專利名稱：流量傳感器、流量計及液體排出機器的排出量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于流體流量檢測技術(shù)，特別是關(guān)于為了檢測在配管內(nèi)流動的液體流量的流量傳感器，尤其是熱式流量傳感器。本發(fā)明的流量傳感器特別適合正確測量粘性比較高的流體的流量，還特別適合要求避免溫度異常上升的可燃性流體的流量測量。
另外，本發(fā)明屬流體流量檢測技術(shù)，特別是關(guān)于為了測量在配管內(nèi)流動的流體的瞬時流量及累計流量的流量計。
另外，本發(fā)明是關(guān)于設(shè)置在對暖爐、鍋爐等煤油燃燒裝置供給煤油的配管上，可以測量煤油的流量、并可容易攜帶的移動型流量計。
并且，本發(fā)明還屬于液體流出量控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于液體排出機器的流出量控制裝置。本發(fā)明裝置例如適合利用于控制使燃料油燃燒產(chǎn)生熱能的油燃燒器的燃料油噴霧流出量，使之產(chǎn)生要求的火力。
現(xiàn)有的測量各種流體特別是液體流量(或流速)的流量傳感器(或流速傳感器)使用有各種形式，但是從容易降低價格的理由考慮，則采用的是熱式(特別是傍熱型)的流量傳感器。
該傍熱型流量傳感器是在基板上利用薄膜技術(shù)通過絕緣層對薄膜發(fā)熱體和薄膜感溫體進行層疊，將基板安裝在配管上。通過對發(fā)熱體通電，加熱感溫體，使該感溫體的電氣特性例如電阻值變化。該電阻值的變化(根據(jù)感溫體的溫度上升)隨著在配管內(nèi)流動的流體流量(流速)而變化。這是因為發(fā)熱體發(fā)熱量中的一部分經(jīng)過基板傳遞給流體中，向該流體中擴散的熱量隨流體的流量(流速)而變化，為此向感溫體供給的熱量產(chǎn)生變化，該感溫體的電阻值產(chǎn)生變化。該感溫度電阻值的變化也隨流體的溫度而有所不同，因此，在測量上述感溫體電阻變化的電氣電路中也可裝入溫度補償用的感溫元件，盡可能減小由于流體溫度造成流量測量值的變化。
關(guān)于這種采用薄膜器件的傍熱型流量傳感器例如在特開平8-146026號公報中有所記載。
但是，現(xiàn)有的傍熱型流量傳感器安裝在直線狀的配管部分上，而且使流量檢測部的基板或?qū)υ摶暹M行熱連接的殼體從配管的壁面露出在流體中。
但是，當(dāng)流體是粘性流體，特別是粘度比較高的粘性流體時，在與配管內(nèi)的流體流動相直交的斷面上的流速分布變得很顯著(斷面內(nèi)的中央部分和外圍部分流速差別很大)。在上述現(xiàn)有的管壁上只是露出基板或與其連接的殼體部分時，上述流速分布對流量測量的精度將產(chǎn)生很大影響。這是因為在流量檢測時，未考慮在配管斷面中央部分流動的流體流速，而只考慮在配管管壁附近的流體流速的緣故。這樣，對現(xiàn)有的流量傳感器來說，在具有比較高粘度的粘性流體時，存在難于正確進行流量測量的問題。
即使在常溫下粘度較低的流體，隨著溫度的降低粘度也要上升，所以將產(chǎn)生與以上的流體粘性相關(guān)聯(lián)的問題。
并且，單位時間流量比較少時要比流量大時，上述問題更為顯著。
而且，使用流量傳感器的溫度環(huán)境隨著地理條件及室內(nèi)室外的不同而有極為寬的范圍，再加上季節(jié)條件及晝夜的不同，溫度環(huán)境的變化也極大，很希望在這樣很寬的環(huán)境溫度條件下能有正確檢測流量的流量傳感器。
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種流量傳感器，即使是比較高粘度的粘性流體，也能夠正確測量流過該配管內(nèi)的該流體的流量。
本發(fā)明的目的還在于提供的流體傳感器，即使是比較少的流量，也能夠正確測量流過該配管內(nèi)的該流體的流量。
本發(fā)明的目的還在于提供的流量傳感器，在廣泛環(huán)境溫度條件下，能夠正確測量流過配管內(nèi)的該流體的流量。
在現(xiàn)有的傍熱型流量傳感器中，是對發(fā)熱體加一定的電壓，得到規(guī)定的發(fā)熱量，在該發(fā)熱量中根據(jù)流體流量使一部分吸熱在該流體中，其余的一部分傳送給感溫體。為此，發(fā)熱體周圍的溫度隨流體流量而變化，流體流量大時溫度上升小，而流體流量低時溫度上升大。
這里的問題是出在當(dāng)由于某種原因流體特別是液體沒有時。這時由于流體的吸熱消失，所以感溫體的溫度急驟上升，造成流量傳感器隨時間而惡化。
另外，當(dāng)流體是煤油及其他可燃性及揮發(fā)性的流體時，在上述溫度急驟上升或其后供給流體時，該流體將會氣化，萬一混入空氣等時就有可能產(chǎn)生著火爆炸。
為此，本發(fā)明的目的還在于防止熱式流量傳感器的發(fā)熱體周圍的溫度過度上升，從而防止流量傳感器隨時間而惡化及防止可燃性被檢測流體的著火爆炸。
另外，現(xiàn)有技術(shù)對用戶供給煤油及燃氣等燃料流體時，測量向各用戶供給的燃料流體的流量(瞬時流量)，及測量對其累積的累積流量，根據(jù)該測量結(jié)果對用戶提出收費請求。
各用戶(例如一般家庭)所使用的燃燒消費燃料流體的機器各式各樣，這些機器一般來說燃料消費量(單位時間的流量)各不相同。例如煤油風(fēng)扇式加熱器不使用很大的流量(例如40cc/小時)，而煤油熱水器卻使用很大的流量(例如6000cc/小時)。
這樣，現(xiàn)在，燃料流體供給的流量范圍變得非常寬，與此同時對流量計要求的精度誤差也變得很嚴格了。即，如果流量測量的精度為誤差1％，則對煤油熱水器來說測量誤差最大可達60cc/小時，這樣對煤油風(fēng)扇式加熱器的流量40cc/小時進行測量意義就不大了。因此，在上述的燃料流體供給中，對于流量范圍為10cc/小時～20000cc/小時來說就要求誤差在0.01％以內(nèi)的嚴格精度。
為了適應(yīng)這樣寬流量范圍的高精度要求，現(xiàn)有技術(shù)提出將流量范圍分割成多數(shù)的流量區(qū)域，分別設(shè)置小流量區(qū)域用的流路和大流量區(qū)域用的流路，在各個流路中配置各自的流量傳感器(參考特開平8-240468號公報及特開平8-240468號公報)。
但是，這樣的流量計中，測量部的結(jié)構(gòu)即復(fù)雜又很大，使相應(yīng)的故障發(fā)生的頻度提高，進而流量傳感器的數(shù)量增多，這是很不利的。
另外，例如在特開平2-238213號公報中，提出了在寬范圍的流量區(qū)域進行高精度煤油流量的累積顯示的油服務(wù)器。但是不利的是該油服務(wù)器也是測量部分的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相應(yīng)故障發(fā)生的頻度變高。
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種流量計，不使測量部分的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并使該測量部分的故障發(fā)生的頻度降低，還不增加流量傳感器的數(shù)量，在很寬的流量范圍上以高的精度可以進行流量測量。
另外，暖爐、鍋爐等煤油燃燒裝置是通過燃燒煤油產(chǎn)生熱量，對空氣加溫使室內(nèi)暖和，或?qū)λ訜崾勾罅康乃序v，或產(chǎn)生作為動力源的高壓蒸氣。
在圖26、圖27A及圖27B中所示的鍋爐301中，從油罐302通過配管303供給煤油，通過燃燒器304使煤油噴出霧狀并使其燃燒，通過此時產(chǎn)生的熱量使大量的熱水沸騰，產(chǎn)生高壓蒸氣，使燃燒氣體從煙囪305排出。
而且，在油罐302和泵306之間配置除去塵、埃等異物的過濾器307，在泵306和燃燒器304之間設(shè)置測量煤油流量的流量計308。
但是，通過過濾器307的微小異物逐漸積累，或者在過濾器307和燃燒器304之間有異物侵入時，就無法除去這些異物，在燃燒器304的噴嘴309內(nèi)侵入異物，可能使排出口309a一部分閉塞。
這時，由于在噴嘴309內(nèi)流通的煤油量將減少，所以燃燒器304的性能不能充分發(fā)揮，在鍋爐301中產(chǎn)生的熱量減少。并且，煤油不完全燃燒，煤油的保有能量被白白流失，同時產(chǎn)生一氧化碳等不完全燃燒氣體，成為大氣污染的元兇。
作為解決這一問題的方法曾提出了控制空燃燒方法的方案，即通過在配管路內(nèi)配置的流量計308測量在配管303內(nèi)流通的煤油流量，供給與該測量值對應(yīng)的適量空氣，使煤油燃燒。
這樣，即使噴嘴309的排出口309a一部分閉塞，也不會有不完全燃燒，可以防止煤油的保有能量的浪費、及不完全燃燒氣體造成的大氣污染。而且，通過煤油的噴出壓力等使噴嘴309內(nèi)的異物從排出口309a排出，則燃燒器304可發(fā)揮本來的性能，使鍋爐301的發(fā)熱量恢復(fù)到正常情況。
通過以上方法，雖然可以防止不完全燃燒，但是卻不能阻止在鍋爐301中發(fā)生的熱量減少。另外，當(dāng)噴嘴309內(nèi)的異物不能從排出口309a排出時，最終還必須人為地去除異物。
本發(fā)明的目的在于為了解決這一問題，提供一種移動型流量計，可簡單地設(shè)置在對煤油燃燒裝置供給煤油的配管上，可瞬時測量煤油的流量，并且結(jié)構(gòu)簡單、輕量，操作人員可便于攜帶。
另外，在現(xiàn)有的使燃料油噴霧排出點火產(chǎn)生火焰的油燃燒器等的燃燒裝置中，為了得到要求的火力需要對從油燃燒器噴霧排出的燃料油的排出量進行控制。這種排出量的控制是控制向油燃燒器供給燃料油的配管(管路)內(nèi)的燃料油的流量，控制向油燃燒器的燃料油供給量。
例如，如圖28所示，在返回形噴嘴1102的燃料油供給通路1103上，連接有與燃料油罐1104相連接的燃料油供給管1105，在該燃料油供給管1105上從燃料油罐1104端依次配置過濾器1106及定容泵1107。在返回形噴嘴1102的燃料油返回路徑1108上連接有在過濾器1106和定容泵1107之間連接的燃料油返回管1109，在該燃料油返回管1109上從返回形噴嘴1109端依次配置流量調(diào)節(jié)閥1110和止回閥1111。
在該裝置中，通過使定容泵1107動作，經(jīng)過規(guī)定量過濾器1106將燃料罐1104內(nèi)的燃料油供給噴嘴1102，同時該規(guī)定量供給的燃料油通燃料油回流管1109的流量調(diào)節(jié)閥1110控制該流量值，從噴嘴1102噴霧排出，剩余的燃料油通過燃料油回流管1109返回。
為了進一步提高這種裝置中的燃料油排出量控制的精度，最近做了一些改良。
例如在特開平7-324728號公報中公開的技術(shù)中，為了能夠?qū)χ挥昧髁空{(diào)節(jié)閥1110調(diào)節(jié)供給臨界的微少流量的燃料油，將定容泵1107改為可變壓力泵，提高設(shè)定燃料油的供給壓力，與流量調(diào)節(jié)閥1110的節(jié)流控制相配合，控制從低噴霧排出量區(qū)域到高噴霧排出量區(qū)域的噴霧排出量，即控制向噴嘴的燃料油供給量。
另外，在特開平6-42746號公報中，分別將流量調(diào)節(jié)閥1110改為由控制器控制的油電磁閥，將定容泵1107同樣改為由控制器控制的恒差壓泵，還在燃料油回流管1109的連接部和燃料油罐1104之間，同樣配置由控制器控制的可變排出量泵，在該可變排出量泵的吸入端及排出端的一個上通過在燃料油供給管1105上安裝油量傳感器，假定在穩(wěn)定時從返回形噴嘴1102排出的油量與由可變排出量泵吸入、排出的油量相等，則檢測出由可變排出量泵的吸入、排出量，根據(jù)該檢測值與由控制器運算的期望流量值的差，修正向可變排出量泵的輸出值，得到所期望的油排出量。
但是，在以上的現(xiàn)有例中，實際上都沒有檢測從噴嘴排出的燃料油排出量并對排出量進行控制，例如當(dāng)產(chǎn)生泵的氣穴及過濾器輕度堵塞等不良情況時，很難迅速準確得到排出量，對排出量控制還有改良的余地。
即，當(dāng)燃料油排出量不進行高精度控制時，就不能最大限度發(fā)揮燃燒器的性能，實現(xiàn)所期望的良好燃燒狀態(tài)，產(chǎn)生因不完全燃燒造成的能量資源使用的浪費及不完全燃燒排氣造成的大氣污染等問題。
以上的問題，特別是當(dāng)燃料油供給量少時變動率加大，所以影響也非常大。
如上所述，沒有對微小液體流量也能迅速響應(yīng)正確檢測的流量傳感器，也是難于對上述燃料油等液體進行準確排出量控制的原因。
為此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種液體排出量控制裝置，盡可能準確檢測從各種噴嘴等的液體噴出機器實際排出的液體量，根據(jù)該量可以容易得到所期望的排出量。
本發(fā)明的另一目的是構(gòu)成一種液體排出量控制裝置，在這樣進行排出量控制時，即使是比較高粘度的粘性流體、即使是比較少的排出量、或者在很寬的環(huán)境溫度條件下，通過以很高的響應(yīng)性正確地檢測流量，也可以實現(xiàn)可靠性很高的反饋控制，從而達到所期望的排出量。
根據(jù)本發(fā)明，為了達到以上的目的提供一種流量傳感器，其特征在于包括具有發(fā)熱功能和感溫功能的流量檢測部、及為使從該流量檢測部傳出的熱量傳遞給被檢測流體并被吸熱所形成的該被檢測流體的管路，在上述流量檢測部中，根據(jù)發(fā)熱執(zhí)行受到上述被檢測流體吸熱影響的感溫，根據(jù)該感溫的結(jié)果檢測上述管路內(nèi)被檢測流體的流量；在上述流量檢測部上附設(shè)有向上述管路內(nèi)延伸的傳熱用構(gòu)件，該傳熱用構(gòu)件至少延伸到上述管路斷面的中央部分附近。
依照本發(fā)明的一種形態(tài)，上述流量檢測部在基板上形成薄膜發(fā)熱體及可受到該薄膜發(fā)熱體的發(fā)熱影響而配置的流量檢測用薄膜感溫體。根據(jù)該形態(tài)，上述傳熱用構(gòu)件接合在上述基板上。
依照本發(fā)明的一種形態(tài)，上述薄膜發(fā)熱體和上述流量檢測用薄膜感溫體在上述基板的第1面之上通過絕緣層進行層疊。根據(jù)該形態(tài)，上述傳熱用構(gòu)件接合在上述基板的第2面上。
依照本發(fā)明的一種形態(tài)，上述傳熱用構(gòu)件在上述管路方向的尺寸比與上述管路斷面內(nèi)的上述傳熱用構(gòu)件延伸方向相直交方向的尺寸大。
依照本發(fā)明的一種形態(tài)，上述管路在上述傳熱用構(gòu)件的延伸部分處是彎曲的。
另外，根據(jù)本發(fā)明，為了達到以上目的提供的流量傳感器，其特征在于包括具有發(fā)熱功能和感溫功能的流量檢測部、及為使從該流量檢測部傳出的熱量傳遞給被檢測流體并被吸熱所形成的該被檢測流體的管路，在上述流量檢測部中，根據(jù)發(fā)熱執(zhí)行受到上述被檢測流體吸熱影響的感溫，根據(jù)該感溫的結(jié)果檢測上述管路內(nèi)被檢測流體的流量；上述管路具有彎曲部分，上述流量檢測部配置在位于橫穿從上述管路彎曲部分的被檢測流體流入端流入的被檢測流體的行進方向上的被測流體流出端的壁上。
依照本發(fā)明的一種形態(tài)，上述流量檢測部在基板的第1面之上使薄膜發(fā)熱體和流量檢測用薄膜感溫體通過絕緣層進行層疊，將上述基板的第2面接合在上述彎曲部分的被檢測流體流出端的壁面上。
在以上的本發(fā)明中，在檢測上述管路內(nèi)被檢測流體的流量時，為了檢測用于補償上述管路內(nèi)被檢測流體的溫度可以設(shè)置溫度檢測部。而且，上述溫度檢測部最好具有與上述流量檢測部同等的感溫功能。
另外，根據(jù)本發(fā)明，為了達到以上目的，所提供的流量傳感器，其特征在于具有發(fā)熱體及為接收該發(fā)熱體發(fā)熱的影響而設(shè)置的流量檢測用感溫體，為使從上述發(fā)熱體發(fā)出的熱量傳遞給被檢測流體并被吸熱，而形成該被檢測流體的流通路徑，根據(jù)上述發(fā)熱體的發(fā)熱，在上述流量檢測用感溫體上執(zhí)行受到上述被檢測流體的吸熱影響的感溫，在對上述發(fā)熱體供給電力的路徑上連接控制發(fā)熱體發(fā)熱的發(fā)熱控制裝置，該發(fā)熱控制裝置根據(jù)上述感溫的結(jié)果，控制向上述發(fā)熱體供給的電力，以便使該感溫的結(jié)果與目標(biāo)一致，并根據(jù)上述發(fā)熱控制裝置進行的控制狀態(tài)，檢測上述被檢測流體的流量。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，利用上述流量檢測用感溫體形成電橋電路，從該電橋電路可得到表示上述感溫結(jié)果的輸出，根據(jù)該輸出控制上述發(fā)熱控制裝置。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述電橋電路包括為對上述被檢測流體進行溫度補償?shù)臏囟妊a償用感溫體。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述發(fā)熱控制裝置是可變電阻。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述可變電阻采用晶體管，該晶體的控制輸入中采用依據(jù)表示上述感溫結(jié)果輸出的信號。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，表示上述發(fā)熱控制裝置控制狀態(tài)是采用加在上述發(fā)熱體上的電壓。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，表示上述感溫結(jié)果的輸出通過響應(yīng)性設(shè)定裝置輸入到上述發(fā)熱控制裝置中。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述響應(yīng)性設(shè)定裝置包括差分放大電路及可輸入該輸出的積分電路。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，表示上述感溫結(jié)果的輸出經(jīng)積分電路輸入到上述發(fā)熱控制裝置。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，在上述積分電路的前級上連接差分放大電路。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述發(fā)熱體及上述流量檢測用感溫體都由薄膜構(gòu)成，這些發(fā)熱體及流量檢測用感溫體在基板上通過絕緣層進行層疊。
另外，根據(jù)本發(fā)明，為了達到以上目的提供一種流量計，其特征在于具有發(fā)熱體及為接受該發(fā)熱體發(fā)熱的影響而設(shè)置的流量檢測用感溫體，為使從上述發(fā)熱體發(fā)出的熱量傳遞給被檢測流體并被吸熱，而形成該被檢測流體的流通路徑，根據(jù)上述發(fā)熱體的發(fā)熱，在上述流量檢測用感溫體上執(zhí)行受到上述被檢測流體吸熱影響的感溫，在對上述發(fā)熱體供給電力的路徑上連接控制發(fā)熱體發(fā)熱的發(fā)熱控制裝置，該發(fā)熱控制裝置控制向上述發(fā)熱體供給的電力，以便使上述感溫的結(jié)果與目標(biāo)一致，此處的上述發(fā)熱控制裝置是通過對應(yīng)于上述感溫結(jié)果的頻率的脈沖信號對供給上述發(fā)熱體的電力進行ON-OFF控制，通過測量上述脈沖信號的頻率來檢測上述被檢測流體的流量。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，利用上述流量檢測用感溫體形成電橋電路，從該電橋電路可得到表示上述感溫結(jié)果的輸出，通過差分放大電路及積分電路對該輸出進行處理，將所得到的電壓信號進行電壓—頻率變換得到上述脈沖信號。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，在對上述發(fā)熱體供給電力的路徑上存在開關(guān)裝置，上述發(fā)熱控制裝置通過對上述開關(guān)裝置的開閉進行上述ON-OFF控制。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，具有多條對上述發(fā)熱體供給電力的路徑，在各電壓供給路徑上加有相互不同的電壓，并分別裝有開關(guān)裝置，上述發(fā)熱控制裝置選擇上述多條電力供給路徑中的一條，通過對其開關(guān)裝置的開閉進行上述ON-OFF控制。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，當(dāng)上述脈沖信號的頻率達到下限設(shè)定值時，則上述發(fā)熱控制裝置要選擇加有更低電壓的上述電力供給路徑，而當(dāng)上述脈沖信號的頻率達到上限設(shè)定值時，則上述發(fā)熱控制裝置要選擇加有更高電壓的上述電力供給路徑。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述電力供給路徑的選擇是通過差分放大電路及積分電路，對利用上述流量檢測用感溫體所形成電橋電路所得到的表示上述感溫結(jié)果的輸出進行處理，檢測由此所得到的電壓信號的方法進行的。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述開關(guān)裝置是場效應(yīng)晶體管。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述電橋電路包括為對上述被檢測流體進行溫度補償?shù)臏囟妊a償用感溫體。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述發(fā)熱體及上述流量檢測用感溫體都是由薄膜構(gòu)成，這些發(fā)熱體及流量檢測用感溫體在基板上通過絕緣層進行層疊。
另外，為了達到上述目的，本發(fā)明構(gòu)成的移動型流量計，包括在兩端部上形成與外部配管連接的連接部、在內(nèi)部貫穿流通管的全體部、及蓋體部構(gòu)成的殼體；裝放在上述殼體內(nèi)、檢測流體流量的流量傳感器；顯示流量值的顯示部；為了供給電源、測量流量的操作部；及將由上述流量傳感器檢測的流量顯示在顯示部上的電氣電路。
為了進行高靈敏度的流量檢測，上述流量傳感器具有在基板上形成發(fā)熱體和感溫體的流量檢測部、在與被檢測流體之間進行熱傳導(dǎo)的翅片、及輸出對應(yīng)于流量的電壓值的輸出端。最好用成模方法將上述流量檢測部、上述翅片的一部分及上述輸出端的一部分覆蓋起來。
為了減少由煤油溫度造成的流量測量值的誤差，最好還將檢測流體溫度的溫度傳感器裝放在上述殼體內(nèi)。
而且，為了進行高靈敏度的溫度檢測，上述溫度傳感器具有在基板上形成感溫體的溫度檢測部、在與被檢測流體之間進行熱傳導(dǎo)的翅片、輸出對應(yīng)于溫度的電壓值的輸出端。最好通過成模將上述溫度檢測部、上述翅片的一部分及上述輸出端的一部分覆蓋起來。
上述顯示部也可以設(shè)置在上述殼體蓋體部的上面，對流量的測量值進行數(shù)字顯示。
上述操作部也可以設(shè)置在上述殼體蓋體部的上面，由電源按鈕和測量按鈕構(gòu)成。
如果上述電氣電路具有輸出對應(yīng)于包括上述流量傳感器的感溫度、上述溫度傳感器的感溫體在內(nèi)流體流量的電位差的電橋電路；將對應(yīng)于流體流量的電壓差變換為對應(yīng)頻率的脈沖信號的V/F轉(zhuǎn)換電路；對該脈沖信號計數(shù)的計數(shù)器；及換算為對應(yīng)于頻率的流量的微型計算機，則在上述顯示部上可以數(shù)字顯示流量的測量值。
移動型流量計也可以安裝在外部配管上附設(shè)的旁通管上，也可以安裝在外部配管上附設(shè)的自封接頭上。當(dāng)安裝在自封接頭上時，就不配設(shè)開閉閥門了，安裝作業(yè)也很簡單。
另外，本發(fā)明為了達到以上目的，提供一種液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于從通過連接在液體供給源上的管路將由泵供給的液體向外部排出的液體排出機器，按所期望的排出量排出液體；在上述泵和上述液體排出機器之間，具有檢測在上述管路中流動的液體流量的流量傳感器、在該流量傳感器的上流可使上述管路內(nèi)流體流量變化的流量調(diào)節(jié)裝置、及使上述流量傳感器所檢測的流量值成為對應(yīng)于上述所期望排出量的值的控制上述流量調(diào)節(jié)裝置的控制部。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述流量調(diào)節(jié)裝置在上述泵與上述流量傳感器之間由裝在上述管路上的流量調(diào)節(jié)閥及/或排出量可變的上述泵構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述液體是可燃性液體，上述液體排出機器是非返回形噴嘴。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述液體是燃料油，上述液體排出機器是非返回形油壓式油燃燒器。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，在上述管路上附設(shè)有使上述液體從緊靠上述流體傳感器位置的上流位置向上述泵的上流位置回流的路徑，在該路徑上裝有止回閥，該止回閥當(dāng)在壓力差超過規(guī)定值以上時使液體通過。
另外，根據(jù)本發(fā)明，為了達到以上目的提供的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于通過連接在液體供給源上的管路由泵供給的液體的一部分向外排出，而另一部分通過回流管返回上述管路的液體排出機器按所期望的排出量排出液體；在上述泵與上述液體排出機器之間具有檢測在上述管路中流動的液體流量的第1流量傳感器、檢測在上述回流管返回的液體流量的第2流量傳感器、在上述第1流量傳感器的上流可使在上述管路中流動的液體流量變化的流量調(diào)節(jié)裝置、及控制上述流量調(diào)節(jié)裝置的控制部，該控制部使從上述第1流量傳感器所檢測的第1流量值減去由上述第2流量傳感器所檢測的第2流量值所得到的值對應(yīng)于上述所期望的排出量。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述流量調(diào)節(jié)裝置在上述泵和上述第1流量傳感器之間，由裝在上述管路中的流量調(diào)節(jié)閥及/或排出量可變的上述泵構(gòu)成。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述液體是可燃性液體，上述液體排出機器是返回性噴嘴。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述液體是燃料油，上述液體排出機器是返回形油壓式油燃燒器。
在以上的本發(fā)明中，上述流量傳感器或上述第1流量傳感器及上述第2流量傳感器可使用的是具有帶發(fā)熱功能和感溫功能的流量檢測部；安裝在為使從該流量檢測部傳出的熱量傳遞給上述液體并被吸熱的上述管路上；在上述流量檢測部上，根據(jù)發(fā)熱執(zhí)行受到上述液體吸熱影響的感溫；在上述流量檢測部上附設(shè)向上述管路內(nèi)延伸的熱傳遞用構(gòu)件；該熱傳遞用構(gòu)件至少延伸到上述管路斷面的中央部分附近。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述流量檢測部在基板上形成薄膜發(fā)熱體及接受該薄膜發(fā)熱體發(fā)熱的影響而配置的流量檢測用薄膜感溫體。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述熱傳遞用構(gòu)件接合在上述基板上。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述薄膜發(fā)熱體和上述流量檢測用薄膜感溫體在上述基板的第1面之上通過絕緣層進行層疊。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述熱傳遞用構(gòu)件接合在上述基板的第2面上。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述熱傳遞用構(gòu)件的上述管路方向的尺寸比在上述管路的斷面內(nèi)與上述熱傳遞用構(gòu)件延伸方向相直交方向的尺寸要大。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，具有溫度檢測部，為的是在檢測上述管路內(nèi)液體的流量時，檢測用于補償?shù)纳鲜龉苈穬?nèi)液體的溫度。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述溫度檢測部具有與上述流量檢測部同等的感溫功能。
在本發(fā)明的一種形態(tài)中，上述泵是容積形泵。
本發(fā)明的這些和其他目的、優(yōu)點及特征將通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例的描述而得到進一步說明，在這些附圖中

圖1、表示本發(fā)明的流量傳感器實施例的部分切口側(cè)面圖。
圖2、表示本發(fā)明的流量傳感器實施例的斷面圖。
圖3、表示本發(fā)明的流量傳感器實施例的部分切口平面圖。
圖4、本發(fā)明的流量傳感器實施例的流量檢測部的分解透視圖。
圖5、本發(fā)明的流量傳感器實施例的流量傳感器的電路構(gòu)成圖。
圖6A及圖6B、表示本發(fā)明的流量傳感器的熱傳遞用構(gòu)件的例子。
圖7A及圖7B、表示本發(fā)明的流量傳感器實施例變形例的模式圖。
圖8、表示本發(fā)明的流量傳感器實施例的部分斷面圖。
圖9、表示本發(fā)明的流量傳感器實施例變形例的模式圖。
圖10、表示本發(fā)明的流量傳感器實施例的電路構(gòu)成圖。
圖11、表示本發(fā)明的流量傳感器的電橋電路變形例。
圖12、表示本發(fā)明的流量計實施例的電路構(gòu)成圖。
圖13、本發(fā)明的移動型流量計的分解透視圖。
圖14A及圖14B、分別為本發(fā)明的移動型流量計的正面斷面及取下蓋體部后狀態(tài)的平面圖。
圖15A及圖15B、分別為本發(fā)明的移動型流量計的正面斷面圖及側(cè)面斷面圖。
圖16A及圖16B、分別為流量傳感器的正面斷面圖及側(cè)面斷面圖。
圖17、流量傳感器的流量檢測部的分解透視圖。
圖18、流量傳感器的流量檢測部的縱斷面圖。
圖19、表示流量傳感器制造工序的說明圖。
圖20、表示本發(fā)明的移動型流量計實施例的電氣電路圖。
圖21A及圖21B、表示在附設(shè)旁通管的外部配管上安裝本發(fā)明的移動型流量計的方法的說明圖。
圖22A及圖22B、表示在附設(shè)自封接頭的外部配管上安裝本發(fā)明的移動型流量計的方法的說明圖。
圖23、本發(fā)明的液體排出機器的排出量控制裝置實施例的概要構(gòu)成圖。
圖24、本發(fā)明的液體排出機器的排出量控制裝置實施例的概要構(gòu)成圖。
圖25、本發(fā)明的液體排出機器的排出量控制裝置實施例的概要構(gòu)成圖。
圖26、表示從油罐供給煤油，通過燃燒器體煤油燃燒，到從煙囪排出燃燒氣的概要構(gòu)成圖。
圖27A、鍋爐的部分切斷透視圖；圖27B、燃燒器的部分切斷透視圖。
圖28、現(xiàn)有的液體排出機器的排出量控制裝置的概要構(gòu)成圖。
下面參照附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。
圖3是表示本發(fā)明的流量傳感器的部分切口平面圖，圖1和圖2分別是其部分切口的側(cè)面圖和斷面圖。
在這些圖中，2為殼體主體部，穿通該殼體主體部形成作為被檢測流體的流通路徑的管路4。該管路4延伸到殼體主體部的兩端。在該殼體主體部的兩端，形成與外部配管連接的連接部6a、6b。在殼體2上在管路4的上方形成器件裝放部，在各裝放部上用螺釘固定殼體蓋體部8。通過該殼體蓋體部8和上述殼體主體部2構(gòu)成殼體。
在上述殼體內(nèi)配置流量檢測部12。該流量檢測部12如圖4所示構(gòu)成片狀，即在基板12-1的上面(第1面)形成絕緣層12-2，在其上形成薄膜發(fā)熱體12-3，在其上形成該薄膜發(fā)熱體的一對電極層12-4、12-5，在其上形成絕緣層12-6，在其上形成流量檢測用薄膜感溫體12-7，在其上形成絕緣層12-8。基板12-1可以采用例如厚度為0.5mm左右、大小為2～3mm四方形的硅及氧化鋁等構(gòu)成的基板(在采用氧化鋁等絕緣基板時，可以省去絕緣層12-2)；薄膜發(fā)熱體12-3可以采用膜厚為1μm左右按要求形狀圖案形成的金屬陶瓷構(gòu)成；電極層12-4、12-5可以由膜厚為0.5μm左右的鎳構(gòu)成或者在其上層疊膜厚為0.1μm左右的金；絕緣層12-2、12-6、12-8可以由膜厚為1μm左右的SiO2構(gòu)成；薄膜感溫體12-7可以由膜厚為0.5～1μm左右按要求形狀例如S形圖案形成的白金及鎳等溫度系數(shù)大、穩(wěn)定的金屬電阻膜構(gòu)成(或者由氧化錳系列的NTC熱敏電阻構(gòu)成)。這樣，薄膜發(fā)熱體12-3和薄膜感溫體12-7之間通過薄膜絕緣層12-6極為接近進行配置，薄膜感溫體12-7可以立即受到薄膜發(fā)熱體12-3發(fā)熱的影響。
如圖1及圖2中所示，在流量檢測部12的下面即基板12-1的下面(第2面)，通過熱傳導(dǎo)性良好的接合劑16接合熱傳遞用構(gòu)件的翅片14。翅片14例如可由銅、杜拉鋁、銅鎢合金構(gòu)成；接合劑例如可使用銀膏。另外，在殼體主體部2上配置上述流量檢測部12的位置上形成穿過翅片的開口；在該開口內(nèi)插入翅片14的狀態(tài)下填充密封閉的玻璃，形成玻璃封口18。
翅片14在中央位置大體彎曲成直角，上部水平部分接合在流量檢測器12上，下部垂直部分伸入管路4內(nèi)。該翅片14在具有大體為圓形斷面的管路4內(nèi)，穿過該斷面內(nèi)的中央從上部向下部橫穿該管路4放置。不過管路4的斷面也不一定需要圓形，也可以是適當(dāng)?shù)臄嗝嫘螤睢Ｔ诠苈?內(nèi)，上述翅片14在管路方向的尺寸L1要比該翅片14的厚度L2充分大。因此，翅片14對管路4內(nèi)流體的流通沒有大的影響，可以在流量檢測部12和流體之間進行良好的熱傳遞。
在上述殼體內(nèi)，從流量檢測器12沿著管路4隔著一段距離的位置上配置有流體溫度檢測部22。該溫度檢測部22在與上述流量檢測部12相同的基板上由形成同樣的薄膜感溫度的片狀物構(gòu)成。另外，溫度檢測部22在殼體主體部2的管路4的正上方，為提高熱傳遞而形成薄壁的部分上，通過熱傳導(dǎo)性良好的接合劑粘接。流體溫度檢測部22在管路4內(nèi)的流體流通方向上最好配置在上流端。
另外，為將以上的流量檢測部12及溫度檢測部22覆蓋起來，分別形成樹脂覆蓋層20、24。在圖3中這些樹脂覆蓋層已經(jīng)省去。
在上述殼體內(nèi)，在流量檢測部12及溫度檢測部22以外的部分上固定配置有布線基板26。該布線基板26的電極中的幾個通過焊接線28與上述流量檢測部12的電極電氣連接，同樣通過焊接線與上述溫度檢測部22的電極進行電氣連接。這些焊接線28通過上述樹脂覆蓋層20、24進行密封。布線基板26的電極中另一些與外部引線30連接，該外部引線30伸出到殼體外部。
圖5是本實施例的流量傳感器的電路構(gòu)成圖。如圖所示，直流電源40的電壓加到薄膜發(fā)熱體12-3和電橋電路42上。電橋電路42中的差分放大器44的輸出可得到表示流量的輸出。即，在流量檢測器12上，根據(jù)薄膜發(fā)熱體12-3的發(fā)熱，通過翅片14接受被檢測流體吸熱的影響，執(zhí)行薄膜感溫體12-7的感溫，根據(jù)該感溫的結(jié)果，檢測管路4內(nèi)被檢測流體的流量。
根據(jù)以上的本實施例，即使被檢測流體是粘度比較高的粘性流體，并且不論管路4的斷面內(nèi)的徑向流量分布如何，都可以進行充分反映流量分布的準確流量檢測。從而，即使是比較少的微小流量或者在很寬的環(huán)境溫度條件下，都可以正確測量在配管內(nèi)流動的流體流量。
在以上的實施例中，翅片14是穿過管路斷面的中央部分自上部向下部橫穿的，但是該翅片14也可以從管路斷面的上部延伸到中央部分附近。這樣，無論管路4的斷面內(nèi)的徑向流量分布如何，都可以進行良好反映該流量分布的正確流量檢測。
代替上述翅片14可以使用在管路4內(nèi)斷面形狀不同的其他熱傳遞用構(gòu)件。這樣的熱傳遞用構(gòu)件的例子如圖6A及圖6B所示。圖6A中斷面形狀為流線形，特稱為滴淚形形狀的翅片14′，采用這一形狀可以使流體的流動盡量不打亂，以高效率進行熱交換。圖6B中是斷面形狀為圓形的熱傳遞用構(gòu)件14″。
圖7A和圖7B是表示上述實施例的變形例的模式圖。在圖7A中，管路4是彎曲的，在該彎曲部分裝有附設(shè)在流量檢測部12上的翅片14。彎曲部分的彎曲角θ是任意的，例如為90°≤θ＜180°。在圖7A的例子中，翅片14伸入在管路4彎曲部分的流體流出端。在圖7B的例子中，同樣，管路4是彎曲的，在流量檢測部12上附設(shè)的翅片14雖然也位于該彎曲部分上，但是在該例子中，翅片14是伸入管路4的彎曲部分的流體流入端。為了構(gòu)成具有與上述圖1～5實施例同樣的流體溫度檢測部22及布線基板26等配置的殼體，最好用上述圖7B的配置。
圖8是表示本發(fā)明的流體傳感器另一實施例的部分斷面圖。在本圖中對具有與上述圖1～6A、6B、7A、7B中相同功能的構(gòu)件加有相同的標(biāo)號。
在本實施例中，管路4是彎曲的，在該彎曲部分流體流出一側(cè)配置有流量檢測部12。即，流量檢測部12配置在位于橫穿從流體流入端流入被檢測流體行進方向的流體流出端的壁面上。另外，在流體流入端配置有溫度檢測部22。這些流量檢測部12及溫度檢測部22為了接近殼體主體部2的管路4，提高熱傳遞，在薄壁的部分上分別通過熱傳導(dǎo)性良好的接合劑16、16′進行粘合。
在本實施例中，由于流入彎曲部的流體將沖擊配置有流量檢測部12的管路壁，即使被檢測流體是粘度比較高的粘性流體，并且不論管路4的直線部分的斷面內(nèi)的徑向流量分布如何，仍能進行正確的流量檢測。從而，在很寬的環(huán)境溫度條件下可以正確測定在配管內(nèi)流動的流量。
在本實施例中，彎曲部分的彎曲角度θ例如可以為45°≤θ≤135°。
圖9是表示上述圖8的實施例的變形例的模式圖。在該例中，流量檢測器12裝放在熱傳導(dǎo)性良好的罩13內(nèi)，凸出到管路4內(nèi)。
圖10是表示本發(fā)明的流量傳感器的一個實施例的電路構(gòu)成圖。供給電源例如為+15V(±10％)，供給恒壓電路102。該恒壓電路102例如在±6V(±3％)時輸出0.1W，該輸出供給電橋電路104。在電橋電路104中包括流量檢測用感溫體104-1、溫度補償用感溫體104-2及可變電阻104-3、104-4。
電橋電路104的a、b點的電壓輸入到差分放大電路106。該差分放大電路106通過可變電阻使放大系數(shù)可變。差分放大電路106的輸出被輸入到積分電路108。這些放大系數(shù)可變的差分放大電路106和積分電路108將起到下述的響應(yīng)性設(shè)定裝置的功能。
另一方面，上述供給電源連接在NPN晶體管110的集電極上，該晶體管110的發(fā)射極連接在發(fā)熱體112上。另外，晶體管110的基極上輸入上述積分電路108的輸出。即，供給電源經(jīng)過晶體管110向發(fā)熱體112供給電流(即，在發(fā)熱體112上加電壓，產(chǎn)生電流，供給功率)，加在該發(fā)熱體112上的電壓通過晶體管110的分壓進行控制。而且，晶體管110的分壓由經(jīng)過電阻向基極輸入的積分電路108的輸出電流進行控制，晶體管110起可變電阻的功能，起控制發(fā)熱體112發(fā)熱的發(fā)熱控制裝置的功能。
本實施例的流量傳感器具有上述圖1～4所示的結(jié)構(gòu)部分。此處圖10中所示的發(fā)熱體112及流量檢測用感溫體104-1分別相當(dāng)于圖4中所示的薄膜發(fā)熱體12-3及薄膜感溫體12-7。溫度檢測部22與流量檢測器12是在同樣基板上形成同樣薄膜感溫體(相當(dāng)于上述圖10的溫度補償用感溫體104-2)的片狀物。
在流量檢測部12上，根據(jù)薄膜發(fā)熱體12-3(112)的發(fā)熱，經(jīng)過翅片14接受被檢測流體的吸熱影響，執(zhí)行薄膜感溫體12-7(104-1)的感溫。而且，該感溫的結(jié)果，可得到圖10中所示的電橋電路104的a、b點的電壓Va、Vb之差。
根據(jù)流量不同，流量檢測用感溫體104-4溫度發(fā)生變化，使(Va-Vb)的值相應(yīng)變化。預(yù)先適當(dāng)設(shè)定可變電阻104-3、104-4的電阻值，就可以在基準為所期望的流體流量時，使(Va-Vb)值為零。在該基準流量時，差分放大電路106的輸出為零，而積分電路108的輸出一定，晶體管110的電阻值也一定。這時，加到發(fā)熱體上的分壓也一定，此時的流量輸出表示上述基準流量。
當(dāng)流體流量從基準流量增減時，則差分放大電路106的輸出就根據(jù)(Va-Vb)值，改變極性(根據(jù)流量檢測用感溫體104-1電阻—溫度特性的正負而不同)及大小，從而積分電路108的輸出產(chǎn)生變化。積分電路108輸出變化的塊慢可以通過差分放大電路106的可變電阻106a進行的放大系數(shù)設(shè)定來進行調(diào)節(jié)。通過這些積分電路108和差分放大電路106，設(shè)定控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性。
由于流體流量增加時流量檢測用感溫體104-1的溫度下降，所以若增加發(fā)熱體112的發(fā)熱量(即增加向發(fā)熱體112供給的功率)，就得從積分電路108控制對晶體管110的基極的輸入，降低晶體管110的電阻。
另一方面，當(dāng)流體流量減少時，由于流量檢測用感溫體104-1的溫度上升，所以若減少發(fā)熱體112的發(fā)熱量(即減少向發(fā)熱體112供給的功率)，就要從積分電路108控制對晶體管110基極的輸入，使晶體管110的電阻增加。
如上所述，為使由流量檢測用感溫體104-1檢測的溫度不隨流體流量的變化而變化，經(jīng)常保持目標(biāo)值，則對發(fā)熱體112的發(fā)熱進行反饋控制(根據(jù)流量檢測用感溫體104-1的電阻—溫度特性的正負，必要時適當(dāng)反轉(zhuǎn)差分放大電路106輸出的極性)。而且，由于這時加到發(fā)熱體112上的電壓對應(yīng)于流體流量，所以將其作為電流輸出取出。
根據(jù)以上的本實施例，不論被檢測流體的流量如何，由于發(fā)熱體112周圍的流量檢測用感溫體104-1的溫度大體維持一定，所以流量傳感器隨時間而惡化很少，還可以防止可燃性被檢測流體發(fā)生著火爆炸。
另外，在本實施例中，由于在發(fā)熱體112上不需要恒壓電路，所以具有在電橋電路104中使用低輸出的恒壓電路102即可的優(yōu)點。為此，可以減小恒壓電路的發(fā)熱量，即使使流量傳感器小型化也可良好地維持流量檢測精度。
圖11表示上述實施例的流量傳感器的電橋電路104的變形例。該變形例與上述實施例雖然對差分放大電路106的輸出(Va-Vb)的變化特性不同，但是可以進行同樣的反饋控制。
圖12是表示本發(fā)明的流量計一實施例的電路構(gòu)成圖。
供給電源采用家庭用的交流100V，然后通過直流轉(zhuǎn)換電路101，輸出+15V、-15V、+5V的直流。從直流轉(zhuǎn)換電路101輸出的直流+15V輸入到穩(wěn)壓電路102，然后輸出供給下述加熱器(薄膜發(fā)熱體)的穩(wěn)定直流1V、5V、10V(在-40～+80℃時精度在0.1％以內(nèi))。
從穩(wěn)壓電路102輸出例如+6V的穩(wěn)定直流(輸出為0.1W)。該輸出供給電橋電路104。在電橋電路104中包括流量檢測用感溫體104-1、溫度補償用感溫體104-2、電阻104-3及可變電阻104-4。
電橋電路104的a、b點的電壓Va、Vb輸入到放大系數(shù)可變的差分放大電路106。該差分放大電路106的輸出則輸入到積分電路108。這些差分放大電路106和積分電路108如下所述，起控制系統(tǒng)的響應(yīng)性設(shè)定裝置的功能。
另一方面，穩(wěn)壓電路102的1V、5V、10V輸出分別通過加熱器電流控制用(作為開關(guān)用)的3個場效應(yīng)晶體管110a、110b、110c，供給加熱器112 。
本實施例的流量計的測量部(傳感器結(jié)構(gòu)部分)與上述圖1～4中所示的相同。此處圖12中所示的加熱器112及流量檢測用感溫體104-1分別相當(dāng)于圖4中所示的薄膜發(fā)熱體12-3及薄膜感溫體12-7。溫度檢測部22在與流量檢測部12相同的基板上、形成同樣的薄膜感溫體(相當(dāng)于上述圖12的溫度補償用感溫體104-2)的片狀物。
在流量檢測部12上，根據(jù)薄膜發(fā)熱體12-3的發(fā)熱，通過翅片14接受被檢測流體吸熱的影響，執(zhí)行薄膜感溫體12-7的感溫。而且，該感溫的結(jié)果，可得到圖12中所示的電橋電路104的a、b點的電壓Va、Vb的差。
根據(jù)流量不同，流量檢測用感溫體104-1溫度發(fā)生變化使(Va-Vb)的值相應(yīng)變化。預(yù)先適當(dāng)設(shè)定可變電阻104-4的電阻值，就可以在達到基準的所期望流體流量時，使(Va-Vb)的值為零。在該基準流量中，差分放大電路106的輸出為零，積分電路108的輸出一定(對應(yīng)于基準流量的值)。另外，積分電路108的輸出則調(diào)整電平使最小值為OV。
積分電路108的輸出被輸入到V/F轉(zhuǎn)換電路114中，在此形成對應(yīng)于電壓信號的頻率(例如最大5×10-5)的脈沖信號。該脈沖信號的脈沖寬度(時間寬度)是固定的(例如是1～10微秒的期望值)。例如，在積分電路108的輸出為1V時，輸出頻率為500Hz的脈沖信號，而在積分電路108的輸出為4V時，輸出頻率為2000Hz的脈沖信號。
V/F轉(zhuǎn)換電路114的輸出被輸入到輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)116。在此，通過下述的微型計算機的控制，對V/F轉(zhuǎn)換電路114的輸出脈沖信號進行輸出轉(zhuǎn)換，使其供給3個開關(guān)晶體管110a、110b、110c中的某一個柵極。這樣，對柵極有輸入脈沖信號的晶體管(即，通過輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)所選擇的晶體管)，可以向加熱器112提供電流。從而，在加熱器112上通過由輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)116所選擇的晶體管，以對應(yīng)于積分電路108輸出值的頻率并以脈沖形式加上1V、5V、10V中的某一個電壓，對該加熱器流入脈沖狀電流(即，供給功率)。這樣使加熱器發(fā)熱。由于加熱器112的發(fā)熱量大體與所加電壓的平方成比例，所以在本實施例中當(dāng)加5V、10V的電壓時，就分別可以得到相當(dāng)于加1V電壓時的約25倍及約100倍的發(fā)熱量。
在本實施例中，將應(yīng)測量的流量范圍劃分為3個流量區(qū)。通過上述開關(guān)晶體管110a、110b、c110所選擇的所加電壓1V、5V、10V分別使用在低流量區(qū)(例如10～500cc/小時)、中流量區(qū)(例如100～5000cc/小時)及高流量區(qū)(例如1000～20000cc/小時)，這樣，相鄰的流量區(qū)部分范圍也可以重復(fù)。
V/F轉(zhuǎn)換電路114的頻率在基準頻率發(fā)生電路120中根據(jù)溫度補償型晶體振子所設(shè)定的高精度時鐘設(shè)定。V/F轉(zhuǎn)換電路114輸出的脈沖信號由脈沖計數(shù)器124進行計數(shù)。微機126以基準頻發(fā)生電路120所發(fā)生的頻率為基準進行脈沖計數(shù)(脈沖頻率)，將其結(jié)果換算為對應(yīng)的流量(瞬時流量)，以對該流量按時間換算來計算累積流量。這些瞬時流量及累積流量的值通過顯示電路128進行顯示，同時通過數(shù)據(jù)傳輸線路130傳輸向外部(傳輸線路例如可利用電話線及其他網(wǎng)絡(luò))。另外，根據(jù)要求可以將瞬時流量及累積流量的數(shù)據(jù)存儲在存儲器132中。
103是后備電源(例如電池)。
在此，當(dāng)流體流量增減時，差分放大電路106的輸出根據(jù)(Va-Vb)的值改變極性(隨著流量檢測用感溫體104-1的電阻—溫度特性的正負而有所不同)及大小，從而積分電路108的輸出產(chǎn)生變化。積分電路108輸出變化的快慢可以通過差分放大電路106放大系數(shù)的設(shè)定進行調(diào)節(jié)。通過這些積分電路108和差分放大電路106設(shè)定控制系統(tǒng)的響應(yīng)特性。
由于在流體流量增加時，流量檢測用感溫體104-1的溫度降低，所以可得到使加熱器112發(fā)熱量增加(即使脈沖頻率增加)的積分電路108的輸出(更高的電壓值)，在該積分電路輸出達到對應(yīng)于流體流量的電壓時，電橋電路104達到平衡狀態(tài)。
另一方面，由于流體流量減少時，流量檢測用感溫體104-1的溫度增加，所以可得到使發(fā)熱體112發(fā)熱量減少(即，使脈沖頻率減少)的積分電路108的輸出(更低的電壓值)，該積分電路輸出達到對應(yīng)于流體流量的電壓時，電橋電路104達到平衡狀態(tài)。
即，在本實施例的控制系統(tǒng)中，設(shè)定向加熱器112供給的脈沖狀電流的頻率(對應(yīng)于熱量)使電橋電路104達到平衡狀態(tài)，實現(xiàn)這樣的平衡狀態(tài)(控制系統(tǒng)的響應(yīng))例如可在0.1秒以內(nèi)進行。
下面說明流體流量大幅度變化的情況。對積分電路108的輸出，設(shè)定應(yīng)測量范圍的下限值(例如略大于OV的值)及上限值(例如比飽和電壓值略低的值)，只在該下限值和上限值之間進行流量測量。因此，微機126總要監(jiān)視積分電路108的輸出，當(dāng)該輸出下降到下限值時，轉(zhuǎn)換輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)116使之選擇與更低電壓的電源相連接的開關(guān)晶體管。反之，當(dāng)積分電路108的輸出上升到上限值時，轉(zhuǎn)換輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)116使之選擇與更高電壓的電源相連接的開關(guān)晶體管。當(dāng)不存在更低電壓及更高電壓的電源時，不進行輸出轉(zhuǎn)換開關(guān)的轉(zhuǎn)換，但是實際上可以設(shè)定流量區(qū)及電路特性使之不產(chǎn)生這樣的情況。另外，代替積分電路108的輸出，而對V/F轉(zhuǎn)換電路114的輸出設(shè)定頻率的下限值及上限值，通過微機126經(jīng)常監(jiān)視V/F轉(zhuǎn)換電路114的輸出，也可以實現(xiàn)同樣的功能。
當(dāng)然，用微機126進行從脈沖數(shù)向流量的換算時，將根據(jù)現(xiàn)在所選擇的是哪一個流量區(qū)而采用不同的換算系數(shù)。
如上所述，即使流體流量發(fā)生變化，也可以對加熱器112的發(fā)熱進行反饋控制(根據(jù)流量檢測用感溫體104-1的電阻—溫度特性的正負，必要時適當(dāng)反轉(zhuǎn)差分放大電路106輸出的極性)，使由流量檢測用感溫體104-1所檢測的溫度總是保持目標(biāo)值。而且，此時加到加熱器112上的脈沖狀電壓的頻率(V/F轉(zhuǎn)換電路114輸出的頻率)是對應(yīng)于流體流量的(在達到上述平衡狀態(tài)之前的期間是不對應(yīng)的，但是通常由于流量隨時間的變化與達到上述平衡狀態(tài)的時間相比是極長的，所以實際上沒有問題)，所以將其作為流量輸出取出。
根據(jù)以上的實施例，在流量檢測中采用由V/F轉(zhuǎn)換電路114生成的脈沖信號，由于該脈沖信號容易使溫度變化產(chǎn)生的誤差充分減小，所以可以顯著減小根據(jù)脈沖頻率算出的流量及累積流量的測量誤差。另外，在本實施例中，對加熱器112的通電控制由于是通過由V/F轉(zhuǎn)換電路114生成的脈沖信號的ON-OFF進行的，所以由溫度變化產(chǎn)生的控制誤差極小。另外，根據(jù)在流量測量中采用上述脈沖信號，通過多個開關(guān)裝置(開關(guān)晶體管等)的轉(zhuǎn)換使通電轉(zhuǎn)換到一個流量傳感器的加熱器，從而可在最佳條件下高精度測量寬范圍的流量。
另外，在本實施例中，由于流量檢測部是采用包括薄膜發(fā)熱體及薄膜感溫體在內(nèi)的微小片狀物，所以可實現(xiàn)以上的高速響應(yīng)性，進行精度良好的流量測量。
另外，在本實施例中，不論被檢測流體的流量如何，加熱器112周圍的流量檢測用感溫體104-1的溫度都可大體維持一定，所以流量傳感器隨時間而惡化很少，還可以防止可燃性被檢測流體發(fā)生著火爆炸。
圖13、14A、14B、15A、15B表示本發(fā)明的移動型流量計的一實施例。如這些圖中所示，移動型流量計201的構(gòu)成包括殼體202、流通管203、流量傳感器204、溫度傳感器205、顯示部206、操作部207、及電路基板208。
殼體202由氯乙烯樹脂等合成樹脂制造，由本體部209及對其可自由裝卸的蓋體部210構(gòu)成，本體部209的兩端部作為與外部配管連接的連接部211、212，在本體部209內(nèi)貫通流通管203，在本體部209的上部形成傳感器插入空間213，從該傳感器插入空間213朝向流通管203穿設(shè)有傳感器插入孔214、215。流管203是由銅、鐵、不銹鋼等金屬構(gòu)成的圓管，在對應(yīng)于上述傳感器插入孔214、215的位置上形成開口部216、217。
如圖16A、圖16B所示，流量傳感器204由流量檢測部218、翅片219、輸出端220及覆蓋構(gòu)件221構(gòu)成。如圖17中所示，流量檢測部218在基板222之上依次層疊絕緣層223、薄膜發(fā)熱體224、電極層225、226、絕緣層227、薄膜感溫體228、絕緣層229，形成片狀物。
基板222是由硅、氧化鋁等構(gòu)成的厚度為600μm、尺寸為2×3mm左右的矩形板，如圖18中所示，從層疊發(fā)熱體224、感溫體228的反面，通過腐蝕等方法形成深度為550μm的凹下部230。而且，在層疊基板222的發(fā)熱體224、感溫體228的反面固著由玻璃構(gòu)成的膜厚為50～200μm的配制板231，使上述凹下部230完全密封。
發(fā)熱體224由膜厚為1μm左右按所期望的形狀圖案形成的金屬陶瓷構(gòu)成，電極層225、226由膜厚為0.5μm左右的鎳或者在其上層疊膜厚為0.5μm左右的金構(gòu)成。感溫體228由膜厚為0.5-1μm左右按所期望的形狀例如S狀圖案形成的白金、鎳等溫度系數(shù)大而穩(wěn)定的金屬電阻膜、或者氧化錳系列的NTC熱敏電阻組成。絕緣層223、227、229由膜厚為1μm左右的SiO2構(gòu)成。
翅片219由銅、杜拉鋁、銅鎢合金等熱傳導(dǎo)性良好的材料構(gòu)成，是厚度為200μm、寬度為2mm左右的矩形薄板。
流量檢測部218如圖16A、圖16B中所示，在翅片219的上端部的面上與層疊發(fā)熱體224、感溫體228的面相對，通過銀膠等接合劑232進行固著。而且，通過焊接線233與輸出端220連接，將流量檢測部218、翅片219的上半部及輸出端220的下半部進行成模的覆蓋構(gòu)件221進行覆蓋。
流量傳感器204的制造方法可以采用種種方法，也可以將上述翅片219和輸出端220作成一體化。
例如如圖19所示，依次對板型素材234進行腐蝕形成規(guī)定形狀的板型基材235(S1)；對接合流量檢測部218的部分進行鍍銀處理(S2)；涂付銀膠固著流量檢測部218，對流量檢測部218和輸出端220通過焊接線233進行連接，對相當(dāng)于翅片219的部分進行鍍鎳(S3)。然后，對流量檢測部218、翅片219的上半部及輸出端220的下半部通過環(huán)氧樹脂進行成模，形成覆蓋構(gòu)件221(S4)，也可以按圖16A、16B所示制造流量傳感器204的方法。
溫度傳感器205具有與流量傳感器204相類似的構(gòu)成，包括從該流量傳感器204的流量檢測部218中除去發(fā)熱體224、電極層225、226、絕緣層227所得到的溫度檢測部；與流量傳感器204同樣的翅片237、輸出端及覆蓋構(gòu)件。
另外，溫度傳感器205的制造方法也可以采用與流量傳感器同樣的方法。
流量傳感器204通過對發(fā)熱體224通電加熱感溫體228，檢測感溫體228的電阻值變化。在此，由于流量傳感器204設(shè)置在流通管203上，所以發(fā)熱體224發(fā)熱量的一部分通過翅片219向在流通管203內(nèi)流動的煤油中散放，傳遞給感溫體228的熱量要減去該散放熱量。而且，該散放熱量對應(yīng)于煤油的流量變化，所以通過檢測由供給的熱量變化而產(chǎn)生感溫體228電阻值的變化，就可以測量在流通管203內(nèi)流動的煤油流量。
另外，由于上述散放熱量也隨煤油溫度而變化，所以如圖15A中所示，在流通管203的適當(dāng)位置設(shè)置溫度傳感器205，在檢測感溫體228的電阻值變化的流量檢出電路中附加溫度補償電路，盡可能減少煤油溫度引起的流量測量值的誤差。
流量傳感器204在流量檢測部218的基板222上形成凹下部230，在此具有隔熱效果很好的空氣層，同時在翅片219的上端的面上相對于層疊發(fā)熱體224、感溫體228的面，固著流量檢測部218，使接觸覆蓋部件221、發(fā)熱體224及感溫體228的面積極力減少，使感溫體228保有的熱量、或傳遞翅片219的熱量極少向覆蓋構(gòu)件221流出或流入。
從而，即使流體的比熱很小、流量很少時，也不會降低流量傳感器204的靈敏度。
另外，當(dāng)流量傳感器204由將流量檢測部218、翅片219的上半部及輸出端220的下半部成模的覆蓋構(gòu)件221覆蓋時，就可以牢固地嵌插入殼體202的傳感器插入孔214、215中，可極力減少因密封狀態(tài)不完全而使傳遞翅片219的熱量通過金屬制流通管203向殼體202流出或流入。
從這一點看，即使流體的比熱很小、流量很少時，也不會降低流量傳感器204的靈敏度。
再有，由于流量傳感器204是通過將流量檢測部218、翅片219的上半部及輸出端220的下半部成模的覆蓋構(gòu)件221覆蓋形成一體化，只嵌插入在殼體202上形成的傳感器插入孔214、215中即可，所以向殼體202裝入極為簡單，而且固定狀態(tài)也穩(wěn)定、耐久性高。
顯示部206及操作部207如圖13及圖14A、14B所示，配置在殼體202的蓋體部210的上面。顯示部206是液晶板，流量的測量值由數(shù)字顯示。操作部207由電源按鈕240及測量按鈕241構(gòu)成，按下電源按鈕供給電源，通過按測量按鈕241認可進行測量。
如圖13及圖15A、圖15B所示，將流量傳感器204、溫度傳感器205從殼體202的傳感器插入空間213嵌插入傳感器插入孔214、215中，使翅片219、237的下半部插通流通管203的開口部216、217，位于流通管203內(nèi)，使翅片219、237的下端到達流通管203軸線的下方。
另外，在流量傳感器204、溫度傳感器205和傳感器插入孔214、215之間加有O型環(huán)，以防止從這些間隙泄漏流體。
在嵌插入流量傳感器204、溫度傳感器205之后，在傳感器插入空間213中插入傳感器擠壓板243，擠壓在流量傳感器204、溫度傳感器205的覆蓋構(gòu)件221的上面。
再在傳感器插入空間213上插入、配置電路基板208，在主體部209上安裝固定蓋體部210，構(gòu)成移動型流量計201。
電路基板209與流量傳感器204、溫度傳感器205、顯示部206、操作部207及電源線進行電氣連接(圖中未畫出)，整體構(gòu)成圖20所示的電氣電路。
首先，將電源交流100V通過直流轉(zhuǎn)換電路245變換為適當(dāng)電壓值的直流。通過穩(wěn)壓電路246對所得到的直流電壓進行穩(wěn)壓，對流量傳感器204的發(fā)熱體224及電橋電路247供給電壓。
電橋電路247由流量傳感器204的感溫體228、溫度傳感器205的感溫體248、電阻249及可變電阻250構(gòu)成，由于對應(yīng)于煤油的流量，感溫體228的電阻值發(fā)生變化，所以電橋電路247的a、b點的電壓差Va-Vb也變化。
電壓差Va-Vb通過差分放大電路251、積分電路252輸入到V/F轉(zhuǎn)換電路253，在V/F轉(zhuǎn)換電路253上形成對應(yīng)于輸入電壓信號的頻率的脈沖信號。V/F轉(zhuǎn)換電路253的頻率根據(jù)溫度補償型晶體振子254的振蕩在基準頻率發(fā)生電路255上根據(jù)高精度時鐘所設(shè)定的基準頻率形成。
V/F轉(zhuǎn)換電路253輸出的脈沖信號輸入到晶體管256時，在發(fā)熱體224上流過電流而發(fā)熱。另外，該脈沖信號由計數(shù)器257進行計數(shù)，在微型計算機258上換算成對應(yīng)于該頻率的流量。然后，該流量值在顯示部206進行數(shù)字顯示的同時，存儲在存儲器259內(nèi)。
260是電池等備用電源。
下面對本發(fā)明的移動型流量計201的使用方法進行說明，在使用移動型流量計201時，需要使煤油燃燒裝置的配管具有可安裝移動型流量計201的結(jié)構(gòu)。為此參照配管的結(jié)構(gòu)進行說明。
第1種結(jié)構(gòu)如圖21A所示，在煤油燃燒裝置的配管261上附設(shè)有配置關(guān)閉閥262、263的旁通管264、265，經(jīng)常安裝著連接管266。
在該結(jié)構(gòu)中，首先關(guān)閉開閉閥262、263，從旁通管264、265取下連接管266。接著將移動型流量計201的連接部211、212連接在旁通管264、265的連接部267、268上，如圖21B所示，安裝移動型流量計201，開放開閉閥262、263。
第2種結(jié)構(gòu)如圖22A所示，在煤油燃燒裝置的配管261上附設(shè)自封接頭269、270。
在該結(jié)構(gòu)中，首先將移動型流量計201的連接部211、212連接在連結(jié)管271、272的連接部273、274上，接著將連結(jié)管271、272的連接部275、276連接在自封接頭269、270上，如圖22B所示安裝移動型流量計201。
這樣，在安裝自封接頭時不需要配設(shè)關(guān)閉閥，安裝作業(yè)也很簡單，是可喜的。
在將移動型流量計201安裝在煤油燃燒裝置的配管261上之后，按電源按鈕240，供給電源，接著如果按測量按鈕241，就可關(guān)閉圖20中所示的電氣電路。
從而，根據(jù)煤油的流量不同，感溫體228的電阻值變化，在電橋電路247的a、b點上產(chǎn)生電壓差Va-Vb，在V/F轉(zhuǎn)換電路253上所形成的脈沖信號由計數(shù)器257計數(shù)，通過微型計算機258換算成流量，流量值在顯示器206是進行數(shù)字顯示。
作業(yè)人員看著該流量值，當(dāng)在規(guī)定值以下時，判斷為燃燒器的噴嘴內(nèi)侵入異物，排出口一部分已經(jīng)閉塞，要進行從噴嘴中除去異物的作業(yè)。
圖23是本發(fā)明的液體排出機器的排出量控制裝置的第1實施例概要構(gòu)成圖。在本實施例中，液體排出機器使用非返回形噴嘴，在該嘴上供給、排出的液體使用煤油等燃料油。
在圖23中，51是液體供給源燃料油罐，在該油罐上連接管路52的一端，該管路的另一端連接非返回形噴嘴53。該噴嘴53構(gòu)成具有空氣供給噴嘴及點火裝置等的非返回形油壓式油燃燒器。在管路52的途中配置泵(P)54和流量調(diào)節(jié)閥(V)55，在該流量調(diào)節(jié)閥55和噴嘴53之間配置流量傳感器(S)56。泵53可以使用容積形泵，其排出量也可以是可變的。
57是控制部，該控制部57接受流量傳感器56的檢測信號的輸入，控制調(diào)節(jié)閥55，調(diào)節(jié)管路52內(nèi)的流體流量。該流量調(diào)節(jié)使由流量傳感器56所檢測的流量值調(diào)節(jié)到對應(yīng)于從噴嘴53噴出所期望排出量的值。該流量調(diào)節(jié)在泵54排出量可變時也可通過調(diào)節(jié)該泵排出量進行。(這時也可以省去流量調(diào)節(jié)閥55)，也可以并用由該泵進行的流量調(diào)節(jié)和由流量調(diào)節(jié)閥55進行的流量調(diào)節(jié)。
在本實施例中的流量傳感器56具有上述圖1～4所示的結(jié)構(gòu)部分。另外，本實施例的流量傳感器具有上述圖5中所示的電路構(gòu)成。
根據(jù)這樣的本實施例中的流量傳感器56，即使被檢測液體是粘度比較高的粘性液體，并且無論管路4的斷面內(nèi)的徑向流量分布如何，都能進行充分反映該流量分布的正確的流量檢測。從而，即使是比較少的微小流量，或者在很寬的環(huán)境溫度條件下，都可以正確測量在配管內(nèi)流動的液體流量。
根據(jù)以上的本發(fā)明的第1實施例，如圖23中所示，由于是在緊靠著與管路52的噴嘴53相連接端的上流位置安裝流量傳感器56(即在流量傳感器56和噴嘴53之間不存在管路以外的機器)，所以可以正確檢測供給噴嘴53的燃料油的流量(即從噴嘴53噴出的燃料油排出量)。從而，根據(jù)由流量傳感器56所檢測的燃料油流量值，通過控制部57的命令，在流量傳感器56的上流端調(diào)節(jié)管路52內(nèi)的燃料油流量，使該檢測值與要求的排出量一致，即使是例如0.1cc/分左右的微小排出量也能穩(wěn)定控制。
另外，在本實施例中，結(jié)構(gòu)上也可以將流量傳感器56和噴嘴53作成一體化(即在噴嘴內(nèi)的管路上安裝流量傳感器)。還可以在結(jié)構(gòu)上將流量調(diào)節(jié)閥55和流量傳感器56及噴嘴53作成一體化(即在噴嘴內(nèi)的管路上安裝流量調(diào)節(jié)閥和流量傳感器)。
圖24是本發(fā)明的液體排出機器的排出量控制裝置的第2實施例的概要構(gòu)成圖。在本圖中對具有與上述圖23中相同功能的構(gòu)件加有相同的標(biāo)號。
在本實施例中，在上述第1實施例的管路52上，附設(shè)從靠近流量傳感器56位置的上流位置(即在流量調(diào)節(jié)閥55和流量傳感器56之間的位置)向泵54的上流位置返回燃料油的返回路徑58。在該返回路徑58上裝有止回閥(V)59。當(dāng)有規(guī)定值以上的壓力差時該止回閥59使液體通過(向泵54的上流端返回燃料油)，可以防止在泵54和流量傳感器56之間的管路52內(nèi)燃料油的異常壓力上升。
還可以使止回閥59的可通過最小壓力差的值可變，由控制設(shè)定部57設(shè)定該值。
當(dāng)然，在本實施例中也可以取得與上述第1實施例同樣的作用效果。
圖25是本發(fā)明的液體排出機器的排出量控制裝置的第3實施例概要構(gòu)成圖。在本圖中與上述圖23～24中具有相同功能的構(gòu)件加有相同的標(biāo)號。
在本實施例中，液體排出機器使用返回形噴嘴，供給該噴嘴并排出的液體使用煤油等燃料油。
在本實施例中，管路52連接在返回形噴嘴53′的燃料油供給端。噴嘴53′構(gòu)成具有空氣供給噴嘴及點火裝置等的返回形油壓式油燃燒器。在管路52上，在流量調(diào)節(jié)閥55和噴嘴53′之間安裝有第1流量傳感器(S1)56′。
另一方面，在返回形噴嘴53′的燃料油返回端上連接返回管60的一端，該返回管60的另一端在泵54的上流端與管路52相連接。在返回管60上安裝有第2流量傳感器(S2)56″。另外，在返回管60上裝有止回閥59。
第1流量傳感器56′及第2流量傳感器56″使用與上述第1和第2實施例的流量傳感器56相同的傳感器。
在本實施例中，控制部57接收第1流量傳感器56′的檢測信號輸入及第2流量傳感器56″的檢測信號輸入，控制流量調(diào)節(jié)閥55。該流量調(diào)節(jié)是從由第1流量傳感器56′所檢測的第1流量值減去由第2流量傳感器56″所檢測的第2流量值，使之等于對應(yīng)于從嘴噴出的要求排出量的值。
當(dāng)然，該流量調(diào)節(jié)也與第1及第2實施例一樣，在泵54是可變排出量時，也可通過調(diào)整該泵的排出量進行調(diào)節(jié)(這時也可以省去流量調(diào)節(jié)閥55)。也可以并用由該泵進行的流量調(diào)節(jié)和由流量調(diào)節(jié)閥55進行的流量調(diào)節(jié)。
另外，在本實施例中，在結(jié)構(gòu)上也可以將第1流量傳感器56′和第2流量傳感器56″及噴嘴53′進行一體化(即在噴嘴內(nèi)的燃料油供給管路及燃料油返回管路上分別安裝第1及第2流量傳感器)。還可以在結(jié)構(gòu)上將流量調(diào)節(jié)閥55和止回閥59′及第1和第2流量傳感器56′、56″及噴嘴53′進行一體化(即在噴嘴內(nèi)的管路上安裝流量調(diào)節(jié)閥、止回閥、第1及第2流量傳感器)。
在本實施例中也可以取得與上述第1實施例同樣的作用效果。
在以上的實施例中，根據(jù)要求也可以在管路52的適當(dāng)位置裝有抑制燃料油流量脈動的裝置。
在以上的實施例中，液體是燃料油，液體排出機器是非返回形或返回形的油壓式油燃燒器，但是本發(fā)明并不僅限于這些實施例。本發(fā)明同樣可以適用于對燃料油以外的液體例如各種藥液等以噴霧排出或不噴霧排出的液體排出機器等當(dāng)中。
如以上說明，根據(jù)本發(fā)明的流量傳感器，即使是粘度比較高的粘性流體，也可以正確測量在配管內(nèi)流動的該流體的流量。并且，根據(jù)本發(fā)明，即使是比較少的流量也可以正確測量在配管內(nèi)流動的該流體的流量。以及，根據(jù)本發(fā)明，在很寬的環(huán)境溫度條件下，可以正確測量在配管內(nèi)流動的該流體的流量。
而且，根據(jù)本發(fā)明的流量傳感器，不論被檢測流體的流量如何，發(fā)熱體周圍的流量檢測用感溫體的溫度都可大體維持一定，所以流量傳感器隨時間惡化很少，還可以防止可燃性被檢測流體發(fā)生著火爆炸。
而且，根據(jù)本發(fā)明，由于在流量測量中采用脈沖信號，所以不會使測量部的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，降低該測量部的故障發(fā)生的頻度，另外在不增加流量傳感器數(shù)量的情況下可在廣泛流量范圍上進行高精度的流量測量。
另外，本發(fā)明的移動型流量計可以簡單地設(shè)置在對煤油燃燒裝置供給煤油的配管上，可以瞬時測量煤油的流量，所以操作人員能夠迅速判斷是否在燃燒器的噴嘴內(nèi)侵入異物，排出口一部分已經(jīng)閉塞，可以立即進行從噴嘴內(nèi)除去異物的作業(yè)。而且，可以防止不完全燃燒，防止煤油的保有能量的浪費、及不完全燃燒氣體造成的大氣污染，同時可發(fā)揮燃燒器本來的性能，使發(fā)熱量恢復(fù)到正常。
本發(fā)明的移動型流量計，又由于結(jié)構(gòu)簡單而輕量，所以作業(yè)人員容易攜帶，可以立即設(shè)置在對煤油燃燒裝置供給煤油的配管上，極其實用。
而且，根據(jù)本發(fā)明的液體排出量控制裝置，可以極其準確地檢測從液體排出機器實際排出的液體的量，根據(jù)該量可很容易得到所期望的排出量。
另外，根據(jù)本發(fā)明的液體排出量控制裝置，由于在這種排出量控制時，即使是粘度比較高的粘性流體，即使是比較少的排出量，并在很寬環(huán)境溫度條件下，進行具有高響應(yīng)性準確地檢測流量，可以進行可靠性很高的反饋控制，達到要求的排出量。
權(quán)利要求
1.一種流量傳感器，其特征在于包括具有發(fā)熱功能和感溫功能的流量檢測部、及為使從該流量檢測部傳出的熱量傳遞給被檢測流體并被吸熱所形成的該被檢測流體的管路，在上述流量檢測部中，根據(jù)發(fā)熱而執(zhí)行受到上述被檢測流體吸熱影響的感溫，根據(jù)該感溫的結(jié)果檢測上述管路內(nèi)被檢測流體的流量；在上述流量檢測部上附設(shè)延伸到上述管路內(nèi)的熱傳遞用構(gòu)件，該熱傳遞用構(gòu)件至少延伸到上述管路斷面的中央部分附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的流量傳感器，其特征在于上述流量檢測部在基板上形成薄膜發(fā)熱體及為接受該薄膜發(fā)熱體發(fā)熱的影響而配置的流量檢測用薄膜感溫體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的流量傳感器，其特征在于上述熱傳遞用構(gòu)件接合在上述基板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的流量傳感器，其特征在于上述薄膜發(fā)熱體和上述流量檢測用薄膜感溫體在上述基板的第1面上通過絕緣層進行層疊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的流量傳感器，其特征在于上述熱傳遞用構(gòu)件接合在上述基板的第2面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5的任一項中所述的流量傳感器，其特征在于上述熱傳遞用構(gòu)件的上述管路方向的尺寸比在上述管路的斷面內(nèi)與上述熱傳遞用構(gòu)件的延伸方向相直交方向的尺寸大。
7.根據(jù)權(quán)利要求1～6的任一項中所述的流量傳感器，其特征在于上述管路在上述熱傳遞用構(gòu)件延伸的部分是彎曲的。
8.一種流量傳感器，其特征在于包括具有發(fā)熱功能和感熱功能的流量檢測部、及為使從該流量檢測部傳出的熱量傳遞給被檢測流體并被吸熱所形成的該被檢測流體的管路，在上述流量檢測部中，根據(jù)發(fā)熱而執(zhí)行受到上述被檢測流體吸熱影響的感溫，根據(jù)該感溫的結(jié)果檢測上述管路內(nèi)被檢測流體的流量；上述管路具有彎曲部，上述流量檢測部配置在位于穿過上述管路彎曲部的被檢測流體流入端流入的被檢測流體行進方向上的被檢測流體流出端的壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的流量傳感器，其特征在于上述流量檢測部在基板的第1面之上對薄膜發(fā)熱體和流量檢測用薄膜感溫體通過絕緣層進行層疊，使上述基板的第2面接合在上述彎曲部分的被檢測流體流出端的壁上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9的任一項中所述的流量傳感器，其特征在于具有在檢測上述管路內(nèi)的被檢測流體的流量時為進行補償而檢測在上述管路內(nèi)的被檢測流體溫度的溫度檢測部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10中所述的流量傳感器，其特征在于上述溫度檢測部具有與上述流量檢測部相同等的感溫功能。
12.一種流量傳感器，其特征在于具有發(fā)熱體及為接受該發(fā)熱體的發(fā)熱影響而配置的流量檢測用感溫體，為使從上述發(fā)熱體傳出的熱量能傳遞給被檢測流體并被吸熱而形成該被檢測流體的流通路徑，根據(jù)上述發(fā)熱體的發(fā)熱，在上述流量檢測用感溫體上執(zhí)行受到上述被檢測流體吸熱影響的感溫，在對上述發(fā)熱體供給電力的路徑上連接控制上述發(fā)熱體發(fā)熱的發(fā)熱控制裝置，該發(fā)熱控制裝置根據(jù)上述感溫結(jié)果控制向上述發(fā)熱體供給的電力，以便使該感溫的結(jié)果與目標(biāo)一致，根據(jù)上述發(fā)熱控制裝置的控制狀態(tài)檢測上述被檢測流體的流量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的流量傳感器，其特征在于采用上述流量檢測用感溫體形成電橋電路，從該電橋電路可得到表示上述感溫結(jié)果的輸出，根據(jù)該輸出控制上述發(fā)熱控制裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的流量傳感器，其特征在于上述電橋電路包括為對上述被檢測流體進行溫度補償?shù)臏囟妊a償用感溫體。
15.根據(jù)權(quán)利要求12～14的任一項中所述的流量傳感器，其特征在于上述發(fā)熱控制裝置是可變電阻。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的流量傳感器，其特征在于上述可變電阻采用晶體管，在該晶體管的控制輸入中使用根據(jù)表示上述感溫結(jié)果的輸出所得到的信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求12～16的任一項中所述的流量傳感器，其特征在于表示上述發(fā)熱控制裝置的控制狀態(tài)是利用加到上述發(fā)熱體上的電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求12～17的任一項中所述的流量傳感器，其特征在于表示上述感溫結(jié)果的輸出通過響應(yīng)性設(shè)定裝置輸入到上述發(fā)熱控制裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的流量傳感器，其特征在于上述響應(yīng)性設(shè)定裝置包括差分放大電路及輸入該輸出的積分電路。
20.根據(jù)權(quán)利要求12～17的任一項中所述的流量傳感器，其特征在于表示上述感溫結(jié)果的輸出經(jīng)過積分電路輸入給上述發(fā)熱控制裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的流量傳感器，其特征在于在上述積分電路的前級連接差分放大電路。
22.根據(jù)權(quán)利要求12～21的任一項中所述的流量傳感器，其特征在于上述發(fā)熱體及上述流量檢測用感溫體都是由薄膜構(gòu)成，這些發(fā)熱體及流量檢測用感溫體在基板上通過絕緣層進行疊層。
23.一種流量計，其特征在于具有發(fā)熱體及為接受該發(fā)熱體發(fā)熱影響而配置的流量檢測用感溫體，為使從上述發(fā)熱體傳出的熱量能傳遞給被檢測流體并被吸熱而形成該被檢測流體的流通路徑，根據(jù)上述發(fā)熱體的發(fā)熱，在上述流量檢測用感溫體上執(zhí)行受到上述被檢測流體吸熱影響的感溫，在對上述發(fā)熱體供給電力的路徑上連接控制上述發(fā)熱體發(fā)熱的發(fā)熱控制裝置，該發(fā)熱控制裝置控制向上述發(fā)熱體供給的功率，以便使上述感溫的結(jié)果與目標(biāo)一致，在此上述發(fā)熱控制裝置通過對應(yīng)于上述感溫結(jié)果的頻率的脈沖信號，對向上述發(fā)熱體供給的功率進行ON-OFF控制，用測量上述脈沖信號的頻率來檢測上述被檢測流體的流量。
24.根據(jù)權(quán)利要求23中所述的流量計，其特征在于采用上述流量檢測用感溫體形成電橋電路，從該電橋電路得到表示上述感溫結(jié)果的輸出，將通過差分放大電及積分電路對該輸出進行處理所得到的電壓信號，進行電壓—頻率變換，得到上述脈沖信號。
25.根據(jù)權(quán)利要求23～24的任一項中所述的流量計，其特征在于在對上述發(fā)熱體供給電力的路徑中裝有開關(guān)裝置，上述發(fā)熱控制裝置通過對上述開關(guān)進行開閉來進行上述ON-OFF控制。
26.根據(jù)權(quán)利要求23～24的任一項中所述的流量計，其特征在于向上述發(fā)熱體供給電力的路徑具有多個，在各功率供給路徑上相互加有不同的電壓，并且分別裝有開關(guān)裝置，上述發(fā)熱控制裝置通過選擇上述多個功率供給路徑中的一個后，對其開關(guān)裝置進行開閉來進行上述ON-OFF控制。
27.根據(jù)權(quán)利要求26中所述的流量計，其特征在于當(dāng)上述脈沖信號的頻率到達下限設(shè)定值時，上述發(fā)熱控制裝置則選擇加有更低電壓的上述功率供給路徑，而當(dāng)上述脈沖信號的頻率到達上限設(shè)定值時，上述發(fā)熱控制裝置則選擇加有更高電壓的上述功率供給路徑。
28.根據(jù)權(quán)利要求27中所述的流量計，其特征在于上述功率供給路徑的選擇是用上述流量檢測用感溫體所形成的電橋電路，對表示該電路得到的上述感溫結(jié)果的輸出通過差分放大電路及積分電路進行處理，對該處理所得到的電壓信號進行檢測來實現(xiàn)的。
29.根據(jù)權(quán)利要求25～28的任一項中所述的流量計，其特征在于上述開關(guān)裝置是場效應(yīng)晶體管。
30.根據(jù)權(quán)利要求23～29的任一項中所述的流量計，其特征在于上述電橋電路包括為對上述被檢測流體進行溫度補償?shù)臏囟妊a償用感溫體。
31.根據(jù)權(quán)利要求23～30的任一項中所述的流量計，其特征在于上述發(fā)熱體及上述流量檢測用感溫體都由薄膜構(gòu)成，這些發(fā)熱體及流量檢測用感溫體在基板之上通過絕緣層進行層疊。
32.一種移動型流量計，包括由主體部和蓋體部構(gòu)成的殼體，該主體部的兩端部形成與外部配管連接的連接部，在其內(nèi)部使流通管貫通；裝放在上述殼體內(nèi)，檢測流體流量的流量傳感器；顯示流量值的顯示部；供給電源并測量流量的操作部；及為使通過上述流量傳感器檢測的流量顯示在上述顯示部上的電氣電路。
33.根據(jù)權(quán)利要求32中所述的移動型流量計，其特征在于上述流量傳感器具有在基板之上形成發(fā)熱體和感溫體的流量檢測部、與被檢測流體之間進行熱傳遞的翅片、及輸出對應(yīng)于流量的電壓值的輸出端，并對上述流量檢測部、上述翅片的一部分及上述輸出端的一部分通過成模進行覆蓋。
34.根據(jù)權(quán)利要求32～33的任一項中所述的移動型流量計，其特征在于還將檢測流體溫度的溫度傳感器裝放在上述殼體內(nèi)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34中所述的移動流量計，其特征在于上述溫度傳感器具有在基板之上形成感溫體的溫度檢測部、與被檢測流之間進行熱傳遞的翅片、及輸出對應(yīng)于溫度的電壓值的輸出端，上述溫度檢測部、上述翅片的一部分及上述輸出端的一部分通過成模進行覆蓋。
36.根據(jù)權(quán)利要求32～35的任一項中所述的移動型流量計，其特征在于上述顯示部配置在上述殼體的蓋體部的上面。
37.根據(jù)權(quán)利要求32～36的任一項中所述的移動型流量計，其特征在于上述顯示部對流量的測量值進行數(shù)字顯示。
38.根據(jù)權(quán)利要求32～37的任一項中所述的移動型流量計，其特征在于上述操作部配置在上述殼體的蓋體部的上面。
39.根據(jù)權(quán)利要求32～38的任一項中所述的移動型流量計，其特征在于上述操作部由供給電源的電源按鈕和測量流量的測量按鈕構(gòu)成。
40.根據(jù)權(quán)利要求32～39的任一項中所述的移動型流量計，其特征在于上述電氣電路包括上述流量傳感器的感溫體、及上述溫度傳感器的感溫體，并具有輸出對應(yīng)于流體流量的電壓差的電橋電路。
41.根據(jù)權(quán)利要求40中所述的移動型流量計，其特征在于上述電氣電路包括使對應(yīng)于流體流量的電壓差變換為對應(yīng)頻率的脈沖信號的V/F轉(zhuǎn)換電路；對該脈沖信號進行計數(shù)的計數(shù)器；及換算對應(yīng)于頻率的流量的微型計算機。
42.根據(jù)權(quán)利要求32～41的任一項中所述的移動型流量計，其特征在于安裝在外部配管上的旁通管上。
43.根據(jù)權(quán)利要求32～41的任一項中所述的移動型流量計，其特征在于安裝在外部配管上附設(shè)的自封接口上。
44.一種液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于通過在液體供給源上連接的管路，從由泵所供給的液體向外部排出的液體排出機器，以要求的排出量排出液體；在上述泵和上述液體排出機器之間具有檢測在上述管路內(nèi)流動的液體流量的流量傳感器、通過該流量傳感器在上流可改變上述管路內(nèi)液體流量的流量調(diào)節(jié)裝置、及為使由上述流量傳感器所檢測的流量值對應(yīng)于上述要求排出量的值而控制上述流量調(diào)節(jié)裝置的控制部。
45.權(quán)利要求44中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述流量調(diào)節(jié)裝置在上述泵和上述流量傳感器之間，由附設(shè)在上述管路上的流量調(diào)節(jié)閥及/或排出量可變的上述泵構(gòu)成。
46.根據(jù)權(quán)利要求44～45的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述液體是可燃性液體；上述液體排出機器是非返回形噴嘴。
47.根據(jù)權(quán)利要求44～45的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述液體是燃料油；上述液體排出機器是非返回形油壓式油燃燒器。
48.根據(jù)權(quán)利要求44～47的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于在上述管路上附設(shè)有從靠近上述流量傳感器位置的上流位置向上述泵的上流位置返回上述液體的路徑；在該路徑上裝有止回閥；該止回閥在有規(guī)定值以上的壓力差時使液體通過。
49.一種液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于從通過在液體供給源上連接的管路，將由泵所供給的液體的一部分向外部排出，其他部分通過返回管返回上述管路的液體排出機器，以要求的排出量排出液體；在上述泵和上述液體排出機器之間具有檢測在上述管路內(nèi)流動的流體流量的第1流量傳感器；檢測在上述返回管返回的液體流量的第2流量傳感器；通過該第1流量傳感器在上流可改變上述管路內(nèi)流動的液體流量的流量調(diào)節(jié)裝置；及控制上述流量調(diào)節(jié)裝置的控制部，以便使從由上述第1流量傳感器檢測的第1流量值減去由上述第2流量傳感器所檢測的第2流量值所得到的值達到對應(yīng)于上述要求排出量的值。
50.根據(jù)權(quán)利要求49中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述流量調(diào)節(jié)裝置在上述泵和上述第1流量傳感器之間，由在上述管路上附設(shè)的流量調(diào)節(jié)閥及/或排出量可變的上述泵構(gòu)成。
51.根據(jù)權(quán)利要求49～50的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述液體是可燃性液體；上述液體排出機器是返回形噴嘴。
52.根據(jù)權(quán)利要求49～50的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述液體是燃料油；上述液體排出機器是返回形油壓式油燃燒器。
53.根據(jù)權(quán)利要求44～52的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述流量傳感器或上述第1流量傳感器及上述第2流量傳感器為包括具有發(fā)熱功能和感溫功能的流量檢測部；為使從該流量檢測部傳出的熱量傳遞給上述液體并被吸熱而安裝在上述管路上；在上述流量檢測部上，根據(jù)發(fā)熱執(zhí)行受到上述液體吸熱影響的感溫；根據(jù)該感溫的結(jié)果檢測上述管路內(nèi)的液體流量；在上述流量檢測部上附設(shè)延伸到上述管路內(nèi)的熱傳遞用構(gòu)件；該傳遞用構(gòu)件至少延伸到上述管路斷面的中央部分附近。
54.根據(jù)權(quán)利要求53中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述流量檢測部在基板上形成薄膜發(fā)熱體及接受該薄膜發(fā)熱體發(fā)熱影響而配置的流量檢測用薄膜感溫體。
55.根據(jù)權(quán)利要求54中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述熱傳遞用構(gòu)件接合在上述基板上。
56.根據(jù)權(quán)利要求54中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述薄膜發(fā)熱體和上述流量檢測用薄膜感溫體在上述基板的第1面之上通過絕緣層進行層疊。
57.根據(jù)權(quán)利要求56中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述熱傳遞用構(gòu)件接合在上述基板的第2面上。
58.根據(jù)權(quán)利要求53～57的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述熱傳遞用構(gòu)件在上述管路方面的尺寸比在上述管路斷面內(nèi)與上述熱傳遞用構(gòu)件的延長方向相直交方向的尺寸大。
59.根據(jù)權(quán)利要求53～58的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于具有在檢測上述管路內(nèi)的液體流量時，為進行補償而檢測在上述管路內(nèi)的液體溫度的溫度檢測部。
60.根據(jù)權(quán)利要求59中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述溫度檢測部具有與上述流量檢測部同等的感溫功能。
61.根據(jù)權(quán)利要求44～60的任一項中所述的液體排出機器的排出量控制裝置，其特征在于上述泵是容積形泵。
全文摘要
一種流量傳感器和流量計。在基極的第1面之上將薄膜發(fā)熱體和薄膜感溫體通過絕緣層進行層疊構(gòu)成流量檢測部(12),為使從流量檢測部傳出的熱量傳遞給被檢測流體并被吸熱而形成被檢測流體管路(4)。在流量檢測部(12)上根據(jù)薄膜發(fā)熱體的發(fā)熱在薄膜感溫體上執(zhí)行接受被檢測流體吸熱影響的感溫,根據(jù)該結(jié)果檢測管路(4)內(nèi)的被檢測流體的流量。在流量檢測部(12)的基板第2面上用接合劑(16)粘合延伸到管路(4)內(nèi)的翅片(14),翅片(14)延伸到管路(4)的圓形斷面的中央部分。翅片(14)在管路(8)方向的尺寸比厚度L
文檔編號G01F1/696GK1276059SQ98810178
公開日2000年12月6日 申請日期1998年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月15日
發(fā)明者小高博文, 小池淳, 山岸喜代志, 川西利明, 友成健二, 井上真一, 尾征広, 宮嶋浩光 申請人:三井金屬礦業(yè)株式會社