[发明专利]流量测量结构及流量测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量(flow)测量结构以及使用该流量测量结构的流量测量装置，所述流量测量结构包括：导管，待测量的流体流经该导管；以及分流器，其分流流经所述导管的流体，并将分流的流体引导至用于测量流体流率(flow rate)的检测元件。

背景技术

流量测量装置旨在测量气体或液体等流体的流率。这里，所述流率被定义为单位时间内移动经过给定截面的流体的量。

通常，流量测量装置在待测量流体流经的流路处设置有用于测量流体流率的检测元件，并通过使用来自该检测元件的检测信号来测量流体的流率。流量测量装置的用途包括：例如，在燃气表、燃烧器具、汽车内燃机等等中测量用于燃烧的气体的流率，在医疗仪器中测量呼气和吸气的流率以及血液的流率，在工业设备中监视空气的流率，以及在各种设备中监视滤层堵塞(filter clogging)。

一般，流量测量装置视它们的结构被分为直管型和分流型。图17（a）示出直管型流量测量装置的基本结构，并且图17（b）和图17（c）示出分流型流量测量装置的基本结构。

如图17（a）所示，直管型的流量测量装置200具有这样的结构，其中用于测量流体流率的检测元件202直接布置于待测量流体所流经的导管201处。通常，在直管型的流量测量装置200中，流体的流速需要降低到检测元件202的可检测范围。因此，导管201中的截面面积需要扩大，从而使得流量测量装置200扩大。

因此，在要测量大流率的流体时，使用分流型的流量测量装置。分流型的流量测量装置被配置以分流待测量的流体，并测量分流流体的流率以便估计整体流率（例如，参见专利文件1至5）。

具体而言，在图17（b）所示的流量测量装置210中，用于向流动的流体提供适当阻力(resistance)的阻力元件211布置在导管201中。另外，流体的分流所流经的分流器212的入口213和出口214在导管201的周边部分别连接至阻力元件211的上游侧和下游侧。然后，检测元件202布置于分流器212处。根据上述构造，阻力元件211向流经导管201的流体提供适当阻力。由此，使得一部分流体流入分流器212的入口213中。

另一方面，图17（c）中所示分流型的流量测量装置220以这样的方式配置，流体分流所流经的分流器222布置于导管201的中央部，并且检测元件202布置于此分流器222处。在这种情况下，分流器自身充当阻力元件的功能，其干扰导管201中流体的流动从而使得流体流入分流器222中。

相关技术文件

专利文件

专利文件1：PCT国际申请第2003-523506号（2003年8月5日公布）的日文翻译

专利文件2：日本未审查专利公开第11-166720号（1999年6月22日公布）

专利文件3：日本未审查专利公开第2006-329927号（2006年12月7日公布）

专利文件4：日本未审查专利公开第2006-308518号（2006年11月9日公布）

专利文件5：日本未审查专利公开第2010-060287号（2010年3月18日公布）

发明内容

本发明要解决的问题

一般，导管201通常不仅包含有待测量的流体，还包含有灰尘。图18（a）示出灰尘203附着至图17（a）所示直管型流量测量装置200中的检测元件202的状态。在这种情况下，检测元件202的测量精度有所降低。注意到，类似的问题也出现在图17（b）和图17（c）所示的流量测量装置210、220中。

图18（b）示出灰尘216进入并附着至图17（b）所示分流型流量测量装置210中的分流器212的状态。在这种情况下，分流器212处的流率有所降低，从而使得导管201处邻近阻力元件211的流率a与分流器212处的流率b之比a:b（下文中称为分流比）改变。

分流型流量测量装置210被配置以测量分流器212处的流率，并基于测量的流率和分流比a:b来估计流进和流出导管201的流体的流率。因此，当分流比a:b变化时，流进和流出导管201的流体流率的估计精度有所降低。进一步，当灰尘216在分流器212上累积以使得上述流体在分流器212处不流动时，便无法测量上述流率。注意到，类似的问题也出现在图17（c）所示的分流型流量测量装置220中。

考虑到上述问题而作出本发明，其目的在于提供一种能够抑制灰尘进入分流器的分流型流量测量结构和流量测量装置。

解决问题的手段