)。其比值R,即使选择不同煤油D,也可得知其比值几乎是相同的。
将通过上述方法得到的第1~第3的测量线及比值R存储到存储器的EEPROM上。
(2)被测煤油的流量测量:
在对被测煤油E实际进行流量测量时,在流量换算电路上,完成以下的运算和换算。
首先,基于温度传感器电路12的输出AD进行采用第1测量线的线性内插,得出被测煤油E的温度T。
其次,得出关于被测煤油E在温度T下的参考流量数据Vh0(E,T),如图13所示,是利用参考流量数据Vh0(B,T2)、Vh0(B,T1),通过线性插入求出与参考流量Vh0(E,T)值相对应的基准煤油B的第2测量线上的温度与T2偏离几度的值T(Vh0)(偏差量)。
而且,对该T(Vh0)乘以比值R,得出T(Vh)=R·T(Vh0)(温度补偿量)。如图14所示,关于基准煤油B,作为对T(Vh)的温度偏差进行了补偿的温度T2-T(Vh)测量线,得出Vh(B,T2-T(Vh),F)=Vh(E,T,F)。这时,利用测量流量数据Vh(B,T1,F),Vh(B,T2,F)进行线性内插。
采用通过上述方法得出的有关基准煤油B的Vh(B,T2-T(Vh),F)测量线,求出有关被测煤油E,与在温度T中得出的测量流量检测电路输出值Vhx相对应的流量F的值。除此以外,不一定对所有的流量或测量流量检测电路输出的范围都要进行上述Vh(B,T2-T(Vh),F)制作。关于被测煤油E,每次都可得出只与在温度T下,流量测量所得出的测量流量检测电路输出值Vhx对应的值。
在本实施方式中,是将被测煤油E对基准煤油B的热性质的差换算成温差后,进行补偿,由于可进行包括依赖现实温差的补偿的补偿运算,因此可迅速进行处理。
图15示出上述被测煤油E的流量测量方框图。
图16~图19是在应用本发明的流量计进行的流量测量的实施例中得出的曲线图。该流量测量,要进行下面试样的测量,即:
(a)基准煤油(温度25℃:为基准温度)
(b)基准煤油(温度15℃)
(c)基准煤油(温度35℃)
(d)与基准煤油不同的第1煤油
(e)与基准煤油不同的第2煤油
(f)与基准煤油不同的第3煤油。
图16示出各种试样煤油的参考流量输出Vh0。图17示出各种试样煤油的测量流量输出Vh与试样煤油a的测量流量输出Vh之差Vh或Vh′。
在该实例中,当求比值R时,采用了温度25℃试样煤油d。T(Vh0)约6.4℃,T(Vh)约10.0℃,R约是1.563。
图18示出试样煤油d~f的测量流量输出Vh与试样煤油a的测量流量输出Vh之差Vh′,及与此相对应的补偿后的值d′~f′。图19是将图18换算成测量误差来表示的图。
从以上结果可以得知,若采用本发明,那么关于与基准煤油不同的煤油,利用关于基准煤油制作的测量线进行补偿,因而,可进行误差约为1%以内的高精度的流量测量。
其次,说明一下上述那样的实施方式的变形方式。
该变形方式,是将上述实施方式中得到的流量值换算成体积流量值。即,在上述实施方式中通过热式流量测量得到的流量值,是一个基本反映了被测煤油质量的质量流量值。为了将此质量流量值换算成体积流量值,则需要除以被测煤油的比重。如上所述,提供给煤油需要者的煤油,由于其成分有差异,因而比重也有差异。从而,为了将质量流量值换算成体积流量值,则需要测量被测煤油的比重。
可是,可以看出上述参考流量数据Vh0与煤油的比重具有很强的相关性。即,将与参照图16说明的基准煤油[a]相关的参考流量输出Vh0作为基准,把与煤油的参考流量输出Vh0之差设为Vh0,表1及表2示出与参照图16所说明的煤油[d]、[e]、[f](温度25℃)相关的Vh0和比重实测值之间的关系。
[表1]
煤油 | 比重实测值 | Vh0(v) | Vh0(mv) | 近似式上的比重 | 误差(%) |
adef | 0.79260.79580.79530.7883 | 4.85364.82504.83474.8649 | 0.0-28.6-18.911.3 | 0.79140.79650.79480.7893 | -0.160.09-0.060.13 |
将此关系用一次近似式近似地来表示的话,则设Vh0为x,设比重为y。则:
y=-(1.8138342×10-4)x+0.79135816。
图20示出该一次近似式的曲线图。另外,表1也示出了与该一次近似式上的煤油[a]、[d]、[e]、[f]的Vh0对应的比重值及该比重值与比重实测值之间的误差。误差在±0.2%的范围内。预先将该一次近·似式作为比重测量线,存到存储器里。由于该比重测量线,每一个流量计的差都很小,因此各流量计可以通用。除此以外,比重测量线的近似式并不限于上述那样的一次近似式,也可采用二次近似式。
关于被测煤油,在得出体积流量的情况下,在流量换算电路中,求出被测煤油的参考流量输出值对与被测煤油温度同温的基准煤油[a]的参考流量输出值Vh0之差Vh0,采用上述比重测量线,得出与Vh0对应的比重值。而且,用该比重值去除质量流量值,则可得出体积流量值。在显示部分,可以根据要求,显示出质量流量值及体积流量值其中一种或显示二种。
本发明的流量测量方法和通过流量计进行流量测量的被测流体,并不限于上述实施方式中具体说明的煤油,而且也同样适用于成分不一定的其他流体,例如,汽油、石脑油、轻油、重油等的石油产品、LPG等的天然气、或生理盐水等浓度变化的溶液、浆液及溶胶等。
其次,参照附图进一步说明本发明的其他实施方式。
图22~26是表示应用本发明的流量计的一种实施方式。流量计的机箱,包含本体构件2和外盖构件4。本体构件2是由铝和锌等压铸件制作的。用铝、锌等压铸件制造的外盖构件4,是用螺钉按特定的方向(朝向箭头A)将其紧固密合在该机箱本体构件2上。在该机箱本体构件2的一侧,形成一个流体入口管21,在另一侧形成一个流体出口管22。在机箱本体构件2上,形成2个隔室。1个隔室是上侧的贮存部用的凹槽部23,另一个是下侧的电路构件用凹槽部24。凹槽部23是被内壁26划分的。
用铝、锌等压铸件制造的中盖构件6的外围面,向冲箭头A方向用螺钉将其紧固密合在内壁26的端面上,以此来堵住贮存部用的凹槽部23。在进行此密合时,要在其中间插入胶封(带软木塞的胶封),以此来防止流体从密合部分泄露。由此,在机箱本体构件2和中盖构件6之间,形成流体的临时贮存及用于流通的流体贮存部分。在机箱本体构件2上形成一个与流体入口管21连通、并在贮存部用的凹槽部23上开口的开口21a,设一个与流体出口管22连通、并在贮存部用的凹槽部23上开口的连接开口22a。
在中盖构件6上,附设一个设置在流体贮存部内的流量检测部8。在该流量检测部6上,形成2个后面将要介绍的流体流通通路(即测量流通通路和参考流通通路)。在一侧的流体流通通路的81的入口在流量检测部6的下部向流体贮存空间开口。另外,流体流通通路81的出口,安装一个向箭头A突出的接头构件8a,由于中盖构件6密合在机箱本体构件2上,因而接头构件8a被密合机箱本体构件2端的连接开口22a上,由此,使流量检测部8的流体流通通路81的出口和流体出口管22连通。
在流量检测部8上形成的朝向箭头A方向的传感器安装孔8b内,插入热式流量传感器10。热式流量传感器10具有作为热交换用的热传导构件的散热板FP和外部电极端子。散热板FP向流体流通通路突出。
在中盖构件6上安装流体流通路径限定构件9。该流体流通路径规定的构件9是将中盖构件6密合在机箱本体构件2上,因而在流体贮存部内,限定了从开口21a流入的流体的流通路径,将流入的流体引向开口21a的下方,然后通过流体流通路径限定构件9和流体贮存部的底面之间形成的开口,引向流量检测部8所设置的领域。
在图22以外的其他图上,示出了流量检测部8的测量流通通路81呈纵向延伸的方式。该测量流通通路81的下端开口将被作为流体的入口。上端的开口是将中盖构件6密合到机箱本体构件2上,因而可由该机箱本体构件2的内壁面进行关闭。在测量流通通路81的上端的正下方,在流量检测部8上形成一个沿箭头A方向的水平孔。将其作为流体出口81a。该流体出口81a和机箱本体构件2侧的连接出口22a,被设置在与箭头A相对应的位置上。在它们之间,插入O环,设置一个流通通路的接头8a。
在流量检测部8上形成与测量流通通路81相连的2个传感器插入口8b。从一方通过O环插入流量传感器10从另一方通过O环插入流体温度检测传感器10′。流量传感器10例如,是具有与上述图5所示的流量传感器等同构成的传感器,采用热传导性能良好的粘接剂AD把散热板FP和流量检测部FS进行粘合,用焊线BW将流量检测部FS的电极焊盘和外部电极端子ET连接起来,可用模压树脂MR将二者密封。流体温度检测传感器10′采用流体温度检测部代替在流量传感器10中的流量检测部FS,并具有与此相对应的外部电极端子ET。作为这些流量检测部和流体温度检测部,可使用如上述特开平11-118566号公报中所述的产品。
另外,如图23所示,在流量检测部8上形成与测量流通通路81平行的、纵向延伸的参考流通通路82。这里也设置了与上述流量传感器10及流体温度检测传感器10′等同的流量传感器11及流体温度检测传感器11′。参考流通通路82的的上下两端,向流体贮存部开口。进而,在流量检测部8上设置一台主要用于对模拟电路部分进行温度监控的温度传感器12。
这些传感器10、10′、11、11′12通过紧固构件42进行位置固定。在其上面设置有模拟电路板44。模拟电路板44与流量传感器10、11及流体温度检测传感器10′、11′的外部电极端子ET电连接。
另外,在外盖构件4上,与模拟电路板44一起,还装有构成流量检测电路的数字电路印制板34、构成电源电路部分的变压器36、以及对流量计作为输入输出端子部分的电源印制板46、48。在电源印制板48上,装有电源电缆安装端子50。特别是变压器36和输入输出端子部分,被设置在电路构件用凹槽部24内。在数字电路印制板34上,装有液晶显示元件LCD,通过盖板52,可从外部观察数字显示的瞬时电流值或累计流量值。
图25及图26,分别主要示出其正面外观和平面外观。在机箱本体构件2的上部,装有为抽取流体贮存部内的空气的可任意拆装的螺钉53。通过拆下该螺钉53,就可排出贮存部内上部残留的多余空气。在机箱本体构件2的内部,除电源电缆安装端子50外,还设置有通信电缆连接器56。在机箱本体构件2的下部,装有电源电缆用的绝缘管58。在机箱本体构件2的正面部分,设置有采用液晶显示元件LCD的显示部分60。
在上述实施方式中,从未图示的流体提供源,通过配管提供的流体,从流体入口管21通过开口21a,提供给流体贮存部内。被提供的流体,首先沿着由流通路径限定构件9所限定的朝下的流通路径,流经流体贮存部的底部,到达设置流量测量部8的部位。这样进行以后,被贮存的流体的液面在贮存部内慢慢地上升,不久就会将流量测量部8完全浸没。这时,流体也浸入到测量流通通路81及参考流通通路82内。浸入到测量流通通路81内的流体,通过连接开口22a,由流体出口管22被排出,并提供给未图示的需要流体的设备中去。以后,在需要流体的设备对流体有需求时,则经由流量计的贮存部内、特别是经由测量流通通路81,从流体提供源向需要流体的设备提供流体。在图22上用箭头符号X表示这样的流量计内的流体的主要流通路径。除此以外,在流体贮存部内流通路径上,例如,在流通路径限定构件9的下部,可设置能除去流体中异物的过滤器。
测量流通通路81内的流体流量,采用包括流量传感器10及流体温度检测传感器10'的测量流量检测电路进行测量。测量流量检测电路是与上述图7中所示的电路相同的电路,是采用流量传感器10代替图7的流量传感器部分的101,采用流体温度检测传感器10′代替图7的流体温度检测传感器102的电路。
参考流量检测电路,将除了含有流量传感器11及流体温度检测传感器11′代替流量传感器10及流体温度检测传感器10′之外,与测量流量检测电路具有等同的构成,并进行同样的流量检测。即,参考流量检测电路,与上述图7中所示的电路完全一样,采用流量传感器11,代替图7的流量传感器部分111,采用流体温度检测传感器11′代替图7的流体温度检测传感器112。在参考流通通路82内,没有涉及到提供流体的流体流通,而只是基于自然对流的流体流动。如上述图21所示,该参考流通通路82内的流体流动的大小、即参考流量因随被测流体的动粘度而变化,如下所述,根据参考流量检测电路的输出,可对由测量流量检测电路测量的流量进行补偿。
在流量换算电路中,根据从上述测量流量检测电路输入的测量流量数据、从上述参考流量检测电路输入的参考流量数据、和从上述温度传感器电路12输入的模拟电路部分的温度数据进行运算和换算,得出被测流体的流量。在进行换算时,采用了关于基准流体被制作的测量线(表示流量检测电路的电输出的流量电压值的平方值与流量值之间关系的线)。
在包括上述流量换算电路的CPU上,连接有显示部、通信电路、EEPROM及基准时钟。在存储器EEPROM上,存储了进行运算需要的数据。CPU将对所得到的流量值(瞬时流量值)进行积分,因此也要进行得出积分流量值的运算。得到的流量值或在显示部进行显示,或输出给通信电路,并用于与外部进行的通信。
下面说明一下在流量换算电路中进行的运算及对流量进行换算的2种方法。
(1)第1种方法:
这种方法是,根据测量流量检测电路电输出的测量流量电压值的平方值,在采用测量线进行换算时,首先对关于被测流体的测量流量电压值的平方值进行补偿,采用关于上述基准流体做出的测量线,换算成与补偿平方值相对应的流量。
图27示出基准流体的基准煤油A的测量线和非基准流体的非基准煤油B的测量线。(V[A,F])2表示基准煤油A的流量为F时的检测道路输出的平方值,V[A,F]2表示非基准煤油B的流量为F时的检测电路输出的平方值。并得知非基准煤油B的测量线,大致相当于基准煤油A的测量线沿横向平行移动。即(V[B,F])2-(V[A,F])2=(V[B,0])2-(V[A,0])2=Δ大致成立。
从而,根据关于被测煤油B(也可以是基准煤油A)得到的(V[B,F])2,采用基准煤油A的测量线进行换算时,可以在只对与上述平行移动的移动量Δ相当的值(V[B,F])2的值进行补偿的基础上进行换算。
参考流量检测电路的输出是(V[B,0])2,关于基准煤油A的参考流量检测电路的输出V[A,0]可预先进行测量并进行存储。
在流量换算电路,根据关于被测煤油B得到的测量流量值V[B,F]及参考流量值V[B,0],进而被预先存储的关于基准煤油A的参考流量检测电路的输出V[A,0]值,对(V[B,F])2-a{(V[B,0])2-(V[A,0])2}的值进行运算。Δ’=a{(V[B,0])2-(V[A,0])2}是补偿项。这里,a是补偿系数,是对测量流量检测电路的流量传感器10和参考流量检测电路的流量传感器11中,其加热器特性有若干不同及在测量流量检测和参考流量检测中其他特性上的不同进行补偿的系数。该补偿系数,可通过采用几种煤油进行实测来得到,并可预先存储。
于是,流量换算电路采用基准煤油A的测量线,求得通过以上方法得到的与(V[B,F])2-a{(V[B,0])2-(V[A,0])2}的值相对应的流量值,并输出。
图28示出采用以上方法进行的流量测量时的测量误差曲线图。补偿系数a,是采用2种煤油进行的实测,设定为0.3。由图28可以得知,与不采用本发明的方法(补偿前:补偿项Δ’=0)得到的测量值相比,采用本发明的方法(补偿后)得到的测量值,其测量误差被降低很多。
(2)第2种方法:
这种方法是,根据测量流量检测电路电输出的测量流量电压值的平方值,在采用测量线进行流量换算时,首先根据采用测量线进行的换算,得出一个流量值,通过对该流量值乘上根据参考流量检测电路的电输出的补偿参数的方法,换算成补偿流量。
补偿参数b依存于被测流体的动粘度v,如图1所示,作为与动粘度v有关的参考流量检测电路的输出V[B,0]相对应的值,通过采用几种煤油进行实测,可以决定b(V[B,0]),并可预先进行存储。
于是,在流量换算电路,对采用基准煤油A的测量线得出的流量F(B)乘以与参考流量检测电路的输出V[B,0]相对应的补偿参数b(V[B,0]),求F=b(V[B,0])·F(B),并输出。除此以外,在与V[B,0]严格对应的补偿参数b(V[B,0])的值没被存储到存储器里时,基于关于被存储的补偿参数的V[B,0]和b(V[B,0])之间的复数关系进行外插,就可决定所需要的补偿参数b的值。
以上对第1和第2种方法的说明,虽然没有考虑从温度传感器电路输入到流量换算电路的表示模拟电路部分的温度的信号,但为了更进一步提高测量精度,在进行上述补偿时,最好也考虑温度。即,作为第1种方法中的补偿系数a,和参考流量检测电路的输出V[A,0]及第2种方法中的补偿参数b V[B,0],把对每种温度的数据都预先进行存储,采用与通过这些中的温度传感器电路检测的温度相对应的值。除此以外,当与检测温度严格对应的这些值,没被存储到存储器里时,则基于所存储的关于多个温度的关系进行外插,就可决定所需要的温度的值。
作为考虑这种温度时的基准煤油的测量线,可使只用标准温度(例如25℃)的测量线,也可准备每种温度都不同的测量线,根据检测温度而使用相对应的测量线。当然,根据使用的测量线的不同,补偿系数和补偿参数等的具体值也会有不同。
采用本发明的流量测量方法及流量计进行流量测量的被测流体,也不局限于上述实施方式中具体说明的煤油,也同样可适用于成分不一定的其他流体、例如汽油、石脑油、轻油、重油等的石油产品、LPG等的天然气、或生理盐水等有浓度变化的溶液、浆液及溶胶等。
如上所述,如果采用本发明的流量测量方法及流量计的话,即使是基于流体的成分等的变化,流体的热性质发生变化的情况下,也可以进行测量误差小的流量测量。
Claims (17)
1.一种流量测量方法,让被测流体在测量流通通路中流通,通过包括设置在该测量流通通路上的热式流量传感器而构成的电路,得到与上述测量流通通路内的上述被测流体的测量流量相对应的电输出,采用预先制作的测量线,通过换算成与上述测量流量所对应的电输出相对应的流量值,对上述被测流体的流量进行测量,其特征在于,
在参考流通通路内,充满上述被测流体,使其可以自由流通,通过包括在该参考流通通路上设置的参考热式流量传感器而构成的电路,得到与在上述参考流通通路内的上述被测流体的参考流量相对应的电输出,
上述测量线,包括关于基准流体在多个温度下所得到的参考流量测量线和测量流量测量线,
根据对于被测流体得到的上述参考流量所对应的电输出,求出与电输出对应的、上述参考流量测量线的温度与基准温度的偏差量,根据该偏差量,得出对于上述基准温度的测量流量测量线的温度补偿量,根据上述被测流体的上述测量流量所对应的电输出,利用上述基准温度的测量流量测量线,且考虑上述温度补偿量,换算成上述被测流体的流量值。
2.根据权利要求1中所述的流量测量方法,其特征在于,
对于与上述基准流体不同的流体,求出与在第1温度下得到的上述参考流量所对应的电输出相对应的上述参考流量测量线的第2温度,求出在第1温度下由某一流量得到的与上述测量流量所对应的电输出相对应的上述某一流量下的上述测量流量测量线的第3温度,并得到上述第1温度和第3温度之差对上述第1温度和第2温度之差的比,
将上述偏差量乘以上述比值,得到上述温度补偿量。
3.根据权利要求1中所述的流量测量方法,其特征在于,
上述测量线还包括表示上述参考流量所对应的电输出和比重之间的关系的比重测量线,利用上述比重测量线,从上述被测流体的流量值换算成上述被测流体的体积流量值。
4.一种流量计,
将流体引进到机箱内,并贮存在该机箱内,再将被贮存的流体引出到机箱外,对通过该机箱内的流体的流量进行测量,其特征在于,
配有:随着流体向设置在上述机箱内的上述机箱的流入或流出,使流体流通的测量流通通路、设置于上述机箱内的、使上述贮存流体充满并可自由流通的参考流通通路、在上述测量流通通路上设置的测量热式流量传感器、和在上述参考流通通路上设置的参考热式流量传感器,
根据利用上述热式流量传感器得到的参考流量所对应的电输出,对利用上述测量热式流量传感器得到的测量流量所对应的电输出进行补偿,得到流量值,
还配备:包括上述测量热式流量传感器而构成的测量流量检测电路、包括上述参考热式流量传感器而构成的参考流量检测电路、和关于基准流体,采用在多个温度下得到的参考流量测量线及测量流量测量线,换算成与用上述测量流量检测电路得到的测量流量所对应的电输出相对应的流量值的流量换算电路,
上述流量换算电路,基于对被测流体在上述参考流量检测电路中得到的参考流量所对应的电输出,求出与该电输出相对应的上述参考流量检测线的温度与基准温度的偏差量,根据该偏差量,得出对上述基准温度的测量流量测量线的温度补偿量,并基于上述被测流体的上述测量流量所对应的电输出,采用上述基准温度的测量流量测量线,并考虑上述温度补偿量,换算成上述被测流体的流量值。
5.根据权利要求4所述的流量计,其特征在于,
上述流量换算电路,对于与上述基准流体不同的流体,求出在第1温度下得到的与上述参考流量所对应的电输出相对应的上述参考流量测量线的第2温度,求出与在第1温度下由某一流量下得到的上述测量流量所对应的电输出所对应的上述某一流量下的上述测量流量测量线的第3温度,并得到上述第1温度和第3温度之差对上述第1温度和第2温度之差的比,将上述偏差量乘以上述比值,得出上述温度补偿量。
6.根据权利要求4所述的流量计,其特征在于,
上述流量换算电路,采用表示上述参考流量所对应的电输出与比重关系的比重测量线,从上述被测流体的流量值换算成上述被测流体的体积流量值,
7.根据权利要求4所述的流量计,其特征在于,
上述测量热式流量传感器,具有向上述测量流通通路突出的用于与上述流体进行热相互作用的第1散热板,上述参考热式流量传感器,具有向上述参考流通通路突出的用于与上述流体进行热相互作用的第2散热板。
8.一种流量测量方法,
让被测流体在测量流通通路中流通,利用由设置在该测量流通通路上的热式流量传感器对上述被测流体的吸热量与该被测流体的上述测量流通通路内的测量流量相对应这一点,由包括上述热式流量传感器而构成的电路,得到与上述测量流通通路内的上述被测流体的测量流量相对应的电输出,采用预先制作的测量线,通过换算成与上述测量流量所对应的电输出相对应的流量值,对上述被测流体的流量进行测量,其特征在于,
上述检测线是与基准流体相关而制成的,
在参考流通通路内,充满上述被测流体,使其可以自由流通,利用由设置在该参考流通通路上的参考热式流量传感器对上述被测流体的吸热量与该被测流体的上述参考流通通路内的参考流量相对应这一点,在包括参考热式流量传感器而构成的电路中,得到与在上述参考流通通路内的上述被测流体的参考流量相对应的电输出,
采用参考流量所对应的电输出,通过对采用与上述测量流量所对应的电输出相对应的输出对应值或上述测量线的换算所得到的流量值进行补偿,根据上述被测流体对上述基准流体的热性质之差来补偿上述流量值误差。
9.根据权利要求8所述的流量测量方法,其特征在于,
对与上述测量流量所对应的电输出相对应的输出对应值的补偿是通过从与上述被测流体有关的上述测量流量对应的电输出的平方值减去一个补偿项完成的,该补偿项基于从与上述被测流体有关的上述参考流量所对应的电输出的平方值,减去关于上述基准流体预先得到的上述参考流量所对应的电输出的平方值而算出的。
10.根据权利要求9所述的流量测量方法,其特征在于,
在对温度进行测量,得到上述补偿项时,作为关于上述基准流体预先得到的上述参考流量所对应的电输出,采用相当于上述测量温度下的值的输出。
11.根据权利要求9所述的流量测量方法,其特征在于,
上述补偿项,包括对上述热式流量传感器和上述参考热式流量传感器的特性之差进行补偿的补偿系数。
12.根据权利要求8所述的流量测量方法,其特征在于,
通过采用上述测量线进行换算得到的流量值的补偿,是对通过上述换算得到的流量值乘以与上述参考流量所对应的电输出相对应的补偿参数而完成的。
13.根据权利要求12所述的流量测量方法,其特征在于,
对温度进行测量,作为上述补偿参数,采用上述测量温度下的值。
14.一种热式流量计,
将流体引进到机箱内,并在该机箱内贮存流体,通过将所贮存的该流体引出到机箱外,对通过该机箱内的流体的流量进行测量,其特征在于,
配备有:随着流体向设置在上述机箱内的上述机箱的流入或流出,使流体流通的测量流通通路、设置在上述机箱内的充满上述贮存流体,并能自由流通的参考流通通路、被设置在上述测量流通通路上的第1热式流量传感器、被设置在上述参考流通通路上的第2热式流量传感器、包括上述第1热式流量传感器而构成的第1流量检测电路和包括上述第2热式流量传感器而构成的第2流量检测电路,
从根据上述测量流通通路内的流体和上述第1热式流量传感器之间的热相互作用,由上述第1流量检测电路所得到的、与第1输出值对应的第1输出对应值,和根据上述参考流通通路内的流体和上述第2热式流量传感器之间的热相互作用,由第2流量检测电路所得到的、与第2输出值对应的第2输出对应值,根据上述第2输出对应值对上述第1输出对应值进行补偿,基于所得到的补偿输出对应值,采用有关基准流体的测量线,换算成流量值。
15.一种热式流量计,
将流体引进机箱内,并贮存于该机箱内,再将被贮存的流体引出机箱外,对通过该机箱内的流体的流量进行测量,其特征在于,
配备有:随着流体向设置在上述机箱内的上述机箱的流入或流出,使流体流通的测量流通通路、设置于上述机箱内的、充满上述贮存流体并使其可自由流通的参考流通通路、在上述测量流通通路上设置的第1热式流量传感器、在上述参考流量流通通路上设置的第2热式流量传感器、包括上述第1热式流量传感器而构成的第1流量检测电路、和包括上述第2热式流量传感器而构成的第2流量检测电路,
根据上述测量流通通路内的流体和上述第1热式流量传感器之间的热相互作用,由上述第1流量检测电路得到第1输出值,根据与该第1输出值相对应的第1输出对应值,采用有关基准流体的测量线,换算成流量值,
根据上述参考流通通路内的流体和上述第2热式流量传感器之间的热相互作用,由第2流量检测电路得到第2输出值、对上述流量值乘以第2输出值所对应的补偿参数,得出补偿流量值。
16.根据权利要求14或15所述的热式流量计,其特征在于,
在设置在上述机箱内的流量测量部分,形成上述测量流通通路及上述参考流通通路,上述测量流通通路的入口,向形成于上述机箱上的与流体人口管连通的机箱内的流体贮存部开口,上述测量流通通路的出口,与形成于上述机箱上的流体出口管连通,上述参考流通通路的入口和出口,向上述机箱内的流体贮存部开口。
17.根据权利要求14或15所述的热式流量计,其特征在于,
上述第1热式流量传感器,具有向上述测量流通通路突出的与上述流体进行热相互作用的第1散热板,上述第2热式流量传感器,具有向上述参考流通通路突出的与上述流体进行热相互作用的第2散热板。
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