专利名称：气量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种结构简单的气量计，它能够保护流量传感器远离尘埃，同时能够高 精度、可靠地对被测气体的流量进行计量。
背景技术：
在使用热式流量传感器的气量计中，为提高检测灵敏度检测微小流量，提倡通过将 在壁面上安装有流量传感器的流路内部沿着流体流通方向划分为多个平行的微小流路， 从而提高在上述壁面位置的流速，或者通过在流路中途设置喷嘴部从而提高该喷嘴部的 流速(可参考例如专利文献1和2)
专利文献1日本专利特开平4-69521号公报
专利文献2日本专利特开平11-173896号公报
但是按照上述那样提高对于微小流量的检测灵敏度时，相应地对于大流量的检测灵 敏度也变高，因此，存在这样的问题在大流量的流通时，流量传感器的输出饱和、无 法进行测量。所以，例如在最大测量流量为30， 000[L/h]左右的气量计中，难以精密 检测到5[L/h]左右的微小泄漏流量。
另一方面，为了提高检测精度，防止被测气体中混入的异物(尘埃)附着在流量传 感器上是很重要的。因此， 一直以来人们都在进行着各种在被测气体的流路中安插除尘 滤膜的尝试。但是，在被测气体的供给压为2kPa左右的低压气量计中允许的压力损失 至多也就200Pa左右，设置压力损失大的除尘滤膜是有问题的。尤其是捕尘率高、即所 谓的细筛孔除尘滤膜，由于压力损失大，装入上述低压气量计非常困难。
发明内容
本发明是考虑到上述这些情况而成。目的在于提供一种结构简单的气量计，它能够 保护流量传感器远离混入被测气体的异物(尘埃)，同时能够简单地、高精度、可靠地
3对例如从气体泄漏等微小流量至气体通常使用状态的大流量进行检测。
具体地，本发明为一种气量计，结构为可以测量例如从5〔L/h]左右的微小泄漏流 量至30， 000[L/h]左右的大流量，尤其是，目的在于提供一种结构简单的气量计，它 能够确保流量传感器远离尘埃，同时能够实现流量测量的可靠性和测量精度的提高。 为达到上述目的，本发明的气量计的特征在于具有
〈a〉将流通被测气体的主流路的流路截面沿着流路方向平行划分而并列设置、根据 气体流量使上述被测气体分流流通的第1、第2和第3流路；
〈b〉设置在上述第1流路的流量测量用的流量传感器、和设置在上述第2流路的泄 漏流量测量用流量传感器；
〈C〉分别设置在上述第1和第2流路的一端侧或它们的两端的整流用滤膜；
〈d〉设置在上述第1流路的一端侧或两端侧、捕捉混入上述被测气体的异物、阻止
异物流入上述第1流路的除异物滤膜。
顺便说一下，上述第3流路由流路截面积小于上述第1和第2流路的多个平行设置 的微细流路的集合体构成，与上述第1和第2流路相比分流量大，流通上述主流路的被 测气体的绝大部分流过上述第3流路。
与上述第3流路相比，流路截面积微小的上述第1和第2流路是这样构成的当流 通上述主流路的被测气体的流量少时，相对于上述第3流路上述第1和第2流路的分流 比变高，当流通上述主流路的被测气体的流量多时，相对于上述第3流路分流比变低。
又，上述第2流路具有宽度狭窄部，所述宽度狭窄部是在确保了对被测气体的流动 助走的助走区域之后将流路截面积縮小的宽度狭窄部，上述第2流路具有在这个宽度狭 窄部装入流量传感器的流路结构。即，上述第2流路被设置成这样的结构通过将流入 上述助走区域的被测气体导入上述宽度狭窄部从而提高流速，由此，即使上述被测气体 为微量也能够准确地检测出其流量。关于这个漏气测量用第2流路，较理想的是不设置 上述除异物滤膜，换言之，较理想的是仅在供流量测量的上述第l流路中设置除异物滤 膜。
关于上述第1和第2流路以及形成上述第3流路的多个微细流路，较好的是例如 通过沿着上述主流路的流路方向设置的多个隔壁体，将该主流路的流路截面划分而形 成。根据上述基本结构的气量计，由于只在供流量测量用的第1流路中设置除异物滤 膜，不会出现第1流路中设置的流量传感器的检测特性由于异物的附着而变化这样的情 况。而且，设置了上述流量传感器的第l和第2流路，当流通上述主流路的被测气体的 流量少时，与第3流路之间的分流比变高、较多地流通微小流量的被测气体，又，流通 上述主流路的被测气体的流量大时，与第3流路之间的分流比变低、抑制大流量被测气 体的流通。因此，通过在这样作用的第1和第2流路分别设置流量传感器，能够在从气
体泄漏等的微小流量至气体通常使用状态的大流量这样的宽范围内简单且精度良好地
又，供流量测量用的第1流路和供泄漏流量的检测的第2流路的各流路截面积与上 述第3流路的流路截面积相比非常狭窄，因此，大部分被测气体流通分流量大的第3流 路，所以不会带来压力损失的问题而能够在第l流路中装入除异物滤膜。因此，能够总 是以清洁的状态精度良好地测量被测气体的流量。
关于第2流路，只要能够检测出泄漏流量的有无即可，没有必要设置上述除异物滤 膜来提高测量精度。因此，由于存在设置于第l流路的除异物滤膜，压力损失变高，不 会由于这个作祟由漏气引起的微小流量的被测气体变得难以流入第2流路。结果，在第 1流路中可靠地且高精度地检测出被测气体的流量，同时在第2流路中能够确切地检测 出微小流量的漏气。
又，通过上述结构，与第3流路的存在相应，在不使分别装入上述第1和第2流路 中的流量传感器饱和的情况下，可以一并检测从微小流量到大流量的宽范围。
又，关于上述第2流路，在确保上述被测气体流动的助走区域之后，预先设置縮小 流路截面积的宽度狭窄部，在上述宽度狭窄部装入上述流量传感器的话，可以在上述宽 度狭窄部加快导入到第2流路的微小流量的流速。结果，由于能够实质地提高流量传感 器的检测灵敏度，因此，能够容易地检测出微小流量。特别是，上述宽度狭窄部也可对 大流量发挥流路阻力的作用，在使与上述第3流路之间的分流比被动地变化上也是有效 的。
图1是表示本发明的气量计的基本结构的图。图2是等价表示图1所示的气量计的流路结构的图。
图3是表示图1所示气量计的第1和第2流路的流路阻力相对于流量的变化特性的图。
图4是表示图1所示气量计中第1和第2流路间的分流比变化的图。 图5是将本发明一个实施方式的气量计的流路结构向流体流通方向分解、模式表示 的图。
图6是模式地表示图5所示的气量计的流路主要部分的截面结构的图。 图7表示根据格栅的长度不同而变化的传感器输出特性的图。 图8是模式地表示本发明其他实施方式的气量计的主要部分的截面结构的图。 (标号说明) 1主流路
2第1流路(流量测量用)
3第2流路(泄漏检测用)
4第3流路
5， 6流量传感器
11配管
12格栅
13， 14微小流路 15网格体(金属网) 16a低速用流量传感器(泄漏检测用) 16b高速用流量传感器(流量测量用) 17网格体(金属网)
17a网格体缺损部
18a， 18b尘埃滤膜(除异物滤膜)
具体实施方式
没有特别图示，但是上述热式流量传感器的结构是例如在硅基板或玻璃基板上形成的 薄壁隔膜上夹着发热电阻元件，沿流体流通方向设有一对温敏电阻元件，根据源于沿该 传感器面流通的流体在该传感器面附近的温度分布变化来检测上述流体的流量(流速)。 图1是用于说明本发明的气量计的基本构成的图。如图1所示，所述气量计在流通 被测气体的主流路1的中途并列设置有将上述被测气体分流流通的第1、第2和第3流
路2， 3， 4而构成。特别是第3的流路4，为了使流通主流路1的大部分被测气体流通， 比起上述第1和第2的各个流路2， 3，形成为流路截面积大。具体地，第1和第2的 流路2， 3作为具有主流路1的大致5%流路截面积的流路而分别形成，与之相对，第3 流路4作为具有主流路1的大致90%流路截面积的流路而形成。
如后面所述，第3的流路4作为多个微细流路的集合体而实现，微细流路具有比第 1和第2的流路2， 3的各个流路截面积窄(例如一半左右)的流路截面积。第3流路4 对于被测气体的流路阻力R3在微小流量时高于上述第1和第2流路2， 3的各个流路阻 力Rl、 R2，随着流量增大，上述第1和第2流路2， 3的流路阻力Rl、 R2和上述第3 流路4的流路阻力R3之间的差减小。
艮P，上述第l、第2的流路2， 3和上述第3流路4，根据流通主流路1的被测气体 的流量(流速)V使流路阻力R1、 R2、 R3被动地变化，由此，改变上述各流路2， 3， 4 之间对于被测气体的的分流比。这些第l、第2和第3流路2， 3， 4等价地构成图2所 示的阻力回路。上述第l、第2和第3流路2， 3， 4的各流路阻力R1、 R2、 R3，与流通 主流路l的被测气体的流量(流速)V相对应，例如如图3所示那样被动变化。由此， 上述第l、第2和第3流路2， 3， 4，根据上述各流路阻力R1、 R2、 R3，将被测气体分 流为流量II、 12、 13进行分别流通，如图4所示，构成分流比[11/(11+12+13)]、 [12/(11+12+13)]根据上述流体的流量(流速)V而变化的流路结构。
具有上述流路结构的气量计的上述第1和第2流路2， 3中分别装入热式流量传感 器5， 6。特别是如后所述，装入第1流路2的热式流量传感器5用作为流量测量用的 传感器，又，装入第2流路3的热式流量传感器6如后所述用作为泄漏检出用传感器。
顺便说一下，上述第l、第2和第3流路2， 3， 4，例如通过使用向流路方向延伸 的隔壁体将形成主流路l的配管内部空间进行划分，从而形成为流路截面积不同的空间 (流路)。这样的第l、第2和第3流路2， 3， 4的各流路阻力R1、 R2、 R3，通过其流路截面积的不同、配管内部的层流的速度分布不同、和隔壁体的壁面引起的流速梯度的变 化等，显示出随流通上述配管(主流路l)的被测气体流量(流速)V的不同而变化。
具体地，当流通上述配管(主流路1)的被测气体的流量(流速)V少时，流路截 面积大的第1和第2流路2， 3的流路阻力Rl、 R2小于由流路截面积小的微细流路集合 所形成的第3流路4的流路阻力R3。因此，微小流量的被测气体全部流入第1和第2 流路2， 3。但是，上述流量(流速)V增大的话，相应地由配管和隔壁体的壁面与被测 气体之间的接触阻力引起的速度梯度增大，超过由流路截面积小的多个微小流路形成的 第3流路4的流路阻力R3，从而被测气体流入第3流路4。即，根据流量，第1 第3 流路2， 3， 4的各流路阻力R1、 R2、 R3被动变化。结果，随着流通配管(主流路l) 的被测气体的流量(流速)V增大，与上述第3流路4相比，在上述第1和第2流路2， 3中被测气体流动变得困难、与第3流路之间的分流比发生变化。
因此，在第1和第2流路2， 3内分别设置流量传感器5， 6的话，当流通主流路l 的被测气体的流量(流速)V微小时，由于其流量仅相应于第1和第2流路2， 3与第3 流路4的截面积而被分流，因此通过上述各流量传感器5, 6能够确实地检测出上述微 小流量。又，流通主流量1的被测气体的流量(流速)V增大时，随着第1和第2流路 2， 3的各流路阻力Rl、 R2的增大，第1和第2流路2， 3与第3流路4之间的分流比 变化，分别流通第1和第2流路2， 3的被测气体的流量的增大被抑制，因此，不会使 上述各流量传感器5， 6饱和，能够确实地检测出其流量。
这时，使用能够高精度检测出大流量的高速流量传感器作为设置在第1流路2的流 量传感器5，又，使用能够高精度检测出微小流量的低速流量传感器作为设置在第2流 路3的流量传感器6的话，通过并用这些流量传感器5， 6，就能够在微小流量到大流 量的大范围内测量。在第2流路3的中途设置縮小管径(流路截面积)的宽度狭窄部(喷 嘴部)的话，流入第2流路3的被测气体在该第2流路3内一边被压縮一边流通，以流 速被提高的状态通过上述宽度狭窄部。结果，表观上，能够提高在上述宽度狭窄部(喷 嘴部)流通第2流路3的被测气体的流量(流速)。因此，预先在上述流路结构的第2 流路3的宽度狭窄部(喷嘴部)设置流量传感器6的话，即使是微小的泄漏流量也能够 高灵敏度地检测出来。
又，若是这样的流路结构，不需要像现有技术一样沿流路的长度方向设置不同的流
8量域，可以将上述流量传感器5， 6设置成在流路方向的位置对齐。所以，以往每个测 量流量域所必要的流路长度是不同的，因此必须分别相对于大流量域和小流量域沿长度 方向进行设置，但是本发明中设置不同流量域时，由于能够例如设置成各流量传感器在 流路方向的位置对齐，因此，在流量域里有一个必要的流路长度就够了。因此，与现有 技术相比，不会导致流路长度的长大化，可以容易地实现气量计的小型化。
这样，本发明所涉及的气量计，基本上，在微小流量流通时和大流量流通时其分流 比被动变化的第l、第2和第3流路2， 3， 4内，在微小流量时分流比变高、大流量时 分流比变低的第1和第2流路2， 3内分别装入流量传感器5， 6，因此，通过该流量传 感器5， 6能够从微小流量开始至大流量为止一并检测。特别是在第2流路3中设置了 提高流速的宽度狭窄部(喷嘴部)，通过在所述宽度狭窄部(喷嘴部)设置流速传感器 6，就能够高灵敏度地检测微小的泄漏流量。
具体地，通过将绝大部分的微小流量导入设置有流量传感器5， 6的第1和第2流 路2， 3从而实质性地提高流速(表观流量)，由此，能够切实地检测微小流量。另一 方面，对于大流量，通过对分别导入设置有上述流量传感器5， 6的第1和第2流路2， 3中的流量进行抑制从而抑制流速的增大，由此，在不使上述流量传感器5， 6饱和的 情况下进行流量检测。因此，本发明的气量计，通过流量传感器5， 6可以一并测量从 由于配管的微小裂缝或伤痕引起的气体泄漏而导致的5[L/h]左右的微小流量至常规气 体使用状态的最大30， 000[L/h]左右的大流量。特别是如果在第1流路2中设置能够 高精度检测通常气体使用状态下的流量的大流量用流量传感器5,可以弥补上述流量传 感器6的检测精度在大流量时下降的情况，因此，在实际应用中可以毫无问题地进行气 体流量的测量。
又，不需要像现有技术一样沿长度方向分别设置大流量域和小流量域，在流路周面 的同一周方向设置上述流量传感器5， 6，在设定好的流路长度内分别形成大流量域和 小流量域。因此，能够使分别形成大流量测量区域和小流量测量区域所必须的流路长度 共用。因此，能够使气量计结构小型化。
基本上在如上所述构成的气量计中，本发明的特征如前所述在沿流路方向划分主 流路1而构成、安装有流量传感器5， 6的第1和第2流路2， 3内，仅在用于流量测量 的第1流路2的一端侧或两端设置除异物滤膜7，所述除异物滤膜7捕捉混入上述被测气体的异物以阻止异物向上述流量测量路径的流入。换言之，仅在第1流路2设置除异 物滤膜7，在用于检测泄漏流量的第2流路3和构成流通主流路1的被测气体的主要流 路的第3流路4中不设置除异物滤膜7，因此，由除异物滤膜7引起的压力损失增大被 抑制到最小限度。
本发明的特征还在于由于通过除异物滤膜7防止了异物(尘埃)入侵第1流路2 内，因此防止了设置在所述第1流路2的流量传感器4的性能劣化，由此，保证了计量 精度，另一方面，由于第2和第3流路3， 4不受除异物滤膜7的影响，从而被测气体 依照原样流入，因此能够切实地检测出微小量的泄漏，又，不会招来压力损失的问题而 流通被测气体。
顺便说明一下，由于在第2流路3内没有设置除异物滤膜7，因此有这样的担心 异物(尘埃)入侵第2流路3内、附着在流量传感器6的表面，由此，流量传感器6的 检测精度多少会劣化。但是，由于被测气体向第2流路3的流入本身不会被滤膜7妨碍， 就能够切实地检测微小流量的气体泄漏。而且，对于气体泄漏的检测只要能够检测出微 小量的气体流溢就足够了，未必需要检测出其流量为多少，因此，由于异物(尘埃)附 着在流量传感器6的表面而引起的检测精度的劣化就几乎不是什么问题了。所以，从这 一点来讲，做成不对第2流路3设置除异物滤膜7，使微小流量的气体切实流入是较为 理想的。
又，由于也没有在占主流路1的流路截面积大部分的第3流路4内设置除异物滤膜 7,流通主流路1的被测气体在不受除异物滤膜7引起的压力损失影响的情况下流通第 3流路4。因此，在被测气体的供给压为2kPa左右的低压气量计中即使允许的压力损失 最多200Pa左右，也可以在允许的压力损失范围内稳定地流通被测气体。因此，根据上 述结构，在流通例如30， 000[L/h]左右的大流量被测气体的低压气量计中，充分提高 测量精度的同时，能够切实地检测出5[L/h]左右的微小气体泄漏。
图5是将如上述构成的本发明的一个实施例所涉及的气量计的流路结构在其流通 流通方向分解并模式化表示的图，图6是模式化表示其主要部分的截面结构的图。
所述气量计是以栅格12为主体构成，所述栅格是将具有矩形形状流路截面的配管 11 (主流路l)的内部空间在其流路截面方向上划分为多个微小流路而设置的栅格。上 述格栅12是将沿配管11的流体流通方向平行设置的多个板状隔壁体组合为格栅状而构成。特别是，该实施方式所使用的格栅12由例如如后述组合有流量传感器的传感器格 栅12a、和设置在所述传感器格栅12a的上游侧的第1和第2前格栅12b、 12c、以及设 置在所述传感器格栅12a的下游侧的第1和第2后格栅12d、 12e构成。
顺便说一下，这些格栅12 (12a， 12b-12e)中，将例如大致呈正方形的流路截面 形状的多个(多数)微小流路13配列形成为矩阵状，同时，形成有构成大致长方形的 流路截面形状、构成上述微小流路13的大致2倍流路截面积的两个微小流路14。所述 两个微小流路14是通过在例如格栅12的边部将划分邻接的两个微小流路13的板状隔 壁体部分除去而形成的。这些格栅12 (12a， 12b-12e)如图'所示，在各格栅12 (12a， 12b-12e)之间分别插入网格体(金属网)15 G5a、 15b、 15c、 15d)，在流体的流通 方向重合，形成流体的流通方向上相连的多个流路。上述各网格体(金属网)15全部 是作为对通过上述格栅12流通的流体进行整流的整流滤膜发挥作用。
顺便说一下，对利用格栅12 (12a， 12b-12e)划分的上述多个(许多)微小流路 13单独看的话其流路截面积比上述微小流路14小一半，但是对它们的集合体而言，整 体上可以视为形成流通绝大部分被测气体的总流路截面积大的流路(第3流路4)。又， 两个微小流路14 (14a、 14b)分别安装流量传感器16 (16a、 16b)用作为上述第1和 第2流路2， 3。
呈正方形的上述微小流路13的流路截面积设定为例如上述配管11 (主流路l)的 流路截面积的2.5%左右，又，呈长方形的上述微小流路14的流路截面积设定为上述配 管ll (主流路l)的流路截面积的5.0%左右。作为多个微小流路13的集合体形成的第 3流路4的流路截面积占上述配管11 (主流路l)的流路截面积的90%左右，流通配管 11 (主流路1)的绝大部分被测气体被流通。换言之，两个微小流路14a、 14b设定为 仅是分别流通配管ll (主流路l)的被测气体的5%左右能够流通。
特别地，形成在格栅12a的两个微小流路14中的一个，如图6所示，在流路的大 致中间位置设置喷嘴19，流路截面积被部分地收縮。设置有喷嘴19的微小流路14a用 作为检测气体泄漏的上述第2流路3，在上述喷嘴19的縮小流路截面积的位置安装低 速用流量传感器16a。又，没有设置喷嘴19的另一个微小流路14b用作为大流量检测 用(流量测量用)的上述第1流路2，在大致中间位置安装高速用流量传感器16b。顺 便说一下，所述两个微小流路14a， 14b视为从通过上述微小流路13的集合体形成的第3流路分离的流路，因此也能够作为根据上述流量使分流比变化的流路。
进而，在上述流量测量用的微小流路14b的两端分别设置有用来防止异物入侵该微 小流路14b内的尘埃滤膜18a、 18b (除异物滤膜7)。所述尘埃滤膜18a、 18b就是所 谓的细目网格体，例如上述整流用的网格体(金属网格)15 (15a， 15b， 15c， 15d)是 50目左右时，由显示除去混入被测气体的异物(尘埃)的作用的100目左右的网格体 (金属网格)构成。即，考虑到所述异物是被测气体中含有的异物(尘埃)、有可能具 有对装入微小流路14b (第1流路2)的高速用流量传感器16b带来损害的大小时，可 以将IOO目左右网眼大小的金属网格、折叠的金属网格、或使用了聚乙烯、聚丙烯等的 网格体作为尘埃滤膜18a、 18b装入即可。。当然也可以将集尘效果更高的、即所谓的 HEPA膜等用作为尘埃滤膜18a、 18b。
但是，不可否认的是，由于设置尘埃滤膜18a、 18b，而且其网眼(mesh)越细， 在所述尘埃滤膜18a、 18b的压力损失越增加。因此，当然要考虑安装在微小流路14b 的高速用流量传感器16b所要求的最小检测流量，有必要在能够确保该检测灵敏度的范 围内设定上述尘埃滤膜18a、 18b的网眼大小。但是即使由于尘埃滤膜18a、 18b多少会 产生压力损失，由于上述流路截面积的比率，流通微小流路14b (第1流路2)的被测 气体本身被抑制在全体的5°/。左右，因此，整体上上述压力损失几乎不成为什么问题。
如上所述，使用网状之物作为尘埃滤膜18a、 18b时，由于所述尘埃滤膜18a、 18b， 也可以期待对被测气体的整流效果，因此，对于设置了该尘埃滤膜18a、 18b的部分， 也可以省略上述整流用的网格体(金属网格)15。
与之相对，在微小流量(泄漏流量)检测用的微小流路14a中，没有必要特意安装 上述尘埃滤膜18a、 18b,反而不设置上述尘埃滤膜18a、 18b较好。g卩，安装在微小流 量(泄漏流量)检测用的微小流路14a中的流量传感器16a，只要能够检测被测气体的 流通即可达到目的，没有必要精确地测量流量本身，因此，就不必担心上述杂质的附着 成为^H"么大问题。因此，从没有必要高精确地检测气体流量、切实地检测出泄漏流量的 观点，在上述微小流路14a内不设置尘埃滤膜18a、 18b较好。
又，如上所述，采用具有使用格栅12划分流路的流路结构的气量计，形成第3流 路4的多个微小流路13的各个流路截面积与安装有流量传感器16a、 16b的两个微小流 路14相比狭窄、流路阻力大，所以流通配管ll的被测气体是微小流量时，被测气体主要流入流路阻力小的两个微小流路14。随着流通配管ll的被测气体的流量的增大，所 述被测气体超过上述微小流路13的流路阻力，也流入所述微小流路13。
结果，随着气体流量的增大，流入上述微小流路13的气体流量和流入微小流路14a、 14b的气体流量之间的分流比发生变化。在设置有流量传感器16a、 16b的微小流路14a、 14b内流通的被测气体的流量，随着流量的增大逐渐被抑制。因此，分别设置在微小流 路14a、 14b的流量传感器16a、 16b对微小流量的检测灵敏度增大，大流量流通时能够 对分流进微小流路14a、 14b的流量进行抑制，所以能够在抑制上述流量传感器16a、 16b饱和的同时进行流量检测。
具有上述流路结构的气量计，如上所述，在安装有低速用流量传感器16a的一个微 小流路14的大致中间位置设置縮小流路截面积的喷嘴部19。在设置了所述喷嘴部19 的传感器格栅12a的上游侧设置的上述第1和第2前格栅体12b、 12c形成对流入微小 流路14a的被测气体的助走区域，将流入所述助走区域的被测气体全部送入上述喷嘴部 19。结果，流入微小流路14的被测气体，由于由上述喷嘴部19引起的流路截面积的縮 小，流速被提高，因此，设置在该微小流路14a的喷嘴部19的低速用流量传感器16a 就能够更高精度地检测微小流量。特别是上述低速用流量传感器16a，比起在没有形成 喷嘴部19的另一个微小流路14b中设置的高流速用流量传感器16b，能够高灵敏度地 检测微小流量。
然后，在安装有高速用流量传感器16b的另一个微小流路14b的两端设置上述尘埃 滤膜18a、 18b (除异物滤膜7),阻止异物(尘埃)向微小流路14b内入侵。因此，可 以有效地防止异物(灰尘、尘埃)附着在高速用流量传感器16b上，所以能够稳定地确 保所述高速用流量传感器16b的流量测量可靠性、进行高精度的流量测量。
特别是，根据上述流路结构的气量计，第3流路4 (多个微小流路13的集合体) 的总流路截面积大于第1和第2流路2， 3 (微小流路14a、微小流路14b)的总流路截 面积，所以绝大部分被测气体流通第3流路4，最多也就百分之几左右的被测气体在第 l流路2 (微小流路14b)流通。因此，如前所述，即使设置了除异物滤膜7 (尘埃滤膜 18a、 18b)，其存在导致压力损失增大这种情况几乎不会发生。换言之，能够在不导致 压力损失问题的情况下，设置尘埃滤膜18a、 18b来保护流量传感器16b使其远离异物 (尘埃)。因此，即使是例如被测气体的供给压为2kPa左右，允许的压力损失最高也
13就200Pa左右的低压气量计，也可使用尘埃滤膜18a、 18b简易地且有效地保护流量传 感器。
图7根据格栅12长度(流路长度)不同而变化的传感器输出特性。从实验数据可 以判断出格栅12的长度越长，越不容易受到喷嘴19的压损影响，能够提高传感器输出。 这种现象是由于，被格栅12划分的微小流路13、 14的流路长度越长，特别是喷嘴部 19的上游侧的助走区域越长，由于流体(气体)的压縮性，与流通主流路的流量的变 化相比，流入微小流路14的流量的变化并不那么大而导致的。因此，为了确保微小流 路14a的助走区域为一定程度的长度，稳定其流路阻力，延长格栅12a的长度的做法能 够使微小流量13， 14之间的分流比不论是否存在喷嘴19都可根据流通配管11的流体 的流量(流速)而变化，因此，可以说在高灵敏度检测微小流量这一点上非常好。
本发明并不局限于上述实施方式。例如，并不一定要使泄漏流量检测用的流量传感 器16a和流量测量用的流量传感器16b并列配置，也可以如图8所示，分别在流路方向 不同的位置上设置。又，关于第1和第2流路2， 3与第3流路4之间的流路截面积之 比，可以根据测量标准等来定，也可以根据流体的类别对应于不同的粘性等来定。在实 施方式中，在传感器格栅12a的上游侧和下游侧分别设置格栅，做成沿流体流通方向对 称的流路结构。虽然这样对称的流路结构是考虑到流体流通方向有正逆反转的可能性， 但是在流体的流通方向一维决定时，也可以仅在传感器格栅12a的上游侧设置格栅12b， 12c。又，这样，由格栅12形成的流路的长度也可以根据其标准来定。
上述网格体7， 15， 17，不仅是金属网格，也可以是蜂窝结构体或冲孔金属。进而， 上述格栅12，除形成矩形的流路截面，也可以形成所谓的蜂窝型的六边形流路截面或 三角形的流路截面。此外，本发明可以在不超过宗旨的范围内实施各种变形。
权利要求
1.一种气量计，其特征在于，具有将流通被测气体的主流路的流路截面沿着流路方向平行划分而并列设置、对应于气体流量使所述被测气体分流流通的第1、第2和第3流路；设置在所述第1流路的流量测量用的流量传感器、和设置在所述第2流路的泄漏流量测量用流量传感器；分别设置在所述第1和第2流路的一端侧或它们的两端的整流用滤膜；设置在所述第1流路的一端侧或两端侧、捕捉混入所述被测气体的异物、阻止异物流入所述第1流路的除异物滤膜。
2. 如权利要求l所述的气量计，其特征在于，所述第3流路由流路横截面积小于所述第1和第2流路的流路横截面积的多个平 行设置的微细流路的集合体构成，与所述第1和第2流路相比分流量大，与所 述第3流 路相比流路截面积微小的所述第1和第2流路是这样的当流通所述主流路的被测气体的流量少时，与所述第3流路之间的分流比变高，当流通所述 主流路的被测气体的流量多时，与所述第3流路之间的分流比变低。
3. 如权利要求l所述的气量计，其特征在于，所述第2流路的流路结构是，具 有宽度狭窄部，所述宽度狭窄部是在确保了对被测气体的流动助走的助走区域之后 将流路截面积縮小的宽度狭窄部，所述第2流路具有在所述宽度狭窄部安装流量传 感器。
4. 如权利要求l所述的气量计，其特征在于，所述第1和第2流路以及形成所 述第3流路的多个微细流路是通过沿着所述主流路的流路方向设置的多个隔壁体， 将该主流路的流路截面划分而形成的。
全文摘要
本发明提供一种结构简单的气量计，所述气量计能够保护流量传感器远离尘埃，同时能够在不导致压力损失问题的情况下，高精度、可靠地检测从气体泄漏等微小流量至气体通常使用状态的大流量。设置有将主流路的流路截面平行划分而成的第1、第2和第3流路，这些流路根据流量使被测气体分流流通，在流路截面积小的第1流路中设置流量测量用流量传感器，同时在流路截面积小的第2流路中设置气体泄漏检测用的流量传感器，在上述第1和第2流路的一端侧或两端设置整流用滤膜，同时在第1流路的一端侧或两端侧设置除异物(尘埃)滤膜。
文档编号G01F1/00GK101493347SQ20091000249
公开日2009年7月29日 申请日期2009年1月23日 优先权日2008年1月24日
发明者大石安治 申请人:株式会社山武