JP2003222546A - 流量計測方法、流量計測装置及びヒータ制御装置 - Google Patents
流量計測方法、流量計測装置及びヒータ制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流速センサでの消費電力の低減を図った流量
計測装置を提供する。 【解決手段】 ヒータ制御手段９ａ−１が、間欠的に、
ヒータ１４による加熱を開始させ、ヒータ１４の加熱開
始に応じて変化する温度センサ１２、１３の出力が飽和
する前に、ヒータ１４による加熱を停止させる。積分制
御手段９ａ−３が、ヒータ１４が加熱を行っている全期
間、積分手段６による温度センサ１２、１３の出力を積
分させる。演算手段９ａ−２が、積分手段６により積分
された温度センサ１２、１３の出力に基づき、流体の流
量を演算する。
計測装置を提供する。 【解決手段】 ヒータ制御手段９ａ−１が、間欠的に、
ヒータ１４による加熱を開始させ、ヒータ１４の加熱開
始に応じて変化する温度センサ１２、１３の出力が飽和
する前に、ヒータ１４による加熱を停止させる。積分制
御手段９ａ−３が、ヒータ１４が加熱を行っている全期
間、積分手段６による温度センサ１２、１３の出力を積
分させる。演算手段９ａ−２が、積分手段６により積分
された温度センサ１２、１３の出力に基づき、流体の流
量を演算する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、流量計測方法、
流量計測装置及びヒータ制御装置に係わり、特に、流体
を加熱するヒータと、ヒータに対して、流体の流れ方向
に沿って配置された温度センサとを有する流速センサを
制御して、流体の流量を計測するための流量計測方法、
当該方法を実施した流量計測装置及び上記流速センサ内
のヒータの加熱を制御するヒータ制御装置に関する。
流量計測装置及びヒータ制御装置に係わり、特に、流体
を加熱するヒータと、ヒータに対して、流体の流れ方向
に沿って配置された温度センサとを有する流速センサを
制御して、流体の流量を計測するための流量計測方法、
当該方法を実施した流量計測装置及び上記流速センサ内
のヒータの加熱を制御するヒータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の流量計測方法を実施した流量計
測装置に制御される流速センサとして、図６に示すよう
な、マイクロフローセンサが知られている。同図に示す
ように、マイクロフローセンサ１は、図６中断面で示す
ガス流路１０の内壁に配設されており、半導体基台１１
と、この半導体基台１１上に形成された不図示の薄膜層
と、この薄膜層上に形成された温度センサとしてのサー
モパイル１２、１３及びヒータとしてのヒータ抵抗器１
４とを備えている。また、上記サーモパイル１２、ヒー
タ抵抗器１４、サーモパイル１３は、この順で、ガス流
路１０内を流れるガスの流れ方向Ｄに沿って、等間隔に
配列されている。
測装置に制御される流速センサとして、図６に示すよう
な、マイクロフローセンサが知られている。同図に示す
ように、マイクロフローセンサ１は、図６中断面で示す
ガス流路１０の内壁に配設されており、半導体基台１１
と、この半導体基台１１上に形成された不図示の薄膜層
と、この薄膜層上に形成された温度センサとしてのサー
モパイル１２、１３及びヒータとしてのヒータ抵抗器１
４とを備えている。また、上記サーモパイル１２、ヒー
タ抵抗器１４、サーモパイル１３は、この順で、ガス流
路１０内を流れるガスの流れ方向Ｄに沿って、等間隔に
配列されている。
【０００３】上述したヒータ抵抗器１４は、図７に示す
ように、スイッチ２を介して電源３と接続されている。
電源３は、バッテリ３１及び定電圧回路３３を有してお
り、バッテリ３１からの電圧を、定電圧回路３３により
所定の定電圧に変換して出力するように構成されてい
る。なお、電源３としては、上述した定電圧制御の他
に、ヒータ抵抗器１４に対して定電流を供給する定電流
制御、ヒータ抵抗器１４に対して定電力を供給する定電
力制御、ガス温度とヒータ抵抗器１４の発熱温度との差
が、常時、一定となるように、ヒータ抵抗器１４に対し
て駆動電流を供給する定温度制御などいろいろな制御が
ある。
ように、スイッチ２を介して電源３と接続されている。
電源３は、バッテリ３１及び定電圧回路３３を有してお
り、バッテリ３１からの電圧を、定電圧回路３３により
所定の定電圧に変換して出力するように構成されてい
る。なお、電源３としては、上述した定電圧制御の他
に、ヒータ抵抗器１４に対して定電流を供給する定電流
制御、ヒータ抵抗器１４に対して定電力を供給する定電
力制御、ガス温度とヒータ抵抗器１４の発熱温度との差
が、常時、一定となるように、ヒータ抵抗器１４に対し
て駆動電流を供給する定温度制御などいろいろな制御が
ある。
【０００４】また、サーモパイル１２、１３が発生する
熱起電力ＶDTH及びＶUTHは、図７の等価回路図で示すよ
うに、差動増幅器４に供給され、差動増幅器４は、熱起
電力の差（ＶDTH−ＶUTH）を出力する。なお、図中ｚ
は、約０．７Ｖの電源である。このように、サーモパイ
ル１２、１３が発生する熱起電力に、０．７Ｖの電圧を
加算することにより、周囲温度などの変動に起因して、
熱起電力の値が上下してもその影響を小さくすることが
できる。
熱起電力ＶDTH及びＶUTHは、図７の等価回路図で示すよ
うに、差動増幅器４に供給され、差動増幅器４は、熱起
電力の差（ＶDTH−ＶUTH）を出力する。なお、図中ｚ
は、約０．７Ｖの電源である。このように、サーモパイ
ル１２、１３が発生する熱起電力に、０．７Ｖの電圧を
加算することにより、周囲温度などの変動に起因して、
熱起電力の値が上下してもその影響を小さくすることが
できる。
【０００５】上述した構成のマイクロフローセンサ１の
原理について以下説明する。ヒータ抵抗器１４は、スイ
ッチ２のオンにより通電されて、加熱を開始する。この
結果、ガス流路１０にガスが流れていないときは、ヒー
タ抵抗器１４付近のガスに熱が伝わり、該ヒータ抵抗器
１４付近の上流側、下流側の温度分布は、対称分布とな
る。つまり、サーモパイル１２、１３付近の温度が等し
い温度に上昇するためサーモパイル１２、１３の熱起電
力ＶDTH及びＶUTHはほぼ等しくなり、差動増幅器４の出
力（ＶDTH−ＶUTH）はほぼ０となる。
原理について以下説明する。ヒータ抵抗器１４は、スイ
ッチ２のオンにより通電されて、加熱を開始する。この
結果、ガス流路１０にガスが流れていないときは、ヒー
タ抵抗器１４付近のガスに熱が伝わり、該ヒータ抵抗器
１４付近の上流側、下流側の温度分布は、対称分布とな
る。つまり、サーモパイル１２、１３付近の温度が等し
い温度に上昇するためサーモパイル１２、１３の熱起電
力ＶDTH及びＶUTHはほぼ等しくなり、差動増幅器４の出
力（ＶDTH−ＶUTH）はほぼ０となる。
【０００６】今、ヒータ抵抗器１４が通電している間、
図６のガスの流れ方向Ｄにガスが流れると、上流側は冷
却され降温する。一方、下流側はガスの流れを媒体とし
てヒータ抵抗器１４から熱伝導が促進され昇温する。こ
の結果、ヒータ抵抗器１４の上流側にあるサーモパイル
１２はガスの流れにより、降温されるため熱起電力Ｖ
UTHが減少し、一方、下流側にあるサーモパイル１３は
ガスの流れにより、昇温されるため熱起電力ＶDTHが増
加する。流速が増加すると、これに伴って上述した降温
分と昇温分も増加するので、差動増幅器４の出力（Ｖ
DTH−ＶUTH）は流速に応じた出力となる。
図６のガスの流れ方向Ｄにガスが流れると、上流側は冷
却され降温する。一方、下流側はガスの流れを媒体とし
てヒータ抵抗器１４から熱伝導が促進され昇温する。こ
の結果、ヒータ抵抗器１４の上流側にあるサーモパイル
１２はガスの流れにより、降温されるため熱起電力Ｖ
UTHが減少し、一方、下流側にあるサーモパイル１３は
ガスの流れにより、昇温されるため熱起電力ＶDTHが増
加する。流速が増加すると、これに伴って上述した降温
分と昇温分も増加するので、差動増幅器４の出力（Ｖ
DTH−ＶUTH）は流速に応じた出力となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した流
速センサを制御して、流量を計測する流量計測装置は、
一般的に、ガスメータとして使用されるため、野外に設
置されることが多い。このようなガスメータは、その動
作電源を電池から得ている場合が多く、消費電力を抑え
て、電池消耗に伴う電池交換の頻度を少なくしたいとい
う要望があった。
速センサを制御して、流量を計測する流量計測装置は、
一般的に、ガスメータとして使用されるため、野外に設
置されることが多い。このようなガスメータは、その動
作電源を電池から得ている場合が多く、消費電力を抑え
て、電池消耗に伴う電池交換の頻度を少なくしたいとい
う要望があった。
【０００８】そこで、ヒータ抵抗器１４を常時通電せず
に、間欠的に通電して、流速センサでの消費電力低減を
図った流量計測装置が、従来から知られている。その際
の通電時間は、図８に示すように、サーモパイル１２、
１３の温接点が、通電時間内で、ヒータ抵抗器１４によ
り暖められた周囲温度に達するような時間Ｔ１、言い換
えると、通電時間内で、ヒータ抵抗器１４の加熱開始に
応じて変化するサーモパイル１２、１３の出力が飽和す
るような時間Ｔ１に定められていた。
に、間欠的に通電して、流速センサでの消費電力低減を
図った流量計測装置が、従来から知られている。その際
の通電時間は、図８に示すように、サーモパイル１２、
１３の温接点が、通電時間内で、ヒータ抵抗器１４によ
り暖められた周囲温度に達するような時間Ｔ１、言い換
えると、通電時間内で、ヒータ抵抗器１４の加熱開始に
応じて変化するサーモパイル１２、１３の出力が飽和す
るような時間Ｔ１に定められていた。
【０００９】しかしながら、上述したように、ヒータ抵
抗器１４の通電を間欠的に行ったとしても、その通電時
間は、少なくともヒータ抵抗器１４により加熱を開始し
てから、サーモパイル１２、１３の出力が飽和する時
間、必要であった。このため、十分に省電力化を図った
とは言えなかった。
抗器１４の通電を間欠的に行ったとしても、その通電時
間は、少なくともヒータ抵抗器１４により加熱を開始し
てから、サーモパイル１２、１３の出力が飽和する時
間、必要であった。このため、十分に省電力化を図った
とは言えなかった。
【００１０】そこで、本発明は、上記のような問題点に
着目し、流速センサでの消費電力の低減を図った流量計
測方法、当該方法を実施した流量計測装置及び流速セン
サでの消費電力の低減を図ったヒータ制御装置を提供す
ることを課題とする。
着目し、流速センサでの消費電力の低減を図った流量計
測方法、当該方法を実施した流量計測装置及び流速セン
サでの消費電力の低減を図ったヒータ制御装置を提供す
ることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項１記載の発明は、流体を加熱するヒー
タ及び該ヒータに対して、前記流体の流れ方向に沿って
配置された温度センサを有する流速センサを制御して、
前記流体の流量を計測するための流量計測方法であっ
て、間欠的に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記
ヒータの加熱開始に応じて変化する前記温度センサの出
力が飽和する前に、前記ヒータによる加熱を停止させ、
前記温度センサの出力に基づき、前記流体の流量を演算
することを特徴とする流量計測方法に存する。
になされた請求項１記載の発明は、流体を加熱するヒー
タ及び該ヒータに対して、前記流体の流れ方向に沿って
配置された温度センサを有する流速センサを制御して、
前記流体の流量を計測するための流量計測方法であっ
て、間欠的に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記
ヒータの加熱開始に応じて変化する前記温度センサの出
力が飽和する前に、前記ヒータによる加熱を停止させ、
前記温度センサの出力に基づき、前記流体の流量を演算
することを特徴とする流量計測方法に存する。
【００１２】請求項２記載の発明は、図１の基本構成図
に示すように、流体を加熱するヒータ１４及び該ヒータ
に対して、前記流体の流れ方向に沿って配置された温度
センサ１２、１３を有する流速センサ１を制御して、前
記流体の流量を計測する流量計測装置であって、間欠的
に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記ヒータの加
熱開始に応じて変化する前記温度センサの出力が飽和す
る前に、前記ヒータによる加熱を停止させるヒータ制御
手段９ａ−１と、前記温度センサの出力に基づき、前記
流体の流量を演算する演算手段９ａ−２とを備えること
を特徴とする流量計測装置に存する。
に示すように、流体を加熱するヒータ１４及び該ヒータ
に対して、前記流体の流れ方向に沿って配置された温度
センサ１２、１３を有する流速センサ１を制御して、前
記流体の流量を計測する流量計測装置であって、間欠的
に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記ヒータの加
熱開始に応じて変化する前記温度センサの出力が飽和す
る前に、前記ヒータによる加熱を停止させるヒータ制御
手段９ａ−１と、前記温度センサの出力に基づき、前記
流体の流量を演算する演算手段９ａ−２とを備えること
を特徴とする流量計測装置に存する。
【００１３】請求項６記載の発明は、流体を加熱するヒ
ータ及び該ヒータに対して、前記流体の流れ方向に沿っ
て配置された温度センサを有する流速センサ内の前記ヒ
ータの加熱を制御するヒータ制御装置であって、間欠的
に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記ヒータの加
熱開始に応じて変化する前記温度センサの出力が飽和す
る前に、前記ヒータによる加熱を停止させる第１ヒータ
制御手段を備えたことを特徴とするヒータ制御装置に存
する。
ータ及び該ヒータに対して、前記流体の流れ方向に沿っ
て配置された温度センサを有する流速センサ内の前記ヒ
ータの加熱を制御するヒータ制御装置であって、間欠的
に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記ヒータの加
熱開始に応じて変化する前記温度センサの出力が飽和す
る前に、前記ヒータによる加熱を停止させる第１ヒータ
制御手段を備えたことを特徴とするヒータ制御装置に存
する。
【００１４】請求項１、２及び６記載の発明によれば、
間欠的に、ヒータによる加熱を開始させ、ヒータの加熱
開始に応じて変化する温度センサの出力が飽和する前
に、ヒータによる加熱を停止させる。そして、以上のよ
うに加熱が制御されるヒータに対して、流れ方向に沿っ
て配置された温度センサの出力に基づき、流体の流量を
演算する。
間欠的に、ヒータによる加熱を開始させ、ヒータの加熱
開始に応じて変化する温度センサの出力が飽和する前
に、ヒータによる加熱を停止させる。そして、以上のよ
うに加熱が制御されるヒータに対して、流れ方向に沿っ
て配置された温度センサの出力に基づき、流体の流量を
演算する。
【００１５】ところで、ヒータによる加熱が開始される
と、ヒータの流れ方向に沿って配置された温度センサ周
辺の温度が上昇する。この周囲温度の上昇に応じて、温
度センサの出力が、変化し、周囲温度に応じた値になる
と飽和して一定となる。周囲温度の変動に対する温度セ
ンサ出力の応答速度は、周囲温度に関係なく一律であ
る。つまり、温度センサ出力の増加速度は、周囲温度が
大きくなるに従って早くなる。このため、ヒータの加熱
に応じて、温度センサの出力が、上昇した周囲温度に応
じた値に向かって増加している間であっても、温度セン
サの出力から周囲温度（即ち、流速）を求めることがで
きる。
と、ヒータの流れ方向に沿って配置された温度センサ周
辺の温度が上昇する。この周囲温度の上昇に応じて、温
度センサの出力が、変化し、周囲温度に応じた値になる
と飽和して一定となる。周囲温度の変動に対する温度セ
ンサ出力の応答速度は、周囲温度に関係なく一律であ
る。つまり、温度センサ出力の増加速度は、周囲温度が
大きくなるに従って早くなる。このため、ヒータの加熱
に応じて、温度センサの出力が、上昇した周囲温度に応
じた値に向かって増加している間であっても、温度セン
サの出力から周囲温度（即ち、流速）を求めることがで
きる。
【００１６】以上のことに着目し、ヒータによる加熱
を、ヒータの加熱開始に応じて変化する温度センサの出
力が飽和する前に、停止することにより、流速に応じた
温度センサの出力が得られるようにヒータを加熱するこ
とができ、しかも、温度センサの出力が飽和するまでヒ
ータの加熱を持続させる必要がないため、ヒータの加熱
時間を短くすることができる。
を、ヒータの加熱開始に応じて変化する温度センサの出
力が飽和する前に、停止することにより、流速に応じた
温度センサの出力が得られるようにヒータを加熱するこ
とができ、しかも、温度センサの出力が飽和するまでヒ
ータの加熱を持続させる必要がないため、ヒータの加熱
時間を短くすることができる。
【００１７】請求項３記載の発明は、図１の基本構成図
に示すように、請求項２記載の流量計測装置であって、
前記演算手段は、積分手段６により積分された前記温度
センサの出力に基づき、前記流体の流量を演算すること
を特徴とする流量計測装置に存する。
に示すように、請求項２記載の流量計測装置であって、
前記演算手段は、積分手段６により積分された前記温度
センサの出力に基づき、前記流体の流量を演算すること
を特徴とする流量計測装置に存する。
【００１８】請求項３記載の発明によれば、演算手段
が、積分手段により積分された温度センサの出力に基づ
き、流体の流量を演算する。従って、温度センサ出力の
瞬時値に基づいた流量演算に比べ、温度センサ出力の積
分値に基づいた流量演算を行うことにより、流速に対す
る分解能が向上する。このため、ヒータによる加熱を、
ヒータの加熱開始に応じて変化する温度センサの出力が
飽和する前に、停止したことに起因して、流速に対する
温度センサ出力が小さくなり、分解能が低下しても、低
下した分を補うことができる。しかも、積分値を用いる
ことにより、温度センサ出力に生じるノイズに起因する
誤差を小さくすることができる。
が、積分手段により積分された温度センサの出力に基づ
き、流体の流量を演算する。従って、温度センサ出力の
瞬時値に基づいた流量演算に比べ、温度センサ出力の積
分値に基づいた流量演算を行うことにより、流速に対す
る分解能が向上する。このため、ヒータによる加熱を、
ヒータの加熱開始に応じて変化する温度センサの出力が
飽和する前に、停止したことに起因して、流速に対する
温度センサ出力が小さくなり、分解能が低下しても、低
下した分を補うことができる。しかも、積分値を用いる
ことにより、温度センサ出力に生じるノイズに起因する
誤差を小さくすることができる。
【００１９】請求項４記載の発明は、図１の基本構成図
に示すように、請求項３記載の流量計測装置であって、
前記積分手段に、前記ヒータが加熱を行っている全期
間、前記温度センサの出力を積分させる積分制御手段９
ａ−３をさらに備えることを特徴とする流量計測装置に
存する。
に示すように、請求項３記載の流量計測装置であって、
前記積分手段に、前記ヒータが加熱を行っている全期
間、前記温度センサの出力を積分させる積分制御手段９
ａ−３をさらに備えることを特徴とする流量計測装置に
存する。
【００２０】請求項４記載の発明によれば、積分制御手
段が、積分手段に、ヒータが加熱を行っている全期間、
温度センサの出力を積分させる。従って、流速に対する
温度センサ出力の積分値をより大きくすることができ、
分解能が向上する。
段が、積分手段に、ヒータが加熱を行っている全期間、
温度センサの出力を積分させる。従って、流速に対する
温度センサ出力の積分値をより大きくすることができ、
分解能が向上する。
【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１〜４何れ
か１項記載の流量計測装置であって、前記演算手段は、
複数の演算式を格納し、前記温度センサの出力に応じた
演算式を用いて、前記流量の演算を行うことを特徴とす
る流量計測装置に存する。
か１項記載の流量計測装置であって、前記演算手段は、
複数の演算式を格納し、前記温度センサの出力に応じた
演算式を用いて、前記流量の演算を行うことを特徴とす
る流量計測装置に存する。
【００２２】請求項５記載の発明によれば、演算手段
が、複数の演算式を格納し、温度センサの出力に応じた
演算式を用いて、流量の演算を行う。従って、流量に応
じて、演算式が変わっても、適切な流量を演算すること
ができる。
が、複数の演算式を格納し、温度センサの出力に応じた
演算式を用いて、流量の演算を行う。従って、流量に応
じて、演算式が変わっても、適切な流量を演算すること
ができる。
【００２３】請求項７記載の発明は、請求項６記載のヒ
ータ制御装置であって、間欠的に、前記ヒータによる加
熱を開始させ、前記ヒータの加熱開始に応じて変化する
前記温度センサの出力が飽和した後に、前記ヒータによ
る加熱を停止させる第２ヒータ制御手段と、前記第１及
び第２ヒータ制御手段の何れか一方を選択し、該選択し
たヒータ制御手段による加熱制御を行わせる制御切替手
段とをさらに備えることを特徴とするヒータ制御装置に
存する。
ータ制御装置であって、間欠的に、前記ヒータによる加
熱を開始させ、前記ヒータの加熱開始に応じて変化する
前記温度センサの出力が飽和した後に、前記ヒータによ
る加熱を停止させる第２ヒータ制御手段と、前記第１及
び第２ヒータ制御手段の何れか一方を選択し、該選択し
たヒータ制御手段による加熱制御を行わせる制御切替手
段とをさらに備えることを特徴とするヒータ制御装置に
存する。
【００２４】請求項７記載の発明によれば、第２ヒータ
制御手段が、間欠的に、ヒータによる加熱を開始させ、
ヒータの加熱開始に応じて変化する温度センサの出力が
飽和した後に、ヒータによる加熱を停止させる。制御切
替手段が、第１及び第２ヒータ制御手段の何れか一方を
選択し、選択したヒータ制御手段による加熱制御を行わ
せる。
制御手段が、間欠的に、ヒータによる加熱を開始させ、
ヒータの加熱開始に応じて変化する温度センサの出力が
飽和した後に、ヒータによる加熱を停止させる。制御切
替手段が、第１及び第２ヒータ制御手段の何れか一方を
選択し、選択したヒータ制御手段による加熱制御を行わ
せる。
【００２５】第１ヒータ制御手段による加熱制御の下で
の流量計測は、温度センサ出力が飽和する前に、ヒータ
加熱を停止してしまうため、温度センサ出力が飽和した
後、ヒータ加熱を停止する第２ヒータ制御手段によるも
のに比べて消費電力は低いが、計測精度が低くなる。と
ころで、流量計測においては、流体が流れており、高い
計測精度が要求されるときと、流体が流れておらず、高
い計測精度が要求されないときがある。
の流量計測は、温度センサ出力が飽和する前に、ヒータ
加熱を停止してしまうため、温度センサ出力が飽和した
後、ヒータ加熱を停止する第２ヒータ制御手段によるも
のに比べて消費電力は低いが、計測精度が低くなる。と
ころで、流量計測においては、流体が流れており、高い
計測精度が要求されるときと、流体が流れておらず、高
い計測精度が要求されないときがある。
【００２６】従って、第１及び第２ヒータ制御手段の何
れか一方を選択できるようにして、選択したヒータ制御
手段に加熱制御を行わせることにより、高い計測精度が
要求されるときは、消費電力は多くなるが、高い計測精
度が得られる第２ヒータ制御手段による加熱制御を行わ
せ、高い計測精度が要求されないときには、高い計測精
度が得られないが、消費電力が低くなる第１ヒータ制御
手段による加熱制御を行わせることができる。
れか一方を選択できるようにして、選択したヒータ制御
手段に加熱制御を行わせることにより、高い計測精度が
要求されるときは、消費電力は多くなるが、高い計測精
度が得られる第２ヒータ制御手段による加熱制御を行わ
せ、高い計測精度が要求されないときには、高い計測精
度が得られないが、消費電力が低くなる第１ヒータ制御
手段による加熱制御を行わせることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を、図面を
参照して以下説明する。図２は、本発明の流量計測方法
を実施した流量計測装置及びヒータ制御装置を組み込ん
だ電子式ガスメータの一実施の形態を示す回路図であ
る。同図において、図７について上述した従来の回路と
同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略
する。
参照して以下説明する。図２は、本発明の流量計測方法
を実施した流量計測装置及びヒータ制御装置を組み込ん
だ電子式ガスメータの一実施の形態を示す回路図であ
る。同図において、図７について上述した従来の回路と
同等の部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略
する。
【００２８】同図に示すように、差動増幅器４の出力
（ＶDTH−ＶUTH）は、スイッチ５を介して積分手段とし
ての積分回路６に供給され、積分回路６は、差動増幅器
４の出力（ＶDTH−ＶUTH）を積分して、積分値∫（Ｖ
DTH−ＶUTH）ｄｔとして出力する。上記積分回路６は、
抵抗Ｒ１及びこの抵抗Ｒ１を介して、−端子に、出力
（Ｖ DTH−ＶUTH）が供給されるオペアンプ６１を備えて
いる。
（ＶDTH−ＶUTH）は、スイッチ５を介して積分手段とし
ての積分回路６に供給され、積分回路６は、差動増幅器
４の出力（ＶDTH−ＶUTH）を積分して、積分値∫（Ｖ
DTH−ＶUTH）ｄｔとして出力する。上記積分回路６は、
抵抗Ｒ１及びこの抵抗Ｒ１を介して、−端子に、出力
（Ｖ DTH−ＶUTH）が供給されるオペアンプ６１を備えて
いる。
【００２９】積分回路６はまた、上記オペアンプ６１の
マイナス端−出力端間に接続された、コンデンサＣと、
抵抗Ｒ２及びスイッチ６２から構成される直列回路との
並列回路、オペアンプ６１のマイナス端−グランド間に
接続された、抵抗Ｒ３及びスイッチ６３から構成される
直列回路を備えている。また、上述したオペアンプ６１
の＋端子は、約０．７Ｖの電源ｚに接続されている。こ
のように、オペアンプ６１の出力に、０．７Ｖの電圧を
加算することにより、オペアンプ６１のオフセットが周
囲温度などの変動に起因して上下してもその影響を小さ
くすることができる。
マイナス端−出力端間に接続された、コンデンサＣと、
抵抗Ｒ２及びスイッチ６２から構成される直列回路との
並列回路、オペアンプ６１のマイナス端−グランド間に
接続された、抵抗Ｒ３及びスイッチ６３から構成される
直列回路を備えている。また、上述したオペアンプ６１
の＋端子は、約０．７Ｖの電源ｚに接続されている。こ
のように、オペアンプ６１の出力に、０．７Ｖの電圧を
加算することにより、オペアンプ６１のオフセットが周
囲温度などの変動に起因して上下してもその影響を小さ
くすることができる。
【００３０】上記積分回路６から出力される積分値∫
（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔは、スイッチ７を介して接続され
ているＡ／Ｄ変換器８により、ディジタル値に変換され
た後、μＣＯＭ９に対して供給されている。なお、図２
中の各スイッチ２、５、６２、６３及び７の図示しない
制御端子は、μＣＯＭ９に接続され、μＣＯＭ９により
オンオフが制御されている。
（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔは、スイッチ７を介して接続され
ているＡ／Ｄ変換器８により、ディジタル値に変換され
た後、μＣＯＭ９に対して供給されている。なお、図２
中の各スイッチ２、５、６２、６３及び７の図示しない
制御端子は、μＣＯＭ９に接続され、μＣＯＭ９により
オンオフが制御されている。
【００３１】上述したμＣＯＭ９は、プログラムに従っ
て各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ９ａ）、
ＣＰＵ９ａが行う処理のプログラムなどを格納した読み
出し専用のメモリであるＲＯＭ９ｂ、ＣＰＵ９ａでの各
種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格
納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み
自在のメモリであるＲＡＭ９ｃなどを内蔵し、これらが
図示しないバスラインによって相互接続される。
て各種の処理を行う中央処理ユニット（ＣＰＵ９ａ）、
ＣＰＵ９ａが行う処理のプログラムなどを格納した読み
出し専用のメモリであるＲＯＭ９ｂ、ＣＰＵ９ａでの各
種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格
納するデータ格納エリアなどを有する読み出し書き込み
自在のメモリであるＲＡＭ９ｃなどを内蔵し、これらが
図示しないバスラインによって相互接続される。
【００３２】上述した構成のガスメータの動作を、図３
に示すスイッチ２、５、７、６２及び６３のオンオフ状
態のタイムチャートを参照して以下説明する。なお、図
中、Ｈレベルが各スイッチのオン状態を示している。ま
ず、ＣＰＵ９ａは、間欠時間Ｔ２毎に、アナログ回路
（μＣＯＭ９以外）に電源を供給する。その後、ＣＰＵ
９ａは、サーモパイル１２、１３が発生する熱起電力Ｖ
DTH及びＶUTHに基づいて、流量を演算するための前準備
を行う。この前準備として、ＣＰＵ９ａは、まず、スイ
ッチ６２を所定時間Ｔ４（例えば５ｍｓ）オンして、コ
ンデンサＣ内に蓄積された電荷を放電させる（図３
（ｂ））。
に示すスイッチ２、５、７、６２及び６３のオンオフ状
態のタイムチャートを参照して以下説明する。なお、図
中、Ｈレベルが各スイッチのオン状態を示している。ま
ず、ＣＰＵ９ａは、間欠時間Ｔ２毎に、アナログ回路
（μＣＯＭ９以外）に電源を供給する。その後、ＣＰＵ
９ａは、サーモパイル１２、１３が発生する熱起電力Ｖ
DTH及びＶUTHに基づいて、流量を演算するための前準備
を行う。この前準備として、ＣＰＵ９ａは、まず、スイ
ッチ６２を所定時間Ｔ４（例えば５ｍｓ）オンして、コ
ンデンサＣ内に蓄積された電荷を放電させる（図３
（ｂ））。
【００３３】その後、ＣＰＵ９ａは、コンデンサＣの容
量変化に起因する積分回路６の出力である積分値∫（Ｖ
DTH−ＶUTH）ｄｔの変動を補正するための準備として、
スイッチ６３、７を所定時間Ｔ５（例えば５ｍｓ）オン
し（図３（ｃ）、（ｄ））、このときの積分回路６の出
力を、Curr-calとして、ＲＡＭ９ｃ内に格納する。
量変化に起因する積分回路６の出力である積分値∫（Ｖ
DTH−ＶUTH）ｄｔの変動を補正するための準備として、
スイッチ６３、７を所定時間Ｔ５（例えば５ｍｓ）オン
し（図３（ｃ）、（ｄ））、このときの積分回路６の出
力を、Curr-calとして、ＲＡＭ９ｃ内に格納する。
【００３４】上述したように、スイッチ６３をオンする
と、オペアンプ６１の−入力端がアースに接続されるた
め、ＲＡＭ９ｃ内に格納されたCurr-calは、このときの
流路１０内の温度である現在温度［°］で、かつ、流量
０［Ｌ／ｈ］のときの積分値∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔで
あると仮定できる。
と、オペアンプ６１の−入力端がアースに接続されるた
め、ＲＡＭ９ｃ内に格納されたCurr-calは、このときの
流路１０内の温度である現在温度［°］で、かつ、流量
０［Ｌ／ｈ］のときの積分値∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔで
あると仮定できる。
【００３５】次に、ＣＰＵ９ａは、再び、スイッチ６２
を所定時間Ｔ６（例えば１ｍｓ）オンして、コンデンサ
Ｃ内に蓄積された電荷を放電させる（図３（ｂ））。そ
の後、ＣＰＵ９ａは、ガス自体の温度変化に起因する積
分値∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔの変動を補正するための準
備として、スイッチ５及びスイッチ７を所定時間Ｔ３オ
ンして（図３（ｄ）、（ｅ））、このときの積分値∫
（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔを、［∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔ］
OFFとして、ＲＡＭ９ｃ内に格納する。
を所定時間Ｔ６（例えば１ｍｓ）オンして、コンデンサ
Ｃ内に蓄積された電荷を放電させる（図３（ｂ））。そ
の後、ＣＰＵ９ａは、ガス自体の温度変化に起因する積
分値∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔの変動を補正するための準
備として、スイッチ５及びスイッチ７を所定時間Ｔ３オ
ンして（図３（ｄ）、（ｅ））、このときの積分値∫
（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔを、［∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔ］
OFFとして、ＲＡＭ９ｃ内に格納する。
【００３６】次に、ＣＰＵ９ａは、再び、スイッチ６２
を所定時間Ｔ６オンして、コンデンサＣ内に蓄積された
電荷を放電させる（図３（ｂ））。その後、ＣＰＵ９ａ
は、加熱制御処理を行う。加熱制御処理において、ＣＰ
Ｕ９ａは、ヒータ制御手段及び積分制御手段として働
き、スイッチ２をオン制御して、ヒータ抵抗器１４によ
る加熱を開始させるとともに、スイッチ５及びスイッチ
７もオン制御して、積分値∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔをＣ
ＰＵ９ａに出力させる（図３（ａ）、（ｄ）、
（ｅ））。また、ＣＰＵ９ａは、加熱開始から所定時間
Ｔ３経過すると、スイッチ２をオフ制御して、ヒータ抵
抗器１４による加熱を停止させるとともに、スイッチ５
及びスイッチ７もオフ制御して、ＣＰＵ９ａに対する積
分値∫（ＶDTH−ＶU TH）ｄｔの出力を停止させる（図３
（ａ）、（ｄ）、（ｅ））。
を所定時間Ｔ６オンして、コンデンサＣ内に蓄積された
電荷を放電させる（図３（ｂ））。その後、ＣＰＵ９ａ
は、加熱制御処理を行う。加熱制御処理において、ＣＰ
Ｕ９ａは、ヒータ制御手段及び積分制御手段として働
き、スイッチ２をオン制御して、ヒータ抵抗器１４によ
る加熱を開始させるとともに、スイッチ５及びスイッチ
７もオン制御して、積分値∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔをＣ
ＰＵ９ａに出力させる（図３（ａ）、（ｄ）、
（ｅ））。また、ＣＰＵ９ａは、加熱開始から所定時間
Ｔ３経過すると、スイッチ２をオフ制御して、ヒータ抵
抗器１４による加熱を停止させるとともに、スイッチ５
及びスイッチ７もオフ制御して、ＣＰＵ９ａに対する積
分値∫（ＶDTH−ＶU TH）ｄｔの出力を停止させる（図３
（ａ）、（ｄ）、（ｅ））。
【００３７】上記所定時間Ｔ３は、以下に述べるような
時間に定められている。ヒータ抵抗器１４による加熱が
開始されると、ヒータ抵抗器１４の上下流側に配置され
たサーモパイル１２、１３の周囲温度が、そのときの流
速に応じて上昇する。この周囲温度の上昇に応じて、サ
ーモパイル１３の熱起電力ＶDTHは、図４に示すよう
に、周囲温度（即ち、流速）に応じた値に向かって増加
し、周囲温度に応じた値に達すると飽和して、一定とな
る。周囲温度の変化に対する熱起電力ＶDTHの応答速度
は、周囲温度に関係なく一律（例えば、２５ｍｓ）であ
る。
時間に定められている。ヒータ抵抗器１４による加熱が
開始されると、ヒータ抵抗器１４の上下流側に配置され
たサーモパイル１２、１３の周囲温度が、そのときの流
速に応じて上昇する。この周囲温度の上昇に応じて、サ
ーモパイル１３の熱起電力ＶDTHは、図４に示すよう
に、周囲温度（即ち、流速）に応じた値に向かって増加
し、周囲温度に応じた値に達すると飽和して、一定とな
る。周囲温度の変化に対する熱起電力ＶDTHの応答速度
は、周囲温度に関係なく一律（例えば、２５ｍｓ）であ
る。
【００３８】つまり、ヒータ抵抗器１４による加熱開始
後の熱起電力ＶDTHの増加速度は、周囲温度に応じた値
となる。このため、熱起電力ＶDTHが、上昇した周囲温
度に応じた値に到達していなくても、熱起電力ＶDTHか
ら周囲温度を求めることができる。サーモパイル１２の
熱起電力ＶUTHについても同様のことが言える。
後の熱起電力ＶDTHの増加速度は、周囲温度に応じた値
となる。このため、熱起電力ＶDTHが、上昇した周囲温
度に応じた値に到達していなくても、熱起電力ＶDTHか
ら周囲温度を求めることができる。サーモパイル１２の
熱起電力ＶUTHについても同様のことが言える。
【００３９】従って、差動増幅器４の出力（ＶDTH−Ｖ
UTH）も、同様に、ヒータ抵抗器１４の加熱開始に応じ
て、流速の大きさに応じた値に到達していなくても、出
力（Ｖ DTH−ＶUTH）からガスの流速を求めることができ
る。
UTH）も、同様に、ヒータ抵抗器１４の加熱開始に応じ
て、流速の大きさに応じた値に到達していなくても、出
力（Ｖ DTH−ＶUTH）からガスの流速を求めることができ
る。
【００４０】以上のことに着目し、マイクロフローセン
サ１での消費電力低減を図るとともに、高流量域でのリ
ニアリティを向上させるため、所定時間Ｔ３は、ヒータ
抵抗器１４による加熱開始に応じて変化する差動増幅器
４の出力（ＶDTH−ＶUTH）が、流速に応じた値に達し
て、飽和する前にヒータ抵抗器１４による加熱を停止す
るような値に設定されている。具体的には、上述したよ
うに差動増幅器４の出力（ＶDTH−ＶUTH）は、２５ｍｓ
で飽和するため、２５ｍｓより短い例えば１０ｍｓに設
定されている。
サ１での消費電力低減を図るとともに、高流量域でのリ
ニアリティを向上させるため、所定時間Ｔ３は、ヒータ
抵抗器１４による加熱開始に応じて変化する差動増幅器
４の出力（ＶDTH−ＶUTH）が、流速に応じた値に達し
て、飽和する前にヒータ抵抗器１４による加熱を停止す
るような値に設定されている。具体的には、上述したよ
うに差動増幅器４の出力（ＶDTH−ＶUTH）は、２５ｍｓ
で飽和するため、２５ｍｓより短い例えば１０ｍｓに設
定されている。
【００４１】このため、積分回路６は、ヒータ抵抗器１
４が加熱を行っている全期間、差動増幅器４の出力（Ｖ
DTH−ＶUTH）を、積分することができる。また、ＣＰＵ
９ａは、このときの積分値∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔを、
［∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔ］ONとして、ＲＡＭ９ｃ内に
格納する。
４が加熱を行っている全期間、差動増幅器４の出力（Ｖ
DTH−ＶUTH）を、積分することができる。また、ＣＰＵ
９ａは、このときの積分値∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔを、
［∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔ］ONとして、ＲＡＭ９ｃ内に
格納する。
【００４２】その後、ＣＰＵ９ａは、サーモパイル１
２、１３が発生する熱起電力ＶDTH及びＶUTHに基づい
て、流量を演算する流量演算処理を行う。なお、上述し
た流量演算のための前準備、加熱制御処理及び流量演算
処理の一連の動作は、各々間欠時間Ｔ２毎に行われる。
また、上記流量演算処理において、ＣＰＵ９ａは、ＲＡ
Ｍ式（１）に示すような演算を行い、ガス自体の温度変
化及びコンデンサＣの容量変動に起因した積分値［∫
（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔ］ONの変動を補正する。
２、１３が発生する熱起電力ＶDTH及びＶUTHに基づい
て、流量を演算する流量演算処理を行う。なお、上述し
た流量演算のための前準備、加熱制御処理及び流量演算
処理の一連の動作は、各々間欠時間Ｔ２毎に行われる。
また、上記流量演算処理において、ＣＰＵ９ａは、ＲＡ
Ｍ式（１）に示すような演算を行い、ガス自体の温度変
化及びコンデンサＣの容量変動に起因した積分値［∫
（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔ］ONの変動を補正する。
【数１】
【００４３】上記式（１）に示すように、ヒータ抵抗器
１４が加熱を行っている間に出力される積分値［∫（Ｖ
DTH−ＶUTH）ｄｔ］ONから、ヒータ抵抗器１４が加熱を
行っていない間に出力される積分値［∫（ＶDTH−
ＶUTH）ｄｔ］OFFを差し引くことにより、ガス自体の温
度変化に起因する積分値の変動を補正することができ
る。また、式（１）中のBass-calは、基準温度２３
［°］、かつ、流量０［Ｌ／ｈ］のときの積分値∫（Ｖ
DTH−ＶUTH）ｄｔに相当する。
１４が加熱を行っている間に出力される積分値［∫（Ｖ
DTH−ＶUTH）ｄｔ］ONから、ヒータ抵抗器１４が加熱を
行っていない間に出力される積分値［∫（ＶDTH−
ＶUTH）ｄｔ］OFFを差し引くことにより、ガス自体の温
度変化に起因する積分値の変動を補正することができ
る。また、式（１）中のBass-calは、基準温度２３
［°］、かつ、流量０［Ｌ／ｈ］のときの積分値∫（Ｖ
DTH−ＶUTH）ｄｔに相当する。
【００４４】従って、Bass-calをCurr-calで割った値を
乗ずることにより、コンデンサＣが、基準温度２３
［°］での容量であるとき、積分回路６から出力される
積分値［∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔ］ONに、校正すること
ができる。
乗ずることにより、コンデンサＣが、基準温度２３
［°］での容量であるとき、積分回路６から出力される
積分値［∫（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔ］ONに、校正すること
ができる。
【００４５】上述したガス自体の温度変化及びコンデン
サＣの容量変動が補正された積分値Ｘと、流量Ｑとの関
係は、図５に示すようになる。従って、ＣＰＵ９ａは、
演算手段として働き、式（２）に示すような演算を行
い、ガス自体の温度変化及びコンデンサ容量の容量変動
が補正された積分値Ｘに基づき、流量を演算する。 Ｑ＝ＡＸ2＋ＢＸ＋Ｃ …（２） ただし、式（２）中、Ａ、Ｂ、Ｃは定数であり、それぞ
れ流量区間（Ｑ0〜Ｑ1）、（Ｑ1〜Ｑ2）、（Ｑ2〜Ｑ3）
…毎に異なる。
サＣの容量変動が補正された積分値Ｘと、流量Ｑとの関
係は、図５に示すようになる。従って、ＣＰＵ９ａは、
演算手段として働き、式（２）に示すような演算を行
い、ガス自体の温度変化及びコンデンサ容量の容量変動
が補正された積分値Ｘに基づき、流量を演算する。 Ｑ＝ＡＸ2＋ＢＸ＋Ｃ …（２） ただし、式（２）中、Ａ、Ｂ、Ｃは定数であり、それぞ
れ流量区間（Ｑ0〜Ｑ1）、（Ｑ1〜Ｑ2）、（Ｑ2〜Ｑ3）
…毎に異なる。
【００４６】そこで、ＣＰＵ９ａは、流量区間に対する
Ａ、Ｂ、Ｃの値を予めＲＯＭ９ｂ内に格納し、積分値Ｘ
に基づき流量区間を求めると共に、流量区間に応じた定
数Ａ、Ｂ、Ｃを式（２）に用いて、流量を計測する。そ
の後、ＣＰＵ９ａは、計測した流量を積算し、その積算
値をＬＣＤ１０に表示する。
Ａ、Ｂ、Ｃの値を予めＲＯＭ９ｂ内に格納し、積分値Ｘ
に基づき流量区間を求めると共に、流量区間に応じた定
数Ａ、Ｂ、Ｃを式（２）に用いて、流量を計測する。そ
の後、ＣＰＵ９ａは、計測した流量を積算し、その積算
値をＬＣＤ１０に表示する。
【００４７】以上の電子式ガスメータによれば、ヒータ
抵抗器１４による加熱を、ヒータ抵抗器１４の加熱開始
に応じて変化する出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和する前
に、停止することにより、出力（ＶDTH−ＶUTH）に基づ
き、流速を求めることができ、しかも、出力（ＶDTH−
ＶUTH）が飽和するまでヒータの加熱を持続させる必要
がないため、ヒータの加熱時間を短くすることができ
る。このため、マイクロフローセンサ１での消費電力の
低減を図ることができる。
抵抗器１４による加熱を、ヒータ抵抗器１４の加熱開始
に応じて変化する出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和する前
に、停止することにより、出力（ＶDTH−ＶUTH）に基づ
き、流速を求めることができ、しかも、出力（ＶDTH−
ＶUTH）が飽和するまでヒータの加熱を持続させる必要
がないため、ヒータの加熱時間を短くすることができ
る。このため、マイクロフローセンサ１での消費電力の
低減を図ることができる。
【００４８】また、上述した電子式ガスメータによれ
ば、ＣＰＵ９ａは、積分回路６により積分された差動増
幅器４の出力（ＶDTH−ＶUTH）に基づき、流体の流量を
演算している。従って、出力（ＶDTH−ＶUTH）の瞬時値
に基づいた流量演算に比べ、出力（ＶDTH−ＶUTH）の積
分値に基づいた流量演算を行うことにより、流速に対す
る分解能が向上する。このため、ヒータ抵抗器１４によ
る加熱を、ヒータ抵抗器１４の加熱開始に応じて変化す
る出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和する前に、停止したこと
に起因して、流速に対する出力（ＶDTH−ＶUTH）が小さ
くなり、分解能が低下しても、低下した分を補うことが
できる。しかも、積分値を用いることにより、出力（Ｖ
DTH−ＶUTH）に生じるノイズに起因する誤差を小さくす
ることができ、検出精度向上を図ることができる。
ば、ＣＰＵ９ａは、積分回路６により積分された差動増
幅器４の出力（ＶDTH−ＶUTH）に基づき、流体の流量を
演算している。従って、出力（ＶDTH−ＶUTH）の瞬時値
に基づいた流量演算に比べ、出力（ＶDTH−ＶUTH）の積
分値に基づいた流量演算を行うことにより、流速に対す
る分解能が向上する。このため、ヒータ抵抗器１４によ
る加熱を、ヒータ抵抗器１４の加熱開始に応じて変化す
る出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和する前に、停止したこと
に起因して、流速に対する出力（ＶDTH−ＶUTH）が小さ
くなり、分解能が低下しても、低下した分を補うことが
できる。しかも、積分値を用いることにより、出力（Ｖ
DTH−ＶUTH）に生じるノイズに起因する誤差を小さくす
ることができ、検出精度向上を図ることができる。
【００４９】さらに、上述した電子式ガスメータによれ
ば、ＣＰＵ９ａが、積分回路６に、ヒータ抵抗器１４が
加熱を行っている全期間、出力（ＶDTH−ＶUTH）を積分
させる。従って、流速に対する出力（ＶDTH−ＶUTH）の
積分値をより大きくすることができ、分解能が向上し、
より一層検出精度向上を図ることができる。
ば、ＣＰＵ９ａが、積分回路６に、ヒータ抵抗器１４が
加熱を行っている全期間、出力（ＶDTH−ＶUTH）を積分
させる。従って、流速に対する出力（ＶDTH−ＶUTH）の
積分値をより大きくすることができ、分解能が向上し、
より一層検出精度向上を図ることができる。
【００５０】なお、上述した実施の形態では、常に、ヒ
ータ抵抗器１４の加熱を、ヒータ抵抗器１４の加熱開始
に応じて変化する出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和する前
に、ヒータ抵抗器１４による加熱を停止させていた。し
かしながら、流量計測においては、ガスが流れており、
高い計測精度が要求されるときと、流体が流れておら
ず、高い計測精度が要求されないときがある。そこで、
上記出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和する前に、ヒータ抵抗
器１４による加熱を停止させる第１ヒータ制御モード
と、出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和した後に、ヒータ抵抗
器１４による加熱を停止させる第２ヒータ制御モードと
の２つのヒータ制御モードを設ける。
ータ抵抗器１４の加熱を、ヒータ抵抗器１４の加熱開始
に応じて変化する出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和する前
に、ヒータ抵抗器１４による加熱を停止させていた。し
かしながら、流量計測においては、ガスが流れており、
高い計測精度が要求されるときと、流体が流れておら
ず、高い計測精度が要求されないときがある。そこで、
上記出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和する前に、ヒータ抵抗
器１４による加熱を停止させる第１ヒータ制御モード
と、出力（ＶDTH−ＶUTH）が飽和した後に、ヒータ抵抗
器１４による加熱を停止させる第２ヒータ制御モードと
の２つのヒータ制御モードを設ける。
【００５１】そして、積分回路６から出力される積分値
に基づき、ガスが流れている状態から流れていない状態
になったと判断できるときは、第２ヒータ制御モードか
ら第１ヒータ制御モードに切り替え、ガスが流れていな
い状態から流れている状態になったと判断できるとき
は、第１ヒータ制御モードから第２ヒータ制御モードに
切り替えることも考えられる。
に基づき、ガスが流れている状態から流れていない状態
になったと判断できるときは、第２ヒータ制御モードか
ら第１ヒータ制御モードに切り替え、ガスが流れていな
い状態から流れている状態になったと判断できるとき
は、第１ヒータ制御モードから第２ヒータ制御モードに
切り替えることも考えられる。
【００５２】以上のように、２つのヒータ制御モードを
設け、状況に応じて切り替えることにより、高い計測精
度が要求されるときは、消費電力は多くなるが、高い計
測精度が得られる第２ヒータ制御モードによる加熱制御
を行うことができ、高い計測精度が要求されないときに
は、高い計測精度が得られないが、消費電力が低くなる
第１ヒータ制御モードによる加熱制御を行うことができ
るため、計測精度を向上しつつ、消費電力低下を図るこ
とができる。
設け、状況に応じて切り替えることにより、高い計測精
度が要求されるときは、消費電力は多くなるが、高い計
測精度が得られる第２ヒータ制御モードによる加熱制御
を行うことができ、高い計測精度が要求されないときに
は、高い計測精度が得られないが、消費電力が低くなる
第１ヒータ制御モードによる加熱制御を行うことができ
るため、計測精度を向上しつつ、消費電力低下を図るこ
とができる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２及び
６記載の発明によれば、ヒータによる加熱を、ヒータの
加熱開始に応じて変化する温度センサの出力が飽和する
前に、停止することにより、流速に応じた温度センサの
出力が得られるようにヒータを加熱することができ、し
かも、温度センサの出力が飽和するまでヒータの加熱を
持続させる必要がないため、ヒータの加熱時間を短くす
ることができるので、流速センサでの消費電力の低減を
図った流量計測方法を得ることができる。
６記載の発明によれば、ヒータによる加熱を、ヒータの
加熱開始に応じて変化する温度センサの出力が飽和する
前に、停止することにより、流速に応じた温度センサの
出力が得られるようにヒータを加熱することができ、し
かも、温度センサの出力が飽和するまでヒータの加熱を
持続させる必要がないため、ヒータの加熱時間を短くす
ることができるので、流速センサでの消費電力の低減を
図った流量計測方法を得ることができる。
【００５４】請求項３記載の発明によれば、温度センサ
出力の瞬時値に基づいた流量演算に比べ、温度センサ出
力の積分値に基づいた流量演算を行うことにより、流速
に対する分解能が向上する。このため、ヒータによる加
熱を、ヒータの加熱開始に応じて変化する温度センサの
出力が飽和する前に、停止したことに起因して、流速に
対する温度センサ出力が小さくなり、分解能が低下して
も、低下した分を補うことができる。しかも、積分値を
用いることにより、温度センサ出力に生じるノイズに起
因する誤差を小さくすることができるので、検出精度向
上を図った流量計測装置を得ることができる。
出力の瞬時値に基づいた流量演算に比べ、温度センサ出
力の積分値に基づいた流量演算を行うことにより、流速
に対する分解能が向上する。このため、ヒータによる加
熱を、ヒータの加熱開始に応じて変化する温度センサの
出力が飽和する前に、停止したことに起因して、流速に
対する温度センサ出力が小さくなり、分解能が低下して
も、低下した分を補うことができる。しかも、積分値を
用いることにより、温度センサ出力に生じるノイズに起
因する誤差を小さくすることができるので、検出精度向
上を図った流量計測装置を得ることができる。
【００５５】請求項４記載の発明によれば、流速に対す
る温度センサ出力の積分値をより大きくすることがで
き、分解能が向上するので、検出精度向上を図った流量
計測装置を得ることができる。
る温度センサ出力の積分値をより大きくすることがで
き、分解能が向上するので、検出精度向上を図った流量
計測装置を得ることができる。
【００５６】請求項５記載の発明によれば、流量に応じ
て、演算式が変わっても、適切な流量を演算することが
できるので、より一層、検出精度向上を図った流量計測
装置を得ることができる。
て、演算式が変わっても、適切な流量を演算することが
できるので、より一層、検出精度向上を図った流量計測
装置を得ることができる。
【００５７】請求項７記載の発明によれば、第１及び第
２ヒータ制御手段の何れか一方を選択できるようにし
て、選択したヒータ制御手段に加熱制御を行わせること
により、高い計測精度が要求されるときは、消費電力は
多くなるが、高い計測精度が得られる第２ヒータ制御手
段による加熱制御を行わせ、高い計測精度が要求されな
いときには、高い計測精度が得られないが、消費電力が
低くなる第１ヒータ制御手段による加熱制御を行わせる
ことができるので、計測精度を向上しつつ、消費電力低
下を図ったヒータ制御装置を得ることができる。
２ヒータ制御手段の何れか一方を選択できるようにし
て、選択したヒータ制御手段に加熱制御を行わせること
により、高い計測精度が要求されるときは、消費電力は
多くなるが、高い計測精度が得られる第２ヒータ制御手
段による加熱制御を行わせ、高い計測精度が要求されな
いときには、高い計測精度が得られないが、消費電力が
低くなる第１ヒータ制御手段による加熱制御を行わせる
ことができるので、計測精度を向上しつつ、消費電力低
下を図ったヒータ制御装置を得ることができる。
【図１】本発明の流量計測方法を実施した流量計測装置
の基本構成図である。
の基本構成図である。
【図２】本発明の流量計測方法を実施した流量計測装置
及びヒータ制御装置を組み込んだ電子式ガスメータの一
実施の形態を示す回路図である。
及びヒータ制御装置を組み込んだ電子式ガスメータの一
実施の形態を示す回路図である。
【図３】図２の電子式ガスメータを構成するスイッチ
２、５、７、６２及び６３のオンオフ状態を示すタイム
チャートである。
２、５、７、６２及び６３のオンオフ状態を示すタイム
チャートである。
【図４】加熱開始からの経過時間と、流量毎の積分値∫
（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔとの関係を示すグラフである。
（ＶDTH−ＶUTH）ｄｔとの関係を示すグラフである。
【図５】積分値Ｘと、流量Ｑとの関係を示すグラフであ
る。
る。
【図６】流量計測装置に用いられる流速センサの一例を
示す図である。
示す図である。
【図７】図６の流速センサの等価回路図である。
【図８】従来のヒータ抵抗器１４の加熱時間を説明する
ための図である。
ための図である。
６ 積分手段（積分回路）
９ａ−１ ヒータ制御手段（ＣＰＵ）
９ａ−２ 演算手段（ＣＰＵ）
９ａ−３ 積分制御手段（ＣＰＵ）
１２ 温度センサ（サーモパイル）
１３ 温度センサ（サーモパイル）
１４ ヒータ（ヒータ抵抗器）
Claims (7)
- 【請求項１】 流体を加熱するヒータ及び該ヒータに対
して、前記流体の流れ方向に沿って配置された温度セン
サを有する流速センサを制御して、前記流体の流量を計
測するための流量計測方法であって、 間欠的に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記ヒー
タの加熱開始に応じて変化する前記温度センサの出力が
飽和する前に、前記ヒータによる加熱を停止させ、 前記温度センサの出力に基づき、前記流体の流量を演算
することを特徴とする流量計測方法。 - 【請求項２】 流体を加熱するヒータ及び該ヒータに対
して、前記流体の流れ方向に沿って配置された温度セン
サを有する流速センサを制御して、前記流体の流量を計
測する流量計測装置であって、 間欠的に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記ヒー
タの加熱開始に応じて変化する前記温度センサの出力が
飽和する前に、前記ヒータによる加熱を停止させるヒー
タ制御手段と、 前記温度センサの出力に基づき、前記流体の流量を演算
する演算手段とを備えることを特徴とする流量計測装
置。 - 【請求項３】 請求項２記載の流量計測装置であって、 前記演算手段は、積分手段により積分された前記温度セ
ンサの出力に基づき、前記流体の流量を演算することを
特徴とする流量計測装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の流量計測装置であって、 前記積分手段に、前記ヒータが加熱を行っている全期
間、前記温度センサの出力を積分させる積分制御手段を
さらに備えることを特徴とする流量計測装置。 - 【請求項５】 請求項２〜４何れか１項記載の流量計測
装置であって、 前記演算手段は、複数の演算式を格納し、前記温度セン
サの出力に応じた演算式を用いて、前記流量の演算を行
うことを特徴とする流量計測装置。 - 【請求項６】 流体を加熱するヒータ及び該ヒータに対
して、前記流体の流れ方向に沿って配置された温度セン
サを有する流速センサ内の前記ヒータの加熱を制御する
ヒータ制御装置であって、 間欠的に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記ヒー
タの加熱開始に応じて変化する前記温度センサの出力が
飽和する前に、前記ヒータによる加熱を停止させる第１
ヒータ制御手段を備えたことを特徴とするヒータ制御装
置。 - 【請求項７】 請求項６記載のヒータ制御装置であっ
て、 間欠的に、前記ヒータによる加熱を開始させ、前記ヒー
タの加熱開始に応じて変化する前記温度センサの出力が
飽和した後に、前記ヒータによる加熱を停止させる第２
ヒータ制御手段と、 前記第１及び第２ヒータ制御手段の何れか一方を選択
し、該選択したヒータ制御手段による加熱制御を行わせ
る制御切替手段とをさらに備えることを特徴とするヒー
タ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002076299A JP2003222546A (ja) | 2001-11-20 | 2002-03-19 | 流量計測方法、流量計測装置及びヒータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-354360 | 2001-11-20 | ||
| JP2001354360 | 2001-11-20 | ||
| JP2002076299A JP2003222546A (ja) | 2001-11-20 | 2002-03-19 | 流量計測方法、流量計測装置及びヒータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222546A true JP2003222546A (ja) | 2003-08-08 |
Family
ID=27759098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002076299A Pending JP2003222546A (ja) | 2001-11-20 | 2002-03-19 | 流量計測方法、流量計測装置及びヒータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003222546A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005043104A1 (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-12 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | タンク内液体の漏れ検知装置 |
| JPWO2015151638A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-13 | 日立金属株式会社 | 熱式質量流量測定方法、当該方法を使用する熱式質量流量計、及び当該熱式質量流量計を使用する熱式質量流量制御装置 |
-
2002
- 2002-03-19 JP JP2002076299A patent/JP2003222546A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005043104A1 (ja) * | 2003-10-31 | 2005-05-12 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | タンク内液体の漏れ検知装置 |
| US7334455B2 (en) | 2003-10-31 | 2008-02-26 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Leak detector of liquid in tank |
| JPWO2015151638A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-13 | 日立金属株式会社 | 熱式質量流量測定方法、当該方法を使用する熱式質量流量計、及び当該熱式質量流量計を使用する熱式質量流量制御装置 |
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|
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