JP2008281367A - 熱式流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化することなく、大きな流量レンジであっても被測定流体の流量を精度良く検出することができる熱式流量計を提供すること。
【解決手段】流量を計測するための抵抗体Ｒ１，Ｒ２が架設されたセンサ流路Ｓの他に、センサ流路Ｓに対するバイパス流路Ｂを備える熱式流量計１において、流入ポート４２とバイパス流路Ｂとを連通する流入流路４３と、流出ポート４６とバイパス流路Ｂとを連通する流出流路４５と、センサ流路Ｓおよびバイパス流路Ｂを介することなく流入流路４３と流出流路４４とを連通する連通流路Ｃと、抵抗体Ｒ１，Ｒ２からの出力信号に基づき被測定流体の流量を算出するＣＰＵ基板６３とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、抵抗体（熱線）を用いて流量を計測する熱式流量計に関するものである。

近年、半導体マイクロマシニングの加工技術（ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ））で製造された測定チップをセンサ部として用いた小型の熱式流量計が広く使用されている。この種の熱式流量計では、被測定流体の流量が大きくなると被測定流体の流れが乱れてしまい、流量測定の精度が低下する傾向がある。このため、測定チップが設けられたセンサ流路の他に、そのセンサ流路に対するバイパス流路を設け、センサ流路を流れる一部の流量から全体の流量を検出する、つまり、センサ流路とバイパス流路とのバイパス比から全体の流量を検出する熱式流量計が実用化されている（特許文献１）。
特許３６３７０５１号公報

しかしながら、上記した従来の熱式流量計では、バイパス流路とセンサ流路とのバイパス比によって流量（測定）レンジが決まってしまうため、一定の流量レンジまでしか被測定流体の流量を検出することができなかったのである。このため、それ以上の大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）にて被測定流体の流量を検出可能にするためには、バイパス流路を大きくする必要がある。そうすると、バイパス流路を構成する積層体の枚数が増えるとともに積層体自体の大きさが大きくなり、熱式流量計が大型化してしまうとともに、圧力損失が大きくなり被測定流体の流量を精度良く検出することができなくなる。

そこで、本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、大型化することなく、大きな流量レンジであっても被測定流体の流量を精度良く検出することができる熱式流量計を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明に係る熱式流量計は、流量を計測するための抵抗体が架設されたセンサ流路の他に、前記センサ流路に対するバイパス流路を備える熱式流量計において、流入口と前記バイパス流路とを連通する流入連通流路と、流出口と前記バイパス流路とを連通する流出連通流路と、前記センサ流路および前記バイパス流路を介することなく前記流入連通流路と前記流出連通流路とを連通する連通流路とを有し、前記抵抗体からの出力信号に基づき被測定流体の流量を算出する流量算出手段と、を有することを特徴とする。

この熱式流量計では、流量計に流れ込んだ被測定流体は、流入連通流路と流出連通流路とを連通する連通流路と、抵抗体が架設されたセンサ流路およびセンサ流路に対するバイパス流路とに分流される。その後、センサ流路およびバイパス流路側に分流された被測定流体は、センサ流路とバイパス流路とにさらに分流される。そして、抵抗体を用いた計測原理に基づき、流量算出手段により、センサ流路を流れる被測定流体の流量、ひいては熱式流量計の内部を流れる被測定流体の流量が測定される。

ここで、この熱式流量計には、センサ流路およびバイパス流路を介することなく流入連通流路（流入口）と流出連通流路（流出口）とを連通する連通流路が形成されている。このため、バイパス流路を大きくすることなく、大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）であっても、被測定流体の流量を測定することができる。また、バイパス流路の構成を変更する必要がないため、熱式流量計が大型化してしまうこと、および圧力損失が大きくことを防止することができる。これらのことから、この熱式流量計によれば、大型化させることなく、大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）であっても被測定流体の流量を精度良く検出することができる。

また、連通流路を設けることにより、被測定流体の大部分を流入連通流路（流入口）から連通流路を介して流出連通流路（流出口）へとスムーズに流すことができる。このため、流量計内における被測定流体の圧力低下を押さえることができるため、圧力損失も小さくすることができる。

このため、前記連通流路は、前記流入連通流路と前記流出連通流路と同一直線上に形成されていることが好ましい。

本発明に係る熱式流量計においては、前記流入連通流路と、前記流出連通流路と、前記連通流路とが形成されたボディと、前記ボディに装着することにより、流体を前記センサ流路と前記バイパス流路とに分流させるとともに整流する流路ブロックと、を有することが望ましい。

この熱式流量計では、流入連通流路と、前記流出連通流路と、前記連通流路とが形成されたボディに流路ブロックを装着して、流体をセンサ流路とバイパス流路とに分流させるとともに整流している。これにより、流路構成をコンパクトにすることができるとともに、センサ流路を流れる被測定流体の流れを、流路ブロックにより整流して安定させることができる。従って、大型化させることなく、大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）であっても被測定流体の流量を非常に精度良く検出することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、前記連通流路の断面積が、前記流入連通流路の断面積より小さく設定されていることが望ましい。

この熱式流量計では、連通流路の断面積が流入連通流路の断面積より小さく設定されているので、連通流路内で確実に微弱な圧力降下が起きる。このため、流量計に流れ込んだ被測定流体の一部が、センサ流路およびバイパス流路に確実に流れ込む。これにより、大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）であっても被測定流体の流量を精度良く検出することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、前記連通流路の断面積を可変させる流路断面積可変機構を有し、前記流量算出手段は、前記抵抗体からの出力信号および前記流路断面積可変機構により設定された前記連通流路の断面積に基づき被測定流体の流量を算出することが望ましい。

この熱式流量計では、流路断面積可変機構により、連通流路の断面積を可変させることができる。そして、連通流路の断面積に応じて、連通流路とバイパス流路（およびセンサ流路）とのバイパス比が変化するので、流路断面積可変機構により、連通流路の断面積を可変させることにより、流量レンジを切り替えることができる。すなわち、１台の流量センサにて複数の流量レンジを有することができる。そして、流量算出手段が、そのときのセンサ流路に設けられた抵抗体からの出力信号と流路断面積可変機構により設定された連通流路の断面積（バイパス比に相当する）とから、流量計を流れる全体の流量を算出する。従って、この熱式流量計によれば、任意に流量レンジを切り替えることができるため、大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）ばかりでなく、小流量あるいは中流量レンジにおいても、被測定流体の流量を精度良く検出することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、前記流入連通流路のうち前記バイパス流路との連通部よりも上流部に、メッシュを複数枚重ねた整流機構が設けられていることが望ましい。

この熱式流量計では、メッシュを複数枚重ねた整流機構が設けられているので、バイパス流路およびセンサ流量に流れ込む被測定流体の流れを安定させることができる。このため、大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）においても、流量計に接続される配管形状に影響されることなく、被測定流体の流量を精度良く検出することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、前記ボディおよび前記流路ブロックが左右対称形状をなしており、前記抵抗体には、前記センサ流路の流れ方向上流側に設けられた上流温度検出抵抗体と、前記センサ流路の流れ方向下流側に設けられた下流温度検出抵抗体と、前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体との間に設けられ、前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体とを加熱する発熱抵抗体と、被測定流体の温度を検出する流体温度検出抵抗体とが含まれ、前記流量算出手段は、前記発熱抵抗体と前記流体温度検出抵抗体とが一定の温度差になるように制御し、前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体との温度差に基づき被測定流体の流量を算出することが望ましい。

この熱式流量計では、流量算出手段により、発熱抵抗体と流体温度検出抵抗体とが一定の温度差になるように制御され、上流温度検出抵抗体と下流温度検出抵抗体との温度差に基づき被測定流体の流量が測定される。このため、順方向の流れの場合には出力が増加し、逆方向の流れの場合には出力が減少する。そして、ボディおよび流路ブロックが左右対称形状をなしているため、被測定流体の流量を双方向において精度良く検出することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、前記流入連通流路のうち前記バイパス流路との連通部よりも流入口側、および前記流出連通流路のうち前記バイパス流路との連通部よりも流出口側のそれぞれに、メッシュを複数枚重ねた整流機構が設けられていることが望ましい。

この熱式流量計では、整流機構が流入口側と流出口側の両方に設けられているので、流入口あるいは流出口のいずれから流入する被測定流体であっても、バイパス流路およびセンサ流量に流れ込む流れを安定させることができる。このため、大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）においても、流量計に接続される配管形状に影響されることなく、双方向において被測定流体の流量を精度良く検出することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、被測定流体が流れる方向を、順方向、逆方向、あるいは双方向のうちから選択するための流れ方向選択手段を有し、前記流量算出手段は、前記流れ方向選択手段により順方向または逆方向が選択された場合には選択された方向でのみフルスケールとなるように演算処理を行い、前記流れ方向選択手段により双方向が選択された場合には両方向でフルスケールとなるように演算処理を行うことが望ましい。

この熱式流量計では、ユーザーが流れ方向選択手段により、被測定流体が流れる方向を、順方向、逆方向、あるいは双方向のうちから選択することができる。これにより、配管の自由度が増し、取扱性を向上させることができる。また、被測定流体が流れる方向を選択することができることから、吸着確認や希釈装置などの逆流検知にも使用することができる。なお、初期状態（出荷状態）では、被測定流体が流れる方向は順方向にセットされている。

さらに、この熱式流量計では、流量算出手段が、流れ方向選択手段により順方向または逆方向が選択された場合には選択された方向でのみフルスケールとなるように演算処理を行い、流れ方向選択手段により双方向が選択された場合には両方向でフルスケールとなるように演算処理を行う。このため、順方向または逆方向にて流量を測定する場合において、流れ方向が固定されている流量計と比較しても流量の測定精度を低下させることなく、被測定流体の流量を精度良く計測することができる上に、双方向においても被測定流体の流量を精度良く計測することができる。これにより、この熱式流量計を利用することにより、吸着確認や希釈装置などの逆流検知を非常に高精度に実施することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、前記流れ方向選択手段によって選択された流れ方向に応じて被測定流体が流れる方向を表示する流れ方向表示手段を有することが望ましい。

この熱式流量計では、流れ方向選択手段によって選択された流れ方向に応じて被測定流体が流れる方向を表示する流れ方向表示手段を有するので、流量計測方向を瞬時に理解することができる。これにより、被測定流体の流れ方向の選択ミスを防止することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、ゼロからフル流量に対応して一列に配置された複数の発光素子を備える表示手段と、前記複数の発光素子のそれぞれの点灯動作を制御するとともに、前記流量算出手段で算出される流量に応じて前記複数の発光素子のうち点灯させる数を決定してゼロからフル流量側に向かって順次点灯させる発光素子制御手段とを有することが望ましい。

この熱式流量計では、発光素子制御手段により、表示手段に流量に応じて複数の発光素子のいくつかが点灯されるので、発光素子の点灯数によって現在の流量がフルスケール流量に対してどの程度であるかを瞬時に判断することができる。

また、本発明に係る熱式流量計においては、発光素子制御手段は、前記流量算出手段によりフルスケール流量以上の流量が算出された場合、前記複数の発光素子を点滅させることが望ましい。

この熱式流量計では、流量算出手段によりフルスケール流量以上の流量が算出された場合、つまり過流量である場合には、発光素子制御手段により複数の発光素子が点滅させられる。このため、過流量となっていること、言い換えると流量レンジが適切でないことを知らせることができる。
なお、エラー発生時に、発生したエラーに応じたエラーコードを点灯させるようにすることもできる。こうすることにより、エラーの発生状態を知らせることができる。

本発明に係る熱式流量計によれば、上記した通り、大型化することなく、大きな流量レンジであっても被測定流体の流量を精度良く検出することができる。

以下、本発明の熱式流量計を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。そこで、実施の形態に係る熱式流量計の概略構成を図１および図２に示す。図１は、本実施の形態に係る熱式流量計の概略構成を示す斜視断面図である。図２は、本実施の形態に係る熱式流量計の分解斜視図である。
図１および図２に示すように、本実施の形態に係る熱式流量計１は、ボディ４１と、センサ基板２１と、流路ブロック５０と、電装部６０とを有し、センサ基板２１からのセンサ出力を電装部６０にて演算処理して被測定流体の流量を検出して表示するものである。この熱式流量計１には、センサ流路Ｓ、センサ流路Ｓに対するバイパス流路Ｂ、およびバイパス流路Ｂ（およびセンサ流路Ｓ）に対する連通流路Ｃが形成されている。

ボディ４１は、図３および図４に示すように、略直方体形状をなしており、左右対称に構成されている。図３は、ボディ４１の概略構成を示す平面図である。図４は、ボディ４１の概略構成を示す断面図である。このボディ４１には、両端面（図中左右端）に流入ポート４２と流出ポート４６とが形成されている。そして、流入ポート４２からボディ中央に向かって流入流路４３が形成され、同様に流出ポート４６からボディ中央に向かって流出流路４５が形成されている。また、流入流路４３の流入ポート４２側には、整流手段であるポートフィルタを配置するためのポートフィルタ配置部４３Ａが形成され、同様に流出流路４５の流出ポート４６側にはポートフィルタ配置部４５Ａが形成されている。なお、ポートフィルタ８０は、メッシュ８１をスペーサ８２を介して複数枚積層したものである。そして、ポートフィル８０は、ポートフィルタ配置部４３Ａおよび４５ＡにＣリング８３によって固定される。

また、ボディ４１の上部には、バイパス流路Ｂおよびセンサ流路Ｓを形成するための流路空間４４が形成されている。この流路空間４４の横断面は、長方形の両短辺を円弧状（半円）にした形状になっており、その中央部に円弧状の凸部４４Ｃが形成されている。凸部４４Ｃは、流路ブロック５０の位置決めを行うためのものである。そして、流路空間４４の下面の一部が流入流路４３および流出流路４５に連通している。すなわち、流入流路４３により、流入ポート４２と流路空間４４とが連通し、流出流路４５により、流出ポート４６と流路空間４４とが連通している。また、流路空間４４の外周に沿うようにボディ４１の上面には、シールパッキン４８を装着するための溝４９が形成されている。

さらに、ボディ４１には、流入流路４３と流出流路４５とを連通する連通流路Ｃが形成されている。この連通流路Ｃは、流路空間４４の下方に形成されている。これにより、連通流路Ｃは、流路空間４４を介することなくダイレクトに流入流路４３と流出流路４５とを連通している。これにより、熱式流量計１内に流れ込んだ被測定流体の大部分が流入流路４３から連通通路Ｃを介して流出流路４５へと流れるようになっている。この連通流路Ｃの流路断面積は、流入流路４３および流出流路４５の流路断面積よりも小さく設定されている。つまり、連通流路Ｃはオリフィスとして機能するようになっており、熱式流量計１内に流れ込んだ被測定流体の一部が流路空間４４に確実に流れ込むようになっている。さらに、連通流路Ｃと流入流路４３と流出流路４５とが同一直線上に配置され、流入流路４３と流出流路４５とを最短距離で連通している。これにより、流入流路４３から連通通路Ｃを介して流出流路４５への流れをよりスムーズにすることができ、被測定流体の圧力低下を押さえられるようになっている。

そして、熱式流量計１では、ボディ４１の流路空間４４に対して流路ブロック５０が装着されることにより、バイパス流路Ｂが形成されている。この流路ブロック５０は、図５に示すように、３種類の薄板を合計２４枚積層した積層体である。なお、図５は、流路ブロック５０の構造を示す分解斜視図である。この流路ブロック５０は、下から順に、メッシュ板５１、スペーサ５２、メッシュ板５１、スペーサ５２、……、メッシュ板５１、両端開口板５３が積層されて接着されたものである。つまり、メッシュ板５１とスペーサ５２とのペアが１１組積層され、最上段にメッシュ板５１と両端開口板５３のペアが１組配置されたものである。これらメッシュ板５１およびスペーサ５２は、ともに厚さが０．５ｍｍ以下であり、エッチングにより各形状の加工（マイクロマシニング加工）がなされたものである。そして、その投影形状は流路空間４４の横断面形状と同じになっている。これにより、流路ブロック５０が流路空間４４に隙間なく装着されるようになっている。

ここで、個々の薄板について説明する。まず、メッシュ板５１について、図６および図７を用いて説明する。なお、図６はメッシュ板５１の概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。図７は、メッシュ板５１のメッシュ部５１Ｍの拡大図である。メッシュ板５１は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、その両端にメッシュ部５１Ｍが形成された厚さが０．１ｍｍ程度の薄板である。メッシュ部５１Ｍは、図７に示すように、メッシュを構成する孔（直径０．２ｍｍ程度）の中心間距離がすべて約０．３７ｍｍとなるように形成されている。すなわち、各孔の中心が正三角形の各頂点となるように孔が形成されている。

次に、スペーサ５２について、図８を用いて説明する。なお、図８は、スペーサ５２の概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。スペーサ５２は、図８（ａ）（ｂ）に示すように、外周部５２Ｂを残すようにエッチング加工したものである。これにより、スペーサ５２には、開口部５５が形成されている。なお、スペーサ５２の厚さは、０．３ｍｍ程度である。

最後に、両端開口板５３について、図９を用いて説明する。なお、図９は、両端開口板５３の概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。両端開口板５３は、図９（ａ）（ｂ）に示すように、外周部５３Ｂと中央部５３Ｄとを残すようにエッチング加工したものである。これにより、両端開口板５３には、その両端に開口部５６が形成されている。つまり、両端開口板５３は、メッシュ板５１においてメッシュ部５１Ｍを開口させた形状になっている。ただし、両端開口板５３は、メッシュ板５１とは厚さが異なっており、その厚さは０．３ｍｍ程度である。

そして、熱式流量計１では、上記したように構成された流路ブロック５０を、図２に示すようにボディ４１の流路空間４４に装着することにより、図１に示すバイパス流路Ｂが形成されるようになっている。より詳細に言うと、スペーサ５２の開口部５５によりバイパス流路Ｂが形成されている。また、メッシュ板５１に設けられたメッシュ部５１Ｍ、スペーサ５２に設けられた開口部５５、および両端開口板５３に設けられた開口部５６によって、連絡流路５，６が形成されている。連絡流路５は、バイパス流路Ｂの一部およびバイパス流路Ｂとセンサ流路Ｓとの連通部であり、連絡流路６は、バイパス流路Ｂの一部およびバイパス流路Ｂとセンサ流路Ｓとの連通部である。

一方、センサ流路Ｓは、流路ブロック５０が装着されたボディ４１にセンサ基板２１を配置することにより構成されるようになっている。ここで、センサ基板２１は、測定流量を電気信号として出力するものである。このためセンサ基板２１には、図１０に示すように、ベースとなるプリント基板２２の表面側（ボディ４１への装着面側）において、その中央部に溝２３が加工されている。そして、この溝２３の両側に、電気回路用電極２４，２５，２６，２７，２８，２９が設けられている。図１０は、センサ基板２１の概略構成を示す分解斜視図である。
プリント基板２２の裏面側には、後述するアンプ基板６１およびＣＰＵ基板６３に接続するための接続端子３１が設けられている（図２参照）。この接続端子３１は、電気回路用電極２４〜２９に接続されている。さらに、プリント基板２２の表面側には、後述するようにして、測定チップ１１が実装されている。

ここで、測定チップ１１について、図１１を用いて説明する。なお、図１１は、測定チップ１１を示す平面図である。測定チップ１１は、図１１に示すように、シリコンチップ１２に対して、半導体マイクロマシニングの加工技術を実施したものであり、このとき、チップ中央に溝１３が加工されるとともに、抵抗体（熱線）用電極１４，１５，１６，１７、１８，１９がチップ両端に設けられる。

また、このとき、上流温度検出抵抗体Ｒ１が、抵抗体用電極１５，１７から延設されるとともに溝１３の上に架設される。さらに、下流温度検出抵抗体Ｒ２が、抵抗体用電極１７，１９から延設されるとともに溝１３の上に架設される。さらにまた、発熱抵抗体Ｒｈが、上流温度検出抵抗体Ｒ１と下流温度検出抵抗体Ｒ２との間に、抵抗体用電極１６，１８から延設されるとともに溝１３の上に架設される。また、測定チップ１１においては、センサ流路Ｓの順方向上流側に流体温度検出抵抗体Ｒｔが、抵抗体用電極１４，１６から延設される。

そして、測定チップ１１の熱線用電極１４，１５，１６，１７，１８，１９を、センサ基板２１の電気回路用電極２４，２５，２６，２７，２８，２９（図１０参照）のそれぞれと、半田リフロー又は導電性接着剤などで接合することによって、測定チップ１１をセンサ基板２１に実装している。したがって、測定チップ１１がセンサ基板２１に実装されると、測定チップ１１に設けられた流体温度検出抵抗体Ｒｔ、上流温度検出抵抗体Ｒ１、下流温度検出抵抗体Ｒ２、および発熱抵抗体Ｒｈは、測定チップ１１の抵抗体用電極１４〜１９、センサ基板２１の電気回路用電極２４〜２９（図１０参照）、接続端子３１を介して、アンプ基板６１およびＣＰＵ基板６３に接続されることになる。これにより、図１２に示す定温度差回路３２と、図１３に示す出力回路３３とが構成される。

ここで、図１２に示す定温度差回路３２は、発熱抵抗体Ｒｈを、流体温度検出抵抗体Ｒｔで検出される流体温度と一定の温度差をもつように制御するための回路である。また、図１３に示す出力回路３３は、上流温度検出抵抗体Ｒ１と下流温度検出抵抗体Ｒ２との温度差に相当する電圧値を出力するための回路である。この出力回路では、上流温度検出抵抗体Ｒ１と下流温度検出抵抗体Ｒ２とが直列に接続され、定電圧Ｖｃが印可されるようになっている。そして、上流温度検出抵抗体Ｒ１と下流温度検出抵抗体Ｒ２との中点電位Ｖｏｕｔが測定信号として出力されるようになっている。

また、測定チップ１１がセンサ基板２１に実装されると、測定チップ１１の溝１３は、センサ基板２１の溝２３と重なり合う。よって、図２に示すように、測定チップ１１が実装されたセンサ基板２１を、流路ブロック５０が装着されたボディ４１に対して、シールパッキン４８を介してモジュール押さえ３４を４本のネジ３５により、密着させて固定すると、ボディ４１の流路空間４４において、センサ基板２１と測定チップ１１との間に、測定チップ１１の溝１３やセンサ基板２１の溝２３などからなる細長い形状のセンサ流路Ｓが形成される。このとき、センサ流路Ｓには、流体温度検出抵抗体Ｒｔ、上流温度検出抵抗体Ｒ１、下流温度検出抵抗体Ｒ２、および発熱抵抗体Ｒｈが橋を渡すように設けられることになる。

続いて、電装部６０について説明する。電装部６０は、センサ基板２１からの出力信号を演算処理するとともに、その処理結果を数値などにより表示するものである。この電装部６０には、図２に示すように、下から順に、増幅回路などが構成されたアンプ基板６１、樹脂製の下スペーサ６２、制御回路などが構成されたＣＰＵ基板６３、樹脂製の上スペーサ６４、ゴム製のスイッチＳＷ１〜３並びにゼブラゴム６５、拡散シート６６、液晶６７、フロントシート６８、および樹脂製の液晶カバー６９が備わっている。そして、これらがモジュール押さえ３４に配置された状態で、上方から樹脂製のケース７０を被せてボディ４１に装着することにより、ケース７０によってこれらの部品が保持されるようになっている。なお、各基板間はコネクタ接続される。

そして、電装部６０では、ＣＰＵ基板６３において、センサ基板２１から出力される信号に基づき被測定流体の流量を算出するようになっている。また、ＣＰＵ基板６３は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の操作によりユーザーからの要求に応じて各種処理を行うようになっている。この処理には、被測定流体の流れ方向選択に関する処理が含まれている。すなわち、熱式流量計１では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の操作により、被測定流体の流れ方向を選択することができるようになっている。具体的には、順方向（流入口から流出口へ流れる方向）、逆方向（流出口から流入口へ流れる方向）、および双方向からいずれかを選択することができるようになっている。

さらに、ＣＰＵ基板６３は、算出した流量を数値などで表示するため、液晶６７に対する通電を制御するようにもなっている。これにより、熱式流量計１では、図１４に示す表示部９０に各種表示を行うことができるようになっている。図１４は、熱式流量計１の表示部９０の概要を示す図である。表示部９０には、メイン画面９１と、サブ画面９２と、単位表示画面９３と、バー表示画面９４とが備わっている。これらの各画面９１〜９４は、液晶ディスプレイである。つまり、ＣＰＵ基板６３からの指令により、液晶６７に対する通電が制御されることにより、各画面９１〜９４に各種表示が行われるようになっている。

メイン画面９１には、４桁の数字が表示可能となっており、主として瞬時流量が表示されるようになっている。サブ画面９２には、４桁の数字表示、および右矢印表示と左矢印表示が可能になっており、主として流れ方向表示（選択時あるいは計測時）および設定値（計測時）が表示されるようになっている。また、メイン画面９１およびサブ画面９２を連動させて、流量を最大で８桁表示することもできるようになっている。
また、バー表示画面９４には、１１個の表示ドット９５が横一列に配置されている。これらの表示ドット９５は、計測されている流量に応じて点灯するようになっている。なお、１つの表示ドットがフルスケール流量の２０％分に相当している。これにより、バー表示画面９４の表示から、流れ方向および流量の概算値が瞬時に把握することができるようになっている。また、フルスケール流量以上の流量が検出された場合、つまり過流量である場合には、表示ドット９５が点滅するようになっている。さらに、エラー発生時には、発生したエラーに応じたエラーコードを点灯するようになっている。

次に、上記した構成を有する熱式流量計１の作用について説明する。熱式流量計１においては、順方向の流れの場合には、流入ポート４２を介して流入流路４３へ流れ込んだ被測定流体は、まず、連通流路Ｃに流れ込むものと、流路空間４４に流れ込むものとに分流される。このとき、連通流路Ｃの流路断面積が流入流路４３の流路断面積より小さくされているので連通流路Ｃ内で確実に微弱な圧力降下が起きるため、流入ポート４２から流れ込んだ被測定流体の一部が、流路空間４４へ確実に流れ込む。そして、被測定流体は、流路空間４４にて、バイパス流路Ｂへ流れ込むものと、センサ流路Ｓへ流れ込むものとにさらに分流される。その後、連通流路Ｃ、バイパス流路Ｂ、およびセンサ流路Ｓから流れ出した被測定流体は、合流して、流出流路４５を介して流出ポート４６からボディ４１の外部に流れ出す。

一方、逆方向の流れの場合には、流出ポート４６を介して流出流路４５へ流れ込んだ被測定流体は、まず、連通流路Ｃに流れ込むものと、流路空間４４に流れ込むものとに分流される。このとき、連通流路Ｃの流路断面積が流出流路４５の流路断面積より小さくされているので連通流路Ｃ内で確実に微弱な圧力降下が起きるため、流出入ポート４６から流れ込んだ被測定流体の一部が、流路空間４４へ確実に流れ込む。そして、被測定流体は、流路空間４４にて、主流路Ｍへ流れ込むものと、センサ流路Ｓへ流れ込むものとにさらに分流される。その後、連通流路Ｃ、バイパス流路Ｂ、およびセンサ流路Ｓから流れ出した被測定流体は、合流して、流入流路４３を介して流入ポート４２からボディ４１の外部に流れ出す。

ここで、被測定流体が順方向あるいは逆方向のいずれの方向に流れても、センサ流路Ｓへ流れ込む被測定流体は、ポートフィルタ８０および流路ブロック５０を通過した後に、センサ流路Ｓに流れ込む。したがって、熱式流量計１に接続されている配管形状に影響されることなく非常に流れが整えられた状態の被測定流体が、センサ流路Ｓを流れる。

そして、センサ流路Ｓを流れる被測定流体は、センサ流路Ｓに橋設された発熱抵抗体Ｒｈから熱を奪う。そうすると、図１２に示す定温度差回路３２により、流体温度検出抵抗体Ｒｔと発熱抵抗体Ｒｈとが一定の温度差になるように制御される。
また、図１３に示す出力回路３３により、直列に接続され定電圧Ｖｃが印可された上流温度検出抵抗体Ｒ１と下流温度検出抵抗体Ｒ２との中点電位Ｖｏｕｔが測定信号として出力される。このとき、被測定流体が順方向の流れの場合には、上流温度検出抵抗体Ｒ１の温度（抵抗値）が低下し、下流温度検出抵抗体Ｒ２の温度（抵抗値）が増加するため、中点電位Ｖｏｕｔが増加する。一方、被測定流体が逆方向の流れの場合には、上流温度検出抵抗体Ｒ１の温度（抵抗値）が増加し、下流温度検出抵抗体Ｒ２の温度（抵抗値）が低下するため、中点電位Ｖｏｕｔは低下する。このため、被測定流体の流量を双方向において検知することができる。

そして、熱式流量計１では連通流路Ｃを設けているので、連通流路Ｃとバイパス流路Ｂとのバイパス比によってフルスケール流量が決定される。このため、バイパス流路Ｂを大きくする（変更する）ことなく、５００Ｌ／ｍｉｎ程度以上の大きな流量であっても計測することができる。これにより、熱式流量計１では、連通流路Ｃの流路断面積（流路径）を変更することにより、非常に広範囲な流量レンジにて流量を精度良く測定することができる。

そこで、フルスケール流量が１０Ｌ／ｍｉｎ、５０Ｌ／ｍｉｎ、１００Ｌ／ｍｉｎ、および１０００Ｌ／ｍｉｎの場合における出力例を、図１５〜図１８に示す。
図１５は、フルスケール流量が１０Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図である。図１６は、フルスケール流量が５０Ｌ／ｍｉｎ（流路径３ｍｍ、メッシュ３枚）の場合における出力特性を示す図である。図１７は、フルスケール流量が１００Ｌ／ｍｉｎ（流路径５ｍｍ、メッシュ３枚）の場合における出力特性を示す図である。図１８は、フルスケール流量が１０００Ｌ／ｍｉｎ（流路径１２ｍｍ、メッシュ６枚）の場合における出力特性を示す図である。そして、各図の（ａ）はセンサ基板からの出力値（センサ出力）の特性を示し、（ｂ）は最終的な出力（アナログ出力）の特性を示したものである。

図１５（ａ）〜図１８（ａ）から明らかなように、被測定流体が順方向に流れた場合には、流量が大きくなるにつれてセンサ出力が大きくなる。逆に、被測定流体が逆方向に流れた場合には、流量が大きくなるにつれてセンサ出力が小さくなる。そして、そのセンサ出は、流量がゼロになる点を中心に点対称となっている。これは、ボディ４１および流量ブロック５０を左右対称形状にしているからである。また、センサ出力は流量にほぼ比例して変化していることがわかる。これにより、センサ基板２１から出力されるセンサ出力を、ＣＰＵ基板６３においてリニアライズすることにより、アナログ出力（最終的な電圧出力）は、図１５（ｂ）〜図１８（ｂ）に示すように、各流量レンジにおいて非常にリニアな出力特性を得ることができる。このように、熱式流量計１によれば、連通流路Ｃの流路径およびポートフィルタ８０のメッシュ８１の枚数を変更するだけで、１０〜１０００Ｌ／ｍｉｎの流量レンジにおいて流量を精度良く測定することができる。

また、上記した流量レンジにおける出力に対する各種評価を行った結果を図１９〜図２２に示す。図１９は、フルスケール流量が１０Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図である。図２０は、フルスケール流量が５０Ｌ／ｍｉｎ（流路径３ｍｍ、メッシュ３枚）の場合における出力特性を示す図である。図２１は、フルスケール流量が１００Ｌ／ｍｉｎ（流路径５ｍｍ、メッシュ３枚）の場合における出力特性を示す図である。そして、各図の（ａ）は被測定流体の圧力を変化させた場合を示し、（ｂ）は配管形状を変更した場合を示し、（ｃ）は出力のふらつきを示したものである。図２２は、フルスケール流量が１０００Ｌ／ｍｉｎ（流路径１２ｍｍ、メッシュ６枚）の場合における出力のふらつきを示したものである。但し、図１９（ｃ）〜図２２（ｃ）および図２２は、後述するフルスケール電圧値変更処理を行ったものを示している。フルスケール電圧値変更処理を行った場合の方が出力が大きくふらつき可能性があるからである。

図１９（ａ）〜図２１（ａ）から明らかなように、熱式流量計１は、各流量レンジにおいて、圧力の異なる被測定流体であっても精度良く流量を測定することができる。つまり、熱式流量計１は、非常に圧力特性がよく、圧力が変化しても、出力がドリフトせず常に正確な流量を計測することができる。これは、熱式流量計１においては、圧力が変化した場合、発熱抵抗体Ｒｈと流体との熱の授受は変化するが、上流温度検出抵抗体Ｒ１と下流温度検出抵抗体Ｒ２の抵抗値が同じように変化するので、上流温度検出抵抗体Ｒ１と下流温度検出抵抗体Ｒ２の中間電位Ｖｏｕｔは変化しないためである。

図１９（ｂ）〜図２１（ｂ）から明らかなように、熱式流量計１は、各流量レンジにおいて、接続される配管形状にかかわらず、精度良く流量を測定することができる。つまり、熱式流量計１は、非常に配管特性がよく、配管形状が変化しても、出力がドリフトせず常に正確な流量を計測することができる。これは、熱式流量計１においては、ポートフィルタ８０および流路ブロック５０により、センサ流路Ｓに流れ込む被測定流体の流れが整えられて入射角の影響を受けないからである。

図１９（ｃ）〜図２１（ｃ）、および図２２から明らかなように、熱式流量計１は、各流量レンジにおいて、同一流量を継続して流し続けても、アナログ出力がふらつくことなくことがない。つまり、熱式流量計１は、非常に再現性がよく常に正確な流量を計測することができる。これは、熱式流量計１においては、ポートフィルタ８０および流路ブロック５０により、センサ流路Ｓに流れ込む被測定流体の流れが整えられて非常に安定しているからである。

さらに、上記した各流量レンジにおける圧力損失の評価を行った結果を図２３〜図２６に示す。図２３は、フルスケール流量が１０Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における圧力損失を示す図である。図２４は、フルスケール流量が５０Ｌ／ｍｉｎ（流路径３ｍｍ、メッシュ３枚）の場合における圧力損失を示す図である。図２５は、フルスケール流量が１００Ｌ／ｍｉｎ（流路径５ｍｍ、メッシュ３枚）の場合における圧力損失を示す図である。図２６は、フルスケール流量が１０００Ｌ／ｍｉｎ（流路径１２ｍｍ、メッシュ６枚）の場合における圧力損失を示す図である。

図２３〜図２６から明らかなように、圧力損失は流量が増加するに従って大きくなる。また、被測定流体の圧力が低くなるに従って大きくなる。そして、熱式流量計１では、圧力損失が大きくても、１００Ｌ／ｍｉｎ以下の流量レンジであれば、４ｋＰａ以下に抑えることができ、従来の同サイズ（３５ｃｍ³程度）の流量計の圧力損失と比べると１／３程度にまで低減されている。また、１０００Ｌ／ｍｉｎ以下の流量レンジであっても、７０ｋＰａ以下に抑えることができ、従来の同サイズ（７５ｃｍ³程度）の流量計の圧力損失と比べると１／２程度にまで低減されている。このように、熱式流量計１によれば、小型化した流量計であっても圧力損失を小さくすることができる。

そして、熱式流量計１では、流量測定前にユーザーが被測定流体の流れ方向を選択することができる。すなわち、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の操作により、表示部９０のサブ画面９２に、図２７に示すように、順方向（流入口から流出口へ流れる方向）、逆方向（流出口から流入口へ流れる方向）、および双方向が順次表示されるので、その中から流れ方向を選択する。例えば、スイッチＳＷ１により流れ方向を選択し、スイッチＳＷ２により決定するようにすればよい。図２７は、流れ方向選択時におけるサブ画面の表示例を示す図である。なお、初期状態は順方向にセットされている。

このとき、順方向が選択されると、ＣＰＵ基板６３において、図２８（ａ）に示すように、アナログ出力が流量ゼロで「１Ｖ」、＋ＦＳ流量で「５Ｖ」となるように演算処理を行う。また、逆方向が選択されると、ＣＰＵ基板６３において、図２８（ｂ）に示すように、アナログ出力が流量ゼロで「１Ｖ」、−ＦＳ流量で「５Ｖ」となるように演算処理を行う。また、双方向が選択されると、ＣＰＵ基板６３において、図２８（ｃ）に示すように、アナログ出力が−ＦＳ流量で「１Ｖ」、＋ＦＳ流量で「５Ｖ」となるように演算処理を行う。なお、図２８は、各設定方向におけるアナログ出力特性を示す図であって、（ａ）は順方向に設定された場合を示し、（ｂ）は逆方向に設定された場合を示し、（ｃ）は双方向に設定された場合を示す。

このように熱式流量計１は、流れ方向を選択することができるので、吸着確認や希釈装置の逆流検知に使用することができる。また、配管の自由度が増し取扱性を向上させることができる。さらに、双方検知が可能であるにもかかわらず、順方向あるいは逆方向を選択した場合には、ＣＰＵ基板６３によりフルスケール電圧値変更処理により、図２８（ａ）（ｂ）に示すように、双方向設定時に比べて出力レンジが大きくされるので、精度良く流量を測定することができる。なお、フルスケール電圧値変更処理とは、順方向または逆方向が選択された場合に選択された方向において、アナログ出力の最小値を流量ゼロに設定するとともに、アナログ出力の最大値をフルスケール流量となるように設定して演算処理を行うことである。そして、熱式流量計１では、このようなフルスケール電圧値変更処理を行っても、図１９（ｃ）〜図２１（ｃ）、および図２２に示したように、出力がふらつくことなく非常に安定しており再現性が非常によい。従って、流量を安定して非常に精度良く測定することができる。

また、熱式流量計１では、メイン画面９１に流量が表示されるとともに、バー表示部９４の表示ドット９５が流量に応じて図２９に示すように点灯する。図２９は、バー表示部９４の表示例を示す図である。具体的には、流量ゼロの場合には、図２９（ａ）に示すように、中央の表示ドット９５Ｃが点灯して流量がゼロであることを瞬時に把握することができる。そして、被測定流体が順方向に流れて流量が＋６０％ＦＳである場合には、図２９（ｂ）に示すように、中央の表示ドット９５Ｃおよび表示ドット９５Ｃから右側に３つの表示ドット９５が点灯（合計４つ点灯）する。これにより、被測定流体の流れ方向および流量の概算値を瞬時に把握することができる。また、被測定流体が順方向に流れて流量が＋６０％ＦＳである場合には、図２９（ｃ）に示すように、中央の表示ドット９５Ｃおよび表示ドット９５Ｃから右側の表示ドット９５のすべてが点滅（合計６つ点滅）する。これにより、過流量となっていることことを瞬時に把握することができる。なお、逆方向に被測定流体が流れる場合には、表示ドット９５Ｃおよび表示ドット９５Ｃよりも左側の表示ドット９５が点灯または点滅する。さらに、エラー発生時には、発生したエラーに応じた予め定められたエラーコード（点灯パターン）が点滅（あるいは点灯）する。これにより、エラーの発生状態を知らせることができる。

ここで、熱式流量計１において、ポートフィルタ８０のメッシュ８１を３枚にして、連通流路Ｃの流路径を変更させた結果を図３０に示す。図３０は、連通流路Ｃの流路径を変更したときの流量特性を示す図である。図３０から明らかなように、連通流路Ｃの流路径を変更することにより、流量とセンサ出力とが比例関係となる領域（最適な流量レンジ）が変化する。これは、連通流路Ｃの流路径を変更することにより、連通流路Ｃの断面積が変化して、バイパス流路Ｂと連通流路Ｃとのバイパス比が変わりセンサ流路Ｓに流れ込む流量が変化するからである。そして、図３０に示す流量特性を、センサ出力１００ｍＶを１．０として規格化すると、図３１に示すように、各流路径における流量特性を同一にすることができる。図３１は、各流路径における流量特性を規格化した場合の特性を示す図である。このため、フルスケール流量１０〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲において、いずれかの流路径にてセンサ出力をリニアライズすることにより、流量径（流路断面積）がわかればそのときの流量を算出することができる。

そこで、熱式流量計１において、連通流路Ｃに流路断面可変機構を設けることにより、１０〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲にてフルスケール流量を可変することができる。流路断面可変機構としては、例えば、図３２に示す可変絞り機構３を設ければよい。図３２は、絞り可変機構の概略構成を示す図である。可変絞り機構３は、不図示のアクチュエータにより絞り開度が変化するようになっており、アクチュエータに印加する電圧から絞り開度（連通流路Ｃの流路径）がわかるようになっている。そして、アクチュエータはＣＰＵ基板６３からの指令に基づき動作し、ＣＰＵ基板６３にて絞り開度が検出されるようになっている。これにより、熱式流量計１は、複数の流量レンジを持つことができる。従って、従来は使用用途に応じて複数の熱式流量計を用意するとともに取り替える必要があったが、可変絞り機構３を設けることにより熱式流量計１では、使用用途に応じて複数の熱式流量計を用意するもなく、また流量計を取り替える必要もない。このため、非常に取扱性が格段に向上する。
なお、流路断面可変機構として、可変絞り機構３の代わりに、図３３に示す仕切り板４をスライドさせる機構を使用して連通流路Ｃの流量断面積（流路径）を可変させることもできる。

以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る熱式流量計１によれば、ボディ４１に、流入流路４３と流出流路４５とを連通する連通流路Ｃが形成されているため、熱式流量計１内に流れ込んだ被測定流体の大部分が流入流路４３から連通通路Ｃを介して流出流路４５へと流れるとともに、被測定流体の一部がボディ４１に装着された流路ブロック５０に流れ込む。その後、流路ブロック５０に流れ込んだ被測定流体は、センサ流路Ｓとバイパス流路Ｂとにさらに分流される。このとき、流路ブロック５０において被測定流体の流れが整えられるため、センサ流路Ｓを流れる被測定流体の流れが非常に安定し、被測定流体の流量を精度良く測定することができる。そして、熱式流量計１では、連通流路Ｃとバイパス流路Ｂとのバイパス比によってフルスケール流量が決まるため、バイパス流路Ｂの構成を変更することなく、連通流路Ｃの断面積を大きくすることにより、大きな流量レンジ（例えば５００Ｌ／ｍｉｎ以上）であっても被測定流体の流量を精度良く測定することができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態では、表示部９０が一体化されているものを例示しているが、表示部９０が分離している熱式流量計にも本発明を適用することができる。

本実施の形態に係る熱式流量計の概略構成を示す斜視断面図である。 本実施の形態に係る熱式流量計の分解斜視図である。 ボディの概略構成を示す平面図である。 ボディの概略構成を示す断面図である。 流路ブロックの構造を示す分解斜視図である。 メッシュ板の概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。 メッシュ板のメッシュ部の拡大図である。 スペーサの概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。 両端開口板の概略構成を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線における断面図である。 センサ基板２１の概略構成を示す分解斜視図である。 測定チップ１１を示す平面図である。 定温度差回路の回路図である。 出力回路の回路図である。 表示部の概要を示す図である。 フルスケール流量が１０Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図であって、（ａ）はセンサ基板からの出力値（センサ出力）の特性を示し、（ｂ）は最終的な出力（アナログ出力）の特性を示す。 フルスケール流量が５０Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図であって、（ａ）はセンサ基板からの出力値（センサ出力）の特性を示し、（ｂ）は最終的な出力（アナログ出力）の特性を示す。 フルスケール流量が１００Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図であって、（ａ）はセンサ基板からの出力値（センサ出力）の特性を示し、（ｂ）は最終的な出力（アナログ出力）の特性を示す。 フルスケール流量が１０００Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図であって、（ａ）はセンサ基板からの出力値（センサ出力）の特性を示し、（ｂ）は最終的な出力（アナログ出力）の特性を示す。 フルスケール流量が１０Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図であって、（ａ）は被測定流体の圧力を変化させた場合を示し、（ｂ）は配管形状を変更した場合を示し、（ｃ）は出力のふらつきを示す。 フルスケール流量が５０Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図であって、（ａ）は被測定流体の圧力を変化させた場合を示し、（ｂ）は配管形状を変更した場合を示し、（ｃ）は出力のふらつきを示す。 フルスケール流量が１００Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力特性を示す図であって、（ａ）は被測定流体の圧力を変化させた場合を示し、（ｂ）は配管形状を変更した場合を示し、（ｃ）は出力のふらつきを示す。 フルスケール流量が１０００Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における出力ふらつきを示す図である。 フルスケール流量が１０Ｌ／ｍｉｎ（流路径１ｍｍ、メッシュ１枚）の場合における圧力損失を示す図である。 フルスケール流量が５０Ｌ／ｍｉｎ（流路径３ｍｍ、メッシュ３枚）の場合における圧力損失を示す図である。 フルスケール流量が１００Ｌ／ｍｉｎ（流路径５ｍｍ、メッシュ３枚）の場合における圧力損失を示す図である。 フルスケール流量が１０００Ｌ／ｍｉｎ（流路径１２ｍｍ、メッシュ６枚）の場合における圧力損失を示す図である。 流れ方向選択時におけるサブ画面の表示例を示す図である。 各設定方向におけるアナログ出力特性を示す図であって、（ａ）は順方向に設定された場合を示し、（ｂ）は逆方向に設定された場合を示し、（ｃ）は双方向に設定された場合を示す。 バー表示部９４の表示例を示す図であって、（ａ）は流量ゼロのときを示し、（ｂ）は流量＋６０％ＦＳのときを示し、（ｃ）は過流量のときを示す。 連通流路の流路径を変更したときの流量特性を示す図である。 各流路径における流量特性を規格化した場合の特性を示す図である。 絞り可変機構の概略構成を示す図である。 流路断面可変機構の変形例を示す図である。

符号の説明

１ 熱式流量計
１１ 測定チップ
１３ 測定チップの溝
１４，１５，１６，１７，１８，１９ 抵抗体用電極
２１ センサ基板
２３ センサ基板の溝
２４，２５，２６，２７，２８，２９ 電気回路用電極
４１ ボディ
４２ 流入ポート
４３ 流入流路
４４ 流路空間
４５ 流出流路
４６ 流出ポート
５０ 流路ブロック
５１ メッシュ板
５１Ｍ メッシュ部
５２ スペーサ
５３ 両端開口板
６０ 電装部
６３ センサ基板
６７ 液晶
８０ ポートフィルタ
８１ メッシュ
８２ スペーサ
９０ 表示部
Ｂ バイパス流路
Ｃ 連通流路
Ｒ１ 上流温度検知抵抗体
Ｒ２ 下流温度検知抵抗体
Ｒｈ 発熱抵抗体
Ｒｔ 流体温度検知抵抗体
Ｓ センサ流路

Claims (11)

1. 流量を計測するための抵抗体が架設されたセンサ流路の他に、前記センサ流路に対するバイパス流路を備える熱式流量計において、
   流入口と前記バイパス流路とを連通する流入連通流路と、
   流出口と前記バイパス流路とを連通する流出連通流路と、
   前記センサ流路および前記バイパス流路を介することなく前記流入連通流路と前記流出連通流路とを連通する連通流路とを有し、
   前記抵抗体からの出力信号に基づき被測定流体の流量を算出する流量算出手段と、
   を有することを特徴とする熱式流量計。
2. 請求項１に記載する熱式流量計において、
   前記流入連通流路と、前記流出連通流路と、前記連通流路とが形成されたボディと、
   前記ボディに装着することにより、流体を前記センサ流路と前記バイパス流路とに分流させるとともに整流する流路ブロックと、
   を有することを特徴とする熱式流量計。
3. 請求項１または請求項２に記載する熱式流量計において、
   前記連通流路の断面積が、前記流入連通流路の断面積より小さく設定されていることを特徴とする熱式流量計。
4. 請求項３に記載する熱式流量計において、
   前記連通流路の断面積を可変させる流路断面積可変機構を有し、
   前記流量算出手段は、前記抵抗体からの出力信号および前記流路断面積可変機構により設定された前記連通流路の断面積に基づき被測定流体の流量を算出すること
   を有することを特徴とする熱式流量計。
5. 請求項１から請求項４に記載するいずれか１つの熱式流量計において、
   前記流入連通流路のうち前記バイパス流路との連通部よりも流入口側に、メッシュを複数枚重ねた整流機構が設けられていることを特徴とする熱式流量計。
6. 請求項２に記載する熱式流量計において、
   前記ボディおよび前記流路ブロックが左右対称形状をなしており、
   前記抵抗体には、
   前記センサ流路の流れ方向上流側に設けられた上流温度検出抵抗体と、
   前記センサ流路の流れ方向下流側に設けられた下流温度検出抵抗体と、
   前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体との間に設けられ、前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体とを加熱する発熱抵抗体と、
   被測定流体の温度を検出する流体温度検出抵抗体とが含まれ、
   前記流量算出手段は、前記発熱抵抗体と前記流体温度検出抵抗体とが一定の温度差になるように制御し、前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体との温度差に基づき被測定流体の流量を算出することを特徴とする熱式流量計。
7. 請求項６に記載する熱式流量計において、
   前記流入連通流路のうち前記バイパス流路との連通部よりも流入口側、および前記流出連通流路のうち前記バイパス流路との連通部よりも流出口側のそれぞれに、メッシュを複数枚重ねた整流機構が設けられていることを特徴とする熱式流量計。
8. 請求項６または請求項７に記載する熱式流量計において、
   被測定流体が流れる方向を、順方向、逆方向、あるいは双方向のうちから選択するための流れ方向選択手段を有し、
   前記流量算出手段は、
   前記流れ方向選択手段により順方向または逆方向が選択された場合には選択された方向でのみフルスケールとなるように演算処理を行い、
   前記流れ方向選択手段により双方向が選択された場合には両方向でフルスケールとなるように演算処理を行うことを特徴とする熱式流量計。
9. 請求項８に記載する熱式流量計において、
   前記流れ方向選択手段によって選択された流れ方向に応じて被測定流体が流れる方向を表示する流れ方向表示手段を有することを特徴とする熱式流量計。
10. 請求項１から請求項９に記載するいずれか１つの熱式流量計において、
    ゼロからフル流量に対応して一列に配置された複数の発光素子を備える表示手段と、
    前記複数の発光素子のそれぞれの点灯動作を制御するとともに、前記流量算出手段で算出される流量に応じて前記複数の発光素子のうち点灯させる数を決定してゼロからフル流量側に向かって順次点灯させる発光素子制御手段と、
    を有することを特徴とする熱式流量計。
11. 請求項１０に記載する熱式流量計において、
    発光素子制御手段は、前記流量算出手段によりフルスケール流量以上の流量が算出された場合、前記複数の発光素子を点滅させることを特徴とする熱式流量計。

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