CN113310538A - 流量测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种流量测量装置,目的在于排除附着灰尘的影响,能够进行精度更好的测量,并提高使用环境的自由度。流量测量装置(1)具有:对测量对象流体进行加热的加热部(113)、在测量对象流体的流动方向上隔着加热部而配置的多个温度检测部(111、112)、根据温度检测部的输出值算出测量对象流体的流量的流量算出部(133)、以及基于多个温度检测部各自的输出的关系检测温度检测部的灰尘或水滴的附着程度的检测部(135)。
Description
技术领域
本发明涉及流量测量装置。
背景技术
以往,已经提出一种测量装置,其具有加热器及传感器,通过传感器检测因流体的流动而变化的温度分布,算出流体的流速或流量。
另外,已经提出一种流量测量装置(例如参照专利文献1),其具有:流量检测部,其用于检测在主流路中流动的测量对象流体的流量;特性值取得部,其具有对测量对象流体进行加热的加热部及检测测量对象流体的温度的温度检测部,用于取得测量对象流体的特性值;流量校正部,其利用由特性值取得部取得的测量对象流体的特性值,对基于从流量检测部输出的检测信号而算出的测量对象流体的流量进行校正。加热部及温度检测部在与测量对象流体的流动方向正交的方向上并列而配置,特性值取得部利用使加热部的温度变化前后的、由温度检测部检测出的测量对象流体的温度之差,取得特性值。
在此,在上述的现有热式流量测量装置中,随着时间的流逝,在传感器表面附着有灰尘及因结露而产生的水滴,会影响由传感器检测的温度分布,因而流量测量的特性可能发生变化。因此,存在诸如流量测量装置的精度降低、或流量测量装置自身的使用环境局限于清洁气体的测量等这样的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2017-129470号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明是鉴于上述问题而提出的,目的在于提供一种技术,在流量测量装置中,能够排除灰尘及/或水滴附着的影响,进行精度更高的测量,并且能够提高使用环境的自由度。
用于解决技术问题的技术方案
用于解决上述问题的本发明为检测在主流路中流动的测量对象流体的流量的流量测量装置,该流量测量装置的特征在于,具有:
加热部,其对测量对象流体进行加热;
多个温度检测部,其在所述测量对象流体的流动方向上隔着所述加热部进行配置,检测所述测量对象流体的温度;
流量算出部,其根据所述多个温度检测部的输出值算出测量对象流体的流量;
检测部,其基于所述多个温度检测部各自的输出的关系,检测所述温度检测部的灰尘或水滴的附着程度。
根据本发明,不必增加新的传感器等,能够检测温度检测部的灰尘及因结露而产生的水滴的附着程度。
另外,在本发明中,还具有测量所述流量测量装置的周围温度的温度传感器,所述检测部也可以基于所述多个温度检测部各自的输出的关系以及由所述温度传感器测量出的周围温度,检测所述温度检测部的灰尘或水滴的附着程度。
在此,可知多个温度检测部各自的输出的关系除了受到灰尘及因结露而产生的水滴的附着程度的影响以外,还受到周围温度的影响。因此,由温度传感器测量流量测量装置的周围温度,检测部基于多个温度检测部各自的输出的关系以及由温度传感器测量出的周围温度,检测温度检测部的灰尘或水滴的附着程度,由此能够精度更高地检测灰尘的附着程度。
另外,本发明也可以为流量测量单元,该流量测量单元具有:
上述的流量测量装置;
显示部,显示由所述流量测量装置测量出的流量;
整合控制部,其控制所述流量测量装置及所述显示部。
这样,能够容易或有效地制造高精度且使用环境的自由度较高的燃气表。
另外,本发明也可以为燃气表,该燃气表具有:
上述的流量测量装置;
显示部,其显示由所述流量测量装置测量出的流量;
整合控制部,其控制所述流量测量装置及所述显示部;
电源部,其向所述流量测量装置、显示部、以及整合控制部供给电力;
筐体,其可收纳所述流量测量装置、显示部以及整合控制部;
操作部,其能够从所述筐体的外部进行与所述流量测量装置的工作相关的设定。
由此,能够提供精度更高、且使用环境的自由度更高的燃气表。
发明的效果
根据本发明,在流量测量装置中,能够排除灰尘及因结露而产生的水滴附着的影响,并且能够提高使用环境的自由度。
附图说明
图1是表示本发明第一实施例的流量测量装置的一个例子的立体分解图。
图2是表示本发明第一实施例的流量测量装置的一个例子的剖视图。
图3是表示本发明第一实施例的副流路部的俯视图。
图4是表示本发明第一实施例的传感器元件的一个例子的立体图。
图5是用于说明本发明第一实施例的传感器元件的构造的剖视图。
图6是表示本发明第一实施例的流量检测部的结构概况的俯视图。
图7是表示本发明第一实施例的物理特性值检测部的结构概况的俯视图。
图8是表示本发明第一实施例的电路基板的功能结构的块图。
图9是针对灰尘对于两个温度检测部的输出的关系性的影响进行表示的图。
图10是针对周围温度对于两个温度检测部的输出的关系性的影响进行表示的图。
图11是本发明第一实施例的灰尘变动校正程序的流程图。
图12是表示本发明第二实施例的燃气表的功能结构的块图。
具体实施方式
[应用例]
下面,参照附图,针对本发明的应用例进行说明。本发明应用在例如图1所示的热式流量测量装置1中。如图2所示,流量测量装置1将在主流路部2中流动的流体进行分流,将其一部分引导向流量检测部11,对与主流路部2的流体的流量具有较高相关性的、流量检测部11的流量进行测量。如图4所示,在流量检测部11中使用的传感器元件具有隔着微加热器(加热部)101配置有两个热电堆102的结构。如图5所示,作为测量原理,利用了由两个热电堆102检测的温度的检测值的差分与通过其的流体的流量之间的相关关系。
另外,如流量测量装置1的功能块图8所示,流量检测部11的输出向由在电路基板5配置的CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)实现的控制部13的检测值取得部131发送,在流量算出部133中算出作为最终输出的流量。而且,在上述的热式流量测量装置中,由于在流量检测部11的温度检测部111及112的表面的附着物(在本应用例中例示了灰尘),从流量算出部133输出的流量的值可能会受到影响。
与此相对,在本发明中,如图8所示,基于温度检测部111及温度检测部112的输出的关系性,由灰尘检测部135检测灰尘的附着程度。然后,基于温度检测部111及温度检测部112的输出,由校正值确定部136确定流量算出部133的输出值的校正值。然后,由灰尘校正部137对流量算出部133的输出值进行校正。如图9所示,这基于温度检测部111及112的输出的关系性与灰尘的附着程度之间存在相关性。而且,更具体而言,将温度检测部111及112的各输出值的差分Ta-Tb的值与流量算出部133的输出的校正值之间的关系形成数据表,由校正值确定部136从该数据表中读取校正值,由灰尘校正部137对流量算出部133的输出进行校正。由此,排除因灰尘而对流量测量装置1的输出的影响,能够进行精度更高的测量。另外,能够进一步提高流量测量装置1的使用环境的自由度。
需要说明的是,温度检测部111及温度检测部112的输出的关系性除了灰尘的附着程度以外,还可能受到周围温度的影响。因此,在本发明中,也可以独立具有测量周围温度的温度传感器,利用温度传感器的测量值,排除周围温度对温度检测部111及温度检测部112的输出的关系性的影响。
需要说明的是,本发明可以应用在上述热式流量测量装置1中,也可以应用在具有流量测量装置1的图12所示的燃气表150中。燃气表150除了流量测量装置1以外,还具有显示部151、电源部152、操作部153、振动检测部154、切断部155、燃气表控制部156、燃气表存储部157、以及燃气表通信部158。
另外,本发明在图12中也可以应用在使流量测量装置1、显示部151、电源部152、振动检测部154、燃气表控制部156、燃气表存储部157、燃气表通信部158单元化、在制造燃气表150时容易组装的流量测量装置单元150a中。
[第一实施例]
下面,利用附图,针对本发明的实施例的流量测量装置更详细地进行说明。需要说明的是,在如下的实施例中,以检测灰尘的附着的情况为例进行说明,但针对检测因结露而产生的水滴的附着的情况也是相同的。因此,在如下的实施例中省略了检测因结露而产生的水滴的附着的情况的说明。
<装置结构>
图1是表示本实施例的流量测量装置1的一个例子的立体分解图。图2是表示流量测量装置1的一个例子的剖视图。流量测量装置1组装在例如燃气表或燃烧设备、机动车等的内燃机、燃料电池、以及其它医疗等工业设备、组装设备中,测量在流路中通过的流体的量。需要说明的是,图1及图2的虚线箭头例示了流体所流动的方向。
另外,如图1所示,本实施例的流量测量装置1具有:主流路部2、副流路部3、密封件4、电路基板5、以及盖体6。如图1及图2所示,在本实施例中,流量测量装置1具有由主流路部2分支出的副流路部3。另外在副流路部3具有流量检测部11、以及物理特性值检测部12。流量检测部11及物理特性值检测部12由包括由微加热器形成的加热部以及由热电堆形成的温度检测部在内的热式流量传感器构成。另外,在本实施例中,利用物理特性值检测部12检测流体的物理特性值,基于流体的物理特性值对由流量检测部11检测的流量进行校正,但流量测量装置1也可以不具有物理特性值检测部12。
主流路部2是测量对象即流体的流路(下面也称为主流路)在长度方向上贯通的管状部件。如图2所示,在主流路部2的内周面,相对于流体的流动方向,在上游侧形成有流入口(第一流入口)34A,在下游侧形成有流出口(第一流出口)35A。例如主流路部2的轴向长度约为50mm,内周面的直径(主流路部2的内径)约为20mm,主流路部2的外径约为24mm,但主流路部2的尺寸不限于此。另外,在主流路部2的流入口34A与流出口35A之间节流孔21。节流孔21是在主流路部2中内径比其前后的内径小的阻力体,利用节流孔21的大小可以调整向副流路部3流入的流体的量。
在图1及图2中,在内部包括由主流路分支出的副流路在内的部分即副流路部3设置在主流路部2的铅垂上方。另外,副流路部3内的副流路包括:流入用流路34、物理特性值检测用流路32、流量检测用流路33、以及流出用流路35。在主流路部2中流动的流体的一部分分支出来而流入副流路部3。
流入用流路34是用于使在主流路部2中流动的流体流入、并分流向物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33的流路。流入用流路34沿与主流路部2的流体的流动方向垂直的方向形成,一端与流入口34A连通,另一端与物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33连通。在主流路部2中流动的流体的一部分经由流入用流路34,进一步向物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33分流。与在主流路部2中流动的流体的量对应的量的流体流入上述物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33。因此,流量检测部11能够对与在主流路部2中流动的流体的量对应的值进行检测。
如图1所示,物理特性值检测用流路32是形成在主流路部2的铅垂上方、且在与主流路部2平行的方向上延伸的、从上侧观察的剖面为大致コ状的流路。物理特性值检测用流路32在其内部配置有用于检测测量对象流体的物理特性值的物理特性值检测部12。物理特性值检测用流路32的一端经由流入用流路34而与流入口34A连通,另一端经由流出用流路35而与流出口35A连通。
流量检测用流路33也是在与主流路部2的流体的流动方向平行的方向上延伸的、从上侧观察的剖面为大致コ状的流路。流量检测用流路33在其内部配置有用于检测流体的流量的流量检测部11。另外,流量检测用流路33的一端经由流入用流路34而与流入口34A连通,另一端经由流出用流路35而与流出口35A连通。需要说明的是,物理特性值检测部12、流量检测部11各自实际安装在电路基板5上。而且,电路基板5覆盖上部开放的物理特性值检测用流路32、流量检测用流路33的上部,并且配置使物理特性值检测部12位于物理特性值检测用流路32,使流量检测部11位于流量检测用流路33。
流出用流路35是用于使通过了物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33的测量对象流体向主流路部2流出的流路。流出用流路35沿与主流路部2垂直的方向形成,一端与流出口35A连通,另一端与物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33连通。通过了物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33的测量对象流体经由流出用流路35,向主流路部2流出。
在本实施例中,如上所述,使从一个流入口34A流入的测量对象流体向物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33分流。由此,流量检测部11及物理特性值检测部12基于各温度、密度等条件基本相同的流体,能够检测测量对象的流体的物理特性值及流量。需要说明的是,流量测量装置1在副流路部3中嵌入了密封件4后,配置电路基板5,此外利用盖体6,将电路基板5固定在副流路部3,由此来确保副流路部3的内部的气密性。
图3是图1所示的副流路部3的俯视图。如图3所示,物理特性值检测用流路32与流量检测用流路33相对于连结流入用流路34与流出用流路35的线(未图示)对称地配置。另外,箭头P及Q示意性地表示了向物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33分流的流体的流量的比率。在本实施例中,确定物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33的剖面积,以使分流的流体的量为P与Q的比例。
虽然实际上在物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33中流动的流体的量与在主流路部2中流动的流体的流量对应而变化,但为了在正常的使用方式中,使在物理特性值检测用流路32中流动的流体的量为物理特性值检测部12的检测范围内的值,使在流量检测用流路33中流动的流体的量为流量检测部11的检测范围内的值,分别设定副流路部3相对于主流路部2的大小及节流孔21的大小、以及物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33的宽度。需要说明的是,物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33的宽度为例示,不限于图3所示的例子。
这样,在流量测量装置1中,通过调整物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33各自的宽度,能够单独控制向物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33分流的流体的流量。因此,能够对应于物理特性值检测部12的检测范围,控制在物理特性值检测用流路32中流动的流体的流量,并对应于流量检测部11的检测范围,控制在流量检测用流路33中流动的流体的流量。
物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33都不限于在俯视中形成为大致コ状的结构。即,只要物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33设定为可控制通过物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33的流体的流量的宽度(剖面积),也可以采用其它的形状。
另外,在物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33中使配置有物理特性值检测部12、流量检测部11的空间的形状在俯视中为大致正方形,但本发明不限于此。物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33的形状只要能够配置物理特性值检测部12或流量检测部11即可,可以对应于配置的物理特性值检测部12及流量检测部11的形状等进行确定。
因此,例如在物理特性值检测部12的尺寸比物理特性值检测用流路32的宽度小的情况下,也可以使在物理特性值检测用流路32中配置物理特性值检测部12的空间的宽度与物理特性值检测用流路32的其它部分的宽度一致。即,在该情况下,在物理特性值检测用流路32的长度方向上延伸的部分的宽度基本上为一定的形状。需要说明的是,针对流量检测用流路33也是相同的。
如上所述,在物理特性值检测用流路32及流量检测用流路33中流动的流体的量比在主流路部2中流动的流体的量少,但各自对应于在主流路部2中流动的流体的量而变化。假设在将流量检测部11及物理特性值检测部12配置在主流路部2的情况下,对应于在主流路部2中流动的流体的量,需要增大流量检测部11及物理特性值检测部12的规模,但在本实施方式中通过设置从主流路部2分支出来的副流路部3,能够由规模较小的流量检测部11及物理特性值检测部12测量流体的流量。
另外,在本实施例中,物理特性值检测用流路32的剖面积比流量检测用流路33的剖面积小,如在图3中由箭头P及Q的大小所示,在物理特性值检测用流路32中流动的流体的量比在流量检测用流路33中流动的流体的量少。这样,通过使在物理特性值检测部12中流动的流体的量比在流量检测部11中流动的流体的量少,能够减小在物理特性值检测部12对流体的物理特性值及温度进行检测时因流量的影响而产生的误差。
图4是表示在流量检测部11及物理特性值检测部12中使用的传感器元件的一个例子的立体图。另外,图5是用于说明传感器元件的构造的剖视图。传感器元件100具有:微加热器(也称为加热部)101、以及隔着微加热器101对称设置的两个热电堆(也称为温度检测部)102。即,微加热器101与两个热电堆102在规定的方向上并列而配置。如图5所示,在微加热器101与两个热电堆102的上下形成有绝缘薄膜103,微加热器101、热电堆102及绝缘薄膜103设置在硅基底104上。另外,在微加热器101及热电堆102的下方的硅基底104设有通过蚀刻等形成的空腔(空洞)105。
微加热器101例如为由多晶硅形成的电阻器。在图5中,由椭圆形的虚线示意性地表示微加热器101发热情况下的温度分布。需要说明的是,表示为,虚线越粗,温度越高。在流体不流动的情况下,如图5(a)所示,微加热器101周围的温度分布基本上相同。另一方面,例如在图5(b)中流体在虚线箭头所示的方向上流动的情况下,周围的空气移动,所以微加热器101的下游侧的温度比上游侧的温度高。传感器元件100利用上述加热器热的分布偏差,输出表示流量的值。
传感器元件的输出电压ΔV例如由如下的式(1)表示。
[式1]
需要说明的是,Th为微加热器101的温度(热电堆102的微加热器101侧的端部的温度),Ta为热电堆102的远离微加热器101一侧的端部的温度之中较低的温度(在图5(a)中为左侧的热电堆102的左端温度或者右侧的热电堆102的右端温度,在图5(b)中为上游侧的端部即左侧的热电堆102的左端温度),Vf为流速的平均值,A及b为规定的常数。
另外,流量测量装置1的电路基板5具有通过IC(Integrated Circuit:集成电路)等实现的控制部(未图示),基于流量检测部11的输出算出流量。另外,也可以基于物理特性值检测部12的输出,算出规定的特性值,并利用特性值对流量进行校正。
<流量检测部及物理特性值检测部>
图6是表示图1所示的流量检测部11的结构概况的俯视图,图7是表示图1所示的物理特性值检测部12的结构概况的俯视图。如图6所示,流量检测部11具有:检测测量对象的流体的温度的第一热电堆(也称为温度检测部)111及第二热电堆(也称为温度检测部)112、以及对测量对象流体进行加热的微加热器(也称为加热部)113。加热部113与温度检测部111及温度检测部112在流量检测部11内,沿测量对象流体的流动方向的箭头P并列而配置。另外,加热部113、温度检测部111、以及温度检测部112的形状在俯视中分别为大致长方形,各自的长度方向与测量对象流体的流动方向的箭头P正交。
在温度检测部111及温度检测部112中,在加热部113的上游侧配置温度检测部112,在下游侧配置温度检测部111,对隔着加热部113的对称位置的温度进行检测。
在流量测量装置1中,在物理特性值检测部12及流量检测部11中实际上使用相同结构的传感器元件100,并在传感器元件100的俯视中使相对于流体的流动方向的配置角度相差90度而配置。由此,能够在物理特性值检测部12及流量检测部11中使用相同结构的传感器元件100,能够抑制流量测量装置1的制造成本。
另一方面,如图7所示,物理特性值检测部12具有:检测测量对象流体的温度的第一热电堆(也称为温度检测部)121及第二热电堆(也称为温度检测部)122、对测量对象流体进行加热的微加热器(也称为加热部)123。加热部123与温度检测部121及温度检测部122在物理特性值检测部12内,在与测量对象流体的流动方向Q正交的方向上并列而配置。另外,加热部123、温度检测部121、以及温度检测部122的形状在俯视中分别为大致长方形,各自的长度方向沿着测量对象流体的流动方向Q。另外,温度检测部121及温度检测部122隔着加热部123左右对称地配置,检测加热部123的两侧对称位置的温度。因此,温度检测部121及温度检测部122的测量值基本上相同,可以采用平均值,也可以采用任意一方的值。
在此,因为温度分布因流体的流动而偏向下游侧,所以在与流动方向正交的方向的温度分布的变化比流体的流动方向的温度分布的变化小。因此,通过将温度检测部121、加热部123、以及温度检测部122依次在与测量对象流体的流动方向正交的方向上并列而配置,能够减小因温度分布的变化而产生的温度检测部121及温度检测部122的输出特性的变化。因此,能够减小因流体的流动而对温度分布的变化产生的影响,从而提高物理特性值检测部12的检测精度。
另外,因为加热部123的长度方向沿测量对象流体的流动方向配置,所以加热部123能够遍及测量对象流体的流动方向的广大范围对测量对象流体进行加热。因此,即使在由于测量对象流体的流动而使温度分布偏向下游侧的情况下,也能够减小温度检测部121及温度检测部122的输出特性的变化。同样地,在测量流体温度的情况下,能够减小因流速而产生的测量值的误差。需要说明的是,流体温度可以从温度检测部121及温度检测部122检测出的温度中减去因加热部123的加热而使温度上升的量来求出,也可以在加热部123不进行加热的状态下进行检测。通过物理特性值检测部12,抑制因测量对象流体的流动而对温度分布的变化产生的影响,能够提高物理特性值及流体温度的检测精度。
此外,温度检测部121及温度检测部122的长度方向沿测量对象流体的流动方向进行配置,所以温度检测部121及温度检测部122能够遍及测量对象流体的流动方向而在广大范围检测温度。因此,即使在由于测量对象流体的流动而使温度分布偏向下游侧的情况下,也能够减小温度检测部121及温度检测部122的输出特性的变化。因此,能够减小因测量对象流体的流动而对温度分布的变化产生的影响,从而提高物理特性值检测部12的检测精度。
<功能结构>
图8是表示流量测量装置1的功能结构的一个例子的块图。流量测量装置1具有:流量检测部11、物理特性值检测部12、控制部13、以及通信部15。流量检测部11具有温度检测部111、以及温度检测部112。物理特性值检测部12具有温度检测部121、以及温度检测部122。需要说明的是,图6所示的加热部113及图7所示的加热部123未图示。另外,控制部13包括:检测值取得部131、特性值算出部132、流量算出部133、灰尘检测部135、校正值确定部136、以及灰尘校正部137。
流量检测部11将与在温度检测部111中检测出的温度对应的信号、以及与在温度检测部112中检测出的温度对应的信号向控制部13的检测值取得部131输出。物理特性值检测部12将与在温度检测部121中检测出的温度对应的信号向特性值算出部132输出。需要说明的是,物理特性值检测部12也可以求出与在温度检测部121及温度检测部122中检测出的温度对应的信号的平均值,向特性值算出部132输出。另外,也可以使用温度检测部121或者温度检测部122的任意一方,取得与温度对应的信号。
检测值取得部131以规定的测量间隔,取得流量检测部11的温度检测部111及温度检测部112所输出的温度的检测值,并将温度检测部121及温度检测部122的温度的检测值的差分输出。特性值算出部132基于物理特性值检测部12的温度检测部121及温度检测部122的至少任一检测值,算出特性值。需要说明的是,特性值算出部132也可以使物理特性值检测部12的微加热器的温度变化,在温度变化的前后,将温度检测部121及温度检测部122检测出的的测量对象流体的温度差乘以规定的系数来算出特性值。
流量算出部133基于检测值取得部131输出的温度检测部111及温度检测部112的检测值的差分,算出流体的流量。此时,流量算出部133也可以利用物理特性值检测部12算出的特性值对流量进行校正。通信部15将在控制部13中处理后的信息以无线或有线方式向外部发送,并以无线或有线方式从外部接收指令及设定值。并向控制部13传递。
顺便说一下,在上述的流量测量装置1中,因为流量检测部11的温度检测部111、温度检测部112总是与测量对象即流体接触,所以,存在随着时间的流逝,灰尘附着在温度检测部111、温度检测部112的表面的情况。在上述情况下,由于流体与温度检测部111及温度检测部112之间的热传导性发生变化,温度检测部111及温度检测部112的输出值的关系性存在发生变化的情况。与此相对,在本实施例中,由灰尘检测部135检测温度检测部111及温度检测部112的灰尘的附着程度。另外,由校正值确定部136确定用于对流量算出部133的输出值进行校正的校正值。然后,利用灰尘校正部137,使用由校正值确定部136确定的校正值,对流量算出部133的输出值进行校正。下面,针对灰尘检测部135、校正值确定部136、灰尘校正部137的作用的详细情况进行说明。
图9针对灰尘对于温度检测部111的输出值与温度检测部112的输出值的关系性的影响进行表示。在图9中,曲线的横轴为温度检测部111的输出值Ta,纵轴为温度检测部112的输出值Tb。而且,在图9中虚线表示了周围温度为25℃时的灰尘试验前的Ta与Tb之间的关系。实线表示了周围温度为25℃时的灰尘试验后的Ta与Tb之间的关系。这样,由于灰尘附着在温度检测部111、温度检测部112,温度检测部111的输出与温度检测部112的输出值之间的关系性发生变化。需要说明的是,例如即使在因结露而产生的水滴附着在温度检测部111、温度检测部112的情况下,流体与温度检测部111及温度检测部112之间的热传导性也同样发生变化,所以温度检测部111及温度检测部112的输出值的关系性与图9相同地发生变化。
需要说明的是,如图10所示,温度检测部111的输出值Ta与温度检测部112的输出值Tb之间的关系性也由于周围温度而发生变化。对此,本实施例的流量测量装置1除了温度检测部111、112以外,还具有可检测周围温度的温度传感器16。然后,基于温度传感器16的检测值,对温度检测部111的输出值Ta与温度检测部112的输出值Tb之间的关系性进行校正。由此,能够精度更好地检测因灰尘的附着而产生的温度检测部111的输出值Ta与温度检测部112的输出值Tb之间的关系性的变化。
然后,在本实施例中,利用上述特性,检测灰尘对温度检测部111及温度检测部112的附着程度。更详细地说,具有存储了温度检测部111的输出值Ta、温度检测部112的输出值Tb、周围温度、以及灰尘的附着程度的组合的数据表,通过从数据表中读取与温度检测部111的输出值Ta、温度检测部112的输出值Tb以及周围温度的测量值对应的灰尘的附着程度,检测灰尘的附着程度。
然后,可知在灰尘对温度检测部111及温度检测部112的附着程度与用于校正温度检测部111的输出和温度检测部112的输出的差分即Ta-Tb的校正值之间存在一定的关系。因此,在本实施例中,通过作为数据表而预先存储灰尘的附着程度与校正值的关系,能够对因灰尘的附着而产生的流量算出部133的输出值的变化进行校正。
图11表示本实施例的灰尘变动校正程序的流程图。本流程图存储在配置于控制部13的存储装置(未图示)中。当执行本程序时,在S101中,检测灰尘的附着程度。更具体而言,如上所述,通过从存储了温度检测部111的输出值Ta、温度检测部112的输出值Tb、周围温度以及灰尘的附着程度的组合的数据表中读取与实际上得到的温度检测部111的输出值Ta、温度检测部112的输出值Tb以及周围温度的测量值对应的灰尘的附着程度来进行检测。当S101的处理结束,则进入S102。
在S102中,根据在S101中检测出的灰尘的附着程度,确定校正量。更详细地说,如上所述,通过从存储了灰尘的附着程度与校正值的关系的表中读取与在S101中检测出的灰尘的附着程度对应的校正值,确定校正值FV1D。当S102的处理结束,则进入S103。
在S103中,通过FV1’=FV1+FV1D的运算,对流量算出部133的输出值进行校正。当S103的处理结束,则本程序暂时结束。
上面,如上所述,在本实施例的流量测量装置1中,根据预先存储的数据表与温度检测部111及温度检测部112的输出值,能够检测灰尘的附着程度。另外,能够算出对灰尘的附着影响进行了校正的流量,并能够提高流量测量装置1的精度。需要说明的是,在本实施例中,针对在检测了灰尘的附着程度后确定校正值、并对算出的测量对象流体的流量进行校正的例子进行了说明,但本发明不一定以校正为前提。可以在检测了灰尘的附着程度后,只输出检测结果(即,相当于灰尘的附着程度的信号),也可以进行规定的警告处理。
[第二实施例]
接着,作为第二实施例,针对组装有第一实施例的流量测量装置的燃气表以及流量测量装置单元进行说明。本实施例是将第一实施例的流量测量装置1组装在用于测量燃气的使用量的燃气表中的例子。图12是表示组装有流量测量装置1的燃气表150的功能结构的一个例子的块图。燃气表150除了流量测量装置1以外,还具有显示部151、电源部152、操作部153、振动检测部154、切断部155、作为整合控制部的燃气表控制部156、燃气表存储部157、以及燃气表通信部158。需要说明的是,除了操作部153以外,上述结构收纳在筐体150b内。
在此,显示部151是除了显示基于由流量测量装置1测量/输出的流量的燃气使用量以外,还显示日期、有无切断处理(后面叙述)等的显示器,可以利用液晶显示板等。电源部152是对流量测量装置1以及燃气表150的其它结构供给电力的部分,也可以由碱性电池等蓄电池构成。操作部153设置在燃气表150的外部,是燃气公司或读表人等进行操作的部分。例如,可以进行燃气表150的重置、时刻调整、显示/输出的项目的切换、后面叙述的切断状态的解除等操作。
振动检测部154例如包括加速度传感器(未图示)等,对燃气表150自身的振动进行检测。切断部155具有螺线管等促动器、以及关闭主流路部2的阀门,在振动检测部154中检测出阈值以上的振动的情况下,判断发生了地震,切断通过主流路部2的燃气。燃气表控制部156与流量测量装置1、显示部151、电源部152、操作部153、振动检测部154、切断部155、燃气表存储部157、以及燃气表通信部158电连接,进行各部的控制。例如,接收来自操作部153的输入信息,将对应于输入信息的指令向各部发送。另外,在振动检测部154中检测出阈值以上的加速度信号的情况下,向切断部155发送切断信号。燃气表存储部157是将来自流量测量装置1及振动检测部154的输出以时间序列在整个规定的期间进行存储的部分,由SRAM及DRAM等存储器元件构成。燃气表通信部158能够以无线或有线方式将由燃气表控制部156处理的各信息向外部发送,接收来自外部的指令及设定值并向燃气表控制部156传递。另外,也可以通过与流量测量装置1所具有的通信部15进行通信,接收由流量测量装置1的控制部13处理的信息,另外,发送针对流量测量装置1的控制信号及设定值。
需要说明的是,也可以使燃气表150的结构之中、例如流量测量装置1、显示部151、电源部152、振动检测部154、燃气表控制部156、燃气表存储部157、以及燃气表通信部158单元化,将操作部153、切断部155与该流量测量装置单元150a电连接,并组装在筐体150b内,由此而能够构成燃气表150。这样,能够更有效地制造燃气表150。
需要说明的是,在本实施例中,属于燃气表150、流量测量装置单元150a的结构为一个例子,根据燃气表150的功能及制造上的条件可以进行变更。另外,本发明的流量测量装置不限于在上述的实施例中表示的结构。例如,上述的实施例的流量测量装置1以具有物理特性值检测部12、利用流体的物理特性值对流量算出部133的输出值进行校正为前提,但本发明也可以应用在不具有该物理特性值检测部12的流量测量装置中。另外,上述的实施例的流量测量装置1为具有副流路的多流路式流量测量装置1,但本发明也可以应用在直接测量在主流路中流动的流体的流量的单流路式流量测量装置。上述的实施例的结构可以在不脱离本发明的问题及技术思想的范围内进行组合。另外,在上述的实施例中,如上所述针对检测灰尘的附着程度的情况,说明了本发明,但本发明也可以应用在检测因结露而产生的水滴的附着程度的情况中。
需要说明的是,在下面为了能够将本发明的结构主要部件与实施例的结构进行对比,以附图的标记表示本发明的结构主要部件。
<第一发明>
一种流量测量装置,检测在主流路(2)中流动的测量对象流体的流量,该流量测量装置(1)的特征在于,具有:
加热部(113),其对测量对象流体进行加热;
多个温度检测部(111、112),其在所述测量对象流体的流动方向上隔着所述加热部进行配置,检测所述测量对象流体的温度;
流量算出部(133),其根据所述多个温度检测部的输出值算出测量对象流体的流量;
检测部(135),其基于所述多个温度检测部各自的输出的关系,检测所述温度检测部的灰尘或水滴的附着程度。
附图标记说明
1流量测量装置;11流量检测部;111温度检测部;112温度检测部;113加热部;12物理特性值检测部;121温度检测部;122温度检测部;123加热部;13控制部;131检测值取得部;132特性值算出部;133流量算出部;135灰尘检测部;136校正值确定部;137灰尘校正部;15通信部;150燃气表;150a流量测量装置单元。
Claims (2)
1.一种流量测量装置,对在主流路中流动的测量对象流体的流量进行检测,该流量测量装置的特征在于,具有:
加热部,其对测量对象流体进行加热;
多个温度检测部,其在所述测量对象流体的流动方向上隔着所述加热部而配置,检测所述测量对象流体的温度;
流量算出部,其根据所述多个温度检测部的输出值算出测量对象流体的流量;
检测部,其基于所述多个温度检测部各自的输出的关系,检测所述温度检测部的灰尘或水滴的附着程度。
2.如权利要求1所述的流量测量装置,其特征在于,
还具有测量所述流量测量装置的周围温度的温度传感器,
所述检测部基于所述多个温度检测部各自的输出的关系、以及由所述温度传感器测量出的周围温度,检测所述温度检测部的灰尘或水滴的附着程度。
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