[发明专利]流量计以及流量控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及响应性和测量精度高的结构简单的流量计和使用该流量计的流量控制装置。

背景技术

作为高精度检测气体(流体)的流量的流量计，日本专利特开2004-3887号公报公开了一种热式质量流量计，该热式质量流量计采用使发热元件保持间隔并在气体流通方向上设置一对感热元件的流量传感器，并且根据上述一对感热元件检测出的温度差测量所述气体的质量流量。又，作为上述流量传感器，例如日本专利特开2006-118929号公报公开了具有在形成于硅芯片的表面的氮化硅或氧化硅等构成的膜片上并排设置白金等构成的发热电阻元件及一对感热电阻元件的元件结构的流量传感器。

这种热式质量流量计概略地如图20所示，在形成流路1的流量计主体2的内壁面上设置具有上述元件结构的流量传感器3，并形成气体沿着该流量传感器3流通的结构。这样构成的热式质量流量计，不但能够在微小流量区域检测流量，而且流量检测幅度(计量范围)大，并且具有其检测响应性好的特征。

但是，其反面是，在上述热式质量流量计中，如果由于例如流量计主体2或其配管等上收到冲击，其流路内的气体中产生疏密波(压力波)，这种该疏密波将向流量传感器3传播，因此即使是没有气流流动的情况下也可能将上述疏密波作为流量检测出。也就是说，流量传感器3由于检测灵敏度高，将上述疏密波引起的所述气体的分子移动也作为气流检测出。因此，气体中产生的疏密波，有使得热式质量流量计的计量精度和计量重复性恶化的问题。

这样的问题，特别是在测量微小流量的情况下特别严重。也就是说，比起与流量传感器想要检测的微小流量相当的传感器输出，通常数100Hz以下的上述疏密波引起的传感器输出变化要大一些。因此本来想要测量的微小流量(信号分量)容易被上述疏密波引起的干扰(噪声分量)所掩盖，其计量精度和计量重复性变差。

作为使上述疏密波等衰减的，已知有图21所示的单一空洞形消音器。这种消音器将流路1的入口部和出口部分别形成为小直径的缩小部4、5，与这些缩小部4、5中夹着的空洞(扩大部)6之间实现空间滤波器。但是在这种消音器中，其消音量(衰减量)具有图22所示的频率特性，只对特定的频率成分有良好的作用。因此，对于频率不确定的疏密波，消音器的涉及是困难的，特别是要消除100Hz以下的低频成分(使其衰减)是非常困难的。因此上述存在问题不能够有效地解决。

发明内容

本发明是考虑这样的情况而作出的，其目的在于，提供抑制疏密波对面对流路设置的热式流量传感器的影响，利用上述热式流量传感器具有的特性谋求提高其测量精度的结构简单的流量计、以及使用该流量计实现的控制性能稳定的流量控制装置。

为了实现上述目的，本发明的流量计，具备：面对流路设置并且检测通过该流路的流体的流量的热式流量传感器、以及设置在所述流路并切断该流路内发生的疏密波向所述热式流量传感器的传播的极细通路。

上述极细通路最好是设置在上述流路的上述热式流量传感器的上游侧或下游侧，能够使其流路截面积缩小，并且具有相当于在其内部形成的上述疏密波产生的边界层厚度的大致两倍的流路断面尺寸。具体地说，流路断面为圆形的极细通路的情况下，其内径设定为上述边界层厚度的大致两倍。又，流路断面用平行平板规定的情况下，其间隙(平行平板的相对间隔)设定为上述边界层的厚度的大致两倍。还有，上述边界层的厚度最好是上述疏密波产生的速度边界层厚度和温度边界层厚度中的较小一方的厚度。而且最好是上述极细通路采用具有上述疏密波在其内部形成的边界层的长度的极细通路。

最好是上述极细通路能够形成于装卸自如地安装在所述流量计主体上形成的流路上并堵塞所述流路的构件上，而且贯通该构件。或是所述细管通路由具有规定的流路断面面积以及规定的流路长度的细管形成，将该细管安装在装卸自如地安装在所述流量计主体上形成的流路上并堵塞所述流路的构件上，而且贯通该构件。

本发明的另一种流量计，具备从主流路旁通的旁通流路、设置在所述旁通流路的热式流量传感器、设置在所述旁通流路上并阻断该旁通流路内生成的疏密波向所述热式流量传感器的传播用的极细通路。在该流量计中，还可以根据需要设置在上述主流路上并具有与所述极细通路大致相同的尺寸而且相互并列的多条极细通路。

又，本发明的流量控制装置，具备如上所述构成的流量计、调整通过所述流路的流体的流量的流量控制阀、以及根据所述流量计的输出，控制所述流量控制阀的开度的控制单元。