JP2018072237A - Measurement device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To more precisely measure a flow rate of a fluid flowing in a tubular member in a measurement device including a sensor fixed on an outer peripheral surface of the tubular member.SOLUTION: A measurement device includes: a tubular member; a temperature sensor 21B that is fixed on an outer peripheral surface of the tubular member and measures the temperature of a fluid flowing in the tubular member; and a heater 21A that is fixed in an area different from where the temperature sensor 21B of the outer peripheral surface is fixed and supplies the fluid with heat. The temperature sensor 21B includes a heat insulation member 23 having a heat insulation structure in which a cavity 102 is formed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、管状部材の外周面に固定されたセンサを含む測定装置の構造に関する。   The present invention relates to a structure of a measuring apparatus including a sensor fixed to an outer peripheral surface of a tubular member.

従来、配管内を流れる流体の流量を測定する流量計が知られている。これに関して、特許文献1には、配管の外壁に配置された測温センサ及び液温センサを備える流量計が開示されている。   Conventionally, a flow meter for measuring a flow rate of a fluid flowing in a pipe is known. In this regard, Patent Document 1 discloses a flow meter including a temperature sensor and a liquid temperature sensor arranged on the outer wall of a pipe.

特開2004−69667号公報JP 2004-69667 A

特許文献1記載の流量計のように、配管の外壁に配置された液温センサが、配管内を流れる流体の温度を測定する場合、実際には、配管の外壁の温度を流体の温度として測定している。この点、特許文献1に記載の発明では、配管を構成する材料の熱伝導率等によっては、測定温度と、配管内を流れる流体の実際の温度と、の間には誤差が生じることを防止するために、測温センサ及び液温センサの全体を断熱部材で覆っている。   When the liquid temperature sensor arranged on the outer wall of the pipe measures the temperature of the fluid flowing in the pipe as in the flowmeter described in Patent Document 1, the temperature of the outer wall of the pipe is actually measured as the temperature of the fluid. doing. In this respect, the invention described in Patent Document 1 prevents an error from occurring between the measured temperature and the actual temperature of the fluid flowing in the pipe depending on the thermal conductivity of the material constituting the pipe. In order to do so, the whole temperature sensor and liquid temperature sensor are covered with a heat insulating member.

しかしながら、特許文献1記載の発明のように、固体の断熱部材を用いる流量計においては、外気の影響を一定程度防ぐことができるが、外気の影響を効果的に防ぐことができない。よって、配管内を流れる流体の温度をより正確に測定できないので、流体の流量をより正確に測定できないという問題があった。   However, in the flowmeter using a solid heat insulating member as in the invention described in Patent Document 1, the influence of outside air can be prevented to a certain extent, but the influence of outside air cannot be effectively prevented. Therefore, since the temperature of the fluid flowing in the pipe cannot be measured more accurately, there is a problem that the flow rate of the fluid cannot be measured more accurately.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、管状部材の外周面に固定されたセンサを含む測定装置において、管状部材内を流れる流体の流量をより正確に測定することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to more accurately measure the flow rate of fluid flowing in a tubular member in a measuring device including a sensor fixed to the outer peripheral surface of the tubular member. To do.

一実施形態に係る測定装置は、管状部材と、前記管状部材の外周面に固定され、前記管状部材内を流れる流体の温度を測定する温度センサと、前記外周面の前記温度センサが固定された領域とは異なる領域に固定される、前記流体に熱を供給するヒータと、を備え、前記温度センサは、空洞が形成された断熱構造を有する断熱部材を備える。   A measuring apparatus according to an embodiment includes a tubular member, a temperature sensor fixed to the outer peripheral surface of the tubular member, and measuring a temperature of a fluid flowing in the tubular member, and the temperature sensor on the outer peripheral surface being fixed. A heater for supplying heat to the fluid, which is fixed to a region different from the region, and the temperature sensor includes a heat insulating member having a heat insulating structure in which a cavity is formed.

上記測定装置において、前記断熱部材は、前記空洞によって形成された第1開口を覆うように配置された絶縁膜を備え、前記断熱部材は、前記管状部材の外周面に前記絶縁膜が配置されるような向きで固定されていてもよい。   In the measurement apparatus, the heat insulating member includes an insulating film disposed so as to cover the first opening formed by the cavity, and the heat insulating member includes the insulating film disposed on an outer peripheral surface of the tubular member. It may be fixed in such a direction.

上記測定装置において、前記断熱部材は、前記第1開口の反対側の第2開口において前記空洞を塞ぐように配置されるシール部材を更に備えてもよい。   In the measurement apparatus, the heat insulating member may further include a seal member disposed so as to close the cavity in the second opening opposite to the first opening.

本発明によれば、管状部材の外周面に固定されたセンサを含む測定装置において、管状部材内を流れる流体の流量をより正確に測定することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the measuring apparatus containing the sensor fixed to the outer peripheral surface of a tubular member, the flow volume of the fluid which flows through the inside of a tubular member can be measured more correctly.

実施形態に係る流量計の構成例を示す概略上面図である。It is a schematic top view which shows the structural example of the flowmeter which concerns on embodiment. 図1のII−II方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the II-II direction of FIG. 図1のIII−III方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the III-III direction of FIG. 第1実施形態に係る温度センサの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the temperature sensor which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るヒータの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the heater which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る温度センサの断面図である。It is sectional drawing of the temperature sensor which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る温度センサの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the temperature sensor which concerns on 2nd Embodiment.

以下、図面を参照して、一実施形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、一連の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付して表している。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described below. That is, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention. In the series of drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.

<第1実施形態>
(流量計の構成)
図1から図5を用いて、第1実施形態に係る流量計(測定装置)を説明する。図1は、実施形態に係る流量計の構成例を示す概略上面図である。図1に示すように、流量計1は、例示的に、配管11A,11B,11C(管状部材)、配管11Aの外周面に固定され、配管11A内を流れる流体の温度を測定する温度センサ21Bと、配管11Aの外周面の温度センサ21Bが固定された領域とは異なる領域に固定される、流体に熱を供給するヒータ21Aと、を備える、配管11内を流れる流体の流量を測定するフローセンサ21、ワイヤ33A,33B,33C,33Dを介してフローセンサ21からの検出信号を中継する中継基板31、及び、継手部材51A,51B,51C,51Dを介して配管11の両端を固定するセンサ筐体61、を備えて構成されている。なお、配管11A,11B,11Cについて、以下、特に部材を特定しない場合は、配管11と称する。ワイヤ33A,33B,33C,33Dについても、以下、特に部材を特定しない場合は、ワイヤ33と称する。継手部材51A,51B,51C,51Dについても、以下、特に部材を特定しない場合は、継手部材51と称する。
<First Embodiment>
(Configuration of flow meter)
A flow meter (measurement device) according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. 1 is a schematic top view illustrating a configuration example of a flow meter according to the embodiment. As shown in FIG. 1, the flow meter 1 is illustratively a pipe 11A, 11B, 11C (tubular member), a temperature sensor 21B that is fixed to the outer peripheral surface of the pipe 11A and measures the temperature of the fluid flowing in the pipe 11A. And a heater 21A for supplying heat to the fluid, which is fixed in a region different from the region where the temperature sensor 21B on the outer peripheral surface of the piping 11A is fixed, and a flow for measuring the flow rate of the fluid flowing in the piping 11 The sensor 21, the relay board 31 that relays the detection signal from the flow sensor 21 via the wires 33A, 33B, 33C, and 33D, and the sensor that fixes both ends of the pipe 11 via the joint members 51A, 51B, 51C, and 51D A housing 61 is provided. Hereinafter, the pipes 11A, 11B, and 11C will be referred to as pipes 11 unless particularly specified. Hereinafter, the wires 33A, 33B, 33C, and 33D will be referred to as wires 33 unless a member is specified. The joint members 51A, 51B, 51C, and 51D are hereinafter referred to as joint members 51 unless particularly specified.

配管11は、流体を通過させる管状の部材である。例えば、配管11は、流体の流量に対応した適切な内径、流体の圧力に耐えうる壁の厚み、及び最適な長さを有しており、これらのサイズは使用条件から決定される。配管11は、管状部材として必要な機械的強度を備えるとともに相対的に熱伝導率の低い材料で形成することが好ましく、例えば、ガラス、プラスチック、テフロン(登録商標)等の材料で構成される。なお、配管11の厚さとしては、後述する継手部材51Aから51Dの締め付け圧力や配管11を流れる流体の圧力に耐えうる厚さが必要である。しかしながら、後述する図2、3、及び6に示すように、ヒータ21A、温度センサ21Bを固定する領域においては、配管11Aの厚さは、熱伝導の障害に殆どならない程度に局所的に薄くなるようにざぐり加工されている。ヒータ21Aおよび温度センサ21Bは、配管11Aのざぐり加工された面(ざぐり面S)において固定される。なお、ざぐり加工がされている部分は、例えば数十マイクロメートル程度の厚さである。   The pipe 11 is a tubular member that allows fluid to pass therethrough. For example, the pipe 11 has an appropriate inner diameter corresponding to the flow rate of the fluid, a wall thickness that can withstand the pressure of the fluid, and an optimum length, and these sizes are determined from the use conditions. The pipe 11 is preferably formed of a material having a mechanical strength required as a tubular member and a relatively low thermal conductivity, and is made of a material such as glass, plastic, Teflon (registered trademark), or the like. In addition, as thickness of the piping 11, the thickness which can endure the clamping pressure of the coupling members 51A to 51D mentioned later and the pressure of the fluid which flows through the piping 11 is required. However, as shown in FIGS. 2, 3, and 6 to be described later, in the region where the heater 21A and the temperature sensor 21B are fixed, the thickness of the pipe 11A is locally reduced to such an extent that the heat conduction is hardly hindered. It has been counterbored. The heater 21 </ b> A and the temperature sensor 21 </ b> B are fixed on a face that has been spotted (the spot face S) of the pipe 11 </ b> A. Note that the portion that has been spotted has a thickness of, for example, about several tens of micrometers.

配管11Aの両端は、継手部材51B及び51Cに接続され、配管11Bの一端は、継手部材51Aに接続され、配管11Cの一端は、継手部材51Dに接続されている。配管11Aと配管11Bとは、継手部材51A及び51Bを介して接続されており、配管11Aと配管11Cとは、継手部材51C及び51Dを介して接続されている。配管11Aから11Cは同一の部材から製造されたものであってもよいし、異なる部材から製造されたものであってもよい。   Both ends of the pipe 11A are connected to the joint members 51B and 51C, one end of the pipe 11B is connected to the joint member 51A, and one end of the pipe 11C is connected to the joint member 51D. The pipe 11A and the pipe 11B are connected via joint members 51A and 51B, and the pipe 11A and the pipe 11C are connected via joint members 51C and 51D. The pipes 11A to 11C may be manufactured from the same member or may be manufactured from different members.

中継基板31は、フローセンサ21からの検出信号を中継する基板である。中継基板31は、例えば、フローセンサ21に含まれるヒータ21Aとワイヤ33A及び33Bを介して電気的に接続されており、フローセンサ21に含まれる温度センサ21Bとワイヤ33C及び33Dを介して電気的に接続されている。   The relay board 31 is a board that relays a detection signal from the flow sensor 21. The relay board 31 is electrically connected to the heater 21A included in the flow sensor 21 via wires 33A and 33B, for example, and is electrically connected to the temperature sensor 21B included in the flow sensor 21 via wires 33C and 33D. It is connected to the.

中継基板31は、例えば、各ワイヤ33を介してフローセンサ21が備える抵抗素子の電気抵抗に対応する電気信号を中継する。中継基板31は、フローセンサ21からの検出信号を、各電気接続部35A,35B,35C,35Dに接続される各ワイヤ41A,41B,41C,41Dを介して流量測定部(不図示)に出力する。なお、電気接続部35A,35B,35C,35Dについて、特に、部材を特定しない場合は、電気接続部35と称する。ワイヤ41A,41B,41C,41Dについても、特に、部材を特定しない場合は、ワイヤ41と称する。   For example, the relay substrate 31 relays an electrical signal corresponding to the electrical resistance of the resistance element included in the flow sensor 21 via each wire 33. The relay board 31 outputs a detection signal from the flow sensor 21 to a flow rate measurement unit (not shown) via each wire 41A, 41B, 41C, 41D connected to each electrical connection unit 35A, 35B, 35C, 35D. To do. Note that the electrical connection portions 35A, 35B, 35C, and 35D are referred to as the electrical connection portion 35 unless a member is specified. The wires 41 </ b> A, 41 </ b> B, 41 </ b> C, and 41 </ b> D are also referred to as wires 41 when no member is specified.

中継基板31には、切り欠きN1,N2が設けられており、フローセンサ21が切り欠きN1,N2に位置するように構成されている。例えば、中継基板31には、複数の切り欠きN1及びN2が設けられており、温度センサ21Bは、一の切り欠きN2に位置し、ヒータ21Aは、他の一の切り欠きN1に位置するように構成される。切り欠きNの数には制限はなく、一つであってもよいし、三つ以上であってもよい。   The relay substrate 31 is provided with notches N1 and N2, and the flow sensor 21 is configured to be located at the notches N1 and N2. For example, the relay board 31 is provided with a plurality of cutouts N1 and N2, the temperature sensor 21B is located in one cutout N2, and the heater 21A is located in another cutout N1. Configured. There is no restriction | limiting in the number of the notches N, One may be sufficient and three or more may be sufficient.

ワイヤ33及び41は、電気信号を伝達することができる材料を含んで構成されていればよく、例えば、金ワイヤや銅ワイヤ等の金属ワイヤが挙げられるが、これに限られない。   The wires 33 and 41 may be configured to include a material capable of transmitting an electrical signal, and examples thereof include metal wires such as gold wires and copper wires, but are not limited thereto.

図1に示すように、センサ筐体61は、フローセンサ21を格納する部材である。継手部材51は、配管11の少なくとも一つの端部に接続されており、配管11Aと配管11Bとを接続し、配管11Aと配管11Cとを接続する部材である。配管11の少なくとも一つの端部は、継手部材51によりセンサ筐体61に固定されている。なお、継手部材51は、継手としての機械的強度を備える部材、例えば、セラミック、プラスチック、ステンレス等で構成される。   As shown in FIG. 1, the sensor housing 61 is a member that houses the flow sensor 21. The joint member 51 is connected to at least one end of the pipe 11 and connects the pipe 11A and the pipe 11B and connects the pipe 11A and the pipe 11C. At least one end of the pipe 11 is fixed to the sensor housing 61 by a joint member 51. The joint member 51 is made of a member having mechanical strength as a joint, for example, ceramic, plastic, stainless steel, or the like.

図2は、図1のII−II方向から見た断面図である。図3は、図1のIII−III方向から見た断面図である。図2及び図3に示すように、フローセンサ21は、配管11の継手部材51で挟まれた部分である配管11Aの外周面に固定されて用いられる。フローセンサ21は、例示的に、配管11Aの外周面において流体の流れ上流側の領域に固定され、流体の温度を測定する温度センサ21Bと、外周面の温度センサ21Bが固定された領域とは異なる、流体の流れ下流側の領域に固定され、流体に熱を供給するヒータ21Aと、を備えて構成されている。   FIG. 2 is a cross-sectional view seen from the direction II-II in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view seen from the III-III direction of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the flow sensor 21 is used by being fixed to the outer peripheral surface of the pipe 11 </ b> A that is a portion sandwiched between the joint members 51 of the pipe 11. For example, the flow sensor 21 is fixed to a region upstream of the fluid flow on the outer peripheral surface of the pipe 11A, and a temperature sensor 21B that measures the temperature of the fluid and a region where the temperature sensor 21B on the outer peripheral surface is fixed. A heater 21A that is fixed to a different region on the downstream side of the fluid flow and supplies heat to the fluid is provided.

図2に示すように、温度センサ21Bの底面は、中継基板31から分離するように構成される。また、図3に示すように、ヒータ21Aの底面が中継基板31から分離するように構成される。   As shown in FIG. 2, the bottom surface of the temperature sensor 21 </ b> B is configured to be separated from the relay board 31. Further, as shown in FIG. 3, the bottom surface of the heater 21 </ b> A is configured to be separated from the relay substrate 31.

図2に示すように、温度センサ21Bは、空洞102Bが形成された断熱構造を有する断熱部材23Bを備える。   As shown in FIG. 2, the temperature sensor 21B includes a heat insulating member 23B having a heat insulating structure in which a cavity 102B is formed.

図4は、実施形態に係る温度センサの構成例を示す斜視図である。図2及び図4に示すように、温度センサ21Bの断熱部材23Bは、例示的に、基体101Bと、基体101Bを貫通する空洞102Bによって形成された開口O1(第1開口)を覆うように配置された絶縁膜103Bと、絶縁膜103Bに設けられた測温抵抗素子107(抵抗素子)と、測温抵抗素子107が検出した物理量に対応する電気信号をワイヤ33C,33Dを介して出力する電気接続部109C,109Dと、を備える。   FIG. 4 is a perspective view illustrating a configuration example of the temperature sensor according to the embodiment. As shown in FIGS. 2 and 4, the heat insulating member 23B of the temperature sensor 21B is exemplarily disposed so as to cover the base 101B and the opening O1 (first opening) formed by the cavity 102B penetrating the base 101B. The insulation film 103B, the resistance temperature sensor 107 (resistance element) provided on the insulation film 103B, and the electrical signal corresponding to the physical quantity detected by the resistance temperature sensor 107 are output via the wires 33C and 33D. Connecting portions 109C and 109D.

断熱部材23Bは、配管11Aの外周面に絶縁膜103Bが配置されるような向きで固定される。このように断熱部材23Bが配管11Aに固定されることで、絶縁膜103Bに設けられる測温抵抗素子107の周囲が、断熱材としての固体よりもより熱伝導率が低い外気、例えば空気等を含む気体で覆われる。よって、管状部材の外周面に固定された温度センサ21Bにおいて、管状部材内を流れる流体の温度をより正確に測定することができる。   The heat insulating member 23B is fixed in such a direction that the insulating film 103B is disposed on the outer peripheral surface of the pipe 11A. By fixing the heat insulating member 23B to the pipe 11A in this manner, the ambient temperature of the resistance temperature detector 107 provided on the insulating film 103B is reduced from the outside air having a lower thermal conductivity than the solid as the heat insulating material, such as air. Covered with containing gas. Therefore, in the temperature sensor 21B fixed to the outer peripheral surface of the tubular member, the temperature of the fluid flowing in the tubular member can be measured more accurately.

図5は、第1実施形態に係るヒータの構成例を示す斜視図である。図3及び図5に示すように、ヒータ21Aの断熱部材23Aは、例示的に、基体101Aと、基体101Aを貫通する空洞102Aによって形成された開口O2を覆うように配置された絶縁膜103Aと、絶縁膜103Aに設けられた測温抵抗素子104と、測温抵抗素子104が検出した物理量に対応する電気信号をワイヤ33A,33Bを介して出力する電気接続部109A,109Bと、を備える。   FIG. 5 is a perspective view illustrating a configuration example of the heater according to the first embodiment. As shown in FIGS. 3 and 5, the heat insulating member 23A of the heater 21A is illustratively an insulating film 103A disposed so as to cover the base 101A and the opening O2 formed by the cavity 102A penetrating the base 101A. And a temperature measuring resistance element 104 provided on the insulating film 103A, and electrical connection portions 109A and 109B that output electrical signals corresponding to physical quantities detected by the temperature measuring resistance element 104 via the wires 33A and 33B.

なお、断熱部材23は、不図示の熱伝導性接着剤を介して、図4及び図5に示す中心線Cに沿って配管11Aに固定されてもよい。例えば、熱伝導性接着剤は、フローセンサ21と配管11Aの外壁との間に介在する熱伝導性材料である。熱伝導性接着剤は、フローセンサ21の熱を効率的に配管内部の流体に伝達し、配管11内部の熱をフローセンサ21に伝達する、双方向に伝熱が可能な熱伝導性材料からなる。熱伝導性接着剤は、例えば、配管固定領域に塗布され、熱伝導性接着剤を介して基体101上に配置されている絶縁膜103を配管11Aの外壁に固定する。熱伝導性接着剤は、硬化されることにより、フローセンサ21と配管11Aとを固定する接着剤である。   The heat insulating member 23 may be fixed to the pipe 11A along the center line C shown in FIGS. 4 and 5 via a heat conductive adhesive (not shown). For example, the heat conductive adhesive is a heat conductive material interposed between the flow sensor 21 and the outer wall of the pipe 11A. The heat conductive adhesive efficiently transfers the heat of the flow sensor 21 to the fluid inside the pipe, and transfers the heat inside the pipe 11 to the flow sensor 21. Become. For example, the heat conductive adhesive is applied to a pipe fixing region, and the insulating film 103 disposed on the base 101 is fixed to the outer wall of the pipe 11A via the heat conductive adhesive. The thermally conductive adhesive is an adhesive that fixes the flow sensor 21 and the pipe 11A by being cured.

熱伝導性接着剤は、熱を伝導するという性質を有する接着剤、例えば、伝導性フィラーとバインダー樹脂との混合物であるペーストを含む。伝導性フィラーには、熱を伝導するという性質を有する金属、例えば、銀、銅、金、鉄、ニッケル、及びアルミニウムなどの金属微粉末やカーボンブラックが含まれる。また、バインダー樹脂には、物と物とを接着、固着、又は接合等するという性質を有する樹脂、例えば、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂及びイミド樹脂等の樹脂が含まれる。   The heat conductive adhesive includes an adhesive having a property of conducting heat, for example, a paste that is a mixture of a conductive filler and a binder resin. The conductive filler includes a metal having a property of conducting heat, for example, metal fine powder such as silver, copper, gold, iron, nickel, and aluminum, or carbon black. In addition, the binder resin includes a resin having a property of adhering, fixing, or joining the objects, for example, a resin such as an epoxy resin, a polyester resin, a urethane resin, a phenol resin, and an imide resin.

なお、基体101の材料としては、熱伝導率が高く、微細加工に適する材料、例えば、シリコン(Si)等が使用可能である。絶縁膜103の材料としては、酸化ケイ素(SiO2)等が使用可能である。また、測温抵抗素子104及び107の各々の材料としては、白金(Pt)等が使用可能である。 As the material of the base 101, a material having high thermal conductivity and suitable for fine processing, for example, silicon (Si) can be used. As a material of the insulating film 103, silicon oxide (SiO 2 ) or the like can be used. Further, platinum (Pt) or the like can be used as the material of each of the resistance temperature measuring elements 104 and 107.

(流量測定方法)
ここで、フローセンサ21の測定方法を説明する。フローセンサ21のヒータ21Aは、配管11を流れる流体の温度(温度センサ21Bの測定温度)よりも一定温度高くなるように流体に熱を供給する。例えば、ヒータ21Aは、測定温度よりも10℃高くなるように流体に熱を供給する場合、測定温度が20℃のとき、ヒータ21Aは流体の温度が30℃になるように熱を供給する。すなわち、測定温度よりも一定温度高い温度であるヒータ21Aの設定温度は測定温度に応じて変化する。ヒータ21Aは流体の温度を上げるように測定温度と設定温度との差に対応する熱を流体に供給する。
(Flow measurement method)
Here, a measurement method of the flow sensor 21 will be described. The heater 21A of the flow sensor 21 supplies heat to the fluid so that the temperature is higher than the temperature of the fluid flowing through the pipe 11 (measured temperature of the temperature sensor 21B). For example, when the heater 21A supplies heat to the fluid so as to be 10 ° C. higher than the measured temperature, when the measured temperature is 20 ° C., the heater 21A supplies heat so that the temperature of the fluid becomes 30 ° C. That is, the set temperature of the heater 21A, which is a temperature higher than the measured temperature by a certain temperature, changes according to the measured temperature. The heater 21A supplies heat to the fluid corresponding to the difference between the measured temperature and the set temperature so as to raise the temperature of the fluid.

そして、ヒータ21Aが、測定温度と設定温度との差に対応する熱量を流体に供給するための電力量は、配管11内を流通する流体の流速や流量と相関関係があることが知られている。このため、測定温度と設定温度との差に対応する熱を流体に供給するための電力量に基づいて、配管11内を流通する流体の流速及び流量の少なくとも一方を測定することができる。   And it is known that the amount of electric power for the heater 21A to supply the fluid with the amount of heat corresponding to the difference between the measured temperature and the set temperature has a correlation with the flow velocity and flow rate of the fluid flowing in the pipe 11. Yes. For this reason, it is possible to measure at least one of the flow velocity and the flow rate of the fluid flowing through the pipe 11 based on the amount of electric power for supplying heat corresponding to the difference between the measured temperature and the set temperature to the fluid.

なお、フローセンサ21における、流体の流速及び流量の測定方法は、上記に限られず、他の測定方法を採用することもできる。なお、フローセンサ21のヒータ21A及び温度センサ21Bは、必ずしも、互いに分離して配管11に固定されている必要はなく、ヒータ21A及び温度センサ21Bが一体となって配管11に固定されていてもよい。   In addition, the measurement method of the flow velocity and flow rate of the fluid in the flow sensor 21 is not limited to the above, and other measurement methods may be employed. Note that the heater 21A and the temperature sensor 21B of the flow sensor 21 do not necessarily need to be separated from each other and fixed to the pipe 11, and the heater 21A and the temperature sensor 21B may be integrally fixed to the pipe 11. Good.

以上説明したように、本実施形態に係る流量計においては、配管11Aの外周面に固定される温度センサ21Bと、温度センサ21Bが固定された領域とは異なる領域に固定されるヒータ21Aと、を備え、温度センサ21Bは、空洞102Bが形成された断熱構造を有する断熱部材23Bを備える。よって、配管11の外周面に固定されたセンサ21を含む流量計1において、配管11内を流れる流体の温度をより正確に測定することができるので、流体の流量をより正確に測定することができる。   As described above, in the flow meter according to the present embodiment, the temperature sensor 21B fixed to the outer peripheral surface of the pipe 11A, the heater 21A fixed to a region different from the region where the temperature sensor 21B is fixed, The temperature sensor 21B includes a heat insulating member 23B having a heat insulating structure in which a cavity 102B is formed. Therefore, in the flow meter 1 including the sensor 21 fixed to the outer peripheral surface of the pipe 11, the temperature of the fluid flowing in the pipe 11 can be measured more accurately, so that the flow rate of the fluid can be measured more accurately. it can.

<第2実施形態>
第2実施形態の流量計においては、第1実施形態の流量計の構成に加えて、空洞を塞ぐように配置されるシール部材を更に備える点において、第1実施形態とは異なる。以下では、第1実施形態と異なる点について特に説明する。
Second Embodiment
The flow meter of the second embodiment is different from the first embodiment in that in addition to the configuration of the flow meter of the first embodiment, a seal member disposed so as to close the cavity is further provided. Below, a different point from 1st Embodiment is demonstrated especially.

図6は、図1のII−II方向と同様の方向から見た場合の流量計の断面図である。図7は、本実施形態に係る温度センサの構成例を示す斜視図である。   FIG. 6 is a cross-sectional view of the flow meter when viewed from the same direction as the II-II direction in FIG. 1. FIG. 7 is a perspective view illustrating a configuration example of the temperature sensor according to the present embodiment.

図6及び図7に示すように、温度センサ21Bの断熱部材23Bは、例示的に、基体101Bと、基体101Bを貫通する空洞102Bによって形成された開口O1(第1開口)を覆うように配置された絶縁膜103Bと、絶縁膜103Bに設けられた測温抵抗素子107(抵抗素子)と、開口O1の反対側の開口O3(第2開口)において空洞102Bを塞ぐように配置されるシール部材110と、測温抵抗素子107が検出した物理量に対応する電気信号をワイヤ33C,33Dを介して出力する電気接続部109C,109Dと、を備える。   As shown in FIGS. 6 and 7, the heat insulating member 23B of the temperature sensor 21B is exemplarily disposed so as to cover the base 101B and the opening O1 (first opening) formed by the cavity 102B penetrating the base 101B. The insulating film 103B, the temperature measuring resistance element 107 (resistive element) provided on the insulating film 103B, and the sealing member disposed so as to close the cavity 102B in the opening O3 (second opening) opposite to the opening O1 110 and electrical connection portions 109C and 109D that output electrical signals corresponding to the physical quantities detected by the resistance temperature detector 107 via the wires 33C and 33D.

シール部材110は、空洞102Bを塞ぐことができる部材であればよく、例えば、ガラスやセラミック等を含む材料で構成される。なお、シール部材は、これらに限られず、シリコンやプラスチック等を含む材料で構成されてもよい。 The seal member 110 may be any member that can block the cavity 102B, and is made of, for example, a material containing glass, ceramic, or the like. Note that the seal member is not limited to these, and may be made of a material containing silicon, plastic, or the like.

ここで、熱伝導に関して、真空中では、熱放射のみが起こり熱伝導は発生しないことから、シール部材110を開口O1の反対側の開口O3において空洞102Bを塞ぐように配置することで、空洞102Bを真空状態に保つことができれば、断熱効果をより高めることができる。   Here, regarding heat conduction, only heat radiation occurs and no heat conduction occurs in a vacuum, and therefore, the seal member 110 is disposed so as to close the cavity 102B in the opening O3 opposite to the opening O1, thereby providing the cavity 102B. Can be kept in a vacuum state, the heat insulation effect can be further enhanced.

なお、空洞102Bにおいては、真空状態に保ったり、空気を充満させたりすることの他に、断熱効果のある他の気体を充満させてもよい。   The cavity 102B may be filled with another gas having a heat insulating effect in addition to being kept in a vacuum state or being filled with air.

以上説明したように、本実施形態に係る流量計においては、開口O1の反対側の開口O3において空洞102Bを塞ぐように配置するシール部材110を備える。よって、第1実施形態の効果に加えて、より断熱効果を高めることができるので、より正確に流体の流量を測定することができる。   As described above, the flow meter according to the present embodiment includes the seal member 110 disposed so as to close the cavity 102B in the opening O3 opposite to the opening O1. Therefore, in addition to the effect of the first embodiment, the heat insulation effect can be further increased, so that the fluid flow rate can be measured more accurately.

(他の実施形態)
上記した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するものではない。また、上記した実施形態は、あくまでも例示であり、上記で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。
(Other embodiments)
The above-described embodiments are for facilitating understanding of the present invention, and are not to be construed as limiting the present invention. Moreover, the above-described embodiment is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described above. That is, the present invention can be implemented with various modifications (combining the embodiments) without departing from the spirit of the present invention.

上記各実施形態においては、測定装置として流量計、センサとしてフローセンサを例に挙げて説明したが、これに限られず、配管の外壁にセンサを設置して構成される測定装置であればよく、例えば、測定装置として熱量計、センサとして熱量センサであってもよい。   In each of the above-described embodiments, the flow meter is used as the measurement device and the flow sensor is used as the sensor.However, the measurement device is not limited thereto, and any measurement device may be used as long as the sensor is installed on the outer wall of the pipe. For example, a calorimeter may be used as the measuring device, and a calorimeter sensor may be used as the sensor.

1 流量計
11 配管
21 フローセンサ
21A ヒータ
21B 温度センサ
23 断熱部材
31 中継基板
33,41 ワイヤ
35,109 電気接続部
51 継手部材
61 センサ筐体
101 基体
102 空洞
103 絶縁膜
104,107 測温抵抗素子
110 シール部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flowmeter 11 Piping 21 Flow sensor 21A Heater 21B Temperature sensor 23 Heat insulation member 31 Relay board 33, 41 Wire 35, 109 Electrical connection part 51 Joint member 61 Sensor housing 101 Base body 102 Cavity 103 Insulating film 104, 107 Resistance temperature sensor 110 Sealing member

Claims (3)

管状部材と、
前記管状部材の外周面に固定され、前記管状部材内を流れる流体の温度を測定する温度センサと、
前記外周面の前記温度センサが固定された領域とは異なる領域に固定される、前記流体に熱を供給するヒータと、
を備え、
前記温度センサは、空洞が形成された断熱構造を有する断熱部材を備える、
測定装置。
A tubular member;
A temperature sensor fixed to the outer peripheral surface of the tubular member and measuring the temperature of a fluid flowing in the tubular member;
A heater for supplying heat to the fluid, which is fixed to a region different from a region where the temperature sensor of the outer peripheral surface is fixed;
With
The temperature sensor includes a heat insulating member having a heat insulating structure in which a cavity is formed.
measuring device.
前記断熱部材は、
前記空洞によって形成された第1開口を覆うように配置された絶縁膜
を備え、
前記断熱部材は、前記管状部材の外周面に前記絶縁膜が配置されるような向きで固定されている、
請求項1に記載の測定装置。
The heat insulating member is
An insulating film arranged to cover the first opening formed by the cavity;
The heat insulating member is fixed in an orientation such that the insulating film is disposed on the outer peripheral surface of the tubular member.
The measuring apparatus according to claim 1.
前記断熱部材は、前記第1開口の反対側の第2開口において前記空洞を塞ぐように配置されるシール部材を更に備える、
請求項2に記載の測定装置。
The heat insulating member further includes a seal member disposed so as to close the cavity in a second opening opposite to the first opening.
The measuring apparatus according to claim 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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