JP2001183193A - Flow-rate measuring apparatus and liquid-chemical feed device using it - Google Patents

Flow-rate measuring apparatus and liquid-chemical feed device using it

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JP2001183193A
JP2001183193A JP37119599A JP37119599A JP2001183193A JP 2001183193 A JP2001183193 A JP 2001183193A JP 37119599 A JP37119599 A JP 37119599A JP 37119599 A JP37119599 A JP 37119599A JP 2001183193 A JP2001183193 A JP 2001183193A
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JP
Japan
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flow rate
flow
upstream
downstream
movable portion
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JP37119599A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Kuriyama
弘 栗山
Masao Okamura
正夫 岡村
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow-rate measuring apparatus which has a comparatively simple structure as a sensor part, in which the processing circuit of a detection signal can be constituted simply, which can be miniaturized easily and by which a flow rate can be detected with good responsivity, stably and surely and to provide a flow-rate measuring apparatus whose detecting sensitivity and detecting accuracy are sufficient when used for a liquid-chemical feed device used to inject a liquid chemical in a trace amount. SOLUTION: When a fluid passes an upstream-side opening member 112, a pressure receiving member 113 and a downstream-side opening member 114, the moving electrode 113a of the pressure receiving member 113 receives a pressure from a jet stream to be spouted from the opening part 112a of the upstream-side opening member 112, and the jet stream bends a connection part 113b so as to be moved to the downstream side. The displacement amount of the moving electrode 113c is found on the basis of an interelectrode electric resistance value detected by a flow-rate measuring circuit.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は流量測定装置及びこ
れを用いた薬液供給装置に係り、特に、極めて微量の液
体の流量を測定する場合に好適な流量測定装置の構造及
び測定方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate measuring device and a chemical liquid supply device using the same, and more particularly to a structure and a measuring method of a flow rate measuring device suitable for measuring a very small flow rate of a liquid.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に、医療用の薬液を体内に注入する
ための薬液供給装置においては、薬液収納部から薬液を
送り出すための送液部と、該送液部によって送り出され
た薬液の流量等を検出する検出部と、この検出部の検出
結果に基づいて送液部の動作状態を制御する制御部とを
有し、薬液注入の安定性と安全性とを確保するための制
御機能及び安全機能を備えたものが開発されている。こ
れら従来の薬液供給装置における検出部に用いられる流
量センサとしては、電磁式センサ、超音波式センサ、熱
式センサ、差圧式センサ等が用いられ、或いは提案され
ている。2. Description of the Related Art In general, in a liquid medicine supply device for injecting a liquid medicine for medical use into a body, a liquid sending section for sending a liquid medicine from a liquid medicine storage section, a flow rate of the liquid medicine sent by the liquid sending section, and the like. And a control unit for controlling the operation state of the liquid supply unit based on the detection result of the detection unit, and a control function and safety for ensuring the stability and safety of the liquid injection. Those with functions are being developed. Electromagnetic sensors, ultrasonic sensors, thermal sensors, differential pressure sensors, and the like have been used or proposed as flow rate sensors used for the detection units in these conventional chemical liquid supply devices.

【０００３】一方、近年、治療中の患者の行動を妨げな
いために、或いは、患者の帰宅や社会復帰を実現するた
めに、携帯型の薬液供給装置の必要性が高まっている。
携帯型の薬液供給装置においては、患者の体に容易に取
付固定できる程度の小型化及び軽量化が必要であり、そ
のための小型・軽量の送液ポンプや流量測定装置が必要
とされる。[0003] On the other hand, in recent years, there has been an increasing need for a portable chemical liquid supply device so as not to hinder the behavior of a patient during treatment, or to return the patient to home or return to society.
In the case of a portable chemical liquid supply device, it is necessary to reduce the size and weight so that it can be easily attached and fixed to a patient's body, and for that purpose, a small and lightweight liquid sending pump and a flow rate measuring device are required.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の薬液供給装置においては、流量測定装置の測定能力
が装置の小型化に必ずしも十分に対応できず、また、装
置の小型化や軽量化に応じた流量測定装置の小型化が必
ずしも十分に達成されているとは言えないという問題点
があった。However, in the above-mentioned conventional chemical liquid supply device, the measuring capability of the flow rate measuring device cannot always sufficiently cope with the miniaturization of the device, and the measurement capability of the flow rate measuring device does not always correspond to the miniaturization and weight reduction of the device. In addition, there has been a problem that miniaturization of the flow rate measuring device has not always been sufficiently achieved.

【０００５】例えば、電磁式センサや超音波式センサに
おいては、薬液の流量を検出するセンサ自体の構造が複
雑であったり、センサからの検出信号を処理する信号処
理回路が複雑であったりするために現状以上の小型化を
図ることが困難である。一方、熱式センサは一般的に応
答速度が遅く、応答速度を改善しようとするとセンサ構
造が複雑になるという欠点がある。さらに、差圧式セン
サにおいては、温度によって大きく変化する薬液の粘度
に検出値が依存するため、薬液の種類を変える度に検出
値の更正が必要であり、温度補償も必要になる。また、
検出感度もまた薬液の種類によってばらつきやすい。そ
して、これらの従来の流量センサでは、きわめて細い輸
液チューブにおいてきわめて微量に注入される薬液の流
量を検出する場合に、検出感度や検出精度の面で不十分
な点があるという問題点もある。For example, in an electromagnetic sensor or an ultrasonic sensor, the structure of the sensor itself for detecting the flow rate of the chemical solution is complicated, and the signal processing circuit for processing a detection signal from the sensor is complicated. In addition, it is difficult to reduce the size more than the current situation. On the other hand, the thermal sensor generally has a low response speed, and there is a disadvantage that the sensor structure becomes complicated if the response speed is to be improved. Further, in the differential pressure sensor, since the detection value depends on the viscosity of the chemical solution which greatly changes depending on the temperature, it is necessary to correct the detection value every time the type of the chemical solution is changed, and temperature compensation is also required. Also,
The detection sensitivity also tends to vary depending on the type of the chemical. In addition, these conventional flow rate sensors have a problem in that when detecting the flow rate of a very small amount of a medicinal solution injected into a very thin infusion tube, there are insufficient detection sensitivity and detection accuracy.

【０００６】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、上記従来の流量センサとは異なる
検出原理を用いたセンサ及び検出方法を用いることによ
り、センサ部として比較的簡易な構造を有するとともに
検出信号の処理回路が簡単に構成可能なために小型化が
容易であって、しかも、応答性が良好で安定且つ確実に
流量を検出することができる流量測定装置、特に、微量
の薬液を注入するための薬液供給装置に用いる場合に充
分な検出感度及び検出精度を備えた流量測定装置を提供
することにある。Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has as its object to use a sensor and a detection method using a detection principle different from that of the above-mentioned conventional flow sensor, so that a relatively simple sensor unit can be used. A flow measurement device that has a structure and can easily configure a detection signal processing circuit that can be easily configured to be small, and has a good responsiveness and that can detect a flow rate stably and reliably. An object of the present invention is to provide a flow rate measuring device having sufficient detection sensitivity and detection accuracy when used in a drug solution supply device for injecting a drug solution.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の流量測定装置は、流体経路中に配置され、該
流体経路の流通断面を制限するように構成された、上流
側開口を備えた上流側構造部と、該上流側構造部の下流
側の、前記上流側開口に対応した位置に配置され、前記
上流側開口により生ずる噴流の圧力に応じて下流側へ変
位するように構成された可動部及び該可動部の周囲に下
流側へ流体が通過可能な流通領域を備えた受圧構造部
と、前記可動部の下流側への変位量を検出する変位検出
手段とを有し、検出された前記可動部の変位量に基づい
て流体の流量を求めるように構成されていることを特徴
とする。In order to solve the above-mentioned problems, a flow measuring device according to the present invention has an upstream opening arranged in a fluid path and configured to restrict a flow cross section of the fluid path. An upstream structure provided with a structure arranged so as to be displaced downstream in accordance with the pressure of a jet generated by the upstream opening, disposed at a position downstream of the upstream structure corresponding to the upstream opening. A pressure receiving structure portion provided with a flow area through which a fluid can pass to the downstream side around the movable portion and the movable portion, and a displacement detection unit that detects a displacement amount of the movable portion to the downstream side, The apparatus is characterized in that the flow rate of the fluid is obtained based on the detected displacement amount of the movable part.

【０００８】この発明によれば、上流側構造部によって
流体経路の流通断面が制限されて上流側開口から噴流が
発生し、この噴流によって受圧構造部の可動部が圧力を
受けて下流側へ変位するように構成されていることによ
り、流体経路中の流体の流量（流速或いは運動量）に応
じて可動部の変位量が変化するため、この変位量を変位
検出手段によって検出することにより、流体の流量を測
定することができる。According to the present invention, the flow section of the fluid path is restricted by the upstream structure, and a jet is generated from the upstream opening, and the movable portion of the pressure receiving structure receives pressure by the jet to be displaced downstream. Since the displacement amount of the movable portion changes in accordance with the flow rate (flow velocity or momentum) of the fluid in the fluid path, the displacement amount is detected by the displacement detection means. The flow rate can be measured.

【０００９】ここで、噴流を形成する上流側開口の開口
径或いは開口径に相当する寸法（開口面積の１／２乗）
をｄ0、上流側開口から可動部までの標準距離をｂとす
れば、可動部の径若しくは当該径に相当する寸法（可動
部表面積の１／２乗）は、５・（０．６ｄ0）3/2・ｂー
1/2以上であることが好ましい。この場合には、上流側
開口から生ずる噴流の流れ方向をほぼ完全に変えること
ができるとともに、可動部の径が大きくなることによっ
て可動部の周囲に形成された流通領域における流体の流
速もまた低下するので、可動部の変位量に対する流体の
粘度若しくは粘性抵抗の影響を低減することができるか
ら、可動部の変位量と噴流の運動量との相関が強くな
り、流体の種類、粘性、温度等に依らず正確な流量測定
を行うことが可能になる。Here, the opening diameter of the upstream opening forming the jet flow or a dimension corresponding to the opening diameter (1/2 power of the opening area)
Is d 0 and the standard distance from the upstream opening to the movable part is b, the diameter of the movable part or a dimension corresponding to the diameter (1/2 power of the movable part surface area) is 5 · (0.6d 0 3/2・ b ー
Preferably it is 1/2 or more. In this case, the flow direction of the jet generated from the upstream opening can be almost completely changed, and the flow velocity of the fluid in the flow area formed around the movable part also decreases due to the increase in the diameter of the movable part. Since the influence of the viscosity or viscous resistance of the fluid on the displacement of the movable part can be reduced, the correlation between the displacement of the movable part and the momentum of the jet becomes stronger, and the type, viscosity, temperature, etc. of the fluid It is possible to perform accurate flow measurement regardless of the above.

【００１０】本発明において、前記受圧構造部は、前記
可動部と、前記可動部の周囲に間隔を持って形成され固
定された周縁部と、該周縁部と前記可動部との間に接続
された弾性変形可能な接続部とが一体に構成されたもの
であることが好ましい。この発明によれば、受圧構造部
が、可動部と、固定された周縁部と、弾性変形可能な接
続部とが一体に構成されたものであることにより、セン
サ構造を容易に組み立てることができるとともに小型化
可能であり、特に小径の流体経路の途中に設ける場合に
好適である。In the present invention, the pressure receiving structure portion is connected to the movable portion, a peripheral portion formed around the movable portion with a space therebetween and fixed, and connected between the peripheral portion and the movable portion. It is preferable that the elastically deformable connection portion is integrally formed. According to the present invention, the sensor structure can be easily assembled because the pressure receiving structure portion is configured integrally with the movable portion, the fixed peripheral portion, and the elastically deformable connection portion. In addition, it can be reduced in size, and is particularly suitable when provided in the middle of a small-diameter fluid path.

【００１１】この場合にはさらに、上記受圧構造部を、
上記可動部、周縁部及び接続部を有する平面パターンに
形成してなる単一の薄板状素材で構成することが量産性
を向上させ、製造コストを低減する上で好ましい。平面
パターンを形成する方法としては、フォトリソグラフィ
法（エッチング）、ワイヤカット加工、プレス加工を用
いることが望ましい。この場合、上流側構造部もまた薄
板状素材で形成し、上流側構造部と上記の受圧構造部と
の間に開口部を備えた介挿材を挟み込んだ構造とするこ
とが好ましい。この構造は、下記の下流側構造部をも薄
板状素材で形成した場合、上記介挿材を下流側構造部と
受圧構造部との間にも介在させることが好ましく、ま
た、上流側構造部、受圧部材及び下流側構造部を導電体
で構成する場合には、介挿材を絶縁性のシート（樹脂フ
ィルム）とすることが望ましい。[0011] In this case, the pressure receiving structure may further include:
It is preferable to use a single thin plate-shaped material formed in a flat pattern having the movable portion, the peripheral portion, and the connection portion in order to improve mass productivity and reduce manufacturing costs. As a method of forming a plane pattern, it is desirable to use a photolithography method (etching), a wire cut process, and a press process. In this case, it is preferable that the upstream-side structural portion is also formed of a thin plate-shaped material, and a structure in which an insertion member having an opening is sandwiched between the upstream-side structural portion and the above-described pressure receiving structure portion. In this structure, when the downstream structure described below is also formed of a thin plate-shaped material, it is preferable that the interposer is also interposed between the downstream structure and the pressure receiving structure, and the upstream structure is In the case where the pressure receiving member and the downstream structural portion are made of a conductor, it is desirable that the interposer be an insulating sheet (resin film).

【００１２】本発明において、前記接続部は、前記可動
部の周囲を周回する方向に延長した形状を備えているこ
とが好ましい。この発明によれば、接続部が可動部の周
囲を周回する方向に延長した形状を備えていることによ
り、受圧構造部のサイズを拡大することなく、したがっ
てセンサの大型化を招くことなく、接続部を長く形成す
ることができるので可動部の変位量を大きくすることが
できるため、流量の検出感度を高めることができる。ま
た、接続部がその延長範囲にわたって可動部の周囲の広
い範囲で弾性変形することが可能になるので、可動部の
表面が傾斜するなどの、噴流の流下方向に対する可動部
の姿勢変化を低減することができるため、流量の検出誤
差を低減することができる。In the present invention, it is preferable that the connecting portion has a shape extending in a direction of orbiting around the movable portion. According to the present invention, since the connection portion has a shape extending in the direction of orbiting the periphery of the movable portion, the connection can be performed without increasing the size of the pressure receiving structure portion, and thus without increasing the size of the sensor. Since the length of the portion can be increased, the displacement of the movable portion can be increased, so that the flow rate detection sensitivity can be increased. In addition, since the connecting portion can be elastically deformed in a wide range around the movable portion over the extended range, the posture change of the movable portion in the downflow direction of the jet flow, such as the inclined surface of the movable portion, is reduced. Therefore, the detection error of the flow rate can be reduced.

【００１３】なお、上記各発明において複数の接続部を
設ける場合、可動部の周囲に回転対象となる形状に接続
部を形成することが可動部の変位時の姿勢を安定化させ
るために好ましい。また、周縁部と可動部との間の間隙
によって形成される流通領域の幅は、流体の粘度や表面
張力を勘案して決定することが好ましい。流通領域の幅
が狭すぎると流体の粘性抵抗が測定に大きく影響するよ
うになり、また、液体である流体中に気泡が混入した場
合、液体の表面張力によって気泡が流通領域を閉鎖し、
液体の流通を妨げる恐れがあるからである。When a plurality of connecting portions are provided in each of the above inventions, it is preferable to form the connecting portions around the movable portion in a shape to be rotated so as to stabilize the posture of the movable portion at the time of displacement. Further, it is preferable that the width of the flow area formed by the gap between the peripheral portion and the movable portion is determined in consideration of the viscosity and the surface tension of the fluid. If the width of the flow area is too narrow, the viscous resistance of the fluid will greatly affect the measurement, and if air bubbles are mixed in the liquid fluid, the air bubbles will close the flow area due to the surface tension of the liquid,
This is because there is a risk of obstructing the flow of the liquid.

【００１４】本発明において、前記受圧構造部の下流側
に前記上流側構造部と略等しい寸法形状の下流側開口を
備えた下流側構造部が配置されていることが好ましい。
この発明によれば、受圧構造部の下流側にも下流側構造
部が配置され、そこに下流側開口が形成されていること
により、流体の流通方向に拠らずに流量測定を行うこと
ができる。In the present invention, it is preferable that a downstream structure having a downstream opening having substantially the same size and shape as the upstream structure is disposed downstream of the pressure receiving structure.
According to the present invention, the downstream structure portion is also arranged on the downstream side of the pressure receiving structure portion, and the downstream opening is formed therein, so that the flow rate measurement can be performed regardless of the flow direction of the fluid. it can.

【００１５】本発明において、前記上流側構造部と前記
可動部とは共に少なくとも一部が導電体からなり、前記
変位検出手段は、前記上流側構造部と前記可動部との間
の電気的特性値によって前記可動部の変位量を得るよう
に構成されていることが好ましい。In the present invention, at least a part of both the upstream structure portion and the movable portion are made of a conductor, and the displacement detecting means is provided with an electric characteristic between the upstream structure portion and the movable portion. It is preferable that the displacement of the movable portion is obtained based on the value.

【００１６】本発明において、前記変位検出手段は、前
記上流側構造部と前記可動部との間の等価回路定数を測
定するための測定回路を有し、測定された前記等価回路
定数の値によって前記可動部の変位量を得るように構成
されていることが好ましい。In the present invention, the displacement detecting means has a measuring circuit for measuring an equivalent circuit constant between the upstream structural portion and the movable portion, and the displacement detecting means detects the equivalent circuit constant based on a value of the measured equivalent circuit constant. It is preferable to be configured to obtain the displacement amount of the movable part.

【００１７】本発明において、前記測定回路は、前記等
価回路定数に応じた発振周期若しくは発振周波数を生ず
る発振回路部と、該発振回路部の前記発振周期若しくは
発振周波数を測定する発振測定手段とを有することが望
ましい。等価回路定数に応じた発振周期を生ずる発振回
路部の発振周期を測定することにより、上流側構造部と
可動部との間に高電圧を印加することなく、しかも高い
応答速度で等価回路定数を求めることが可能になる。In the present invention, the measurement circuit includes an oscillation circuit section that generates an oscillation cycle or an oscillation frequency according to the equivalent circuit constant, and an oscillation measuring unit that measures the oscillation cycle or the oscillation frequency of the oscillation circuit section. It is desirable to have. By measuring the oscillation cycle of the oscillation circuit section that generates an oscillation cycle according to the equivalent circuit constant, the equivalent circuit constant can be set at a high response speed without applying a high voltage between the upstream structure section and the movable section. It is possible to ask.

【００１８】本発明において、前記流体は電解液であ
り、前記等価回路定数は電気抵抗値であることが好まし
い。流体が電解液である場合には、少なくとも一部が導
電体である上流側構造部及び可動部と電解液との間に電
気二重層が形成され、この電気二重層の静電容量は、流
体の電気伝導度、温度、電極間の印加電圧等に応じて変
化しやすい一方、上流側構造部と可動部との間の間隔に
はほとんど影響しない。ところが、両者間に介在する電
解液の電気抵抗値は上流側構造部と可動部との間の距離
にほぼ比例するとともに、他の条件には影響を受けにく
いため、電気抵抗値を測定することによって可動部の変
位量を容易且つ確実に求めることが可能になる。この場
合に、上流側構造部及び可動部の流体への溶出や流体の
電気分解を発生させないためには、上流側構造部及び可
動部の表面に形成された電気二重層を破壊することのな
い電圧範囲で両者間の抵抗値を測定することが好まし
い。また、電気二重層の等価容量による影響を低減する
ために、当該等価容量よりも小さい（好ましくは１／１
００以下）の補償用の静電容量を接続することが望まし
い。また、上記の電気抵抗値を簡易且つ小型化可能な装
置にて検出するには、当該電気抵抗値を発振回路部に接
続して発振周波数や発振周期を測定し、これらの値から
発振回路の回路定数を決定する上述の方法を採用するこ
とが好ましい。In the present invention, the fluid is preferably an electrolytic solution, and the equivalent circuit constant is preferably an electric resistance value. When the fluid is an electrolytic solution, an electric double layer is formed between the electrolytic solution and the upstream structure portion and the movable portion, at least a portion of which is a conductor, and the electric double layer has a capacitance of the fluid. Although it is easy to change according to the electrical conductivity, temperature, applied voltage between the electrodes, etc., it hardly affects the distance between the upstream structure part and the movable part. However, the electrical resistance of the electrolyte interposed between them is almost proportional to the distance between the upstream structure and the movable part, and it is hardly affected by other conditions. This makes it possible to easily and reliably determine the displacement amount of the movable part. In this case, the electric double layer formed on the surfaces of the upstream structure and the movable part is not destroyed so that the upstream structure and the movable part do not elute into the fluid or electrolyze the fluid. It is preferable to measure the resistance value between the two in the voltage range. In order to reduce the effect of the equivalent capacitance of the electric double layer, the equivalent capacitance is smaller than the equivalent capacitance (preferably 1/1).
(Less than 00) is desirably connected. Further, in order to detect the above electric resistance value with a device which can be simplified and miniaturized, the electric resistance value is connected to an oscillation circuit section, and an oscillation frequency and an oscillation cycle are measured. It is preferable to employ the above-described method for determining the circuit constant.

【００１９】本発明において、前記受圧構造部の下流側
には、前記上流側構造部と略等しい構造の下流側構造部
が配置され、前記変位検出手段は、前記上流側構造部と
前記可動部との間の電気的特性値と、前記下流側構造部
と前記可動部との間の電気的特性値とを対照して前記可
動部の変位量を得るように構成されていることが好まし
い。この発明によれば、上流側構造部と受圧構造部との
間の電気的特性値と、受圧構造部と下流側構造部との間
の電気的特性値とを対照して、可動部の変位量を得るよ
うに構成していることから、流体自体の電気的特性（例
えば電気伝導度）に起因する測定量の影響を低減若しく
は排除することができ、可動部の変位量をより正確に求
めることが可能になる。In the present invention, a downstream structure having a structure substantially equal to that of the upstream structure is disposed downstream of the pressure receiving structure, and the displacement detecting means includes the upstream structure and the movable unit. It is preferable to obtain a displacement amount of the movable part by comparing an electrical characteristic value between the movable part and the electrical characteristic value between the downstream structure part and the movable part. According to the present invention, the electric characteristic value between the upstream structure portion and the pressure receiving structure portion is compared with the electric characteristic value between the pressure receiving structure portion and the downstream structure portion, and the displacement of the movable portion is changed. Since it is configured to obtain the amount, it is possible to reduce or eliminate the influence of the measured amount due to the electrical characteristics (for example, electric conductivity) of the fluid itself, and to obtain the displacement amount of the movable part more accurately. It becomes possible.

【００２０】なお、本発明の好ましい態様としては、上
流側構造部と可動部との間の等価回路に接続させた発振
回路部と、下流側構造部と可動部との間の等価回路に接
続させた発振回路部とを発振させてその発振周期若しく
は発振周波数を測定し、これらの測定結果から上流側構
造部と可動部との間及び下流側構造部と可動部との間の
等価抵抗値を求め、この等価抵抗値から可動部の変位量
に相当する流量データを求める。この場合、参照抵抗を
接続させた発振回路部を発振させて測定した発振周期若
しくは発振周波数を上記流量データに対する更正用デー
タとして用いることが好ましい。また、上記の上流側構
造部と可動部との間の等価回路と、下流側構造部と可動
部との間の等価回路とを切換えて共通の発振回路部に接
続するスイッチング手段を設けることが回路構成の簡易
化を図る上で好ましい。この場合、スイッチング手段は
さらに参照抵抗をも上記の発振回路部に接続可能に構成
されていることが望ましい。なお、参照抵抗は抵抗値の
異なるものを２つ以上設けることが好ましい。このよう
に構成することによって、回路素子の温度補償を行う必
要がなく、流体の電気伝導度、電源電圧の変動等にも影
響されずに等価抵抗値或いは可動部の変位量を求めるこ
とができる。In a preferred embodiment of the present invention, the oscillation circuit is connected to an equivalent circuit between the upstream structure and the movable part, and the oscillation circuit is connected to an equivalent circuit between the downstream structure and the movable part. The oscillation cycle or oscillation frequency is measured by oscillating the oscillated circuit section, and the equivalent resistance value between the upstream structure section and the movable section and between the downstream structure section and the movable section is measured based on the measurement results. Is calculated, and flow rate data corresponding to the displacement amount of the movable portion is obtained from the equivalent resistance value. In this case, it is preferable to use the oscillation cycle or oscillation frequency measured by oscillating the oscillation circuit unit to which the reference resistor is connected as correction data for the flow rate data. Further, it is possible to provide a switching means for switching between the equivalent circuit between the upstream structure section and the movable section and the equivalent circuit between the downstream structure section and the movable section and connecting to an common oscillation circuit section. This is preferable in simplifying the circuit configuration. In this case, it is desirable that the switching means be configured so that a reference resistor can be further connected to the oscillation circuit section. Note that it is preferable to provide two or more reference resistors having different resistance values. With this configuration, it is not necessary to perform temperature compensation for the circuit element, and the equivalent resistance value or the displacement amount of the movable portion can be obtained without being affected by the electric conductivity of the fluid, the fluctuation of the power supply voltage, and the like. .

【００２１】次に、本発明の薬液供給装置は、上記各項
に記載された流量測定装置と、前記流体経路中に薬液を
流通させる送液装置と、前記流量測定装置によって求め
られた前記流体経路中の薬液の流量に応じて前記送液装
置の作動状態を制御する制御装置とを有することを特徴
とする。Next, the chemical liquid supply device of the present invention comprises a flow rate measuring device described in each of the above items, a liquid feeding device for flowing a chemical solution through the fluid path, and the fluid flow rate determined by the flow rate measuring device. A control device that controls an operation state of the liquid feeding device according to a flow rate of the chemical solution in the path.

【００２２】本発明において、前記制御装置は、前記流
量測定装置の測定動作を制御するための計測制御部と共
通なマイクロプロセッサユニットによって構成されてい
ることが好ましい。In the present invention, the control device is preferably constituted by a microprocessor unit common to a measurement control unit for controlling a measurement operation of the flow measurement device.

【００２３】[0023]

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る流量測定装置の実施形態について詳細に説明す
る。図１は本実施形態の流量測定装置におけるセンサ部
の構造を示すためのセンサ部の断面図（ａ）及びセンサ
部をハウジングに収容した状態を示す斜視図（ｂ）であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a flow measuring device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a sectional view (a) of the sensor unit for showing the structure of the sensor unit in the flow rate measuring device of the present embodiment, and a perspective view (b) showing a state where the sensor unit is housed in a housing.

【００２４】このセンサ部１００は、円筒状等の概略形
状を有する検出容器１１０と、この検出容器１１０の両
側に接続された一対の接続管１２１と、検出容器１１０
を収容するハウジング１２２とを備えている。検出容器
１１０の内部には一対の接続管１２１に連通する流通路
１１１が形成されている。この流通路１１１において
は、一対の接続管１２１が接続される両側の流通端部１
１１ａが小径に構成され、これら一対の流通端部１１１
ａの間には、流通端部１１１ａよりも大径に構成された
拡径部１１１ｂが設けられている。この拡径部１１１ｂ
に臨むように、検出容器１１０の軸線方向略中央部には
ステンレス鋼等の導電体からなる上流側開口部材１１
２、受圧部材１１３及び下流側開口部材１１４がポリイ
ミド樹脂等の絶縁体フィルムからなるリング状の介挿材
１１５，１１６を介して取り付けられている。これらの
各部材は検出容器１１０によって狭圧保持されるように
取り付けられていてもよく、また、これらの各部材同士
及び検出容器１１０との間が接着固定されていてもよ
い。The sensor unit 100 includes a detection container 110 having a general shape such as a cylindrical shape, a pair of connecting pipes 121 connected to both sides of the detection container 110,
And a housing 122 for accommodating the same. A flow passage 111 communicating with the pair of connection pipes 121 is formed inside the detection container 110. In this flow passage 111, the flow end portions 1 on both sides to which the pair of connection pipes 121 are connected.
11a is configured to have a small diameter, and
Between a and a, there is provided an enlarged-diameter portion 111b configured to have a larger diameter than the flow end portion 111a. This enlarged diameter portion 111b
, An upstream opening member 11 made of a conductor such as stainless steel is provided substantially at the center of the detection container 110 in the axial direction.
2. The pressure receiving member 113 and the downstream opening member 114 are attached via ring-shaped inserts 115 and 116 made of an insulating film such as a polyimide resin. Each of these members may be attached so as to be held under a narrow pressure by the detection container 110, and each of these members and between the detection container 110 and the detection container 110 may be bonded and fixed.

【００２５】受圧部材１１３は、図２（ａ）に示すよう
に、略リング状の周縁枠部１１３ａと、この周縁枠部１
１３ａの内縁２箇所から伸びる一対の接続部１１３ｂ
と、接続部１１３ｂに接続された円形の可動電極１１３
ｃと、周縁枠部１１３ａの外縁から伸びる端子部１１３
ｄとを備えた薄板形状（箔形状）に形成されている。接
続部１１３ｂは共に可動電極１１３ｃの周囲を周回方向
に延長した後に可動電極１１３ｃに連結されている。こ
の受圧部材１１３は、例えば、フォトリソグラフィ法に
よる微細エッチング処理等のパターニング技術を用いて
形成される。As shown in FIG. 2A, the pressure receiving member 113 includes a substantially ring-shaped peripheral frame portion 113a and the peripheral frame portion 1a.
A pair of connecting portions 113b extending from two inner edges of 13a
And the circular movable electrode 113 connected to the connection portion 113b
c and a terminal portion 113 extending from an outer edge of the peripheral frame portion 113a.
and d is formed in a thin plate shape (foil shape). The connecting portions 113b are connected to the movable electrode 113c after extending around the movable electrode 113c in the circumferential direction. The pressure receiving member 113 is formed by using a patterning technique such as a fine etching process by a photolithography method.

【００２６】また、上流側開口部材１１２及び下流側開
口部材１１４は、図２（ｂ）に示すように、中央に微細
な開口部１１２ａ（１１４ａ）を備えた円盤状の固定電
極１１２ｂ（１１４ｂ）と、この固定電極１１２ｂ（１
１４ｂ）の外縁から伸びる端子部１１２ｃ（１１４ｃ）
とを備えた薄板形状（箔形状）に形成されている。これ
らの開口部材もまた上記受圧部材１１３と同じ方法で形
成される。As shown in FIG. 2B, the upstream opening member 112 and the downstream opening member 114 have a disk-shaped fixed electrode 112b (114b) having a fine opening 112a (114a) at the center. And the fixed electrode 112b (1
Terminal portion 112c (114c) extending from the outer edge of 14b)
And is formed in a thin plate shape (foil shape). These opening members are also formed in the same manner as the pressure receiving member 113.

【００２７】なお、上記上流側開口部材１１２、受圧部
材１１３及び下流側開口部材１１４の各端子１１２ｃ，
１１３ｄ，１１４ｃは検出容器１１０の外側に突出し、
ハウジング１２２の開口部を通して外部に引き出され、
後述する流量測定回路に導電接続されている。Each of the terminals 112c, 112c, of the upstream opening member 112, the pressure receiving member 113, and the downstream opening member 114 described above.
113d and 114c project outside the detection container 110,
Drawn out through the opening of the housing 122,
It is conductively connected to a flow measurement circuit described later.

【００２８】図４は、上記センサ部１００の可動電極１
１３ｃの変位量を検出して、この変位量に対応する流体
の流量を測定するための流量測定回路２００の概略構成
を示す回路構成図である。センサ部１００には、上流側
開口部材１１２及び受圧部材１１３並びにこれらの間の
流体によって構成される等価抵抗Ｒ0及び等価容量Ｃ0が
直列接続されてなる等価回路が存在し、また、下流側開
口部材１１４及び受圧部材１１３並びにこれらの間の流
体によって構成される等価抵抗Ｒ1及び等価容量Ｃ1が直
列接続されてなる等価回路が存在する。そして、上流側
開口部材１１２及び下流側開口部材１１４は端子部１１
２ｃ及び１１４ｃを介してＩＣ等によって構成されるス
イッチング回路２１０に導電接続されている。また、受
圧部材１１３は参照抵抗Ｒ2を介してスイッチング回路
２１０に導電接続されているとともに、参照抵抗Ｒ3を
介してスイッチング回路２１０に導電接続されている。
さらに、受圧部材１１３と接地電位との間には補償容量
ＣSが導電接続されている。FIG. 4 shows the movable electrode 1 of the sensor unit 100.
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing a schematic configuration of a flow rate measurement circuit 200 for detecting a displacement amount of 13c and measuring a flow rate of a fluid corresponding to the displacement amount. The sensor unit 100 has an equivalent circuit in which an equivalent resistance R 0 and an equivalent capacitance C 0 constituted by an upstream opening member 112 and a pressure receiving member 113 and a fluid therebetween are connected in series. There is an equivalent circuit in which the equivalent resistance R 1 and the equivalent capacitance C 1 formed by the opening member 114 and the pressure receiving member 113 and the fluid therebetween are connected in series. The upstream opening member 112 and the downstream opening member 114 are connected to the terminal portion 11.
It is conductively connected to a switching circuit 210 constituted by an IC or the like via 2c and 114c. Further, the pressure receiving member 113 with is conductively connected to the switching circuit 210 via the reference resistor R 2, via the reference resistor R 3 is conductively connected to the switching circuit 210.
Further, a compensation capacitance CS is conductively connected between the pressure receiving member 113 and the ground potential.

【００２９】スイッチング回路２１０は、第１スイッチ
回路部２１１と第２スイッチ回路部２１２とを有し、第
１スイッチ回路部２１１には、上流側開口部材１１２に
導電接続された第１端子２１１ａ、下流側開口部材１１
４に導電接続された第２端子２１１ｂ、受圧部材１１３
に参照抵抗Ｒ２を介して導電接続された第３端子２１１
ｃ、及び、受圧部材１１３に参照抵抗Ｒ３を介して導電
接続された第４端子２１１ｄとを有し、これらのいずれ
かの端子に導電接続される共通端子２１１ｅを有する。
また、第２スイッチ回路部２１２には、上流側開口部材
１１２に導電接続された第１端子２１２ａ、下流側開口
部材１１４に導電接続された第２端子２１２ｂ、受圧部
材１１３に参照抵抗Ｒ２を介して導電接続された第３端
子２１２ｃ、及び、受圧部材１１３に参照抵抗Ｒ３を介
して導電接続された第４端子２１２ｄとを有し、これら
のいずれかの端子に導電接続される共通端子２１２ｅを
有する。The switching circuit 210 has a first switch circuit section 211 and a second switch circuit section 212. The first switch circuit section 211 has a first terminal 211a conductively connected to the upstream opening member 112, Downstream opening member 11
4, the second terminal 211b conductively connected to the pressure receiving member 113,
Terminal 211 conductively connected to reference terminal R2 via reference resistor R2.
c, and a fourth terminal 211d conductively connected to the pressure receiving member 113 via the reference resistor R3, and a common terminal 211e conductively connected to any of these terminals.
Further, the second switch circuit portion 212 has a first terminal 212a conductively connected to the upstream opening member 112, a second terminal 212b conductively connected to the downstream opening member 114, and a reference resistor R2 to the pressure receiving member 113. And a fourth terminal 212d conductively connected to the pressure receiving member 113 via the reference resistor R3, and a common terminal 212e conductively connected to any of these terminals. Have.

【００３０】第１スイッチ回路部２１１の共通端子２１
１ｅは、入出力特性として所定のヒステリシスを有する
ヒステリシスコンパレータ２２０に導電接続され、この
ヒステリシスコンパレータ２２０の出力は、常にほぼ一
定の出力電流を出力する定電流出力回路２３０に入力さ
れている。この定電流出力回路２３０の出力は第２スイ
ッチ回路部２１２の共通端子２１２ｅに導電接続されて
いる。ヒステリシスコンパレータ２２０の出力電位、す
なわち定電流出力回路２３０の入力電位は、周波数カウ
ンタ２４０に出力されている。周波数カウンタ２４０の
積算結果は、発振周期若しくは発振周波数に相当するデ
ータとしてマイクロプロセッサユニット（マイコン回
路）等によって構成された計測制御部２５０に出力さ
れ、計測制御部２５０の処理によって形成された流量
（流速）或いはその積分値に相当するデータが図示しな
い出力装置（ＣＲＴや液晶パネル等のディスプレイ装
置、印字プリンタ等の印刷装置など）において出力、表
示されるようになっている。The common terminal 21 of the first switch circuit section 211
1e is conductively connected to a hysteresis comparator 220 having a predetermined hysteresis as an input / output characteristic, and an output of the hysteresis comparator 220 is input to a constant current output circuit 230 which always outputs a substantially constant output current. The output of the constant current output circuit 230 is conductively connected to the common terminal 212e of the second switch circuit section 212. The output potential of the hysteresis comparator 220, that is, the input potential of the constant current output circuit 230 is output to the frequency counter 240. The integration result of the frequency counter 240 is output as data corresponding to the oscillation cycle or the oscillation frequency to the measurement control unit 250 constituted by a microprocessor unit (microcomputer circuit) or the like, and the flow rate formed by the processing of the measurement control unit 250 ( Flow rate) or data corresponding to the integrated value is output and displayed on an output device (not shown) such as a display device such as a CRT or a liquid crystal panel, or a printing device such as a printing printer.

【００３１】計測制御部２５０は上記第１スイッチ回路
部２１１及び第２スイッチ回路部２１２並びに周波数カ
ウンタ２４０に対して制御出力を送出するように構成さ
れている。この制御出力によって第１スイッチ回路部２
１１と第２スイッチ回路部２１２は、共通端子２１１ｅ
が第１端子２１１ａに接続されているときには共通端子
２１２ｅが第１端子２１２ａに接続され、共通端子２１
１ｅが第２端子２１１ｂに接続されているときには共通
端子２１２ｅが第２端子２１２ｂに接続され、共通端子
２１１ｅが第３端子２１１ｃに接続されているときには
共通端子２１２ｅが第３端子２１２ｃに接続され、共通
端子２１１ｅが第４端子２１１ｄに接続されているとき
には共通端子２１２ｅが第４端子２１２ｄに接続される
ように、常に相互に同期した状態で接点の切換動作を行
う。また、上記制御出力は、上記周波数カウンタ２４０
の積算値を上記第１スイッチ回路部２１１及び第２スイ
ッチ回路部２１２の切換動作に合わせてリセットするよ
うに構成されている。The measurement control section 250 is configured to send a control output to the first switch circuit section 211, the second switch circuit section 212, and the frequency counter 240. By this control output, the first switch circuit unit 2
11 and the second switch circuit section 212 are connected to a common terminal 211e.
Is connected to the first terminal 211a, the common terminal 212e is connected to the first terminal 212a,
When 1e is connected to the second terminal 211b, the common terminal 212e is connected to the second terminal 212b, and when the common terminal 211e is connected to the third terminal 211c, the common terminal 212e is connected to the third terminal 212c. When the common terminal 211e is connected to the fourth terminal 211d, the switching operation of the contacts is always performed in a synchronized state so that the common terminal 212e is connected to the fourth terminal 212d. The control output is output from the frequency counter 240
Is reset in accordance with the switching operation of the first switch circuit unit 211 and the second switch circuit unit 212.

【００３２】次に、上記実施形態の流量測定装置の動作
について説明する。上記のセンサ部１００の接続管１２
１は例えば輸液チューブなどの供給管及び排出管に接続
される。供給管に接続された接続管１２１から薬液など
の流体が送り込まれると、流通路１１１内に導入された
後、まず上流側開口部材１１２に遭遇し、固定電極１１
２ｂにより流通断面が狭められて流速が高まった状態で
開口部１１２ａを通過する。次に、開口部１１２ａを通
過した流体の流れ（以下、単に「噴流」という。）は受
圧部材１１３の可動電極１１３ｃに衝突し、進路を曲げ
られて可動電極１１３ｃの周囲にある流通領域（周縁枠
部１１３ａと接続部１１３ｂとの間、及び、接続部１１
３ｂと可動部１１３ｃとの間に形成されている間隙部
分）を通過し、さらに、下流側開口部材１１４の開口部
１１４ａを通過して下流側へと進む。Next, the operation of the flow measuring device of the above embodiment will be described. Connection tube 12 of sensor unit 100
1 is connected to a supply pipe and a discharge pipe such as an infusion tube. When a fluid such as a chemical solution is sent from the connection pipe 121 connected to the supply pipe, it is introduced into the flow passage 111, first encounters the upstream opening member 112, and
It passes through the opening 112a in a state where the flow cross section is narrowed by 2b and the flow velocity is increased. Next, the flow of the fluid that has passed through the opening 112a (hereinafter, simply referred to as a “jet”) collides with the movable electrode 113c of the pressure receiving member 113, is bent, and has a flow area (peripheral edge) around the movable electrode 113c. Between the frame portion 113a and the connection portion 113b, and the connection portion 11
3b and the movable portion 113c), and further passes through the opening 114a of the downstream opening member 114 to the downstream side.

【００３３】上記のように流体が上流側開口部材１１
２、受圧部材１１３及び下流側開口部材１１４を通過す
るとき、受圧部材１１３の可動電極１１３ｃは、上流側
開口部材１１２の開口部１１２ａから噴出す噴流から圧
力を受け、接続部１１３ｂを撓ませて下流側に移動す
る。この可動電極１１３ｃの変位量は、流体の種類が同
じであれば上流側開口部材１１２の開口部１１２ａを通
過してくる噴流の流速に対して単調に増加する。As described above, the fluid is supplied to the upstream opening member 11.
2. When passing through the pressure receiving member 113 and the downstream opening member 114, the movable electrode 113c of the pressure receiving member 113 receives pressure from the jet flow spouted from the opening 112a of the upstream opening member 112, and bends the connection portion 113b. Move downstream. The amount of displacement of the movable electrode 113c monotonically increases with respect to the flow velocity of the jet flowing through the opening 112a of the upstream opening member 112 for the same type of fluid.

【００３４】ところが、一般には可動電極１１３ｃの変
位量は流体の粘性抵抗に影響されるため、流体の種類に
よって噴流の流速が同じであっても変位量は多少とも変
化する。しかし、本実施形態では上流側開口部材１１２
の開口部１１２ａの開口面積は可動電極１１３ｃの面積
よりもきわめて小さいとともに、開口部１１２ａの開口
面の流下方向への投影面は全て可動電極１１３ｃの表面
に完全に包摂され、さらに当該投影面が可動電極１１３
ｃの表面の略中央部に配置されるように構成されている
ので、可動電極１１３ｃの変位量はほとんど流体の粘度
或いは粘性抵抗に影響されず、噴流の運動量にのみ相関
する。したがって、流体の粘性は組成や温度によって大
きく影響を受けるが、本実施形態では、流体の種類や温
度等による可動電極１１３ｃの変位量の変化がほとんど
ない。However, since the amount of displacement of the movable electrode 113c is generally affected by the viscous resistance of the fluid, the amount of displacement varies somewhat depending on the type of fluid, even if the flow velocity of the jet is the same. However, in the present embodiment, the upstream opening member 112
The opening area of the opening 112a is extremely smaller than the area of the movable electrode 113c, and the projection surface of the opening surface of the opening 112a in the downstream direction is completely covered by the surface of the movable electrode 113c. Movable electrode 113
Since the movable electrode 113c is arranged at a substantially central portion of the surface of the surface c, the displacement amount of the movable electrode 113c is hardly influenced by the viscosity or the viscous resistance of the fluid, and correlates only with the momentum of the jet. Therefore, the viscosity of the fluid is greatly affected by the composition and the temperature, but in the present embodiment, the displacement of the movable electrode 113c hardly changes due to the type and the temperature of the fluid.

【００３５】すなわち、噴流は可動電極１１３ｃの略中
央部に衝突して可動電極１１３ｃに圧力を及ぼし、可動
電極１１３ｃを下流側へ変位させるが、その後、流体は
可動電極１１３ｃの表面に対してほぼ平行に外周側へと
流れ、完全に流れ方向が変化した後に流速を緩めて上記
流通領域から下流側へと進むため、流通領域を通過する
際の可動電極１１３ｃに対する影響は低減されるから、
流体の粘性による可動電極１１３ｃの変位量に対する影
響も小さくなるのである。したがって、本実施形態の場
合、開口部１１２ａの開口面積に比べて可動電極１１３
ｃの面積を大きくすればする程、また流通領域の開口面
積を大きくすればする程、開口部１１２ａから直接に当
る流体の流速に比べて可動電極１１３ｃの外縁部及び接
続部１１３ｂに当る流体の流速を遅くすることができる
ので、可動電極１１３ｃの変位量に対する流体の粘度或
いは粘性抵抗の影響を低減することができる。That is, the jet collides with a substantially central portion of the movable electrode 113c and exerts a pressure on the movable electrode 113c to displace the movable electrode 113c downstream. Since the fluid flows in parallel to the outer peripheral side, the flow velocity is relaxed after the flow direction is completely changed, and the flow proceeds from the flow area to the downstream side, the influence on the movable electrode 113c when passing through the flow area is reduced.
The influence of the viscosity of the fluid on the displacement of the movable electrode 113c is reduced. Therefore, in the case of the present embodiment, the movable electrode 113 is compared with the opening area of the opening 112a.
The larger the area of “c” and the larger the opening area of the flow area, the larger the flow rate of the fluid that directly hits from the opening 112a. Since the flow velocity can be reduced, the influence of the viscosity or the viscous resistance of the fluid on the displacement amount of the movable electrode 113c can be reduced.

【００３６】可動電極１１３ｃによって噴流の方向を完
全に変えるには、可動電極１１３ｃの直径Ｄが噴流の直
径ｄよりもかなり大きいことが必要である。噴流の方向
を完全に変えるために必要な可動電極１１３ｃの直径の
最小値をＤｍｉｎとすると、このＤｍｉｎは以下の式
（１）によって表される。 Ｄｍｉｎ＝５ｄ・ｎ-1/2＝５・（０．６ｄ0）3/2・ｂー 1/2・・・（１） ここで、ｎ＝ｂ／ｄであり、ｂは噴出口、すなわち開口
部１１２ａと可動電極１１３ｃとの間の標準距離（可動
電極１１３ｃの変位量が０の場合における距離）を示
し、本実施形態の場合には介挿材１１５の厚さに等し
い。ｄ＝０．６ｄ0であるものと仮定している。ここ
で、ｄ0は噴出口、すなわち開口部１１２ａの直径であ
り、この仮定は無限平面に開口した噴出口から噴出する
噴流の直径が噴出口の直径の約０．６倍になることによ
る。In order to completely change the direction of the jet by the movable electrode 113c, the diameter D of the movable electrode 113c needs to be considerably larger than the diameter d of the jet. Assuming that the minimum value of the diameter of the movable electrode 113c necessary for completely changing the direction of the jet is Dmin, this Dmin is represented by the following equation (1). Dmin = 5d · n −1/2 = 5 (0.6d 0 ) 3/2 · b − 1 / 2 (1) where n = b / d, and b is a jet port, that is, A standard distance (a distance when the displacement of the movable electrode 113c is 0) between the opening 112a and the movable electrode 113c is equal to the thickness of the interposer 115 in the present embodiment. It is assumed that d = 0.6d 0 . Here, d 0 is the diameter of the ejection port, that is, the diameter of the opening 112a, and this assumption is based on the fact that the diameter of the jet ejected from the ejection port opened in an infinite plane is about 0.6 times the diameter of the ejection port.

【００３７】上記式（１）の関係について、噴出口であ
る開口部１１２ａの直径が０．１ｍｍの場合をグラフ化
したものが図５である。この図５からわかるように、開
口部１１２ａの直径が０．１ｍｍである場合、例えば介
挿材１１５の厚さ（すなわちｂ）が０．０２ｍｍである
ものとすると、可動電極１１３ｃの直径が０．５ｍｍ以
上であれば噴流の方向を完全に変えることができる。本
実施形態では開口部１１２ａの直径を０．１ｍｍ、介挿
材１１５の厚さを０．０５ｍｍとしている。したがっ
て、可動電極１１３の直径が０．３ｍｍ以上であれば噴
流の方向が完全に変わるが、本実施形態では可動電極１
１３ｃの直径を１．４ｍｍとしているので、十分に噴流
の方向を変えることができる。FIG. 5 is a graph showing the relationship of the above equation (1) when the diameter of the opening 112a, which is the ejection port, is 0.1 mm. As can be seen from FIG. 5, when the diameter of the opening 112a is 0.1 mm, for example, when the thickness (that is, b) of the interposer 115 is 0.02 mm, the diameter of the movable electrode 113c becomes 0 mm. If it is 0.5 mm or more, the direction of the jet can be completely changed. In the present embodiment, the diameter of the opening 112a is 0.1 mm, and the thickness of the interposer 115 is 0.05 mm. Therefore, if the diameter of the movable electrode 113 is 0.3 mm or more, the direction of the jet is completely changed.
Since the diameter of 13c is 1.4 mm, the direction of the jet can be changed sufficiently.

【００３８】また、流量測定の感度を高めるには可動電
極１１３ｃの変位量を大きくとることが望ましいため、
本実施形態では、接続部１１３ｂの長さを長くしてその
撓み量が大きくなるようにしている。接続部１１３ｂを
可動部１１３ｃの周囲を周回する方向に伸ばすことによ
って、十分な長さが得られるように構成されている。ま
た、周縁枠部１１３ａと可動電極１１３ｃとを２つの接
続部１１３ｂによって接続することによって、可動電極
１１３ｃの姿勢をさらに安定させ、流量測定の精度を向
上させている。すなわち、本実施形態では、上記のよう
に接続部１１３ｂが周回方向に伸びていることと、複数
本（図示例では２本）の接続部１１３ｂが設けられてい
ることとによって、可動電極１１３ｃの表面、すなわち
受圧面が流体の流下方向に対して直交する姿勢に保持さ
れ易くなるようにしている。このため、可動電極１１３
ｃの表面が流下方向に対して傾斜してしまうことが低減
されるから、測定精度の悪化を防止することができる。
このような可動電極１１３ｃの姿勢安定性は、複数の接
続部１１３ｂが可動電極１１３ｃの周りに回転対象とな
る形状に形成され、且つ、回転対象となる位置に接続さ
れていることによって特に向上する。In order to increase the sensitivity of the flow rate measurement, it is desirable to increase the displacement of the movable electrode 113c.
In the present embodiment, the length of the connection portion 113b is increased so that the amount of bending thereof is increased. A sufficient length is obtained by extending the connecting portion 113b in a direction of orbiting the periphery of the movable portion 113c. Further, by connecting the peripheral frame portion 113a and the movable electrode 113c with the two connection portions 113b, the posture of the movable electrode 113c is further stabilized, and the accuracy of the flow rate measurement is improved. That is, in the present embodiment, the connection portion 113b extends in the circumferential direction as described above, and the plurality of (two in the illustrated example) connection portions 113b are provided. The surface, that is, the pressure receiving surface, is easily held in a posture orthogonal to the flowing direction of the fluid. Therefore, the movable electrode 113
Since the inclination of the surface of c with respect to the flowing direction is reduced, it is possible to prevent the measurement accuracy from deteriorating.
The posture stability of the movable electrode 113c is particularly improved because the plurality of connection portions 113b are formed around the movable electrode 113c in a shape to be rotated and are connected to positions to be rotated. .

【００３９】本実施形態の場合、可動電極１１３ｃと周
縁枠部１１３ａとの間は、接続部１１３ｂを除いて開口
（スリット）状の流通領域となっており、可動電極１１
３ｃに衝突した噴流は流通領域を通過して下流へと流れ
出すようになっている。この流通領域は、可動電極１１
３ｃが流体の粘性抵抗の影響を大きく受けないように、
或る程度大きな開口面積を有するように設計されてい
る。本実施形態の場合には接続部１１３ｂが周回方向に
延長した形状を備えているので、流通領域は、可動電極
１１３ｃと接続部１１３ｂとの間、及び、接続部１１３
ｂと周縁枠部１１３ａとの間にそれぞれ内外２つの円弧
形のスリットとして形成されている。In the case of the present embodiment, an opening (slit) -shaped flow area is provided between the movable electrode 113c and the peripheral frame 113a except for the connection portion 113b.
The jet colliding with 3c passes through the flow area and flows out downstream. This circulation area is the movable electrode 11
3c is not greatly affected by the viscous drag of the fluid,
It is designed to have a certain large opening area. In the case of the present embodiment, since the connection portion 113b has a shape extending in the circumferential direction, the circulation region is formed between the movable electrode 113c and the connection portion 113b, and between the movable electrode 113c and the connection portion 113b.
2 and two arc-shaped slits are formed between the outer edge b and the peripheral frame portion 113a.

【００４０】なお、受圧部材の形状は上記の実施形態に
示すものに限られるものではない。例えば、図３（ａ）
には上記実施形態とは異なる形状の受圧部材１２３の平
面形状を示す。この受圧部材１２３においては、周縁枠
部１２３ａに単一の接続部１２３ｂを介して可動電極１
２３ｃが接続されている。この接続部１２３ｂは周縁枠
部１２３ａの内縁から可動電極１２３ｃの周囲を周回す
る方向にほぼ１周近くにわたって伸びた後に可動電極１
２３ｃに接続されている。このため、接続部１２３ｂは
上記実施形態よりも長くなっているから、可動電極１２
３ｃの変位量をより大きくとることができる。この場
合、接続部１２３ｂは１本しかないが、接続部１２３ｂ
が周回方向に１周近く伸びていることによって、接続部
１２３ｂの撓み方位が全方位的に分散され、その結果、
可動電極１２３ｃの表面が流下方向に対して傾斜しにく
いようになっている。The shape of the pressure receiving member is not limited to the shape shown in the above embodiment. For example, FIG.
Shows a planar shape of the pressure receiving member 123 having a shape different from that of the above embodiment. In the pressure receiving member 123, the movable electrode 1 is connected to the peripheral frame portion 123a via a single connection portion 123b.
23c is connected. The connection portion 123b extends from the inner edge of the peripheral frame portion 123a in the direction of orbiting the movable electrode 123c for almost one round, and then extends the movable electrode 1b.
23c. For this reason, since the connection portion 123b is longer than in the above embodiment, the movable electrode 12
The displacement amount of 3c can be made larger. In this case, there is only one connection portion 123b, but the connection portion 123b
Extends nearly one round in the circling direction, the bending directions of the connection portion 123b are omnidirectionally dispersed, and as a result,
The surface of the movable electrode 123c is hardly inclined with respect to the downflow direction.

【００４１】図３（ｂ）には、さらに異なる形状の受圧
部材１３３の平面形状を示す。この実施形態では周縁枠
部１３３ａの内縁から接続部１３３ｂが受圧部材１３３
の半径方向（すなわち可動部１３３ｃの中心部に向いた
方向）に伸びて、可動電極１３３ｃに接続されている。
この受圧部材１３３においては、上記実施形態の受圧部
材１１３や受圧部材１２３に比べて接続部１３３ｂが半
径方向に伸びているために接続部１３３ｂを長くするこ
とができず、可動電極１３３ｃの変位量を大きくとるこ
とができないが、平面パターン形状を簡素に構成でき
る。また、可動電極１３３ｃが流体から圧力を受ける
と、接続部１３３ｂの形成されていない側が流体圧によ
って下流側に変位するので、可動電極１３３ｃの表面が
流下方向に対して傾斜してしまう。この現象を防止する
には図示点線で示すようにもう一つの接続部を形成する
など、可動電極１３３ｃの周りに複数の接続部を形成し
て可動電極１３３ｃの表面の傾斜を抑制すればよい。FIG. 3B shows a planar shape of the pressure receiving member 133 having a further different shape. In this embodiment, the connection portion 133b extends from the inner edge of the peripheral frame portion 133a to the pressure receiving member 133.
In the radial direction (that is, the direction toward the center of the movable portion 133c), and is connected to the movable electrode 133c.
In the pressure receiving member 133, since the connection portion 133b extends in the radial direction as compared with the pressure receiving member 113 and the pressure receiving member 123 of the above-described embodiment, the connection portion 133b cannot be lengthened, and the displacement amount of the movable electrode 133c. Cannot be made large, but the planar pattern shape can be simply configured. Further, when the movable electrode 133c receives pressure from the fluid, the side on which the connection portion 133b is not formed is displaced downstream by the fluid pressure, so that the surface of the movable electrode 133c is inclined with respect to the flowing direction. In order to prevent this phenomenon, a plurality of connection portions may be formed around the movable electrode 133c, for example, by forming another connection portion as shown by a dotted line in the drawing to suppress the inclination of the surface of the movable electrode 133c.

【００４２】本実施形態では、上述のように、受圧部材
１１３の下流側にも下流側開口部材１１４を配置し、そ
の開口部１４４ａによって流体の流通断面積を制限する
ように構成している。このため、センサ部１００として
は、上記のように流体が上流側開口部材１１２の側から
流れるように取り付けても、或いは、上記とは逆に流体
が下流側開口部材１１４の側から流れるように取り付け
ても、支障なく流量を測定することができる。In the present embodiment, as described above, the downstream opening member 114 is also arranged downstream of the pressure receiving member 113, and the opening 144a restricts the flow cross-sectional area of the fluid. For this reason, the sensor unit 100 may be mounted such that the fluid flows from the upstream opening member 112 as described above, or may be configured such that the fluid flows from the downstream opening member 114 as opposed to the above. Even if it is attached, the flow rate can be measured without any trouble.

【００４３】センサ部１００において可動電極１１３ｃ
が上記の噴流によって下流側に変位すると、固定電極１
１２ｂと可動電極１１３ｃとの間の電気的特性と、可動
電極１１３ｃと固定電極１１４ｂとの間の電気的特性と
が共に変化するので、これらの変化を検出することによ
って可動電極１１３ｃの変位量を検出することができ、
この変位量の検出値から流量を求めることが可能にな
る。本実施形態では、流体として電解質である薬液を流
すようにしているため、電極間隔は薬液の電気抵抗値に
対して正の相関（実際は正の比例関係）を有することか
ら、上記電気的特性として電極間の直列抵抗である上記
等価抵抗Ｒ0，Ｒ1を測定することによって可動電極１１
３ｃの変位量を検出することができる。In the sensor section 100, the movable electrode 113c
Is displaced downstream by the jet flow, the fixed electrode 1
Since both the electrical characteristics between the movable electrode 12b and the movable electrode 113c and the electrical characteristics between the movable electrode 113c and the fixed electrode 114b change, the amount of displacement of the movable electrode 113c is detected by detecting these changes. Can be detected,
The flow rate can be obtained from the detected value of the displacement amount. In the present embodiment, since a chemical solution, which is an electrolyte, is caused to flow as a fluid, the electrode spacing has a positive correlation (actually, a positive proportional relationship) with the electric resistance value of the chemical solution. By measuring the equivalent resistances R 0 and R 1 , which are the series resistances between the electrodes, the movable electrode 11 is measured.
3c can be detected.

【００４４】本実施形態では、受圧部材１１３に対して
等価抵抗Ｒ0と等価容量Ｃ0とからなる直列回路、等価抵
抗Ｒ1と等価容量Ｃ1とからなる直列回路、参照抵抗
Ｒ2、参照抵抗Ｒ3の４つのうちのいずれかを通して得た
電位がヒステリシスコンパレータ２２０に入力され、ヒ
ステリシスコンパレータ２２０から定電流出力回路２３
０へと送出され、定電流出力回路２３０の出力が再び上
記の部分に帰還するように構成されているので、上記の
等価抵抗Ｒ0，Ｒ1或いは参照抵抗Ｒ2，Ｒ3の抵抗値に応
じた周期若しくは周波数で当該回路部分が発振する。こ
こで、補償容量Ｃ Sは電極間に介在する等価容量Ｃ0，Ｃ
1に比べて十分に小さい容量値（例えば１／１００程度
以下）とされ、その結果、電極間の等価容量Ｃ0，Ｃ1の
発振周波数への影響が無視できるようになっている。In this embodiment, the pressure receiving member 113
Equivalent resistance R0And equivalent capacitance C0Series circuit consisting of
Anti-R1And equivalent capacitance C1A series circuit consisting of
RTwo, Reference resistance RThreeGained through one of the four
The potential is input to the hysteresis comparator 220,
The constant current output circuit 23
0 and the output of the constant current output circuit 230 rises again.
It is configured to return to the section of the above, so the above
Equivalent resistance R0, R1Or the reference resistance RTwo, RThreeResistance value
The circuit portion oscillates at the same cycle or frequency. This
Here, the compensation capacity C SIs the equivalent capacitance C between the electrodes0, C
1Capacitance value (for example, about 1/100)
Below), and as a result, the equivalent capacitance C between the electrodes0, C1of
The effect on the oscillation frequency can be neglected.

【００４５】なお、上記等価容量Ｃ0，Ｃ1は、固定電極
１１２ｂ，１１４ｂ及び可動電極１１３ｃの表面におい
て電解液である薬液との接触によって形成された電気二
重層に起因するものである。この電気二重層は高電圧を
印加することによって破ることが可能であるが、それに
よって電気分解によるガスの発生や電極の溶出が生じ、
また、薬液等の流体にも有害な成分が混入する恐れがあ
る。したがって、本実施形態の場合、上記の電気二重層
を破ることのないように電極間の最大電圧が所定値以下
に制限されるように回路が設定されている。例えば、電
極材料がステンレス鋼であり、薬液が生理的食塩水とほ
ぼ等しい電解液である場合には、上記電気二重層に０．
６Ｖ以上の電圧が印加されなければ電気二重層が破壊さ
れる恐れはないので、電極間に印加される最大電圧を本
実施形態では安全を見て０．１Ｖに制限し、薬液の電気
分解が発生しないと思われる状態で測定を実施するよう
にした。また、この薬液の電気分解等は電極間に印加さ
れる交流電圧の周波数が高い程発生しにくく、また検出
の応答速度も向上するので、発振周波数が５００ｋＨｚ
以上となるように回路を設定した。また、上記定電流出
力回路２３０は、電流値を安定させてスイッチング回路
２１０の内部抵抗に起因する発振周期若しくは周波数に
対する影響を低減するためのものである。当該影響はヒ
ステリシスコンパレータ２２０の入力インピーダンスを
大きくすることによっても低減されている。The equivalent capacitances C 0 and C 1 are caused by an electric double layer formed on the surfaces of the fixed electrodes 112b and 114b and the movable electrode 113c by contact with a chemical solution as an electrolytic solution. This electric double layer can be broken by applying a high voltage, but this generates gas by electrolysis and elution of the electrode,
Further, harmful components may be mixed into a fluid such as a chemical solution. Therefore, in the case of the present embodiment, the circuit is set so that the maximum voltage between the electrodes is limited to a predetermined value or less so as not to break the electric double layer. For example, when the electrode material is stainless steel and the chemical solution is an electrolytic solution substantially equal to a physiological saline solution, the electric double layer has a thickness of 0.1 mm.
Unless a voltage of 6 V or more is applied, the electric double layer is not likely to be destroyed. Therefore, in the present embodiment, the maximum voltage applied between the electrodes is limited to 0.1 V in view of safety. The measurement was performed in a state where it would not occur. In addition, the electrolysis of the chemical solution is less likely to occur as the frequency of the AC voltage applied between the electrodes is higher, and the response speed of the detection is improved, so that the oscillation frequency is 500 kHz.
The circuit was set up as described above. The constant current output circuit 230 is for stabilizing the current value and reducing the influence on the oscillation cycle or frequency due to the internal resistance of the switching circuit 210. The effect is also reduced by increasing the input impedance of the hysteresis comparator 220.

【００４６】上記の回路部において発振が生ずると、ヒ
ステリシスコンパレータ２２０の出力を取り出して周波
数カウンタ２４０にて発振周波数（或いは発振周期）を
計数し、この計数値を計数制御部２５０によって変換し
て流量を求めるようにしている。また、計数制御部２５
０においては、スイッチング回路２１０の第１スイッチ
回路部２１１及び第２スイッチ回路部２１２を相互に同
期させて切換え、等価抵抗Ｒ0，Ｒ1又は参照抵抗Ｒ2，
Ｒ3を有する４つの回路部分について発振周波数若しく
は発振周期を順次に測定する。そして、これらの発振周
波数若しくは発振周期に基づいて以下のようにして可動
電極１１３ｃの変位量Ｘを算出する。 Ｘ＝Ｌ（Ｒ2−Ｒ3）（Ｔ0−Ｔ1）／｛Ｒ2（Ｔ0＋Ｔ1−２Ｔ3）−Ｒ3（Ｔ0＋Ｔ 1 −２Ｔ2）｝・・・（２） ここで、Ｌは固定電極１１２ｂと可動電極１１３ｃ又は
固定電極１１４ｂと可動電極１１３ｃとの標準距離（本
実施形態では介挿材１１５と１１６が同じ厚さであるた
め、固定電極１１２ｂと固定電極１１４ｂとの間の距離
の半分に等しい。）である。Ｔ0，Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3はそれ
ぞれ等価抵抗Ｒ0，Ｒ1，参照抵抗Ｒ2，Ｒ3を有する４つ
の回路部分に接続して発振させた場合の各発振周波数に
対応する発振周期である。When oscillation occurs in the above circuit section,
Take out the output of the steeresis comparator 220 and
The oscillation frequency (or oscillation cycle) is calculated by the number counter 240.
The count value is converted by the count control unit 250.
To determine the flow rate. The counting control unit 25
0, the first switch of the switching circuit 210
The circuit section 211 and the second switch circuit section 212 are mutually the same.
And switch the equivalent resistance R0, R1Or reference resistance RTwo,
RThreeThe oscillation frequency of the four circuit parts having
Measures the oscillation cycle sequentially. And these oscillation cycles
Movable as follows based on wave number or oscillation period
The displacement X of the electrode 113c is calculated. X = L (RTwo-RThree) (T0-T1) / ｛RTwo(T0+ T1-2TThree) -RThree(T0+ T 1 -2TTwoHere, L is a fixed electrode 112b and a movable electrode 113c or
The standard distance (fixed distance) between the fixed electrode 114b and the movable electrode 113c
In the embodiment, the inserts 115 and 116 have the same thickness.
The distance between the fixed electrode 112b and the fixed electrode 114b
Equal to half of ). T0, T1, TTwo, TThreeIs it
Equivalent resistance R0, R1, Reference resistance RTwo, RThreeFour with
Each oscillation frequency when oscillating by connecting to the circuit part of
The corresponding oscillation period.

【００４７】上記式（２）は、例えば、以下の６つの式
（３）〜（８）から上記式（２）以外のパラメータを消
去することにより求めることができる。 Ｖth＝ＩｃＲ0＋｛Ｑｂ＋Ｉｃ（Ｔ0＋Ｔｒ）｝／Ｃ・・・（３） Ｖth＝ＩｃＲ1＋｛Ｑｂ＋Ｉｃ（Ｔ1＋Ｔｒ）｝／Ｃ・・・（４） Ｖth＝ＩｃＲ2＋｛Ｑｂ＋Ｉｃ（Ｔ2＋Ｔｒ）｝／Ｃ・・・（５） Ｖth＝ＩｃＲ3＋｛Ｑｂ＋Ｉｃ（Ｔ3＋Ｔｒ）｝／Ｃ・・・（６） Ｒ0＝Ａ（Ｌ＋Ｘ）・・・（７） Ｒ1＝Ａ（Ｌ−Ｘ）・・・（８） これらの式において、Ｖthはヒステリシスコンパレータ
２２０の閾値電圧、Ｉｃは定電流出力回路２３０の出力
インピーダンスを無限大と仮定したときの充電電流値、
Ｔｒは電流の正負が切り替わる時間（定電流出力回路２
３０の立ち上がり時間）、Ｑｂは時間Ｔｒ内に補償容量
ＣSに充電される電荷量（時間Ｔｒ内の電流の積算
値）、Ｃは補償容量ＣSの静電容量値、Ａは流体（例え
ば薬液）の電気伝導度である。The above equation (2) can be obtained, for example, by eliminating parameters other than the above equation (2) from the following six equations (3) to (8). V th = IcR 0 + {Qb + Ic (T 0 + Tr)} / C ··· (3) V th = IcR 1 + {Qb + Ic (T 1 + Tr)} / C ··· (4) V th = IcR 2 + {Qb + Ic (T 2 + Tr)} / C ··· (5) V th = IcR 3 + {Qb + Ic (T 3 + Tr)} / C ··· (6) R 0 = A (L + X) ··· (7 R 1 = A (L−X) (8) In these equations, V th is the threshold voltage of the hysteresis comparator 220, and Ic is the charge when the output impedance of the constant current output circuit 230 is assumed to be infinite. Current value,
Tr is a switching time of the current (constant current output circuit 2
30), Qb is the amount of charge (integrated value of the current within time Tr) charged in the compensation capacitance C S within the time Tr, C is the capacitance value of the compensation capacitance C S , and A is a fluid (for example, (Chemical solution).

【００４８】上記の式（３）〜（６）は、それぞれ、ス
イッチング回路部２１０において発振回路が等価抵抗Ｒ
0、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3にそれぞれ接続されている場合の発振
周期と各パラメータとの関係を示すものであり、式
（７）及び（８）は等価抵抗と電極間距離との比例関係
を示すものである。The above equations (3) to (6) indicate that the oscillation circuit in the switching circuit section 210 has an equivalent resistance R
0 , R 1 , R 2 , and R 3 show the relationship between the oscillation cycle and each parameter when connected to R 3 , respectively, and equations (7) and (8) show the proportionality between the equivalent resistance and the distance between the electrodes. It shows the relationship.

【００４９】上記の式（２）によって求められる可動電
極１１３ｃの変位量Ｘは、流体の流量（流速）に対して
正の相関を有する。変位量Ｘと流量（流速）との関係
は、例えば図６に示すような実測データによって予め計
測制御部２５０内のメモリ手段に記憶されており、この
関係に基づいて計測制御部２５０は周波数カウンタ２４
０から得られる計数値を流量（流速）データに変換して
出力する。また、必要に応じて流量（流速）データを平
均化或いは積分してなる平均流量（流速）データを求め
て出力する。The displacement X of the movable electrode 113c obtained by the above equation (2) has a positive correlation with the flow rate (flow velocity) of the fluid. The relationship between the displacement X and the flow rate (flow velocity) is stored in advance in a memory means in the measurement control unit 250 based on actual measurement data as shown in FIG. 6, for example. 24
The count value obtained from 0 is converted into flow rate (flow rate) data and output. Further, as needed, average flow rate (flow velocity) data obtained by averaging or integrating the flow rate (flow velocity) data is obtained and output.

【００５０】次に、上記流量測定装置を用いた薬液供給
装置の実施形態について説明する。図７は携帯型の薬液
供給装置３００の概略構成を示す概略構成図である。タ
ンク３０１は薬液を収容し、送液ポンプ３０２によって
タンク３０１から送り出された薬液は輸液チューブ３０
３を通して患者の体内に注入される。輸液チューブ３０
３の途中には上記のセンサ部１００が取り付けられ、こ
のセンサ部１００は上記の流量測定回路２００に電気的
に接続されている。流量測定回路２００には上述のよう
に計測制御部２５０が設けられているが、この計測制御
部２５０は、送液ポンプ３０２を制御する制御装置を兼
ねている。Next, an embodiment of a chemical solution supply device using the above-mentioned flow rate measuring device will be described. FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a portable chemical liquid supply device 300. The tank 301 stores the chemical, and the chemical sent out of the tank 301 by the liquid sending pump 302 is supplied to the infusion tube 30.
3 and injected into the patient's body. Infusion tube 30
The sensor unit 100 is attached in the middle of 3, and the sensor unit 100 is electrically connected to the flow rate measurement circuit 200. Although the flow rate measurement circuit 200 is provided with the measurement control unit 250 as described above, the measurement control unit 250 also serves as a control device that controls the liquid sending pump 302.

【００５１】送液ポンプ３０２としては、ロータリー
型、蠕動型等の種々のポンプ構造を有するものを用いる
ことができるが、特に薬液供給装置用の送液ポンプとし
ては、間欠駆動型のポンプを用いることが好ましい。図
８は間欠駆動型の送液ポンプ３０２を用いた場合におけ
るセンサ部１００において検出された流量（流速）の計
測値の時間変化を示すものである。ここで、送液ポンプ
３０２の駆動周期（間欠周期）によって図８に二点鎖線
で示す薬液の平均流量（供給量）が決定される。本実施
形態では、センサ部１００の状態によって流量測定回路
２００で求められる流量（流速）を１回のポンプ駆動期
間（約１秒程度）の間において積算若しくは積分するこ
とによって、１回のポンプ駆動期間中に送り出される総
流量を求める。この総流量に応じて計測制御部２５０が
送液ポンプ３０２の駆動周期を調整し、薬液の平均流量
（供給量）が設定値通りになるように制御している。A pump having various pump structures such as a rotary pump and a peristaltic pump can be used as the liquid feed pump 302. In particular, an intermittent drive pump is used as the liquid feed pump for the chemical liquid supply device. Is preferred. FIG. 8 shows a temporal change of a measured value of the flow rate (flow velocity) detected by the sensor unit 100 when the intermittent drive type liquid feed pump 302 is used. Here, the average flow rate (supply amount) of the chemical solution indicated by the two-dot chain line in FIG. 8 is determined by the driving cycle (intermittent cycle) of the liquid sending pump 302. In the present embodiment, the flow rate (flow velocity) obtained by the flow rate measurement circuit 200 according to the state of the sensor unit 100 is integrated or integrated during one pump drive period (about one second), thereby performing one pump drive. Determine the total flow delivered during the period. The measurement control unit 250 adjusts the drive cycle of the liquid feed pump 302 according to the total flow rate, and controls the average flow rate (supply amount) of the chemical solution to be equal to the set value.

【００５２】図９には、本実施形態の薬液供給装置につ
いて１回のポンプ駆動期間における流量測定回路２００
内の計測制御部２５０の動作内容を示すフローチャート
である。まず、計測制御部２５０からスイッチング回路
２１０に制御信号が送られ、参照回路（上記参照抵抗Ｒ
2に接続された発振回路及び参照抵抗Ｒ3に接続された発
振回路）の発振周期Ｔ2，Ｔ3の測定が順次行われる。次
に、計測制御部２５０から送液ポンプ３０２へ制御信号
が送られ、送液ポンプ３０２の駆動が開始される（ポン
プ駆動期間の始点）。次に、計測制御部２５０から再び
スイッチング回路２１０に制御信号が送られ、等価回路
（上記等価抵抗Ｒ0に接続された発振回路及び等価抵抗
Ｒ1に接続された発振回路）の発振周期Ｔ0，Ｔ1の測定
が順次行われる。そして、測定された各発振周期Ｔ0，
Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3に基づいて流量（流速）が算出され、こ
の流量（流速）の算出と、算出された流量（流速）の積
算（積分演算）がポンプ駆動期間の終了時まで繰り返し
実行される。この発振周期Ｔ 0，Ｔ1の測定は、ポンプ駆
動期間の１／１００以下のサイクル（すなわちポンプ駆
動期間が１秒であれば１／１００秒以下）で行われるこ
とが好ましい。やがてポンプ駆動期間が終了すると、上
記の流量の積算値（積分値）を元にして、所望の平均流
量（図８に示すもの）が得られるように送液ポンプ３０
２の駆動周期が修正される。例えば上記積算値が設定値
よりも小さければ送液ポンプ３０２の駆動周期は小さく
され、上記積算値が設定値よりも大きければ駆動周期は
大きくされる。この修正された送液ポンプ３０２の駆動
周期は次回のポンプ駆動期間に反映される。FIG. 9 shows a chemical solution supply device according to this embodiment.
Flow measurement circuit 200 during one pump driving period
Showing the operation contents of the measurement control unit 250 in FIG.
It is. First, the measurement control unit 250
The control signal is sent to the reference circuit 210 (the reference resistor R).
TwoOscillator circuit and reference resistor R connected toThreeSource connected to
Oscillation cycle TTwo, TThreeAre sequentially measured. Next
The control signal is sent from the measurement control unit 250 to the liquid sending pump 302.
Is sent, and the driving of the liquid sending pump 302 is started (pump
Start point of the driving period). Next, from the measurement control unit 250 again
A control signal is sent to the switching circuit 210, and an equivalent circuit
(The above equivalent resistance R0Oscillation circuit and equivalent resistance connected to
R1Oscillation cycle T of the oscillation circuit connected to0, T1Measurement
Are sequentially performed. Then, each measured oscillation period T0,
T1, TTwo, TThreeThe flow rate (flow velocity) is calculated based on
Of flow rate (flow velocity) and product of calculated flow rate (flow velocity)
Calculation (integral calculation) is repeated until the end of the pump drive period
Be executed. This oscillation cycle T 0, T1The measurement of the pump drive
Cycle (ie, pump drive)
If the moving period is 1 second, it is less than 1/100 second)
Is preferred. When the pump drive period ends, the upper
Based on the integrated value (integral value) of the above flow rate,
Pump 30 so that the volume (shown in FIG. 8) is obtained.
2 is corrected. For example, the above integrated value is the set value
If it is smaller, the driving cycle of the liquid sending pump 302 is smaller.
If the integrated value is larger than the set value, the driving cycle is
Be enlarged. Driving of this modified liquid sending pump 302
The cycle is reflected in the next pump drive period.

【００５３】以上説明した実施形態においては、流量測
定装置として、上記上流側開口部材、下流側開口部材及
び受圧部材の厚さを２０μｍ、直径３ｍｍ、噴出口の直
径０．１ｍｍ、介挿材の厚さを５０μｍとすることによ
り、センサ部１００内のセンサ動作部分の体積を直径３
ｍｍ、厚さ０．１６ｍｍと著しく小型化することが可能
となり、しかも０．１〜１０マイクロリットル／秒の微
小流量を高精度に検出することが可能となった。また、
本実施形態の流量測定装置は、組立や製造が容易であ
り、また、製造コストも低減することができ、しかも測
定時に撓む接続部以外に可動部分が全く存在しないた
め、故障が発生しにくいという利点がある。In the embodiment described above, the flow rate measuring device has a thickness of the above-mentioned upstream opening member, downstream opening member and pressure receiving member of 20 μm, a diameter of 3 mm, a diameter of the ejection port of 0.1 mm, and an insertion material. By setting the thickness to 50 μm, the volume of the sensor operating portion in the sensor section 100 is reduced to a diameter of 3 μm.
mm and a thickness of 0.16 mm can be remarkably reduced, and a minute flow rate of 0.1 to 10 microliter / second can be detected with high accuracy. Also,
The flow rate measuring device of the present embodiment is easy to assemble and manufacture, can also reduce the manufacturing cost, and does not have any movable parts other than the connecting portion that bends at the time of measurement. There is an advantage.

【００５４】また、上記流量測定回路は、電気抵抗値を
検出するための発振回路を構成することによって、回路
出力が周波数であるためＡＤコンバータが不要になるな
ど電極間の電気抵抗値を簡単な構成で検出することがで
きるので、小型に構成でき、また消費電力も少なくする
ことができる。さらに、回路出力が周波数であるために
分解能を高くすることができ、高精度な測定を行うこと
ができる。Further, the flow rate measuring circuit has an oscillation circuit for detecting the electric resistance value, and the electric resistance value between the electrodes can be simplified by eliminating the need for an AD converter because the circuit output is frequency. Since the detection can be performed by the configuration, the configuration can be reduced, and the power consumption can be reduced. Further, since the circuit output is a frequency, the resolution can be increased, and highly accurate measurement can be performed.

【００５５】尚、本発明の流量測定装置及び薬液供給装
置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。It should be noted that the flow rate measuring device and the chemical solution supply device of the present invention are not limited to the above-described illustrated examples, and it is a matter of course that various changes can be made without departing from the gist of the present invention. .

【００５６】[0056]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
センサ部分及び処理回路部の小型化が可能であるととも
に、微小な流体の流量をも確実且つ高精度に測定するこ
とのできる流量測定装置を提供することができる。特
に、携帯型の薬液供給装置における流量検出手段として
極めて有効である。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a flow rate measuring device that can reduce the size of the sensor portion and the processing circuit portion and can reliably and accurately measure the flow rate of a minute fluid. In particular, it is extremely effective as a flow rate detecting means in a portable chemical liquid supply device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に係る流量測定装置の実施形態における
センサ部の構造を示す内部構造断面図（ａ）及び外観斜
視図（ｂ）である。FIGS. 1A and 1B are an internal structural sectional view (a) and an external perspective view (b) showing a structure of a sensor unit in an embodiment of a flow measuring device according to the present invention.

【図２】同実施形態における受圧部材の平面形状を示す
平面図（ａ）及び開口部材の平面形状を示す平面図
（ｂ）である。FIG. 2A is a plan view showing a planar shape of a pressure receiving member in the same embodiment, and FIG. 2B is a plan view showing a planar shape of an opening member.

【図３】受圧部材の異なる平面形状の例を示す平面図
（ａ）及び（ｂ）である。FIGS. 3A and 3B are plan views showing examples of different planar shapes of the pressure receiving member. FIGS.

【図４】同実施形態における流量測定回路の概略構成を
示す概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a schematic configuration of a flow measurement circuit in the same embodiment.

【図５】同実施形態における上流側開口部材の開口部径
が０．１ｍｍである場合の、介挿材の厚さと、可動電極
の所要外径との関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the thickness of the interposer and the required outer diameter of the movable electrode when the opening diameter of the upstream opening member in the embodiment is 0.1 mm.

【図６】同実施形態における可動電極の変位量と流体の
流量（流速）との関係の例を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing an example of a relationship between a displacement amount of a movable electrode and a flow rate (flow velocity) of a fluid in the same embodiment.

【図７】本発明に係る薬液供給装置の実施形態の全体構
成を示す概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating an entire configuration of an embodiment of a chemical solution supply device according to the present invention.

【図８】同実施形態における薬液の時間変化を示すグラ
フである。FIG. 8 is a graph showing a time change of the chemical solution in the same embodiment.

【図９】同実施形態における１回のポンプ駆動期間内に
おける計測制御部の動作内容を示す概略フローチャート
である。FIG. 9 is a schematic flowchart showing the operation contents of a measurement control unit during one pump driving period in the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１００ センサ部 １１２ 上流側開口部材（上流側構造部） １１２ａ 開口部（上流側開口） １１２ｂ 固定電極 １１３ 受圧部材（受圧構造部） １１３ａ 周縁枠部 １１３ｂ 接続部 １１３ｃ 可動電極（可動部） １１４ 下流側開口部材（下流側構造部） １１４ａ 開口部（下流側開口） １１４ｂ 固定電極 ２００ 流量測定回路 ２１０ スイッチング回路 ２１１ 第１スイッチ回路部 ２１２ 第２スイッチ回路部 ２２０ ヒステリシスコンパレータ ２３０ 定電流出力回路 ２４０ 周波数カウンタ ２５０ 計測制御部 ３００ 薬液供給装置 ３０１ タンク ３０２ 送液ポンプ ３０３ 輸液チューブ Reference Signs List 100 sensor portion 112 upstream opening member (upstream structure portion) 112a opening portion (upstream side opening) 112b fixed electrode 113 pressure receiving member (pressure receiving structure portion) 113a peripheral frame portion 113b connection portion 113c movable electrode (movable portion) 114 downstream side Opening member (downstream side structure portion) 114a Opening portion (downstream side opening) 114b Fixed electrode 200 Flow measurement circuit 210 Switching circuit 211 First switch circuit section 212 Second switch circuit section 220 Hysteresis comparator 230 Constant current output circuit 240 Frequency counter 250 Measurement control unit 300 Chemical liquid supply device 301 Tank 302 Liquid supply pump 303 Liquid infusion tube

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｆ 1/56 Ｇ０１Ｆ 1/56 Ｆターム(参考） 2F030 CA05 CA10 CC01 CE02 CE04 CE22 CE25 CF07 2F035 AA06 AB05 AB08 4C066 AA07 AA09 BB01 CC01 DD11 FF01 HH01 QQ32 QQ44 QQ53 QQ72 QQ82 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G01F 1/56 G01F 1/56 F term (Reference) 2F030 CA05 CA10 CC01 CE02 CE04 CE22 CE25 CF07 2F035 AA06 AB05 AB08 4C066 AA07 AA09 BB01 CC01 DD11 FF01 HH01 QQ32 QQ44 QQ53 QQ72 QQ82

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 流体経路中に配置され、該流体経路の流
通断面を制限するように構成された、上流側開口を備え
た上流側構造部と、 該上流側構造部の下流側の、前記上流側開口に対応した
位置に配置され、前記上流側開口により生ずる噴流の圧
力に応じて下流側へ変位するように構成された可動部及
び該可動部の周囲に下流側へ流体が通過可能な流通領域
を備えた受圧構造部と、 前記可動部の下流側への変位量を検出する変位検出手段
とを有し、 検出された前記可動部の変位量に基づいて流体の流量を
求めるように構成されていることを特徴とする流量測定
装置。1. An upstream structure having an upstream opening disposed in a fluid path and configured to limit a flow cross section of the fluid path; and an upstream structure downstream of the upstream structure. A movable part arranged at a position corresponding to the upstream opening, and configured to be displaced downstream in accordance with the pressure of the jet generated by the upstream opening, and a fluid can pass downstream around the movable part. A pressure receiving structure having a flow area; and a displacement detecting means for detecting an amount of displacement of the movable portion to a downstream side, wherein a flow rate of the fluid is determined based on the detected amount of displacement of the movable portion. A flow measuring device characterized by being constituted. 【請求項２】 請求項１において、前記受圧構造部は、
前記可動部と、前記可動部の周囲に間隔を持って形成さ
れ固定された周縁部と、該周縁部と前記可動部との間に
接続された弾性変形可能な接続部とが一体に構成された
ものであることを特徴とする流量測定装置。2. The pressure receiving structure according to claim 1,
The movable portion, a peripheral portion formed and fixed around the movable portion with a space therebetween, and an elastically deformable connection portion connected between the peripheral portion and the movable portion are integrally formed. A flow rate measuring device characterized by the following. 【請求項３】 請求項２において、前記接続部は、前記
可動部の周囲を周回する方向に延長した形状を備えてい
ることを特徴とする流量測定装置。3. The flow measuring device according to claim 2, wherein the connecting portion has a shape extending in a direction of circling the periphery of the movable portion. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３までのいずれか１
項において、前記受圧構造部の下流側に前記上流側構造
部と略等しい寸法形状の下流側開口を備えた下流側構造
部が配置されていることを特徴とする流量測定装置。4. One of claims 1 to 3
The flow measurement device according to claim, wherein a downstream structure having a downstream opening having substantially the same size and shape as the upstream structure is disposed downstream of the pressure receiving structure. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３までのいずれか１
項において、前記上流側構造部と前記可動部とは共に少
なくとも一部が導電体からなり、前記変位検出手段は、
前記上流側構造部と前記可動部との間の電気的特性値に
よって前記可動部の変位量を得るように構成されている
ことを特徴とする流量測定装置。5. The method according to claim 1, wherein:
In the paragraph, at least a part of both the upstream structure portion and the movable portion are made of a conductor, and the displacement detection unit includes:
The flow rate measuring device is configured to obtain a displacement amount of the movable portion based on an electrical characteristic value between the upstream structure portion and the movable portion. 【請求項６】 請求項５において、前記変位検出手段
は、前記上流側構造部と前記可動部との間の等価回路定
数を測定するための測定回路を有し、測定された前記等
価回路定数の値によって前記可動部の変位量を得るよう
に構成されていることを特徴とする流量測定装置。6. The constant according to claim 5, wherein the displacement detecting means has a measuring circuit for measuring an equivalent circuit constant between the upstream structure portion and the movable portion. Characterized in that the displacement amount of the movable portion is obtained by the value of (i). 【請求項７】 請求項６において、前記測定回路は、前
記等価回路定数に応じた発振周期若しくは発振周波数を
生ずる発振回路部と、該発振回路部の前記発振周期若し
くは発振周波数を測定する発振測定手段とを有すること
を特徴とする流量測定装置。7. The oscillation measurement unit according to claim 6, wherein the measurement circuit includes an oscillation circuit unit that generates an oscillation cycle or an oscillation frequency according to the equivalent circuit constant, and an oscillation measurement unit that measures the oscillation cycle or the oscillation frequency of the oscillation circuit unit. And a flow measuring device. 【請求項８】 請求項６又は請求項７において、前記流
体は電解液であり、前記等価回路定数は電気抵抗値であ
ることを特徴とする流量測定装置。8. The flow rate measuring device according to claim 6, wherein the fluid is an electrolytic solution, and the equivalent circuit constant is an electric resistance value. 【請求項９】 請求項５乃至請求項８のいずれか１項に
おいて、前記受圧構造部の下流側には、前記上流側構造
部と略等しい構造の下流側構造部が配置され、前記変位
検出手段は、前記上流側構造部と前記可動部との間の電
気的特性値と、前記下流側構造部と前記可動部との間の
電気的特性値とを対照して前記可動部の変位量を得るよ
うに構成されていることを特徴とする流量測定装置。9. The structure according to claim 5, wherein a downstream structure having a structure substantially equal to the upstream structure is disposed downstream of the pressure receiving structure. The means is configured to compare an electrical characteristic value between the upstream structure portion and the movable portion with an electrical characteristic value between the downstream structure portion and the movable portion, and displace the displacement amount of the movable portion. A flow rate measuring device, characterized in that the flow rate measuring device is obtained. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９のいずれか１項
に記載された流量測定装置と、前記流体経路中に薬液を
流通させる送液装置と、前記流量測定装置によって求め
られた前記流体経路中の薬液の流量に応じて前記送液装
置の作動状態を制御する制御装置とを有することを特徴
とする薬液供給装置。10. A flow rate measuring device according to claim 1, a liquid feeding device for flowing a chemical solution through the fluid path, and the fluid obtained by the flow rate measuring device. A control device for controlling an operation state of the liquid feeding device according to a flow rate of the chemical solution in the path. 【請求項１１】 請求項１０において、前記制御装置
は、前記流量測定装置の測定動作を制御するための計測
制御部と共通なマイクロプロセッサユニットによって構
成されていることを特徴とする薬液供給装置。11. The chemical liquid supply device according to claim 10, wherein the control device is configured by a microprocessor unit common to a measurement control unit for controlling a measurement operation of the flow rate measurement device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005539329A (en) * 2002-09-17 2005-12-22 エクシジェント テクノロジーズ， エルエルシー Flow control system
US8434371B2 (en) 2010-10-14 2013-05-07 Brickhouse Innovations, Llc Electromagnetic fluid velocity sensor with adjustable electrodes
CN103270534A (en) * 2011-01-13 2013-08-28 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 Device and method for detecting the position of an object in a machine tool

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005539329A (en) * 2002-09-17 2005-12-22 エクシジェント テクノロジーズ， エルエルシー Flow control system
JP4854197B2 (en) * 2002-09-17 2012-01-18 エービー サイエックス エルエルシー Flow control method and flow control device
US8434371B2 (en) 2010-10-14 2013-05-07 Brickhouse Innovations, Llc Electromagnetic fluid velocity sensor with adjustable electrodes
CN103270534A (en) * 2011-01-13 2013-08-28 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 Device and method for detecting the position of an object in a machine tool
CN103270534B (en) * 2011-01-13 2016-01-13 约翰内斯﹒海德汉博士有限公司 For detecting the apparatus and method of the position of the object in lathe

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