专利名称：伺服型容积式流量计的制作方法
技术领域：
本发明涉及伺服型容积式流量计，更详细地说，涉及从小流量区域到大流量区域，具有仪器误差几乎接近于零的优异的特性的伺服型容积式流量计。
背景技术：
具有一对转子的代表性的容积式流量计，是一种具有计量室，在计量室内利用流体的压力差旋转的一对转子，以计量室和转子形成的容积作为基准容积，通过流入计量室内的被测定的流体根据转子的旋转流出，由转子的转数求出流量的流量计。
即，理想地，相当于基准容积的体积的被测定流体与转子的旋转成比例地被排出。
但是，在实际的容积式流量计中，为了使转子能够旋转，在转子和计量室之间设有微小的间隙，转子与计量室不接触地旋转。
此外，为了转子能够旋转，需要克服作为机械因素的负荷，例如轴承的摩擦和计数部的负荷的转矩，该转矩由被测定流体作用到转子上产生的流体压力差产生的旋转力矩获得。
因此，在利用被测定流体的能量使转子旋转的情况下(自力式容积式流量计)，尽管所述间隙非常小，但仍然由该间隙从入口侧向出口侧发生泄漏。
图1是表示自力式容积式流量计的仪器误差特性的一个例子。
如图1所示，这种泄漏的大小，相对于由流体压力差产生的力矩，在摩擦转矩的比例大的小流量的范围内，泄漏更大，仪器误差为负的，在其它流量区域因产生的压力差的大小不同而异，进而，如图1中表示出的粘度不同的3条仪器误差曲线所示，受到被测定流体的粘度的影响，仪器误差特性发生变化。
另一方面，由于容积式流量计可以高精度地直接测定体积流量，所以广泛作为工业用、商业用的流量计使用。
但是，如上所述，在进行微小的流量测定、进而在追求高精度的测定时，从原理上，在计量室内，为了转子的旋转由计量室与转子之间存在的间隙引起的泄漏，是不能忽略不计的。
此外，该泄漏量与容积式流量计的流出、流入口之间的压力损失成正比。
为了能够不受被测定流体的粘度及密度等物理性质的数值的影响、稳定地进行高精度的流量测定，正确地检测出流量计的流出、流入口之间的压力损失，为了使该损失总是为零，用伺服马达从外部给予转子驱动力，利用这时的转子的动作转数测定流量的流量计，是伺服型容积式流量计。
图2是表示现有技术的伺服型容积式流量计的结构的一个实施例的图示。
在图2中，1是容积式流量计，2是外壳，3是计量室，4是第一转子轴，5是第二转子轴，6是第一转子，7是第二转子，8是流入口，9是流出口，10是流入侧压力检测口，11是流出侧压力检测口，12是压力差计，13是分配器A，14是调节计，15是目标设定器，16是伺服马达驱动回路，17是伺服马达(S.M)，18是转数表传感器(T.G)，19是流量传送器(P.G)。
容积式流量计1由与流入口8和流出口9连通、形成于流路(外壳2)上的计量室3，分别轴承支承在固定在该计量室3内的第一转子轴4及第二转子轴5上的第一转子6及第二转子7构成。
在第一转子6及第二转子7上，通过与设于主体外部、即计量室3的外部的各个转子上的引导齿轮(图中未示出)啮合，伺服马达(S.M)17的驱动轴可以相互沿相反方向同步旋转地结合到第一转子6侧(在本实施例中可以不是第一转子6侧，而是第二转子7侧)的引导齿轮上。
在容积式流量计1的流入口8和流出口9上分别设置流入侧压力检测口10，流出侧压力检测口11，流入口8及流出口9的压力，利用导管从两个压力检测口10、11被导向压力差计12，测定容积式流量计1的流出、流入口之间的压力损失。
转数表传感器(T.G)18直接连接到伺服马达(S.M)17的驱动轴上，伺服马达(S.M)17，转数表传感器(T.G)18及第一转子6侧的引导齿轮相互纵向连接。
转数表传感器(T.G)18产生与伺服马达(S.M)17成正比的电压值，其输出通过伺服马达驱动回路16反馈给伺服马达(S.M)17。
流量传送器(P.G)19具有测量第一转子6(在本实施例中也可以不是第一转子6，而是第二转子7)的转数的机构，产生与流量成正比的脉冲。
从压力差计12来的压力差信号，经由是分配器A13变换成与压力差成正比的电压值Vp之后，输入到调节计14内，与从目标设定器15来的目标设定值进行比较，其输出V1，连接到伺服马达驱动回路16的一个输入端子上。
将转数表传感器(T.G)18的输出V2反馈连接到伺服马达驱动回路16的另一个输入端子上，以使相当于从调节计14来的容积式流量计1的流出、流入口之间的压力损失ΔP的压力差计12来的压力差信号Vp与目标设定值的比较值V1与相当于伺服马达(S.M)17的转数的转数表传感器(T.G)18的输出V2相等的方式，形成控制伺服马达(S.M)17的旋转的伺服机构。
被测定流体在向箭头方向流动的状态，压力差计12的压力差信号增加，但通过驱动由伺服马达驱动回路16和伺服马达(S.M)17构成的伺服控制系统，将流量计的入口与出口之间的压力差ΔP控制成没有压力差。这时，将调节计14的目标值设定成压力差为零，利用伺服马达17强制地使转子旋转，将ΔP控制为零。
在现有技术中，伺服型容积式流量计，如上所述，不管流量大�。盟欧泶锴恐菩缘厍拥男刂屏髁考频娜肟诓嗪统隹诓嗟难沽Σ瞀，使得ΔP＝0。其理论根据是，如果能够以容积式流量计的流出、流入口之间的压力损失为零的方式测定流量的话，就可以将泄漏的量看作为零。
但是，当用现有技术的伺服型容积式流量计实际测量流量时，在小流量区域，尽管对现有技术的自力式容积式流量计中大的负的仪器误差的情况有所改进，但会产生仪器误差全部变为正的而且显示出与流量、密度的上升一起而增大的特性。
正的仪器误差的原因是，为了将容积式流量计的流出、流出口之间的压力差损失控制在没有压力差，在利用伺服马达强制性地使转子旋转的情况下，即使使容积式流量计的流出、流入口之间的压力损失ΔP为零，由于计量室内的转子的旋转方向前面侧的压力上升，背面侧的压力下降，将在转子的旋转方向的前面和背面侧产生压力差ΔPi，由于外壳与转子之间存在间隙，由该压力差ΔPi，会从流出侧向流入侧方产生被测定流体的泄漏。
发明的概述本发明鉴于上述情况，其目的是提供一种不像现有技术中那样将伺服型容积式流量计的流入侧与流出侧的压力差ΔP控制为零，而是通过用后面所述的外部压力损失ΔPe来控制，令ΔPi＝0，能够防止因为从流出侧向流入侧的泄漏引起的仪器误差特性恶化的伺服型容积式流量计。
本发明的伺服型容积式流量计，在配备由设于流路内的计量室，在该计量室内、借助流体的压力差旋转、每次旋转流出一定体积的流体的成对的第一及第二转子，由该转子的旋转测量流量的伺服型容积式流量计中，其特征在于，它包括与前述第一或第二转子中的任何一个连接的伺服马达，检测前述计量室的上游侧和下游侧的压力差的压力差计，以及，输入该压力差计的压力差信号、以令该压力差信号为k(γ/2g)V2(其中，γ被测定流体的密度，V流体的流速，g重力加速度，k由流量计的各部分的结构尺寸、管的摩擦系数确定的常数)的方式驱动前述伺服马达的伺服机构。
这里，k是由流量计的入口、出口的形状、尺寸及内部形状尺寸，管的摩擦系数等确定的常数，例如，用k＝λ(L/D)表示，它是由在各部分计算的总和(λ管摩擦系数，L流量计各部分的管轴的长度，D流量计各部分的内径)。此外，V可以是管内的流速，或者是流量，也可以是转子的旋转速度。
进而，本发明的气体用伺服型容积式流量计，在前述伺服型容积式流量计中，由前述压力差计的上游侧或下游侧中任何一个压力检测口处的压力检测器获得前述γ，同时，由与前述第一转子或第二转子中的任何一个连接的流量传送器获得前述V，通过用乘法器将两者相乘，求出前述k(γ/2g)V2。
进而，本发明的液体用伺服型容积式流量计，在前述伺服型容积式流量计中，由外部输入前述γ，同时，由与前述第一转子或第二转子中的任何一个连接的流量传送器获得前述V，通过用乘法器将两者相乘，求出前述k(γ/2g)V2。
进而，本发明的伺服型容积式流量计，在前述伺服型容积式流量计中，利用装入微型计算机中的程序实现以使前述压力差信号成为k(γ/2g)V2的方式驱动前述伺服马达的伺服机构。
此外，本发明的另外一个目的是提供一种伺服型容积式流量计，所述流量计，在上述压力差控制中，用与流量计分开设置的文丘里(Venturi)管，孔板，喷嘴等节流机构(即压力差发生机构)提取出外部压力损失，通过将这里提取出的信号作为控制目标压力差来控制压力差ΔP，通过进行仅补偿内部的压力损失的控制，可以防止由于从流出侧向流入侧的泄漏引起的仪器误差特性的恶化。
本发明的伺服型容积式流量计，其特征在于，它包括设于流路内的计量室，在该计量室内旋转、每次所述旋转流出一定体积的流体的成对的第一及第二转子，检测前述计量室的上游侧和下游侧的压力差的第一个压力差计，在串联地设置在前述流路内、缩小流路用的节流机构，检测该节流机构的上游侧和下游侧的压力差的第二个压力差计，以及，利用从前述第二个压力差计来的压力差信号调节从前述第一个压力差计来的压力差信号得到目标值，跟随该目标值驱动前述第一或第二转子中的任何一个的伺服机构。
附图的简单说明图1、是表示自力式容积式流量计的仪器误差特性的一个例子的图示。
图2、是表示现有技术的吸附型容积式流量计的结构的一个实施例的图示。
图3、是说明本发明的伺服型容积式流量计的原理用的图示，是表示现有技术的伺服型容积式流量计的流体压力分布的状态的示意图。
图4、是表示根据本发明的一种实施形式的伺服型容积式流量计的结构的一个实施例的图示。
图5、是表示根据图4的实施例的伺服型容积式流量计仪器误差特性的一个例子的图示。
图6、是表示根据本发明的另外一种实施形式的伺服型容积式流量计的结构的一个实施例的图示。
图7、是表示根据图6的实施例的伺服型容积式流量计仪器误差特性的一个例子的图示。
实施发明的最佳形式一般地，在流体流过容积式流量计时，当在充分离开转子的压力差检测位置处产生ΔP的压力损失时，公式ΔP＝ΔP1+ΔP2成立。这里ΔP1是使转子旋转所耗费的压力损失，由于与流量计内部的泄漏直接相关，所谓称之为内部压力损失。此外，ΔP2是为了流体流过流量计所耗费的压力损失，由于与泄漏没有直接关系，所以称之为外部压力损失。
在内置一对转子的容积式流量计中，相对于与流量计内部的泄漏有关的转子前后的压力差ΔPi，单位时间内流量计内部的泄漏量为Δq，当流体的粘度为μ，流量为Q时，用下式表示，Δq＝ka·(ΔPi/μ)+kb·Q…(1)其中，ka，kb是由转子与外壳的形状确定的常数。从而，单位时间内流量计内部的泄漏量，分成与转子前后的压力差成正比但与流体的粘度成反比的项，以及与流量成正比的项。
这里，令I为被校正的接受检验的仪器的指示量，Q为标准仪器的真实的值时，仪器的误差E用下式表示E＝((I-Q)/Q)×100％ …(2)此外，根据与流量计内部泄漏量Δq的关系，I-Q＝-Δq …(3)成立。从而，由(1)、(2)、(3)式，仪器误差E可以用下式表示E＝-(Δq/Q)＝-(ka·(ΔPi/(μ·Q)+kb) …(4)这里，为了使仪器误差E为零，如果令(4)式中第一项的转子前后的压力差ΔPi为零的话，流量计内部的泄漏量也为零，通过流量与转数正确地成正比，仪器误差也大体上在零附近。此外，在公式(4)中的第二项，通过改变仪表因素，可以忽略不计。
从而，为了使伺服型容积式流量计的仪器误差为零，可以将在检测压力损失ΔP的位置处的压力差控制在内部压力损失ΔPi＝0。即，通过从外部给予驱动力使控制目标压力差与外部压力损失ΔPe相等，可以使内部压力损失ΔPi为零，所以，流量计内部没有泄漏，必然地可以实现没有泄漏的、即仪器误差为零的流量计。
图3是说明本发明的伺服型容积式流量计的原理用的图示，是表示现有技术的伺服型容积式流量计的流体压力分布状态的示意图。
如上所述，在伺服型容积式流量计中，在将流入侧和流出侧的压力差ΔP控制为零的情况下，在转子的旋转方向的前面和背面产生压力差ΔPi。由于该压力差ΔPi，从外壳与转子的间隙之间从流出侧泄漏到流入侧的泄漏量，和与被测定流体的密度γ及转子的旋转速度V相关的压力、流量的增加一起增大，仪器误差变成正的。
在根据本发明的一种实施形式的伺服型容积式流量计中，鉴于外部压力损失ΔPe，不将伺服型容积式流量计的流入侧和流出侧的压力差ΔP控制为零，而是在ΔP＝ΔPi+ΔPe中，将转子的前后的压力损失ΔP1、即内部压力损失控制为ΔPi＝0，为此，通过将流入侧的压力提高一个数值ΔP＝ΔPe＝k(γ/2g)V2，使转子的旋转方向的前面侧和背面侧之间的内部压力损失ΔPi＝0，从外壳与转子之间的间隙中没有被测定流体泄漏。
这里，k是由流量计的内部形状、尺寸、管的摩擦系数确定的常数，例如，用k＝λ(L/D)表示(λ管摩擦系数，L流量计内部的管轴长度，D流量计内部的内径)。此外，V为转子旋转速度，但也可以是管内的流速或流量。
图4是表示根据本发明的一种实施形式的伺服型容积式流量计的结构的一个实施例的概念图。
图中，1是容积式流量计，2是外壳，3是计量室，4是第一转子轴，5是第二转子轴，6是第一转子，7是第二转子，8是流入口，9是流出口，10是流入侧压力检测口，11是流出侧压力检测口，12是压力差计，13是分配器A，14是调节计，16是伺服马达驱动回路，17是伺服马达(S.M)，18是转数表传感器(T.G)，19是流量传送器(P.G)，它们和图2所示的现有技术的伺服型容积式流量计的结构部件是共通的，具有基本上相同的功能(省略其详细说明)，并赋予相同的标号。第一转子6或第二转子7借助计量室3内的伺服马达17旋转。
在本实施例的伺服型容积式流量计中，代替图2中现有这种的目标设定器15，设置F/V变换器20，线性化器21，压力计22，分配器B23，乘法器24。
F/V变换器20，将表示从流量传送器(P.G)19来的流量的脉冲信号变换成与其频率成正比的模拟电压，输出相当于转子的旋转速度V的信号。
线性化器21，将F/V变换器20输出平方，输出相当于转子的旋转速度V的二次方的信号V2。
压力计22将流入侧压力检测口10(或者流出侧压力检测口11)的压力变换成相当于流体压力P的电压信号。
在被测定流体是气体的情况下，分配器B23，将相当于从压力计22来的流体压力(P)的电压信号变换成相当于和流体压力(P)成正比的流体密度(γ)的电压信号。
此外，在流体是液体的情况下，由于流体密度(γ)不因流体压力(P)变化，而是由液体的种类确定，所以，不要压力计22，在乘法器24内直接从外部将与被测定液体相应的值设定输入到乘法器24中。
乘法器24将从线性仪21来的相当于转子的旋转速度(V)二次方的信号(V2)和从分配器B23来的相当于密度(γ)的信号进行乘法运算，将相当于(k0·γ·V2)的信号Vs作为调节器14的目标设定值输出。此外，k0是常数，为k0＝k(1/2g)＝λ(L/D)·(1/2g)。
和现有技术的装置一样，相当于流量计的入口侧和出口侧的压力差ΔP的信号Vp，输入到调节器14的另一个端子上，在调节器14上与从乘法器24来的信号Vs进行比较，相当于Vp-Vs＝(Vp-k·γ·V2)的信号V1输出到伺服马达驱动回路16的一个输入端子上。
从转数表传感器(T.G)18来的与伺服马达(S.M)17的转数成正比的电压V2被反馈连接到伺服马达驱动回路16的另一个输入端子上，为了使之与从调节器14来的信号V1相等，伺服机构动作，控制伺服马达(S.M)17的旋转。
被测定流体在向箭头方向流动的状态下，不像现有技术那样将伺服型容积式流量计的流入侧与流出侧的压力差ΔP控制为零，而是通过将流入侧的压力提高一个根据转子的旋转速度(V)在流量计内部产生的外部压力损失ΔPe＝k(γ/2g)V2的方式控制伺服型容积式流量计，使得转子的旋转方向的前面侧和背面侧的压力差ΔPi为零。
借此，可以消除在现有技术的伺服型容积式流量计中，与通过将流入侧与流出侧的压力差ΔP控制为零产生的转子的前后面之间的压力差ΔPi相反方向的压力差，与此相伴，可以进一步减少通过外壳与转子之间的间隙的逆流引起的泄漏。
图5是表示根据本实施例的伺服型容积式流量计的仪器误差特性的一个例子的图示，图中，P1，P2，P3分别表示被测定流体的流体压力。
如图5所示，可以看出根据本实施形式的伺服型容积式流量计仪器误差特性，与被测定流体的压力的大小无关，显示出从小流量区域到大流量区域，仪器误差基本上为零的直线性的优异的特性。
此外，转子的旋转速度V，由于在转子的前端和转子的根部速度不同，所以利用以平均速度计算的值进行控制，或者当考虑到外壳与转子的前端之间的间隙，利用与用转子的前端的速度计算的值接近的值控制压力差时，可以进一步提高精度。
上面所述是利用硬件构成控制系统时的情况，在利用微型计算机组成控制系统的情况下，可以将与上面相同的动作处理软件化，并把被测定流体的名称和密度的关系制成表，只要选择被测定流体的名称，就可以设定密度。
此外，在流体温度变化的情况下，由于被测流体的膨胀等，密度会发生变化，所以，通过测定被测流体的温度进行密度修正，能够以更高的精度进行流量测量。
如上所述，根据本实施形式的伺服型容积式流量计，通过只将流入侧的压力提高一个根据转子的旋转速度产生的压力差的量的方式来控制伺服型容积式流量计，令转子的旋转方向的前面侧和背面侧的压力差ΔPi＝0，就可以不会发生从外壳与转子之间的间隙的泄漏，所以，能够高精度地进行流量测量。这种伺服型容积式流量计，可适宜于气体和液体任何一种流体使用。
在根据上述实施形式的伺服型容积式流量计中，鉴于外部压力损失ΔPe，不将伺服型容积式流量计的流入侧和流出侧的压力差ΔP控制为零，而是在ΔP＝ΔPi+ΔPe中，将转子的前后的压力损失ΔP1、即内部压力损失控制为ΔPi＝0，为此，通过将流入侧的压力提高一个数值ΔP＝ΔPe＝k(γ/2g)V2＝C·γ·Q2，使转子的旋转方向的前面侧和背面侧之间的内部压力损失ΔPi＝0，可以使得从外壳与转子之间的间隙中没有被测定流体泄漏.这里，k及C是由流量计的内部形状、尺寸，管摩擦系数等确定的常数，例如，用k＝λ(L/D)表示(λ管摩擦系数，L流量计各部分的管轴的长度，D流量计各部分的内径)。此外，如上所述，V为转子的旋转速度，但也可以使用管内的流速或流量Q。
根据本发明的另外的实施形式的伺服型容积式流量计，在上述压力差控制中，由与流量计分开设置的文丘里管，多孔板，喷嘴等节流机构(即压力差产生机构)提取出外部压力损失，将这里提取出来的信号作为控制目标压力差，通过控制压力差ΔP，可以进行只补偿内部压力损失的控制。
图6是表示根据本发明的另外的实施形式的伺服型容积式流量计的结构的一个实施例的图示，图中，1是容积式流量计，2是外壳，3是计量室，4是第一转子轴，5是第二转子轴，6是第一转子，7是第二转子，8是流入口，9是流出口，10是流入侧压力检测口，11是流出侧压力检测口，12是第一个压力差计，它们和图2所述的现有技术的伺服型容积式流量计的结构部件是共通的，具有基本上相同的功能(省略其详细说明)，并赋予相同的标号。借助计量室3内的伺服马达17使第一转子6或第二转子7旋转。
在本实施例的伺服型容积式流量计中，代替图2中现有技术的装置的目标设定器15，设置节流机构31及第二个压力差计32。此外，在本实施例中，将从第一个压力差计12和第二个压力差计32来的压力差信号输入到调节计14，根据从第一个压力差计12来的压力差信号和第二个压力差计32来的压力差信号进行调节得到目标值，跟随该目标值，用伺服机构驱动第一转子6或第二转子7。在本实施例中，作为伺服机构，包括伺服马达驱动回路16，伺服马达(S.M)17，转数表传感器(T.G)18，在伺服马达驱动回路16上指示上述目标值(跟随用目标值)，驱动伺服马达(S.M)17，驱动转子6或7。但在本实施例中，目标值利用放大器33将从第二个压力差计32来的压力差信号放大进行调节。
节流机构(压力差发生机构)31指的是多孔板，喷嘴，文丘里管等安装在流路途中的进行流路缩小使之产生压力差的机构。在本实施形式中，节流机构31在流路中串联设置，进而，设置在离开计量室3的位置上。在第二个压力差计32中，在分别设于节流机构31的上游侧和下游侧的压力检测口测定压力差ΔPe(相当于Cp·γx·Qx2)提取压力差信号。这里，Cp是由多孔板等节流机构中的节流比确定的常数，γx是流体密度，Qx是流量。
从第二个压力差计32来的压力差信号，首先被输入到放大器33。放大器33，例如将压力差信号(相当于Cp·γx·Qx2)放大k＝C0/Cp倍。其中，C0是由节流机构的结构、尺寸等确定的常数。
和图2所述的现有技术的装置一样，相当于流量计的入口侧与出口侧的压力差ΔP的信号Vp(对应于过程值PV)输入到调节计14的另一个端子上，在调节计14中，与从放大器33来的信号Vs(对应于基准值SV)比较，将相当于(Vp-Vs)的信号V1(相当于上述的目标值)输入到伺服马达驱动回路16的一个输入端子上。
从转数表传感器(T.G)18来的与伺服马达(S.M)17的转数成正比的电压V2反馈连接到伺服马达驱动回路16的另一个输入端子上，为了使之与从调节计14来的信号V1相等，伺服机构动作，控制伺服马达(S.M)17的旋转。通过这种控制，使转子的旋转方向前面侧和背面侧的压力差ΔPi为零。
从而，通过装入多孔板等节流机构，增加流路的压力损失，可以构筑无需预先测量流体密度，也无需进行流体密度的温度压力修正，也不需要线性仪、乘法器等的简单的控制系统。利用这种控制系统，可以消除在现有技术的伺服型容积式流量计中，与通过将流入侧与流出测的压力差ΔP控制为零产生的转子的前后面之间的压力差ΔPi相反方向的压力差，与此相伴，可以进一步减少通过从外壳与转子之间的间隙的逆流引起的泄漏。在流体的成分变化、密度不稳定等情况下，特别有效，也不必考虑图1所示的由被测定流体的粘度引起的仪器误差的偏移。
图7是表示根据本实施例的伺服型容积式流量计的仪器误差特性的一个例子的图示。
在图7中，表示设定通过计算获得的外部压力损失进行仪器误差试验(30.9℃，1.12mPa·s)的结果，可以看出，包括使用的电气计量器等的基本精度在内，在一般的流量范围的几倍的区间内，可以实现±0.1％以上的优异的仪器误差精度。
如上所述，根据本实施形式的伺服型容积式流量计，具有每一次旋转流出一定体积的流体的成对的第一及第二转子6、7，利用驱动它们中任何一个的伺服马达的转数测量流量。利用设于流入口8和流出口9上的压力检测口10、11之间的压力差计12，求出第一个压力差信号。另一方面，在流路的途中，设置节流机构31，利用压力差计32在分别设于上下游侧的压力检测口处检测压力差ΔPe，提取出第二个压力差信号。用第二个压力差信号调节第一个压力差信号，得到目标值，跟随该目标值用伺服马达17驱动第一转子6或第二转子7。
根据本实施形式，用放大器将在节流机构等压力差发生机构的前后测定的压力差放大到所希望的值，获得压力差控制目标值，通过控制流量计的入口、出口之间的压力差使之成为该压力差控制目标值，使转子的旋转方向前面侧与背面侧的压力差为零，可以使得从外壳与转子之间的间隙没有泄漏，所以，利用简单的系统结构，可以在很宽的流量范围内进行高精度的流量测量。此外，在流体的成分变化、密度不稳定的情况下，特别有效，可以不必考虑由于被测定流体的粘度引起的仪器误差。
工业上的可利用性根据本发明，通过将流入侧的压力提高根据转子的旋转速度发生的压力差的量的方式控制伺服性容积式流量计，使转子的旋转方向前面侧与背面侧的压力差ΔPi＝0，从外壳与转子之间的间隙没有泄漏，所以能够进行高精度的流量测量。这种伺服容积式流量计可以适合于气体和液体中任何一种流体使用。
此外，根据本发明，用放大器将在节流机构等的压力差发生机构的前后测定的压力差放大到规定的值，获得压力差目标值，通过控制流量计入口、出口之间的压力差成为该目标控制值，使转子的旋转方向的前面侧和背面侧的压力差为零，可以使得从外壳与转子之间的间隙没有泄漏，所以利用简单的系统结构，可以在很宽的流量范围内进行高精度的流量测量。此外，在流体的成分变化、密度不稳定的情况下，特别有效，可以不必考虑由于被测定流体的粘度引起的仪器误差。
权利要求
1.一种伺服型容积式流量计，在配备有设于流路内的计量室，在该计量室内、借助流体的压力差旋转、每次旋转流出一定体积的流体的成对的第一及第二转子，由该转子的旋转测量流量的伺服型容积式流量计中，其特征在于，它包括与前述第一或第二转子中的任何一个连接的伺服马达，检测前述计量室的上游侧和下游侧的压力差的压力差计，以及，输入该压力差计的压力差信号、以令该压力差信号为k(γ/2g)V2(其中，γ被测定流体的密度，V流体的流速，g重力加速度，k由流量计的各部分的结构尺寸、管的摩擦系数确定的常数)的方式驱动前述伺服马达的伺服机构。
2.如权利要求1所述的伺服型容积式流量计，其特征在于，由前述压力差计的上游侧或下游侧中任何一个压力检测口处的压力检测器获得前述γ，同时，由与前述第一转子或第二转子中的任何一个连接的流量传送器获得前述V，通过用乘法器将两者相乘，求出前述k(γ/2g)V2。
3.如权利要求1所述的伺服型容积式流量计，其特征在于，由外部输入前述γ，同时，由与前述第一转子或第二转子中的任何一个连接的流量传送器获得前述V，通过用乘法器将两者相乘，求出前述k(γ/2g)V2。
4.如权利要求1至3中任何一个所述的伺服型容积式流量计，其特征在于，利用装入微型计算机中的程序实现以使前述压力差信号成为k(γ/2g)V2的方式驱动前述伺服马达的伺服机构。
5.一种伺服型容积式流量计，其特征在于，它包括设于流路内的计量室，在该计量室内旋转、每次旋转流出一定体积的流体的成对的第一及第二转子，检测前述计量室的上游侧和下游侧的压力差的第一个压力差计，串联地设置在前述流路内、缩小流路用的节流机构，检测该节流机构的上游侧和下游侧的压力差的第二个压力差计，以及，利用从前述第二个压力差计来的压力差信号调节从前述第一个压力差计来的压力差信号得到目标值，跟随该目标值驱动前述第一或第二转子中的任何一个的伺服机构。
全文摘要
改进伺服型容积式流量计从小流量区域到大流量区域的仪器误差特性。伺服型容积式流量计(1)，在配置在外壳(2)中的计量室(3)内，具有利用流体的压力差旋转、将流入的一定体积的流体流出的成对的第一及第二转子(6、7)，利用该转子的旋转测量流量。在前述第一转子(6)上连接有伺服马达(17)。设于容积式流量计(1)的流入口(8)和流出口(9)上的压力检测口(10、11)的压力，由导管导入压力差计(12)，求出压力差，使该压力差信号成为k(γ/2g)V
文档编号G01F3/02GK1511250SQ02810448
公开日2004年7月7日 申请日期2002年5月9日 优先权日2001年5月21日
发明者三角胜夫, 小川胖, 小野精悟, 半田龙太, 太, 悟 申请人:株式会社奥巴尔
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
