JP2012083129A - 熱線式フローセンサおよび赤外線ガス分析計 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス流通路の上流側から下流側を見たとき、上流抵抗体(1b)の各抵抗線と下流抵抗体(2b)の各抵抗線とが同じ面積で見えるように、上流抵抗体(1b)の各抵抗線および下流抵抗体(2b)の各抵抗線が交互に配置されている。
【効果】赤外線がガス流通路の壁面などで反射して間接的に熱線式フローセンサ(10)に入射してきても、上流抵抗体(1b)に間接的に入射する赤外線と下流抵抗体(2b)に間接的に入射する赤外線とに強さの差がほとんどなくなる。従って、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制することが出来る。
【選択図】図1
Description
また、ガスに赤外線を照射することにより生じたガス流の中に置いた熱線式フローセンサによりガス流を検知し、ガス中の赤外線吸収物質を分析する赤外線ガス分析計が知られている(特許文献3,特許文献4参照。)。
このため、上記従来の赤外線ガス分析計では、赤外線が直接的に入射することが無い位置に熱線式フローセンサを配置している。
しかし、ガス流通路の壁面などで反射してきた赤外線が熱線式フローセンサに間接的に入射してくることがあり、ノイズの抑制が十分でない問題点があった。特に、ガス流通路の上流側と下流側とに抵抗体を配置し、それら抵抗体の抵抗値の変化をブリッジ回路により検出する方式の赤外線ガス分析計では、ガス流通路の上流側の抵抗体に間接的に入射する赤外線の強さよりも、その上流側の抵抗体の陰になった下流側の抵抗体に間接的に入射する赤外線の強さがかなり弱くなるため、ブリッジ回路の平衡が崩れて、ガス流による信号と区別できない信号として検知され、これがノイズとなる問題点があった。
そこで、本発明の目的は、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制しうる熱線式フローセンサおよび赤外線ガス分析計を提供することにある。
上記第1の観点による熱線式フローセンサ(10)では、ガス流通路の壁面などで反射してきた赤外線が熱線式フローセンサ(10)に間接的に入射してきても、上流抵抗体(1b)に間接的に入射する赤外線と下流抵抗体(2b)に間接的に入射する赤外線とに強さの差がほとんどなくなる。従って、赤外線の影響が打ち消され、赤外線ガス分析計に用いた場合に赤外線の影響によるノイズを十分に抑制することが出来る。
上記第2の観点による赤外線ガス分析計(100)では、赤外線の影響によるノイズを十分に抑制することが出来る。
図1は、実施例1に係る熱線式フローセンサ10を示す断面図である。なお、図1は、図2のA−A’断面に相当する。
この熱線式フローセンサ10は、上流抵抗基板1を下流抵抗基板2と絶縁性土台3とで挟んだ3層構造になっている。
下流抵抗基板2は、下流ガス流通開口部2aと、下流ガス流通開口部2aの上面を各抵抗線が渡るように形成された下流櫛形抵抗体2bとを有している。
絶縁性土台3は、ガス取入開口部3aを有している。
この熱線式フローセンサ10では、下流櫛形抵抗体2b側から内部を見たとき(ガス流通路の下流側から上流側を見たとき)、下流櫛形抵抗体2bの各抵抗線の間に上流櫛形抵抗体1bの各抵抗線が両者均一に見えるように、上流櫛形抵抗体1bの各抵抗線および下流櫛形抵抗体2bの各抵抗線が交互に配置されている。
この熱線式フローセンサ10では、ガス取入開口部3a側から内部を見たとき(ガス流通路の上流側から下流側を見たとき)、上流櫛形抵抗体1bの各抵抗線の間に下流櫛形抵抗体2bの各抵抗線が両者均一に見えるように、上流櫛形抵抗体1bの各抵抗線および下流櫛形抵抗体2bの各抵抗線が交互に配置されている。
上流ガス流通開口部1aの上面を各抵抗線が渡るように上流櫛形抵抗体1bが形成されている。
下流ガス流通開口部2aの上面を各抵抗線が渡るように下流櫛形抵抗体2bが形成されている。
この赤外線ガス分析計100は、チョッパによりパルス状に赤外光を出射する光源部50と、試料ガスを流す測定セル部60と、試料ガスによる赤外線の吸収を検出する検出部70とからなっている。
この検出回路20は、上流櫛形抵抗体1bと下流櫛形抵抗体2bと抵抗器R1と抵抗器R2とを4辺に配したブリッジ回路であり、上流櫛形抵抗体1bと下流櫛形抵抗体2bとは隣接する2辺に設置されている。
入力電圧Eは、上流櫛形抵抗体1bと下流櫛形抵抗体2bの接続点と、抵抗器R1と抵抗器R2の接続点の間に印加されている。
出力電圧Vは、上流櫛形抵抗体1bと抵抗器R1の接続点と、下流櫛形抵抗体2bと抵抗器R2の接続点の間から取り出される。
Vo=E{1b/(1b+R1)−2b/(2b+R2)}
V=E{(1b+δ)/(1b+δ+R1)−(2b+δ)/(2b+δ+R2)}
Vo=0
V=0
となり、赤外線Irの影響を受けない結果となる。
従来の熱線式フローセンサ30では、上流櫛形抵抗体1bのみに赤外線Irが当たり、下流櫛形抵抗体2bには赤外線Irが当たらない。この場合の出力電圧V’は次式で表される。
V’=E{(1b+δ)/(1b+δ+R1)−(2b)/(2b+R2)}
V’=0.024
となり、赤外線Irの影響を受ける結果となる。
1a 上流ガス流通開口部
1b 上流櫛形抵抗体
2 下流抵抗基板
2a 下流ガス流通開口部
2b 下流櫛形抵抗体
3 絶縁性土台
10 熱線式フローセンサ
73 連通路
100 赤外線ガス分析計
Claims (2)
- ガス流通路の上流側から下流側を見たときに、ガス流通路の上流側に設置される上流抵抗体(1b)とガス流通路の下流側に設置される下流抵抗体(2b)とが同じ面積で見えるように、又は、ガス流通路の下流側から上流側を見たときに、ガス流通路の下流側に設置される下流抵抗体(2b)とガス流通路の上流側に設置される上流抵抗体(1b)とが同じ面積で見えるように、前記上流抵抗体(1b)および前記下流抵抗体(2b)を配置し、前記上流抵抗体(1b)と前記下流抵抗体(2b)と第1抵抗器(R1)と第2抵抗器(R2)とを4辺に配し且つ前記上流抵抗体(1b)と前記下流抵抗体(2b)とを隣接する2辺に設置したブリッジ回路が検出回路(20)として用いられることを特徴とする熱線式フローセンサ(10)。
- 請求項1に記載の熱線式フローセンサ(10)と、前記上流抵抗体(1b)と前記下流抵抗体(2b)と第1抵抗器(R1)と第2抵抗器(R2)とを4辺に配し且つ前記上流抵抗体(1b)と前記下流抵抗体(2b)とを隣接する2辺に設置したブリッジ回路からなる検出回路(20)とを具備したことを特徴とする赤外線ガス分析計(100)。
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JP2010227366A JP5609518B2 (ja) | 2010-10-07 | 2010-10-07 | 熱線式フローセンサおよび赤外線ガス分析計 |
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---|---|---|---|---|
JPH08226839A (ja) * | 1995-02-22 | 1996-09-03 | Hitachi Ltd | 感熱抵抗素子の支持構造 |
JP2004144560A (ja) * | 2002-10-23 | 2004-05-20 | Horiba Ltd | フローセンサ素子およびフローセンサ |
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2010
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