DE112018000081T5

DE112018000081T5 - Durchflussmesser

Info

Publication number: DE112018000081T5
Application number: DE112018000081.8T
Authority: DE
Inventors: Ryo EGUCHI; Naotsugu Seko; Kazutoshi Ito
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 2017-08-09
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2019-04-18
Anticipated expiration: 2038-06-14
Also published as: DE112018000081B4; KR102051438B1; CN109642812A; CN109642812B; TW201910731A; WO2019031056A1; JPWO2019031056A1; JP6533878B1; KR20190027788A; US10605636B2; TWI730237B; US20190277675A1

Abstract

Ein Durchflussmesser mit einem Sensorkanal (16), der mit einem Sensorchip (21) zum Messen einer Durchflussmenge angeordnet ist, und einem Öffnungskanal (13) als ein Bypasskanal, der in Bezug auf den Sensorkanal (16) platziert ist, ist vorgesehen. Der Öffnungskanal (13) weist einen Kanaldurchmesser (C) auf, der kleiner ist als ein Kanaldurchmesser (A) von einem Einströmkanal (12), eine Verteilungsöffnung (30), platziert auf einer Einlassseite des Sensorkanals (16), und der Öffnungskanal (13) und die Verteilungsöffnung (30) sind so konfiguriert, dass wechselnde Trends in einer effektiven Querschnittsfläche in einem Diagramm, das eine vertikale Achse, die die effektive Querschnittsfläche anzeigt, und eine seitliche Achse, die den Flüssigkeitsdruck einer Flüssigkeit anzeigt, beinhaltet, gleich werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflussmesser mit einem Sensorkanal, angeordnet mit einem Sensor zum Messen einer Durchflussmenge (engl.: „flow rate“), und einem Bypasskanal, der in Bezug auf den Sensorkanal platziert ist.
STAND DER TECHNIK
Beispielsweise offenbaren Patentdokument 1 und Patentdokument 2 einen Durchflussmesser mit einem Sensorkanal verbunden mit einem Einströmkanal und einem Ausströmkanal, und einem Bypasskanal, der platziert ist in Bezug auf den Sensorkanal. Eine zu messende Flüssigkeit fließt in den Einströmkanal, und dann wird die Flüssigkeit geteilt in dasjenige, das in den Sensorkanal strömt, und das andere, das in den Bypasskanal strömt. Die zu messende Flüssigkeit, die in den Einströmkanal geströmt ist, strömt zum Teil in den Sensorkanal mit einer Durchflussmenge, bei welcher ein Sensor-seitiger Widerstand (ein Differenzdruck zwischen einem stromaufwärtsseitigem Druck und einem stromabwärtsseitigem Druck), der im Sensorkanal erzeugt wurde, und ein Bypass-seitiger Widerstand (ein Differenzdruck zwischen einem stromaufwärtsseitigem Druck und einem stromabwärtsseitigem Druck), der im Bypasskanal erzeugt wurde, ausgeglichen sind. Die zu messende Flüssigkeit, die aus dem Sensorkanal geströmt ist, und die Flüssigkeit, die aus dem Bypasskanal geströmt ist, werden im Ausströmkanal zusammengeführt, und aus dem Durchflussmesser geströmt. Der Durchflussmesser misst die Durchflussmenge der zu messenden Flüssigkeit, die durch den Sensorkanal strömt, mittels des darin angeordneten Sensors, wandelt die gemessene Durchflussmenge in eine Gesamtdurchflussmenge der zu messenden Flüssigkeit um, die durch den Durchflussmesser strömt, in einem Verhältnis (ein Verteilungsverhältnis) des Sensor-seitigen Widerstands zum Bypass-seitigem Widerstand, und gibt dann ein Signal aus.
VERWANDTE STAND DER TECHNIK DOKUMENTE
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP 5580140B
Patentdokument 2: JP 5160809B

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
Der konventionelle Durchflussmesser hat jedoch das folgende Problem. Selbst wenn die Massenströmungsgeschwindigkeit der zu messenden Flüssigkeit, die in einem Durchflussmesser strömt, die gleiche ist, kann der konventionelle Durchflussmesser eine Abweichung im Sensorausgabe zwischen einem Fall der zu messenden Flüssigkeit im Überdruck und einem Fall der zu messenden Flüssigkeit im Unterdruck verursachen, wie in 7 dargestellt. Die vorliegenden Erfinder haben dieses Problem gefunden, als sie einen Durchflussmesser verwendeten, der zur Durchflussmengenkontrolle einer Flüssigkeit unter dem Überdruck verwendet worden ist, um eine Flüssigkeit unter dem Unterdruck zu steuern. Die vorliegenden Erfinder haben die Gründe dieses Problems studiert und kommen zu dem Schluss, dass dieses Problem durch Veränderungen in dem Verteilungsverhältnis verursacht wird, das sich je nach Flüssigkeitsdruck verändert.
Insbesondere, wenn die Massendurchflussmenge die gleiche ist, hat die negative Flüssigkeit eine niedrigere Molekulardichte als die positive Flüssigkeit und strömt somit leichter in den Sensorkanal. Dementsprechend ist die Durchflussmenge der vom Sensor detektierten negativen Flüssigkeit größer als die der positiven Flüssigkeit. In anderen Worten, der Sensor-seitige Widerstand und der Bypasskanal-seitige Widerstand verlieren durch den Flüssigkeitsdruck ihr Gleichgewicht, und verursachen so Veränderungen in dem Verteilungsverhältnis. Der konventionelle Durchflussmesser berechnet die gesamte Durchflussmenge aus einem vorgegebenen Verteilungsverhältnis und der tatsächlich von dem Sensor detektierten Durchflussmenge. Dadurch entsteht eine Lücke in dem Sensorausgabe zwischen der positiven Flüssigkeit und der negativen Flüssigkeit, selbst wenn die Massendurchflussmenge der zu messenden Flüssigkeit, die dem Durchflussmesser zugeführt ist, die gleiche ist. Diese Lücke war in einem gewissen Ausmaß zulässig, aber in letzter Zeit wächst die Nachfrage nach weiterer Genauigkeit in einem Durchflussmesser.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Umstände zur Lösung des oben genannten Problems gemacht, und hat das Ziel, einen Durchflussmesser bereitzustellen, der verhindert, dass die Genauigkeit des Sensorausgabes abnimmt durch Änderungen des Flüssigkeitsdrucks von einer zu messenden Flüssigkeit.
MITTEL, UM DIE PROBLEME ZU LÖSEN .
Um das obigen Ziel zu erreichen, stellt ein Aspekt der Erfindung (1) einen Durchflussmesser bereit, umfassend einen Sensorkanal, angeordnet mit einem Sensor zum Messen einer Durchflussmenge und einem Bypasskanal, platziert in Bezug auf den Sensorkanal, wobei der Durchflussmesser eine Verteilungsöffnung, die auf einer Einlassseite des Sensorkanals vorgesehen ist, und eine Hauptöffnung, die in dem Bypasskanal vorgesehen ist, einschließt, und in einem Diagramm, das eine vertikale Achse, die eine effektive Querschnittsfläche anzeigt, und eine laterale Achse, die einen Flüssigkeitsdruck einer Flüssigkeit anzeigt, aufweist, ein wechselnder Trend in der effektiven Querschnittsfläche der Hauptöffnung und ein wechselnder Trend in der effektiven Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung ähnlich sind.
Der oben genannte Durchflussmesser ist so konfiguriert, dass die effektive Querschnittsfläche der Hauptöffnung und die effektive Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung entsprechend den Änderungen des Flüssigkeitsdrucks verändert werden. Dabei ändern sich die effektive Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung und die effektive Querschnittsfläche der Hauptöffnung in ähnlichen Trends. Selbst wenn sich der Flüssigkeitsdruck ändert, haben folglich eine Durchflussmenge einer Flüssigkeit, die in die Verteilungsöffnung strömt, und eine Durchflussmenge einer Flüssigkeit, die in die Hauptöffnung strömt, weniger Veränderungen in ihrem Verteilungsverhältnis. Dies kann die Abweichung in der Sensorausgabe, verursacht durch die Veränderung des Flüssigkeitsdrucks, verhindern, selbst wenn die gesamte Durchflussmenge basierend auf dem vorgegebenen Verteilungsverhältnis berechnet wurde, und die Durchflussmenge von dem Sensor detektiert wurde. Der oben genannte Durchflussmesser kann so eine Beeinträchtigung der Genauigkeit der Sensorausgabe, welche durch Veränderungen des Flüssigkeitsdrucks verursacht ist, verhindern.
(2) In dem im obigen (1) genannten Durchflussmesser, bevorzugt in dem Diagramm einschließend die vertikale Achse, die den effektiven Querschnittsbereich angibt, und die laterale Achse, die den Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit angibt, nimmt die effektive Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung nach links in einem Bereich ab, wo der Flüssigkeitsdruck negativ ist, und in dem Diagramm einschließend die vertikale Achse, die den effektiven Querschnittsbereich angibt, und die laterale Achse, die den Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit angibt, nimmt die effektive Querschnittsfläche der Hauptöffnung nach links in einem Bereich ab, wo der Flüssigkeitsdruck negativ ist.
In dem Bereich, wo der Flüssigkeitsdruck negativ ist, weist die Verteilungsöffnung verschiedene wechselnde Trends in der effektiven Querschnittsfläche auf, gemäß einer Größe und Anzahl von Öffnungslöchern. Die Hauptöffnung weist auch unterschiedliche wechselnde Trends in der effektiven Querschnittsfläche auf, gemäß einer Länge des Teils mit kleinem Durchmesser oder dergleichen. Der Durchflussmesser ist dementsprechend mit einer Kombination aus Hauptöffnung und der Verteilungsöffnung angeordnet, beide haben die gleichen wechselnden Trends in der effektiven Querschnittsfläche wie links abnehmend in dem Bereich, wo der Flüssigkeitsdruck negativ ist. Diese Anordnung kann wirksam Änderungen in einem Verteilungsverhältnis zurückhalten, selbst wenn der Flüssigkeitsdruck im Unterdruckbereich variiert.
(3) In dem obigen (1) oder (2) beschriebenem Durchflussmesser weist bevorzugt die Hauptöffnung in einer düsenartigen Form eine Länge in einer Rohrachsenrichtung auf, die doppelt oder mehr so lang ist wie ein Kanaldurchmesser in einer Richtung orthogonal zu einer Rohrachse, und die Verteilungsöffnung weist eine Vielzahl von Durchgangslöchern auf.
Die Flüssigkeit hat einen größeren Rohrreibungswiderstand in dem Fall, in dem sie durch die düsenförmige Hauptöffnung strömt, als in dem Fall, wo sie durch die dünne Platten-ähnliche Öffnung, gebildet mit kreisförmigen Löchern, strömt. Die düsenförmige Hauptöffnung hat einen größeren Druckverlust als die Platten-ähnliche Öffnung. Andererseits wird eine Gesamtkontaktfläche der Flüssigkeit, die mit einer Innenwand eines Lochs in Kontakt steht, bei der Bereitstellung einer Vielzahl von Löchern in der Verteilungsöffnung größer als bei der Bereitstellung eines einzelnen Lochs unter der Bedingung, dass die Verteilungsöffnung die gleiche Öffnungsfläche aufweist. Dementsprechend hat das Bilden einer Vielzahl von Löchern in der Verteilungsöffnung einen größeren Druckverlust als das Bilden des einzelnen Lochs. Der Durchflussmesser mit der düsenförmigen Hauptöffnung verwendet somit eine Verteilungsöffnung mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern, um die wechselnden Trends in den effektiven Querschnittsflächen der Hauptöffnung und der Verteilungsöffnung anzugleichen.
In dem Durchflussmesser gemäß irgendeinem der obigen (1) bis (3), wird die effektive Querschnittsfläche bevorzugt berechnet durch eine Formel aus einem Unterschallbereich.
Die Formel zur Berechnung der effektiven Querschnittsfläche im Unterschallbereich scheint im Unterdruckbereich nicht ausreichend zu funktionieren. Allerdings können einige Trends aus der Formel bekannt sein, und die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um einen solchen qualitativen Trend zu nutzen. Konkret können nach dem oben erwähnten Durchflussmesser die wechselnden Trends in den effektiven Flächen der Verteilungsöffnung und der Hauptöffnung leicht durch die bekannte Formel des Unterschallbereichs ermittelt werden.
(5) Im Durchflussmesser gemäß irgendeinem der obigen (1) bis (4) weist die Hauptöffnung bevorzugt einen Teil mit kleinem Durchmesser mit einer Länge von 9 mm oder mehr auf, und die Verteilungsöffnung ist mit irgendeinem von neun Löchern, jedes mit einem Durchmesser von 0,2 mm, gebildet, wenn eine Flüssigkeit mit einer geringen Durchflussmenge strömt, und sieben Löchern, jedes mit einem Durchmesser von 0,15 mm, wenn die Flüssigkeit mit einer großen Durchflussmenge strömt.
In dem obigen Durchflussmesser hat die Verteilungsöffnung für die kleine Durchflussmenge eine größere Öffnungsfläche als die Verteilungsöffnung für die größere Durchflussmenge, aber die Flüssigkeit strömt schwer in die Verteilungsöffnung für die geringe Durchflussmenge. Ein Grund dafür ist unbekannt, aber diese Eigenschaften der Durchflussmenge wurden experimentell ermittelt. Daher kann der Durchflussmesser eine genaue Messung der Durchflussmenge von der kleinen Durchflussmenge bis zu der großen Durchflussmenge erreichen, indem er irgendeine der Durchflussöffnung für die kleine Durchflussmenge und die Durchflussöffnung für die große Durchflussmenge auswählt.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein Durchflussmesser zur Verfügung gestellt, der die durch Änderungen eines Flüssigkeitsdrucks verursachte Verschlechterung einer Sensorausgabe verhindern kann.
Figurenliste

1 ist eine Kanal-Schnittansicht eines Durchflussmessers in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Diagramm, das eine Laminierstruktur einer Verteilungsöffnung zeigt;
3 ist eine Draufsicht auf Durchgangslöcher und deren Umgebung der Verteilungsöffnung für eine kleine Durchflussmenge;
4 ist eine Draufsicht auf Durchgangslöcher und deren Umgebung der Verteilungsöffnung für eine große Durchflussmenge;
5 ist ein Diagramm, das die Durchflussmengencharakteristika der Verteilungsöffnung zeigt;
6 ist ein Diagramm, das die Durchflussmengencharakteristika einer Hauptöffnung zeigt; und
7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Sensorausgabecharakteristika zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORM ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Eine detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform eines Durchflussmessers, der die vorliegende Erfindung verkörpert, wird nun unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen gegeben.
Schematischer Aufbau des Durchflussmessers
1 ist eine Kanal-Schnittansicht eines Durchflussmessers 1. Der Durchflussmesser 1 ist grob mit einem Körper 10 und einem Sensorsubstrat 20 konfiguriert. Das Sensorsubstrat 20 ist auf eine Oberseite des Körpers 10 mittels einer Dichtung 23 platziert, so dass das Substrat 20 einen Kanalraum 18 schließt, der sich in der Oberseite des Körpers 10 öffnet, und das Substrat 20 ist in engem Kontakt mit dem Körper 10, indem es einen Substrathalter 22 mit einer Schraube am Körper 10 befestigt.
Beide Stirnseiten des Körpers 10 sind mit einem Eingangsanschluss 11 und einem Ausgangsanschluss 15 ausgebildet. Der Eingangsanschluss 11 ist mit dem Ausgangsanschluss 15 mittels eines Einströmkanals 12, einem Öffnungskanal 13, einem Ausströmkanal 14, und einem Sensorkanal 16 verbunden.
Der Eingangsanschluss 11, der Einströmkanal 12, der Öffnungskanal 13, der Ausströmkanal 14 und der Ausgangsanschluss 15 sind koaxial ausgebildet. Der Einströmkanal 12 ist in einer zylindrischen Form mit flachem Boden ausgebildet, die sich von dem Eingangsanschluss 11 zu einem Mittelteil des Körpers 10 erstreckt. Der Ausströmkanal 14 ist in einer zylindrischen Form mit flachem Boden ausgebildet, die sich von dem Ausgangsanschluss 15 zu einem Mittelteil des Körpers 10 erstreckt. Der Öffnungskanal 13 hat eine zylindrische Form im Querschnitt in einer Richtung orthogonal zu einer Rohrachse.
Ein Kanaldurchmesser A des Einströmkanals und ein Kanaldurchmesser B des Ausströmkanals sind gleich lang. Ein Kanaldurchmesser C des Öffnungskanals 13 ist kleiner als die Kanaldurchmesser A und B. Die Kanalöffnung 13 hat eine Länge L in einer Rohrachsenrichtung, die doppelt oder mehr so lang ist wie der Kanaldurchmesser C. Hierin ist ein Kanal von einer stromabwärts gelegenen Seite eines Teils, in dem der Einströmkanal 12 mit dem Sensorkanal 16 verbunden ist, zu einer stromaufwärts gelegenen Seite eines Teils, in dem der Ausströmkanal 14 mit dem Sensorkanal 16 verbunden ist, ein Beispiel für den Bypasskanal. Weiterhin ist der Öffnungskanal 13 ein Beispiel für die Hauptöffnung und den Teil mit dem kleinen Durchmesser der Hauptöffnung.
Der Sensorkanal 16 ist mit einem stromaufwärtsseitigen Kanal 17, der vertikal mit dem Einströmkanal 12 verbunden ist, einem stromabwärtsseitigen Kanal 19, der vertikal mit dem Ausströmkanal 14 verbunden ist, und den Kanalraum 18, der den stromaufwärtsseitigen Kanal 17 und dem stromabwärtsseitigen Kanal 19 verbindet, versehen. Ein Sensorchip 21 ist in dem Sensorsubstrat 20 vorgesehen und im Kanalraum 18 angeordnet. Der Sensorchip 21 ist ein Beispiel des Sensors.
Der stromaufwärtsseitige Kanal 17 und der stromabwärtsseitige Kanal 19 sind so ausgebildet, dass sie den gleichen Durchmesser aufweisen. Ein Kanaldurchmesser D des stromaufwärtsseitigen Kanals 17 ist kleiner als der Kanaldurchmesser C der Kanalöffnung 13. Eine Verteilungsöffnung 30 ist in dem stromaufwärtsseitigen Kanal 17 platziert. Das heißt, die Verteilungsöffnung 30 ist auf einer stromaufwärtigen Seite des Sensorchips 21 platziert.
Wie in 2 gezeigt, wird die Verteilungsöffnung 30 durch Laminieren einer Blende 31, Abstandshaltern 32 und Filterplatten 33 konfiguriert. Insbesondere ist eine Vielzahl der Abstandshalter 32 zwischen der Öffnungsplatte 31 und der Filterplatte 33 platziert, um einen Freiraum für die gleichmäßige Strömung einer zu messenden Flüssigkeit (ein Beispiel für eine Flüssigkeit) zu der Öffnungsplatte 31 sicherzustellen. Die Filterplatten 33 werden abwechselnd mit den Abstandshaltern 32 platziert. In dem Sensorkanal 16 werden Fremdkörper, die in die zu messende Flüssigkeit gelangt sind, durch die Filterplatten 33 entfernt. So wird verhindert, dass die Fremdkörper in einem engen Raum zwischen einer inneren Wand des Kanalraums 18 und den Sensorchips 21 steckenbleiben.
Die Verteilungsöffnung 30 ist ausgewählt aus irgendeiner der Öffnungsplatte 31 für eine kleine Durchflussmenge gezeigt in 3, und einer Öffnungsplatte 35 für eine große Durchflussmenge gezeigt in 4. Die Öffnungsplatte 31 und die Öffnungsplatte 35 sind mit einer Vielzahl von Löchern 31a und einer Vielzahl von Löchern 35a ausgebildet, die jeweils um eine Rohrachse zentriert sind. Die in 3 gezeigte Öffnungsplatte hat neun Löcher 31a mit einem Durchmesser von jeweils 0,2 mm. Die in 4 gezeigte Öffnungsplatte 35 hat sieben Löcher 35a mit einem Durchmesser von jeweils 0,15 mm. Dementsprechend weist die Verteilungsöffnung 30 bei Verwendung der Öffnungsplatte 31 für die kleine Durchflussmenge eine größere Öffnungsfläche auf als bei Verwendung der Öffnungsplatte 35 für die große Durchflussmenge.
In dem obigen Durchflussmesser 1 ist der Kanaldurchmesser C des Öffnungskanals 13 kleiner als der kleine Durchmesser A des Einströmkanals 12, und somit sinkt der Druck in dem Öffnungskanal 13. Dies führt zu einer gleichmäßigen Strömung eines Teils der zu messenden Flüssigkeit, die in die Einströmpassage 12 zum Sensorkanal 16 geströmt ist. Die zu messende Flüssigkeit, die in den Einströmkanal 12 geströmt ist, wird somit in diejenige unterteilt, die in die Verteilungsöffnung 30 des Sensorkanals strömt, und in die, die in den Öffnungskanal 13 strömt. Zu diesem Zeitpunkt strömt die zu messende Flüssigkeit in den Sensorkanal 16 mit einer Durchflussmenge, bei welcher ein sensorseitiger Widerstand (ein Differenzdruck zwischen einem stromaufwärts gerichteten Druck und einem stromabwärts gerichteten Druck der Verteilungsöffnung 30), der im Sensorkanal 16 erzeugt wird, und ein Bypass-seitiger Widerstand (ein Differenzdruck zwischen einem stromaufwärts gerichteten Druck und einem stromabwärts gerichteten Druck des Öffnungskanals 13), der im Öffnungskanal 13 erzeugt wird, ausgeglichen sind. Anschließend werden die zu messende Flüssigkeit, die in den Sensorkanal 16 geströmt ist, und die zu messende Flüssigkeit, die in den Öffnungskanal 13 geströmt ist, im Ausströmkanal 14 zusammengeführt, und außerhalb des Durchflussmessers 1 über den Ausgangsanschluss 15 abgegeben.
Das Sensorsubstrat 20 misst die Durchflussmenge der zu messenden Flüssigkeit, die durch den Sensorkanal 16 strömt, durch den Sensorchip 21. Das Sensorsubstrat 20 wandelt die Durchflussmenge der zu messenden Flüssigkeit, gemessen von dem Sensorchip 21, in die Gesamtdurchflussmenge um, basierend auf einem vorgegebenem Verteilungsverhältnis. Das Sensorsubstrat 20 gibt dann ein Signal proportional zu der so berechneten Gesamtdurchflussmenge aus.
(Durchflussmengencharakteristika der Verteilungsöffnung und Hauptöffnung)
Die vorliegenden Erfinder haben einen ersten Test zur Untersuchung einer Beziehung eines Flüssigkeitsdrucks und der effektiven Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung und einen zweiten Test zur Untersuchung einer Beziehung zwischen dem Flüssigkeitsdruck und der effektiven Querschnittsfläche der Hauptöffnung durchgeführt. Der erste Test und der zweite Test wurden unter Verwendung einer Prüfeinrichtung durchgeführt, die mit einem Regler, einem Drucksensor, einem MFC, einem stromaufwärtsseitigem Drucksensor, einem zu prüfenden Durchflussmesser, einem stromabwärtsseitigem Drucksensor, einer variablen Öffnung und einer Vakuumpumpe in dieser Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite, versehen ist.
In dem ersten Test und in dem zweiten Test wird Luft als zu messende Flüssigkeit (engl.: „fluid“) angewendet. Weiterhin stellt der Regler bei dem ersten Test und dem zweiten Test einen Primärluftdruck, der dem MFC zugeführt wird, auf 0,3 MPa ein. Die Durchflussmenge der Luft wird so durch den MFC auf eine bestimmte Durchflussmenge reguliert. Anschließend ändert die variable Öffnung den stromaufwärtsseitigen Druck und den stromabwärtsseitigen Druck des zu testenden Durchflussmessers. Der aufwärtsseitig gelegene Drucksensor misst dann einen aufwärtsseitigen Druck P1 des zu testenden Durchflussmessers, und der stromabwärtsseitige Drucksensor misst einen stromabwärtsseitigen Druck P2 des zu testenden Durchflussmessers. Eine Temperatur T wird als fest eingestellt. Die effektive Querschnittsfläche wird umgekehrt berechnet durch eine Formel aus einem Unterschallbereich, nachfolgend als Formel 1 angegeben, und einer Formel aus einem Schallbereich, nachfolgend als Formel 2 angegeben, durch Einfügen des stromaufwärtsseitigen Drucks P1 und des stromabwärtsseitigen Drucks P2. Dabei stellt Q eine Durchflussmenge (L/Min) dar, P1 stellt den stromaufwärtsseitigen Druck (MPa) dar, P2 stellt den stromabwärtsseitigen Druck (MPa) dar, T stellt eine Temperatur (K) dar, und S stellt die effektive Querschnittsfläche (mm²) dar. Die in der folgenden Formel 1 angegebene Formel des Unterschallbereichs wird verwendet, wenn (P2+0,1) / (P1+0,1) > 0,5 bestimmt wird. Die in der folgenden Formel 2 angegebene Formel des Schallbereichs wird verwendet, wenn (P2+0,1) / (P1+0,1) ≤ 0,5 bestimmt wird. $Q = 240 S \sqrt{(P2 + 0 .1) (P1 - P2)} \sqrt{293 / T}$
$Q=120S (P1 + 0.1) \sqrt{293 / T}$
Hierin erscheinen die Formeln (die Formel 1 und die Formel 2) zur Berechnung der effektiven Querschnittsfläche im Unterschallbereich oder im Schallbereich im Unterdruckbereich nicht ausreichend zu funktionieren. Jedoch können einige Arten von Trends durch diese Formeln erhalten werden, und so wird die effektive Querschnittsfläche umgekehrt durch die Formel des Unterschallbereichs berechnet, die als Formel 1 angegeben ist, und die Formel des Schallbereichs, angegeben als die Formel 2 im ersten Test und dem zweiten Test, um die qualitativen Trends in der effektiven Querschnittsfläche zu erhalten.
In der ersten Prüfung werden ein erstes zu prüfendes Produkt, ein zweites zu prüfendes Produkt, und ein drittes zu prüfendes Produkt als zu prüfende Durchflussmesser eingesetzt, die eine gemeinsame Struktur aufweisen, ausgenommen die Konfiguration der Verteilungsöffnung. Das erste Produkt nimmt eine erste Verteilungsöffnung an, die mit einem einzigen Loch mit einem Durchmesser von 0,4 mm ausgebildet ist. Das zweite Produkt nimmt eine zweite Verteilungsöffnung an, die mit einem einzigen Loch mit einem Durchmesser von 0,6 mm ausgebildet ist. Das dritte Produkt nimmt eine dritte Verteilungsöffnung an, die mit neun Löchern mit einem Durchmesser von jeweils 0,2 mm ausgebildet ist. Die Prüfungsergebnisse der ersten Prüfung sind in 5 dargestellt. Eine vertikale Achse in einem Diagramm der 5 zeigt Veränderungen (%) der effektiven Querschnittsfläche an, und eine laterale Achse zeigt einen Flüssigkeitsdruck (MPa). Der Flüssigkeitsdruck stellt einen Flüssigkeitsdruck (den stromaufwärtsseitigen Druck P1) von Luft dar, der den ersten bis dritten Produkten zugeführt wird. Änderungen der effektiven Querschnittsfläche stellen ein sich änderndes Verhältnis der effektiven Querschnittsfläche zu der effektiven Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung dar, das berechnet wird, wenn der Flüssigkeitsdruck (der stromaufwärtsseitige Druck P1) 0 MPa (Atmosphärendruck) beträgt.
Die zweite Verteilungsöffnung und die dritte Verteilungsöffnung haben die unterschiedliche Anzahl von Löchern, aber sie haben die gleiche Öffnungsfläche. Jedoch, wie in 5 gezeigt, wächst die zweite Verteilungsöffnung nach links in ihrem wechselnden Trend im effektiven Querschnittsbereich in einem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist. Andererseits reduziert sich die dritte Verteilungsöffnung nach links in ihrem wechselnden Trend im wechselnden Bereich in dem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist. Diese Differenz in den Durchflussmengencharakteristika wird als dadurch verursacht angesehen, dass eine Vielzahl von Löchern mehr größere Flächen aufweisen, die mit der Luft in Berührung kommen, als ein einzelnes Loch, so dass die Luft mit den mehreren Löchern schwer zu strömen ist.
Die erste Verteilungsöffnung und die zweite Verteilungsöffnung haben die gleiche Anzahl an Löchern wie eine. Jedoch hat die zweite Verteilungsöffnung die größere Öffnungsfläche als die erste Verteilungsöffnung. Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass die zweite Verteilungsöffnung die größere effektive Querschnittsfläche aufweist als die erste Verteilungsöffnung, und somit die Flüssigkeit leichter strömt. Das Ergebnis der in 5 gezeigten ersten Prüfung deutet jedoch darauf hin, dass die zweite Verteilungsöffnung ein geringeres Steigerungsverhältnis in der effektiven Querschnittsfläche in dem Bereich aufweist, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ wird, als die erste Verteilungsöffnung. Insbesondere ist die Flüssigkeit schwer durch die zweite Verteilungsöffnung zu strömen, obwohl sie die größere Öffnungsfläche als die erste Verteilungsöffnung hat.
Aus den Ergebnissen der obigen ersten Prüfung haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass die sich ändernden Trends in der effektiven Querschnittsfläche variieren können, wenn der Flüssigkeitsdruck variiert in Abhängigkeit von der Öffnungsfläche der Verteilungsöffnung und der Anzahl der Löcher.
Die zweite Prüfung übernimmt ein viertes zu prüfendes Produkt und ein fünftes zu prüfendes Produkt als die zu prüfenden Durchflussmesser, die die gemeinsame Struktur aufweisen mit Ausnahme der Konfiguration der Hauptöffnung. Das vierte Produkt und das fünfte Produkt haben den gleichen Kanaldurchmesser im Einströmkanal 12, des Öffnungskanals 13, und dem Ausströmkanal 14, und sind jeweils mit der Hauptöffnung in dem Öffnungskanal 13 versehen. Das vierte Produkt nimmt eine erste Hauptöffnung in düsenähnlicher Form mit einer Dicke (Menge eines Teils mit kleinem Durchmesser in Rohrachsenrichtung) von 9,4 mm an. Das fünfte Produkt nimmt eine plattenförmige zweite Hauptöffnung mit einer Dicke (Länge eines Teils mit kleinem Durchmesser in Rohrachsenrichtung) von 1 mm an. Die erste Hauptöffnung und die zweite Hauptöffnung haben den gleichen Öffnungsdurchmesser. Die Ergebnisse der zweiten Prüfung sind in 6 gezeigt. Eine vertikale Achse in einem Diagramm von 6 zeigt Veränderungen (%) in der effektiven Querschnittsfläche an, und eine laterale Achse zeigt einen Flüssigkeitsdruck (MPa). Der Flüssigkeitsdruck stellt einen Flüssigkeitsdruck (den stromaufwärtsseitigen Druck P1) der Luft dar, der dem vierten und fünften Produkt zugeführt werden soll. Die Änderungen der effektiven Querschnittsfläche stellen das Änderungsverhältnis zur effektiven Querschnittsfläche der Hauptöffnung dar, das berechnet wird, wenn der Flüssigkeitsdruck (der stromaufwärtsseitige Druck P1) 0 MPa beträgt.
Wie in 6 gezeigt, wächst die zweite Hauptöffnung nach links in ihrem wechselnden Trend in der effektiven Querschnittsfläche in dem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist. Andererseits nimmt die erste Hauptöffnung nach links in ihrem wechselnden Trend im effektiven Querschnittsbereich in dem Bereich ab, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist. Dieser Unterschied wird angesehen als verursacht durch den Grund, dass je länger die Länge des Teils mit kleinem Durchmessern der Hauptöffnung ist, desto größer wird der zwischen der Flüssigkeit und der Innenwand der Hauptöffnung erzeugte Rohrreibungswiderstand, so dass die Flüssigkeit schwer zu strömen ist.
Aus den Ergebnissen der obigen zweiten Prüfung haben die vorliegenden Erfinder bestätigt, dass sich der sich ändernde Trend in der effektiven Querschnittsfläche unterscheidet, wenn der Flüssigkeitsdruck in Abhängigkeit von der Länge des Teils mit kleinem Durchmesser der Hauptöffnung variiert.
(Kombination aus Hauptöffnung und Verteilungsöffnung)
Ein Zusammenhang zwischen Verteilungsverhältnis wird nun mit einem ersten Vergleichsbeispiel unter Verwendung einer Kombination mit einer ersten und zweiten Verteilungsöffnung und einem ersten Beispiel unter Verwendung einer Kombination der ersten Hauptöffnung und der dritten Verteilungsöffnung untersucht.
In dem ersten Vergleichsbeispiel fällt der wechselnde Trend in der effektiven Querschnittsfläche der ersten Hauptöffnung, nach links in einem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist, während der wechselnde Trend in der effektiven Querschnittsfläche der zweiten Verteilungsöffnung nach links zunimmt. Die erste Hauptöffnung und die zweite Verteilungsöffnung werden nämlich in ihren wechselnden Trends in dem effektiven Querschnittsbereich umgekehrt. Dementsprechend je geringer der Flüssigkeitsdruck von 0 MPa abfällt, desto kleiner wird die effektive Querschnittsfläche der ersten Hauptöffnung im ersten Vergleichsbeispiel, während die effektive Querschnittsfläche der zweiten Verteilungsöffnung zunimmt.
Im Ergebnis, wenn der Flüssigkeitsdruck in dem ersten Vergleichsbeispiel von 0 MPa negativ wird, ist die Luft in der ersten Hauptöffnung schwer zu strömen, aber leicht in der zweiten Verteilungsöffnung. Daher ist im ersten Vergleichsbeispiel das Gleichgewicht zwischen dem Widerstand auf der Seite der zweiten Verteilungsöffnung und dem Widerstand auf der Seite der ersten Hauptöffnung zwischen dem Flüssigkeitsdruck bei 0 MPa und dem negativen Flüssigkeitsdruck weitgehend zusammengebrochen. Die Veränderungen in dem Verteilungsverhältnis sind zwischen dem Flüssigkeitsdruck bei 0 MPa und dem negativen Flüssigkeitsdruck in dem ersten Vergleichsbeispiel groß. Veränderungen in dem Flüssigkeitsdruck verursachen daher Schwankungen in der gesamten Durchflussmenge, welche basierend auf einem vorgegebenen Verteilungsverhältnis und der vom Sensorchip 21 gemessenen Durchflussmenge berechnet wird, was zu einer großen Abweichung in der Sensorausgabe führt.
Genauer gesagt, unter der Annahme, dass das Verteilungsverhältnis der Luft, die in die zweite Verteilungsöffnung strömt, und der Luft, die in die erste Hauptöffnung strömt, ein Drittel bis zwei Drittel beträgt, wenn der Flüssigkeitsdruck 0 MPa ist, wird das Verhältnis beispielsweise in dem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist, auf zwei Fünftel bis drei Fünftel geändert. Dies führt zu Änderungen der durch den Sensorchip 21 gemessenen Durchflussmenge, und erzeugt eine Abweichung in der Sensorausgabe.
Andererseits fallen im ersten Beispiel die sich ändernden Trends im effektiven Querschnittsbereich der ersten Hauptöffnung und die sich ändernden Trends im effektiven Querschnittsbereich der dritten Verteilungsöffnung beide ähnlich nach links in dem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist. Dementsprechend, wenn der Flüssigkeitsdruck im ersten Beispiel von 0 MPa abfällt, werden sowohl die effektive Querschnittsfläche der ersten Hauptöffnung als auch die effektive Querschnittsfläche der dritten Verteilungsöffnung klein.
Im Ergebnis, wenn der Flüssigkeitsdruck in dem ersten Beispiel von 0 MPa negativ wird, ist es schwer, die Luft in sowohl die erste Hauptöffnung als auch in die dritte Verteilungsöffnung zu strömen. Dementsprechend ist das Gleichgewicht zwischen dem Widerstand auf der dritten Verteilungsöffnungsseite und dem Widerstand auf der ersten Hauptöffnungsseite im ersten Beispiel bei einem Flüssigkeitsdruck von 0 MPa und im Falle eines negativen Flüssigkeitsdrucks nicht weitgehend zusammengebrochen. Mit anderen Worten, im zweiten Beispiel nähert sich das Verteilungsverhältnis im Falle des Flüssigkeitsdrucks bei 0 MPa und im Falle des negativen Flüssigkeitsdrucks an. Die gesamte Durchflussmenge, berechnet basierend auf dem vorgegebenen Verteilungsverhältnis und der vom Sensorchip 21 gemessenen Durchflussmenge variiert daher aufgrund der Änderungen des Flüssigkeitsdrucks kaum, was in einer geringeren Abweichung in der Sensorausgabe führt.
Die vorliegenden Erfinder haben für das erste Vergleichsbeispiel die Sensorausgabe im Falle eines Flüssigkeitsdrucks bei 0 MPa und im Falle eines Flüssigkeitsdrucks bei -0,07 MPa gemessen, und haben bestätigt, dass eine Genauigkeit bezogen auf einen maximalen Skalenendwert um 12% (+12%F.S.) abweichend ist. Andererseits haben die vorliegenden Erfinder für das erste Beispiel auch die Sensorausgabe beim Flüssigkeitsdruck bei 0 MPa gemessen und den Fall, dass der Flüssigkeitsdruck bei -0,07 MPa ist, und haben bestätigt, dass die Genauigkeit bezogen auf den maximalen Volldurchfluss um 3,7% (+3,7%F.S.) abweichend ist. Es ist somit also bestätigt, dass das erste Beispiel eine Verringerung der Differenz der Genauigkeit der Sensorausgabe auf etwa ein Drittel des ersten Vergleichsbeispiels erreicht.
Die vorliegenden Erfinder haben ferner die Unterschiede in der Sensorausgabe im Falle des Flüssigkeitsdrucks bei 0 MPa und im Falle eines positiven Flüssigkeitsdrucks mit dem ersten Vergleichsbeispiel und dem ersten Beispiel studiert. Im Ergebnis weicht die Genauigkeit bezogen auf den maximalen Volldurchfluss um -6% (-6%F.S.) im ersten Vergleichsbeispiel ab. Im ersten Beispiel hingegen beträgt die Genauigkeit bezogen auf den maximalen Volldurchfluss -2,1% (-2,1%F.S.). Dies zeigt, dass das erste Beispiel eine Reduktion des Unterschieds der Genauigkeit in der Sensorausgabe um ungefähr ein Drittel des ersten Vergleichsbeispiels erreichen kann, auch in einem Bereich, wo der Flüssigkeitsdruck positiv ist.
Daher können sowohl im Bereich des positiven Flüssigkeitsdrucks als auch im Bereich des negativen Flüssigkeitsdrucks sich ähnlich ändernde Trends im effektiven Querschnittsbereich in der Hauptöffnung und der Verteilungsöffnung die Abweichung in der Genauigkeit der Sensorausgabe gemäß den Änderungen des Flüssigkeitsdrucks verringern.
Wenn die zweite Hauptöffnung verwendet wird, gleicht die Verwendung der ersten Verteilungsöffnung den wechselnden Trends im effektiven Querschnittsbereich der ersten Hauptöffnung und der ersten Verteilungsöffnung mit einem Anstieg nach links in dem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist. In diesem Fall kann, ähnlich zu dem obigen, die Variation in dem Verteilungsverhältnis aufgrund der Änderungen des Flüssigkeitsdrucks klein gemacht werden, wobei eine Beeinträchtigung der Genauigkeit der Sensorausgabe verhindert wird. Die zweite Verteilungsöffnung weist auch die wechselnden Trends in der effektiven Querschnittsfläche auf, die im negativen Flüssigkeitsdruckbereich nach links ansteigen. Die erste Verteilungsöffnung hat jedoch einen ähnlicheren wechselnden Trend im effektiven Querschnittsbereich zum wechselnden Trend im effektiven Querschnittsbereich in der zweiten Hauptöffnung als die zweite Verteilungsöffnung. Daher erreicht eine Kombination der ersten Verteilungsöffnung mit der zweiten Hauptöffnung eine Annäherung der wechselnden Trends im effektiven Querschnittsbereich und verhindert ferner wirksam eine Schwankung im Verteilungsverhältnis, wodurch eine Verringerung der Genauigkeit der Sensorausgabe verhindert wird.
Die vorliegende Ausführungsform hat das Merkmal, dass der Durchflussmesser 1 sowohl mit Sensorkanal 16 versehen ist, der über dem Sensorchip 21 zum Messen der Durchflussmenge verfügt, als auch mit dem Bypasskanal (der Einströmkanal 12, der Öffnungskanal 13, und der Ausströmkanal 14) hinsichtlich des Sensorkanals 16, wobei der Durchflussmesser 1 ferner die auf einer Einlassseite des Sensorkanals 16 vorgesehene Verteilungsöffnung 30 und den auf dem Bypasskanal vorgesehenen Öffnungskanal 13 (die Hauptöffnung) beinhaltet, und in einem Diagramm, das eine vertikale Achse, die die effektive Querschnittsfläche angibt, und eine seitliche Achse, die den Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit angibt, beinhaltet, sind die sich ändernden Trends in der effektiven Querschnittsfläche des Öffnungskanals 13 (der Hauptöffnung) und die sich ändernden Trends in der effektiven Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung 30 einander ähnlich, wodurch eine Verringerung der Genauigkeit der Sensorausgabe aufgrund von Änderungen des Flüssigkeitsdrucks verhindert wird.
Insbesondere weist der Durchflussmesser 1 das Merkmal auf, dass die effektive Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung 30 in dem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist, nach links in einem Diagramm fällt, das die vertikale Achse, die die effektive Querschnittsfläche anzeigt, und die seitliche Achse, die den Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit anzeigt, beinhaltet, und dass die effektive Querschnittsfläche des Öffnungskanals 13 (die Hauptöffnung) in dem Bereich, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist, in dem Diagramm nach links fällt, einschließlich der vertikalen Achse, die die effektive Querschnittsfläche anzeigt, und der seitlichen Achse, die den Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit anzeigt. Somit können die Änderungen des Verteilungsverhältnisses auch dann wirksam eingedämmt werden, wenn der Flüssigkeitsdruck im negativen Druckbereich variiert.
Weiterhin berechnet der Durchflussmesser 1 die effektive Querschnittsfläche durch die Formel des Unterschallbereichs (die obige Formel 1) und der Formel des Schallbereichs (die obige Formel 2). Wie oben erwähnt, scheinen die Formeln zur Berechnung der effektiven Querschnittsfläche im Unterschallbereich und im Schallbereich im negativen Druckbereich nicht ausreichend zu funktionieren, aber einige Trends können durch diese Formeln erfasst werden. Die vorliegende Ausführungsform nutzt den so erhaltenen qualitativen Trend. Gemäß dem Durchflussmesser 1 der vorliegenden Ausführungsform können nämlich die wechselnden Trends in den effektiven Querschnittsflächen der Verteilungsöffnung und der Hauptöffnung leicht durch Verwendung der bekannten Formeln des Unterschallbereichs erhalten werden.
Weiterhin ist der Durchflussmesser 1 so konfiguriert, dass der Öffnungskanal 13 die Länge in Rohrachsenrichtung (die Länge des Teils mit kleinem Durchmesser der Hauptöffnung) von 9 mm oder mehr aufweist, und dass die Verteilungsöffnung 30 die neun Löcher mit jeweils einem Durchmesser von 0,2 mm für die kleine Durchflussmenge oder die sieben Löcher mit jeweils einem Durchmesser von 0,15 mm für die große Durchflussmenge aufweist. Dementsprechend ermöglicht die Auswahl einer der Verteilungsöffnungen für die kleine Durchflussmenge und der Verteilungsöffnung für die große Durchflussmenge in Abhängigkeit von der Durchflussmenge der zu messenden Flüssigkeit eine genaue Messung von der kleinen Durchflussmenge bis zur großen Durchflussmenge.
Um genauer zu sein, wie beispielsweise in 7 gezeigt, je größer die Durchflussmenge ist, desto mehr Abweichung wird in der Sensorausgabe der positiven Flüssigkeit und der negativen Flüssigkeit erzeugt. Das bedeutet, dass das Verteilungsverhältnis nicht nur vom Flüssigkeitsdruck abhängt, sondern auch von der Durchflussmenge abhängt. Um dies zu adressieren, kann die Auswahl einer der Öffnungsplatte 31 für die kleine Durchflussmenge und eine Öffnungsplatte 35 für die große Durchflussmenge in Abhängigkeit von der Durchflussmenge sowie für die Verteilungsöffnung 30 die Abweichung in der Sensorausgabe wirksam begrenzen.
Die vorliegende Ausführungsform ist nur eine Veranschaulichung und hat keine Beschränkung auf die vorliegende Erfindung. Daher kann die vorliegende Erfindung mit verschiedenen Änderungen und Modifikationen angewendet werden, ohne vom Umfang ihres Gegenstandes abzuweichen.
So kann beispielsweise die Verteilungsöffnung 30 nicht nur auf der Einlassseite (des stromaufwärtsseitigen Kanals 17) des Sensorkanals 16, sondern auch auf einer Auslassseite (des stromabwärtsseitigen Kanals 19) platziert werden. Diese Konfiguration kann eine Verschlechterung der Genauigkeit der Sensorausgabe aufgrund von Änderungen des Flüssigkeitsdrucks verhindern, wenn die Flüssigkeit bidirektional im Durchflussmesser 1 strömt.
So kann beispielsweise der Kanaldurchmesser C des Öffnungskanals 13 gleich lang sein wie der Kanaldurchmesser A des Einströmkanals 12, und es kann eine vom Körper 10 separat vorgesehene Hauptöffnung platziert werden. In diesem Beispiel kann die Hauptöffnung eine plattenförmige Öffnung mit einer Länge L eines Teils mit kleinem Durchmesser in Rohrachsenrichtung sein, die weniger als doppelt so lang ist wie der Kanaldurchmesser in einer Richtung orthogonal zur Rohrachsenrichtung oder eine düsenförmige Öffnung mit der Länge L, die doppelt oder mehr so lang ist wie der Kanaldurchmesser.
So kann beispielsweise die Verteilungsöffnung 30 mit einer der Öffnungsplatten 31 für die kleine Durchflussmenge und die Öffnungsplatte 35 für die große Durchflussmenge konfiguriert werden, und der Abstandshalter 32 und die Filterplatte 33 können entfallen.
So kann beispielsweise die Verteilungsöffnung 30 in einer anderen rechteckigen Planform als der Kreisform sein.
Bezugszeichenliste

1: Durchflussmesser
13: Öffnungskanal
14: Sensorkanal
30: Verteilungsöffnung
31a: Durchgangsloch
35a: Durchgangsloch
C: Kanaldurchmesser
L: Länge in Richtung der Rohrachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5580140 B [0002]
JP 5160809 B [0002]

Claims

Durchflussmesser umfassend einen Sensorkanal angeordnet mit einem Sensor zum Messen einer Durchflussmenge und einen Bypasskanal, platziert in Bezug auf den Sensorkanal, wobei der Durchflussmesser eine Verteilungsöffnung einschließt, vorgesehen auf einer Einlassseite des Sensorkanals und eine Hauptöffnung, die in dem Bypasskanal vorgesehen ist, und wobei in einem Diagramm, das eine vertikale Achse, die eine effektive Querschnittsfläche anzeigt, und eine seitliche Achse, die einen Flüssigkeitsdruck einer Flüssigkeit anzeigt, beinhaltet, ein wechselnder Trend in der effektiven Querschnittsfläche der Hauptöffnung und ein wechselnder Trend in der effektiven Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung ähnlich sind.
Der Durchflussmesser gemäß Anspruch 1, wobei in einem Diagramm, das die vertikale Achse, die die effektive Querschnittsfläche anzeigt, und die seitliche Achse, die den Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit anzeigt, beinhaltet, die effektive Querschnittsfläche der Verteilungsöffnung nach links in einem Bereich abnimmt, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist, und in dem Diagramm, das die vertikale Achse, die die effektive Querschnittsfläche angibt, und die seitliche Achse, die den Flüssigkeitsdruck der Flüssigkeit angibt, beinhaltet, die effektive Querschnittsfläche der Hauptöffnung nach links in dem Bereich abnimmt, in dem der Flüssigkeitsdruck negativ ist.
Der Durchflussmesser gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Hauptöffnung in einer düsenähnlichen Form eine Länge in einer Rohrachsenrichtung aufweist, die doppelt oder mehr so lang ist wie ein Kanaldurchmesser in einer Richtung orthogonal zu einer Rohrachse, und die Verteilungsöffnung eine Vielzahl von Durchgangslöchern aufweist.
Der Durchflussmesser gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die effektive Querschnittsfläche durch eine Formel aus einem Unterschallbereich berechnet wird.
Der Durchflussmesser gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Hauptöffnung einen Teil mit einem kleinen Durchmesser mit einer Länge von 9 mm oder mehr aufweist, und die Verteilungsöffnung mit irgendeinem der neun Löcher gebildet ist, die jeweils einen Durchmesser von 0,2 mm aufweisen, wenn eine Flüssigkeit mit einer kleinen Durchflussmenge strömt, und sieben Löcher, die jeweils einen Durchmesser von 0,15 mm aufweisen, wenn die Flüssigkeit mit einer großen Durchflussmenge strömt.