[发明专利]差压式流量计

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及层流型流量计等差压式流量计。

背景技术

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。