JP5357478B2 - Differential pressure type flow measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被計測流体の流体圧力を検知する第1圧力検知部と第2圧力検知部とが圧力損失部を介して配置された差圧式流量測定装置に関する。 The present invention relates to a differential pressure type flow rate measuring device in which a first pressure detection unit and a second pressure detection unit that detect a fluid pressure of a fluid to be measured are arranged via a pressure loss unit.
流体の流量を測定する流量センサーとして、回転式流量センサー、浮子式流量センサー、超音波流量センサー、カルマン渦流量センサー等の種々の流量センサーがある。回転式流量センサーや浮子式流量センサーでは羽根車や浮子が流路内で可動することにより流路にパーティクル(微細なゴミ)が発生してしまう等の問題がある。超音波流量センサーやカルマン渦流量センサーは流体(液体)の流通時に発生する気泡に弱く流体の乱れによって精度にばらつきが生じる等の問題がある。特に、半導体製造や医療現場等のように高清浄度が求められる環境や発泡性流体が用いられる現場での使用には難しい面があった。 There are various flow sensors such as a rotary flow sensor, a float flow sensor, an ultrasonic flow sensor, a Karman vortex flow sensor, and the like as flow sensors for measuring the flow rate of fluid. The rotary flow sensor and the float type flow sensor have a problem that particles (fine dust) are generated in the flow path when the impeller and the float move in the flow path. Ultrasonic flow rate sensors and Karman vortex flow rate sensors are vulnerable to bubbles generated during the flow of fluid (liquid) and have problems such as variations in accuracy due to fluid disturbance. In particular, it has been difficult to use in environments where high cleanliness is required, such as semiconductor manufacturing and medical sites, and sites where foaming fluid is used.
上記の問題点を解決した流量センサーとして、差圧式流量センサーが知られている。従来の差圧式流量センサーは、流体流路内に圧力損失部(オリフィス)を挟んで2つの圧力検知部(圧力センサー)を配置し、オリフィスの前後に差圧を発生させて2つの圧力センサーによってそれぞれ検知された流体圧力の圧力差に基づいて流量の測定が行われる(例えば、特許文献1,2,3等参照。)。
A differential pressure type flow sensor is known as a flow sensor that solves the above problems. In the conventional differential pressure type flow sensor, two pressure detection parts (pressure sensors) are arranged in a fluid flow path with a pressure loss part (orifice) sandwiched between them, and a differential pressure is generated before and after the orifice. The flow rate is measured based on the detected pressure difference between the fluid pressures (see, for example,
現状、上記差圧式流量センサーを用いて流量測定を行う場合、想定される流量測定範囲に対応した差圧式流量センサーが流通ラインに配置される。そして、現在使用中の流量センサーの流量測定範囲外に測定流量を変化させる際には、想定外の圧力変動が発生するため、流量センサーの流量測定範囲をその変動圧力に対応させて変更しなければならい。流量測定範囲を変更する場合には、単一のオリフィスによって測定可能な測定範囲が限定されることから、流路内に配置されたオリフィスを他の測定範囲に対応したオリフィスに交換したり、差圧式流量センサー自体を他の測定範囲が設定された流量センサーに交換する必要があった。 Currently, when the flow rate is measured using the differential pressure type flow rate sensor, a differential pressure type flow rate sensor corresponding to an assumed flow rate measurement range is arranged in the distribution line. When changing the measured flow rate outside the flow measurement range of the flow sensor currently in use, an unexpected pressure fluctuation occurs, so the flow measurement range of the flow sensor must be changed to correspond to the fluctuating pressure. Goodbye. When changing the flow rate measurement range, the measurement range that can be measured by a single orifice is limited, so the orifice arranged in the flow path can be replaced with an orifice corresponding to another measurement range, or a difference can be made. It was necessary to replace the pressure type flow rate sensor itself with a flow rate sensor having a different measurement range.
しかし、オリフィスや流量センサー自体の交換をする際には、流体の流通を一時的に停止させてオリフィスや流量センサーの取り外しや取り付け作業を行わなければならない。このような交換作業は手間であり、常時、複数の流量センサーを配置しなければならないことから、設備のコストもかさむ。また特に、オリフィスの交換を行う場合には、交換作業の際にゴミ等が流路内に混入する等の汚染の可能性があり、流通させる流体や使用環境の清浄度に悪影響を与えることが懸念される。このことから、各種の流量領域に対応して最適な測定精度を維持することができるようなレンジアビリティの大きい差圧式流量センサーが求められている。 However, when exchanging the orifice or the flow sensor itself, the flow of the fluid must be temporarily stopped to remove or install the orifice or the flow sensor. Such replacement work is laborious, and since a plurality of flow sensors must be arranged at all times, the cost of the equipment is also increased. In particular, when exchanging the orifice, there is a possibility of contamination such as dust mixing into the flow path during the exchanging operation, which may adversely affect the fluid to be circulated and the cleanliness of the usage environment. Concerned. For this reason, there is a demand for a differential pressure type flow rate sensor having a large range ability that can maintain optimum measurement accuracy corresponding to various flow rate regions.
そこで、一の装置において、被計測流体の清浄度に影響を与えることなく、簡便に複数の測定範囲(計測レンジ)の異なる流体流量の測定に対応した差圧式流量測定装置が求められるに至った。
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、一の装置でありながら、計測対象である流体の清浄度に影響を与えることなく、簡便に複数の計測レンジの異なる流体流量を測定することができる差圧式流量測定装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above points, and can easily measure different fluid flow rates in a plurality of measurement ranges without affecting the cleanliness of the fluid to be measured while being a single device. The present invention provides a differential pressure type flow rate measuring apparatus capable of achieving the above.
すなわち、請求項1の発明は、被計測流体の流体圧力を検知する第1圧力検知部と第2圧力検知部とが圧力損失部を介して配置された差圧式流量測定装置において、前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部とが被計測流体に対してダイヤフラムからなる保護膜を介して配置されており、前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部との間を単一の流路で接続する接続流路部と、前記接続流路部に配置され、ダイヤフラム部と一体に形成されるとともに貫通孔が形成されたポペット弁体を有し、該ポペット弁体が弁室内で前記圧力損失部を有する流出口に対して進退して開閉制御されるとともに、前記流出口の閉鎖時に前記貫通孔を介して前記弁室への流入側流路と前記弁室からの流出側流路とを連通させて、被計測流体が前記貫通孔を流通する際に前記流入側流路と前記流出側流路との間に差圧を生じさせる開閉弁部と、前記開閉弁部の開閉動作を制御する演算部とを備えたことを特徴とする差圧式流量測定装置に係る。 In other words, the first aspect of the present invention is the differential pressure type flow rate measuring device in which the first pressure detection unit and the second pressure detection unit that detect the fluid pressure of the fluid to be measured are arranged via the pressure loss unit . The pressure detection unit and the second pressure detection unit are arranged with respect to the fluid to be measured via a protective film made of a diaphragm, and a single space is provided between the first pressure detection unit and the second pressure detection unit. And a poppet valve body that is disposed in the connection flow path portion, is formed integrally with the diaphragm portion and has a through-hole, and the poppet valve body is in the valve chamber. Is controlled to open and close with respect to the outlet having the pressure loss portion, and when the outlet is closed, the inlet side flow path to the valve chamber and the outlet side from the valve chamber through the through hole The fluid to be measured flows through the through hole in communication with the flow path. Differential pressure, wherein the on-off valve unit to generate a differential pressure, that an arithmetic unit for controlling the opening and closing operation of the movable valve between said inlet-side flow path and the outlet side flow passage when The present invention relates to a flow measurement device.
請求項2の発明は、被計測流体の流体圧力を検知する第1圧力検知部と第2圧力検知部とが圧力損失部を介して配置された差圧式流量測定装置において、前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部とが被計測流体に対してダイヤフラムからなる保護膜を介して配置されており、前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部との間を単一の流路で接続する接続流路部と、前記接続流路部に配置され、ダイヤフラム部と一体に形成されるとともに多段形状に形成されたニードル弁体を有し、該ニードル弁体が弁室内で前記圧力損失部を有する流出口に対して進退して開閉制御されるとともに、前記ニードル弁体の前記流出口に対する挿入状態に応じて前記流出口の開口量を可変させて、被計測流体が前記流出口を流通する際に前記弁室への流入側流路と前記弁室からの流出側流路との間に差圧を生じさせる開閉弁部と、前記開閉弁部の開閉動作を制御する演算部とを備えたことを特徴とする差圧式流量測定装置に係る。 According to a second aspect of the present invention, in the differential pressure type flow rate measuring device in which the first pressure detection unit and the second pressure detection unit that detect the fluid pressure of the fluid to be measured are arranged via the pressure loss unit, the first pressure detection And the second pressure detection unit are arranged with respect to the fluid to be measured via a protective film made of a diaphragm, and a single flow is provided between the first pressure detection unit and the second pressure detection unit. A connection flow path portion connected by a passage, and a needle valve body that is disposed in the connection flow path section, is formed integrally with the diaphragm section and is formed in a multistage shape, and the needle valve body is formed in the valve chamber Opening and closing of the outlet having the pressure loss portion is controlled to open and close, and the opening amount of the outlet is varied in accordance with the insertion state of the needle valve body with respect to the outlet, so that the fluid to be measured flows to the outlet. Inflow side flow into the valve chamber when flowing through the outlet Differential pressure type flow measuring device comprising a movable valve that causes a pressure differential, that an arithmetic unit for controlling the opening and closing operation of the movable valve between the outlet side flow path from the valve chamber and Concerning.
請求項3の発明は、前記第1圧力検知部と、前記第2圧力検知部と、前記接続流路部と、前記開閉弁部のいずれもが単一の本体ブロック内に配置されている請求項1又は2のいずれか1項に記載の差圧式流量測定装置に係る。
According to a third aspect of the present invention, all of the first pressure detection unit, the second pressure detection unit, the connection flow path unit, and the on-off valve unit are arranged in a single body block. It concerns on the differential pressure type flow measurement apparatus of any one of claim |
請求項1の発明に係る差圧式流量測定装置は、被計測流体の流体圧力を検知する第1圧力検知部と第2圧力検知部とが圧力損失部を介して配置された差圧式流量測定装置において、前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部とが被計測流体に対してダイヤフラムからなる保護膜を介して配置されており、前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部との間を単一の流路で接続する接続流路部と、前記接続流路部に配置され、ダイヤフラム部と一体に形成されるとともに貫通孔が形成されたポペット弁体を有し、該ポペット弁体が弁室内で前記圧力損失部を有する流出口に対して進退して開閉制御されるとともに、前記流出口の閉鎖時に前記貫通孔を介して前記弁室への流入側流路と前記弁室からの流出側流路とを連通させて、被計測流体が前記貫通孔を流通する際に前記流入側流路と前記流出側流路との間に差圧を生じさせる開閉弁部と、前記開閉弁部の開閉動作を制御する演算部とを備えたため、一の装置でありながら被計測流体の清浄度に影響を与えることなく、簡便に複数の測定範囲の異なる流体流量を測定することができる。
The differential pressure type flow rate measuring apparatus according to
請求項2の発明に係る差圧式流量測定装置は、被計測流体の流体圧力を検知する第1圧力検知部と第2圧力検知部とが圧力損失部を介して配置された差圧式流量測定装置において、前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部とが被計測流体に対してダイヤフラムからなる保護膜を介して配置されており、前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部との間を単一の流路で接続する接続流路部と、前記接続流路部に配置され、ダイヤフラム部と一体に形成されるとともに多段形状に形成されたニードル弁体を有し、該ニードル弁体が弁室内で前記圧力損失部を有する流出口に対して進退して開閉制御されるとともに、前記ニードル弁体の前記流出口に対する挿入状態に応じて前記流出口の開口量を可変させて、被計測流体が前記流出口を流通する際に前記弁室への流入側流路と前記弁室からの流出側流路との間に差圧を生じさせる開閉弁部と、前記開閉弁部の開閉動作を制御する演算部とを備えたため、弁体部分が熱変形の影響を受けにくくなるとともに、一の装置でありながら被計測流体の清浄度に影響を与えることなく、簡便に複数の測定範囲の異なる流体流量を測定することができる。 The differential pressure type flow rate measuring device according to the invention of claim 2 is a differential pressure type flow rate measuring device in which a first pressure detecting unit and a second pressure detecting unit for detecting a fluid pressure of a fluid to be measured are arranged via a pressure loss unit. The first pressure detection unit and the second pressure detection unit are disposed via a protective film made of a diaphragm with respect to the fluid to be measured, and the first pressure detection unit and the second pressure detection unit A connection flow path portion that connects the two with a single flow path, and a needle valve body that is disposed in the connection flow path portion, is formed integrally with the diaphragm portion, and is formed in a multistage shape. The valve body is controlled to open and close with respect to the outlet having the pressure loss portion in the valve chamber, and the opening amount of the outlet is varied according to the insertion state of the needle valve body with respect to the outlet. The fluid to be measured flows through the outlet. An opening and closing valve portion to cause a pressure differential between the outflow side flow path from the valve chamber and the inflow side flow path to the valve chamber, because of an arithmetic unit for controlling the opening and closing operation of the movable valve In addition to being less susceptible to thermal deformation , the valve body portion can easily measure different fluid flow rates in a plurality of measurement ranges without affecting the cleanliness of the fluid to be measured even though it is a single device. .
請求項3の発明は、請求項1又は2において、前記第1圧力検知部と、前記第2圧力検知部と、前記接続流路部と、前記開閉弁部のいずれもが単一の本体ブロック内に配置されているため、部品点数等を減らして装置の簡略化及び小型化を実現できるとともに、メンテナンス等の管理も容易となる。 A third aspect of the present invention is the main body block according to the first or second aspect , wherein the first pressure detection unit, the second pressure detection unit, the connection flow path unit, and the on-off valve unit are all a single body block. Therefore, it is possible to reduce the number of parts and the like, thereby realizing simplification and miniaturization of the apparatus, and easy management of maintenance and the like.
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は本発明の第1実施例に係る差圧式流量測定装置の縦断面図、図2はポペット弁体を有する開閉弁部の縦断面図、図3は第2実施例に係る差圧式流量測定装置の縦断面図、図4はニードル弁体を有する開閉弁部の縦断面図、図5は多段形状に形成されたニードル弁体の要部断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a longitudinal sectional view of a differential pressure type flow rate measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an on-off valve portion having a poppet valve body, and FIG. 3 is a differential pressure type flow rate according to a second embodiment. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a measuring device, FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an on-off valve portion having a needle valve body, and FIG. 5 is a sectional view of a main part of a needle valve body formed in a multistage shape.
図1に示す本発明の第1実施例に係る差圧式流量測定装置10Aは、被計測流体の流体圧力を検知する第1圧力検知部20と第2圧力検知部25とが圧力損失部30を介して配置され、第1圧力検知部20と第2圧力検知部25との間を単一の流路で接続する接続流路部40と、接続流路部40に配置された開閉弁部50と、開閉弁部50の開閉動作を制御する演算部80とを備える。図1において、符号12は被計測流体の流入流路、13は被計測流体の流出流路、15は電空レギュレータ、41は接続流路部40の流入側流路、42は接続流路部40の流出側流路を表す。
In the differential pressure type flow
この差圧式流量測定装置10Aでは、図示のように、第1圧力検知部20と、第2圧力検知部25と、接続流路部40と、開閉弁部50のいずれもが単一の本体ブロック11内に配置されるように構成されている。単一の本体ブロック11は、第1ブロック11aと第2ブロック11bとからなり、図示しないボルト等によって一体に形成される。
In this differential pressure type flow
また、本体ブロック11、各圧力検知部20,25、圧力損失部30、接続流路部40,開閉弁部50等における被計測流体が接触する部材は、耐食性、耐薬品性に優れたフッ素樹脂から形成されている。部材の材料となるフッ素樹脂は、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)、FEP(パーフルオロエチレンプロペンコポリマー)、PVDF(ポリビニリデンフルオライド)等である。これらのフッ素樹脂は、流通する流体の性質、加工のしやすさ等を考慮して選択される。これにより、被計測流体の計測時にその清浄度に影響を与えることが抑制される。
In addition, the member in contact with the fluid to be measured in the
第1及び第2圧力検知部20,25は、被計測流体に対してダイヤフラム等の保護膜(図示せず)を介して配置され、被計測流体の圧力によって押圧された前記保護膜からの荷重を検知する公知の圧力センサーが用いられる。図1に示すように、第1圧力検知部20は本体ブロック11の流入流路12側(上流となる一次側)に配置され、第2圧力検知部25は本体ブロック11の流出流路13側(下流となる二次側)に配置される。この図において、符号21は第1圧力検知部20が検知した圧力信号を後述する演算部80に送信するための信号線、26は第2圧力検知部25が検知した圧力信号を演算部80に送信するための信号線である。
The first and
圧力損失部30は、流路面積を絞ることによって、第1圧力検知部20が検知する流体圧力と第2圧力検知部25が検知する流体圧力とに所定の差圧を発生させるように構成される。実施例の圧力損失部30は、着脱可能な公知のオリフィス部31として構成されている。
The
開閉弁部50は、図1,2に示すように、貫通孔66が形成されたポペット弁体65Aを有するポペット弁装置60Aとして構成される。図1,2において、符号62は接続流路部40に形成された弁室、63は被計測流体が流入側流路41から弁室62内に流入する流入口、64は被計測流体が弁室62内から流出側流路42に流出する流出口、67はポペット弁体65Aと一体に形成されたダイヤフラム部、70はポペット弁体65Aの作動機構(シリンダ装置)、71はそのシリンダ室、72はシリンダ室71と弁室62とを区画する区画ブロック、73はポペット弁体65Aと連結されたピストン部材、74,75はピストン部材73を進退させる作動流体の流出入部、76はエア抜き部、77はポペット弁体65Aの取付部材、78はポペット弁体65Aを前進方向に付勢するバネからなる弾性部材である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the on-off
このポペット弁装置60Aでは、流出口64にオリフィス部31が配置され、ポペット弁体65Aが弁室62内で流出口64に対して進退して開閉制御される。実施例では、電空レギュレータ15が後述の演算部80からの信号に基づいてポペット弁体65Aのを進退させるエアー(作動流体)の供給,停止を行う。これにより、流出口64から流出する流体の流通が制御される。
In this
また、ポペット弁体65Aに貫通孔66を形成したことにより、流出口64の閉鎖時には、貫通孔66を介して流入側流路41と流出側流路42とが連通される。そして、被計測流体が流通する際には、貫通孔66により流路面積が絞られていることにより、流入側流路41と流出側流路42との間に差圧を生じる。従って、貫通孔66は、流出口64に配置したオリフィス部31とは異なる圧力損失部30として作用する。
Further, since the through-hole 66 is formed in the poppet valve body 65A, the
演算部80は、PLC等の公知の演算手段からなる。この演算部80には、オリフィス部31の流路面積に対応する差圧の値と、該差圧に基づいて決定される流量値又はそれらの折れ線近似と、貫通孔66の流路面積に対応する差圧の値と、該差圧に基づいて決定される流量値又はそれらの折れ線近似があらかじめ記憶され、測定誤差等を考慮して記憶されたそれぞれの流量値に最適な流量測定範囲が設定される。実施例の演算部80では、第1圧力検知部20が検知した圧力値と第2圧力検知部25が検知した圧力値に基づいて差圧を演算し、あらかじめ記憶されている差圧と流量値の関係の折れ線近似から流量測定が行われる。
The
この差圧式流量測定装置10Aでは、ポペット弁装置60Aが開放状態である場合、被計測流体は、単一の接続流路部40内を流入側流路41からオリフィス部31を経て流出側流路42に流通する。従って、ポペット弁装置60Aの開放時には、オリフィス部31によって発生される差圧に基づいて流量の測定が行われる。
In the differential pressure type flow
また、ポペット弁装置60Aが閉鎖状態である場合、被計測流体は、単一の接続流路部40内を流入側流路41からポペット弁体65Aの貫通孔66を経て流出側流路42に流通する。従って、ポペット弁装置60Aの閉鎖時には、貫通孔66によって発生される差圧に基づいて流量の測定が行われる。
When the
そこで、差圧式流量測定装置10Aの作用について、仮に、オリフィス部31により測定可能な流量を20〜100mL/min、貫通孔66により測定可能な流量を5〜20mL/minとして説明する。
Therefore, the operation of the differential pressure type
まず、100mL/minの被計測流体を流通させる場合、演算部80の操作に基づいてポペット弁装置60Aのポペット弁体65Aが開放状態に作動される。その際、オリフィス部31に基づく差圧の値と流量値の折れ線近似が選択され、対応する流量測定範囲が設定される。
First, when the fluid to be measured of 100 mL / min is circulated, the poppet valve body 65A of the
また、20mL/minの被計測流体を流通させる場合、演算部80の操作に基づいてポペット弁装置60Aのポペット弁体65Aが閉鎖状態に作動される。その際、貫通孔66に基づく差圧の値と流量値の折れ線近似が選択され、対応する流量測定範囲が設定される。
Further, when the fluid to be measured of 20 mL / min is circulated, the poppet valve body 65A of the
よって、本発明の差圧式流量測定装置10Aでは、異なる流量の被計測流体を切替選択して流通させる場合であっても、単一の装置でありながら目的とする各流量に対応した測定範囲を容易に設定することができる。
Therefore, in the differential pressure type flow
図3に示す本発明の第2実施例に係る差圧式流量測定装置10Bは、開閉弁部50としてニードル弁体65Bを有するニードル弁装置60Bを用いた例である。なお、以下の実施例において、第1実施例と同一符号は同一の構成を表すものとして、その説明を省略する。
The differential pressure type flow
ニードル弁装置60Bは、図3,4に示すように、ニードル弁体65Bが弁室62内で流出口64に対して進退して開閉制御される。実施例では、電空レギュレータ15が後述の演算部80からの信号に基づいてニードル弁体65Bのを進退させるエアー(作動流体)の供給,停止を行う。これにより、流出口64から流出する流体の流通が制御される。その際、流出口64の開口量が、ニードル弁体65Bの進退位置に応じて微調整されるため、流出口64は、流入側流路41と流出側流路42との間に差圧を生じさせる可変オリフィス部32からなる圧力損失部30として作用する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the needle valve device 60 </ b> B is controlled to open and close as the
差圧式流量測定装置10Bの演算部80には、可変オリフィス部32の流路面積に対応する差圧の値と、該差圧に基づいて決定される流量値又はそれらの折れ線近似があらかじめ記憶され、測定誤差等を考慮して記憶されたそれぞれの流量値に最適な流量測定範囲が設定されている。実施例の演算部80では、第1圧力検知部20が検知した圧力値と第2圧力検知部25が検知した圧力値に基づいて差圧を演算し、あらかじめ記憶されている差圧と流量値の関係の折れ線近似から流量測定が行われる。なお、可変オリフィス部32の流路面積は、閉鎖時から開放(全開)時の範囲内で任意の値が段階的に設定される。
The
そこで、差圧式流量測定装置10Bの作用について、仮に、可変オリフィス部32により測定可能な流量を、開放(全開)状態から閉鎖状態までの範囲で、開放状態(ニードル弁体65Bは後退位置)の50〜100mL/min、中間状態(ニードル弁体65Bは中間位置)の20〜50mL/min、最小状態(ニードル弁体65Bは前進位置)の5〜20mL/minの3段階に設定したとして説明する。
Therefore, regarding the operation of the differential pressure type flow
まず、100mL/minの被計測流体を流通させる場合、演算部80の操作に基づいてニードル弁装置60Bのニードル弁体65Bが開放(全開)位置に作動される。その際、可変オリフィス部32の開放状態に基づく差圧の値と流量値の折れ線近似が選択され、対応する流量測定範囲が設定される。
First, when a fluid to be measured of 100 mL / min is circulated, the needle valve body 65B of the
また、50mL/minの被計測流体を流通させる場合、演算部80の操作に基づいてニードル弁装置60Bのニードル弁体65Bが中間位置に作動される。その際、可変オリフィス部32の中間状態に基づく差圧の値と流量値の折れ線近似が選択され、対応する流量測定範囲が設定される。
Further, when the fluid to be measured of 50 mL / min is circulated, the needle valve body 65B of the
また、20mL/minの被計測流体を流通させる場合、演算部80の操作に基づいてニードル弁装置60Bのニードル弁体65Bが前進位置に作動される。その際、可変オリフィス部32の最小状態に基づく差圧の値と流量値の折れ線近似が選択され、対応する流量測定範囲が設定される。
Further, when the fluid to be measured of 20 mL / min is circulated, the needle valve body 65B of the
よって、本発明の差圧式流量測定装置10Bでは、異なる流量の被計測流体を切替選択して流通させる場合であっても、単一の装置でありながら目的とする各流量に対応した測定範囲を容易に設定することができる。
Therefore, in the differential pressure type flow
なお、差圧式流量測定装置10Bでは、ニードル弁装置60Bにおいて、図5に示す多段形状に形成されたニードル弁体65Cを用いることができる。このニードル弁体65Cは、多段形状としたことにより、弁体65C部分が熱変形の影響を受けにくくなるという利点がある。
In the differential pressure type flow
実施例のニードル弁体65Cは、流出口64のより小径の円筒状に形成された第1弁本体68aと、第1弁本体68aの前進側に設けられたさらに小径の円筒状に形成された第2弁本体68bとによって多段形状に構成されている。このニードル弁体65Cでは、流出口64に対する弁本体68a,68bの挿入状態に応じて、流出口64の開口量を容易に可変させることができる。すなわち、流出口64にニードル弁体65Cが挿入されていない状態(図示せず)では、流出口64の開口量が全開(開放)状態となる。図5(a)に示すように、第2弁本体68bが挿入された状態では、流出口64の開口量が全開状態よりも小さい状態(中間状態)となる。図5(b)に示すように、第1弁体68aが挿入された状態では、流出口64の開口量が第2弁本体68bを挿入した状態よりも小さい状態(最小状態)となる。
The
以上図示し説明したように、本発明の差圧式流量測定装置10A,10Bでは、いずれも一つの装置でありながら被計測流体の清浄度に影響を与えることなく、簡便に複数の測定範囲の異なる流体流量を測定することができる。そのため、例えば、半導体製造分野において、必要とされる個々の処理毎に異なる測定範囲の流量測定装置を使い分ける必要がなくなり、設備負担を軽減できる。
Above illustrated as described, the differential pressure type
また、医療機器において、人工透析機等に当該差圧式流量測定装置を内蔵すれば、透析を受ける患者が乳幼児、子供、大人等の体格差によって透析機内を透過させる血液量が異なる場合であっても、各患者毎に透析機を使い分ける必要がなくなり、作業効率や設備負担等を大幅に改善することができる。 Also, in medical equipment, if the differential pressure type flow rate measuring device is built into an artificial dialysis machine, etc., the patient undergoing dialysis may have different blood volume permeating through the dialysis machine due to differences in the size of infants, children, adults, etc. However, it is not necessary to use a different dialysis machine for each patient, and the work efficiency and equipment burden can be greatly improved.
さらに、演算部により開閉弁部の開閉動作を制御することにより、圧力損失部の切り替え操作を自動的に行うことができ、測定する流量に対応した流量測定範囲の設定を簡便かつ効率的に行うことができる。 Furthermore, by controlling the opening / closing operation of the opening / closing valve section by the calculation section, the switching operation of the pressure loss section can be automatically performed, and the setting of the flow rate measurement range corresponding to the flow rate to be measured is performed easily and efficiently. be able to.
なお、本発明の差圧式流量測定装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、圧力損失部として着脱可能なオリフィス部を用いたが、圧力損失部としては、流路面積を絞って差圧を生じさせることが可能なものであればどのような構成であってもよく、例えば、流路を公知のベンチュリ管構造とする等、適宜の構成を採用することができる。 The differential pressure type flow rate measuring device of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention. For example, a removable orifice part was used as the pressure loss part, but the pressure loss part may have any configuration as long as it can generate a differential pressure by reducing the channel area. For example, an appropriate configuration such as a known venturi tube structure can be adopted.
10A,10B 差圧式流量測定装置
20 第1圧力検知部
25 第2圧力検知部
30 圧力損失部
40 接続流路部
50 開閉弁部
10A, 10 B difference pressure type
Claims (3)
前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部とが被計測流体に対してダイヤフラムからなる保護膜を介して配置されており、
前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部との間を単一の流路で接続する接続流路部と、
前記接続流路部に配置され、ダイヤフラム部と一体に形成されるとともに貫通孔が形成されたポペット弁体を有し、該ポペット弁体が弁室内で前記圧力損失部を有する流出口に対して進退して開閉制御されるとともに、前記流出口の閉鎖時に前記貫通孔を介して前記弁室への流入側流路と前記弁室からの流出側流路とを連通させて、被計測流体が前記貫通孔を流通する際に前記流入側流路と前記流出側流路との間に差圧を生じさせる開閉弁部と、
前記開閉弁部の開閉動作を制御する演算部と
を備えたことを特徴とする差圧式流量測定装置。 In the differential pressure type flow rate measuring device in which the first pressure detection unit and the second pressure detection unit that detect the fluid pressure of the fluid to be measured are arranged via the pressure loss unit,
The first pressure detection unit and the second pressure detection unit are arranged via a protective film made of a diaphragm with respect to the fluid to be measured,
A connection flow path section that connects the first pressure detection section and the second pressure detection section with a single flow path;
The poppet valve body is disposed in the connection flow path portion, is formed integrally with the diaphragm portion and has a through hole formed therein, and the poppet valve body has a pressure loss portion in the valve chamber. The fluid to be measured is controlled by opening and closing and opening and closing, and communicating the inflow side flow path to the valve chamber and the outflow side flow path from the valve chamber through the through-hole when the outflow port is closed. An on- off valve portion for generating a differential pressure between the inflow side flow path and the outflow side flow path when flowing through the through hole ;
A differential pressure type flow rate measuring apparatus comprising: an arithmetic unit that controls an opening / closing operation of the on-off valve unit.
前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部とが被計測流体に対してダイヤフラムからなる保護膜を介して配置されており、
前記第1圧力検知部と前記第2圧力検知部との間を単一の流路で接続する接続流路部と、
前記接続流路部に配置され、ダイヤフラム部と一体に形成されるとともに多段形状に形成されたニードル弁体を有し、該ニードル弁体が弁室内で前記圧力損失部を有する流出口に対して進退して開閉制御されるとともに、前記ニードル弁体の前記流出口に対する挿入状態に応じて前記流出口の開口量を可変させて、被計測流体が前記流出口を流通する際に前記弁室への流入側流路と前記弁室からの流出側流路との間に差圧を生じさせる開閉弁部と、
前記開閉弁部の開閉動作を制御する演算部と
を備えたことを特徴とする差圧式流量測定装置。 In the differential pressure type flow rate measuring device in which the first pressure detection unit and the second pressure detection unit that detect the fluid pressure of the fluid to be measured are arranged via the pressure loss unit,
The first pressure detection unit and the second pressure detection unit are arranged via a protective film made of a diaphragm with respect to the fluid to be measured,
A connection flow path section that connects the first pressure detection section and the second pressure detection section with a single flow path;
A needle valve body that is disposed in the connection flow path portion, is formed integrally with the diaphragm portion and is formed in a multistage shape, and the needle valve body has a pressure loss portion in the valve chamber. The opening and closing of the needle valve body is controlled to advance and retreat, and the opening amount of the outlet is varied according to the insertion state of the needle valve body with respect to the outlet, so that the fluid to be measured flows to the valve chamber when flowing through the outlet. An on- off valve portion that generates a differential pressure between the inflow side flow path of the gas flow and the outflow side flow path from the valve chamber ;
A differential pressure type flow rate measuring apparatus comprising: an arithmetic unit that controls an opening / closing operation of the on-off valve unit.
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