流体测量装置、流体测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供可详细测量流体流速的流体测量装置等。流体测量装置（１０）包括如下结构：发生器侧检测部（３０），检测随流体的发生状态而变化的表示流体发生器（２０）的运转状态的参数；管路侧检测部（４０），设置于包含所述流体发生器产生的流体的流体所通过管路（２２）的途中，检测随所述流体发生器的运转状态而变化的与通过该管路内的所述流体相关的参数；运算部（５０），基于所述发生器侧检测部检测出的参数变化与所述管路侧检测部检测出的参数变化的时间差以及与所述流体发生器相关的参数的检测位置和所述管路侧检测部沿着所述管路的距离（Ｌ）来计算所述流体的流速。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及测量废气等流体的流速等的流体测量装置以及流体测量方法。
技术介绍
为了实现发动机的低燃耗化、低排放化，详细解析发动机的1次燃烧周期比较重 要。因此，详细地测定从发动机排出的废气(烟气)的温度、浓度等的变化是很有效的。过 去，已知有可使用激光详细检测烟气的温度和浓度的测量装置(例如，参照专利文献1)。专利文献1 日本专利第3943853号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题这里，若知道废气的气体浓度和流速，即可求得废气中所含有的单位时间内各气 体的质量或单位模式行驶方式的总排出量等。因此，为了实现发动机的低燃耗化、低排放 化，除了废气的温度、浓度的变化以外，详细地测定废气的流速也很重要。然而，现有技术尚 未提及能够详细测定高温废气的流速或流量的方法。本专利技术的课题在于提供可详细测量流体流速的流体测量装置及流体测量方法。解决上述技术问题的技术方案本专利技术通过如下的解决方案解决所述课题。另外，为了易于理解，标记出对应本发 明的实施例的符号进行说明，但并非限定于此。权利要求1的专利技术为一种流体测量装置(10)，包括发生器侧检测部(30)，其 检测随流体的发生状态而变化的表示流体发生器(20)的运转状态的参数；管路侧检测部 (40)，设置于包含所述流体发生器产生的流体的流体所通过的管路(22)的途中，其检测随 所述流体发生器的运转状态而变化的流过该管路的所述流体相关的参数；运算部(50)，基 于所述发生器侧检测部检测出的参数变化与所述管路侧检测部检测出的参数变化的时间 差以及与所述流体发生器相关参数的检测位置和所述管路侧检测部沿着所述管路上的距 离(L)计算所述流体的流速。权利要求2的专利技术为一种流体测量装置(10)，其特征在于，在权利要求1所述的 流体测量装置中，所述运算部(50)基于所述流体的流速和所述管路的截面积计算所述流 体的流量。权利要求3的专利技术为一种流体测量装置(10)，其特征在于，在权利要求1或2所 述的流体测量装置中，与所述流体相关的参数包括该流体的温度、该流体所含物质的浓度、 以及被所述物质吸收、散射、发射的光的强度在的至少一个参数。权利要求4的专利技术为一种流体测量装置(10)，其特征在于，在权利要求1 3中 任一项所述的流体测量装置中，所述流体发生器为产生作为流体的废气的内燃机(20)；与 所述流体相关的参数包括该内燃机所包括的进气阀的开闭度、排气阀的开闭度、该内燃机 所包括的燃烧室内的压力、以及该内燃机所包括的曲轴的转角中的至少一个参数。4权利要求5的专利技术为一种流体测量装置(10)，其特征在于，在权利要求1 4中 任一项所述的流体测量装置中，所述管路侧检测部(40)包括向所述流体中照射激光的照 射部(41)和接收在所述流体中透射或散射的所述激光的光接收部(42)；基于所述照射部 照射的照射光和所述光接收部接收的透射光的强度比而检测与所述流体相关的参数。权利要求6的专利技术为一种流体测量装置(110)，其特征在于，在权利要求1 5 中任一项所述的流体测量装置中，沿所述管路而设置有多个所述管路侧检测部(40，140)； 所述运算部(50)根据所述流体的流速而选择使用所述多个管路侧检测部中的任一者的输 出ο权利要求7的专利技术为一种流体测量装置(10)，其特征在于，在权利要求1 6中 任一项所述的流体测量装置中，所述运算部(50)通过对比基于所述发生器侧检测部(30) 检测出的参数变化的波形信号和基于所述管路侧检测部(40)检测出的参数变化的波形信 号来判断所述发生器侧检测部检测出的参数变化与所述管路侧检测部检测出的参数变化 的时间差(AT)0权利要求8的专利技术为一种流体测量装置(10)，其特征在于，在权利要求1 7中 任一项所述的流体测量装置中，所述运算部(50)通过计算所述发生器侧检测部(20)检测 出的参数变化和所述管路侧检测部(40)检测出的参数变化的相关来判断所述发生器侧检 测部检测出的参数变化与所述管路侧检测部检测出的参数变化的时间差。权利要求9的专利技术为一种流体测量装置(10)，其特征在于，在权利要求1 8中 任一项所述的流体测量装置中，所述流体发生器为产生作为流体的废气的内燃机(20)；所 述运算部(50)基于对由所述管路侧检测部(40)的输出信号得到的与所述废气相关的参数 变化进行信号解析的结果来推算所述内燃机的转速。权利要求10的专利技术为一种流体测量装置(210)，其特征在于，在权利要求1 9 中任一项所述的流体测量装置中，所述流体发生器为流体供给装置(70)，在所述管路侧检 测部(40)的上游对流过所述管路(22)内的第一流体供给第二流体以增减所述第一流体所 含物质的浓度，所述管路侧检测部(40)检测与所述第1流体或所述第2流体相关的参数的变化。权利要求11的专利技术为一种流体测量方法，包括发生器侧检测工序，检测随该流 体的发生状态而变化的流体发生器(20)的运转状态的参数；管路侧检测工序，在包含所述 流体发生器产生的流体的流体所通过的管路(22)的途中，检测随所述流体发生器的运转 状态而变化的与流过该管路的所述流体相关的参数；运算工序，基于所述发生器侧检测工 序中检测出的参数变化与所述管路侧检测工序中检测出的参数变化的时间差以及与所述 流体发生器相关参数的检测位置和所述管路侧检测部沿着所述管路的距离来计算所述流 体的流速。另外，根据标记符号进行说明的构成，可进行适当改良，也可以用其他构成物代替 其中的至少一部分。专利技术效果根据本专利技术，可获得以下效果(1)由于本专利技术中的流体测量装置及流体测量方法检测与流体发生器相关的参数 的变化和与流体相关的参数的变化，并基于这些参数的变化的时间差(滞后时间)求得流速，因而可详细测量流体的流速。(2)由于可与流体的流速一并求得流体的流量，因此非常方便。(3)由于管路侧检测部为基于激光的照射光和透射光的强度比等测量与流体相关 参数的高响应型传感器，因此可详细测定与流体相关的参数变化，从而可详细测定流体的 流速。此外，即使流体在高温下也一定能够检测出参数的变化。(4)由于设置了多个管路侧检测部，增加了发生器侧检测部与管路侧检测部的距 离变化，因此，可不受限于流体流速而详细地测量流体的流速。(5)由于对与废气相关的参数的变化进行信号解析从而推算内燃机的转速，因此， 还能作为转速计而发挥作用，比较方便。(6)由于向第一流体供给第二流体，因此，在第1流体自身的参数变化较小或无变 化的情况下，也一定能够测量流体的流速。附图说明图1为第一实施例的流速计和发动机的示意图；图2为图1所示的流速计所包括的测量单元的结构图；图3为发动机转速为2400转/min时表示测量单元输出的曲线图；图4为发动机转速为3600转/min时表示测量单元输出的曲线图；图5为对比排气阀的开度信号和表示废气温度变化的信号的示意图；图6为对比气体温度、H20浓度的能量谱与发动机的转速(2400转/min)的能量谱 的示意图；图7为对比C02浓度、CO浓度的能量谱与发动机的转速(2400转/min)的能量谱 的示意图；图8为对比014浓度的能量谱与发动机的转速(2400转/min)的能量谱的示意图；图9为对比气体温度、H20浓度的能量谱与发动机的转速(3600转/min)的能量谱 的图；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体测量装置，其包括：发生器侧检测部，检测随流体的发生状态而变化的表示流体发生器的运转状态的参数；管路侧检测部，设置于包含所述流体发生器产生的流体的流体所通过的管路的途中，其检测随所述流体发生器的运转状态而变化的、流过该管路的所述流体相关的参数；运算部，基于所述发生器侧检测部检测出的参数变化与所述管路侧检测部检测出的参数变化的时间差以及与所述流体发生器相关参数的检测位置和所述管路侧检测部沿着所述管路的距离（Ｌ）计算所述流体的流速。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟田研二，田浦昌纯，瀧田笃史，上野大司，青木直志，关谷光伸，塚越照，峯清士，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]