專利名稱：流量測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量諸如氣體、液體等的流體的流量的流量計(jì)，尤 其涉及一種薄膜式流量計(jì)。
背景技術(shù)：
薄膜式流量計(jì)已經(jīng)描述為用于計(jì)量諸如氣體等的流體的流量的流量計(jì)， 該流量計(jì)具有薄膜，該薄膜與將預(yù)定量的流體供給和排出至計(jì)量腔的相關(guān)聯(lián) 地產(chǎn)生單獨(dú)一次的往復(fù)運(yùn)動(dòng)(參見(jiàn)，例如，JP-A-2004-93497 )。
如圖20所示，這種流量計(jì)IOO設(shè)置有薄膜部分(從圖中省略)，該部分 響應(yīng)于氣體供給入計(jì)量腔和從計(jì)量腔排出而產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)。連桿機(jī)構(gòu)101連 接至側(cè)軸，該側(cè)軸與薄膜部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地樞轉(zhuǎn)。連桿機(jī)構(gòu)101通過(guò) 將一對(duì)較長(zhǎng)的耳軸101a和一對(duì)較短的耳軸101b組合起來(lái)而形成。圍繞中心 對(duì)稱的一對(duì)磁體103沿著旋轉(zhuǎn)部件102的邊緣設(shè)置。設(shè)置一引入開(kāi)關(guān)104, 當(dāng)磁體103已經(jīng)旋轉(zhuǎn)至特定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)該開(kāi)關(guān)^皮激活。而且，也設(shè)置一控制 器105，該控制器根據(jù)從引線開(kāi)關(guān)104輸出的信號(hào)確定流量并且在顯示部分 106上示出由此確定的流量。
旋轉(zhuǎn)部件102包括可旋轉(zhuǎn)地"i殳置在位于殼體(從圖中省略)外部中的支 承臺(tái)107上的曲柄軸102a;和連接于曲柄軸102a的旋轉(zhuǎn)盤102b。曲柄臂108 連接至曲柄軸102a。曲柄臂108裝配有樞轉(zhuǎn)閥112,所述樞轉(zhuǎn)閥借助一對(duì)曲 柄^干109、 109開(kāi)啟或關(guān)閉氣體入口 IIO和氣體出口 111。
因此，當(dāng)薄膜旋轉(zhuǎn)盤102b已經(jīng)響應(yīng)于氣體供給入計(jì)量腔和從計(jì)量腔排 出而產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)盤102b產(chǎn)生一次旋轉(zhuǎn)，因此，連接于旋轉(zhuǎn)盤102b 的一對(duì)磁體103、 103也以相同的方式旋轉(zhuǎn)。引線開(kāi)關(guān)104檢測(cè)磁體103、 103 的旋轉(zhuǎn)并且將信號(hào)發(fā)送至控制器105，在控制器中對(duì)流量進(jìn)行計(jì)算。由此計(jì)算得到的流量顯示在顯示部分106上。該對(duì)樞轉(zhuǎn)閥112與旋轉(zhuǎn)盤102b的旋 轉(zhuǎn)關(guān)4關(guān)地樞轉(zhuǎn)，由此適當(dāng)?shù)亻_(kāi)啟和關(guān)閉氣體入口 110和氣體出口 111。因此， 供給和排放氣體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題
順4更說(shuō)一下，在先前i兌明的流量計(jì)100中，旋轉(zhuǎn)盤112b的旋轉(zhuǎn)通過(guò)使 用當(dāng)磁體103已經(jīng)到達(dá)特定旋轉(zhuǎn)相位時(shí)被激活的引線開(kāi)關(guān)104進(jìn)行檢測(cè)。多 個(gè)磁體103用于增強(qiáng)分辨度。
但是，當(dāng)磁體103位于特定旋轉(zhuǎn)相位之外時(shí)，引線開(kāi)關(guān)104沒(méi)有被激活。 無(wú)法檢測(cè)進(jìn)程中的狀態(tài)，這將導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行精確計(jì)量的問(wèn)題。
當(dāng)流量計(jì)IOO用于城市供氣系統(tǒng)(在該系統(tǒng)中，流量計(jì)平行于多個(gè)住戶 安裝在管道中)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)下述情況，即由正好在安裝于使用大量氣體 的住戶的流量計(jì)IOO之前的氣體流動(dòng)和回流所造成的脈沖氣流會(huì)傳播到另一 住戶的氣流計(jì)100。在這種情況下，當(dāng)使用多個(gè)磁體103時(shí)，磁體103產(chǎn)生 往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此激活和停止引線開(kāi)關(guān)104。因此，如同氣體被使用那樣執(zhí)行 計(jì)算操作。因此，存在無(wú)法執(zhí)行精確計(jì)量的問(wèn)題。
上述流量計(jì)不可避免地需要進(jìn)行將薄膜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的 過(guò)程。結(jié)果，難于實(shí)現(xiàn)諸如旋轉(zhuǎn)盤102b的旋轉(zhuǎn)部件的^走轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在沿著旋轉(zhuǎn) 部件運(yùn)動(dòng)軌跡的每個(gè)點(diǎn)處都具有不變的角速度。因此，》茲體沿著軌跡的運(yùn)動(dòng) 速度發(fā)生變化(非恒定速度的運(yùn)動(dòng))。因此，即使當(dāng)設(shè)置多個(gè)磁體時(shí)，也難 于按照需要獲得反映精確流量的計(jì)量。
但是，目前逐漸需要精確地實(shí)時(shí)計(jì)量流量。具體地說(shuō)，需要能夠精確檢 測(cè)每個(gè)循環(huán)的流量變化的計(jì)量精度和分辨率。
本發(fā)明的目的在于提供能夠執(zhí)行精確計(jì)量同時(shí)增加計(jì)量分辨率的流量計(jì)。
解決問(wèn)題的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一種流量計(jì)包括主體；固定至所迷主體 薄膜部分，該薄膜 部分限定用于容納和排出液體的計(jì)量腔；與所述薄膜部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng)同步地 執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)部分；設(shè)置在所述主體和所述旋轉(zhuǎn)部分之一上的待檢測(cè) 部件；設(shè)置在所述主體和所述旋轉(zhuǎn)部分的另一個(gè)上的方向傳感器，該傳感器檢測(cè)待檢測(cè)部件的位置和關(guān)聯(lián)于所述旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而引起的運(yùn)動(dòng)；以
及流量計(jì)算部分，該部分借助從所述方向傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)所述待
;險(xiǎn)測(cè)部件的位置，并且計(jì)算所述流體的流量。
"旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)"表示沿著閉合曲線的單方向運(yùn)動(dòng)，以及沿著完美圓形、橢 圓形或者扁橢圓形等的這種運(yùn)動(dòng)。通過(guò)該構(gòu)造，當(dāng)待測(cè)量的流體供給至計(jì)量 腔或者從計(jì)量腔排出時(shí)，設(shè)置在計(jì)量腔中的薄膜被往復(fù)地致動(dòng)，旋轉(zhuǎn)部分與 薄膜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，由于磁體或方向傳感器設(shè)置在旋轉(zhuǎn) 部分上，所以磁體或者方向傳感器也產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。方向傳感器檢測(cè)旋轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)，因此確定薄膜與旋轉(zhuǎn)部分之間的相對(duì)位置。因此，可檢測(cè)薄膜的位置。 因此，增強(qiáng)計(jì)量分辨率，從而執(zhí)行精確的計(jì)量。
關(guān)于上述說(shuō)明，可構(gòu)造流量計(jì)從而使得待測(cè)量部件位于旋轉(zhuǎn)部分上，并 且方向傳感器位于待檢測(cè)部件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中心。
通過(guò)上述構(gòu)造，方向傳感器的位置相對(duì)于待檢測(cè)部件固定。因此，方向 傳感器可精確地檢測(cè)圍繞方向傳感器旋轉(zhuǎn)的待檢測(cè)部件的相對(duì)位置，并且可 根據(jù)由此檢測(cè)的相對(duì)位置執(zhí)行精確的計(jì)量。
所述待檢測(cè)部件由,茲體形成，以及所述方向傳感器由磁性方向傳感器形 成。在這種情況下，所述^t體在將其單一極性一直指向所述磁性方向傳感器 的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
通過(guò)這一構(gòu)造，在磁性方向傳感器作為中心的同時(shí)，磁通量的取向改變。 當(dāng)磁體已經(jīng)旋轉(zhuǎn)一次時(shí)，/磁體的方向和偏差也進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，因此，磁體圍繞磁 性方向傳感器旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)可清楚地;險(xiǎn)測(cè)到。
而且，本發(fā)明的流量計(jì)包括主體；固定至所述主體的薄膜部分，該薄
膜部分限定用于容納和排出液體的計(jì)量腔；用于將所述薄膜部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分；固定于所述主體和某一機(jī)構(gòu)部分其中之一 的待檢測(cè)部件，所述機(jī)構(gòu)部分由所述薄膜部分和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分形成；設(shè)置在 所述主體和所述機(jī)構(gòu)部分的另 一個(gè)上的方向傳感器，該傳感器檢測(cè)待檢測(cè)部 件的位置；以及流量計(jì)算部分，該部分借助從所述方向傳感器輸出的檢測(cè)信 號(hào)才企測(cè)所述待4全測(cè)部件的位置，并且計(jì)算所述流體的流量。
借助這一構(gòu)造，磁體和方向傳感器的任何一個(gè)設(shè)置在主體上，另一個(gè)設(shè) 置在由薄膜和用于將薄膜的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分形成 的機(jī)構(gòu)部分上。流體的運(yùn)動(dòng)可直接檢測(cè)到。由此，增強(qiáng)計(jì)量分辨度，執(zhí)行精確的計(jì)量。
所述待才企測(cè)部件和所述方向傳感器之一 固定至所述薄膜部分。
借助這一構(gòu)造，待檢測(cè)部件和方向傳感器之一設(shè)置在直接受到流體運(yùn)動(dòng) 影響的薄膜部分上。因此，可增強(qiáng)流量測(cè)量的精度。
待;險(xiǎn)測(cè)部件由磁體形成并且可固定至所述薄膜部分。在這種情況下，所 述方向傳感器由^ 茲性方向傳感器形成。
當(dāng)磁性傳感器設(shè)置在薄膜部分上時(shí)，需要布線，由此造成流量計(jì)的結(jié)構(gòu) 復(fù)雜。但是，借助本發(fā)明的構(gòu)造，不需要布線的磁體固定至薄膜部分，因此 結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單。
本發(fā)明的流量計(jì)包括主體；固定至所述主體的薄膜部分，該薄膜部分 限定用于容納和排出液體的計(jì)量腔；與所述薄膜部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng)同步地執(zhí)行 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)部分；設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)部件上的待檢測(cè)部件；方向傳感器， 該傳感器檢測(cè)待檢測(cè)部件的位置和關(guān)聯(lián)于所述旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而引起 的運(yùn)動(dòng)；配重系數(shù)計(jì)算部分，該計(jì)算部分根據(jù)從所述方向傳感器輸出的檢測(cè) 信號(hào)輸出檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)中的差異并且計(jì)算在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件 的周向方向在任意位置處獲得的角速度以及響應(yīng)于所述角速度的配重系數(shù)； 以及流量計(jì)算部分，該部分借助從所述方向傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)所述 待檢測(cè)部件的位置，并且通過(guò)參照所述待檢測(cè)部件的位置和所述配重系數(shù)計(jì) 算在任意位置處獲得的流體的流量。
借助這一構(gòu)造，可通過(guò)使用由此獲得的配重系數(shù)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)。 因此，可一直監(jiān)4見(jiàn)精確的瞬時(shí)流量。
在上述說(shuō)明中，所述配重系數(shù)計(jì)算部分通過(guò)參照從所述方向傳感器輸出 的檢測(cè)信號(hào)、在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向的多個(gè)參考點(diǎn)處測(cè)量所述旋轉(zhuǎn) 部件一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間；在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向的相應(yīng)位置處枱r 測(cè)角速度；以及在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向的預(yù)定區(qū)域中，通過(guò)參照由 落入預(yù)定差值范圍中的時(shí)間確定的參考時(shí)間以及所述角速度計(jì)算相應(yīng)于已 經(jīng)進(jìn)行角速度檢測(cè)的位置的配重系數(shù)，在所述預(yù)定區(qū)域中，所述測(cè)量時(shí)間落 入預(yù)定差值范圍中。
借助這一構(gòu)造，在沿著旋轉(zhuǎn)方向的預(yù)定位置處獲得的流量通過(guò)使用由此 獲得的配重系數(shù)計(jì)算，并且也可獲得沿瞬時(shí)方向的流量。因此，可一直監(jiān)視 精確的瞬時(shí)流量，并且也可更快地處理流量中的異常增加。所述配重系數(shù)計(jì)算部分通過(guò)參照從所述方向傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)、在 沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向的多個(gè)參考點(diǎn)處測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)部件一次旋轉(zhuǎn)
所需的時(shí)間；在所述旋轉(zhuǎn)部件的相應(yīng)參考點(diǎn)檢測(cè)角速度；以及在沿著所述旋
轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向距離所述相應(yīng)參考點(diǎn)的預(yù)定區(qū)域中，參照所述時(shí)間和所述 角速度計(jì)算出的配重系數(shù)。
借助這一構(gòu)造，可進(jìn)一步減小計(jì)算量，并且可減小配重系數(shù)計(jì)算部分和 流量計(jì)算部分上的負(fù)擔(dān)，由此能夠減小成本。
本發(fā)明的另一種流量計(jì)，包括主體；固定至所述主體的薄膜部分，該 薄膜部分限定用于容納和排出液體的計(jì)量腔；與所述薄膜部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng)同 步地執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)部分；設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)部件上的待檢測(cè)部件；方向 傳感器，該傳感器檢測(cè)待檢測(cè)部件的位置和關(guān)聯(lián)于所述旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 而引起的運(yùn)動(dòng)；以及流量計(jì)算部分，該部分通過(guò)由所述方向傳感器輸出的抬r 測(cè)信號(hào)檢測(cè)在所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)和所述待檢測(cè)部件的位置中的差異，并且 計(jì)算所述流體的流量，其中，所述流量計(jì)算部分在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn) 方向的多個(gè)位置處測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)部件一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，并且根據(jù)最近的 測(cè)量時(shí)間計(jì)算在每個(gè)位置處的流量。
借助這一構(gòu)造，可進(jìn)一步減小計(jì)算量，并且可減小配重系數(shù)計(jì)算部分和 流量計(jì)算部分上的負(fù)擔(dān)，由此能夠減小成本。
在上述流量計(jì)中，所述方向傳感器優(yōu)選地基本上位于所述旋轉(zhuǎn)部件的中 心旋轉(zhuǎn)軸。而且，待檢測(cè)的部件優(yōu)選地位于沿所述旋轉(zhuǎn)部件外邊緣的位置處， 所述方向傳感器與所述待檢測(cè)部件之間的距離在所述旋轉(zhuǎn)部件的整個(gè)旋轉(zhuǎn) 方向上基本上是相等的。所述待檢測(cè)部件也由磁體形成，所述方向傳感器也 可由磁性方向傳感器形成。
借助上述構(gòu)造，可設(shè)置簡(jiǎn)單、低成本的流量計(jì)。
而且，本發(fā)明的另一種流量計(jì)包括主體；固定至所述主體的薄膜部分， 該薄膜部分限定用于容納和排出液體的計(jì)量腔；與所述薄膜部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng) 同步地執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)部分；設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)部件上的石茲體；多個(gè)引線 開(kāi)關(guān)，所述引線開(kāi)關(guān)用于檢測(cè)關(guān)聯(lián)于所述旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的^茲體的運(yùn) 動(dòng)；以及流量計(jì)算部分，該部分借助由所述多個(gè)引線開(kāi)關(guān)輸出的檢測(cè)信號(hào)檢 測(cè)在所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)和所述磁體的位置上的變化，并且計(jì)算所述流體的 流量。所述流量計(jì)算部分在多個(gè)引線開(kāi)關(guān)的每一位置處測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)部件一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，并且才艮據(jù)最近的測(cè)量時(shí)間計(jì)算流量。在這種流量計(jì)中， 所述i茲體優(yōu)選地設(shè)置在沿著旋轉(zhuǎn)部件的外邊緣的某一位置，并且所述多個(gè)引 線開(kāi)關(guān)優(yōu)選地設(shè)置在所述外邊緣的附近。
在上述構(gòu)造中，可使用目前廣泛使用的磁體和引線開(kāi)關(guān)的組合。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)
根據(jù)本發(fā)明的流量計(jì)，增強(qiáng)計(jì)量流體流量的分辨率，并且可執(zhí)行精確的 計(jì)量。
本發(fā)明的流量計(jì)使用待檢測(cè)部件和方向傳感器。待4企測(cè)部件與方向傳感 器之間的相對(duì)位置被確定，由此一企測(cè)流體的流量。因此，增強(qiáng)計(jì)量的分辨率， 并且可"t丸行精確的計(jì)量。
當(dāng)待檢測(cè)部件執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的速度變化被;險(xiǎn)測(cè)到，由此增 強(qiáng)計(jì)量流量的分辨率和計(jì)量精確度。


圖1是示出作為第一實(shí)施例的流量計(jì)的整體薄膜式氣體計(jì)的透視圖。
圖2是示出第一實(shí)施例的薄膜式氣體計(jì)的特征剖面的縱向剖視圖。 圖3是示出第 一 實(shí)施例的薄膜式氣體計(jì)的特征剖面的分解透視圖。 圖4是薄膜式氣體計(jì)的特征剖面的平面圖。
圖5是示出設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤上的-茲體的位置與方向傳感器的位置之間的關(guān) 系的分解透3見(jiàn)圖。
圖6A是示出圍繞方向傳感器旋轉(zhuǎn)的磁體的狀態(tài)的平面圖；6B是示出沿 由方向傳感器檢測(cè)到的磁通量的方向的變化的曲線圖。
圖7是示出設(shè)置在連桿機(jī)構(gòu)上的磁體位置與方向傳感器的位置之間的關(guān) 系的分解透視圖。
圖SA是示出圍繞方向傳感器旋轉(zhuǎn)的磁體的狀態(tài)的平面圖；8B是示出沿 由方向傳感器檢測(cè)到的磁通量的方向的變化的曲線圖。
圖9是示出根據(jù)第二實(shí)施例的薄膜式氣體計(jì)的特征剖面的縱向剖視圖。 圖10是根據(jù)第二實(shí)施例的薄膜式氣體計(jì)的特征剖面的分解透視圖。 圖11是根據(jù)第三實(shí)施例的薄膜式氣體計(jì)的透視圖。 圖12是薄膜式氣體計(jì)的下部殼體的剖視圖。 圖13是薄膜式氣體計(jì)的分解透視圖。圖14是連桿機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)部件和閥部件的平面圖，它們都設(shè)置在薄膜式 氣體計(jì)的下部殼體中。
圖15是薄膜式氣體計(jì)的旋轉(zhuǎn)部件的附近的分解透視圖。 圖16A、 16B、 16C和16D是示出控制氣體供給至每個(gè)計(jì)量腔和從每個(gè) 計(jì)量腔排出的透^L圖。
圖17A和17B是每個(gè)部分沿旋轉(zhuǎn)方向的重量的透視圖。 圖18是每個(gè)部分沿旋轉(zhuǎn)方向的重量的透視圖。
圖19是根據(jù)另一實(shí)施例的薄膜式氣體計(jì)的旋轉(zhuǎn)部件的附近的放大透視圖。
圖20是相關(guān)技術(shù)的薄膜式氣體計(jì)的特征部分的平面圖。
附圖標(biāo)記的說(shuō)明
4 計(jì)量腔
5、 5b 磁體
6、 6b 方向傳感器
6A、 6B、 6C、 6D 引線開(kāi)關(guān) 7 控制器 11 薄膜
C、 50 殼體(主體)
51 閥部分
52 薄膜部分
53 連桿機(jī)構(gòu)
54 旋轉(zhuǎn)部件
100 薄膜式氣體計(jì)(流量計(jì)) M0 4幾構(gòu)部分 Ml 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分
具體實(shí)施例方式
下面將參照

本發(fā)明的流量計(jì)的實(shí)施例。 (第一實(shí)施例)
圖1是示出作為4艮據(jù)本發(fā)明一項(xiàng)實(shí)施例的流量計(jì)的整體薄膜式氣體計(jì)的 透視圖；圖2是薄膜式氣體計(jì)的特征剖面的縱向剖視圖；圖3是薄膜式氣體 計(jì)的特征剖面的分解透視圖；圖4是本實(shí)施例的薄膜式氣體計(jì)的特征剖面的平面圖。
如圖1至4所示，構(gòu)成流量計(jì)的薄膜式氣體計(jì)100包括與將預(yù)定量的氣
體供給至主體C(殼體)中的計(jì)量腔4和從計(jì)量腔4排出預(yù)定量的氣體相關(guān) 聯(lián)地產(chǎn)生單獨(dú)一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)的薄膜11;和用于將薄膜11的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分Ml。氣體計(jì)100包括連接于機(jī)構(gòu)部分M0和主體 C的任何一個(gè)的;茲體5，所述機(jī)構(gòu)部分包括薄膜11 (或者將在下文進(jìn)行說(shuō)明 的薄膜部分F )和運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分Ml;和固定至機(jī)構(gòu)部分M0和主體C的剩 余一個(gè)的方向傳感器6，該傳感器檢測(cè)相對(duì)于^茲體5的相對(duì)位置(方向)。在 本實(shí)施例中，磁體5設(shè)置在作為旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)盤20上，該旋轉(zhuǎn)盤響應(yīng)于 薄膜ll的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)盤20構(gòu)成運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分M1的一部 分。下文將說(shuō)明，用于檢測(cè)磁體5的方向的方向傳感器6設(shè)置在構(gòu)成主體的 一部分的上部殼體部分C2中，并且固緊至主體。
現(xiàn)在將說(shuō)明更詳細(xì)的內(nèi)容。如圖l所示，用作本發(fā)明實(shí)施例的流量計(jì)的 薄膜式氣體計(jì)IOO使用具有氣體供給口 2a和氣體排出口 2b的殼體進(jìn)行組裝。 氣體計(jì)連接至沿著氣體供給管(從附圖中省略)的中間位置，該供給管借助 氣體供給口 2a和氣體排出口 2b將氣體供給至用戶，諸如住戶。對(duì)流過(guò)氣體 供給管的氣體的流量進(jìn)行測(cè)量，并且將由此測(cè)量得到的氣體流量顯示在設(shè)置 于殼體C的外部的顯示部分3上。殼體C由下部殼體部分C1和上部殼體部 分C2形成，由此構(gòu)成主體。
如圖3所示，薄膜式氣體計(jì)100通過(guò)在殼體C中組裝下述部件而構(gòu)成 閥部V，用亍控制氣體供給至計(jì)量腔4以及從計(jì)量腔4排出；薄膜部分F, 響應(yīng)于氣體供給至計(jì)量腔4以及從計(jì)量腔4排出而往復(fù)運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)部分Rl ， 該部分借助連桿機(jī)構(gòu)L同步地連接至薄膜部分F，使得通過(guò)薄膜部分F的一 次往復(fù)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生一次旋轉(zhuǎn)；以及控制器7，用作確定流量的計(jì)算部分并且 孑吏顯示部分3顯示由此確定的流量。
由于氣體計(jì)已經(jīng)公知，詳細(xì)的說(shuō)明和圖示在此省略。除了控制器7，用
于檢測(cè)磁體5的方向(參見(jiàn)圖4)的方向傳感器6 (參見(jiàn)圖5 )設(shè)置在上部殼 體部分C2，這將在下文進(jìn)行說(shuō)明。雖然沒(méi)有示出，氣體計(jì)額外地裝配有用 于檢測(cè)供給至薄膜式氣體計(jì)IOO的氣壓的壓力傳感器，用于檢測(cè)地震振動(dòng)的 地震儀以及氣體供給切斷閥。氣體計(jì)構(gòu)造為，在出現(xiàn)異常的情況下，諸如壓 力傳感器已經(jīng)檢測(cè)到異常壓力或者地震儀已經(jīng)檢測(cè)到地震，控制器7控制氣體供給切斷閥的切斷并且在顯示部分上顯示異常信息。在圖1中，附圖標(biāo)記 8指代用于遮蓋重設(shè)軸(未示出)的操作部分的重設(shè)軸柱頭，該重設(shè)軸用于 將氣體供給切斷閥從切斷狀態(tài)釋放。
如圖2和3所示，下部殼體部分C1的中心由分隔壁9分隔?；旧蠟?圓柱形的空間設(shè)置在分隔壁9的任何一側(cè)上，該空間用于形成計(jì)量腔并且將 分隔壁9作為底部。每個(gè)空間的中心由薄膜部分F分隔，每個(gè)空間的開(kāi)口部 分由蓋10關(guān)閉。因此，計(jì)量腔4形成在相應(yīng)薄膜部分F的任何一側(cè)上。簡(jiǎn) 而言之，設(shè)置兩個(gè)薄膜部分F,由此形成四個(gè)計(jì)量腔4。
通過(guò)參照?qǐng)D2和3,對(duì)薄膜部分F進(jìn)行其他說(shuō)明。薄膜部分F包括薄膜 11、保持在薄膜11表面中心處的圓形薄膜板12;以及保持在外薄膜板12的 中心處的鉸接支座13。在設(shè)置薄膜部分F的同時(shí)，薄膜ll的邊緣借助框架 形薄膜固定板14保持在下部殼體部分C1中。
翼板15的一端由每個(gè)薄膜部分F的鉸接支座13樞轉(zhuǎn)地支承。側(cè)軸16 的軸中心沿垂直方向定向，并且側(cè)軸16樞轉(zhuǎn)地支承，同時(shí)側(cè)軸的上端密封 地穿過(guò)形成在下部殼體部分Cl的上壁中的孔。側(cè)軸16的下端連接至翼板 15與其樞轉(zhuǎn)支承側(cè)相對(duì)的一側(cè)。
如圖3和4所示，連桿機(jī)構(gòu)包括兩套，每套機(jī)構(gòu)包括端部樞轉(zhuǎn)地連接到 一起的大耳軸17和小耳軸18。每個(gè)大耳軸17的一端樞轉(zhuǎn)地連接至相應(yīng)側(cè)軸 16的上端。
如圖3和4所示，閥部分V設(shè)置在下部殼體部分C1的上壁從而控制氣 體供給和排出至四個(gè)計(jì)量腔4，閥部分V通過(guò)薄膜部分F的往復(fù)運(yùn)動(dòng)而被開(kāi)
啟和關(guān)閉。
下面參照?qǐng)D4再次說(shuō)明閥部分V。兩個(gè)氣體供給/排出口 X保持與相應(yīng) 的經(jīng)由薄膜11彼此相對(duì)的兩個(gè)計(jì)量腔4的相互連通，這兩個(gè)氣體供給/排出 口 X在下部殼體部分C1的上壁上并列地相互分離。設(shè)置兩套，每套包括兩 個(gè)氣體供給/排出口 X，氣體排出口 Y夾置在每個(gè)相應(yīng)套的氣體供給/排出口 X之間。筒而言之，形成有兩排供給/排出口 ，其中兩個(gè)供給/排出口 X位于 每排中的氣體排出口 Y的側(cè)部上。
每排供給/排出開(kāi)口部分的氣體排出口 Y連接至形成在下部殼體部分C1 的上壁中的氣體排出連接口 Z,從而形成氣體排出通道(從附圖中省去)。 氣體排出連接口 Z借助設(shè)置在上部殼體部分C2中的氣體排出路徑(從附圖中省去)連接至氣體排出口 2b，上部殼體部分C2位于下部殼體部分C1的 上部。 m
樞轉(zhuǎn)閥23設(shè)置在每排供給/排出開(kāi)口部分的上方，從而能夠沿著供給/ 排出開(kāi)口部分并列布置的方向圍繞閥的垂直軸部分樞轉(zhuǎn)。樞轉(zhuǎn)閥23借助一 對(duì)臂21、 25連接至旋轉(zhuǎn)圓盤20，這將在下文進(jìn)4亍說(shuō)明。
用于建立連通的凹入部分(從附圖中省去)(在下文稱為"連通凹入部 分")形成在樞轉(zhuǎn)閥23的背部。當(dāng)位于每個(gè)樞轉(zhuǎn)端時(shí)，樞轉(zhuǎn)閥23借助連通 凹入部分將位置鄰近樞轉(zhuǎn)端的氣體供給/排出口 X與氣體排出口 Y連接，從 而開(kāi)啟位于與樞轉(zhuǎn)端相對(duì)的端部的氣體供給/排出口 X。當(dāng)位于相對(duì)于樞轉(zhuǎn)方 向的中心處時(shí)，樞轉(zhuǎn)閥23關(guān)閉氣體供給/排出口 X。
如圖4所示，旋轉(zhuǎn)部分Rl具有旋轉(zhuǎn)圓盤20。小耳軸18的一端樞轉(zhuǎn)的 連接至旋轉(zhuǎn)圓盤20，其一端連接至樞轉(zhuǎn)閥23的臂21的另一端由旋轉(zhuǎn)圓盤 20樞轉(zhuǎn)地支 K。
》茲體5固定至旋轉(zhuǎn)圓盤20上，該圓盤構(gòu)成運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分M1，并且通過(guò) 延伸構(gòu)成一部分機(jī)構(gòu)部分MO。與旋轉(zhuǎn)圓盤20的旋轉(zhuǎn)相關(guān)聯(lián)地，磁體5產(chǎn)生 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。計(jì)數(shù)器19設(shè)置在旋轉(zhuǎn)圓盤20的下方，因此計(jì)算旋轉(zhuǎn)圓盤20的 旋轉(zhuǎn)數(shù)。
借助旋轉(zhuǎn)圓盤20和連桿機(jī)構(gòu)L,構(gòu)成用于將薄膜11的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分M1。機(jī)構(gòu)部分MO由運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換部分M1和薄膜11 形成。因此，磁體5連接至旋轉(zhuǎn)圓盤20,該旋轉(zhuǎn)圓盤是^l構(gòu)部分MO和主體 C中的一個(gè)，方向傳感器6連接至主體C，該主體C是機(jī)構(gòu)部分MO和主體 C中的另一個(gè)。
因此，當(dāng)氣體已經(jīng)供給至計(jì)量腔4或者從計(jì)量腔4排出時(shí)，薄膜11往 復(fù)運(yùn)動(dòng)地被致動(dòng)，由此旋轉(zhuǎn)側(cè)軸16。連桿機(jī)構(gòu)L的大耳軸17通過(guò)側(cè)軸16 的旋轉(zhuǎn)而樞轉(zhuǎn)，由此借助小耳軸18旋轉(zhuǎn)該旋轉(zhuǎn)圓盤20。臂21由旋轉(zhuǎn)圓盤 20的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行樞轉(zhuǎn)，從而致動(dòng)樞轉(zhuǎn)閥23。
圖5示出附著至旋轉(zhuǎn)圓盤20的磁體5與附著在上部殼體部分C2的下表 面上的方向傳感器6之間的位置關(guān)系。
由于方向傳感器6已經(jīng)7>知，所以其詳細(xì)說(shuō)明在此省略。通用的為集成 有MR元件、薄膜線圈、驅(qū)動(dòng)電路等的雙軸線磁體方向傳感器，并且方向傳 感器可檢測(cè)磁通量的方向。諸如惠司通電橋的三維傳感器也可用作方向傳感器6。
如圖5所示，連桿機(jī)構(gòu)L與薄膜ll的往復(fù)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地致動(dòng)從而旋轉(zhuǎn) 該旋轉(zhuǎn)圓盤20，因此，附著至旋轉(zhuǎn)圓盤20上的^茲體5執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；例如， 完整的圓運(yùn)動(dòng)、卵形運(yùn)動(dòng)、橢圓運(yùn)動(dòng)、閉合曲線運(yùn)動(dòng)等。方向傳感器6設(shè)置 在上部殼體C2的下表面，從而進(jìn)入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中。需要將方向傳感器6放置 在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中心。
如圖5所示，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤20已經(jīng)通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)L旋轉(zhuǎn)時(shí)，設(shè)置在》走轉(zhuǎn) 圓盤20上的磁體也旋轉(zhuǎn)。但是，如圖6(A)所示，面對(duì)方向傳感器6定位 的極性(例如，S極) 一直保持不變。
具體地說(shuō)，如圖6 (A)所示，當(dāng)磁體5圍繞方向傳感器6旋轉(zhuǎn)同時(shí)相 同的極性面對(duì)方向傳感器6時(shí)，磁通量的方向與磁體5的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地 改變。因此，如圖6 (B)所示，方向傳感器6可根據(jù)磁通量的方向檢測(cè)磁 體5的位置。
由此，旋轉(zhuǎn)圓盤20的旋轉(zhuǎn)角可確定，薄膜部分F的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)可 進(jìn)一步被檢測(cè)到。因此，可增強(qiáng)流量計(jì)量的分辨率。雖然旋轉(zhuǎn)圓盤20的旋 轉(zhuǎn)狀態(tài)可隨時(shí)被檢測(cè)到，但是需要以任意的間隔執(zhí)行檢測(cè)，從而減小設(shè)置在 流量計(jì)1中的電池的損耗。
相關(guān)于上述流量計(jì)1,已經(jīng)說(shuō)明磁體5執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及方向傳感器6 位于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中心的情況。同樣也可應(yīng)用到方向傳感器6不位于中心但是位 于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)內(nèi)部的情況。
在上述流量計(jì)l中，^茲體5設(shè)置在旋轉(zhuǎn)圓盤20.上， 一個(gè)極性布置為一 直面對(duì)方向傳感器6。但是，本發(fā)明并不局限于這種布局。如圖7所示，即 使當(dāng)磁體5位于連桿機(jī)構(gòu)L的短耳軸18上時(shí)，》茲體5形成閉合曲線。因此， 可檢測(cè)到磁體。在這種情況下，在^茲體5進(jìn)行平行運(yùn)動(dòng)的同時(shí)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)。因 此，面對(duì)方向傳感器6的極性隨著旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變。如圖8 (A)所示， 例如，當(dāng)在磁體5的N極保持在圖8中向上定向的同時(shí)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，S極在 i茲體5位于方向傳感器6上方時(shí)面向方向傳感器6。當(dāng)^f茲體5到達(dá)方向傳感 器6下方的位置時(shí)，N極面向方向傳感器6。在這種情況下，如圖8(B)所 示，方向傳感器6檢測(cè)^茲通量的方向。
此外，方向傳感器6也可位于4丸行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的^f茲體5的外部?？蛇x4^地， 磁體5也可位于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中心，并且方向傳感器6也可以旋轉(zhuǎn)。(第二實(shí)施例)
現(xiàn)在將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。與第 一 實(shí)施例相同的元件使用相同的 附圖標(biāo)記，重復(fù)的說(shuō)明在此省略。
圖9和IO示出對(duì)應(yīng)于第二實(shí)施例的流量計(jì)的薄膜式氣體計(jì)100。在該薄 膜式氣體計(jì)100中，磁體5b設(shè)置在作為機(jī)構(gòu)部分MO和殼體C的任何一個(gè) 的薄膜11上或者處于磁體與薄膜11結(jié)合地往復(fù)運(yùn)動(dòng)的位置處。同時(shí)，方向 傳感器6b設(shè)置在作為機(jī)構(gòu)部分M0和殼體C的剩余那個(gè)的殼體C上(例如， 圖2中的下部殼體C1的上表面上)。
借助上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)氣體供給至計(jì)量腔4或者從計(jì)量腔4排出時(shí)，薄膜ll 往復(fù)地運(yùn)動(dòng)，使得磁體5b也以整體的方式往復(fù)運(yùn)動(dòng)。設(shè)置定位的方向傳感 器6b沖企測(cè)石茲體5b的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由此4艮據(jù)薄膜11的位置計(jì)量流量。
在這種情況下，附著至薄膜11的磁體5b不需要布線。因此，磁體5b 可容易地附著至薄膜11,使得用于附著》茲體的結(jié)構(gòu)也變得簡(jiǎn)單。 (第三實(shí)施例)
圖11示出本發(fā)明的流量計(jì)應(yīng)用至氣體計(jì)的第三實(shí)施例。構(gòu)成氣體計(jì)100 的主體的殼體50被分為上部殼體50a和下部殼體50b。上部殼體50a設(shè)置有 氣體供給口 l和氣體排出口 2。氣體計(jì)IOO借助氣體供給口 1和氣體排出口 2沿著氣體供給管連接至中間位置，該氣體供給管將氣體供給至用戶諸如住 戶，由此計(jì)量流過(guò)氣體管的氣體的流量。設(shè)置在主體50上的計(jì)數(shù)器3顯示 由此測(cè)量的氣體流量。
如圖13所示，氣體計(jì)100包括用亍控制將氣體供給至形成在下部殼體 50b的計(jì)量腔4以及將氣體從該計(jì)量腔4中排出的閥部分51;借助氣體供給 至計(jì)量腔4和從計(jì)量腔4排出而往復(fù)運(yùn)動(dòng)的薄膜部分52;和借助連桿^L構(gòu) 53同步地連接至薄膜部分52從而響應(yīng)于薄膜部分52的一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn) 一次的旋轉(zhuǎn)部件54。氣體計(jì)100是所謂的具有薄膜部分52的薄膜式氣體計(jì)。 薄膜部分52確定下部殼體50b中的計(jì)量腔4的形狀和容積。
磁體5設(shè)置在旋轉(zhuǎn)部分54上與旋轉(zhuǎn)軸徑向隔開(kāi)的位置。按照薄膜部分 52的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，》茲體5與其相結(jié)合地圍繞旋轉(zhuǎn)部件54的軸線沿著圓形軌道 進(jìn)行圓形運(yùn)動(dòng)。
除了控制器7，用于檢測(cè)氣體壓力的壓力傳感器、用于檢測(cè)諸如地震的 振動(dòng)的地震儀、氣體供給切斷閥等設(shè)置在上部殼體50a中。采用公知的機(jī)構(gòu)200910157868.1
說(shuō)明書第13/23頁(yè)
作為用于這些元件的機(jī)構(gòu)。
如圖1'2和13所示，下部殼體部分50b的中心有分隔壁9分隔。基本上 為圓柱形的空間設(shè)置在分隔壁9的任何一側(cè)上，該空間用于形成計(jì)量腔并且 將分隔壁9作為底部。每個(gè)空間的中心由薄膜部分52進(jìn)一步分隔，每個(gè)空 間的開(kāi)口部分由蓋10關(guān)閉。因此，計(jì)量腔4形成在相應(yīng)薄膜部分52的任何 一側(cè)上。簡(jiǎn)而言之，設(shè)置一對(duì)薄膜部分52,并形成四個(gè)計(jì)量腔4。
如圖12和13所示，薄膜部分52包括薄膜11、保持在薄膜11的每個(gè)相 應(yīng)表面中心處的圓形薄膜板12;以及保持在外薄膜板12的中心處的鉸接支 座13。薄膜11的邊緣借助框架形膜固定板14保持在下部殼體部分50b中。
連接板15的一端由每個(gè)薄膜部分52的鉸接支座13樞轉(zhuǎn)地支承。側(cè)軸 16的下端連接至翼板15的另一端，所述側(cè)軸16的上端通過(guò)形成在下部殼體 50b的上壁中的孔向上進(jìn)入上部殼體50a中。
如圖13和14所示，連桿機(jī)構(gòu)53包括兩套，每套才幾構(gòu)包括端部樞轉(zhuǎn)地 連接到一起的大臂17和小臂18。每個(gè)大臂17的一端樞轉(zhuǎn)地連接至每個(gè)側(cè)軸 16的上端。
如圖14和15所示，旋轉(zhuǎn)部件54包括曲柄軸54a,該曲柄軸由附著之下 部殼體50b上壁的支承支座29支承從而可圍繞垂直延伸的軸線旋轉(zhuǎn)；以及 旋轉(zhuǎn)圓盤54b,該圓盤同心地連接至曲柄軸54a的上端并且采用從上方觀看 的圓形形狀。曲柄臂22連接至曲柄軸54a同時(shí)徑向伸向外部。
在本發(fā)明中， 一個(gè)磁體5設(shè)置在與旋轉(zhuǎn)部件54的旋轉(zhuǎn)軸徑向間隔的位 置處。磁體5沿著旋轉(zhuǎn)部件54的旋轉(zhuǎn)圓盤54b的外部邊緣定位。此外，磁 性方向傳感器6位于旋轉(zhuǎn)部件54的表面中心上方的位置J茲性方向傳感器6 位于旋轉(zhuǎn)部件54的旋轉(zhuǎn)中心軸線。因此，-茲性方向傳感器6與磁體5之間 的距離在旋轉(zhuǎn)部件54的整個(gè)旋轉(zhuǎn)方向(周向方向)上是一致的。
如圖13和14所示，閥部分51設(shè)置在下部殼體部分50b的上壁上，從 而控制氣體供給至四個(gè)計(jì)量腔4以及氣體從計(jì)量腔排出，閥部分51通過(guò)薄 膜部分52的往復(fù)運(yùn)動(dòng)開(kāi)啟和關(guān)閉。
如圖14所示，兩個(gè)氣體供給/排出口 XI、 X2保持與相應(yīng)的經(jīng)由薄膜11 彼此相對(duì)的兩個(gè)計(jì)量腔4的相互連通，這兩個(gè)氣體供給/排出口在下部殼體部 分50b的上壁上相互分離。氣體輸出孔Y形成在氣體供給/排出孔X1和X2 之間。簡(jiǎn)而言之，形成兩個(gè)氣體供給/排出口 XI、 X2，同時(shí)這兩個(gè)口位于氣體排出口Y的兩側(cè)上。氣體供給/排出孔Xl、 X2和氣體排出孔Y形成一排 孔。兩排孔形成在下部殼體50b的上壁中。
氣體排出口 Y借助氣體排出路徑(從附圖中省去)連接至形成在下部殼 體部分50b的上壁中的氣體排出連接口 Z。氣體排出連接口 Z借助設(shè)置在上 部殼體部分50a中的氣體排出路徑(從附圖中省去)連接至氣體排出口 2。
樞轉(zhuǎn)閥23設(shè)置在每排孔上方，從而沿著供給/排出孔并列布置的方向圍 繞閥的垂直軸部分進(jìn)行樞轉(zhuǎn)。連通凹入部分(從附圖中省去)形成在樞轉(zhuǎn)閥 23的背部。當(dāng)位于每個(gè)樞轉(zhuǎn)端時(shí)，樞轉(zhuǎn)閥23借助連通凹入部分將位置鄰近 樞轉(zhuǎn)端的氣體供給/排出口 X與氣體排出口 Y連接，從而開(kāi)啟位于與樞轉(zhuǎn)端 相對(duì)的端部的氣體供給/排出口 X。當(dāng)位于相對(duì)于樞轉(zhuǎn)方向的中心處時(shí)，樞轉(zhuǎn) 閥23關(guān)閉氣體供給/排出口 X。
如圖14和15所示，曲柄支座24位于連接至4t轉(zhuǎn)部4牛54的曲柄軸54a 的曲柄臂22的下方位置。曲軸支座24的一端由^:置在曲柄臂22引導(dǎo)端的 軸部22a樞轉(zhuǎn)地支承，使得軸部22a的軸線垂直定向。
同時(shí)，側(cè)軸16的上端由每個(gè)較長(zhǎng)臂17的一端樞轉(zhuǎn)支承，每個(gè)較短臂18 的一端樞轉(zhuǎn)地支承在偏離曲柄支座24中的曲柄臂22的樞轉(zhuǎn)軸線的位置。借 助該結(jié)構(gòu)，薄膜部分52和旋轉(zhuǎn)部件54同步地連接到一起。
連接至曲柄臂22的軸部分22a的兩個(gè)曲柄桿25連接至相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)閥 23。當(dāng)該對(duì)薄膜部分52已經(jīng)進(jìn)行一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的側(cè)軸16樞轉(zhuǎn)預(yù)定 的角度。與側(cè)軸16的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地，旋轉(zhuǎn)部件54通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)53旋 轉(zhuǎn)一次。樞轉(zhuǎn)相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)閥23，從而控制氣體供給至四個(gè)計(jì)量腔4以及從所 述計(jì)量腔排出。
閥部分51包括兩個(gè)樞轉(zhuǎn)閥23和對(duì)應(yīng)于樞轉(zhuǎn)閥的兩排孔。借助兩個(gè)樞轉(zhuǎn) 閥23的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，氣體供給至四個(gè)計(jì)量腔4并且從所述計(jì)量腔排出。軸16 和閥部分51〗昔助由曲柄軸20和曲柄臂22形成的曲柄才幾構(gòu)和連斥干才幾構(gòu)53連 接到一起，使得閥部分51借助薄膜部分52的往復(fù)運(yùn)動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉。
參照?qǐng)D16，現(xiàn)在將說(shuō)明控制氣體供給進(jìn)入四個(gè)計(jì)量腔4以及從腔中排 出。四個(gè)計(jì)量腔4乂人左到右由4a、 4b、 4c和4d示出。類似地，四個(gè)氣體供 給/排出口 X從左到右由Xa、 Xb、 Xc、 Xd示出。
圖16 (a)示出左樞轉(zhuǎn)閥23a停止同時(shí)右樞轉(zhuǎn)閥23b開(kāi)啟氣體供給/排出 孔Xd的狀態(tài)，由此使氣體供給/排出孔Xc與氣體排出口 Y相互連通。在這種狀態(tài)下，薄膜部分52在流入計(jì)量腔4d的氣體壓力作用下推向計(jì)量腔4c， 因此，計(jì)量腔4c中的氣體借助氣體排出孔Y排出。旋轉(zhuǎn)部件54借助薄膜部 分52的運(yùn)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，左樞轉(zhuǎn)閥23a朝右運(yùn)動(dòng)，由此開(kāi)啟氣體供給/排出孔Xa。 當(dāng)氣體開(kāi)始流入計(jì)量腔4a時(shí)，填入計(jì)量腔4b的氣體開(kāi)始排出(圖16 (b ))。
借助此時(shí)獲得的薄膜部分52的運(yùn)動(dòng)，右樞轉(zhuǎn)閥23b被朝右激活，由此 開(kāi)啟氣體供給/排出孔Xc。氣體開(kāi)始流入計(jì)量腔4c，填充入計(jì)量腔4d的氣 體開(kāi)始排出(圖16 (c))。隨后，對(duì)應(yīng)于圖16 (d)、 16 (a)、 16 (b)和16 (c)的過(guò)程按照該順序連續(xù)地重復(fù)。
當(dāng)該對(duì)薄膜部分52的每個(gè)已經(jīng)產(chǎn)生一次往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)部件54旋轉(zhuǎn) 一次。設(shè)置在旋轉(zhuǎn)部件54上的磁體5執(zhí)行圍繞旋轉(zhuǎn)部件54和圍繞磁性方向 傳感器6的周向運(yùn)動(dòng)。圖16所示的運(yùn)動(dòng)也適用于第一和第二實(shí)施例。
^磁性方向傳感器6設(shè)置在旋轉(zhuǎn)部件54的旋轉(zhuǎn)圓盤54b之上的位置，尤 其，在旋轉(zhuǎn)圓盤54b的旋轉(zhuǎn)中心上方的位置(圖15)。在本實(shí)施例中，磁性 方向傳感器6固定至從上部殼體50a的上部?jī)?nèi)壁延伸出來(lái)的支柱55的末端。 從旋轉(zhuǎn)圓盤54b到》茲性方向傳感器6的距離可自由地設(shè)定，只要磁性方向傳 感器6可檢測(cè)到由磁體5造成的磁場(chǎng)變化即可?？刂破? (圖l4)容納在上 部殼體50a中，該控制器包括流量計(jì)算部分，該部分根據(jù)磁性方向傳感器6 的信號(hào)確定流量并且使顯示部分3顯示因此確定的流量。
用于固定磁性方向傳感器6的方法并不限于參照該實(shí)施例進(jìn)行的描述， 可采用該方法的各種實(shí)施例。例如，當(dāng)諸如控制器7的電子元件所安裝的電 路板位于旋轉(zhuǎn)部件54的上方位置時(shí)，磁性方向傳感器6可固定至電路板的 下表面，從而達(dá)到旋轉(zhuǎn)圓盤54b的中心上方的位置。
位于旋轉(zhuǎn)部件54上方位置處的磁性方向傳感器6由包括MR元件(防 磁效應(yīng)元件)和薄膜線圈的惠司通電橋形成。兩個(gè)惠司通電橋布置為使得磁 性靈敏軸的方向直角相交。具體地說(shuō)，磁性方向傳感器6是具有X軸線和Y 軸線的雙軸磁場(chǎng)傳感器。磁場(chǎng)的X軸分量輸出作為每個(gè)電橋的電勢(shì)差Vx， 相同^f茲場(chǎng)的Y軸分量輸出為相同電橋的電勢(shì)差Vy。 f茲場(chǎng)的方向可以通過(guò)確 定電勢(shì)差Vx與電勢(shì)差Vy的比值而二維地檢測(cè)。薄膜線圈施加偏壓;茲場(chǎng)， 用于增強(qiáng)MR元件的敏感度。當(dāng)然，磁性方向傳感器6的構(gòu)造并不限于上面 所提及的。也可以使用可進(jìn)一步增加惠司通電橋的三維傳感器。
由于^f茲性方向傳感器6捕捉^磁體5圍繞磁性方向傳感器6旋轉(zhuǎn)的i茲場(chǎng)的200910157868.1
說(shuō)明書第16/23頁(yè)
變化，所以可檢測(cè)到;茲體5沿著周向的位置。 一直監(jiān)視該位置能夠模擬地得 到磁體的角速度CD，因此可確定瞬時(shí)流量的改變。而且，從節(jié)省能量的觀點(diǎn) 看，對(duì)應(yīng)于時(shí)間的兩個(gè)點(diǎn)之間的間距(l秒等)的石茲體的角速度可以預(yù)定的 采樣間隔進(jìn)行監(jiān)視，由此監(jiān)視預(yù)定采樣間隔的流量。在石茲體和引導(dǎo)開(kāi)關(guān)的現(xiàn) 有技術(shù)組合的情況下，借助當(dāng)磁體通過(guò)引導(dǎo)開(kāi)關(guān)附近產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)的激活/停止 而檢測(cè)流量。因此，監(jiān)視動(dòng)作的頻率很可能由磁體和/或引導(dǎo)開(kāi)關(guān)的數(shù)量限制。 如果》茲體和/或引導(dǎo)開(kāi)關(guān)的數(shù)量增加，那么成本和空間的問(wèn)題也會(huì)出現(xiàn)。但是， 當(dāng)使用磁性方向傳感器時(shí)，這種問(wèn)題不會(huì)出現(xiàn)。
采樣間隔可根據(jù)時(shí)間的周期和預(yù)定條件進(jìn)行改變。例如，可想象到，采 樣間隔在低速旋轉(zhuǎn)期間長(zhǎng)，高速旋轉(zhuǎn)期間短。
優(yōu)選地，磁體5固定地設(shè)置在旋轉(zhuǎn)圓盤54b上，使得相同極性一直面對(duì) 磁性方向傳感器6。
包括在控制器7中的流量計(jì)算部分根據(jù)磁性方向傳感器6的信號(hào)確定， 由此確定的流量顯示在顯示部分3上。此外，控制器7也包括用于計(jì)算配重 系^t的配重系數(shù)計(jì)算部分，這將在后文進(jìn)行說(shuō)明。雖然流量計(jì)算部分和配重 系數(shù)計(jì)算部分沒(méi)有示出，但是它們可通過(guò)普通的計(jì)算電路構(gòu)成。
當(dāng)流量根據(jù)磁性方向傳感器6的信號(hào)進(jìn)行確定時(shí)，包括在控制器7中的 流量計(jì)算部分和配重系數(shù)計(jì)算部分這二者所執(zhí)行的操作將在下文參照附圖 進(jìn)行說(shuō)明。
如上所述，將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為圓形運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)難于類似實(shí)現(xiàn)理想的恒速 圓形運(yùn)動(dòng)的圓形運(yùn)動(dòng)。因此，磁體的運(yùn)動(dòng)速度沿著軌道從一個(gè)任意點(diǎn)變化到 另一個(gè)任意點(diǎn)。很難說(shuō)僅僅檢測(cè)由磁性方向傳感器6獲得的信號(hào)可以對(duì)應(yīng)于 每點(diǎn)處的磁體的精確運(yùn)動(dòng)速度的檢測(cè)，并且延伸至精確流量的值。
因此，在本實(shí)施例中，配重系數(shù)根據(jù)路徑上的位置設(shè)定并且應(yīng)用至每個(gè) 位置；即，旋轉(zhuǎn)部件周向方向上的位置以及設(shè)定并且應(yīng)用^走轉(zhuǎn)部件的角速度。 流量4叚定通過(guò)4吏用配重系數(shù)對(duì)應(yīng)于每個(gè)位置進(jìn)行確定。具體地-說(shuō)，執(zhí);f亍下述 操作。
(1)旋轉(zhuǎn)部件54—次旋轉(zhuǎn)所需要的時(shí)間"t"在多個(gè)參考點(diǎn)處測(cè)量。在 圖17 (a)所示的實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)部件54—次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間"t"在A至 H的八個(gè)點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量(以45°的間距沿著周向設(shè)定)。石茲性方向傳感器6 測(cè)量從磁體5第 一次通過(guò)A點(diǎn)的時(shí)間到磁體5再次通過(guò)A點(diǎn)的時(shí)間的時(shí)間"t"。該計(jì)量操作也在其它點(diǎn)處執(zhí)行。
(2)接下來(lái)，在任意點(diǎn)處確定角速度(O。任意點(diǎn)并不局限于從A至H 的乂\個(gè)點(diǎn)。該點(diǎn)可位于這些點(diǎn)之間。 >磁性方向傳感器6可4僉測(cè)沿著周向的所 有點(diǎn)處的^茲體的位置。精確地說(shuō)，沿著周向的相互鄰近的兩個(gè)點(diǎn)Pl、 P2處 的磁體位置(方向)在采樣時(shí)間At的預(yù)定期間進(jìn)行確定(圖17 (a))。角速 度col可根據(jù)改變值與采樣時(shí)間之間的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。
(3 )根據(jù)在(2 )中測(cè)量的角速度co從一點(diǎn)(在該點(diǎn)處，在與多個(gè)在(1) 中確定的參考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)間"t"之間的差值落入預(yù)定差值范圍中)到沿著預(yù) 定周向的任意點(diǎn)劃分出一個(gè)范圍，由此計(jì)算相應(yīng)子分區(qū)的配重系數(shù)"k"。
相關(guān)于上述計(jì)算，當(dāng)流量值根據(jù)在任意點(diǎn)處獲得的角速度進(jìn)行計(jì)算時(shí)， 可實(shí)現(xiàn)下述關(guān)系。<formula>formula see original document page 20</formula>同時(shí)，當(dāng)流量值根據(jù)旋轉(zhuǎn)部件54—次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間進(jìn)行計(jì)算時(shí)，實(shí) 現(xiàn)下述關(guān)系。
<formula>formula see original document page 20</formula>
在公式中，各標(biāo)記表示下述物理量。V升氣體通過(guò)旋轉(zhuǎn)部件54的一次
旋轉(zhuǎn)供給至計(jì)量腔，由此供給的氣體從計(jì)量腔排出。具體地說(shuō)，v升氣體通 過(guò)計(jì)量腔。
V:單位測(cè)量重量=計(jì)量腔容積(升L)
0:角(度deg)
t:時(shí)間(秒s)
Q:流量值(升/小時(shí)L/h)
co:角速度(度/秒deg/s)
k:配重系數(shù)(常數(shù))
在步驟(l),通過(guò)使用(公式2)計(jì)算從A至H在相應(yīng)點(diǎn)處獲得的流量 但Q(Qa、 Qb、 Qc、 Qd、 Qe、 Qf、 Qg、 Qh)。對(duì)于周向上的點(diǎn)，包括一些 點(diǎn)，在這些點(diǎn)處，流量值中的差值落入預(yù)定差值(例如，兩個(gè)點(diǎn)Qa、 Qb) 范圍中，在角速度中不認(rèn)為存在實(shí)質(zhì)的差別。使用根據(jù)點(diǎn)(例如，Qa、 Qb 的平均值)確定的參考值Q，并且將其用作(公式1 )中的Q。通過(guò)使用在步 驟(2)確定的任意點(diǎn)處獲得的co，確定每個(gè)區(qū)域的對(duì)應(yīng)于co已經(jīng)測(cè)量的點(diǎn)的配重系數(shù)"k"。
根據(jù)從相應(yīng)點(diǎn)確定的Q，，確定配重系數(shù)"k"。如圖17 (b)所示，與對(duì) 角速度進(jìn)行測(cè)量的其他點(diǎn)co2至co9對(duì)應(yīng)的k2至k7以及與在點(diǎn)Pl與P2之 間確定的col對(duì)應(yīng)的kl通過(guò)下述7>式確定。
Q，=kl x Vx ioxcol
Q，=k2x Vx 10xco2
Q，=k3 x V x 10 x co3
Q,=k4x Vx 10 x①4
Q，=k5 x Vx 10xq)5
Q，=k6x Vx 10xco6
Q，=k7 x V x 10 x co7 (公式3)
也可認(rèn)為配重常數(shù)"k"根據(jù)co而變?yōu)榉蔷€性。因此，相應(yīng)的配重系數(shù)
"k，，應(yīng)用于小流量情況、中等流量情況和大流量情況的每種情況中。
在上述說(shuō)明中，配重系數(shù)計(jì)算部分與流量計(jì)算部分之間的結(jié)構(gòu)邊界并不 是明確的。例如，具有這兩種功能的電路可使用單一電路構(gòu)成。從功能方面
出發(fā)，配重系數(shù)計(jì)算部分根據(jù)磁性方向傳感器6輸出的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)在旋轉(zhuǎn) 部件54的旋轉(zhuǎn)中的變化，并且計(jì)算沿著旋轉(zhuǎn)部件54的周向方向的任意位置 的角速度o)和對(duì)應(yīng)于角速度co的配重系數(shù)。流量計(jì)算部分根據(jù)由磁性方向 傳感器6輸出的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)磁體5的位置，并且通過(guò)參考磁體5的位置和 配重系數(shù)計(jì)算任意位置處的氣體的流量。 .
尤其地，配重系數(shù)計(jì)算部分通過(guò)參考從磁性方向傳感器6輸出的檢測(cè)信 號(hào)在沿旋轉(zhuǎn)部件54旋轉(zhuǎn)方向的多個(gè)參考點(diǎn)A至H處測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件54 —次 旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間，并且^r測(cè)沿旋轉(zhuǎn)部件54的旋轉(zhuǎn)方向在多個(gè)位置處的角速 度。在旋轉(zhuǎn)部件54的周向方向上的預(yù)定區(qū)域(由圖17 (b)中的kl至k7 所表示的區(qū)域)中(在該區(qū)域中測(cè)量的次數(shù)落入預(yù)定差值的范圍內(nèi))，在已 經(jīng)檢測(cè)到角速度的位置(col至co7)處獲得的配重系數(shù)(kl至k7)通過(guò)參 照由落入預(yù)定差值的范圍中的次數(shù)確定的參考時(shí)間和角速度進(jìn)行計(jì)算。相對(duì) 于其他區(qū)域(D至H)的配重系數(shù)"k"以相同的方式計(jì)算。
在沿周向方向的特定位置處獲得的流量通過(guò)使用由此獲得的"k"進(jìn)行 計(jì)算，并且也得到沿瞬時(shí)方向獲得的流量。因此，可一直監(jiān)視精確的瞬間流 量，并且可更快地處理流量中的異常增加。(第四實(shí)施例) 由流量計(jì)算部分執(zhí)行的計(jì)算也可按照下文進(jìn)行設(shè)定。
U)旋轉(zhuǎn)部件54—次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間"t"在多個(gè)參考點(diǎn)處測(cè)量。如圖 17 (a)中所示的實(shí)施例，旋轉(zhuǎn)部件54—次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間"t，，在從A至H 的八個(gè)點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量。磁性方向傳感器6測(cè)量從i茲體5第一次通過(guò)點(diǎn)A到磁 體5再次通過(guò)點(diǎn)A所經(jīng)歷的時(shí)間段。該計(jì)量操作也在其他點(diǎn)處進(jìn)行。如第一 實(shí)施例那樣，在相應(yīng)參考點(diǎn)處獲得的流量值Q (Qa、 Qb、 Qc、 Qd、 Qe、 Qf、 Qg、 Qh)由(公式2)進(jìn)行計(jì)算。
(2) 在相應(yīng)參考點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)的角速度(O (COA、 C0B、①c、 WD、 C0e、①f、①g、
coH)由^f茲性方向傳感器6檢測(cè)。
(3) 在(2)中檢測(cè)到的角速度o)被認(rèn)為是保持在距離每個(gè)參考點(diǎn)的預(yù) 定范圍中。(1)中采用的配重系數(shù)"k"根據(jù)在包括于該范圍中的每個(gè)參考 點(diǎn)處獲得的角速度co和在(1)中確定的流量值(1 )進(jìn)行確定。這些操作相 應(yīng)于每個(gè)范圍而執(zhí)行。在圖18所示的實(shí)施例中，相當(dāng)?shù)慕撬俣缺徽J(rèn)為是在 相應(yīng)參考點(diǎn)之間的中間點(diǎn)處獲得的。具體地說(shuō)，流量如下所述進(jìn)行確定。
QA=kA x V x 10 x coA
QB=kB x Vx 10 x o)B
Qc=kcx Vx lOxcoc
QD=kDx Vx 10 x coD
QE=kE x V x 10 x coE
QF=kF x V x 10 x coF
QG =kG x V x 10 x coG
QH=kHx Vx 10x o)h (公式4)
如第三實(shí)施例的情況，配重系數(shù)計(jì)算部分與流量計(jì)算部分之間的結(jié)構(gòu)邊 界并不是明確的。尤其地，配重系數(shù)計(jì)算部分通過(guò)參考,人^磁性方向傳感器6 輸出的^r測(cè)信號(hào)在沿旋轉(zhuǎn)部件54旋轉(zhuǎn)方向的多個(gè)參考點(diǎn)A至H處測(cè)量旋轉(zhuǎn) 部件54 —次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間；并且在旋轉(zhuǎn)部件54的參考點(diǎn)A至H處檢測(cè) 角速度o)a至 H。關(guān)聯(lián)于沿旋轉(zhuǎn)部件54的周向方向從相應(yīng)參考點(diǎn)A至H的 每個(gè)預(yù)定區(qū)域(圖18中的區(qū)域kA至kH),應(yīng)用對(duì)應(yīng)于該區(qū)域的參照一次旋 轉(zhuǎn)所需時(shí)間和角速度計(jì)算的配重系數(shù)。
在本實(shí)施例中，計(jì)算量比第一實(shí)施例中需要的計(jì)算量小?？蓽p小施加在配重系數(shù)計(jì)算部分和流量計(jì)算部分上的負(fù)擔(dān)。此外，也可削減成本。而且， 可減小消耗的電流量，并且可通過(guò)電池的最小化來(lái)實(shí)現(xiàn)成本減小。 (第五實(shí)施例) 流量計(jì)算部分的計(jì)算也可如下設(shè)定。
(1) 旋轉(zhuǎn)部件54—次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間"t"在多個(gè)任意點(diǎn)處測(cè)量，如上 述實(shí)施例中的步驟(1 )的情況。
(2) 同樣地， 一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間在相同的位置連續(xù)地測(cè)量。在任意 點(diǎn)處獲取的流量值Q被認(rèn)為是根據(jù)一次旋轉(zhuǎn)所需的最近時(shí)間"t"確定為V/t， 由此確定每個(gè)點(diǎn)處的流量值Q。在這種情況下，沒(méi)有確定配重系數(shù)"k"。在 上述旋轉(zhuǎn)期間獲取的流量值Q在每次進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)時(shí)被重設(shè)，由此確定最近 流量值Q。
在本實(shí)施例中，沒(méi)有"配重系數(shù)"的概念。因此，配重系數(shù)計(jì)算部分并 不需要，流量計(jì)算部分執(zhí)行上述計(jì)算操作。
即使在本實(shí)施例中，計(jì)算量與第三實(shí)施例相比也可減小。施加在流量計(jì) 算部分上的負(fù)擔(dān)可減小。此外，也可實(shí)現(xiàn)成本下降。
在本實(shí)施例中，計(jì)量點(diǎn)并不是任意的，在將計(jì)量時(shí)間作為參考的同時(shí)， 可以確定無(wú)限數(shù)量的預(yù)定參考點(diǎn)。首先，在相同的間隔確定多個(gè)參考點(diǎn)，并 且進(jìn)行計(jì)量。當(dāng)所測(cè)量的時(shí)間已經(jīng)落入預(yù)定差值的范圍內(nèi)時(shí)在參考點(diǎn)A處獲 取的時(shí)間"t，，除以任意值N。距離參考點(diǎn)A為t/N的時(shí)間間隔的位置再次被 認(rèn)為是對(duì)應(yīng)于多個(gè)值N的參考點(diǎn)。通過(guò)上述操作，在不使用配重系數(shù)"k，， 的情況下設(shè)定參考點(diǎn)，如同一次旋轉(zhuǎn)是速度不變的運(yùn)動(dòng)，并且執(zhí)行計(jì)量。由 此，在參考點(diǎn)之間的任意時(shí)間時(shí)獲取的流量Q，可高精度地確定，即使當(dāng)涉 及瞬間之前的參考點(diǎn)處獲取的流量Q時(shí)。 (第六實(shí)施例)
如圖19所示，在本實(shí)施例中，4吏用四個(gè)引線開(kāi)關(guān)6A至6D,而不使用 磁性方向傳感器6。引線開(kāi)關(guān)6A至6D以相等的時(shí)間間隔位于旋轉(zhuǎn)部件54 的旋轉(zhuǎn)圓盤54b的外邊緣的附近。
引線開(kāi)關(guān)是小型的電子部件，用作接近傳感器或者用于通過(guò)結(jié)合永^磁體 而檢測(cè)開(kāi)啟和關(guān)閉動(dòng)作。兩條引線(磁性材料)密封在具有惰性氣體的玻璃 管中。當(dāng)磁體接近引線時(shí)，兩條引線被磁化從而相互吸引，由此關(guān)閉接觸點(diǎn)。 當(dāng)磁體從引線開(kāi)關(guān)分離時(shí)，兩條引線相互分離。通過(guò)應(yīng)用該屬性，引線開(kāi)關(guān)被廣泛地用作接近傳感器，用于檢測(cè)汽車、OA設(shè)備、醫(yī)療i殳備、小型電子 設(shè)備等領(lǐng)域的旋轉(zhuǎn)。
在本實(shí)施例中，四條引線開(kāi)關(guān)6A至6D在相對(duì)于旋轉(zhuǎn)部件54的旋轉(zhuǎn)方 向相互分離90。的位置處設(shè)置為引線開(kāi)關(guān)。具體地說(shuō)，引線開(kāi)關(guān)6A至6D由 形成在支承支座29上的支柱56的上端固定地支承；位于旋轉(zhuǎn)部件54的旋 轉(zhuǎn)圓盤54b的外邊緣的外部；并且其位置沒(méi)有接觸外邊緣。
在該實(shí)施例中，由流量計(jì)算部分執(zhí)行的計(jì)算通過(guò)使用第三實(shí)施例中所述 的計(jì)算方法如下實(shí)現(xiàn)。
(1 )如前述實(shí)施例的步驟(1 )的情況，四條引線開(kāi)關(guān)測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件54 的一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間"t"。
(2)類似地，相應(yīng)的引線開(kāi)關(guān)連續(xù)地測(cè)量旋轉(zhuǎn)部件一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)
間。由引線開(kāi)關(guān)在任意點(diǎn)處獲取的流量值Q被認(rèn)為是從一次旋轉(zhuǎn)所需的最近 時(shí)間"t，，計(jì)算得到的V/t，由此確定每點(diǎn)中的流量值Q。在這種情況下，沒(méi) 有確定配重系數(shù)"k"。此外，先前旋轉(zhuǎn)的流量值Q在每次進(jìn)行一次旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn) 行重設(shè)，因此確定最近的Q。
即使在本實(shí)施例中，待設(shè)置引線開(kāi)關(guān)的點(diǎn)可借助將測(cè)得時(shí)間作為參考值 而進(jìn)行確定，如第三實(shí)施例中的情況。開(kāi)始時(shí)，多個(gè)參考點(diǎn)以相等間隔進(jìn)行 確定，引線開(kāi)關(guān)位于相應(yīng)參考點(diǎn)處。然后執(zhí)行計(jì)量。在時(shí)間落入預(yù)定差值范 圍中的參考點(diǎn)A處獲取的時(shí)間"t，，除以任意值N。以時(shí)間間隔t/N距離參考 點(diǎn)A的位置再次被認(rèn)為是對(duì)應(yīng)于多個(gè)值N的參考，并且定位引線開(kāi)關(guān)。通 過(guò)上述操作，在不使用配重系數(shù)"k，，的情況下設(shè)定參考點(diǎn)，如同一次旋轉(zhuǎn) 是速度不變的運(yùn)動(dòng),并且執(zhí)行計(jì)量。由此，在參考點(diǎn)之間的任意時(shí)間獲取的 流量Q，可高精度地確定，即使當(dāng)涉及在瞬間之前的參考點(diǎn)處獲取的流量Q 時(shí)。
(具體實(shí)例)
下面將說(shuō)明使用第三實(shí)施例所述的方法執(zhí)行的特定實(shí)例計(jì)量。 Qa (角度0°) =30L/h QB (角度45°) =30.5L/h 平均Q， = 30.25L/h
誤差0.5L/h<lL/h (在1L/h的預(yù)定范圍內(nèi)) V = 0.6LQa與QB之間的角速度co: 0至150: co = 5 k= l駕 15至30。 co = 5.1 k = 0.988 30至45。 (0 = 4.9 k= 1.029
在上述實(shí)施例中，在0至15。
= 20的情況下，應(yīng)用k- 1.008，氣體 經(jīng)測(cè)量以120.96L/h的流量流動(dòng)。
在上述實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)部件54采用平面觀看時(shí)的圓形形狀。旋轉(zhuǎn)部件 54的形狀并不局限于圓形，并且可以基本上是圓形。在任何情況下，需要能 夠通過(guò)使用配重系數(shù)"k"修改旋轉(zhuǎn)部件54的周向速度，從而反映正確的瞬 時(shí)流量。雖然磁性方向傳感器6位于旋轉(zhuǎn)部件54的旋轉(zhuǎn)中心軸線上，但是 傳感器可基本上位于旋轉(zhuǎn)中心。將磁性方向傳感器設(shè)置于中心并不是必須 的。因此，磁性傳感器6與磁體5之間的距離不需要在旋轉(zhuǎn)部件54的旋轉(zhuǎn) 方向上是等同的。
在第三至第六實(shí)施例中，在該待檢測(cè)部件的位置和運(yùn)動(dòng)以模擬的方式被 觀察的同時(shí)，在旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)中的差異通過(guò)使用配重系數(shù)和其他方法進(jìn)行 改進(jìn)。因此，可一直監(jiān)視流體的精確瞬時(shí)流量，流量中的異常增加也可更快 速地處理。
本發(fā)明的流量計(jì)并不局限于上述實(shí)施例所示的薄膜式氣體計(jì)，并且也可 應(yīng)用至各種類型的其他氣體計(jì)。
本發(fā)明的流量計(jì)并不局限于氣體計(jì)，也可用作測(cè)量各種類型的其他流體 諸如氣體、液體等的流量的裝置。因此，并不對(duì)流量計(jì)的應(yīng)用作出任何限制。
在使用上述實(shí)施例的單一磁體的流量計(jì)中，可以Y吏用多個(gè)f茲體。在這種 情況下，從磁性方向傳感器輸出的信號(hào)數(shù)量增加或者使用超過(guò)一個(gè)的引線開(kāi) 關(guān)。
雖然上述實(shí)施例使用磁體和磁性方向傳感器的組合，但是也可以是使用 布置有任意待檢測(cè)部件并且可檢測(cè)到該部件方向的方向傳感器。
上述說(shuō)明已經(jīng)示出了薄膜式氣體計(jì)的實(shí)例，其中，由兩個(gè)樞轉(zhuǎn)閥形成閥 部分，用于通過(guò)樞轉(zhuǎn)操作控制氣體供給入兩個(gè)計(jì)量腔以及從兩個(gè)計(jì)量腔排 出。但是，本發(fā)明也可以應(yīng)用至薄膜式氣體計(jì)，其中的閥部分由旋轉(zhuǎn)閥形成， 用于借助旋轉(zhuǎn)操作控制氣體供給至四個(gè)計(jì)量腔和從計(jì)量腔排出。
雖然上述實(shí)施例已經(jīng)示出將本發(fā)明應(yīng)用至具有四個(gè)計(jì)量腔和一對(duì)薄膜部分的薄膜式氣體計(jì)的情況，但是本發(fā)明也可應(yīng)用至具有兩個(gè)計(jì)量腔和單獨(dú) 一個(gè)薄膜部分的薄膜式氣體計(jì)。
雖然本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例目前已經(jīng)進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明并不局限于這 些實(shí)施例中說(shuō)明的內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于權(quán)利要求、說(shuō)明書和公知技術(shù) 的范圍想象到的變形和應(yīng)用都可由本發(fā)明涉及，并且落入本發(fā)明要求保護(hù)的 范圍中。
本發(fā)明要求日本專利申請(qǐng)No. 2004-283472; No. 2004-283601和No. 2004-283602的優(yōu)先權(quán)，它們都于2004年9月29日提交并且其完整內(nèi)容引 用結(jié)合于此。
工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明的流量計(jì)〗吏用待檢測(cè)部件和方向傳感器，由此確定它們之間的相 對(duì)位置。因此，測(cè)量流體的流量。因此，增強(qiáng)計(jì)量分辨度，并且可實(shí)現(xiàn)精確 的計(jì)量。
權(quán)利要求
1、一種流量計(jì)，包括主體；固定至所述主體的薄膜部分，該薄膜部分限定用于容納和排出液體的計(jì)量腔；與所述薄膜部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng)同步地執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)部分；設(shè)置在所述旋轉(zhuǎn)部件上的待檢測(cè)部件；方向傳感器，該傳感器檢測(cè)待檢測(cè)部件的位置和關(guān)聯(lián)于所述旋轉(zhuǎn)部分的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而引起的運(yùn)動(dòng)；配重系數(shù)計(jì)算部分，該計(jì)算部分根據(jù)從所述方向傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)中的差異并且計(jì)算在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的周向方向的任意位置處獲得的角速度以及響應(yīng)于所述角速度的配重系數(shù)；以及流量計(jì)算部分，該部分借助從所述方向傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)檢測(cè)所述待檢測(cè)部件的位置，并且通過(guò)參照所述待檢測(cè)部件的位置和所述配重系數(shù)計(jì)算在任意位置處獲得的流體的流量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計(jì)，其中，所述配重系數(shù)計(jì)算部分 通過(guò)參照從所述方向傳感器輸出的^f企測(cè)信號(hào)、在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向的多個(gè)參考點(diǎn)處測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)部件一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間；在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向的相應(yīng)位置處4全測(cè)角速度；以及 在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向的預(yù)定區(qū)域中，通過(guò)參照由落入預(yù)定差值的范圍中的時(shí)間確定的參考時(shí)間以及所述角速度計(jì)算相應(yīng)于已經(jīng)進(jìn)行角速度檢測(cè)的位置的配重系數(shù)，在所述預(yù)定區(qū)域中，所述測(cè)量時(shí)間落入預(yù)定差值范圍中。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計(jì)，其中，所述配重系數(shù)計(jì)算部分 通過(guò)參照從所述方向傳感器輸出的檢測(cè)信號(hào)、在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向的多個(gè)參考點(diǎn)處測(cè)量所述旋轉(zhuǎn)部件一次旋轉(zhuǎn)所需的時(shí)間；在所述旋轉(zhuǎn)部件的相應(yīng)參考點(diǎn)檢測(cè)角速度；以及在沿著所述旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)方向距離所述相應(yīng)參考點(diǎn)的預(yù)定區(qū)域中，應(yīng) 用參照所述時(shí)間和所述角速度計(jì)算出的配重系數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，其中，所述方向傳感器基本上位于所述旋轉(zhuǎn)部件的中心旋轉(zhuǎn)軸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的流量計(jì)，其中，待檢測(cè)的部件位于沿所述旋 轉(zhuǎn)部件外邊緣的位置處，所述方向傳感器與所述待檢測(cè)部件之間的距離在所 述旋轉(zhuǎn)部件的整個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上基本上是相等的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的流量計(jì)， 其中，所述待檢測(cè)部件是》茲體，以及其中，所述方向傳感器是^f茲性方向傳感器。
全文摘要
一種流量測(cè)量裝置，能夠通過(guò)增加測(cè)量分辨率而精確地計(jì)量流體的流量。當(dāng)用于測(cè)量流量的流體供給至計(jì)量腔(4)并從計(jì)量腔排出時(shí)，安裝在計(jì)量腔(4)中的薄膜(11)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)部件(R1)根據(jù)薄膜(11)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于磁體(5)或者方位傳感器(6)裝配至旋轉(zhuǎn)部件(R1)，那么磁體(5)或方位傳感器(6)也執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于薄膜(11)的位置可通過(guò)檢測(cè)方位傳感器(6)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和獲得旋轉(zhuǎn)部件與磁體或傳感器的相對(duì)位置而被檢測(cè)到，所以可增加測(cè)量分辨率以精確地計(jì)量流體的流量。
文檔編號(hào)G01F3/20GK101598583SQ200910157868
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2005年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月29日
發(fā)明者上山和則, 中村廣純, 大谷卓久, 木場(chǎng)康雄 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社