WO2014065116A1 - 質量流量計 - Google Patents

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point drift
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亮 小阪
恭平 福田
山根　隆志
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独立行政法人産業技術総合研究所
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L13/00—Devices or apparatus for measuring differences of two or more fluid pressure values

Definitions

  • the present invention relates to a mass flow meter, in particular, in a field where flow measurement is required with a small and lightweight flow meter, for example, a medical flow meter such as an artificial heart or a piping of a plant such as petroleum, petrochemical, and chemical
  • a mass flow meter applicable to flow measurement of flowing fluid and gas, bottle cleaning water, wafer and substrate cleaning liquid, chemicals, and the like.
  • Patent Document 1 a mass flow meter
  • Patent Document 2 a mass flow meter using an elastic bent tube as a small and lightweight flow meter.
  • Patent Document 3 proposes a method of measuring blood pressure from the pulse wave propagation velocity, but does not measure the flow rate, and in order to obtain the pulse wave propagation time, a specific frequency component of the electrocardiogram Is used.
  • flow rate display is necessary for pathological management, but there is no small flow meter that can be implanted.
  • industrial flowmeters such as vortex flowmeters, resistance flowmeters, and float flowmeters, but ultra-lightweight and simple flowmeters are required.
  • mass flowmeters using bent pipes proposed by the present applicants have a simple measurement method and can be miniaturized. There was a possibility that a measurement error would occur due to a zero point drift in the measured flow rate due to changes, external forces, sensor element degradation, and the like.
  • the present invention provides a pressure sensor capable of compensating for a zero point drift of a pressure detecting means for detecting the pressure of a fluid in a pipe, and a flow rate measurement of a mass flow meter using a bent pipe.
  • a mass flow meter that compensates for zero point drift is provided. That is, the pressure sensor of the present invention includes a pressure detection means for detecting the pressure of the fluid in a conduit through which the fluid flows, and a zero point drift correction pressure detection means at a position different from the pressure detection means. And the zero point drift of the pressure of the pressure detecting means is compensated using the pulse wave propagation time between the two points and the pressure change amount of the pressure detecting means.
  • the centrifugal force or the centripetal force detection strain gauge and the centrifugal force or the centripetal force detection strain gauge are applied to the portion where the centrifugal force or centripetal force of the fluid acts in the conduit through which the fluid flows.
  • a strain gauge for correcting the zero point drift of the flow rate is attached to a position different from the above, and the zero point drift of the flow rate is compensated using the pulse wave propagation time between the two points.
  • a portion where a centrifugal force or centripetal force of the fluid acts in the pipe through which the fluid flows is a bent portion in a bent pipe formed by bending the pipe.
  • static pressure or temperature compensation is performed by attaching a static pressure or temperature compensating strain gauge to a location different from the portion where the centrifugal force or centripetal force acts in the mass flow meter.
  • the present invention provides the mass flow meter, wherein, instead of the strain gauge for correcting the zero point drift of the flow rate, the signal of the time when the pulsation of the flow generator is generated, the signal of the opening / closing time of the pressure valve, and the bent pipe The zero point drift of the flow rate is compensated using the pulse wave propagation time between the two points with the strain gauge signal attached to.
  • a tube made of an elastic material is formed between a portion where centrifugal force or centripetal force acts and a portion for correcting a zero flow rate drift.
  • the present invention can be used as a pressure gauge in a pipe line using the pulse wave propagation time in the mass flow meter.
  • the present invention can also be used for measuring the pipe resistance from the pressure measured using the pulse wave propagation time and the flow measured using the bent pipe.
  • the pulse wave propagation time by using the pulse wave propagation time, the zero point drift of the pressure detecting means for detecting the pressure of the fluid in the pipe can be compensated, so that long-term stable pressure measurement can be realized.
  • the pulse wave propagation time is used, and compared with a conventional mass flow meter, it is calculated from a strain gauge at a portion where centrifugal force or centripetal force of fluid acts. Since zero point drift of pressure, static pressure or pressure calculated from temperature compensation strain gauge can be compensated, stable long-term flow measurement can be realized against sudden changes in temperature or external force. Furthermore, since the pulse wave propagation time is not affected by the viscosity of the working fluid, the mass flow rate can be measured.
  • a mass flow meter in which a strain gauge for static pressure or temperature compensation and a strain gauge for zero point drift compensation are added to a mass flow meter using a bent pipe, which is an embodiment of the mass flow meter of the present invention.
  • Example The mass flowmeter which added the signal input for zero point drift compensation from a pressure valve to the mass flowmeter using the bent pipe which is one Example of the mass flowmeter of this invention (2nd Example).
  • the mass flowmeter which added the signal input for zero point drift compensation from a flow-rate generator to the mass flowmeter using the bending pipe which is one Example of the mass flowmeter of this invention (3rd Example).
  • the figure for demonstrating zero point drift (a solid line is an actual pressure waveform, a pressure waveform when a dotted line drifts). The figure which showed the experimental result with zero point drift compensation without the zero point drift compensation when the zero point drift was intentionally generated.
  • PWV Pulse Wave Velocity
  • PTT Pulse Transit Time
  • the minimum pressure value P L is a function of the PTT and the pressure change amount ⁇ P. Moreover, since the PTT and the pressure change amount ⁇ P are not affected by the zero point drift, if the constant ⁇ is obtained in advance by the above equation, the pressure change amount ⁇ P is obtained by a strain gauge attached to the pipe as described above. Therefore, the minimum pressure value P L can be obtained from the above equation from the PTT. Then, it is zero drift compensation pressure by replacing the value P L 'of the pressure minimum values obtained from the strain gauges attached to the conduit to the pressure minimum value P L obtained from the PTT. Then, by obtaining the mass flow rate from the corrected pressure, it is possible to compensate for the zero point drift of the flow rate.
  • FIG. 1 shows a first embodiment which is an embodiment of the present invention.
  • a strain gauge for centrifugal force measurement is placed on the outer circumference of the bent part
  • a strain gauge for compensating static pressure is placed on the straight pipe part
  • a strain gauge for compensating for zero point drift is called a bent pipe.
  • a pressure pulse wave is applied from the inlet
  • the strain gauge for centrifugal force measurement and the strain gauge for zero point drift compensation the strain gauge for static pressure compensation
  • the strain gauge for zero point drift compensation Obtain the pulse wave propagation time.
  • a signal measured by the strain gauge for centrifugal force measurement and the strain gauge for static pressure compensation is amplified by an amplifier, and the amount of pressure change is obtained from a calibration equation obtained in advance.
  • the minimum value of the pulse pressure can be obtained by a previously obtained calibration formula.
  • the zero point drift of the pressure can be compensated by replacing the minimum value of the pulse pressure with the minimum value of the pressure obtained from the strain gauge attached to the pipe line.
  • the mass flow rate can be measured by inputting the pressure difference and the flow rate calibration formula obtained from the two types of strain gauges of the compensated bent pipe into the flow rate output device.
  • FIG. 2 shows a second embodiment which is an embodiment of the present invention.
  • a strain gauge for centrifugal force measurement is attached to the outer periphery of the bent portion, and a strain gauge for static pressure compensation is attached to the straight pipe portion.
  • a check valve is attached downstream of the pipeline, and when a certain pressure is applied, the check valve opens and fluid flows downstream of the pipeline.
  • Centrifugal force measurement from two points when a pressure pulse wave is applied from the inlet of a pipe line, when a constant pressure is applied and the check valve opens and when a constant pressure change occurs in the two strain gauges
  • the pulse wave propagation time between two points of the strain gauge and check valve for static pressure, and the strain gauge and check valve for static pressure compensation are obtained.
  • a signal measured by the strain gauge for centrifugal force measurement and the strain gauge for static pressure compensation is amplified by an amplifier, and the amount of pressure change is obtained from a calibration equation obtained in advance. From the pulse wave propagation time measured for each pressure pulse wave and the amount of change in pressure, the minimum value of the pulse pressure can be obtained by a previously obtained calibration formula.
  • the zero point drift of the pressure can be compensated by replacing the minimum value of the pulse pressure with the minimum value of the pressure obtained from the strain gauge attached to the pipe line.
  • the mass flow rate can be measured by inputting the pressure difference and the flow rate calibration formula obtained from the two types of strain gauges of the compensated bent pipe into the flow rate output device.
  • FIG. 3 shows a third embodiment which is an embodiment of the present invention.
  • a strain gauge for centrifugal force measurement is attached to the outer periphery of the bent portion, and a strain gauge for static pressure compensation is attached to the straight pipe portion.
  • a flow rate generator is attached upstream of the pipeline.
  • the pulse wave propagation time between the two points of the strain gauge for measuring the centrifugal force and the flow rate generator, and the strain gauge for static pressure compensation and the flow rate generator are obtained from the two points of the generated time. Then, a signal measured by the strain gauge for centrifugal force measurement and the strain gauge for static pressure compensation is amplified by an amplifier, and the amount of pressure change is obtained from a calibration equation obtained in advance. From the pulse wave propagation time measured for each pressure pulse wave and the amount of change in pressure, the minimum value of the pulse pressure can be obtained by a previously obtained calibration formula. The zero point drift of the pressure can be compensated by replacing the minimum value of the pulse pressure with the minimum value of the pressure obtained from the strain gauge attached to the pipe line. The mass flow rate can be measured by inputting the pressure difference and the flow rate calibration formula obtained from the two types of strain gauges of the compensated bent pipe into the flow rate output device.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the pressure waveform when the solid line is the actual pressure waveform and the dotted line is drifting.
  • the vertical axis represents pressure and the horizontal axis represents time [s].
  • P L and P L ′ in the graph indicate the minimum pulse pressure before drift and the pulse pressure after drift. The minimum value is shown, and ⁇ P shows the pressure change amount of the pressure pulse wave.
  • a strain gauge is used as a sensor for pressure measurement, a zero point drift occurs in the output of the strain gauge due to external force applied to the pipe line from outside, temperature change, sensor element deterioration, etc., and the pressure waveform drifts from a solid line to a dotted line. End up. Therefore, the pressure minimum pressure P L obtained from the pulse wave propagation velocity and pressure change amount by replacing the lowest pressure P L 'after drift can be compensated for zero drift.
  • FIG. 5 is an example of a result of an actual measurement test using a one-round closed circuit.
  • the solid line shows the measurement result of a commercially available ultrasonic flow meter
  • the light gray solid line shows the measurement result of a mass flow meter without zero point drift compensation
  • the dark gray solid line shows the measurement result with zero point drift compensation ing.

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Abstract

小型・軽量な流量計でゼロ点ドリフト補償を実現した質量流量計を提供する。 内部を流体が流通する管路内の、流体の遠心力ないし向心力が作用する部分に遠心力ないし向心力検出用歪ゲージと、遠心力ないし向心力検出用歪ゲージとは異なる位置に、流量のゼロ点ドリフト補正用の歪ゲージを貼りつけ、この２点間の脈波伝搬時間を利用して流量のゼロ点ドリフトを補償する質量流量計。

Description

質量流量計
　本発明は、質量流量計に関し、特に、小型・軽量な流量計での流量計測が必要な分野、例えば、人工心臓などの医療用流量計や、石油、石油化学、化学などのプラントの配管を流れる流体やガス、ビンの洗浄水、ウェハや基板の洗浄液、薬剤などの流量計測に応用可能な質量流量計に関するものである。
　本出願人は、既に、小型・軽量な流量計として、硬質の曲がり管を用いた質量流量計（特許文献１）、弾性の曲がり管を用いた質量流量計（特許文献２）を出願しているが、いずれも静圧補償・温度補償に関する記載はあっても、ゼロ点ドリフト補償に関する記載は無い。
　また、特許文献３の質量流量計は、流体遠心力を曲がり管端部で計測しているが、ゼロ点ドリフト補償についての記載は無い。
　一方、特許文献４には、脈波伝搬速度から血圧を計測する方法を提案しているが、流量計測は実施しておらず、また、脈波伝搬時間を求めるために、心電図の特定周波数成分を利用している。
特開２００７－２１８７７５号公報 特開２００９－１５０６７１号公報 特開平４－２７６５１９号公報 特開２００１－９５７６６号公報
　例えば、病院外使用の体内埋め込み人工心臓では、病態管理のため流量表示が必要であるが、埋め込みできる小型の流量計が存在していない。産業用の流量計としては、渦流量計、抵抗流量計、フロート式流量計など様々な方式はあるが、超軽量でシンプルな計測方式の流量計が求められている。従来、本出願人らが提案してきた曲がり管を用いた質量流量計では、計測方法はシンプルで小型化が可能だが、圧力計測用のセンサに歪ゲージを使用しているため、急激な温度の変化や外力、センサ素子の劣化などにより流量の計測値にゼロ点ドリフトが生じ、計測誤差が発生する可能性が残っていた。
　上記問題点を解決するために、本発明は、管路内の流体の圧力を検出する圧力検出手段のゼロ点ドリフトを補償できる圧力センサ、及び、曲がり管を用いた質量流量計の流量計測において、ゼロ点ドリフトを補償した質量流量計を提供する。
　すなわち、本発明の圧力センサは、内部を流体が流通する管路内の、流体の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段とは異なる位置に、ゼロ点ドリフト補正用圧力検出手段を設け、この２点間の脈波伝搬時間と前記圧力検出手段の圧力変化量を利用して前記圧力検出手段の圧力のゼロ点ドリフトを補償する。
　また、本発明の質量流量計では、内部を流体が流通する管路内の、流体の遠心力ないし向心力が作用する部分に遠心力ないし向心力検出用歪ゲージと、遠心力ないし向心力検出用歪ゲージとは異なる位置に、流量のゼロ点ドリフト補正用の歪ゲージを貼りつけ、この２点間の脈波伝搬時間を利用して流量のゼロ点ドリフトを補償する。
　また、本発明は、前記質量流量計において、前記内部を流体が流通する管路内の、流体の遠心力ないし向心力が作用する部分は管路を曲げて形成した曲がり管における曲がり部とする。
　また、本発明は、前記質量流量計において、前記遠心力ないし向心力が作用する部分とは異なる場所に、静圧あるいは温度補償用歪ゲージを貼り付けることで、静圧あるいは温度補償を行う。
　また、本発明は、前記質量流量計において、流量のゼロ点ドリフト補正用の歪ゲージの代わりに、流量発生装置の脈動を発生させた時間の信号や圧力弁の開閉時間の信号と、曲がり管に貼りつけた歪ゲージの信号との２点間の脈波伝搬時間を利用して流量のゼロ点ドリフトを補償する。
　また、本発明は、前記質量流量計において、遠心力ないし向心力が作用する部分と流量のゼロ点ドリフト補正用の部分の間を弾性材料の管で形成する。
　また、本発明は、前記質量流量計において、脈波伝搬時間を利用して管路内の圧力計として使用も可能である。
　また、本発明は、前記質量流量計において、脈波伝搬時間を利用して計測した圧力と曲がり管を利用して計測した流量から管路抵抗の測定に用いることもできる。
　本発明では、脈波伝搬時間を利用することで、管路内の流体の圧力を検出する圧力検出手段のゼロ点ドリフトが補償できるため長期安定した圧力計測を実現できる。
　本発明では、曲がり管を用いた質量流量計において、脈波伝搬時間を利用することで、従来の質量流量計と比べて、流体の遠心力ないし向心力が作用する部分の歪ゲージから算出される圧力や、静圧あるいは温度補償用歪ゲージから算出される圧力のゼロ点ドリフトが補償できるため、温度の急な変化や外力などに対しても長期安定した流量計測を実現できる。
　さらに、脈波伝搬時間は作動流体の粘度の影響を受けないため、質量流量の計測が可能である。また、静圧あるいは温度補償用歪ゲージを貼りつけることで、管路抵抗の変化にも対応できる。
　従来の形式では歪ゲージの歪量からゼロ点ドリフトの可能性もある圧力計測を実施可能であったが、本発明によりゼロ点ドリフトの補償された圧力計測が可能となる。併せて流量と圧力から管路抵抗の長期計測もできる。
本発明の質量流量計の一実施例である曲がり管を用いた質量流量計に、静圧あるいは温度補償用の歪ゲージと、ゼロ点ドリフト補償用の歪ゲージを加えた質量流量計（第１実施例）。 本発明の質量流量計の一実施例である曲がり管を用いた質量流量計に、圧力弁からのゼロ点ドリフト補償用の信号入力を加えた質量流量計（第２実施例）。 本発明の質量流量計の一実施例である曲がり管を用いた質量流量計に、流量発生装置からのゼロ点ドリフト補償用の信号入力を加えた質量流量計（第３実施例）。 ゼロ点ドリフトを説明するための図（実線が実際の圧力波形、点線がドリフトした時の圧力波形）。 ゼロ点ドリフトを故意に生じさせた時の、ゼロ点ドリフト補償無しの結果とゼロ点ドリフト補償有りの実験結果を示した図。
　管路を進む圧脈波の速度を、脈波伝播速度（ＰＷＶ：Ｐｕｌｓｅ　Ｗａｖｅ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）という。管路の中で異なる２点間における脈波を記録したとき、ＰＷＶはその２点間の時間差である脈波伝播時間（ＰＴＴ：Ｐｕｌｓｅ　Ｔｒａｎｓｉｔ　Ｔｉｍｅ）と２点間の距離（ΔＬ）から以下の式で定義される。
　　ＰＷＶ＝ΔＬ／ＰＴＴ
　一方、ＰＷＶと管路の弾性の関係は、Ｍｏｅｎｓ－Ｋｏｒｔｅｗｅｇの式から下記の式で表される。
　　ＰＷＶ＝｛（Ｅ×ｈ）／(２ｒ×ρ）｝1/2
　ここで、Ｅはヤング率、ｈは管路壁の厚さ、ｒは管路内の半径、ρは作動流体の密度を示す。ヤング率以外の値は、ヤング率に比べて変化量が小さいため一定とみなすと、ＰＷＶはほぼヤング率に依存していると仮定する。また、さらにヤング率は、以下の式で表すことができる。
　　Ｅ＝ΔＰ／(ｈ×ΔＤ)
　ここで、ΔＰは圧力変化量、ΔＤは内径変化量を示す。これらの式から定数をαとして整理すると、以下の式が得られる。
　　ＰＴＴ＝α(ΔＤ／ΔＰ)1/2
　本式からＰＴＴは、圧力変化量及び内径変化量により変わることがわかる。このとき、圧力変化量ΔＰは、管路に貼りつけた歪ゲージにより得られる。一方、圧力変化量ΔＰにおける管路の内径変化量ΔＤは拍動の圧力最低値ＰLの上昇に伴い変化量が小さくなるため、定数をβとして下記の式を得る。
　　ΔＤ＝β×ＰL
　本式とＰＴＴの式から、定数をγとして整理すると下記の式を得る。
　　ＰL＝γ×ＰＴＴ2×ΔＰ
　すなわち、圧力最低値ＰLは、ＰＴＴと圧力変化量ΔＰの関数であることがわかる。しかも、ＰＴＴと圧力変化量ΔＰはゼロ点ドリフトに影響されないから、上式で予め定数γを求めておくと、前述の通り、圧力変化量ΔＰは、管路に貼りつけた歪ゲージにより得られるため、ＰＴＴから圧力最低値ＰLを上式から得ることができる。そして、管路に貼りつけた歪ゲージより得られた圧力最低値の値ＰL’をＰＴＴから得られた圧力最低値ＰLに置き換えることで圧力のゼロ点ドリフト補償ができる。そして、補正された圧力から質量流量を求めることで、流量のゼロ点ドリフト補償が可能となる。
（第１実施例）
　図１は、本発明の一実施例である第１実施例を示したものである。歪みゲージを３種類使用した質量流量計では、遠心力計測用の歪ゲージを曲がり部外周に、静圧補償用の歪ゲージを直管部に、ゼロ点ドリフト補償用の歪ゲージを曲がり管とは異なる位置の直管部に取り付けている。流入口から圧脈波が加わったとき、遠心力計測用の歪ゲージとゼロ点ドリフト補償用の歪ゲージ、静圧補償用の歪ゲージとゼロ点ドリフト補償用の歪ゲージのそれぞれ２点間の脈波伝搬時間を求める。そして、遠心力計測用の歪ゲージと静圧補償用の歪ゲージで計測された信号をアンプで増幅し、予め求めていた校正式から圧力変化量を求める。圧脈波ごとに計測される脈波伝搬時間と圧力変化量から、予め求めていた校正式により脈圧の最低値を得ることができる。この脈圧の最低値と管路に取り付けた歪ゲージより得られた圧力の最低値を置き換えることで、圧力のゼロ点ドリフトを補償することができる。そして、補償された曲がり管の２種類の歪ゲージから得られた圧力差と流量の校正式を組み込んだ流量出力装置に入力することで、質量流量を計測することができる。
（第２実施例）
　図２は、本発明の一実施例である第２実施例を示したものである。歪みゲージを２種類使用した質量流量計では、遠心力計測用の歪ゲージを曲がり部外周に、静圧補償用の歪ゲージを直管部に取り付けている。管路下流には逆止弁が取り付けられており、一定の圧力が加わった時に逆止弁が開き、管路下流に流体が流れる。管路の流入口から圧脈波が加わったとき、一定の圧力が加わり逆止弁が開く時間と、２種類の歪ゲージに一定の圧力変化量が発生する時間の２点より、遠心力計測用の歪ゲージと逆止弁、静圧補償用の歪ゲージと逆止弁のそれぞれ２点間の脈波伝搬時間を求める。
　そして、遠心力計測用の歪ゲージと静圧補償用の歪ゲージで計測された信号をアンプで増幅し、予め求めていた校正式から圧力変化量を求める。圧脈波ごとに計測される脈波伝搬時間と圧力変化量から、予め求めていた校正式により脈圧の最低値を得ることができる。この脈圧の最低値と管路に取り付けた歪ゲージより得られた圧力の最低値を置き換えることで、圧力のゼロ点ドリフトを補償することができる。そして、補償された曲がり管の２種類の歪ゲージから得られた圧力差と流量の校正式を組み込んだ流量出力装置に入力することで、質量流量を計測することができる。
（第３実施例）
　図３は、本発明の一実施例である第３実施例を示したものである。歪みゲージを２種類使用した質量流量計では、遠心力計測用の歪ゲージを曲がり部外周に、静圧補償用の歪ゲージを直管部に取り付けている。管路上流には流量発生装置が取り付けられている。管路の流入口から流量発生装置により圧脈波が加わったとき、流量発生装置へ圧脈波を発生させるための信号が入力された時間と、２種類の歪ゲージに一定の圧力変化量が発生する時間の２点より、遠心力計測用の歪ゲージと流量発生装置、静圧補償用の歪ゲージと流量発生装置のそれぞれ２点間の脈波伝搬時間を求める。そして、遠心力計測用の歪ゲージと静圧補償用の歪ゲージで計測された信号をアンプで増幅し、予め求めていた校正式から圧力変化量を求める。圧脈波ごとに計測される脈波伝搬時間と圧力変化量から、予め求めていた校正式により脈圧の最低値を得ることができる。この脈圧の最低値と管路に取り付けた歪ゲージより得られた圧力の最低値を置き換えることで、圧力のゼロ点ドリフトを補償することができる。そして、補償された曲がり管の２種類の歪ゲージから得られた圧力差と流量の校正式を組み込んだ流量出力装置に入力することで、質量流量を計測することができる。
　図４は、実線が実際の圧力波形、点線がドリフトした時の圧力波形を示す図である。縦軸に圧力（ｐｒｅｓｓｕｒｅ）、横軸に時間（ｔｉｍｅ）［s］を表した図であり、グラフ中のＰL、ＰL’はドリフト前の脈圧の最低値とドリフト後の脈圧の最低値を示しており、ΔＰは圧脈波の圧力変化量を示している。圧力の計測に歪ゲージをセンサとして用いる場合、外部から管路に加わる外力や温度変化、センサ素子の劣化などにより、歪ゲージの出力にゼロ点ドリフトが生じ、圧力波形が実線から点線にドリフトしてしまう。そのため、脈波伝搬速度と圧力変化量から得られる圧力最低圧ＰLをドリフト後の最低圧ＰL’と置き換えることで、ゼロ点ドリフトを補償することができる。
　図５は、一巡閉鎖回路を用いて実測試験を行った結果の一例である。実線が市販の超音波式流量計の計測結果、薄い灰色の実線がゼロ点ドリフト補償を付与していない質量流量計の計測結果、濃い灰色の実線がゼロ点ドリフト補償を付与した計測結果を示している。３０［s］において、質量流量計の歪ゲージにゼロ点ドリフトを生じさせた結果、ゼロ点補償を加えていない質量流量計は、市販流量計に比べて大きな計測誤差が生じた。一方、ゼロ点補償を加えた質量流量計は、ゼロ点補償を加えていない質量流量計に比べて、市販流量計に対する計測誤差が小さくなった。
　小型・軽量な流量計での流量計測が必要な分野、例えば、人工心臓などの医療用流量計や、石油、石油化学、化学などのプラントの配管を流れる流体やガス、ビンの洗浄水、ウェハや基板の洗浄液、薬剤などの流量計測が必要な分野に利用でき、ゼロ点ドリフト補償が実現可能となる。
 

Claims (8)

  1. 　内部を流体が流通する管路内の、流体の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段とは異なる位置に、ゼロ点ドリフト補正用圧力検出手段を設け、この２点間の脈波伝搬時間と前記圧力検出手段の圧力変化量を利用して前記圧力検出手段の圧力のゼロ点ドリフトを補償する圧力センサ。
  2. 　内部を流体が流通する管路内の、流体の遠心力ないし向心力が作用する部分に遠心力ないし向心力検出用歪ゲージと、遠心力ないし向心力検出用歪ゲージとは異なる位置に、流量のゼロ点ドリフト補正用の歪ゲージを貼りつけ、この２点間の脈波伝搬時間を利用して流量のゼロ点ドリフトを補償する質量流量計。
  3. 　前記内部を流体が流通する管路内の、流体の遠心力ないし向心力が作用する部分は管路を曲げて形成した曲がり管における曲がり部であることを特徴とする請求項２記載の質量流量計。
  4. 　前記遠心力ないし向心力が作用する部分とは異なる場所に、静圧あるいは温度補償用歪ゲージを貼り付けることで、静圧あるいは温度補償を行うことを特徴とする請求項２または３記載の質量流量計。
  5. 　請求項２ないし４の何れか１項記載の質量流量計において、流量のゼロ点ドリフト補正用の歪ゲージの代わりに、流量発生装置の脈動を発生させた時間の信号や圧力弁の開閉時間の信号と、曲がり管に貼りつけた歪ゲージの信号との２点間の脈波伝搬時間を利用して流量のゼロ点ドリフトを補償することを特徴とする質量流量計。
  6. 　請求項２ないし５の何れか１項記載の質量流量計において、遠心力ないし向心力が作用する部分と流量のゼロ点ドリフト補正用の部分の間を弾性材料の管で形成したことを特徴とする質量流量計。
  7. 　請求項２ないし６の何れか１項記載の質量流量計において、脈波伝搬時間を利用してゼロ点ドリフト補償した後の信号を圧力信号として出力すること特徴とする質量流量計。
  8. 　請求項７記載の質量流量計において、前記圧力信号と曲がり管を利用して計測した流量とから管路抵抗の測定を行うことを特徴とする質量流量計。
     
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