CN100533069C - 流速测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种尺寸较小且其中尘土等几乎不能穿过的流速测量装置，其具有较高的测量精度，并且具有较小的压力损失。次流动通道包括：导流通道22，其中上游侧与用作第一分流点的导向口21连通，并且下游侧用作第二分流点20a；第一次流动通道23，其中上游侧在第二分流点20a从导流通道22被分流且形成，使得平行于主流动通道12，并且下游侧与排放口28连通；第二次流动通道24，其中上游侧在第二分流点20a从导流通道22被分流且形成，使得横过主流动通道12；和第三次流动通道(检测流动通道)25，其中上游侧与第二次流动通道24的下游侧连通，流速检测件被设置，并且下游侧与排放口28连通。

Description

流速测量装置

技术领域

本发明涉及流速测量装置，例如小型流速测量装置，用于监视工厂内的空气流速的工业设备，用于诸如睡眠呼吸暂停综合征医疗器械的医学设备。

背景技术

通常，在流速测量装置中，由于流速减小到流速检测件的可测量范围，在直接测量较大流速的直管类型的流速测量装置中，需要增加管道直径。因而在减小装置的尺寸中存在限制。特别地，如果流速增加，流速检测件的输出线性度降低，并且变得难于完成高精度的测量。因此，为了改善测量精度以及提升尺寸减小，提出了小型流速测量装置，其中主流动通道设置有次流动通道，流过次流动通道的流体的流速被测量，并且基于测量的流速，流过主流动通道的流体的流速被转换。

传统地，流速测量装置设置有次流动通道，例如，已经知道其中主流动通道设置有流动限制器的流速模块(参见专利文献1)。此外，已经知道由第一主管道块和第二主管道块构成的燃烧气体流速测量装置(专利文献2)。

专利文献1：PCT国际申请的国内再公布No.2003-523506

专利文献2：日本专利No.3340655

发明内容

本发明将要解决的技术问题

然而，根据前者，压力损失较大，并且能量损失较大。另一方面，根据后者，因为次流动通道作为部件被形成，需要两零件。因此，零件数和装配步骤数较大。

此外，即使在次流动通道类型的流速测量装置中，如果设备中的将被连接的管道比较复杂，主流动管道内的流体流动的流速分布倾向于变得不均匀。如果流速分布不均匀，分流比率被改变，从而变得难于实现精确的流速测量。

此外，例如尘土等有时被包括到将被测量的流体内。如果尘土等粘附到流速检测件，流速检测件的特征被改变，从而其易于被破坏。

考虑到上述问题，本发明的目的是提供尺寸较小且其中尘土等几乎不能穿过的流速测量装置，其具有较高的测量精度，并且具有较小的压力损失。

解决技术问题的方法

为了解决上述问题，本发明的流速测量装置包括：具有主流动通道的主流动管，流体穿过主流动通道流动；设置在主流动通道内且调节流体流动的管口；以及设置有次流动通道的次流动通道块，次流动通道块整体设置在主流动管上，次流动通道块的一端与设置在管口上游侧的导向口连通，并且次流动通道块的另一端与设置在管口下游侧的排放口连通，其中

次流动通道包括：

导流通道，其中上游侧与用作第一分流点的导向口连通，并且下游侧用作第二分流点；

第一次流动通道，其中上游侧在第二分流点从导流通道被分流且形成，使得平行于主流动通道，并且下游侧与排放口连通；

第二次流动通道，其中上游侧在第二分流点从导流通道被分流且形成，使得横过主流动通道；和

检测流动通道，其中上游侧与第二次流动通道的下游侧连通，流速检测件被设置，并且下游侧与排放口连通。

本发明的效果

根据本发明，流体的流动在第一分流点和第二分流点被分流两次。因此，可能将流速减小到流速检测件的可测量范围，而不导致较大的压力损失，同时保持减小装置的尺寸。这可利用流速检测件的输出线性，因此可获得具有高测量精度的小型流速测量装置。此外，流动被分流两次使得包括在流体内的尘土等几乎不能穿入到检测流动通道，因此可能避免由尘土等导致的故障。

本发明的流速检测件包括：具有主流动通道的主流动管，流体穿过主流动通道流动；设置在主流动通道内且调节流体流动的管口；以及设置有次流动通道的次流动通道块，次流动通道块整体设置在主流动管上，次流动通道块的一端与相对地设置在管口上游侧的一对导向口连通，并且次流动通道块的另一端与相对地设置在管口下游侧的一对排放口连通，其中

次流动通道包括：

一对导流通道，在其每一个中，上游侧与用作第一分流点的每个导向口连通，并且下游侧用作第二分流点；

一对第一次流动通道，在其每一个中，上游侧在第二分流点从每个导流通道被分流且形成，使得平行于主流动通道，并且下游侧与每个排放口连通；

一对第二次流动通道，在其每一个中，上游侧在第二分流点从每个导流通道被分流且形成，使得横过主流动通道；和

检测流动通道，其中上游侧与每个第二次流动通道的下游侧连通，流速检测件被设置，并且下游侧与每个排放口连通。

根据本发明，除了上述效果，从设置在相对位置的成对导向口流出的流体并入检测流动通道，并且通过流速检测件测量并入的流体的流速。因而，即使流速在主流动通道内不均匀，在检测流动通道内其被平均。从而可获得具有较高测量精度的流速测量装置。

在本发明的实施例中，第一次流动通道的流动通道横截面面积可被调整。

根据本实施例，通过调整第一次流动通道的流动通道横截面面积，流过检测通道的流体的流速可被调整。因而，可用的流速检测件的选择范围扩大了。

在本发明的另一实施例中，其中位于导流通道的上游侧的第二分流点和导向口处于同样的垂直线上的导流通道，和其中排放口和排放流动通道处于同样的垂直线上的排放流动通道可被平行设置。

根据此实施例，因为导流通道和排放流动通道沿同样的方向被设置，模制产品从模具的脱模可在模制操作中同时被执行，这使得可能将导流通道和排放流动通道与主流动通道整体模制。

在本发明的不同的实施例中，与导向口连通的导流通道可在横截面内形成大概的L型，使得已落入的流体的一部分沿与主流动通道的流动相对的方向流动。

根据本实施例，已经流入导流通道的流体的一部分沿与主流动通道的流动的方向相对的方向流动，并且剩余部分流入排放流动通道。因此，检测流动通道使得尘土等几乎不能穿透，从而由尘土等导致的故障可被避免的效果更可靠。

附图说明

图1A和图1B分别是本申请的发明的流速测量装置的透视图和左视图；

图2是图1中所示的流速测量装置的分解透视图；

图3A和图3B分别是图1中所示的流速测量装置的截面图和俯视图；

图4是图1中所示的流速测量装置的截面透视图；

图5A和图5B是图1中所示的流速测量装置的俯视图，并且图5B示出了其中盖被移去的状态；

图6是图5B中所示的流速测量装置的透视图；

图7是图5B中所示的流速测量装置的沿不同的角度观察的透视图；

图8是图7的平面横截面透视图；

图9是图7的在不同于图8的位置被剖切的平面横截面透视图；

图10是图7的在不同于图9的位置被剖切的平面横截面透视图；

图11是图7的在不同于图10的位置被剖切的平面横截面透视图；

图12A至图12D示出了水平横截面透视图，并且图12E是示出剖切位置的正视图；

图13A至图13D示出了侧面横截面图，并且图13E是示出剖切位置的正视图；

图14是简单示出本申请的发明的流速测量装置的流动通道的透视图；

图15是示例性地示出本申请的发明的流速测量装置的流动通道的透视图；以及

图16是示例性地示出本申请的发明的另一实施例的流动通道的透视图。

主要元件标号说明

10                 基体

11                 主流动管

12                 主流动通道

13                 管口

14                 第一调整肋

15                 第二调整肋

20                 次流动通道块

20a                  第二分流点

20b                  第一合流点

20c                  第三分流点

20d                  第二合流点

21                   导向口(第一分流点)

22                   垂直导向槽

23                   第一次流动通道

23a                  隔断墙

24                   第二次流动通道

25                   第三次流动通道(检测流动通道)

26                   第四次流动通道

27                   垂直排放槽

28                   排放口

29                   隔断墙

29a                  突出物

30                   密封板

31                   测量孔

40                   电路板

41                   流速检测件

42                   控制电路

50                   盖

具体实施方式

本发明的实施例将参考从图1至图16的附图予以描述。

如图1和图2所示，本实施例的流速测量装置包括：与次流动通道块20整体模制的基体10，次流动通道块20用于在主流动管11的外周表面上形成次流动通道；在其中心部分具有测量孔31并且密封次流动通道块20的开口的密封板30；电路板40，在其中心其下表面具有将被***穿过测量孔31的流速检测件41，其堆叠在密封板30上；以及用于覆盖次流动通道块20的开口的盖50。密封板30和电路板40通过螺钉43固定到次流动通道块20。

基体10在穿过主流动管11的内部的主流动通道12的内周表面的中心部分处设置有十字形的管口13。在设置有管口13的内周表面内，第一调整肋14被凸出设置以致于上下面对彼此，同时第二调整肋15被凸出设置以致于左右面对彼此。第一调整肋14和第二调整肋15被设置是为了修正非均匀流速分布，并且执行更高精度的流速测量。

密封板30由诸如橡胶的密封材料制成，用于防止流体渗漏并且保护电路板40。

附着于电路板40的下表面的中心的流速检测件41检测数据，并且基于检测的数据，附着于电路板40的上表面的控制电路42转化且输出主流动通道12的流速。做为流速检测件41，例如热类型的流速检测件，热丝类型的流速检测件等被提供，但并不特别地限定。

另一方面如图3所示，在次流动通道块20内形成的次流动通道从一对导向口21开始，21为第一分流点，其被设置在位于管口13的上游侧附近的内周表面的左右相对位置，并在一对排放口28处结束，排放口28被设置在位于管口13的下游侧附近的内周表面的左右相对位置。

如图6所示，次流动通道被形成以致于相对于彼此线对称，并且垂直导向槽22被设置，每个导向槽22在俯视图内具有大概的L型，用于使从每个导向口21流出的流体升高。次流动通道被分成平行于主流动通道12形成的第一次流动通道23，和在位于垂直导向槽22的上端的第二分流点20a处沿垂直于主流动通道12的方向形成的第二次流动通道24。第一次流动通道23在俯视图内越过处于中心的隔断墙23a与大概的L型垂直排放槽27连通。

第二次流动通道24与被设置的以致于线对称的另外的第二次流动通道24在第一合流点20b合流，并且与第三流动通道25连通，第三流动通道25是平行于主流动通道12形成的检测流动通道。突出物29a被形成以在被设置以形成第三流动通道25的一对大概C型隔断墙29的相对表面的中间部面对彼此，使得具有窄宽度的检测区域被形成。这用于通过限制流动通道修正非均匀流动。第三流动通道25在位于第三流动通道25的下游侧的第三分流点20c处分别被分成一对左右第四次流动通道26、26。于是，每个第四次流动通道26在位于其下游侧的第二合流点20d处与第一次流动通道23的下游侧合流，并且与垂直排放槽27连通。最后，垂直排放槽27通过位于垂直排放槽27的下游侧的排放口28与主流动通道12连通。

在本实施例中，因为流体在导向口21即第一分流点被分流，尘土等几乎不能渗透进入垂直导向槽22。此外，垂直导向槽22在俯视图内形成大概L型，并且被配置使得来自导向口21的已流动的流体沿与主流动通道12的流动相对的方向流动。由于大块的尘土等几乎不能沿相对的方向流动，第三流动通道25即检测流动通道使得尘土等更难于穿透进入垂直导向槽22内。

垂直排放槽27形成横截面内的大概L型的原因是考虑到上游侧和下游侧之间的平衡，平稳的流动被确保。

根据本实施例，由于垂直导向槽22和垂直排放槽28沿同样的方向被顺次形成，使得它们被平行设置，模制产品的脱模可被同时执行，并且可能将次流动通道块20与主流动管11整体模制。因此，有利于流速测量装置具有数量减少的零件和装配步骤，并且可获得较高的装配精度。

接下来，将描述具有上述结构的流速测量装置的测量方法。

首先，从主流动通道12的上游侧流来的流体撞击管口13，由此漂流的影响变得更小。然后，漂流程度变小的流体的一部分从导向口21流入垂直导向槽22，导向口21是第一分流点。此时，由于包括在流体内的尘土等质量较大，大部分随着主流动通道12的流动流入下游侧。

由于垂直导向槽22具有俯视图内的大概L型，已经落入的流体的一部分沿与主流动通道12的流动相对的方向流动。然而，由于尘土等质量比气体大，它们几乎不能沿相对的方向流动。因此，尘土等从第二分流点20a通过第一次流动通道23流入垂直排放槽27。因此，从第二分流点20a流入第二次流动通道24的流体几乎不包括尘土等，并且流体检测件41几乎不受污染。

已经落入第二次流动通道24的流体，在第一合流点20b与流过另外的第二次流动通道24的流体合流。于是，合并的流体流入第三次流动通道25，穿过设置在相对突出物29a、29a之间的流速检测件41，使得流速被测量。随后，合并的流体在位于第三次流动通道25的下游侧的第三分流点20c被左右分流。每个被分流的流体从第四次流动通道26流入垂直排放槽27的上游侧，并且与从垂直导向槽27流过第一次流动通道23的流体在第二合流点20d处合流。合并的流体沿垂直排放槽27向下流动，并且从排放口28流出进入主流动通道12内。

流速检测件41基于由以预定速度通过的流体带走的热的数量，通过检测电压的变化检测通过的流体的流速。根据本实施例，由于流过第三次流动通道25的流体的流速可被设置得较低，可能使用只能测量较低流速的流体的流速检测件，并且流速测量装置可被廉价地制造。

此外，对于流速检测件41的可测量范围，通过适当地调整流速，可能选择线性度较好的测量范围。由此获得具有高测量精度的流速测量装置。

此外，通过调整第一次流动通道23内的隔断墙23a的平面面积和高度，或者第二次流动通道24的横截面面积，第三次流动通道25的流速可被调整到合适的流速，用于流速检测件41。

在本实施例中，流体通过对称地设置这对次流动通道而合流。因此，即使主流动通道内的流体流速分布不均匀，这是平均的，使得测量精度被改善。然而，应注意到不是必需地要求一对次流动通道对称地设置。例如，如图16所示，次流动通道可设置在主流动管11的一侧上。

工业实用性

本申请的发明的流速测量装置不仅可应用于测量气体的流速的情况，还可应用于测量液体的流速的情况。

Claims (4)

1.一种流速测量装置，包括：具有主流动通道的主流动管，流体穿过所述主流动通道流动；设置在所述主流动通道内且调节流体流动的管口；以及设置有次流动通道的次流动通道块，所述次流动通道块整体设置在所述主流动管上，所述次通道块的一端与相对地设置在所述管口上游侧的一对导向口连通，并且所述次通道块的另一端与相对地设置在所述管口下游侧的一对排放口连通，其中

所述次流动通道包括：

一对导流通道，在每个所述导流通道中，上游侧与用作第一分流点的每个所述导向口连通，并且下游侧用作第二分流点；

一对第一次流动通道，在每个所述第一次流动通道中，上游侧在所述第二分流点从每个所述导流通道被分流，且形成为平行于所述主流动通道，并且下游侧与每个所述排放口连通；

一对第二次流动通道，在每个第二次流动通道中，上游侧在所述第二分流点从每个所述导流通道被分流，且形成为横过所述主流动通道；和

检测流动通道，其中上游侧与每个所述第二次流动通道的下游侧连通，流速检测件被设置，并且下游侧与每个所述排放口连通。

2.根据权利要求1所述的流速测量装置，其中所述第一次流动通道的流动通道横截面面积可调整。

3.根据权利要求1所述的流速测量装置，一排放流动通道和所述导流通道平行设置，在所述导流通道中位于所述导流通道的上游侧的所述第二分流点和导向口处于同样的垂直线上，在排放流动通道中，所述排放口和排放流动通道处于同样的垂直线上。

4.根据权利要求1所述的流速测量装置，其中与所述导向口连通的所述导流通道在横截面内形成L型，使得已落入的流体的一部分沿与所述主流动通道的流动相反的方向流动。

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