CN1678889A - 热式流量计 - Google Patents
热式流量计 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1678889A CN1678889A CN 03820416 CN03820416A CN1678889A CN 1678889 A CN1678889 A CN 1678889A CN 03820416 CN03820416 CN 03820416 CN 03820416 A CN03820416 A CN 03820416A CN 1678889 A CN1678889 A CN 1678889A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- flow
- fluid
- sensor
- detects
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6845—Micromachined devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/696—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters
- G01F1/6965—Circuits therefor, e.g. constant-current flow meters comprising means to store calibration data for flow signal calculation or correction
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
Abstract
热式流量计包含具有将加热元件(Rh)置于其间的、在流体流动方向上分别设置的第1和第2温度检测元件(Ru、Rd)的热式流量传感器;检测流过管道(10)内的流体温度的第1温度传感器(12a)检测管道温度的第2温度传感器(12b、12c),根据第1和第2温度检测元件的检测输出差来计测流体流量,另一方面按照管道温度与流体温度之差,从温度差修正表(24)中求取流量修正量,使用该流量修正量修正测量流体流量,通过该修正,能够消除来自外部环境的热量对于流量测量的影响,以提高测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及流量计,特别是涉及能使流过管道内的流体流量不受外部环境的影响、高精确地进行测量的热式流量计。
背景技术
累积流量计包括将流过流体通道的流体的瞬时流量进行测量的流量传感器,根据瞬时流量来测量累积流量,希望具有高的测量精度。特别是,燃气表由于是将流过燃气管内的燃气瞬时流量经过例如1个月进行累积,由此来测量成为计算燃气使用费的依据的燃气使用量(累积流量),因此要求很高的测量精度。
所以,在最近的燃气表等的累积流量计中,通常使用测量精度高的热式流量传感器。热式流量传感器如图5所示,在硅基底B上在流体流过方向F上互相分开设置由测温电阻体构成的一对温度检测元件Ru、Rd,这样构成作为传感片(sensorchip)1,在硅基底B上将由发热电阻体构成的加热元件Rh设置在温度检测元件Ru、Rd之间,而且将由测温电阻体构成的温度检测元件Rr远离加热元件Rh设置。该传感片1如图6所示安装在管道10中,这时,温度检测元件Ru、Rd、Rr和加热元件Rh面对着由管道10形成的流体通道而配置。
当管道10内流过流体时,利用温度检测元件Ru、Rd、Rr检测通过其附近的流体的温度。而且,在检测温度期间,将加热元件Rh进行通电。该通电的方法如特开2003-121232号公报所述,是使用具有包含加热元件Rh和温度检测元件Rr的电桥电路的加热驱动电路。加热驱动电路根据电桥输出电压,对电桥电路的外加电压进行反馈控制,通过这样将加热元件Rh的发热温度保持在一定温度,使其高于通过温度检测元件Rr检测的流体温度。
由加热元件Rh发出的热量,经硅基底B或沿此流过的流体传向温度检测元件Ru、Rd。一般沿流体流过方向F来看,传向在加热元件Rh的下流侧的温度检测元件Rd的传热量比传向上流侧的温度检测元件Ru的传热量要高,而且传热量之差随着流体流量的加大而增大。因此,通过温度检测元件Rd检测的流体温度比通过温度检测元件Ru检测的流体温度要高,两个检测温度之差随着流体流量的加大而增大。
包括图5所示的热式流量传感器的热式流量计利用温度检测元件Ru、Rd的检测温度之差如上所述是根据流体流量而变化的情况,根据该检测温度之差进行流量测量。
构成热式流量传感器的传感片1如上所述安装在管道10中使用。而且,每次往管道10中安装传感片1,就必须将传感片1与管道10进行隔热,例如,传感片1经由科瓦铁镍钴合金组成的底座2和由玻璃等组成的隔热体3固定在管道10中。在图6中,参考标号4表示安装上述加热驱动电路等的传感器线路板(传感器支架sensor blanket),5表示将传感器线路板4与管道10密封的O形圈,6表示传感器线路板4的固定螺丝。
但是,即使施加了这些隔热的措施,也不能否认在受到外部环境例如外气温度或日照的影响下,底座2的温度会发生变化。因此,固定于底座2的传感片1的温度随着外部环境的变化而变化,这样就有可能使通过传感片1上的温度检测元件Rr检测的温度受到影响。
如上所述,由于进行通电控制,用来使得加热元件Rh的发热温度比流体温度高一定温度,因此必须准确地表示流体温度。尽管如此,在温度检测元件Rr的检测温度如上所述受到外部环境影响的情况下,有时检测温度高于流体温度,有时检测温度低于流体温度,不能准确地表示流体温度。而且,当根据不准确的检测温度进行通电控制时,加热元件Rh的发热温度对于比流体温度高一定温度的规定温度来说,就产生偏差。
例如,如图7所示,在具有将加热元件Rh的发热温度控制在比流体温度(例如20℃)高一定温度(例如45℃)的规定温度(例如65℃)的结构的热式流量计中,由于外气温度或日照等的影响,假定温度检测元件Rr的检测温度比流体温度只高例如1℃。即使在该情况下,由于控制加热元件Rh的通电,使得加热元件Rh的发热温度比温度检测元件Rr的检测温度高一定温度,因此加热元件Rh的发热温度就比规定温度高例如1℃,为66℃。
另一方面,通过热式流量计进行的流量测量,是在加热元件Rh处于规定温度的发热状态下为前提进行的。因此,在因温度检测元件Rr的检测温度受到外部环境的影响不能准确地进行测量而使得加热元件Rh的发热温度偏离规定温度的情况下,通过热式流量计进行的流量测量就产生误差。
发明内容
本发明的目的在于提供能够不受外部环境的影响高精度地测量流体流量而且结构简单的热式流量计。
为了达到上述目的,本发明提供一种热式流量计,具有包含在流体流过方向上互相分开设置的第1和第2温度检测元件以及在两该温度检测元件之间设置的加热元件、并安装在流体流过的管道中的热式流量传感器,在驱动加热元件期间,根据通过第1和第2温度检测元件分别检测的温度来测量流体流量。该热式流量计的特点在于,包括检测流过管道内的流体温度的第1温度传感器;检测管道温度的第2温度传感器;以及根据通过第1温度传感器检测的流体温度与通过第2温度传感器检测的管道温度之差、求取修正量的温度差修正装置。
在本发明的热式流量计中,例如驱动加热元件,使其发热温度比通过图5的温度检测元件Rr或者第1温度传感器检测的流体温度高一定温度(本发明中,虽然能去除温度检测元件Rr,但也可以与第1温度传感器一起使用)。这时,根据热式流量计的结构,温度检测元件Rr或第1温度传感器的检测温度有可能受到外气温度或日照等的外部环境的影响。在现有的热式流量计中,因外部环境的影响,产生了流量测量误差,但在本发明中,在受到外部环境的影响,使得温度检测元件Rr或第1温度传感器的检测温度产生误差的情况下,根据其检测温度(流体温度)与通过第2温度传感器检测的管道温度之差求取修正值,根据该求得的修正值能够去除外部环境对流量测量的影响。
即,外部环境例如外气温度或日照等对安装了热式流量传感器的管道产生作用,进而通过对该管道的作用,影响到流量测量,外部环境的影响以管道温度的变化而显现出来。这点,由于本发明使用考虑管道温度的修正量,因此能够去除外部环境对于流量测量的影响。特别是,由于根据流体温度(第1温度传感器的检测温度)与管道温度之差求取修正量,因此能去除外部环境对第1温度传感器的检测温度的影响,由此流量计测能够不受外部环境的影响高精度地进行。而且,对于本发明的热式流量计,例如能够通过将第2温度传感器和温度差修正装置添加到现有的热式流量计中而得以实现,结构很简单。
本发明中,最好,温度差修正装置按照通过第1温度传感器检测的流体温度与通过第2温度传感器检测的管道温度之差求取流量修正量作为上述修正量。而且,使用该流量修正量,来修正根据通过第1和第2温度检测元件检测的温度所测量的流体流量。
根据该最佳形态,在因外部环境的影响而使加热元件的发热温度对规定温度产生偏差,第1和第2温度检测元件的各个检测温度产生误差的情况下,根据两检测温度(例如两检测温度之差)将测量的不准确的流体流量用流量修正量来修正,也能够高精度地简易地求取流体流量。
本发明中,最好,温度差修正装置包括将流量修正量作为流体温度与管道温度之差和流体流量的函数来表示的温度差修正表,根据通过第1温度传感器检测的流体温度、通过第2温度传感器检测的管道温度、以及通过第1和第2温度检测元件检测的温度来测量流体流量,按照该测量的流体流量从温度差修正表中求取所述流量修正量。
根据该最佳形态,由于预先将温度差(流体温度与管道温度之差)与流体流量与流量修正量的关系例如通过实验求取,预先生成用温度差和流体流量的函数表示流量修正量的温度差修正表,因此能够按照流体温度、管道温度和测量流体流量从温度差修正表中容易地求取流量修正量。进而,使用流量修正量修正测量流体流量,能够迅速地测量准确的流体流量。因此,能以短的间隔测量瞬时流量,并能更准确地测量累积流量。
或者,温度差修正装置包括将每单位温度差的流量修正量作为流体温度与管道温度之差和流体流量的函数来表示的温度差修正表,根据通过第1温度传感器检测的流体温度、通过第2温度传感器检测的管道温度、以及通过第1和第2温度检测元件检测的温度来测量流体流量,按照该测量得流体流量从温度差修正表中求取每单位温度差的流量修正量。然后,将通过第1温度传感器检测的流体温度与通过第2温度传感器检测的管道温度之差与每单位温度差的流量修正量相乘,求取流量修正量。
该最佳形态的流量修正原理如下。即,流体温度与管道温度之间存在温度差时的热式流量传感器输出是在没有这样的温度差时的传感器输出的基础上变动的,但根据本发明者们的固有的认识,热式流量传感器的输出变动量虽然按照温度差变化,但每单位温度差的输出变动量不太取决于温度差,大致上为恒定。该最佳形态使用这样的与输出变动量大小相同且符号相反的流量修正量,进行流量修正。
而且,根据基于上述流量修正原理的该最佳形态,通过将流体温度和管道温度之差与每单位温度差的流量修正量相乘这一简易的方法,能够求取流量修正量。
或者,温度差修正装置也可以按照流体温度与管道温度之差求取温度修正量。在该情况下,热式流量计中,例如驱动加热元件,使得按照第1温度传感器的检测温度求取的加热元件的目标发热温度通过温度修正量来修正,达到修正后的目标发热温度。其结果,由于能够防止因外部环境的影响而产生的发热温度与规定温度的偏差,因此能够去除因发热温度的偏差而产生的第1和第2温度检测元件的检测温度的误差,准确地测量流体流量。
最好,第1温度传感器设置成能检测管道内的中央部的流体温度。根据该最佳形态,大大地降低了通过第1温度传感器检测的流体温度受外部环境的影响的可能性。这样,该最佳形态的热式流量计通过在管道内中央部的流体温度检测来降低外部环境对于流量测量的影响,特别是,通过构成使第1温度传感器具有现有的温度检测元件Rr的周围温度检测功能的结构,再加上根据流体温度与管道温度之差进行修正的修正量而去除对外部环境的影响,能够提高流量测量精度。
最好,第2温度传感器设置成检测管道的壁面温度。外部环境如上所述由于通过对于管道的作用而影响流量测量,因此外部环境的影响表现在管道壁面温度的变化。根据该最佳形态,是根据很好地表示外部环境影响程度的管道壁面温度来求取修正量,并通过使用这样的修正量,能够确实地去除外部环境对流量测量的影响。而且,用于检测管道壁面温度的第2温度传感器的设置相对来说较简单,有助于简化热式流量计的结构。
最好,热式流量计包括在管道的外周方向上互相分开设置的多个第2温度传感器(例如,在通过管道的横截面中心的垂直线的两侧分别设置的2个第2温度传感器)。温度差修正装置将通过多个第2温度传感器检测的多路管道温度加以平均,以求取平均管道温度,而且按照通过第1温度传感器检测的流体温度与平均管道温度之差,求取修正量。
外部环境不一定对安装热式流量计的管道的整个外周都均匀产生作用。例如,当管道暴露在户外设置时,管道的,受到直射光照射部分与未受到光照部分的管道温度是不同的。在这样外部环境对管道不均匀地作用的情况下,通过使用1个第2温度传感器恐怕不能准确地检测管道整个外周的管道温度。在这问题上,该最佳形态的热式流量计包括多个第2温度传感器,求得很好地反映了管道整个外周的管道温度的平均管道温度,因此,使用根据平均管道温度恰当地求得的修正量,能够很好地去除外部环境对流量测量的影响。特别是,根据在通过管道的横截面中心的垂直线的两侧设置第2温度传感器的形态,即使当直射光照射在暴露于户外设置的管道的一部分上,使得该部分的管道温度上升时,可根据受到直射光照射的部分的管道部分与未受到光照的部分的管道温度求得平均管道温度,并使用与该平均管道温度相对应的修正量,能够去除日照对流量测量的影响。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的热式流量计的概要图。
图2是登记在图1所示的热式流量计为了温度差修正而具有的温度差修正表中的,与燃气流速相对应的每单位温度差的修正量曲线图的例子。
图3是表示通过温度差修正而提高流量测量精度的结果的曲线图。
图4是表示图1所示热式流量计的流量测量顺序的流程图。
图5是构成热式流量传感器的传感片的概要图。
图6是表示往管道安装热式流量计结构的概要剖面图。
图7是表示随着外气温度的上升而产生的、加热元件的发热温度相对于规定的发热温度的偏差的示意图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的一个实施方式的热式流量计。
本实施方式的热式流量计构成作为测量流过由管道形成的流体通道内的燃气流量的燃气表。如图1所示,燃气表包括设置在管道10的外壁上的、将表示流过管道10内的燃气流速(更一般的就是流体流速)的输出分别送出的多个例如4个热式流量传感器11a、11b、11c、11d;用于检测燃气温度的第1温度传感器12a;用于检测管道10的温度的第2温度传感器12b、12c;以及用于检测燃气压力的压力传感器13。
更详细来说就是,各个热式流量传感器11a~11d基本上都具有与图5所示的传感片1相同的结构。即,各个流量传感器具有在燃气流过方向F上互相分开设置的第1和第2温度检测元件Ru、Rd;以及设置在两温度检测元件Ru、Rd之间的加热元件Rh。而且,设置上述的第1温度传感器12a,以取代图5的温度检测元件Rr。还有,也可以将温度检测元件Rr与第1温度传感器12a一起使用。
流量传感器11a、11b和流量传感器11c、11d的加热元件Rh与温度检测元件Ru、Rd之间的距离不同,具有互相不同的流速测量累积器。例如,流量传感器11a、11b构成作为低流量区域检测用的低速流量传感器,流量传感器11c、11d构成作为高流量区域检测用的高速流量传感器,根据如特开2003-121232号公报所述的燃气流量,相应地选择使用低速流量传感器11a、11b或者高速流量传感器11c、11d。而且,流量传感器11a~11d沿着外周方向以90°的间隔分别设置在管道10的圆筒状外壁的左上侧、右上侧、左下侧和右下侧的共计4个部位。
另外,第1温度传感器12a由热敏电阻等(thermistor)构成,其温度检测端配置在管道10内的中央部,以检测管道中央部的燃气温度。再有,第2温度传感器12b、12c分别设置在管道10的外壁的、例如外周面的通过管道横截面中心的垂直线的两侧,最好是设置在高速流量传感器11c、11d的附近。
在具有上述结构的燃气表(热式流量计)中,各个流量传感器11a~11d与加热元件Rh的驱动电路及检测温度检测元件Ru、Rd的电阻值差作为温度差的电桥电路一起,装在线路板上装入管道10。
这些流量传感器11a~11d和在安装于管道10的外周壁的选择电路基板14上安装的接口部经电缆16与以CPU为主构成的燃气表测量部20相连,使得该传感器输出(检测信号)向测量部20输出。而且,第1和第2温度传感器12a~12c及压力传感器13也经选择电路基板14的接口部与测量部20相连。
测量部20包括根据来自流量传感器11a~11d的检测信号、计算流过管道10内的燃气的瞬时流量Q的流量运算部21;根据通过第1温度传感器12a检测的燃气温度相应地对检测信号进行温度修正用的温度修正表22;以及根据通过压力传感器13检测的燃气压力相应地对检测信号进行压力修正用的压力修正表23。
测量部20的特点在于,包括进行温度差修正的功能(温度差修正装置),该功能是根据通过第1温度传感器12a检测的燃气温度与通过第2温度传感器12b、12c检测的管道温度之差,参照温度差修正表24,对来自流量传感器11a~11d的检测信号进行温度差修正。
如上所述,各个流量传感器11a~11d将加热元件驱动中的第1和第2温度检测元件的输出之差作为检测输出送出。相对于没有外部环境影响的管道温度与燃气温度相同时的流量传感器的检测输出(以下,作为基准检测输出),流量传感器的检测输出根据外部环境的影响程度(燃气温度与管道温度之差的大小)相应地进行变动。以下,将燃气温度与管道温度之差称为温度差,而且,将流量传感器的检测输出的变动量称为流量传感器的输出变动量。
这样,流量传感器的检测输出随着温度差而变化。换句话说,能够将流量传感器的输出变动量作为温度差的函数来表示。而且,流量传感器的输出变动量,如后面详细所述也随燃气流速(燃气流量)而变化。
在本实施方式的燃气表中,试图通过与使用这样的输出变动量的大小相同且符号相反的修正量来抵消流量传感器的输出变动量,基本上是将作为温度差和燃气流速的函数来表示的每单位温度差的流量传感器输出修正量登记在温度差修正表24中。
为了求取这样的修正量,本发明者们首先通过以下实验求取温度差与燃气流速与流量传感器的输出变动量的关系。
如图1所示,将在管道中装入流量传感器的试验装置设置在恒温槽内,使已知温度的燃气以已知的流速流过实验装置的管道内,同时使恒温槽内温度(与管道温度相对应)与燃气温度相同,在该状态下,实测流量传感器的检测输出,以求取基准检测输出。接着,一面改变燃气流速,一面求取各种燃气流速的基准检测输出。接着,在将恒温槽内温度保持在比燃气温度高一定温度的状态下,实测各种燃气流速的流量传感器的检测输出。进而,将恒温槽内温度一面朝着燃气温度的加大方向或减小方向改变,一面实测流量传感器的检测输出。然后,从各个恒温槽内温度且各个燃气流速的流量传感器的实测检测输出中减去与其相对应的基准检测输出,以求取各种恒温槽内温度和燃气流速的流量传感器的输出变动量。
进而,根据上述的实测检测输出数据与基准检测输出数据,本发明者们对于各种温度差和各种燃气流速,求取每单位温度差的流量传感器的输出变动比例(%/℃),其结果,对于各个温度差,得到表示燃气流速与每单位温度差的传感器输出变动比例的关系的特性曲线(将其中之一用图2的虚线且标上标号A来表示)。
在图2中用虚线表示的特性曲线A表示每单位温度的流量传感器的输出变动比例随着燃气流速的变化而变化。这样的倾向对于其它的温度差来说也一样,这表示每单位温度差的流量传感器的输出变动比例与温度差无关,大致为恒定。
即,因流体温度与管道温度之差而产生的流量传感器的输出变动量主要取决于燃气流速(更一般的就是流体流速)而变化这一事实得到了证实。而且,输出变动量虽然也随着温度差的变化而变化,但如果燃气流速相同,则每单位温度差的输出变动比例与温度差无关,大致为恒定,这一事实也能够得到证实。
根据上述的认识,在本实施方式的燃气表中,应对于因流体温度与管道温度之差(更一般的就是外部环境的影响)而产生的流量传感器11的输出变动进行修正,将以图2中相对于横轴与特性曲线A对称的特性曲线用B表示的,与燃气流速相对应的每单位温度差的流量传感器输出修正量(更一般的就是每单位温度差的流量修正量)登记在温度差修正表24中。
然后,从温度差修正表24中求取与燃气温度与管道温度之差和燃气流速相对应的修正量,使用该修正量将流量传感器11的输出(更一般的就是燃气流量)进行温度差修正。
详细来说就是,根据流量传感器11的输出表示的燃气流速,从温度差修正表24中相应地求取每单位温度差的修正量,另一方面通过第1温度传感器12a检测燃气温度,同时通过第2温度传感器12b、12c检测管道温度。接着,通过将修正量与燃气温度与管道温度之差相乘,以求取对于该温度差所需的流量修正量,通过将该流量修正量与通过流量传感器11检测的燃气流量相加,对检测燃气流量进行温度差修正,能够高精度地求取流过管道10的燃气实际流量。
通过上述的温度差修正而得到的降低测量误差的效果能够从图3所示的表示燃气流速与测量误差的关系的测量特性线a、d中得以确认。图中,测量特性线d是在使用上述的实验装置的实验中将恒温槽内温度定为-25℃时根据各个燃气流速所得到的实测检测输出和基准检测输出即测量燃气流量而生成的,图3的纵轴所示的测量误差(%)是将实测检测输出与基准检测输出之差除以基准检测输出而得到的结果的100倍。另外,测量特性线a中的测量误差是根据对于实测检测输出施加上述温度差修正后的实测检测输出和基准检测输出求取的。测量特性线d表示不施加温度差修正的测量燃气流量含有很大的误差,测量特性线a表示温度差修正后的测量燃气流量的误差为1%以下。图3中的测量特性线b、c是当恒温槽内温度为40℃和60℃时对测量燃气流量施加温度差修正而得到的结果,表示通过温度差修正能够将测量误差充分抑制到1%以下,能够得到足够高的测量精度。
根据上述说明显而易见,本发明中,通过管道10对构成流量传感器的传感片1起作用的外部环境,实际上对于流过流量传感器上的流体的流量测量的影响程度,可简单地利用通过第1温度传感器12a检测的流体温度与通过第2温度传感器12b、12c检测的管道温度之差而得到。进而,使用根据该温度差相应地求取的修正量,以修正流量传感器检测的流体流量,因此,能够对测量流量简易地有效地进行修正,能够提高测量精度。
关于上述温度差修正,具体就是通过流量运算部21执行图4所示的流量测量处理顺序而得以进行的。在该流量测量处理中,对于流量传感器11a~11d的各个输出的修正、或根据修正后的传感器输出进行的流量计算,是以每个流量传感器为单位而进行的,在以下的说明中,用参照标号11来表示各个流量传感器。
在流量测量处理中,首先,将来自流量传感器11的传感器输出进行输入[步骤S1]。接着,对要根据燃气种类(更一般就是流体的种类)相应地调整流量传感器的检测的敏度的传感器输出进行修正[步骤S2]。进而,根据通过压力传感器13检测的燃气压力,参照压力修正表23,对传感器输出相应地进行压力修正[步骤S3],根据通过第1温度传感器12a检测的燃气温度,参照温度修正表22,对传感器输出相应地进行温度修正[步骤S4]。这样,在将流量传感器11的检测特性的取决于燃气种类、燃气压力和燃气温度的变化分别修正之后,根据流量传感器11的基准检测特性,对各个流体传感器的个体差相应地进行修正[步骤S5],根据施加了这些修正的传感器输出,求取管道10内的燃气流速(燃气流量)[步骤S6]。
还有,步骤S1~S5中的传感器输出修正处理和步骤S6中的根据修正传感器输出进行的燃气流速计算处理,可以对于4个流量传感器11a~11d同时进行,或者也可以经选择线路板14将流量传感器11a~11d的传感器输出以规定频率一面巡回输入,一面以分时的方法进行。
在图4的流量测量处理中,将这样根据流量传感器11a~11d的传感器输出分别求取的燃气流速加以平均,以求取平均燃气流速[步骤S7]。接着,根据该平均燃气流速和通过第1温度传感器12a检测的燃气温度与通过第2温度传感器12b、12c检测的管道温度之差,参照温度差修正表24,求取每单位温度差的修正量,将其与温度差相乘,求取流量修正量。另一方面,一面驱动加热元件Rh,一面根据第1和第2温度检测元件Ru、Rd的输出差测量燃气流量。接着,使用流量修正量对测量燃气流量进行温度差修正[步骤S8],将该温度差修正后的燃气流量作为来自热式流量计的燃气流量进行输出[步骤S9]。以后,通过反复执行上述处理,继续进行燃气流量测量。
这样根据具有如上结构的热式流量计,能够简单地修正因通过管道10从外部对热式流量传感器11施加热量的作用而产生的流量传感器11的流量测量误差。而且,通过安装在管道10的第1温度传感器12a和第2温度传感器12b、12c检测管道10与流体的温度差,通过根据该温度差进行温度差修正这样简单的手段,能够去除流量测量误差。
在上述实施方式中,是将通过2个第2温度传感器12b、12c分别测量的管道温度加以平均,以检测管道平均温度,由此,即使在太阳光只照在例如管道10的一侧而使得一侧的温度上升的情况下,也能够正确地估计管道温度。而且,如上所述,由于将第2温度传感器12b、12c设置在高速流量传感器11c、11d的附近,因此即使在使用低速流量传感器11a、11b进行流量测量的情况下,也不会受到来自低速流量传感器11a、11b的热影响,能够准确地检测管道温度。还有,在使用高速流量传感器11b、11c进行流量测量的情况下,由于流速本身很快,因此能够基本上不受来自高速流量传感器11b、11c的热影响,而可准确地检测管道温度。因此,能够通过设置在高速流量传感器11c、11d的附近的第2温度传感器12b、12c准确地检测管道温度,同时有效地进行上述的温度差修正。
而且,由于只要将每单位温度差的修正量登记在温度差修正表24中就可以,与对于每个温度差都要登记修正量的情况相比较,能够简化温度差修正表24的结构。而且,由于只要将根据检测燃气流量从温度差修正表24中求取的每单位温度差的修正量与温度差(燃气温度与管道温度之差)相乘来求取流量修正量就可以了,因此不仅对流量修正量的计算而且对温度差修正,都不要复杂的处理,能够简单地进行。
还有,本发明不只限于上述的实施方式。
例如,在实施方式中,说明了包括2个低速流量传感器与2个高速流量传感器的燃气表,但本发明也能应用于测量燃气以外的流体流量的热式流量计,而且,流量传感器的数量也无特别限制,也不一定需要包括低速流量传感器和高速流量传感器的两种传感器。而且,第1和第2温度传感器的数量也无特别限制。另外,只要在不脱离本发明的要点的范围内,能够进行各种各样的变形并实施。
Claims (8)
1.一种热式流量计,其特征在于,
具有包含在流动方向上互相分开设置的第1和第2温度检测元件以及设置在两个所述温度检测元件之间的加热元件、同时安装在流体流过的管道中的热式流量传感器,在驱动所述加热元件期间,根据通过所述第1和第2温度检测元件分别检测的温度来测量流体流量,所述热式流量计,包括:
检测流过所述管道内的流体温度的第1温度传感器;
检测所述管道温度的第2温度传感器;
以及根据通过所述第1温度传感器检测的流体温度与通过所述第2温度传感器检测的管道温度之差、求取修正量的温度差修正装置。
2.如权利要求1所述的热式流量计,其特征在于,
所述温度差修正装置根据通过所述第1温度传感器检测的流体温度与通过所述第2温度传感器检测的管道温度之差、求取流量修正量作为所述修正量,
使用所述流量修正量,来修正根据通过所述第1和第2温度检测元件检测的温度所测量的流体流量。
3.如权利要求2所述的热式流量计,其特征在于,
所述温度差修正装置包括将所述流量修正量作为流体温度与管道温度之差和流体流量的函数来表示的温度差修正表,根据通过所述第1温度传感器检测的流体温度、通过所述第2温度传感器检测的管道温度、以及通过所述第1和第2温度检测元件检测的温度来测量流体流量,按照该测量的流体流量从所述温度差修正表中求取所述流量修正量。
4.如权利要求2所述的热式测量计,其特征在于,
所述温度差修正装置包括将每单位温度差的流量修正量作为流体温度与管道温度之差和流体流量的函数来表示的温度差修正表,根据通过所述第1温度传感器检测的流体温度、通过所述第2温度传感器检测的管道温度、以及通过所述第1和第2温度检测元件检测的温度来测量流体流量,按照该测量的流体流量从所述温度差修正表中求取每单位温度差的流量修正量,
将通过所述第1温度传感器检测的流体温度与通过所述第2温度传感器检测的管道温度之差与所述每单位温度差的流量修正量相乘,求取所述流量修正量。
5.如权利要求1所述的热式流量计,其特征在于,
所述第1温度传感器设置成能检测所述管道内的中央部的流体温度。
6.如权利要求1所述的热式流量计,其特征在于,
所述第2温度传感器设置成能检测所述管道的壁面温度。
7.如权利要求1所述的热式流量计,其特征在于,
包括在所述管道的外周方向上互相分开设置的多个所述第2温度传感器,
所述温度差修正装置将通过所述多个第2温度传感器检测的多个管道温度加以平均,以求取平均管道温度,而且按照通过所述第1温度传感器检测的流体温度与所述平均管道温度之差,求取所述修正量。
8.如权利要求1所述的热式流量计,其特征在于,
包括在通过所述管道的横截面中心的垂直线的两侧分别设置的2个所述第2温度传感器,
所述温度差修正装置将通过所述2个第2温度传感器检测的2个管道温度加以平均,以求取平均管道温度,而且按照通过所述第1温度传感器检测的流体温度与所述平均管道温度之差,求取所述修正量。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP251050/2002 | 2002-08-29 | ||
JP2002251050A JP4355792B2 (ja) | 2002-08-29 | 2002-08-29 | 熱式流量計 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1678889A true CN1678889A (zh) | 2005-10-05 |
CN100350223C CN100350223C (zh) | 2007-11-21 |
Family
ID=31972661
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB038204169A Expired - Lifetime CN100350223C (zh) | 2002-08-29 | 2003-08-29 | 热式流量计 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4355792B2 (zh) |
CN (1) | CN100350223C (zh) |
AU (1) | AU2003257603A1 (zh) |
DE (1) | DE10393185B4 (zh) |
WO (1) | WO2004020958A1 (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101430216A (zh) * | 2007-11-05 | 2009-05-13 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 质量流量传感器及控制系统及其实现质量流量控制的方法 |
CN102809396A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-12-05 | 通用电气公司 | 用于与流体输送系统一起使用的传感器组件及其组装方法 |
CN104136894A (zh) * | 2012-03-13 | 2014-11-05 | 皮尔伯格有限责任公司 | 用于确定气体质量流的设备和再校准这种设备的方法 |
CN103674326B (zh) * | 2012-09-25 | 2016-11-30 | 爱知时计电机株式会社 | 温度计量仪、流量计及温度计量方法 |
CN107421858A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-12-01 | 中国科学技术大学 | 便携式电子产品及其微颗粒物传感装置 |
CN109387255A (zh) * | 2017-08-14 | 2019-02-26 | 阿自倍尔株式会社 | 热式流量计 |
CN110763278A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-07 | 上海权宥环保科技有限公司 | 一种测量管道内流体介质参数的测量方法 |
CN111801552A (zh) * | 2018-03-06 | 2020-10-20 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 热式流量计和操作热式流量计的方法 |
CN112823325A (zh) * | 2018-10-10 | 2021-05-18 | 甘布罗伦迪亚股份公司 | 体外血液处理设备的流体升温装置和检测体外血液处理设备的流体升温装置的出口处的流体温度的方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005057688A1 (de) * | 2005-12-01 | 2007-06-14 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Überwachung des Massedurchflusses eines gasförmigen Mediums |
DE102007062908A1 (de) | 2007-12-21 | 2009-06-25 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Verfahren und System zur Bestimmung mindestens einer Prozessgröße eines strömenden Mediums |
JP5336640B1 (ja) * | 2012-09-17 | 2013-11-06 | 東京計装株式会社 | 熱式流量計 |
JP6010440B2 (ja) * | 2012-12-03 | 2016-10-19 | アズビル株式会社 | フローセンサ |
US9612146B2 (en) | 2014-02-07 | 2017-04-04 | Honeywell International, Inc. | Airflow sensor with dust reduction |
GB2533936B (en) | 2015-01-07 | 2017-10-25 | Homeserve Plc | Flow detection device |
GB201501935D0 (en) | 2015-02-05 | 2015-03-25 | Tooms Moore Consulting Ltd And Trow Consulting Ltd | Water flow analysis |
JP7067789B2 (ja) * | 2018-07-02 | 2022-05-16 | サーパス工業株式会社 | 熱式流量計およびその重み付け係数の決定方法 |
US20220372968A1 (en) * | 2021-05-18 | 2022-11-24 | Hamilton Sundstrand Corporation | Variable displacement metering pump system with multivariate feedback |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4502325A (en) * | 1983-09-08 | 1985-03-05 | General Motors Corporation | Measurement of mass airflow into an engine |
JPS61239119A (ja) * | 1985-04-17 | 1986-10-24 | Hitachi Ltd | 空気流量検出器 |
JPH0593639A (ja) * | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Japan Electron Control Syst Co Ltd | 流量・流速計測装置 |
JPH06160139A (ja) * | 1992-11-20 | 1994-06-07 | Hitachi Metals Ltd | 質量流量計 |
DE4342481C2 (de) * | 1993-12-13 | 1996-09-05 | Siemens Ag | Verfahren zum Messen der angesaugten Luftmasse |
CN2243068Y (zh) * | 1996-05-10 | 1996-12-18 | 北京圣业科技发展有限公司 | 气体质量流量计 |
JP3333712B2 (ja) * | 1997-06-19 | 2002-10-15 | 三菱電機株式会社 | 流量検出素子およびそれを用いた流量センサ |
JP3848754B2 (ja) * | 1997-09-11 | 2006-11-22 | 株式会社ガスター | 流体流量検出装置 |
JP3848755B2 (ja) * | 1997-09-12 | 2006-11-22 | 株式会社ガスター | 流体流量検出装置および燃焼装置 |
EP1041367A4 (en) * | 1997-12-15 | 2005-08-17 | Tokyo Gas Co Ltd | FLOW METER |
JPH11281418A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-15 | Ricoh Elemex Corp | フルイディック型流量計 |
CH695166A5 (de) * | 2000-04-25 | 2005-12-30 | Sensirion Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Flusses einer Flüssigkeit. |
-
2002
- 2002-08-29 JP JP2002251050A patent/JP4355792B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-08-29 WO PCT/JP2003/011096 patent/WO2004020958A1/ja active Application Filing
- 2003-08-29 DE DE10393185T patent/DE10393185B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2003-08-29 AU AU2003257603A patent/AU2003257603A1/en not_active Abandoned
- 2003-08-29 CN CNB038204169A patent/CN100350223C/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101430216A (zh) * | 2007-11-05 | 2009-05-13 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 质量流量传感器及控制系统及其实现质量流量控制的方法 |
CN101430216B (zh) * | 2007-11-05 | 2015-11-25 | 北京七星华创电子股份有限公司 | 质量流量传感器及控制系统及其实现质量流量控制的方法 |
CN102809396A (zh) * | 2011-06-03 | 2012-12-05 | 通用电气公司 | 用于与流体输送系统一起使用的传感器组件及其组装方法 |
CN104136894A (zh) * | 2012-03-13 | 2014-11-05 | 皮尔伯格有限责任公司 | 用于确定气体质量流的设备和再校准这种设备的方法 |
CN103674326B (zh) * | 2012-09-25 | 2016-11-30 | 爱知时计电机株式会社 | 温度计量仪、流量计及温度计量方法 |
CN107421858A (zh) * | 2017-06-15 | 2017-12-01 | 中国科学技术大学 | 便携式电子产品及其微颗粒物传感装置 |
CN109387255A (zh) * | 2017-08-14 | 2019-02-26 | 阿自倍尔株式会社 | 热式流量计 |
CN111801552A (zh) * | 2018-03-06 | 2020-10-20 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 热式流量计和操作热式流量计的方法 |
US11280650B2 (en) | 2018-03-06 | 2022-03-22 | Endress+Hauser Flowtec Ag | Thermal flowmeter and method for operating a thermal flowmeter |
CN111801552B (zh) * | 2018-03-06 | 2022-10-04 | 恩德斯+豪斯流量技术股份有限公司 | 热式流量计和操作热式流量计的方法 |
CN112823325A (zh) * | 2018-10-10 | 2021-05-18 | 甘布罗伦迪亚股份公司 | 体外血液处理设备的流体升温装置和检测体外血液处理设备的流体升温装置的出口处的流体温度的方法 |
CN112823325B (zh) * | 2018-10-10 | 2022-09-06 | 甘布罗伦迪亚股份公司 | 体外血液处理设备的流体升温装置及其出口处的流体温度的检测方法 |
CN110763278A (zh) * | 2019-11-14 | 2020-02-07 | 上海权宥环保科技有限公司 | 一种测量管道内流体介质参数的测量方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4355792B2 (ja) | 2009-11-04 |
DE10393185B4 (de) | 2013-01-31 |
AU2003257603A1 (en) | 2004-03-19 |
DE10393185T5 (de) | 2005-10-20 |
JP2004093180A (ja) | 2004-03-25 |
CN100350223C (zh) | 2007-11-21 |
AU2003257603A8 (en) | 2004-03-19 |
WO2004020958A1 (ja) | 2004-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100350223C (zh) | 热式流量计 | |
JP4959565B2 (ja) | 低流量動作を可能にするためのhplc定流量ポンプの閉ループ流量制御 | |
CN1165749C (zh) | 空气质量流量计 | |
CN1172166C (zh) | 具有流体判别功能的热式流量计 | |
US8225652B2 (en) | Thermal flow meter measuring flow rate based on temperature difference measurement and driving energy of the heater | |
US3891391A (en) | Fluid flow measuring system using improved temperature compensation apparatus and method | |
CN1922469A (zh) | 耐蚀金属制流体用传感器及用该传感器的流体供给设备 | |
US7010971B2 (en) | Heating resistor type flow-measuring device having a heating resistor and a thermoresistance, whose resistance value varies in response to the ambient temperature | |
CN1536354A (zh) | 用于传感设备的检测响应的方法和装置 | |
CN101048643A (zh) | 质量流量计和控制器的热传感器的姿态误差自校正 | |
TW200401881A (en) | Flow sensor | |
CN1249406C (zh) | 热式空气流量计 | |
CN1751280A (zh) | 半导体制造装置和半导体制造方法 | |
CN105008870A (zh) | 热式流体计测装置 | |
CN100424332C (zh) | 带自检的汽车发动机空气流量测量装置及方法 | |
US20110098944A1 (en) | Thermal, flow measuring device | |
JP2003106887A (ja) | 流量計測装置 | |
US8950273B2 (en) | Method and thermal, flow measuring device for determining and/or monitoring at least one variable dependent on at least the chemical composition of a measured medium | |
JP2004093179A (ja) | 熱式流量計 | |
US7082826B2 (en) | Gas flow meter and method for measuring gas flow rate | |
JP2003302271A (ja) | 流量測定部パッケージ及びそれを用いた流量測定ユニット | |
JP3308480B2 (ja) | 熱式フローセンサを利用した流量計及びそれを利用したガスメータ | |
CN111780835A (zh) | 高效液相转配液体流量计的校准方法 | |
JP2010101630A (ja) | 微小流量送液装置、及び送液方法 | |
CN1338587A (zh) | 液体介质浓度密度的在线连续检测方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CX01 | Expiry of patent term | ||
CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20071121 |