差压式流量计制造技术

本发明专利技术的差压式流量计降低流量测量误差。差压式流量计具备：配管(1)；配置在配管(1)内的层流元件(2)；测量层流元件(2)上游侧的流体的绝对压力(P1)的绝对压力传感器(3)；测量层流元件(2)下游侧的流体的绝对压力(P2)的绝对压力传感器；测量绝对压力传感器(3、4)的周围温度(T)的温度传感器(5)；基于温度(T)校正绝对压力传感器(3)的输出信号并换算成绝对压力(P1)、并且基于温度(T)校正绝对压力传感器(4)的输出信号并换算成绝对压力(P2)的压力计算部(8)；以及基于由压力计算部(8)计算出的绝对压力(P1、P2)计算流体的流量的流量计算部(11)。承受绝对压力(P1)的绝对压力传感器(3)的膜片、承受绝对压力(P2)的绝对压力传感器(4)的膜片和温度传感器(5)集成在一个传感器芯片上。

Differential pressure flowmeter

【技术实现步骤摘要】
差压式流量计
本专利技术涉及层流型流量计等差压式流量计。
技术介绍
层流型流量计是利用了在流体在配管内以层流状态流动的情况下伴随流体的移动的压力下降与体积流量成比例的现象的流量计(参照专利文献1、专利文献2)。通过层流元件的流体与所产生的差压ΔP之间的关系通常由下式表示。Qm＝ΔP×π×d4×ρ/(128×μ×L)···(1)在式(1)中，Qm是质量流量，d是层流元件的流路直径，L是层流元件的流路长度，μ是流体的粘性系数，ρ是流体的密度。如图15所示，在层流型流量计中，绝对压力传感器101、102配置在层流元件100的上游和下游，并且根据由绝对压力传感器101测量的绝对压力P1与由绝对压力传感器102测量的绝对压力P2之间的差值(P1-P2)计算流体通过层流元件100时的差压ΔP。在图15所示的层流型流量计中，绝对压力传感器101、102的输出由于周围温度的影响而变动，因此，会因两个绝对压力传感器101、102的周围温度的不同而产生压力测量误差，结果，存在无法准确测量层流元件100内的差压的问题。作为其他的构成，如图16所示，有在绝对压力传感器101、102的附近分别设置温度传感器103、104，根据由温度传感器103、104测量的温度T1、T2校正绝对压力传感器101、102的输出的方法。图17是绝对压力传感器101的俯视图，图18是图17的A-A线截面图。绝对压力传感器101由平板状的传感器芯片110构成。传感器芯片110由以下部分构成：由玻璃构成的平板状的压力导入用基座111、与压力导入用基座111接合的由硅构成的平板状的感压构件112、以及与感压构件112接合的由硅构成的平板状的盖构件113。在压力导入用基座111上形成有将压力导入用基座111从背面到表面贯通的成为压力导入路径的贯通孔114。在感压构件112的与压力导入用基座111相对的背面，形成有以感压构件112的表面侧残留的方式去除背面侧而形成的凹陷部115(压力导入室)。残留在感压构件112的形成有凹陷部115的区域的表面侧的部分成为膜片116。在盖构件113的与感压构件112相对的背面，在感压构件112与盖构件113接合时覆盖膜片116的位置处，形成有以盖构件113的表面侧残留的方式去除背面侧而形成的凹陷部117(压力基准室)。压力导入用基座111和感压构件112以压力导入用基座111的贯通孔114和感压构件112的凹陷部115连通的方式接合。感压构件112和盖构件113以盖构件113的凹陷部117覆盖感压构件112的膜片116的方式接合。凹陷部117在真空状态下被密封。作为将膜片116的变形转换成压力值的方式，有半导体压电电阻式、静电电容式等。这样，通过在传感器芯片110上形成压力检测用的膜片116和由金属薄膜的热敏电阻体构成的温度传感器103，能够在测量施加在膜片116的下表面上的绝对压力P1的同时，测量传感器芯片110的温度。绝对压力传感器102和温度传感器104的构成与绝对压力传感器101和温度传感器103的构成相同。但是，在图16～图18所示的构成中，层流元件100的上下游的测量压力会受到温度传感器103、104的温度测量误差的影响，因此差压测量误差变大，其结果是，存在流量测量误差变大的可能性。以上的问题不限于层流型流量计，在使用孔板、皮托管等作为差压生成机构的差压式流量计中也同样会产生。现有技术文献专利文献[专利文献1]日本专利第4987977号公报[专利文献2]日本专利特开2015-34762号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够降低流量测量误差的差压式流量计。解决问题的技术手段本专利技术的差压式流量计的特征在于，包括：使测量对象的流体流通的配管；差压生成机构，其设置在所述配管内，使上游侧的所述流体和下游侧的所述流体之间产生差压；第一绝对压力传感器，其构成为测量所述差压生成机构上游侧的所述流体的第一绝对压力；第二绝对压力传感器，其构成为测量所述差压生成机构下游侧的所述流体的第二绝对压力；温度传感器，其构成为测量所述第一绝对压力传感器、所述第二绝对压力传感器的周围温度；压力计算部，其构成为基于由所述温度传感器测量的温度，对所述第一绝对压力传感器的输出信号进行校正而换算成所述第一绝对压力，并且基于由所述温度传感器测量的温度，对所述第二绝对压力传感器的输出信号进行校正而换算成所述第二绝对压力；以及流量计算部，其构成为基于由所述压力计算部计算出的第一绝对压力、第二绝对压力来计算所述流体的流量，承受所述第一绝对压力的所述第一绝对压力传感器的膜片、承受所述第二绝对压力的所述第二绝对压力传感器的膜片以及所述温度传感器被集成在一个传感器芯片上。另外，本专利技术的差压式流量计的一个构成例的特征在于，在所述传感器芯片的内部具有：承受所述第一绝对压力的所述第一绝对压力传感器的膜片；承受所述第二绝对压力的所述第二绝对压力传感器的膜片；所述温度传感器；向所述第一绝对压力传感器的膜片传递所述第一绝对压力的第一压力导入路径；以及向所述第二绝对压力传感器的膜片传递所述第二绝对压力的第二压力导入路径。另外，本专利技术的差压式流量计的特征在于，包括：使测量对象的流体流通的配管；差压生成机构，其设置在所述配管内，使上游侧的所述流体和下游侧的所述流体之间产生差压；差压传感器，其构成为测量所述差压生成机构上游侧的所述流体的第一绝对压力与所述差压生成机构下游侧的所述流体的第二绝对压力的差压；绝对压力传感器，其构成为测量所述第二绝对压力；温度传感器，其构成为测量所述差压传感器和所述绝对压力传感器的周围温度；压力计算部，其构成为基于由所述温度传感器测量的温度对所述差压传感器的输出信号进行校正而换算成差压，并且基于由所述温度传感器测量的温度对所述绝对压力传感器的输出信号进行校正而换算成第二绝对压力；以及流量计算部，其构成为基于由所述压力计算部计算出的差压和第二绝对压力来计算所述流体的流量，承受所述第一绝对压力和所述第二绝对压力的所述差压传感器的膜片、承受所述第二绝对压力的所述绝对压力传感器的膜片以及所述温度传感器被集成在一个传感器芯片上。另外，本专利技术的差压式流量计的一个构成例的特征在于，在所述传感器芯片的内部具有：承受所述第一绝对压力和所述第二绝对压力的所述差压传感器的膜片；承受所述第二绝对压力的所述绝对压力传感器的膜片；所述温度传感器；第一压力导入路径，其向所述差压传感器的膜片的第一面传递所述第一绝对压力；第二压力导入路径，其向所述差压传感器的膜片的与所述第一面相反一侧的第二面传递所述第二绝对压力；以及第三压力导入路径，其向所述绝对压力传感器的膜片传递所述第二绝对压力。另外，本专利技术的差压式流量计的特征在于，包括：使测量对象的流体流通的配管；差压生成机构，其设置在所述配管内，使上游侧的所述流体和下游侧的所述流体之间产生差压；第一绝对压力传感器，其构成为测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种差压式流量计，其特征在于，包括：/n使测量对象的流体流通的配管；/n差压生成机构，其设置在所述配管内，使上游侧的所述流体和下游侧的所述流体之间产生差压；/n第一绝对压力传感器，其构成为测量所述差压生成机构上游侧的所述流体的第一绝对压力；/n第二绝对压力传感器，其构成为测量所述差压生成机构下游侧的所述流体的第二绝对压力；/n温度传感器，其构成为测量所述第一绝对压力传感器、所述第二绝对压力传感器的周围温度；/n压力计算部，其构成为基于由所述温度传感器测量的温度，对所述第一绝对压力传感器的输出信号进行校正而换算成所述第一绝对压力，并且基于由所述温度传感器测量的温度，对所述第二绝对压力传感器的输出信号进行校正而换算成所述第二绝对压力；以及/n流量计算部，其构成为基于由所述压力计算部计算出的第一绝对压力、第二绝对压力来计算所述流体的流量，/n承受所述第一绝对压力的所述第一绝对压力传感器的膜片、承受所述第二绝对压力的所述第二绝对压力传感器的膜片以及所述温度传感器被集成在一个传感器芯片上。/n

【技术特征摘要】
20200124 JP 2020-0098721.一种差压式流量计，其特征在于，包括：
使测量对象的流体流通的配管；
差压生成机构，其设置在所述配管内，使上游侧的所述流体和下游侧的所述流体之间产生差压；
第一绝对压力传感器，其构成为测量所述差压生成机构上游侧的所述流体的第一绝对压力；
第二绝对压力传感器，其构成为测量所述差压生成机构下游侧的所述流体的第二绝对压力；
温度传感器，其构成为测量所述第一绝对压力传感器、所述第二绝对压力传感器的周围温度；
压力计算部，其构成为基于由所述温度传感器测量的温度，对所述第一绝对压力传感器的输出信号进行校正而换算成所述第一绝对压力，并且基于由所述温度传感器测量的温度，对所述第二绝对压力传感器的输出信号进行校正而换算成所述第二绝对压力；以及
流量计算部，其构成为基于由所述压力计算部计算出的第一绝对压力、第二绝对压力来计算所述流体的流量，
承受所述第一绝对压力的所述第一绝对压力传感器的膜片、承受所述第二绝对压力的所述第二绝对压力传感器的膜片以及所述温度传感器被集成在一个传感器芯片上。


2.根据权利要求1所述的差压式流量计，其特征在于，
在所述传感器芯片的内部具有：
承受所述第一绝对压力的所述第一绝对压力传感器的膜片；
承受所述第二绝对压力的所述第二绝对压力传感器的膜片；
所述温度传感器；
向所述第一绝对压力传感器的膜片传递所述第一绝对压力的第一压力导入路径；以及
向所述第二绝对压力传感器的膜片传递所述第二绝对压力的第二压力导入路径。


3.一种差压式流量计，其特征在于，包括：
使测量对象的流体流通的配管；
差压生成机构，其设置在所述配管内，使上游侧的所述流体和下游侧的所述流体之间产生差压；
差压传感器，其构成为测量所述差压生成机构上游侧的所述流体的第一绝对压力与所述差压生成机构下游侧的所述流体的第二绝对压力的差压；
绝对压力传感器，其构成为测量所述第二绝对压力；
温度传感器，其构成为测量所述差压传感器和所述绝对压力传感器的周围温度；
压力计算部，其构成为基于由所述温度传感器测量的温度对所述差压传感器的输出信号进行校正而换算成差压，并且基于由所述温度传感器测量的温度对所述绝对压力传感器的输出信号进行校正而换算成第二绝对压力；以及
流量计算部，其构成为基于由所述压力计算部计算出的差压和第二绝对压力来计算所述流体的流量，
承受所述第一绝对压力和所述第二绝对压力的所述差压传感器的膜片、承受所述第二绝对压力的所述绝对压力传感器的膜片以及所述温度传感器被集成在一个传感器芯片上。


4.根据权利要求3所述的差压式流量计，其特征在于，
在所述传感器芯片的内部具有：
承受所述第一绝对压力和所述第二绝对压力的所述差压传感器的膜片；
承受所述第二绝对压力的所述绝对压力传感器的膜片；
所述温度传感器；
第一压力导入路径，其向所述差压传感器的膜片的第一面传递所述第一绝对压力；
第二压力导入路径，其向所述差压传感器的膜片的与所述第一面相反一侧的第二面传递所述第二绝对压力；以及
第三压力导入路径，其向所述绝对压力传感...

【专利技术属性】
技术研发人员：结城兴仁，东条博史，木田希，
申请(专利权)人：阿自倍尔株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP