JP3845615B2 - 流量センサー - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は流体の流量センサーに関し、特にはダイヤフラムを使用した流量センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体の流量を計測する手段として、オリフィスを挟んで圧力センサーを２個用いそれぞれの圧力センサーの圧力を演算することが一般的に行われているが、感度と耐圧の点において大きな問題があった。すなわち、この方式にあっては流量センサーの下流部を塞いだ場合、圧力が大きく加わるので必然的に耐圧の高い圧力センサーが必要となり、より感度が低下する。また、２つのセンサーを使用するために、圧力センサーの個体差によるドリフト特性（温度、電源電圧等）が異なり、演算後の補整やゼロ調整を頻繁に行わねばならないなどの問題もある。
【０００３】
これに対して、本発明者は、先に、例えば半導体の製造工程で使用される超純水及び薬液等のための流量センサーとして特許第３１８４１２６号を提案した。この流量センサーは、第一ダイヤフラムと第二ダイヤフラムによって一次側チャンバと二次側チャンバを画成し、この一次側チャンバと二次側チャンバとをバイパス流路によって接続し、該バイパス流路にオリフィスを介装して、前記第一ダイヤフラムと第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位をひずみゲージで検知することを特徴とするものである。
【０００４】
上記特許は、被測定流体の流路中に流量検知のための可動部材（例えば羽根車や浮子等）を有さないので微細ゴミ（パーティクル）が発生するおそれがなく超純水や薬液の測定に最適に使用でき、しかも流量の変化を直接電気的信号として得ることができるのでその後の制御が容易であるなどの大きな利点を有する。特にバイパス流路にオリフィス（部）を介装したので、該オリフィスの径を任意に設定することができ、微量な流量の検出のための極小な径とすることができ、また、このオリフィスを独立部材とした場合には、オリフィス径に応じて、交換自在とすることが可能である。
【０００５】
しかるに、上記特許構造においても、流量の微差圧を計測する際には、荷重差センサー（ひずみゲージ）の感度を上げなくてはならない。しかしながら、荷重差センサーの感度を上げるためにその可動部の厚みを薄くすると、誤って一次側又は二次側に高い圧力がかかったりあるいは流量が多すぎてオーバーレンジになった場合には、荷重差センサー可動部の弾性限界を超えてしまって破損したりゼロ点に戻らなくなる等の問題があった。一方、荷重差センサーの可動部の耐圧強度を上げると、流量の差圧感度が鈍くなり、流量計測範囲のレンジアビリティを大きくとることができなくなり、オリフィス径を小さくするなどしてチャンバ内の圧力損失を大きくとらないと精度が悪いなどの問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上のような状況に鑑みて、微少流量計測時の微差圧の計測が容易であるとともに、高耐圧であり、あわせて、流体のガス等から計測部を保護することができる流量センサーの構造を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、前記荷重差センサーの計測部が設けられた起歪部の外側に保護ダイヤフラム部を形成したことを特徴とする流量センサーに係る。
【０００８】
また、請求項２の発明は、チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側 チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、前記荷重差センサーの起歪部を２つ対向して形成しかつ計測部を前記各起歪部の内面側に設けたことを特徴とする流量センサーに係る。
【０００９】
さらに、請求項３の発明は、チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、本体ボディに前記ダイヤフラムの背面側空間と連通するパージ用気体の流入部及び流出部を設け、前記ダイヤフラム部の背面側空間に存在する流体の透過ガスをパージ用気体の流通によって外部へ排出するようにしたことを特徴とする流量センサーに係る。
【００１０】
さらにまた、請求項４の発明は、前記パージ用気体の流出部側の配管系にガス濃度又は液漏れを検知する手段が配置された請求項３に記載の流量センサーに係る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は流量センサーの一例を示す全体縦断面図、図２は図１の流量センサーの分解斜視図、図３は荷重差センサーに変位制限部材を設けた例を示す縦断面図、図４は請求項１の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図、図５は他の流量センサーの実施例を示す縦断面図、図６は請求項２の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図、図７は請求項３及び４の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図、図８は流量センサーにおいて大流量の流体を測定する実施例を示す概略断面図、図９は同じく流量センサーにおいて大流量の流体を測定する他の実施例を示す概略断面図である。
【００１２】
図１ないし図３に図示した流量センサー１０は、前記した超純水や薬液等の微量な流量の測定に使用されるもので、チャンバ２０内を流通する流体の圧力変動を２つの第一及び第二ダイヤフラム３１，３２で受圧し、荷重差センサー５０でその荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものである。
【００１３】
特に、この流量センサー１０では、前記第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２が受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム３１，ダイヤフラム３２（図１及び図２参照）又は荷重差センサー５０（図３参照）に対して変位制限部材６１，６２（図１，２）、６６，６７（図３）を設けたことを特徴とするものである。なお、変位制限部材は必ずしも一次側及び二次側両側の流体の圧力変動に対して設けられることを必要とせず、一側（通常一次側）の流体の圧力変動に対してのみ設けてもよいものである。
【００１４】
チャンバ２０は、図のように、前記チャンバ２０内に対向配置された２つの第一ダイヤフラム３１，第二ダイヤフラム３２によって、第一ダイヤフラム３１に面する一次側チャンバ２１と、第二ダイヤフラム３２に面する二次側チャンバ２５に区画され、前記一次側チャンバ２１からオリフィス部４０を有するバイパス流路３５を経て二次側チャンバ２５に差圧を生じさせた流体が流通される。チャンバ２０には、その一側（一次側チャンバ２１）に開口する流入口２３を有する被測定流体の流入部２２と、他側（二次側チャンバ２５）に開口する流出口２７を有する被測定流体の流出部２６が形成されている。
【００１５】
第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２は、この実施例では耐蝕性に優れるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ樹脂）等のフッ素樹脂より形成されている。なお、図の符号３３，３４は第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２を固定する内周押えリング、３６，３７は同じく外周押えリングである。
【００１６】
この流量センサー１０では、前記第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２が受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように、前記ダイヤフラム３１，３２又は荷重差センサー５０に対して、変位制限部材６１，６２、６６，６７が設けられている。図１及び図２の実施例では、各ダイヤフラム３１，３２に対して変位制限部材６１，６２が設けられ、図３の実施例では各ダイヤフラム３１，３２に対して変位制限部材６６，６７が設けられている。なお、図３において、図１，２と共通符号は同一構成部材を表す。
【００１７】
まず、図１及び図２の例について説明すると、ここでは、ダイヤフラム３１，３２に対して変位制限部材６１，６２が設けられ、特にこの例では、各ダイヤフラム３１，３２の圧力を受けその荷重を伝達する受圧部７１，７２の内側に、変位制限部材６１，６２が設けられている。
すなわち、この例では、荷重差センサー５０が前記チャンバ２０内に固定配置された外周枠部５１と中心側の中心部材５２と前記外周枠部５１と中心部材５２の間に延設され計測部Ｇが設けられた起歪部５５とを含んでおり、この荷重差センサー５０の中心部材５２に各ダイヤフラム３１，３２の圧力を受けその荷重を伝達する受圧部７１，７２が取り付けられている。符号５３，５４は荷重差センサー５０の中心部材５２に各受圧部７１，７２と一体に取り付けるために形成された結合凸部である。
【００１８】
ちなみに、実施例の荷重差センサー５０はいわゆる歪みセンサーと呼ばれるもので、軟鋼、ステンレス鋼あるいはアルミニウム等の弾性体よりなり、チャンバ２０に固定された外周枠部５１と各ダイヤフラム３１，３２の圧力を受ける受圧部７１，７２が取り付けられた中心部材５２との間に延設された起歪部５５に生ずる変位量を該起歪部５５に設けた計測部（ゲージ部）Ｇによってその機械的歪みを電気信号として取り出すものである。すなわち、オリフィス４０によって生ずる流体の圧力差を第一ダイヤフラム３１と第二ダイヤフラム３２に加わる荷重差ΔＰ（ｋＰａ）の変位量として検出して、該変位量の大きさを電気信号Ｉ（ｍＡ）に変換して流量（ｍｌ／ｍｉｎ）の計測を行う。この実施例では起歪部５５は薄面の十字状に形成したもの（図２参照）を用いたが、全面状のものであってもよい。
【００１９】
受圧部７１，７２は、好ましくはダイヤフラム３１，３２と同じ耐蝕性に優れるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ樹脂）等のフッ素樹脂より形成されている。そして、請求項３の発明として規定したように、変位制限部材６１，６２をこの受圧部７１，７２の内側に配置することが製造上及び構成上便宜であり、またダイヤフラム３１，３２の保護にもなる。符号７３，７４は荷重差センサー５０の中心部材５２の結合凸部５３，５４を取り付けるため凹部である。なお、受圧部７１，７２はダイヤフラム３１，３２と一体に形成してもよい。
【００２０】
変位制限部材６１，６２は、ダイヤフラム３１，３２の変位が所定以上の大きさにならないようにたわみ方向にストッパとして機能するもので、そのような機能を果たすものであればなんでもよい。この実施例では金属製のリング状物よりなり（図２参照）、その外周縁部６３，６４が荷重差センサー５０の外周枠部５１に嵌着されることによってチャンバ２０に固定されている。なお、変位制限部材は一側の流体の圧力変動に対してのみ設けることもできる。
【００２１】
変位制限部材６１，６２によってダイヤフラム３１，３２の変位が制限される間隔、つまりストッパ間隙ａは差圧感度やダイヤフラム３１，３２の弾性限界等を考慮して決定される。通常３ｋｇｆ程度までの荷重を測定するには、ダイヤフラム３１，３２の変位制限量、つまりストッパ間隙ａは０．３ｍｍ程度とすればよく、この実施例では０．５ｍｍに設定されている。
【００２２】
バイパス流路３５は、図示のように、一次側チャンバ２１に開口するバイパス入口から前記二次側チャンバ２５に開口するバイパス出口に至る流路で、該バイパス流路３５の途中にオリフィス（部）４０が介装される。オリフィス４０は、図のように、単独部材として交換自在に配置してもよいが、必要によりボディ本体１１と一体に形成してもよい。オリフィス４０は所定径の孔部４１を有していて、前記バイパス流路３５内に介装されることによって、その前後に差圧を生じさせる。
【００２３】
なお、本体ボディ１１は、実施例ではその用途との関係から耐蝕性に優れるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ樹脂）等のフッ素樹脂から形成されているが、一般的なプラスチックあるいは金属によって形成することもできる。本体ボディ１１は、図のように、半割形状のボディ部材１１Ａ及び１１Ｂ（ならびに必要ならば中間ブロック）の組合体よりなり、図示しない取付部材によって一体に締付合着される。
【００２４】
図２において符号Ｓ１，Ｓ２は荷重差センサー５０の起歪部５５に設けられた計測部（ゲージ部）Ｇのリード線で、ボディ部材１１の切欠１２Ａ及び１２Ｂを介して外部の電圧計等の表示装置、コンピューター等の演算処理装置あるいは各種制御装置等に接続される。
【００２５】
図３では、荷重差センサー５０に対して変位制限部材６６，６７が設けられた例が示される。ここでは、荷重差センサー５０の中心部材５２に対して、前記したと同様の金属製のリング状物よりなる変位制限部材６６，６７が設けられている。図３の符号６８，６９は外周縁部を表し、この外周縁部６８，６９が荷重差センサー５０の外周枠部５１に嵌着されることによってチャンバ２０に固定されている。なお、前記と同様に、変位制限部材は一側の流体の圧力変動に対してのみ設けることもできる。
【００２６】
この種流量センサー１０で測定される流体には、フッ酸や、アンモニア水など、透過もしくは浸透しやすい流体も多く存在する。このため、以下に説明し図４ないし図６に示す流量センサー１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのように、前記流体のガス等から荷重差センサーの計測部Ｇを保護する構造が提案される。なお、以下の実施例において、図１ないし図３における同一構成部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
まず、請求項１の発明に係る流量センサーとして、荷重差センサーの計測部が設けられた起歪部の外側に保護ダイヤフラムが形成されたことを特徴とするものが提案される。実施例では、図４に示す流量センサー１０Ａのように、前記受圧部８１，８５と変位制限部材８２，８６が保護ダイヤフラム部８３，８７で一体に結合された構造が示される。この構造によれば、荷重差センサー５０の起歪部５５に設けられた計測部Ｇが、前記受圧部８１，８５及び変位制限部材８２，８６間の保護ダイヤフラム部８３，８７によって、チャンバ２１，２５を流通する流体から完全に遮断され、前記浸透ガス等による不具合を防止することができる。なお、保護ダイヤフラム部８３，８７は、前記荷重差センサー５０の起歪部５５同様に可撓性を有するものであるため、当然第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２からの圧力変動の伝達を妨げるものではない。
【００２８】
また、図５に示す流量センサー１０Ｂでは、前記荷重差センサー本体５０がその両側を保護ダイヤフラム部９１，９６を有する２個のホイール部材９０，９５によって挟持されていることを特徴としている。該ホイール部材９０，９５は、荷重差センサー５０の起歪部５５に対応する位置に保護ダイヤフラム部９１，９６を有するとともに、中心部材５２位置に該中心部材５２及び受圧部７１，７２との固定部９２，９７を有している。これによって荷重差センサー５０の起歪部５５に取り付けられた計測部Ｇは、両側を前記ホイール部材９０，９５の保護ダイヤフラム部９１，９６によりチャンバ２１，２５から遮断されガス等から保護することができる。
【００２９】
さらに、図６に示す流量センサー１０Ｃは、請求項２に係るもので、前記荷重差センサーの起歪部が２つ対向して形成されていて前記計測部Ｇが前記各起歪部の内面側に設けられていることを特徴とするものである。実施例では、荷重差センサー１００が第１部材１０１と第２部材１０５の２部材から構成される。この荷重差センサー１００は、前記第１部材１０１及び第２部材１０５を隣接させ、それぞれの起歪部１０２，１０６の内面側にセンサー計測部Ｇを取り付けることにより、チャンバ２１，２５を流通する流体からのガスを避けることができる。
【００３０】
さらにまた図７に示す流量センサー１０Ｄでは、請求項３及び４に係るもので、ボディ本体に、前記ダイヤフラム部の背面側空間１１０と連通するパージ用気体の流入部１１１及び流出部１１５が設けられていて、前記ダイヤフラム部の背面側空間１１０に前記透過ガスが存在する場合には外部へ排出することによりセンサー計測部Ｇをガスから保護する。なお、該実施例においては、荷重差センサー５０の外周枠部５１の所定位置に前記パージ用気体の流入部１１１及び流出部１１５に連通する貫通孔５６を設けた。
【００３１】
すなわち、パージ用気体の流入部１１１からダイヤフラム部３１，３２の背面側空間１１０内にパージ用気体（空気や窒素ガス等）を流入し、パージ用気体の流出部１１５から流出することによって背面側空間１１０の流体からの透過ガスを排出するのである。この実施例では、図示のように、一次側チャンバ２１のダイヤフラム３１と二次側チャンバ２２のダイヤフラム３２の背面側空間１１０が共通となっているため、前記パージ用気体の流入部１１１及び流出部１１５からの流路１１２及び１１６はいずれも荷重差センサー５０の外周枠部５１の貫通孔５６に接続されている。もちろん、これらの流路１１２及び１１６はダイヤフラム部３１，３２の背面側空間１１０と直接連通してもよいことはいうまでもない。
【００３２】
パージ用気体の流出部１１５からパージ用気体とともに流出した透過ガスは、配管１２０を介して該流量センサー１０外の所定排出先に送り込まれ、必要により図示しない公知の処理装置を経て廃棄される。これによって、作業環境の悪化や周辺の空気汚染等を防止することが可能となる。
【００３３】
さらに、請求項６の発明として規定したように、前記パージ用気体の流出部１１５側の配管１２０にガス濃度又は液漏れを検知する手段１２５を配置してもよい。これによって、ダイヤフラム部３１，３２の背面側空間１１０の透過ガス量の変移や液漏れ等の状態を検知することができる。被制御流体の流通状況やダイヤフラム部の状態も知ることができる。なお、ガス濃度又は液漏れを検知する手段としては公知の検知機器を用いることができる。
【００３４】
上に述べた実施例の流量センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）にあっては、各ダイヤフラム３１，３２がチャンバ２１，２５における流体の圧力変動を受け、受圧部７１，７２（８１，８５）に伝達する。該受圧部７１，７２（８１，８５）の受けた圧力変動によって生ずる荷重を、荷重差センサー５０（１００）の起歪部５５（９１，９６）におけるセンサー計測部Ｇによって、変位量の差として検出して流体の流量を検知する。また、流体に大きな圧力変動があった場合に、ダイヤフラム３１，３２が大きく変位しようとしても、該受圧部７１，７２（８１，８５）の外周が変位制限部材６１，６２（８２，８６）に当接して、その変位量を規制することにより、ダイヤフラム３１，３２や荷重センサー５０（１００）の計測範囲能力を大幅に超えることを防ぐ。
【００３５】
前記流量センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）を用いて、流体の計測を行ったところ、最大計測差圧を２０ＫＰａに設定したとき、０．２ＫＰａ（２０ｍｍＨ2Ｏ）の計測をすることができた。また、このときの耐圧力は３００ＫＰａを確保することができるとともに、流量は５０ｍｌ／ｍｉｎ．〜５ｍｌ／ｍｉｎ．の範囲で計測可能となる。
【００３６】
また、この流量センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）では、一次側チャンバ２１と二次側チャンバ２５の差圧が小さくても計測が可能であることにより、オリフィス４０の径を大きく設定することが可能となり、ひいては例えば半導体ＣＭＰ用のスラリー液のような詰まりやすい液体でも連続で計測することが可能となった。そのときの流量範囲としては、５００ｍｌ／ｍｉｎ．〜５０ｍｌ／ｍｉｎ．を可能とする。
【００３７】
さらにまた、大流量の流体を測定する場合には、図８に示すこの流量センサー１０Ｅのように、大径管部１３１に大径のオリフィス１３５を設け、大径管部１３１より分岐した小径管部１３２より前記流量センサー１０本体の一次側チャンバ２１に接続することによって、流体の流れを妨げることなく効率よく測定することができる。また、この実施例は大径管を流量センサー１０Ｅ内に一体に組み込んだものであるが、図９に示すように、前記大径管部１３１を独立した別配管とし、その傍らに小径管１３２により流量センサー１０をバイパスとして設けたものとしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明の流量センサーによれば、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないようにダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けたものであるから、流量計測における差圧感度を高めながら、かつ高い流体耐圧を有する。これによって、微差圧、すなわち微少流量（１０ｍｌ／ｍｉｎ以下）の計測が可能になるとともに、流量計測範囲をも広く（１０倍も容易）することができる。
【００３９】
とともに、この発明構造によれば、荷重差センサーの計測部がチャンバから確実に隔離又は遮断された構造であるため、被計測流体がフッ酸、アンモニア水等の浸透もしくは透過しやすい流体の場合にあっても、透過してくるガス等から保護される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 流量センサーの一例を示す全体縦断面図である。
【図２】 図１の流量センサーの分解斜視図である。
【図３】 荷重差センサーに変位制限部材を設けた例を示す縦断面図である。
【図４】 請求項１の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図である。
【図５】 他の流量センサーの実施例を示す縦断面図である。
【図６】 請求項２の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図である。
【図７】 請求項３及び４の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図である。
【図８】 流量センサーにおいて大流量の流体を測定する実施例を示す概略断面図である。
【図９】 流量センサーにおいて大流量の流体を測定する他の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 流量センサー
１１ 本体ボディ
２０ チャンバ
２１ 一次側チャンバ
２２ 流入部
２３ 流入口
２５ 二次側チャンバ
２６ 流出部
２７ 流出口
３１ 第一ダイヤフラム
３２ 第二ダイヤフラム
３５ バイパス流路
４０ オリフィス
５０，１００ 荷重差センサー
５１ 外周枠部
５２ 中心部材
５５、１０２，１０６ 起歪部
６１，６２、６６，６７ 変位制限部材
７１，７２、８１，８５ 受圧部
８３，８７、９１，９６ 保護ダイヤフラム部
９０ ホイール部材
１１０ ダイヤフラム背面側空間部
１１１ パージ用気体の流入部
１１５ パージ用気体の流出部
Ｇ センサー計測部
【発明の属する技術分野】
この発明は流体の流量センサーに関し、特にはダイヤフラムを使用した流量センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体の流量を計測する手段として、オリフィスを挟んで圧力センサーを２個用いそれぞれの圧力センサーの圧力を演算することが一般的に行われているが、感度と耐圧の点において大きな問題があった。すなわち、この方式にあっては流量センサーの下流部を塞いだ場合、圧力が大きく加わるので必然的に耐圧の高い圧力センサーが必要となり、より感度が低下する。また、２つのセンサーを使用するために、圧力センサーの個体差によるドリフト特性（温度、電源電圧等）が異なり、演算後の補整やゼロ調整を頻繁に行わねばならないなどの問題もある。
【０００３】
これに対して、本発明者は、先に、例えば半導体の製造工程で使用される超純水及び薬液等のための流量センサーとして特許第３１８４１２６号を提案した。この流量センサーは、第一ダイヤフラムと第二ダイヤフラムによって一次側チャンバと二次側チャンバを画成し、この一次側チャンバと二次側チャンバとをバイパス流路によって接続し、該バイパス流路にオリフィスを介装して、前記第一ダイヤフラムと第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位をひずみゲージで検知することを特徴とするものである。
【０００４】
上記特許は、被測定流体の流路中に流量検知のための可動部材（例えば羽根車や浮子等）を有さないので微細ゴミ（パーティクル）が発生するおそれがなく超純水や薬液の測定に最適に使用でき、しかも流量の変化を直接電気的信号として得ることができるのでその後の制御が容易であるなどの大きな利点を有する。特にバイパス流路にオリフィス（部）を介装したので、該オリフィスの径を任意に設定することができ、微量な流量の検出のための極小な径とすることができ、また、このオリフィスを独立部材とした場合には、オリフィス径に応じて、交換自在とすることが可能である。
【０００５】
しかるに、上記特許構造においても、流量の微差圧を計測する際には、荷重差センサー（ひずみゲージ）の感度を上げなくてはならない。しかしながら、荷重差センサーの感度を上げるためにその可動部の厚みを薄くすると、誤って一次側又は二次側に高い圧力がかかったりあるいは流量が多すぎてオーバーレンジになった場合には、荷重差センサー可動部の弾性限界を超えてしまって破損したりゼロ点に戻らなくなる等の問題があった。一方、荷重差センサーの可動部の耐圧強度を上げると、流量の差圧感度が鈍くなり、流量計測範囲のレンジアビリティを大きくとることができなくなり、オリフィス径を小さくするなどしてチャンバ内の圧力損失を大きくとらないと精度が悪いなどの問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上のような状況に鑑みて、微少流量計測時の微差圧の計測が容易であるとともに、高耐圧であり、あわせて、流体のガス等から計測部を保護することができる流量センサーの構造を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、前記荷重差センサーの計測部が設けられた起歪部の外側に保護ダイヤフラム部を形成したことを特徴とする流量センサーに係る。
【０００８】
また、請求項２の発明は、チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側 チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、前記荷重差センサーの起歪部を２つ対向して形成しかつ計測部を前記各起歪部の内面側に設けたことを特徴とする流量センサーに係る。
【０００９】
さらに、請求項３の発明は、チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、本体ボディに前記ダイヤフラムの背面側空間と連通するパージ用気体の流入部及び流出部を設け、前記ダイヤフラム部の背面側空間に存在する流体の透過ガスをパージ用気体の流通によって外部へ排出するようにしたことを特徴とする流量センサーに係る。
【００１０】
さらにまた、請求項４の発明は、前記パージ用気体の流出部側の配管系にガス濃度又は液漏れを検知する手段が配置された請求項３に記載の流量センサーに係る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１は流量センサーの一例を示す全体縦断面図、図２は図１の流量センサーの分解斜視図、図３は荷重差センサーに変位制限部材を設けた例を示す縦断面図、図４は請求項１の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図、図５は他の流量センサーの実施例を示す縦断面図、図６は請求項２の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図、図７は請求項３及び４の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図、図８は流量センサーにおいて大流量の流体を測定する実施例を示す概略断面図、図９は同じく流量センサーにおいて大流量の流体を測定する他の実施例を示す概略断面図である。
【００１２】
図１ないし図３に図示した流量センサー１０は、前記した超純水や薬液等の微量な流量の測定に使用されるもので、チャンバ２０内を流通する流体の圧力変動を２つの第一及び第二ダイヤフラム３１，３２で受圧し、荷重差センサー５０でその荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものである。
【００１３】
特に、この流量センサー１０では、前記第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２が受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム３１，ダイヤフラム３２（図１及び図２参照）又は荷重差センサー５０（図３参照）に対して変位制限部材６１，６２（図１，２）、６６，６７（図３）を設けたことを特徴とするものである。なお、変位制限部材は必ずしも一次側及び二次側両側の流体の圧力変動に対して設けられることを必要とせず、一側（通常一次側）の流体の圧力変動に対してのみ設けてもよいものである。
【００１４】
チャンバ２０は、図のように、前記チャンバ２０内に対向配置された２つの第一ダイヤフラム３１，第二ダイヤフラム３２によって、第一ダイヤフラム３１に面する一次側チャンバ２１と、第二ダイヤフラム３２に面する二次側チャンバ２５に区画され、前記一次側チャンバ２１からオリフィス部４０を有するバイパス流路３５を経て二次側チャンバ２５に差圧を生じさせた流体が流通される。チャンバ２０には、その一側（一次側チャンバ２１）に開口する流入口２３を有する被測定流体の流入部２２と、他側（二次側チャンバ２５）に開口する流出口２７を有する被測定流体の流出部２６が形成されている。
【００１５】
第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２は、この実施例では耐蝕性に優れるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ樹脂）等のフッ素樹脂より形成されている。なお、図の符号３３，３４は第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２を固定する内周押えリング、３６，３７は同じく外周押えリングである。
【００１６】
この流量センサー１０では、前記第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２が受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように、前記ダイヤフラム３１，３２又は荷重差センサー５０に対して、変位制限部材６１，６２、６６，６７が設けられている。図１及び図２の実施例では、各ダイヤフラム３１，３２に対して変位制限部材６１，６２が設けられ、図３の実施例では各ダイヤフラム３１，３２に対して変位制限部材６６，６７が設けられている。なお、図３において、図１，２と共通符号は同一構成部材を表す。
【００１７】
まず、図１及び図２の例について説明すると、ここでは、ダイヤフラム３１，３２に対して変位制限部材６１，６２が設けられ、特にこの例では、各ダイヤフラム３１，３２の圧力を受けその荷重を伝達する受圧部７１，７２の内側に、変位制限部材６１，６２が設けられている。
すなわち、この例では、荷重差センサー５０が前記チャンバ２０内に固定配置された外周枠部５１と中心側の中心部材５２と前記外周枠部５１と中心部材５２の間に延設され計測部Ｇが設けられた起歪部５５とを含んでおり、この荷重差センサー５０の中心部材５２に各ダイヤフラム３１，３２の圧力を受けその荷重を伝達する受圧部７１，７２が取り付けられている。符号５３，５４は荷重差センサー５０の中心部材５２に各受圧部７１，７２と一体に取り付けるために形成された結合凸部である。
【００１８】
ちなみに、実施例の荷重差センサー５０はいわゆる歪みセンサーと呼ばれるもので、軟鋼、ステンレス鋼あるいはアルミニウム等の弾性体よりなり、チャンバ２０に固定された外周枠部５１と各ダイヤフラム３１，３２の圧力を受ける受圧部７１，７２が取り付けられた中心部材５２との間に延設された起歪部５５に生ずる変位量を該起歪部５５に設けた計測部（ゲージ部）Ｇによってその機械的歪みを電気信号として取り出すものである。すなわち、オリフィス４０によって生ずる流体の圧力差を第一ダイヤフラム３１と第二ダイヤフラム３２に加わる荷重差ΔＰ（ｋＰａ）の変位量として検出して、該変位量の大きさを電気信号Ｉ（ｍＡ）に変換して流量（ｍｌ／ｍｉｎ）の計測を行う。この実施例では起歪部５５は薄面の十字状に形成したもの（図２参照）を用いたが、全面状のものであってもよい。
【００１９】
受圧部７１，７２は、好ましくはダイヤフラム３１，３２と同じ耐蝕性に優れるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ樹脂）等のフッ素樹脂より形成されている。そして、請求項３の発明として規定したように、変位制限部材６１，６２をこの受圧部７１，７２の内側に配置することが製造上及び構成上便宜であり、またダイヤフラム３１，３２の保護にもなる。符号７３，７４は荷重差センサー５０の中心部材５２の結合凸部５３，５４を取り付けるため凹部である。なお、受圧部７１，７２はダイヤフラム３１，３２と一体に形成してもよい。
【００２０】
変位制限部材６１，６２は、ダイヤフラム３１，３２の変位が所定以上の大きさにならないようにたわみ方向にストッパとして機能するもので、そのような機能を果たすものであればなんでもよい。この実施例では金属製のリング状物よりなり（図２参照）、その外周縁部６３，６４が荷重差センサー５０の外周枠部５１に嵌着されることによってチャンバ２０に固定されている。なお、変位制限部材は一側の流体の圧力変動に対してのみ設けることもできる。
【００２１】
変位制限部材６１，６２によってダイヤフラム３１，３２の変位が制限される間隔、つまりストッパ間隙ａは差圧感度やダイヤフラム３１，３２の弾性限界等を考慮して決定される。通常３ｋｇｆ程度までの荷重を測定するには、ダイヤフラム３１，３２の変位制限量、つまりストッパ間隙ａは０．３ｍｍ程度とすればよく、この実施例では０．５ｍｍに設定されている。
【００２２】
バイパス流路３５は、図示のように、一次側チャンバ２１に開口するバイパス入口から前記二次側チャンバ２５に開口するバイパス出口に至る流路で、該バイパス流路３５の途中にオリフィス（部）４０が介装される。オリフィス４０は、図のように、単独部材として交換自在に配置してもよいが、必要によりボディ本体１１と一体に形成してもよい。オリフィス４０は所定径の孔部４１を有していて、前記バイパス流路３５内に介装されることによって、その前後に差圧を生じさせる。
【００２３】
なお、本体ボディ１１は、実施例ではその用途との関係から耐蝕性に優れるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ樹脂）等のフッ素樹脂から形成されているが、一般的なプラスチックあるいは金属によって形成することもできる。本体ボディ１１は、図のように、半割形状のボディ部材１１Ａ及び１１Ｂ（ならびに必要ならば中間ブロック）の組合体よりなり、図示しない取付部材によって一体に締付合着される。
【００２４】
図２において符号Ｓ１，Ｓ２は荷重差センサー５０の起歪部５５に設けられた計測部（ゲージ部）Ｇのリード線で、ボディ部材１１の切欠１２Ａ及び１２Ｂを介して外部の電圧計等の表示装置、コンピューター等の演算処理装置あるいは各種制御装置等に接続される。
【００２５】
図３では、荷重差センサー５０に対して変位制限部材６６，６７が設けられた例が示される。ここでは、荷重差センサー５０の中心部材５２に対して、前記したと同様の金属製のリング状物よりなる変位制限部材６６，６７が設けられている。図３の符号６８，６９は外周縁部を表し、この外周縁部６８，６９が荷重差センサー５０の外周枠部５１に嵌着されることによってチャンバ２０に固定されている。なお、前記と同様に、変位制限部材は一側の流体の圧力変動に対してのみ設けることもできる。
【００２６】
この種流量センサー１０で測定される流体には、フッ酸や、アンモニア水など、透過もしくは浸透しやすい流体も多く存在する。このため、以下に説明し図４ないし図６に示す流量センサー１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのように、前記流体のガス等から荷重差センサーの計測部Ｇを保護する構造が提案される。なお、以下の実施例において、図１ないし図３における同一構成部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
まず、請求項１の発明に係る流量センサーとして、荷重差センサーの計測部が設けられた起歪部の外側に保護ダイヤフラムが形成されたことを特徴とするものが提案される。実施例では、図４に示す流量センサー１０Ａのように、前記受圧部８１，８５と変位制限部材８２，８６が保護ダイヤフラム部８３，８７で一体に結合された構造が示される。この構造によれば、荷重差センサー５０の起歪部５５に設けられた計測部Ｇが、前記受圧部８１，８５及び変位制限部材８２，８６間の保護ダイヤフラム部８３，８７によって、チャンバ２１，２５を流通する流体から完全に遮断され、前記浸透ガス等による不具合を防止することができる。なお、保護ダイヤフラム部８３，８７は、前記荷重差センサー５０の起歪部５５同様に可撓性を有するものであるため、当然第一ダイヤフラム３１及び第二ダイヤフラム３２からの圧力変動の伝達を妨げるものではない。
【００２８】
また、図５に示す流量センサー１０Ｂでは、前記荷重差センサー本体５０がその両側を保護ダイヤフラム部９１，９６を有する２個のホイール部材９０，９５によって挟持されていることを特徴としている。該ホイール部材９０，９５は、荷重差センサー５０の起歪部５５に対応する位置に保護ダイヤフラム部９１，９６を有するとともに、中心部材５２位置に該中心部材５２及び受圧部７１，７２との固定部９２，９７を有している。これによって荷重差センサー５０の起歪部５５に取り付けられた計測部Ｇは、両側を前記ホイール部材９０，９５の保護ダイヤフラム部９１，９６によりチャンバ２１，２５から遮断されガス等から保護することができる。
【００２９】
さらに、図６に示す流量センサー１０Ｃは、請求項２に係るもので、前記荷重差センサーの起歪部が２つ対向して形成されていて前記計測部Ｇが前記各起歪部の内面側に設けられていることを特徴とするものである。実施例では、荷重差センサー１００が第１部材１０１と第２部材１０５の２部材から構成される。この荷重差センサー１００は、前記第１部材１０１及び第２部材１０５を隣接させ、それぞれの起歪部１０２，１０６の内面側にセンサー計測部Ｇを取り付けることにより、チャンバ２１，２５を流通する流体からのガスを避けることができる。
【００３０】
さらにまた図７に示す流量センサー１０Ｄでは、請求項３及び４に係るもので、ボディ本体に、前記ダイヤフラム部の背面側空間１１０と連通するパージ用気体の流入部１１１及び流出部１１５が設けられていて、前記ダイヤフラム部の背面側空間１１０に前記透過ガスが存在する場合には外部へ排出することによりセンサー計測部Ｇをガスから保護する。なお、該実施例においては、荷重差センサー５０の外周枠部５１の所定位置に前記パージ用気体の流入部１１１及び流出部１１５に連通する貫通孔５６を設けた。
【００３１】
すなわち、パージ用気体の流入部１１１からダイヤフラム部３１，３２の背面側空間１１０内にパージ用気体（空気や窒素ガス等）を流入し、パージ用気体の流出部１１５から流出することによって背面側空間１１０の流体からの透過ガスを排出するのである。この実施例では、図示のように、一次側チャンバ２１のダイヤフラム３１と二次側チャンバ２２のダイヤフラム３２の背面側空間１１０が共通となっているため、前記パージ用気体の流入部１１１及び流出部１１５からの流路１１２及び１１６はいずれも荷重差センサー５０の外周枠部５１の貫通孔５６に接続されている。もちろん、これらの流路１１２及び１１６はダイヤフラム部３１，３２の背面側空間１１０と直接連通してもよいことはいうまでもない。
【００３２】
パージ用気体の流出部１１５からパージ用気体とともに流出した透過ガスは、配管１２０を介して該流量センサー１０外の所定排出先に送り込まれ、必要により図示しない公知の処理装置を経て廃棄される。これによって、作業環境の悪化や周辺の空気汚染等を防止することが可能となる。
【００３３】
さらに、請求項６の発明として規定したように、前記パージ用気体の流出部１１５側の配管１２０にガス濃度又は液漏れを検知する手段１２５を配置してもよい。これによって、ダイヤフラム部３１，３２の背面側空間１１０の透過ガス量の変移や液漏れ等の状態を検知することができる。被制御流体の流通状況やダイヤフラム部の状態も知ることができる。なお、ガス濃度又は液漏れを検知する手段としては公知の検知機器を用いることができる。
【００３４】
上に述べた実施例の流量センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）にあっては、各ダイヤフラム３１，３２がチャンバ２１，２５における流体の圧力変動を受け、受圧部７１，７２（８１，８５）に伝達する。該受圧部７１，７２（８１，８５）の受けた圧力変動によって生ずる荷重を、荷重差センサー５０（１００）の起歪部５５（９１，９６）におけるセンサー計測部Ｇによって、変位量の差として検出して流体の流量を検知する。また、流体に大きな圧力変動があった場合に、ダイヤフラム３１，３２が大きく変位しようとしても、該受圧部７１，７２（８１，８５）の外周が変位制限部材６１，６２（８２，８６）に当接して、その変位量を規制することにより、ダイヤフラム３１，３２や荷重センサー５０（１００）の計測範囲能力を大幅に超えることを防ぐ。
【００３５】
前記流量センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）を用いて、流体の計測を行ったところ、最大計測差圧を２０ＫＰａに設定したとき、０．２ＫＰａ（２０ｍｍＨ2Ｏ）の計測をすることができた。また、このときの耐圧力は３００ＫＰａを確保することができるとともに、流量は５０ｍｌ／ｍｉｎ．〜５ｍｌ／ｍｉｎ．の範囲で計測可能となる。
【００３６】
また、この流量センサー１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）では、一次側チャンバ２１と二次側チャンバ２５の差圧が小さくても計測が可能であることにより、オリフィス４０の径を大きく設定することが可能となり、ひいては例えば半導体ＣＭＰ用のスラリー液のような詰まりやすい液体でも連続で計測することが可能となった。そのときの流量範囲としては、５００ｍｌ／ｍｉｎ．〜５０ｍｌ／ｍｉｎ．を可能とする。
【００３７】
さらにまた、大流量の流体を測定する場合には、図８に示すこの流量センサー１０Ｅのように、大径管部１３１に大径のオリフィス１３５を設け、大径管部１３１より分岐した小径管部１３２より前記流量センサー１０本体の一次側チャンバ２１に接続することによって、流体の流れを妨げることなく効率よく測定することができる。また、この実施例は大径管を流量センサー１０Ｅ内に一体に組み込んだものであるが、図９に示すように、前記大径管部１３１を独立した別配管とし、その傍らに小径管１３２により流量センサー１０をバイパスとして設けたものとしてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明の流量センサーによれば、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないようにダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けたものであるから、流量計測における差圧感度を高めながら、かつ高い流体耐圧を有する。これによって、微差圧、すなわち微少流量（１０ｍｌ／ｍｉｎ以下）の計測が可能になるとともに、流量計測範囲をも広く（１０倍も容易）することができる。
【００３９】
とともに、この発明構造によれば、荷重差センサーの計測部がチャンバから確実に隔離又は遮断された構造であるため、被計測流体がフッ酸、アンモニア水等の浸透もしくは透過しやすい流体の場合にあっても、透過してくるガス等から保護される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 流量センサーの一例を示す全体縦断面図である。
【図２】 図１の流量センサーの分解斜視図である。
【図３】 荷重差センサーに変位制限部材を設けた例を示す縦断面図である。
【図４】 請求項１の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図である。
【図５】 他の流量センサーの実施例を示す縦断面図である。
【図６】 請求項２の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図である。
【図７】 請求項３及び４の発明に係る流量センサーの実施例を示す縦断面図である。
【図８】 流量センサーにおいて大流量の流体を測定する実施例を示す概略断面図である。
【図９】 流量センサーにおいて大流量の流体を測定する他の実施例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 流量センサー
１１ 本体ボディ
２０ チャンバ
２１ 一次側チャンバ
２２ 流入部
２３ 流入口
２５ 二次側チャンバ
２６ 流出部
２７ 流出口
３１ 第一ダイヤフラム
３２ 第二ダイヤフラム
３５ バイパス流路
４０ オリフィス
５０，１００ 荷重差センサー
５１ 外周枠部
５２ 中心部材
５５、１０２，１０６ 起歪部
６１，６２、６６，６７ 変位制限部材
７１，７２、８１，８５ 受圧部
８３，８７、９１，９６ 保護ダイヤフラム部
９０ ホイール部材
１１０ ダイヤフラム背面側空間部
１１１ パージ用気体の流入部
１１５ パージ用気体の流出部
Ｇ センサー計測部
Claims (4)
- チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、
前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、前記荷重差センサーの計測部が設けられた起歪部の外側に保護ダイヤフラム部を形成したことを特徴とする流量センサー。 - チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、前記荷重差センサーの起歪部を２つ対向して形成しかつ計測部を前記各起歪部の内面側に設けたことを特徴とする流量センサー。
- チャンバ内に２つの第一及び第二ダイヤフラムを対向配置して前記第一ダイヤフラムに面する一次側チャンバと前記第二ダイヤフラムに面する二次側チャンバに区画し、前記一次側チャンバからオリフィス部を有するバイパス流路を経て二次側チャンバに差圧を生じさせた流体を流通させ、前記第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムの間に配置された荷重差センサーによって該第一ダイヤフラム及び第二ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる荷重差を変位量として検出して流体の流量を検知するようにしたものにおいて、前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、本体ボディに前記ダイヤフラムの背面側空間と連通するパージ用気体の流入部及び流出部を設け、前記ダイヤフラム部の背面側空間に存在する流体の透過ガスをパージ用気体の流通によって外部へ排出するようにしたことを特徴とする流量センサー。
- 前記パージ用気体の流出部側の配管系にガス濃度又は液漏れを検知する手段が配置された請求項３に記載の流量センサーに係る。
前記ダイヤフラムが受ける流体の圧力変動によって生ずる変位量が一定以上の大きさにならないように前記ダイヤフラム又は荷重差センサーに対して変位制限部材を設けるとともに、前記荷重差センサーの計測部が設けられた起歪部外側に保護ダイヤフラム部を形成したことを特徴とする流量センサー。
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