JP2012047698A - 熱式流量計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の一態様は、被測定流体の流量を計測するための熱線が架設されたセンサ流路Sと、センサ流路Sに対する第1バイパス流路B1と第2バイパス流路B2とを備える熱式流量計10において、測定チップ60と、センサ基板50と、センサ流路Sと第1バイパス流路B1と第2バイパス流路B2とを分岐させる流路ブロック40とを有し、流路ブロック40及びセンサ基板50を収容するボディ20とボディ20の開口部を塞ぐカバー30とで形成される空間内にセンサ基板50が鉛直に配置され、被測定流体の出入口がボディ20の同一面に配置され、ボディ20に第1バイパス流路B1内へ突出したリブ70が設けられていること、を特徴とする。
【選択図】 図17
Description
また、流体の流入口と流出口とがそれぞれ90度に屈曲したエルボ部を介して流路空間に連通されているため、流体の圧力損失が大きくなってしまうおそれがある。
図1は、熱式流量計10の分解斜視図である。図1に示すように、熱式流量計10は、ボディ20と、カバー30と、流路ブロック40と、センサ基板50などを有している。そして、流路ブロック40がボディ20に装着された状態で、センサ基板50がボディ20内に固定されている。
センサ流路Sへ流れ込むものと、第1バイパス流路B1や第2バイパス流路B2へ流れ込むものとに分流される。そして、センサ流路Sと第1バイパス流路B1と第2バイパス流路B2とから流れ出した被測定流体は、合流して、流体入口11を介して配管ブロック90に流れ出す。
次に、流路空間21内における流量の安定化に関して説明する。本実施例では、熱式流量計10の流路空間21内における被測定流体の流れを安定化するための工夫を施している。
このとき、本実施例では流路ブロック40により形成される連絡流路15の入口部分72と連絡流路16の出口部分78との間に位置する第1バイパス流路B1(隙間21s)にリブ70を設けているので、リブ70を設けていない場合と比較すると被測定流体の流れ方向が変わる。
これにより、第1バイパス流路B1における被測定流体の流れの影響を受けずに、各部の圧力差に応じた流量の被測定流体をセンサ流路Sに流すことができる。そのため、第1バイパス流路B1が乱流の発生し易い形状であっても、センサ流路Sに被測定流体を安定した流量で流すことができる。したがって、より確実に測定チップ60によって安定した流量を測定することができるので、被測定流体の流量の計測精度の向上を図ることができる。また、ボディ20の設計の自由度が増して薄型の熱式流量計10を製作することができるので、熱式流量計10の小型化を図ることができる。
次に、リブ70を設けることによるボディ20の流路空間21内の圧力分布の変化を確認するため流路空間21内の圧力分布を解析したので、その解析結果について説明する。図18〜図21は、圧力分布の解析結果である。図18と図19はボディ20の正面から見た流路空間21における面21b付近(第1バイパス流路B1)の圧力分布の解析図であり、図18はリブ70を設けない場合の解析結果であり、図19はリブ70を設けた場合の解析結果である。また、図20と図21は熱式流量計10の断面を見たときの流路空間21の圧力分布の解析図であり、図20はリブ70を設けない場合の解析結果であり、図21はリブ70を設けた場合の解析結果である。
このように、リブ70を設けることにより、連絡流路15の入口部分72の圧力が高くなり、流路空間21内の圧力分布が変化して、流路空間21内の各部における圧力差が大きくなることが確認できた。
次に、流体入口11における被測定流体の流量に対し測定された中点電位Vout(図15参照)の評価結果について説明する。図22と図23は被測定流体の流量に対する中点電位Voutの測定結果を示す図であり、図22はリブ70を設けない場合であり、図23はリブ70を設けた場合である。なお、複数の熱式流量計10について評価を行った。
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る熱式流量計10によれば、ボディ20の面21bに第1バイパス流路B1へ突出したリブ70が設けられているので、被測定流体の流れを補正して流れ方向を変え、流路空間21内の必要な部分に意図的に圧力差を設けることができる。そのため、センサ流路Sに安定した流量の被測定流体を流すことができる。したがって、測定チップ60により安定した流量を測定することができ、被測定流体の流量の計測精度の向上を図ることができる。
さらに、リブ70の高さHは、流路空間21内を流れる被測定流体の圧力損失に影響しない程度の大きさとし、本実施例では一例として、第1バイパス流路B1(隙間21s)の高さhの約40%としている。そのため、被測定流体の圧力損失を抑制することができる。
11 流体入口
12 流体出口
15 連絡流路
16 連絡流路
20 ボディ
21 流路空間
21b 面
21s 隙間
30 カバー
40 流路ブロック
41 第1スペーサ
41c 境界部
41o 開口部
42 第1メッシュ板
42c 境界部
42d 部分
42e 部分
42m メッシュ部
43 第2メッシュ板
43c 境界部
43m メッシュ部
44 第3メッシュ板
44c 境界部
44m メッシュ部
45 第2スペーサ
45c 境界部
45o 開口部
50 センサ基板
60 測定チップ
70 リブ
72 連絡流路の入口部分
74 センサ流路の入口部分
76 センサ流路の出口部分
78 連絡流路の出口部分
B1 第1バイパス流路
h 第1バイパス流路の高さ
H リブの高さ
C 中心線
Vout 中点電位
δ1〜δ3 幅
Claims (4)
- 被測定流体の流量を計測するための熱線が架設されたセンサ流路と、前記センサ流路に対するバイパス流路とを備える熱式流量計において、
前記熱線が設けられた測定チップと、
前記測定チップが実装されるとともに、前記測定チップに電気的に接続される電気回路が設けられた基板と、
前記センサ流路と前記バイパス流路とを分岐させる流路ブロックとを有し、
前記流路ブロック及び前記基板を収容するボディと前記ボディの開口部を塞ぐカバーとで形成される空間内に前記基板が鉛直に配置され、
前記被測定流体の出入口が前記ボディの同一面に配置され、
前記ボディに前記バイパス流路内へ突出したリブが設けられていること、
を特徴とする熱式流量計。 - 請求項1の熱式流量計において、
前記流路ブロックは、前記センサ流路に流れ込む前記被測定流体の流れを整える整流部分が境界部を挟んで一対設けられた整流板を備え、
前記リブは、前記境界部と前記ボディとの間に形成された隙間に設けられていること、
を特徴とする熱式流量計。 - 請求項2の熱式流量計において、
前記流路ブロックは、前記整流板として少なくとも第1整流板と第2整流板とを備え、
前記第1整流板の前記整流部分の面積は前記第2整流板の前記整流部分の面積よりも小さいこと、
を特徴とする熱式流量計。 - 請求項3の熱式流量計において、
前記被測定流体の入口から前記ボディ内への前記被測定流体の流入方向について、前記第1整流板の前記整流部分の幅は前記第2整流板の前記整流部分の幅よりも小さいこと、
を特徴とする熱式流量計。
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Family Applications (1)
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JP2002168669A (ja) * | 2000-12-04 | 2002-06-14 | Ckd Corp | 熱式流量計 |
JP2003329504A (ja) * | 2003-05-19 | 2003-11-19 | Ckd Corp | 熱式流量計 |
JP2006153734A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Omron Corp | 流速測定装置 |
JP2006177984A (ja) * | 2002-05-29 | 2006-07-06 | Ckd Corp | 熱式流量計 |
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2010
- 2010-08-30 JP JP2010192576A patent/JP5364059B2/ja active Active
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