[發明專利]差壓式流量計

在審

• 申請號: 202110067631.5
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN113175962A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 結城興仁;東條博史;木田希
• 申請（專利權）人: 阿自倍爾株式會社
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本發明的差壓式流量計降低流量測量誤差。差壓式流量計具備：配管(1)；配置在配管(1)內的層流元件(2)；測量層流元件(2)上游側的流體的絕對壓力(P1)的絕對壓力傳感器(3)；測量層流元件(2)下游側的流體的絕對壓力(P2)的絕對壓力傳感器；測量絕對壓力傳感器(3、4)的周圍溫度(T)的溫度傳感器(5)；基于溫度(T)校正絕對壓力傳感器(3)的輸出信號并換算成絕對壓力(P1)、并且基于溫度(T)校正絕對壓力傳感器(4)的輸出信號并換算成絕對壓力(P2)的壓力計算部(8)；以及基于由壓力計算部(8)計算出的絕對壓力(P1、P2)計算流體的流量的流量計算部(11)。承受絕對壓力(P1)的絕對壓力傳感器(3)的膜片、承受絕對壓力(P2)的絕對壓力傳感器(4)的膜片和溫度傳感器(5)集成在一個傳感器芯片上。

技術領域

本發明涉及層流型流量計等差壓式流量計。

背景技術

層流型流量計是利用了在流體在配管內以層流狀態流動的情況下伴隨流體的移動的壓力下降與體積流量成比例的現象的流量計(參照專利文獻1、專利文獻2)。通過層流元件的流體與所產生的差壓ΔP之間的關系通常由下式表示。

Qm＝ΔP×π×d⁴×ρ/(128×μ×L)···(1)

在式(1)中，Qm是質量流量，d是層流元件的流路直徑，L是層流元件的流路長度，μ是流體的粘性系數，ρ是流體的密度。

如圖15所示，在層流型流量計中，絕對壓力傳感器101、102配置在層流元件100的上游和下游，并且根據由絕對壓力傳感器101測量的絕對壓力P1與由絕對壓力傳感器102測量的絕對壓力P2之間的差值(P1-P2)計算流體通過層流元件100時的差壓ΔP。

在圖15所示的層流型流量計中，絕對壓力傳感器101、102的輸出由于周圍溫度的影響而變動，因此，會因兩個絕對壓力傳感器101、102的周圍溫度的不同而產生壓力測量誤差，結果，存在無法準確測量層流元件100內的差壓的問題。

作為其他的構成，如圖16所示，有在絕對壓力傳感器101、102的附近分別設置溫度傳感器103、104，根據由溫度傳感器103、104測量的溫度T1、T2校正絕對壓力傳感器101、102的輸出的方法。

圖17是絕對壓力傳感器101的俯視圖，圖18是圖17的A-A線截面圖。絕對壓力傳感器101由平板狀的傳感器芯片110構成。傳感器芯片110由以下部分構成：由玻璃構成的平板狀的壓力導入用基座111、與壓力導入用基座111接合的由硅構成的平板狀的感壓構件112、以及與感壓構件112接合的由硅構成的平板狀的蓋構件113。

在壓力導入用基座111上形成有將壓力導入用基座111從背面到表面貫通的成為壓力導入路徑的貫通孔114。

在感壓構件112的與壓力導入用基座111相對的背面，形成有以感壓構件112的表面側殘留的方式去除背面側而形成的凹陷部115(壓力導入室)。殘留在感壓構件112的形成有凹陷部115的區域的表面側的部分成為膜片116。

在蓋構件113的與感壓構件112相對的背面，在感壓構件112與蓋構件113接合時覆蓋膜片116的位置處，形成有以蓋構件113的表面側殘留的方式去除背面側而形成的凹陷部117(壓力基準室)。

壓力導入用基座111和感壓構件112以壓力導入用基座111的貫通孔114和感壓構件112的凹陷部115連通的方式接合。

感壓構件112和蓋構件113以蓋構件113的凹陷部117覆蓋感壓構件112的膜片116的方式接合。

凹陷部117在真空狀態下被密封。作為將膜片116的變形轉換成壓力值的方式，有半導體壓電電阻式、靜電電容式等。