DE112020004357T5

DE112020004357T5 - Durchflussmessgerät

Info

Publication number: DE112020004357T5
Application number: DE112020004357.6T
Authority: DE
Inventors: Koji Uenoyama; Shigeo Gotoh; Yoji Kobayashi
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2020-09-11
Publication date: 2022-06-02
Also published as: US20220291029A1; JP7353108B2; CN114402180A; WO2021049647A1; JP2021043113A

Abstract

Ziel ist es, eine Durchflussmessvorrichtung bereitzustellen, die in Bezug auf Wetterbeständigkeit und Insektenresistenz verbessert ist. Eine Durchflusserfassungsvorrichtung (1) umfasst: ein Abdeckelement (2); ein Kappenelement (3), das unter dem Abdeckelement angeordnet ist; ein Netz (4) zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern, das einen Raum zwischen dem Abdeckungselement und dem Kappenelement umgibt; ein lichtemittierendes Element (13), das in einem Aufnahmeraum (25) angeordnet ist, der von dem Abdeckungselement, dem Kappenelement und dem Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern umgeben ist; und ein Erfassungselement (11), das innerhalb des Netzes zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern in dem Aufnahmeraum angeordnet ist, wobei das Erfassungselement ein wärmeempfindliches Widerstandselement umfasst.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft Durchflussmessvorrichtung, die die Durchflussmenge eines Fluids erfasst.
Technischer Hintergrund
Es ist eine Durchflussmessvorrichtung bekannt, die einen wärmeempfindlichen Widerstand zur Wärmeerzeugung und einen wärmeempfindlichen Widerstand zur Temperaturkompensation enthält, die in einem Kanal für ein Fluid, wie z.B. Luft, angeordnet sind, und die in der Lage ist, auf der Grundlage einer Änderung des Widerstandswerts, der der Wärmestrahlungsmenge des wärmeempfindlichen Widerstands zur Wärmeerzeugung aufgrund einer Änderung der Durchflussrate entspricht, die Durchflussrate zu erfassen.
Die in Patentschrift 1 offenbarte Erfindung betrifft beispielsweise eine Durchflussmessvorrichtung mit einem wärmeempfindlichen Widerstand zur Wärmeerzeugung, der auf einer Seite einer Leiterplatte angeordnet ist, und einem wärmeempfindlichen Widerstand zur Temperaturkompensation, der auf der anderen Seite angeordnet ist.
Zitatliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP H9-53967 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wird ein Durchflussmessgerät beispielsweise im Freien eingesetzt, sind Verbesserungen bei der Witterungsbeständigkeit und der Insektenresistenz erforderlich, um die Erfassungsempfindlichkeit zu erhalten.
In der Patentliteratur 1 wird jedoch keine Witterungs- und Insektenbeständigkeit beschrieben, und es wird kein Durchflussmessgerät offenbart, das eine witterungs- und insektenbeständige Struktur aufweist.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht eines solchen Problems gemacht, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Durchflussmessvorrichtung bereitzustellen, die in Bezug auf Wetterbeständigkeit und Insektenresistenz verbessert ist.
Lösung des Problems
Eine Strömungsmessvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst: ein Abdeckelement; ein Kappenelement, das unter dem Abdeckelement angeordnet ist; ein Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern, das einen Raum zwischen dem Abdeckelement und dem Kappenelement umgibt; ein lichtemittierendes Element, das in einem Gehäuseraum angeordnet ist, der von dem Abdeckelement, dem Kappenelement und dem Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern umgeben ist; und ein Messelement, das innerhalb des Netzes zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern in dem Gehäuseraum angeordnet ist, wobei das Messelement ein wärmeempfindliches Widerstandselement umfasst.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Struktur eines Durchflussmessgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine verbesserte Witterungsbeständigkeit und Insektenresistenz.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung der in 1 dargestellten Durchflussmessvorrichtung.
3 ist eine Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Durchflussmessvorrichtung.
4 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite eines Abdeckelements der in 1 dargestellten Durchflussmessvorrichtung.
zeigt die Rückseite einer Antriebsplatine, die in der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist.
zeigt die Rückseite einer Sensorplatine, die in der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist.
7 ist ein Schaltplan (exemplarischer Schaltplan) der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
8 ist eine Vorderansicht mehrerer in Reihe geschalteter Durchflussmessgeräte, die alle mit dem in 1 dargestellten Durchflussmessgerät identisch sind.
9 ist eine Vorderansicht einer Durchflussmessvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform, die sich von der in 1 gezeigten unterscheidet.
10A ist eine schematische Ansicht der Lichtausgangsrichtung der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
10B ist eine schematische Ansicht der Lichtausgangsrichtung der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
10C ist eine schematische Ansicht der Lichtausgangsrichtung der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 1 dargestellten Durchflussmessvorrichtung. 3 ist eine Schnittdarstellung der in 1 dargestellten Durchflussmessvorrichtung. Die Schnittdarstellung in 3 entspricht einem Schnitt in Pfeilrichtung durch die Linie A-A in 1. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform zwar ein Durchflusssensor als Erfassungsvorrichtung beispielhaft genannt wird, jedoch jedes beliebige Erfassungsziel vorgesehen werden kann, dessen variierende Durchflussmenge von der Erfassungsvorrichtung erfasst werden kann. Beachten Sie, dass in der folgenden Beschreibung die Sensorelemente 11 und 12 jeweils als Windgeschwindigkeitssensor bezeichnet werden.
Die in den 1 bis 3 dargestellte Durchflussmessvorrichtung 1 umfasst ein Abdeckelement 2, ein Kappenelement 3 und ein Netz 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern, das zwischen dem Abdeckelement 2 und dem Kappenelement 3 angeordnet ist.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, befindet sich das Abdeckelement 2 im oberen Teil der Durchflussmessvorrichtung 1, das Kappenelement 3 im unteren Teil der Durchflussmessvorrichtung 1 und das Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern 4 im mittleren Teil der Durchflussmessvorrichtung 1. Zunächst wird das Abdeckelement 2 beschrieben.
<Abdeckglied 2>
Das Abdeckglied bzw. Abdeckelement 2 fungiert als wasserdichte Abdeckung, die eine im Inneren der Durchflussmessvorrichtung 1 angeordnete Platineneinheit 5 beispielsweise vor Regen oder Schnee schützt. Somit kann die Durchflussmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform im Freien eingesetzt werden.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, umfasst das Abdeckelement 2 einen Deckenabschnitt 2a, einen Seitenwandabschnitt 2b, der vom Außenumfang des Deckenabschnitts 2a nach unten ragt, und einen Aufhängeabschnitt 2c, der säulenförmig ist und an der zentralen oberen Fläche des Deckenabschnitts 2a vorgesehen ist. Der Deckenabschnitt 2a, der Seitenwandabschnitt 2b und der Aufhängeabschnitt 2c sind einstückig miteinander ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Deckenabschnitt 2a kreisförmig, dies ist jedoch nicht einschränkend.
Wie in den 1 bis 3 dargestellt, hat das Aufhängeteil 2c in seiner Mitte ein Verbindungsloch 2d, das eine mit Gewinde versehene Innenwandfläche aufweist.
Wie in 3 dargestellt, weist der Seitenwandabschnitt 2b in Umfangsrichtung an seiner Unterseite eine Nut 2f auf, deren Breite das Einsetzen des Netzes 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern ermöglicht.
Beispiele für das Material des Abdeckungselements 2 sind unter anderem thermoplastische Kunststoffe wie Acrylharz und Polycarbonatharz sowie Glas. Das Abdeckelement 2 ist wasserdicht. Das Abdeckelement 2 kann transparent, lichtdurchlässig oder undurchsichtig sein. „Transluzenz“ bezeichnet einen Zustand mit geringerer Durchlässigkeit als Transparenz.
Wie in 3 dargestellt, sind eine Antriebsplatine 8, eine Abtastplatine 9 und ein Deckel 6, die in der Platineneinheit 5 enthalten sind, in einem Aufnahmeraum 2e zwischen dem Deckenabschnitt 2a und dem Seitenwandabschnitt 2b des Abdeckelements 2 untergebracht. Die Platineneinheit 5, die auf der Rückseite des Abdeckelements 2 angeordnet ist, wird im Folgenden beschrieben.
<Board Unit 5>
4 ist eine perspektivische Ansicht der Rückseite des Abdeckelements der in 1 dargestellten Durchflussmessvorrichtung. 5 zeigt die Rückseite der Antriebsplatine, die in der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist. 6 veranschaulicht die Rückseite der Sensorplatine, die in der Durchflussmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform angeordnet ist.
Wie in 4 dargestellt, bedeckt der Deckel 6, wenn man die Platineneinheit 5 von der Rückseite her betrachtet, von unten die nachfolgend beschriebene Antriebsplatine 8 und die Abtastplatine 9, die Abtastelemente 11 und 12, die aus einer Öffnung 6a in der Mitte des Deckels 6 nach unten ragen, sowie ein Schutzteil 7.
(Fahrbrett 8)
Wie in den 3 und 5 dargestellt, ist die Steuerplatine 8 an der Rückseite (Unterseite) des Deckenteils 2a befestigt. Wie in 5 dargestellt, hat die Steuerplatine 8 eine Oberfläche (Unterseite) 8a, auf der verschiedene Arten von Steckverbindern 10 und verschiedene Schaltungselemente, wie z. B. ein aktives Element, ein passives Element und ein Funktionselement (nicht dargestellt), angebracht sind. Es ist zu beachten, dass die Steuerplatine 8 einstückig mit dem Deckenteil 2a ausgebildet sein kann. In diesem Fall sind an der Unterseite des Deckenteils 2a z. B. die Steckverbinder 10 direkt angebracht.
Beispiele für Arten von Steckverbindern 10 sind unter anderem ein Steckverbinder zum Anschluss an eine Stromquelle, ein Steckverbinder zum Anschluss an die obere Seite und ein Steckverbinder zum Anschluss an die untere Seite. In der vorliegenden Ausführungsform können, wie unten beschrieben, mehrere Durchflussmessgeräte 1 in Reihe geschaltet werden. In diesem Fall ermöglicht die elektrische Verbindung zwischen den Anschlüssen 10 der Durchflussmessgeräte 1 das Senden und Empfangen von Signalen zwischen den Durchflussmessgeräten 1.
Wie in 5 dargestellt, ist die Antriebsplatine 8 fast mittig mit einem vorstehenden hohlen Träger 14 versehen. Wenn die nachfolgend beschriebene Sensorplatine 9 auf der Unterseite der Antriebsplatine 8 angeordnet ist, hält die Stütze 14 einen vorbestimmten Abstand zwischen der Sensorplatine 9 und der Antriebsplatine 8 ein. Der Träger 14 und die Sensorplatine 9 können sich berühren oder nicht berühren. Wie in 5 dargestellt, ragt eine Vielzahl von ersten Kopplern 15 aus dem Bereich außerhalb des Trägers 14 nach unten heraus. Die ersten Koppler 15 haben jeweils einen vorderen Endabschnitt mit einem Hakenabschnitt 15a. Die ersten Koppler 15 werden in die Verbindungslöcher 23 der Sensorplatine 9 eingesetzt, so dass die Hakenabschnitte 15a jeweils mit dem Randabschnitt des entsprechenden Lochs verbunden werden können (siehe 6). So kann die Sensorplatine 9 an der Unterseite der Antriebsplatine 8 befestigt werden.
Wie in 5 dargestellt, ragt außerhalb der Antriebsplatte 8 eine Vielzahl von zweiten Kupplungen 16 von der Unterseite des Deckenabschnitts 2a nach unten. Die zweiten Kupplungen 16 haben jeweils einen vorderen Endabschnitt mit einem Hakenabschnitt 16a. Wie in 4 dargestellt, können die Hakenabschnitte 16a an der Außenkante des Deckels 6 befestigt werden, so dass der Deckel 6 an der Unterseite des Deckenteils 2a befestigt werden kann.
(Sensorplatine bzw. Messplatine 9)
Wie oben beschrieben, ist die in 6 dargestellte Sensorplatine 9 auf der Unterseite der in 5 dargestellten Antriebsplatine 8 übereinander angeordnet. In diesem Fall, wenn die Antriebsplatine 8 mit den ersten Kupplungen 15 durch die Verbindungslöcher 23, die die Sensorplatine 9 hat, eingeführt ist, stoßen die Hakenteile 15a an die Umfangskanten der Verbindungslöcher 23, so dass die Sensorplatine 9 an der Unterseite der Antriebsplatine 8 gehalten wird.
Wie in dargestellt, hat die Sensorplatine 9 eine Fläche (Unterseite) 9a, auf der die Sensorelemente 11 und 12 sowie die LEDs 13 angebracht sind.
Das Sensorelement 11 enthält ein Widerstandselement zur Durchflusserkennung 17, das weiter unten beschrieben wird, und ist mit Leitungsanschlüssen (Leitungsdrähten) 19 verbunden. Das Sensorelement 12 enthält ein Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18, das weiter unten beschrieben wird, und ist mit Leitungsanschlüssen (Leitungsdrähten) 20 verbunden.
Die Leitungsanschlüsse 19, die sich auf beiden Seiten des Widerstandselements für die Durchflusserfassung 17 befinden, und die Leitungsanschlüsse 20, die sich auf beiden Seiten des Widerstandselements für die Temperaturkompensation 18 befinden, sind gebogen und in Verbindung mit der Oberfläche 9a der Messplatine 9 befestigt. Die Messplatine 9 verfügt beispielsweise über Anschlusslöcher (nicht abgebildet), und die jeweiligen vorderen Enden der Leitungsanschlüsse 19 und 20 werden in die Anschlusslöcher eingeführt. Anschließend werden die Leitungsanschlüsse 19 und 20 an der Sensorplatine 9 befestigt, z. B. mit Lot. Auf diese Weise stehen die Sensorelemente 11 und 12 jeweils in elektrischer Verbindung mit einer auf der Steuerplatine 8 vorgesehenen Antriebssteuerschaltung.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, werden die Fühlerelemente 11 und 12 hängend an der Seite gehalten, an der sich der Deckenabschnitt 2a des Abdeckteils 2 befindet.
Wie in dargestellt, weist die Abtastplatte 9 eine erste Nut 21 auf, die die Abtastelemente 11 und 12 nahezu umschließt. Eine zweite Nut 22 ist in der Nähe der Stelle ausgebildet, an der die erste Nut 21 eine Unterbrechung aufweist. Wie oben beschrieben, ermöglichen die Nuten 21 und 22, die die Fühlerelemente 11 und 12 umgeben, eine Trennung zwischen der Wärmequelle der Fühlerplatine 9 und der Wärmequelle der Antriebsplatine 8, so dass der thermische Einfluss auf die Fühlerelemente 11 und 12 abgeschwächt werden kann.
Wie in 3 oder 6 dargestellt, ist die Oberfläche 9a der Sensorplatine 9 mit einer Vielzahl von LEDs 13 versehen. Die LEDs 13 dienen jeweils als lichtemittierendes Element, das die Oberfläche nach unten abstrahlt. In 6 ist die Anzahl der LEDs 13 auf drei beschränkt. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform eine LED 13 als beispielhaftes lichtemittierendes Element vorgesehen ist, dass aber auch ein anderes lichtemittierendes Element als eine solche LED 13 verwendet werden kann.
Vorzugsweise ist die Mehrzahl der LEDs 13 in regelmäßigen Abständen (in regelmäßigen Winkeln) um die Platinenmitte angeordnet. Beachten Sie, dass die Anordnung der LEDs 13 je nach Verwendungszweck in geeigneter Weise geändert werden kann.
(Sensorelemente 11 und 12)
Die Sensorelemente 11 und 12 werden im Folgenden beschrieben. Das Sensorelement 11 enthält beispielsweise das Widerstandselement für die Durchflusserfassung 17 als thermosensitives Widerstandselement. Das Sensorelement 12 enthält das Widerstandselement für die Temperaturkompensation 18 als wärmeempfindliches Widerstandselement.
Das Widerstandselement zur Durchflusserfassung 17 und das Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18 sind in einer in 7 dargestellten Schaltung enthalten. Wie in dargestellt, bilden das Widerstandselement zur Durchflusserfassung 17, das Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18 und die Widerstände 36 und 37 eine Brückenschaltung 38. Wie in 7 dargestellt, bilden das Widerstandselement zur Durchflusserfassung 17 und der Widerstand 36 eine erste Reihenschaltung 39, und das Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18 und der Widerstand 37 bilden eine zweite Reihenschaltung 40. Dann werden die erste Reihenschaltung 39 und die zweite Reihenschaltung 40 parallel geschaltet, wodurch die Brückenschaltung 38 entsteht.
Wie in dargestellt, sind ein Ausgang 31 der ersten Reihenschaltung 39 und ein Ausgang 32 der zweiten Reihenschaltung 40 jeweils mit einem Differenzverstärker (Amp) 43 verbunden. Ein Rückkopplungskreis 44, der den Differenzverstärker 43 enthält, ist mit der Brückenschaltung 38 verbunden. Der Rückkopplungskreis 44 umfasst z. B. einen Transistor (nicht dargestellt).
Die Widerstände 36 und 37 haben einen kleineren Temperaturkoeffizienten (TCR) als das Widerstandselement zur Durchflusserfassung 17 und das Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18. Zum Beispiel hat das Widerstandselement zur Durchflusserfassung 17 bei einer Erwärmung, die so gesteuert wird, dass sie um einen vorbestimmten Wert höher ist als eine vorbestimmte Umgebungstemperatur, einen vorbestimmten Widerstandswert Rs1. Zum Beispiel wird das Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18 so gesteuert, dass es bei der Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Widerstandswert Rs2 hat. Man beachte, dass der Widerstandswert Rs1 kleiner ist als der Widerstandswert Rs2. Der Widerstand 36, der zusammen mit dem Widerstandselement zur Durchflusserkennung 17 die erste Reihenschaltung 39 bildet, dient beispielsweise als Festwiderstand mit einem Widerstandswert R1, der dem Widerstandswert Rs1 des Widerstandselements zur Durchflusserkennung 17 entspricht. Der Widerstand 37, der zusammen mit dem Widerstandselement für die Temperaturkompensation 18 die zweite Reihenschaltung 40 bildet, dient als Festwiderstand mit einem Widerstandswert R2, der dem Widerstandswert Rs2 des Widerstandselements für die Temperaturkompensation 18 entspricht.
Da das Sensorelement 11 auf eine höhere Temperatur als die Umgebungstemperatur eingestellt ist, sinkt die Temperatur des Widerstandselements für die Durchflusserfassung 17 als Heizwiderstand als Reaktion auf den Empfang von Wind. Dadurch ändert sich das Potential am Ausgang 31 der ersten Reihenschaltung 39 mit dem darin angeschlossenen Widerstandselement zur Durchflusserfassung 17. Auf diese Weise wird ein Differenzausgang vom Differenzverstärker 43 erfasst. Auf der Grundlage des Differenzausgangs wird dann über die Rückkopplungsschaltung 44 eine Steuerspannung an das Widerstandselement zur Durchflusserkennung 17 angelegt. Auf der Grundlage einer Spannungsänderung, die für die Erwärmung des Widerstandselements für die Strömungserfassung 17 erforderlich ist, führt ein Mikrocomputer (nicht abgebildet) eine Umwandlung in Windgeschwindigkeit durch, so dass die Windgeschwindigkeit ausgegeben werden kann. Man beachte, dass beispielsweise der Mikrocomputer, die Widerstände und der Transistor auf der Oberfläche der Steuerplatine 8 installiert sind und über die Leitungsanschlüsse 19 und 20 mit den Sensorelementen 11 und 12 in elektrischer Verbindung stehen.
Das im Sensorelement 12 vorgesehene Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18 erfasst die Temperatur des Fluids selbst und kompensiert den Einfluss von Temperaturschwankungen des Fluids. Das Widerstandselement für die Temperaturkompensation 18, das wie oben beschrieben vorgesehen ist, ermöglicht die Reduzierung des Einflusses einer Veränderung der Temperatur des Fluids auf die Durchflusserfassung, was zu einer genauen Durchflusserfassung führt. Wie oben beschrieben, hat das Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18 einen ausreichend höheren Widerstand als das Widerstandselement zur Durchflusserfassung 17 und seine Temperatur ist nahe der Umgebungstemperatur eingestellt. Daher ändert sich das Potenzial am Ausgang 32 der zweiten Reihenschaltung 40, an die das Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18 angeschlossen ist, kaum, selbst wenn das Sensorelement 12 Wind erhält. Daher kann mit dem Potenzial am Ausgang 32 als Standardpotenzial das Differenzausgangssignal, das auf einer Änderung des Widerstands des Widerstandselements zur Durchflusserfassung 17 basiert, genau erfasst werden.
Die in dargestellte Schaltung ist beispielhaft und daher nicht einschränkend.
Wie in 3 bzw. 6 dargestellt, sind die Sensorelemente 11 und 12 in einem Gehäuseraum 25 angeordnet, der von dem Abdeckelement 2, dem Kappenelement 3 und dem Fremdkörpereindringschutznetz 4 umgeben ist. Außerdem sind die Leuchtdioden 13 in dem Gehäuseraum 25 (insbesondere im Gehäuseraum 2e des Abdeckteils 2) angeordnet.
Wie in 3 dargestellt, ist das Sensorelement 11 mit dem darin angeschlossenen Widerstandselement zur Strömungsdetektion 17 im Inneren des Netzes zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern (4) angeordnet, um den Wind ordnungsgemäß durch das Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern (4) zu empfangen. Wie in 3 dargestellt, befindet sich das Sensorelement 11 mit dem darin angeschlossenen Widerstandselement zur Strömungserfassung 17 unterhalb des Sensorelements 12 mit dem darin angeschlossenen Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18. In der Zwischenzeit ist das Sensorelement 12 mit dem darin angeschlossenen Widerstandselement zur Temperaturkompensation 18 in der Nähe des Deckels 6 angeordnet, d.h. es wird weniger leicht von Wind durch das Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern (4) durchströmt als das Widerstandselement zur Durchflusserkennung 17. Wie in der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht ein solcher Höhenunterschied zwischen dem Widerstandselement für die Strömungserfassung 17 und dem Widerstandselement für die Temperaturkompensation 18, dass das Widerstandselement für die Strömungserfassung 17 den Wind richtig aufnehmen kann.
Es ist zu beachten, dass die in 3 bzw. 6 gezeigte Anordnung der Sensorelemente 11 und 12 beispielhaft ist, so dass die Sensorelemente 11 und 12 mit einem seitlichen Abstand nebeneinander angeordnet sein können. Für die Fühlerelemente 11 und 12 können Chip-Widerstandselemente verwendet werden.
(Deckel 6)
Der Deckel 6 ist auf der in 6 gezeigten Unterseite der Abtastplatte 9 aufliegend angeordnet. In diesem Fall werden, wie in 4 dargestellt, die jeweiligen Hakenabschnitte 16a der zweiten Kupplungen 16, die an der Unterseite des Deckenteils 2a angeordnet sind, an der Außenkante des Deckels 6 befestigt, so dass der Deckel 6 an der Unterseite der Messplatine 9 befestigt ist.
Wie in den 3 und 4 dargestellt, hat der Deckel 6 die Öffnung 6a in seiner Mitte. Wenn der Deckel 6 auf der Unterseite der Abtastplatte 9 befestigt ist, werden die Abtastelemente 11 und 12 daher durch die Öffnung 6a nach unten vom Deckel 6 abstehend gehalten.
Wie in 4 dargestellt, ist das Schutzelement 7 in Verbindung mit dem Außenumfang der Öffnung 6a des Deckels 6 befestigt. Das Schutzelement 7 umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Säulenelementen 7a, die in nahezu regelmäßigen Abständen entlang des Außenumfangs der Öffnung 6a angeordnet sind, und einen Ringabschnitt 7b, der an den jeweiligen vorderen Enden der Säulenelemente 7a angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Säulenelemente 7a und der Ringteil 7b einstückig miteinander ausgebildet. Die Fühlerelemente 11 und 12 sind im Inneren des Schutzteils 7 angeordnet. Auf diese Weise können beim Zusammenbau der einzelnen Teile der Durchflussmessvorrichtung 1 Störungen verhindert werden, wie z. B. eine Beschädigung der Fühlerelemente 11 und 12 und eine Verschlechterung der Empfindlichkeit der Fühlerelemente 11 und 12 aufgrund einer Berührung der Fühlerelemente 11 und 12 durch Finger. Der Raum zwischen den einzelnen Säulenelementen 7a dient als Durchlass für den Wind, wodurch eine ordnungsgemäße Messung der Windgeschwindigkeit mit den Fühlerelementen 11 und 12 ermöglicht wird.
Vorzugsweise ist der Deckel 6 ein transparentes Element oder ein lichtdurchlässiges Element, so dass das Licht von jeder LED 13 durch den Deckel 6 nach unten geleitet werden kann. Es ist zu beachten, dass eine Betriebsart vorgesehen sein kann, bei der das Licht durch die Oberfläche des Abdeckelements 2 nach außen abgegeben wird, ohne nach unten zu gelangen, nämlich eine Betriebsart, bei der das Licht von der Seite nach oben geleitet wird. In diesem Fall kann der Deckel 6 ein undurchsichtiges Element sein, aber vorzugsweise ist die innere Fläche des Deckels 6 (nämlich die obere Fläche, die jeder LED 13 zugewandt ist) eine lichtreflektierende Fläche oder eine lichtstreuende Fläche.
<Kappenglied bzw. Kappenelement 3>
Wie in den 2 und 3 dargestellt, umfasst das Kappenelement 3 einen Bodenabschnitt 3a und einen Seitenwandabschnitt 3b, der am Außenumfang des Bodenabschnitts 3a ausgebildet ist. Der Außenumfang des Bodenabschnitts 3a ist kreisförmig und in Form und Größe identisch mit dem Außenumfang des Deckenabschnitts 2a des Abdeckelements 2, was jedoch keine Einschränkung darstellt.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, hat die Oberfläche (Oberseite) des unteren Teils 3a die Form eines Kegelstumpfes. Die geneigte Fläche 3a1 des Kegelstumpfs fungiert als lichtstreuende Fläche (lichtreflektierende Fläche), die das Licht in alle Richtungen reflektiert und streut.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, weist der Seitenwandabschnitt 3b in Umfangsrichtung auf seiner Oberseite eine Nut 3f auf, deren Breite das Einsetzen des Netzes 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern ermöglicht.
Das Kappenelement 3 ist hinsichtlich des Materials nicht beschränkt und kann daher transparent, lichtdurchlässig oder undurchsichtig sein. Insbesondere kann das Kappenelement 3 gefärbt und undurchsichtig sein, damit die geneigte Fläche 3a1 des Kegelstumpfs wie oben beschrieben als lichtstreuende Fläche fungiert.
Beachten Sie, dass bei einer Betriebsart, bei der das Kappenelement 3 durchlässig ist und Licht von den LEDs 13 durch die Unterseite des Kappenelements 3 nach unten abgegeben wird, das Kappenelement 3 vorzugsweise ein transparentes Element ist, das aus einem thermoplastischen Harz, wie Acrylharz oder Polycarbonatharz, oder aus Glas besteht.
<Fremdkörperschutznetz 4>
Der obere Teil und der untere Teil des Netzes 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern werden in die Nuten 2f bzw. 3f der Seitenwandteile 2b und 3b des Abdeckungselements 2 und des Kappenelements 3 eingesetzt. Auf diese Weise wird das Netz 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern zwischen dem Abdeckelement 2 und dem Kappenelement 3 befestigt.
Vorzugsweise ist das Netz 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern ein Maschenelement mit Maschen in Form einer Vielzahl von Durchgangslöchern. Das Netz 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern ist nicht auf ein bestimmtes Material beschränkt, besteht aber vorzugsweise aus einem Netz aus Vliesstoff oder Kunstharzmaterial.
Die Strömungsmesseinrichtung 1 nach der vorliegenden Ausführungsform kann durch das Abdeckelement 2 die Platineneinheit 5 z.B. vor Regen oder Schnee schützen. Darüber hinaus lässt das Netz 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern den Wind durch, während es gleichzeitig verhindert, dass beispielsweise Insekten in das Innere eindringen, so dass insbesondere die Sensorelemente 11 und 12, die freigelegt und abgestützt sind, in der Platineneinheit 5 vor dem Eindringen von Fremdkörpern, wie beispielsweise Insekten, geschützt werden können.
Wie oben beschrieben, ermöglicht die Struktur des Durchflussmessgeräts 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Verbesserung der Witterungsbeständigkeit und der Insektenresistenz.
<Serienstruktur von Durchflussmessgeräten>
Die in 1 dargestellte Durchflussmessvorrichtung 1 umfasst den Aufhängeabschnitt 2c an der Oberseite des Abdeckelements 2, so dass die Durchflussmessvorrichtung 1 hängend gehalten werden kann.
So kann z. B., wie in 8 dargestellt, eine Reihenschaltung vorgesehen sein, bei der eine Mehrzahl von Durchflussmessgeräten 1 durch Verschraubung an einem stabförmigen Träger 50 aufgehängt ist. In diesem Fall kann die Mehrzahl der in Reihe geschalteten Durchflussmessgeräte 1 jeweils gleich oder unterschiedlich aufgebaut sein.
Die Vielzahl der in Reihe geschalteten Durchflussmessgeräte 1 ermöglicht z. B. unterschiedliche Beleuchtungsleistungen.
<Durchflussmessgerät nach einer anderen Ausführungsform>
Die in 1 dargestellte Durchflussmessvorrichtung 1 umfasst das Abdeckungselement 2, das Kappenelement 3 und das zwischen dem Abdeckungselement 2 und dem Kappenelement 3 angeordnete Netz 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern. Wie in 9 dargestellt, kann jedoch die Unterseite des Abdeckteils 2 mit einem Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern 4 abgedeckt sein, ohne dass das Abdeckteil 3 vorhanden ist. Das heißt, dass gemäß der in 9 dargestellten Struktur einer Durchflussmessvorrichtung ein Netz 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern, das wie ein Gehäuse geformt ist, auf der Unterseite eines Abdeckelements 2 angeordnet ist, so dass das Netz 4 zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern, wie z. B. Insekten, das Eindringen von Fremdkörpern durch seine Seitenfläche oder Unterseite verhindert. Die in 9 dargestellte Struktur der Durchflussmessvorrichtung weist eine geringere Anzahl von Bauteilen auf als die in 1 dargestellte, was zu einer einfachen Struktur führt.
<Lichtemission mit LEDs>
In der Strömungsmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind LEDs 13 eingebaut, wobei das Licht der LEDs 13 außerhalb der Strömungsmessvorrichtung 1 abgestrahlt werden kann. In diesem Fall können die LEDs 13 auf der Grundlage der Messergebnisse der Windgeschwindigkeit von den Sensorelementen 11 und 12 Licht emittieren.
Die in 8 dargestellte Reihenstruktur der Durchflussmessgeräte 1 ermöglicht beispielsweise eine sequentielle Lichtemission der LEDs 13 in jedem Durchflussmessgerät 1 auf der Grundlage der Messergebnisse des Windes. Es ist zu beachten, dass der Modus der Lichtemission in geeigneter Weise eingestellt werden kann. Auf diese Weise kann eine Luftströmung visualisiert werden.
Wie in 3 dargestellt, ist das Kappenelement 3 mit der schrägen Fläche 3a1 als lichtstreuende Fläche versehen. Wie in 10A dargestellt, wird das von jeder LED 13 nach unten abgestrahlte Licht L1 von der schrägen Fläche 3a1 reflektiert, so dass das Licht L1 über den Umfang der Durchflussmessvorrichtung 1 nach außen abgegeben werden kann. Wie in 10A dargestellt, leuchtet hauptsächlich die Seitenfläche der Durchflussmessvorrichtung 1.
Alternativ dazu kann, wie in 10B dargestellt, das von jeder LED 13 nach unten abgestrahlte Licht L2 direkt durch das Kappenelement 3 nach unten abgegeben werden. Wie in 10B gezeigt, leuchtet hauptsächlich die Unterseite der Durchflussmessvorrichtung 1. Wie aus 10B hervorgeht, ist vorzugsweise bei einem transparenten Kappenelement 3 eine Struktur vorgesehen, die eine Verhinderung der Lichtreflexion im Inneren des Kappenelements 3 ermöglicht.
Wie in 10C dargestellt, kann z. B. das Licht L3 jeder LED 13 nach der Reflexion innerhalb des Abdeckungselements 2 nach oben durch das Abdeckungselement 2 ausgegeben werden.
Aufgrund einer Vielzahl von Kombinationen der in den 10A bis 10C dargestellten Richtungen der Lichtemission kann beispielsweise eine Struktur vorgesehen werden, die eine Beleuchtung von der Seitenfläche zur Unterseite der Durchflussmessvorrichtung 1 ermöglicht, eine Struktur, die eine Beleuchtung von der Seitenfläche zur Oberseite der Durchflussmessvorrichtung 1 ermöglicht, und eine Struktur, die eine Beleuchtung der gesamten Durchflussmessvorrichtung 1 ermöglicht.
Die Durchflussmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeichnet sich durch Witterungsbeständigkeit und Insektenresistenz aus und ist daher für den Außeneinsatz geeignet. Natürlich kann die Durchflussmessvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auch in Innenräumen verwendet werden. Zum Beispiel kann die Durchflussmessvorrichtung 1 für die Lichtleistung, wie z.B. Beleuchtung, oder ein Analysegerät verwendet werden.
Die oben beschriebenen Sensorelemente 11 und 12 dienen jeweils als Windgeschwindigkeitssensor, können aber auch als Sensor dienen, der in der Lage ist, eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit eines Ziels zu erfassen, das ein Gas- oder Flüssigkeitsstrom, wie z. B. Wasser, ist, anstatt der Windgeschwindigkeit.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ermöglicht die vorliegende Erfindung die Anordnung eines Sensorelements und eines lichtemittierenden Elements und darüber hinaus verschiedene Anwendungen wie Anzeigemodi und Anwendungen zur Analyse mit Durchflusserkennung, unabhängig von der Verwendung im Innen- oder Außenbereich.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-166533 , die am 12. September 2019 eingereicht wurde. Der gesamte Inhalt dieser Anmeldung wird hier durch Bezugnahme aufgenommen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP H953967 A [0004]
JP 2019166533 [0069]

Claims

Durchflussmessvorrichtung, umfassend: ein Abdeckelement; ein Kappenelement, das unterhalb des Abdeckelements angeordnet ist; ein Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern, das einen Raum zwischen dem Abdeckungselement und dem Kappenelement umgibt; ein lichtemittierendes Element, das in einem Gehäuseraum angeordnet ist, der von dem Abdeckelement, dem Kappenelement und dem Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern umgeben ist; und ein Sensorelement, das im Inneren des Netzes zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern im Gehäuseraum angeordnet ist, wobei das Sensorelement ein wärmeempfindliches Widerstandselement enthält.
Durchflussmessgerät nach Anspruch 1, bei dem das Kappenelement eine Innenfläche aufweist, die als lichtstreuende Fläche oder als lichtreflektierende Fläche dient.
Durchflussmessgerät nach Anspruch 1, bei dem das Netz zur Verhinderung des Eindringens von Fremdkörpern anstelle des Kappenelements eine Unterseite des Abdeckelements bedeckt.
Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Abdeckungselement einen hängenden Teil aufweist, der eine Unterstützung beim Aufhängen ermöglicht.
Durchflussmessvorrichtung nach Anspruch 4, bei dem eine Vielzahl der Durchflussmessvorrichtungen über den hängenden Teil jeder der Vielzahl der Durchflussmessvorrichtungen in Reihe geschaltet ist.
Durchflussmessgerät nach Anspruch 5, bei dem das lichtemittierende Element auf einer Platine angeordnet ist und die Platine in dem Gehäuseraum so angeordnet ist, dass das lichtemittierende Element nach unten zeigt.
Durchflusssensor nach Anspruch 1, bei dem das Sensorelement durch einen Leitungsdraht gehalten wird, der von einer Seite herabhängt, an der sich ein Deckenabschnitt des Abdeckelements befindet.