JPH083433B2 - 流量計および流量測定法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は流量量を測定する流量計に関する。

（従来の技術） 従来の流量計としては、米国特許第3,690,171号、同
3,889,534号、同第4,050,304号、同第4,107,990号、同
第4,404,859号に開示のものが提案されている。

上記米国特許第3,690,171号、同第3,889,534号並びに
同第4,050,304号には各々壁付用流体オシレータが夫々
オシレータの振動数の函数として容積による流量測定、
オシレータの振幅および振動数の函数として質量による
流量測定、あるいはオシレータの振動数とオシレータ間
の全圧力降下との函数として質量による流量測定に夫々
使用する構成が示されており、且つまた上記米国特許第
4,107,990号には複数の壁付流体オシレータによる流量
測定構成が開示されており、米国特許第4,404,859号に
も同等の構成が開示されている。これらの流量計におい
ては流体オシレータ間の圧力差を利用し容積による流量
測定を行うが、単一のオシレータの測定可能範囲を越え
て測定範囲を拡大するには多段増幅の構成をとる必要が
あるが、夫々のオシレータの出力信号の質が低下し勝ち
である。即ちこの出力信号には内部の流体インダクタン
スおよび流体容量によりオシレータの内部において発生
される振動成分、リンギング成分又はノイズ成分が含ま
れている。

一方米国特許第4,508,127号には質量による流量測定
装置が開示されると共に、タービン計のような容積によ
る流量計を用いこの流量容積を示す信号を得る構成も開
示されており、流体オシレータ間の全圧力差を利用して
流体密度を示す第２の信号が得られ、この２信号を乗算
し流体の質量流量が求められることになる。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の容積型の流量計には複数の可動部材が包有され
ているが、可動部材が多ければ多い程可動部材に劣化を
生じ、耐用性が充分ではなくなる問題があり、多数の可
動部材を用いずに堅牢な構造の流体オシレータの流量計
を得ることが望まれている。また流量の測定範囲の制限
あるいは多段にオシレータを単に組合わせる構成は出力
信号の質が低下するから避ける必要がある。更に実質的
に構造体から生じるノイズ若しくはリンギングあるいは
電気ノイズのない、いわゆる純粋な出力信号を与える容
積型の流量計を提供することが極めて望まれる。

また流体オシレータの内部から生じるノイズは、オシ
レータのフイードバツク路を流れる流体と出力信号発生
装置としての変換器との相互作用による、換言すれば、
フイードバツク路が流体インダクタンスをなしまた変換
器が流体容量をなしていて、オシレータ自体の時間経過
と共にパルス状に変動する振動により内部にノイズ若し
くはリンギングが発生されることが判明しており、当該
ノイズは流量計の出力信号に現われ流量計の性能あるい
は測定精度が劣化するため、これを防ぐことが望まれて
いる。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、入力路と出力路と入力路から出力路
へ延びる流路とを有した流量計が提供され、流路の一部
には作用チヤンバの上流且つ作用チヤンバと連通するジ
エツトノズルが形成され、作用チヤンバは更に出力路と
連通されていて、作用チヤンバのジエツトノズルと対向
する部分にスプリツタが形成され、このスプリツタによ
りジエツトノズルから作用チヤンバ内に放出されるジエ
ツト流が２つに分流され、夫々一対のフイードバツク入
口路の夫々に案内され、フイードバツク入口路とフイー
ドバツク出口路との間に夫々対をなしてフイードバツク
路が形成され、フイードバツク出口路はジエツトノズル
に対し直角方向に延び且つジエツトノズルと作用チヤン
バとの中間部に配設され、各フイードバツク路は分岐路
を介し柔軟なダイヤフラムにより区画される可変容量の
チヤンバと連通され、ダイヤフラムはチヤンバ内の圧力
変化に応動しダイヤフラムと連係された信号発生装置か
ら信号が発生されると共に、各チヤンバの容量変化によ
るフイードバツク路内の流体が振動される（リンギング
される）ことを防止するため各分岐路に制流装置が具備
されることを特徴とすることによつて、上記問題点が解
決される。

本発明の別の実施態様によれば、フイードバツク路の
分岐路とフイードバツク出口路との間に別の第２の制流
装置が設けられ、この第２の制流装置により、第１の制
流装置に関係なくチヤンバ内の圧力変化の大きさが増幅
され、出力信号の大きさが増幅され得る。

本発明の更に別の実施態様によれば、各チヤンバの出
口部には放出路が連通され、又各放出路にも第３の制流
装置が設けられる。

本発明の他の実施態様によれば、上述した流体オシレ
ータと並列に流体バイパス装置が設けられ、バイパス装
置には互いに平行な複数のバイパス路が包有され、各バ
イパス路は流体オシレータのジエツトノズルの放出係数
特性を再現するように機能する。

本発明の更に他の実施態様によれば、流量計を構成す
る流体オシレータとバイパス装置とを収容するハウジン
グが設けられ、このハウジングには流量計の出力信号を
外部へ与える装置が具備され特に航空宇宙分野に望まし
い構成の流量計が提供され得る。

本発明の他の実施態様によれば、圧電セラミツク円板
として形成された変換器に導電性のダイヤフラムが付着
され、ダイヤフラムと変換器はこれらを囲繞する構造体
と電気的に絶縁され、ダイヤフラムが撓むことにより変
換器から電気信号が出力され、ダイヤフラムを介し次段
の信号処理部へ送出されると共に、囲繞構造体により変
換器が電気干渉から効果的にシールドされ得る。

（作用） 上述のような本発明の流量計においては特に流量型を
構成せしめ、好適な可変容量チヤンバを具備するだけ
で、複数の可動部材を組合せて用いることなく流量測定
を実現できる。

（実施例） 第１図に示される流量計10には流量検出装置12とバイ
パス装置14とが包有される。流量計10は容量型であり、
その入力路16が流量検出装置12とバイパス装置14との双
方に連通され、また流量計10の出力路18も流量検出装置
12とバイパス装置14との双方に連通されている。流量検
出装置12の流体オシレータ20は入口路22と出口路24とフ
イードバツク路26,28とを有する。可変容量の一対の検
出チヤンバ34,36が夫々分岐路30,32を介しフイードバツ
ク路26,28と接続される。各分岐路30,32には流量を制限
する制流部38,40が包有され、且各フイードバツク路26,
28には制流部42,44が包有される。各検出チヤンバ36,38
から延びる放出路46,48にも夫々制流部50,52が具備され
ている。各検出チヤンバ34,36は夫々柔軟で且つ電気的
な導電性を有するダイヤフラム54,56により区画され、
ダイヤフラム54,56上には夫々変換器58,60が装着され
る。またダイヤフラム54,56は検出チヤンバ34,36内の圧
力変化に応動し、変換器58,60からこの圧力変化に相応
する電気出力信号が導線62,64を介し与えられるように
設けられている。

第１図には示されていないが、流体オシレータ20には
ジエツトノズルが具備されていて、ジエツトノズルを介
しジエツト流がその入口路22から出口路24へ向けられ
る。この場合流体オシレータ20のジエツトノズルにより
流体オシレータ20の入口路22と出口路24との間に測定可
能な圧力降下が生じる。

一方バイパス装置14には複数の流路66が包有されてお
り、各流路66は流体オシレータ20の入口路22と出口路24
との間に並列に接続される。各流路66には流体オシレー
タ20内のジエツトノズルの放出係数特性を再現可能な制
流部68が具備される。このため流量計10の入力路16と出
力路18との間の圧力降下が流体オシレータ20並びにバイ
パス路14において実質的に同一にされ、バイパス装置14
の各流路66には流体オシレータ20を流れる単位時間当り
の流体容量と実質的に同じ容量の流体が流れる。

第２図を参照するに、流体オシレータ20のハウジング
70には入口路22と出口路24に加え、入口路22と出口路24
間に延びる流路72が形成されており、流路72内には作用
チヤンバ76内に開口するジエツトノズル74が形成され
る。作用チヤンバ76は出口路24へ向つて下方へ開口され
ており、またハウジング70には作用チヤンバ76のジエツ
トノズル74と対向させて刃縁状のスプリツタ78が形成さ
れている。スプリツタ78により、フイードバツク路26,2
8に夫々連通する一対のフイードバツク入口路80,82が分
岐される。フイードバツク路26,28は夫々ジエツトノズ
ル74に対し直角方向に互いに対向し、且つジエツトノズ
ル74と作用チヤンバ76との間に配設された一対のフイー
ドバツク出口路84,86に連通される。

変換器58,60の出力信号に電気的干渉が生ずることを
最小限に抑えるように電気絶縁体55がダイヤフラム54,5
6とハウジング70との間に配設され、ダイヤフラム54,56
の変換器58,60とが、ハウジング70に対し電気的に絶縁
される。またハウジング70自体も変換器58,60およびダ
イヤフラム54,56に対し電気的干渉が生ずることを抑制
するよう機能する。

次に流体オシレータ20の動作について説明するに、い
ま流体が流量計10の入力路16に流入すると、入力流体の
一部は流体オシレータ20内において入口路22から作用チ
ヤンバ76を経て出口路24および放出路46,48へ流動され
ることになる。流体が入口路22に流入しジエツトノズル
74を通過するとき、ジエツト流88が形成され、作用チヤ
ンバ76を横断してスプリツタ78へ向けられる。ジエツト
流88がスプリツタ78に当たると、ジエツト流88は分流さ
れ、フイードバツク入口路80,82に夫々流入される。こ
のときジエツト流88のフイードバツク入口路80,82に流
入される量は僅かに異なる。ジエツト流88の流速により
フイードバツク入口路80,82においてジエツト流88の分
流比に比例する圧力が生じる。フイードバツク入口路8
0,82に入力された各流体は夫々フイードバツク路26,28
を経てフイードバツク出口路84,86へ送られる。フイー
ドバツク入口路80,82の一方は他方より僅かに多くの流
体を受け入れるので、一方のフイードバツク入口路に対
応するフイードバツク出口路から出力される流体により
ジエツト流88に作用する横断方向の圧力は他方のフイー
ドバツク出口路から出力される流体によりジエツト流88
に作用する横断方向の圧力より大となる。このようなフ
イードバツク出口路84,86における圧力差により、ジエ
ツト流88はジエツト流を相対的に少なく受容したフイー
ドバツク入口路の方向へ偏向され、スプリツタ78を挾ん
でフイードバツク入口路80,82間でジエツト流88が振動
されることになる。振動周期はジエツト流88の流速と流
体オシレータ20の有効流通距離および有効フイードバツ
ク距離との函数となる。有効流通距離は実質的にジエツ
トノズル74がフイードバツク出口路84,86と隣接する作
用チヤンバ76に対し開口する開口部から作用チヤンバ76
を経てフイードバツク入口路80,82へ達する直路寸法で
ある。一方有効フイードバツク距離はフイードバツク路
26,28のフイードバツク出口路84,86までの曲路寸法であ
る。

またジエツト流88はその一部がフイードバツク入口路
80,82に流入されるが、ジエツト流の大半は流体オシレ
ータ20内を通り出口路24へ流動される。ジエツト流88が
フイードバツク入口路80,82の一方に流入すると、対応
するフイードバツク路26,28に流入する流体の運動エネ
ルギの一部が圧力に変換され、圧力に相応する音速でフ
イードバツク路内の流体を伝わる。フイードバツク路2
6,28においてこの圧力は分岐路30,32を介し検出チヤン
バ34,36へ伝達され、ダイヤフラム54,56は検出チヤンバ
34,36内において受ける圧力変化に応じて湾曲する。こ
の湾曲により、検出チヤンバ34,36内の容積が変化し、
同時に変換器58,60も湾曲する。変換器58,60が湾曲され
たとき湾曲度に応じた電気信号が導線62,64を介し出力
される。またダイヤフラム54,56が湾曲されると、これ
に応じて検出チヤンバ34,36の各々の容積が増減される
ので検出チヤンバ34,36は流体コンデンサと考えられ得
る。且つフイードバツク路26,28は流体の密度および各
フイードバツク路26,28の寸法に左右される流体インダ
クタンスとみなすことができよう。

検出チヤンバ34,36の容量がフイードバツク路26,28の
インダクタンスと動力学的に相互作用し、ノイズあるい
はリンギングが発生することを防止するため、分岐路3
0,32内に制流部38,40が具備される。この制流部38,40
は、ダイヤフラム54,56の湾曲により生ずるような検出
チヤンバ34,36内における圧力変化の大きさを減少する
よう作用しよう。この圧力変化の減少を補完するため、
制流部42,44がフイードバツク路26,28の各分岐路の下流
部に配設される。また検出チヤンバ34,36内から空気あ
るいは圧縮されるガスをすべて確実に排出するため、即
ち空気あるいはガスが検出チヤンバ内の圧力変化による
ダイヤフラム54,56の湾曲作用に悪影響を与えることを
確実に防止するため、放出路46,48が設けられ且つ内部
に制流部50,52が具備される。このとき、比較的小量づ
つではあるが全体としては相当量の流体がフイードバツ
ク路26,28から検出チヤンバ34,36を経て放出路46,48か
ら放出されることになり、チヤンバ内のすべての空気あ
るいはガスが排出される。

第３図を参照するに、本発明による流体オシレータの
実測による流量に対する振動数の関係が示されており、
実質的に直線をなすことが理解されよう。第３図に結果
を示す実験において流体オシレータは第４図に示すよう
な単層板ａ〜ｊを積層して構成される。第４図において
各単層板の、第１図および第２図に図示される部分と構
造上または機能上対応するものには同一番号に「′」、
「″」または「」を付して示してある。

第４図に示す如く、単層板ｈに形成される入口路22は
単層板g,iのノツチ22′と連係され、且つ合致せしめら
れて、徐々に収束する入口開口部が形成される。同様に
単層板ｈには一対の開口部26′,28′が形成され、開口
部26′,28′は単層板g,fに形成された開口部26″,28″
および単層板ｆに形成されたオリフイス態様の制流部4
2,44と合致される。単層板e,dには一対の長手の開口部2
6,28が形成され、これらの開口部26,28はオリ
フイス態様の制流部42,44を有する単層板ｆに形成され
た開口部26″,28″と合致される。この開口部26′,2
6″,26,28′,28″,28によりフイードバツク路26,28
が構成される。単層板ｃには単層板d,eの長手の開口部2
6,28と夫々連通するオリフイス態様の一対の制流部
38,40が形成され、制流部38,40は単層板ｂに形成された
穴30′,32′と合致せしめられ、検出チヤンバ34,36に開
口する分岐路30,32が構成されることになる。

更に第４図の単層板ａに形成される一対の大きな開口
部34′,36′（この機能については後述する）が単層板
ｂの穴30′,32′と連通される。また単層板ａには夫々
開口部34′,36′から半径方向外側へ延びる一対のノツ
チ34″,36″が形成されている。単層板ｂの一対の穴4
6′,48′は単層板ａの開口部34′,36′並びに単層板ｃ
の、制流部50,52をなす開口と合致される。放出路46,48
は単層板ｃの、制流部50,52をなす開口部と合致する単
層板ｄの一対の長手のスロツトとして形成される。単層
板ｉには単層板ｈに形成された作用チヤンバ86と合致す
る翼状の４個の開口部76′が形成されている。開口部7
6′は単層板ｊに形成された出口路24の一部をなす出口
チヤンバ24′と合致され、且つ出口部24と連通される。
これにより、流体オシレータの頂部板をなす単層板ａと
底部板をなす単層板ｊとの間に単層板ｂ〜ｈが積層され
て、流体オシレータが形成されることになる。

第５図および第６図には第４図の積層体の一部の構造
が示される。更に詳述するに、第６図に示す如く、単層
板a,b,cにより検出チヤンバ34,分岐路30,放出路をなす
穴46′およびオリフイス態様の制流部38,50が夫々形成
される。検出チヤンバ36の構造は検出チヤンバ34と同一
である。制流部38をなす開口部が単層板ｄの開口部26
、並びに制流部50をなすオリフイスが単層板ｄの放出
路46をなすスロツトに夫々連通される。単層板ａの開口
部34′内にはリング状の環形部材92が気密に挿入され、
単層板ｂと気密に当接される。柔軟なダイヤフラム54は
単層板ａの開口部34′内に挿着され、且つ環形部材92と
気密に当接される。この環形部材92によりダイヤフラム
54は単層板ｂから僅かに離間され、単層板ｂと相俟つて
検出チヤンバ34を区画する。別の環形部材94がダイヤフ
ラム54の外面に当接させて開口部34′内に装着される。
環形部材94はその外周部にチヤンバ34を区画している。
且つまた単層板ａには適度の押圧力を与えるような装着
部98が具備され、開口部34′の中心に向い半径方向内側
において環形部材94の肩部96と当接させて、すえ込みが
行なわれる、即ち好適な押圧力を加えつつ組合せられて
おり、これにより環形部材94、ダイヤフラム54および環
形部材92が開口部34′内に確実に保持され得る。第６図
には単層板ａのすえ込み部をなす装着部98が実質的に円
周方向に延びる溝を有する部分として形成された状態が
図示されている。単層板ａの装着部98が環形部材94の肩
部96に当接されるので、環形部材94はダイヤフラム54に
対し強固に押圧され、ダイヤフラム54も同様に環形部材
92に気密に当接される。単層板ａの装着部98の溝は単層
板ａの開口部34′から半径方向外側へ延びるノツチ34″
に連接している。ダイヤフラム54には環形部材94の半径
方向外側においてノツチ34″内へ向つて延びる突出部57
が具備される。突出部57はダイヤフラム54の底面から上
方へ且つダイヤフラム54の外端部から単層板ａの外面に
向つて湾曲される。ダイヤフラム57の突出部57の外端部
近傍には導線62が接続される。

一方圧電セラミツク製の円板として構成される変換器
58が導電性の接着剤を用いてダイヤフラム54上に接着さ
れる。変換器58は周知の如くダイヤフラム54の撓みに応
動し電気信号を発生して導線62を介し信号処理部へ送
る。ダイヤフラム54および変換器58を単層板ａ〜ｊから
なるハウジングから電気的に絶縁するため、ダイヤフラ
ムの半径方向外側の周部には例えばテトラフルオロエチ
レンのような誘電性ポリマの比較的薄い被覆が塗布され
得る。ダイヤフラム54上のこの被覆は薄いから第５図お
よび第６図には示していないが第２図には絶縁体55とし
て図示してある。この被覆の厚さは、ダイヤフラム54が
環形部材92を介し単層板ａまたはｂとの電気的に接続状
態となることが効果的に防止され、また環形部材94を介
し単層板ａから効果的に絶縁されるに充分な値にされる
（第６図参照）。

再び第１図を参照するに、バイパス装置14には一部上
述した如く複数のバイパス路66が包有されていて、各バ
イパス路66の制流部68は流体オシレータ20内のジエツト
ノズルの放出係数特性を模写即ち再現するように機能す
る。第７図にはバイパス装置14の製造の中間段階におけ
る一対の単層板100,102が示される。各単層板100,102は
第４図の単層板ａ〜ｊと近似であり、積層作業時に使用
される４個の整合穴を有することは当業者には容易に理
解されよう。各単層板100,102には一縁部から他縁部近
傍ま延び、流路66をなすような複数の長手の開口部66′
が形成される。各開口部66′の両端部の中間部には互い
に対向する一対の突出部68′が具備されており、一対の
突出部68′により制流部68が形成される。単層板100の
長手の各開口部66′の幅をＷ、単層板102の互いに隣接
する長手の開口部66′間の離間距離をＳにしたとき、Ｓ
は単層板100,102を積層したときの重ね合せ寸法Ｉの２
倍だけＷより大にされる。

単層板100が矢印104に示されるように、単層板102上
に積層されたとき、幅Ｉを持つ重合せ部分が単層板の開
口部66′の両側において形成されることになる。ここで
実質的に同一の単層板100,102を複数個互いに上下関係
を逆にして積み重ね、互いに接着した後、この積層体の
両側の切断線106,108において切断することにより、長
手の開口部66′が両端部で開口される。バイパス装置14
を製造するための積層体の上下面部には最外バイパス路
を区画するため、整合穴以外の開口部を有さない単層板
が配設されることは当業者には理解されよう。

第８図を参照するに、完成されたバイパス装置14には
一端面から他端面へ貫通する開口部66′でなる複数の柱
状の流路が形成される。バイパス装置14の製造時に各単
層板100,102が交互に向きを逆にして積重ねられ、バイ
パス装置14内において複数の流路66が格子状に形成され
ることになる。単層板を積み重ねて接着される際に利用
された整合穴はバイパス装置14と流体オシレータ20との
連結時にも利用され得る。即ち第８図に示される整合穴
110はバイパス装置14と流体オシレータ20との連結に際
して互いに合致され、その整合穴内にバネ鋼製で円筒状
の中空のピン112が除去可能に挿入され嵌合されて、バ
イパス装置14と流体オシレータ20とが一体連結され得
る。当該ピン112は必要に応じて分離可能に設けられ
る。

第９図には本発明の他の実施例としての併合型の流量
計の分解斜視図が示される。この併合型の流量計にはバ
イパス装置14および流体オシレータ20を有する第１の流
量計10とバイパス装置14′および流体オシレータ20′を
有する第２の流量計10′とが包有される。流量計10,1
0′は実質的に同一に設けられ、各入口路および出口路
も同様に形成される。流量計10,10′間にはスペーサ114
が配設され、スペーサ114にはバイパス装置14,14′およ
び流体オシレータ20,20′の整合穴110と同一直径および
同一の離間距離で４個の貫通穴116が形成される。スペ
ーサ114にはまた下流方向外側へ開口しＣ字状の流路118
が形成されている。流量計10,10′がスペーサ114を間装
して連結されたとき流路118が各流量計10,10′のダイヤ
フラム54,56の外面に連通される。スペーサ114の流路11
8内の空間120には各流体オシレータ20,20′の変換器円
板あるいはダイヤフラムから延びる導線62,64が挿通さ
れる。導線62,64は変換器58,60から外側へ案内され、空
間120および開口部122を経てスペーサ114から外部へ導
出されることが好ましい。間にスペーサ114を間装する
流量計10,10′においては各流量計10,10′の整合穴110
が相互に且つスペーサ114の貫通穴116と合致される。従
つてバネ鋼製の比較的長手の円筒状の中空のピン124を
整合穴110および貫通穴116に嵌入することにより流量計
10,10′およびスペーサ114が互いに連結される。

第10図および第11図には第９図の流量計10,10′およ
びスペーサ114からなる併合型の流量計を矩形溝128を有
するハウジング126内に収容した状態が示される。ハウ
ジング126には溝128へ延びる流入路130が形成されてお
り、溝128内には流量計10,10′が溝128と流入路130との
連結部の肩部134に配設された弾性のガスケツト132を介
し気密に収容される。また流量計10,10′をガスケツト1
32に対し気密に当接するため、スペーサ136およびカバ
ープレート138が設けられる。スペーサ136は四角形の平
面を有し流量計10の上部且つ溝128内に摺動して挿入さ
れ得る。且つスペーサ136には流量計10,10′およびバイ
パス装置14の各出口路と連通する貫通路140が形成され
ている。一方カバープレート138は例えばハウジング126
を貫通し螺着する取付具142によりハウジング126に対し
着脱可能に取り付けられる。カバープレート138には、
スペーサ136,貫通路140,流量計10,10′およびカバープ
レート138により区画される貫通路146に向つて開口する
出口孔144が具備される。ハウジング126に形成される通
路148は流量計10,10′のスペーサ114の開口部122（第９
図参照）と合致され、通路148を介しハウジング126の外
部へ導線62,64が導出される。

第２図、第５図および第６図に沿つて説明したよう
に、特にダイヤフラム54,56上の被覆絶縁体が流量計10,
10′において溝128内に設けられることにより、ハウジ
ング126との電気的に絶縁状態が保たれる。一方ダイヤ
フラム54,56および圧電円板として形成される変換器58,
60は、ハウジング126により囲繞される反面ハウジング1
26から電気的に絶縁され、また流量計の他部に対しても
電気的に絶縁され得る。且つまた第９図から、流量計1
0,10′の他部およびスペーサ114によりダイヤフラム54,
56および変換器58,60が実質的に完全に囲繞される。従
つて流量計10,10′の他部により本発明の電気出力部が
電気的にシールドされて電気的干渉を避けることができ
ることが理解されよう。

第12図および第13図には本発明の更に他の実施例が示
されており、本実施例においては流体オシレータ20がバ
イパスプレート150と棒状の保持部材152との間に配設さ
れる。バイパスプレート150の中央部には流体オシレー
タ20の入口路と連通する入口路154が形成される。バイ
パスプレート150にはまた流体オシレータ20内のジエツ
トノズルの放出係数特性を再現する複数本のバイパス路
が貫通して形成されている。バイパスプレート150,流体
オシレータ20および保持部材152は中央ハウジング160お
よび実質的に一対の端部ハウジング178,180の３部分か
らなるハウジング158内に収容される。ハウジング158の
中央ハウジング160は内部に貫通穴162を有している。バ
イパスプレート150および保持部材152の各小径部には夫
々中空ハウジング160と当接する肩部164,166が具備され
る。この場合バイパスプレート150の小径部は中央ハウ
ジング160の貫通穴162内に挿入されて、肩部164が中央
ハウジング160と気密に当接される。バイパスプレート1
50および保持部材152間に延びる一対の取付具168によ
り、バイパスプレート150および保持部材部材160が中央
ハウジング160内に気密に挿入される。

バイパスプレート150と保持部材152との間の離間距離
は両者間に流体オシレータ20が保持され得る程度に設定
される。またバイパスプレート150と流体オシレータ20
との間に密封部材170が配設される。一方中央ハウジン
グ160には半径方向に延びるボス部172が具備され、ボス
部172の取付面174上に電気コネクタ176が気密に装着さ
れる。コネクタ176を介し流体オシレータ20の圧電変換
器からの電気信号がハウジング158から外部へ送出され
る。

ハウジング158の端部ハウジング178,180には夫々管取
付具（図示せず）と密封連結可能な螺合部182が設けら
れている。端部ハウジング178,180の一方の入口部から
流体が導入されてバイパスプレート150および流体オシ
レータ20へ案内され、且つ他方の端部ハウジングの出口
部から矢印184のように放出される。各端部ハウジング1
78,180は例えば端部および中央ハウジングの各整合穴を
貫通する複数の取付具186により中央ハウジング160と密
封連結されてハウジング158へ構成される。第12図およ
び第13図の実施例は特に例えば管路若しくは導管を通る
流体の容量を決定するインライン方式の場合に有用であ
ることが判明している。

（発明の効果） 上述のように構成された本発明による流量計によれ
ば、特に流量計内におけるノイズの発生が抑制され得、
出力信号にこの悪影響が生ぜず、測定精度を向上して信
頼性を顕著に向上できる等の効果を達成する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による流量計の一実施例の簡略説明図、
第２図は流体オシレータの拡大断面図、第３図は本発明
の流量計の、実測による流量と電気出力信号の周波数と
の関係を示すグラフ、第４図は流体オシレータを構成す
る単層板群の平面図、第５図は流体オシレータの部分平
面図、第６図は同部分拡大断面図、第７図はバイパス装
置をなす単層板の平面図、第８図は流体オシレータおよ
びバイパス装置の分解斜視図、第９図は本発明による流
量計の他の実施例の分解斜視図、第10図は第９図の流量
計をハウジング内に収容したときの部分断面図、第11図
は同部分平面図、第12図は本発明による流量計の他の実
施例の一部を断面で示す平面図、第13図は第12図の線13
−13に沿つた断面図である。 10,10′……流量計、12……流量検出装置、14,14′……
バイパス装置、16……入力路、18……出力路、20,20′
……流体オシレータ、22……入口路、22′……ノツチ、
24……出口路、24′……出口チヤンバ、26,28……フイ
ードバツク路、26′,26″,26,28′,28″,28……開
口部、30,32……分岐路、30′,32′……穴、34,36……
検出チヤンバ、34′,36′……開口部、34″,36″……ノ
ツチ、38,40,42,44……制流部、46,48……放出路、4
6′,48′……穴、50,52……制流部、54,56……ダイヤフ
ラム、55……絶縁体、57……突出部、58,60……変換
器、62,64……導線、66′……開口部、66……流路、68
……制流部、68′……突出部、70……ハウジング、72…
…流路、74……ジエツトノズル、76……作用チヤンバ、
76′……開口部、78……スプリツタ、80,82……フイー
ドバツク入口路、84,86……フイードバツク出口路、88
……ジエツト流、92,94……環形部材、96……肩部、98
……装着部、100,102……単層板、110……整合穴、112
……ピン、114……スペーサ、116……貫通穴、118……
流路、120……空間、122……開口部、124……ピン、126
……ハウジング、128……溝、130……流入路、132……
ガスケツト、134……肩部、136……スペーサ、138……
カバープレート、140……貫通路、142……取付具、144
……出口孔、146……貫通路、148……通路、150……バ
イパスプレート、152……保持部材、154……入力路、15
8……ハウジング、160……中央ハウジング、162……貫
通穴、164,166……肩部、168……取付具、170……密封
部材、172……ボス部、174……取付面、176……コネク
タ、178,180……端部ハウジング、182……螺合部、186
……取付具

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングと出力信号を発生する信号発生
   装置とを備え、ハウジングには、流体を入出力する入力
   部および出力部と、入力部から出力部へ延びる流路と、
   流路に連通し且つ出力部に開口する作用チヤンバと、流
   路の作用チヤンバに対し上流および下流に配設され、作
   用チヤンバに対向して形成されるスプリツタおよびジエ
   ツトノズルと、作用チヤンバと連通する一対のフイード
   バツク入口部と、作用チヤンバおよびジエツトノズル間
   に配設される一対のフイードバツク出口部と、夫々各フ
   イードバツク入口部から各フイードバツク出口部へ延び
   る一対のフイードバツク路と、一対の可変容量の検出チ
   ヤンバと、各フイードバツク路から各検出チヤンバへ延
   びる一対の分岐路と、各検出チヤンバを夫々区画する一
   対の柔軟なダイヤフラムと、各分岐路内に配設され検出
   チヤンバ内の流体容量の変化によりフイードバツク路内
   の流体が動的に振動することを抑止する制流装置とが設
   けられており、信号発生装置が各ダイヤフラムの変位に
   応じ出力信号を発生可能に設けられ、ジエツトノズルと
   整合されるスプリツタにより作用チヤンバと連通する各
   フイードバツク入口部が分離され、各フイードバツク出
   口部がジエツトノズルを挾んで各フイードバツク入口部
   と同一側に且つ互いに対向して配設され、一対のダイヤ
   フラムは夫々流体圧が変化し一対の各検出チヤンバ内の
   容量が変化することに伴い変位するように設けられてな
   る流量計。
2. 【請求項２】ハウジングの各フイードバツク路内には第
   ２の制流装置が各分岐路と各フイードバツク出口部との
   連結部に配設され、各検出チヤンバ内の圧力変化を増幅
   するように設けられてなる特許請求の範囲第１項記載の
   流量計。
3. 【請求項３】ハウジングには一対の検出チヤンバから出
   力部へ夫々延びる一対の放出路が形成されてなる特許請
   求の範囲第１項記載の流量計。
4. 【請求項４】ハウジングの各放出路には放出流を制御す
   る別の制流装置が具備されてなる特許請求の範囲第３項
   記載の流量計。
5. 【請求項５】ハウジングと並列に配設されるバイパス装
   置が具備され、バイパス装置の入力側がハウジングの入
   力部と、且つ出力側がハウジングの出力部と夫々連通さ
   れ、バイパス装置には入力側から出力側へ延びる複数の
   バイパス路が形成され、各バイパス路にはジエツトノズ
   ルの放出係数特性を再現せしめる制流装置が具備されて
   なる特許請求の範囲第１項記載の流量計。
6. 【請求項６】ハウジングの入力部および出口部と夫々連
   通する入口および出口を形成した導管装置を備え、バイ
   パス装置がプレート部材でなり、プレート部材により導
   管装置が入口路部と出口路部とに分離され、ハウジング
   が下流に配設されたプレート部材に固設され、プレート
   部材には導管装置の入口とハウジングの入力部とを連通
   させる貫通路が設けられ、プレート部材およびハウジン
   グが協働して貫通路を密封して囲繞し流体漏れを抑止可
   能に設けられ、プレート部材には夫々制流装置を有する
   複数のバイパス路が具備されてなる特許請求の範囲第５
   項記載の流量計。
7. 【請求項７】導管装置には、入口を有し、且つ入口路部
   を区画する入口部と、一部が出口路部をなす貫通穴を有
   した中央部と、中央部の下流に配設され出口を有する出
   口部と、出口部内に配設され中央部の下流端と協働し且
   つ貫通穴の下部を横断して延びる保持部材と、プレート
   部材および保持部材を互いに接近させる装置とが包有さ
   れ、中央部には流量計の外部へ出力信号を密封状態を保
   つて出力する装置が包有され、中央部、入口部および出
   口部が協働して流体の漏れを抑止する密封装置が構成さ
   れ、プレート部材は入口部内に中央部の上流端と密封状
   態で協働し且つ貫通穴の上部を横断して延び、ハウジン
   グが導管装置の中央部内且つプレート部材と保持部材と
   の間に挾持されてなる特許請求の範囲第６項記載の流量
   計。
8. 【請求項８】プレート部材が互いに連結され積層される
   複数の単層板からなり、各単層板には離間された一対の
   端部材と端部材間に実質的に等間隔離間されて配設され
   る複数の長手の区画部材とが包有され、端部材と隣接す
   る区画部材の対間の離間距離が隣接する区画部材間の離
   間距離と実質的に同一にされ、一対の端部材および複数
   の区画部材が協働して複数のバイパス路が構成され、制
   流装置が一対の各端部材および複数の各区画部材に隣接
   する端部材および区画部材に向つて互いに対向して突出
   する同一の突出部として設けられ、複数の各バイパス路
   の各突出部がジエツトノズルの放出係数特性を再現する
   ように設けられてなる特許請求の範囲第５項記載の流量
   計。
9. 【請求項９】一対の第１および第２の端部材の内の第２
   の端部材の第２の幅が隣接する区画部材間の間隙と連結
   寸法の和だけ第１の端部材の第１の幅と異なるよう設定
   され、各単層板が実質的に同一にされ、各単層板が端部
   を交互に逆にして積み重ねられ、プレート部材としての
   積層体が構成されてなる特許請求の範囲第８項記載の流
   量計。
10. 【請求項１０】各区画部材の幅が同一にされ、区画部材
    の幅が連結寸法の２倍だけ隣接する区画部材間の距離よ
    り大にされてなる特許請求の範囲第９項記載の流量計。
11. 【請求項１１】ハウジングの胴部には入口を有する四角
    形の上流入口部と出口を有する四角形の下流出口部とが
    形成され、プレート部材の胴部がハウジングの胴部と側
    部が整合され、プレート部材の胴部が入力側をなす上流
    端部と出口側をなす下流端部とを有してなる特許請求の
    範囲第５項記載の流量計。
12. 【請求項１２】ハウジングおよびプレート部材が側部に
    おいて連結装置を介し連結されてなる特許請求の範囲第
    11項記載の流量計。
13. 【請求項１３】連結装置にはハウジングおよびプレート
    部材に夫々設けられた２対の整合穴と整合穴に挿入され
    る２対の円筒状の連結部材とが包有されてなる特許請求
    の範囲第12項記載の流量計。
14. 【請求項１４】信号発生装置がハウジングの側面にプレ
    ート部材と対向し且つ整合して配設されてなる特許請求
    の範囲第12項記載の流量計。
15. 【請求項１５】第１のハウジングおよび第１のプレート
    部材により構成される第１の流量検出装置と第２のハウ
    ジングおよび第２のプレート部材により構成される第２
    の流量検出装置とは、夫々端部が逆の関係になるように
    して流体を入出力する入力部および出力部を有し、第１
    および第２の流量検出装置の信号発生装置を担持する第
    １および第２の側面が対向して配置され、第１および第
    ２のプレート部材が離間されて第１および第２の流量検
    出装置が実質的に対称に一平面上に配置され、信号発生
    装置を支承する第１および第２の側面と整合する側面を
    有したスペーサが第１および第２の流量検出装置の外部
    において実質的に対称且つ第１および第２の流量検出装
    置と同一平面上に配設され、スペーサは第１および第２
    の流量検出装置に整合して積み重ねられていてチヤンバ
    およびチヤンバから外方へ開口する流路が区画され、第
    １および第２の流量検出装置の出力信号をスペーサのチ
    ヤンバおよび流路を介し外部へ案内する装置が設けら
    れ、信号発生装置が他部から実質的に電気的に絶縁され
    てなる特許請求の範囲第14項記載の流量計。
16. 【請求項１６】スペーサと第１および第２の流量検出装
    置が互いに整合されて連結されてなる特許請求の範囲第
    15項記載の流量計。
17. 【請求項１７】信号発生装置のハウジングには外側へ開
    口する盲穴が具備され、中央部が開口された離間・密封
    部材が盲穴内に収容され、一対のダイヤフラムの一方が
    離間・密封部材と密封可能に且つ盲穴の盲端部から離間
    されて盲穴内に収容され、ダイヤフラムが湾曲可能に中
    央部が開口された環形部材が盲穴内に収容され、ハウジ
    ングには環形部材、ダイヤフラムおよび離間・密封部材
    を盲穴内に保持するよう環形部材に対し内側へ当接する
    装着部が具備されてなる特許請求の範囲第１項記載の流
    量計。
18. 【請求項１８】ダイヤフラムには同時に撓み可能に圧電
    セラミツク製の円板が装着され、ダイヤフラムは導電性
    材料で作られ円板と電気的に接触され、ダイヤフラムお
    よび円板により電気回路装置が構成されてなる特許請求
    の範囲第17項記載の流量計。
19. 【請求項１９】ハウジングには盲穴から半径方向外側へ
    延び、環形部材および離間・密封部材の外側へ延びる長
    手のノツチが形成され、ダイヤフラムの突出部は環形部
    材の外側へノツチ内へ向つて延び、電気回路装置にはダ
    イヤフラムの突出部と接続される導線が包有されてなる
    特許請求の範囲第18項記載の流量計。
20. 【請求項２０】流体をジエツト流に変換する第１の工程
    と、ジエツト流を作用チヤンバを経て一対の第１および
    第２のフイードバツク入口部を区画するスプリツタへと
    放出する第２の工程と、一対のフイードバツク入口部か
    らジエツト流放出部近傍且つ横断方向において対向して
    配置された一対の第１および第２のフイードバツク出口
    部へ向つて夫々延びる一対の長手の第１および第２のフ
    イードバツク路を形成する第３の工程と、第１の、フイ
    ードバツク入口部内にスプリツタにより分流されるジエ
    ツト流の内比較的大量のジエツト流を導入し第１のフイ
    ードバツク路に第１のパルス状流体を発生させる第４の
    工程と、第１のフイードバツク出口部からパルス状流体
    の一部を放出し第１のフイードバツク入口部から第２の
    フイードバツク入口部へ向けてジエツト流を偏位して第
    ２のフイードバツク路内に第２のパルス状流体を発生さ
    せる第５の工程と、第２のパルス状流体の一部を第２の
    フイードバツク出口部から放出してジエツト流を再び第
    １のフイードバツク入口部へ向つて偏位させる第６の工
    程と、第４〜第６の工程を直ちに反復し第１および第２
    のフイードバツク路内に振動数が流量に比例する第１お
    よび第２のパルス状流体を生成する第７の工程と、第１
    および第２のパルス状流体を第１および第２のフイード
    バツク路の少なくとも一方から流体の圧力変化に応動す
    る変換装置へ送り、出力信号を発生する第８の工程と、
    フイードバツク路、パルス状流体および変換装置間に生
    ずる干渉を抑制し実質的にノイズを含まない出力信号を
    発生する第９の工程とを包有してなる、流量に比例し且
    つ実質的にノイズを含まない出力信号を発生する流量測
    定法。
21. 【請求項２１】第９の工程にはフイードバツク路と変換
    装置との間の流れを制限する第１の制流装置を形成する
    工程が包有されてなる特許請求の範囲第20項記載の流量
    測定法。
22. 【請求項２２】フイードバツク路の変換装置との連通点
    とフイードバツク出口部との間に第２の制流装置を設け
    変換装置へ送るパルス状流体の振幅および圧力変化を増
    幅する工程が包有されてなる特許請求の範囲第21項記載
    の流量測定法。
23. 【請求項２３】第１の制流装置と変換装置との間からフ
    イードバツク部の外側へと延びる放出路を形成する工程
    と、放出路内に第３の制流装置を形成する工程とが包有
    されてなる特許請求の範囲第21項記載の流量測定法。
24. 【請求項２４】一部、変換装置の可変容積チヤンバを区
    画するハウジング装置を設ける工程と、可変容積チヤン
    バを区画する柔軟なダイヤフラムを設ける工程と可変容
    積チヤンバ内の圧力変化に応じダイヤフラムを撓ませる
    工程と、ダイヤフラムの撓みに応じ電気出力信号を発生
    する工程と、ダイヤフラムをハウジング装置から電気的
    に絶縁し電気出力信号への電気的干渉を防止する干渉防
    止工程とが包有されてなる特許請求の範囲第20項記載の
    流量測定法。
25. 【請求項２５】干渉防止工程はダイヤフラムの外周部に
    誘電性ポリマの被膜を形成してダイヤフラムを外周部の
    ハウジング装置に対し密封状態を保つて絶縁して可変容
    積チヤンバを区画することにより実行してなる特許請求
    の範囲第24項記載の流量測定法。