JP2020517931A - ガスの速度又は流量を測定するための装置 - Google Patents
ガスの速度又は流量を測定するための装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020517931A JP2020517931A JP2019556968A JP2019556968A JP2020517931A JP 2020517931 A JP2020517931 A JP 2020517931A JP 2019556968 A JP2019556968 A JP 2019556968A JP 2019556968 A JP2019556968 A JP 2019556968A JP 2020517931 A JP2020517931 A JP 2020517931A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- platform
- temperature
- gas
- thermoelectric
- arm
- 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
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/6888—Thermoelectric elements, e.g. thermocouples, thermopiles
-
- 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
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/02—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature
- G01F15/04—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured
- G01F15/043—Compensating or correcting for variations in pressure, density or temperature of gases to be measured using electrical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
- G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
- G01F25/15—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters specially adapted for gas meters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Description
を満たすガス温度Tgを計算するのに適している。
図1は、既に上述しており、流体の流量を測定するための装置を表している;
図2A及び2Bは、それぞれ、ガス速度センサの実施形態についての上面図及び断面図である;
図3は、図2A及び図2Bのセンサを使用して流量を測定するための装置の実施形態についての断面図である;
図4は、図2A及び図2Bにおける2個のタイプのセンサについての上面図である;そして、
図5は、図2A及び2Bにおけるタイプのセンサのマトリックスを含む熱電装置の線図である。
したがって、異なる温度でのガス流量を1つだけの較正温度で測定することができ、これによって較正操作が簡単になる。
流量Fg0の各値について、較正中にプラットフォームから基板へのアームによって伝導される熱力P0は、次の関係式:
に基づいて、電圧値Vth0に基づいて計算される。更に、較正中のプラットフォームの温度Tp0は、次の関係式:
で定義される。こうして、流量Fg0の関数としての交換係数の較正値h0が得られた。流量測定段階中においてセンサによって供給される電圧Vthが測定され、そして、測定中においてプラットフォームから基板へのアームによって伝導される電力Pが決定され、下記の関係式:
プラットフォームの測定温度Tpは、次の関係式:
によって提供される。
Claims (13)
- 周囲温度とは異なる温度(Tg)でガス(102)の速度又は流量を測定するための装置であって、その装置が、
周囲温度で維持するのに適した(303)支持体(208)上に第1アーム(204P,204N)によって吊り下げられた第1プラットフォーム(202)であって、前記第1アームが、前記第1プラットフォームと前記支持体との温度差に基づいて第1電圧を供給するように構成された熱電トラック(214P,214N)を含む、前記第1プラットフォーム;及び
前記第1電圧、前記ガスの温度、及び前記周囲温度に基づいて、速度又は流量の測定結果(F)を提供するのに適した処理ユニット(306);
を含む、前記装置。 - 周囲温度センサを更に含む、請求項1に記載の装置。
- ガス温度センサを更に含む、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記支持体(208)上で第2アーム(204P’,204N’)によって吊り下げられた第2プラットフォーム(202’)を更に含み、
前記第2アームが、前記第2プラットフォームと前記支持体との温度差に基づいて、第2電圧を供給するように構成された熱電トラック(214P’、214N’)を含み、
前記第1アーム(204P,204N)及び前記第2アーム(204P’,204N’)が異なる熱抵抗を有するか、及び/又は、前記第1プラットフォーム(202)及び前記第2プラットフォーム(202’)が異なる寸法を有し、そして、
前記処理ユニット(306)が、前記第1電圧及び前記第2電圧に基づいて、前記ガスの温度を供給するのに適している、請求項1又は2に記載の装置。 - 前記プラットフォーム(202,202’)が同じ寸法を有し、平行に配置された前記第1アーム(204N,204P)が熱伝導率Kを有し、そして平行に配置された前記第2のアーム(204N’,204P’)が熱伝導率K’を有し、そして、
前記処理ユニット(306)が、
前記第1電圧及び前記周囲温度に基づいて前記第1プラットフォームの温度Tp、及び前記第2電圧及び前記周囲温度に基づいて前記第2プラットフォームの温度Tp’を計算し;そして、
下記関係式:
を満たす前記ガスの温度Tgを計算するのに適している、請求項4に記載の装置。 - 各プラットフォーム(202,202’)について、平行に配置されたアームの熱伝導率が1〜1000nW/Kであり、そして、そのプラットフォームの側面が5〜200μmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装置。
- 熱電トラックを含むアームによって前記支持体上に吊り下げられた複数の第1プラットフォーム(202)を含み、種々の第1プラットフォームにおけるその熱電トラックが順番につなげられている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記処理ユニット(306)が、前記ガスの温度と前記周囲温度との差に基づいて電力を発生するのに適した熱電供給装置(500)によって提供される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記熱電供給装置が、熱電トラックを含むアームによって前記支持体(208)上に吊り下げられた第3プラットフォーム(202)のマトリックス(500)であり、全く同一の列における前記第3プラットフォームの熱電トラックが平行につなげられており、複数の列が順番につなげられている、請求項8に記載の装置。
- 各プラットフォーム(202)が溝(206)上に位置しており、2個のアーム(204P)のそれぞれが前記プラットフォームの一方の側面を前記溝の一方の端部につなげた第1タイプの熱電トラック(214P)を含み、2個のアーム(204N)のそれぞれが前記プラットフォームの反対側の側面を前記溝の他方の端部につなげた第2タイプの熱電トラック(214N)を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記アーム(204P,204N)が、熱電トラック(214P,214N)の下に電気絶縁ストリップ(226)を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装置。
- 前記熱電トラック(214P、214N)が、ドープされたテルル化ビスマスで作られている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の装置。
- 前記支持体(208)が、前記ガス(102)を循環させるための管(302)に配置されている、請求項1〜12のいずれか一項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1753342 | 2017-04-18 | ||
FR1753342A FR3065281B1 (fr) | 2017-04-18 | 2017-04-18 | Dispositif de mesure de vitesse ou de debit de gaz |
PCT/EP2018/059817 WO2018192934A1 (fr) | 2017-04-18 | 2018-04-18 | Dispositif de mesure de vitesse ou de debit de gaz |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020517931A true JP2020517931A (ja) | 2020-06-18 |
JP7046099B2 JP7046099B2 (ja) | 2022-04-01 |
Family
ID=60955089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019556968A Active JP7046099B2 (ja) | 2017-04-18 | 2018-04-18 | ガスの速度又は流量を測定するための装置 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11307073B2 (ja) |
EP (1) | EP3612803B1 (ja) |
JP (1) | JP7046099B2 (ja) |
CN (1) | CN110520699A (ja) |
CA (1) | CA3058694A1 (ja) |
FR (1) | FR3065281B1 (ja) |
RU (1) | RU2764241C2 (ja) |
WO (1) | WO2018192934A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111504854B (zh) * | 2020-04-13 | 2021-12-31 | 中国矿业大学 | 一种牛顿流体粘度的温差型测量装置及测量方法 |
CN113155218A (zh) * | 2021-04-17 | 2021-07-23 | 锦州精微仪表有限公司 | 变功率热式质量流量计及其标定方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5231877A (en) * | 1990-12-12 | 1993-08-03 | University Of Cincinnati | Solid state microanemometer |
JP2584702B2 (ja) * | 1992-03-17 | 1997-02-26 | 光照 木村 | フローセンサ |
JP2004050857A (ja) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Toyo Seat Co Ltd | 車両用幌装置 |
JP3945385B2 (ja) * | 2002-11-15 | 2007-07-18 | オムロン株式会社 | フローセンサ及び流量計測方法 |
JP5874117B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2016-03-02 | 学校法人東北学院 | 流体の温度と種類の影響を校正した熱伝導型センサと、これを用いた熱型フローセンサおよび熱型気圧センサ |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2914971A (en) | 1970-05-28 | 1972-11-23 | Nippon Steel Corporation | Method for controlling flow rate of high-temperature gas |
US4561303A (en) * | 1984-12-06 | 1985-12-31 | Ford Motor Company | Mass airflow sensor with backflow detection |
US4909078A (en) * | 1987-10-14 | 1990-03-20 | Rosemount Inc. | Fluid flow detector |
US5406841A (en) * | 1992-03-17 | 1995-04-18 | Ricoh Seiki Company, Ltd. | Flow sensor |
US5852239A (en) * | 1996-06-12 | 1998-12-22 | Ricoh Company, Ltd. | Flow sensor having an intermediate heater between two temperature-sensing heating portions |
US5827960A (en) | 1997-08-28 | 1998-10-27 | General Motors Corporation | Bi-directional mass air flow sensor having mutually-heated sensor elements |
JP4050857B2 (ja) | 1999-04-27 | 2008-02-20 | 矢崎総業株式会社 | 流体判別装置及び流量計測装置 |
US6883370B2 (en) | 2002-06-28 | 2005-04-26 | Heetronix | Mass flow meter with chip-type sensors |
ATE352770T1 (de) | 2002-08-22 | 2007-02-15 | Ems Patent Ag | Thermisches gasdurchfluss-messgerät mit gasqualitätsindikator |
CN100573058C (zh) * | 2003-02-03 | 2009-12-23 | 印度科学院 | 测量气流速度的方法和使用气体流经固体材料进行能量转换的方法及其所使用的测量设备或转换装置 |
CN1793791A (zh) | 2006-01-09 | 2006-06-28 | 胡修泰 | 温差流量计及热表 |
EP1840535B1 (en) * | 2006-03-31 | 2011-01-12 | Sensirion Holding AG | Flow sensor with thermocouples |
CN101324456B (zh) * | 2007-06-14 | 2010-12-01 | 西北工业大学 | 冷热式流量计及其测量方法 |
WO2011075568A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Waters Technologies Corporation | Thermal-based flow sensing apparatus and method for high-performance liquid chromatography |
CN101738230B (zh) | 2010-01-06 | 2011-04-20 | 哈尔滨工程大学 | 低速热流体流量计 |
US8286478B2 (en) * | 2010-12-15 | 2012-10-16 | Honeywell International Inc. | Sensor bridge with thermally isolating apertures |
JP5978963B2 (ja) * | 2012-12-03 | 2016-08-24 | 富士通株式会社 | ブイ |
EP2989430B1 (en) * | 2013-04-22 | 2019-07-03 | MiniPumps, LLC | Flow sensors with modular microfluidic channels and methods of manufacture |
GB2521474A (en) * | 2013-12-22 | 2015-06-24 | Melexis Technologies Nv | Infrared thermal sensor with beams having different widths |
JP6297918B2 (ja) * | 2014-05-19 | 2018-03-20 | アズビル株式会社 | 機能兼用型センサ |
DE102014008284A1 (de) * | 2014-06-03 | 2015-12-03 | Diehl Metering Gmbh | Verfahren zur Bestimmung des Volumenflusses eines strömenden Mediums durch eine Messstrecke und zugeordnete Messeinrichtung |
-
2017
- 2017-04-18 FR FR1753342A patent/FR3065281B1/fr active Active
-
2018
- 2018-04-18 RU RU2019136533A patent/RU2764241C2/ru active
- 2018-04-18 JP JP2019556968A patent/JP7046099B2/ja active Active
- 2018-04-18 WO PCT/EP2018/059817 patent/WO2018192934A1/fr unknown
- 2018-04-18 EP EP18721966.2A patent/EP3612803B1/fr active Active
- 2018-04-18 CN CN201880025457.4A patent/CN110520699A/zh active Pending
- 2018-04-18 US US16/606,190 patent/US11307073B2/en active Active
- 2018-04-18 CA CA3058694A patent/CA3058694A1/fr active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5231877A (en) * | 1990-12-12 | 1993-08-03 | University Of Cincinnati | Solid state microanemometer |
JP2584702B2 (ja) * | 1992-03-17 | 1997-02-26 | 光照 木村 | フローセンサ |
JP2004050857A (ja) * | 2002-07-16 | 2004-02-19 | Toyo Seat Co Ltd | 車両用幌装置 |
JP3945385B2 (ja) * | 2002-11-15 | 2007-07-18 | オムロン株式会社 | フローセンサ及び流量計測方法 |
JP5874117B2 (ja) * | 2011-02-18 | 2016-03-02 | 学校法人東北学院 | 流体の温度と種類の影響を校正した熱伝導型センサと、これを用いた熱型フローセンサおよび熱型気圧センサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019136533A3 (ja) | 2021-07-05 |
RU2764241C2 (ru) | 2022-01-14 |
JP7046099B2 (ja) | 2022-04-01 |
US11307073B2 (en) | 2022-04-19 |
WO2018192934A1 (fr) | 2018-10-25 |
CN110520699A (zh) | 2019-11-29 |
US20200124450A1 (en) | 2020-04-23 |
EP3612803B1 (fr) | 2023-02-22 |
RU2019136533A (ru) | 2021-05-18 |
CA3058694A1 (fr) | 2018-10-25 |
EP3612803A1 (fr) | 2020-02-26 |
FR3065281B1 (fr) | 2019-06-14 |
FR3065281A1 (fr) | 2018-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5874117B2 (ja) | 流体の温度と種類の影響を校正した熱伝導型センサと、これを用いた熱型フローセンサおよび熱型気圧センサ | |
CN101273265B (zh) | 热导率测定方法及装置、以及气体成分比例测定装置 | |
US11686626B2 (en) | Apparatus, systems, and methods for non-invasive thermal interrogation | |
Kaltsas et al. | Characterization of a silicon thermal gas-flow sensor with porous silicon thermal isolation | |
CN102608153B (zh) | 多晶硅-金属热电偶塞贝克系数的在线测试结构 | |
JP2004170078A (ja) | フローセンサ及び流量計測方法 | |
CN104482971B (zh) | 一种基于mems技术的热式流量传感器 | |
JP5076235B2 (ja) | 熱電対ヒータとこれを用いた温度計測装置 | |
JP2004286492A (ja) | 気体センシングシステムとこれに用いる温度センサ | |
JP2004340964A (ja) | 質量流量計 | |
CN106768493A (zh) | 一种串联供电的薄膜热阻式热流传感器 | |
JP7046099B2 (ja) | ガスの速度又は流量を測定するための装置 | |
Xie et al. | Microstructures for characterization of seebeck coefficient of doped polysilicon films | |
Han et al. | A built-in temperature sensor in an integrated microheater | |
JP4749794B2 (ja) | 温度測定方法及びその装置 | |
JP2016170027A (ja) | 内部温度測定装置及び温度差測定モジュール | |
CN202403836U (zh) | 多晶硅-金属热电偶塞贝克系数的在线测试结构 | |
JP2000304584A (ja) | マイクロフローセンサ | |
US10365294B2 (en) | Sensor for high temperature turbulent flow | |
JP2009105132A (ja) | 熱電特性計測用センサ | |
JP2007059462A (ja) | 熱電素子の特性評価方法 | |
JP3589083B2 (ja) | 感熱式フロ−センサ | |
Kim et al. | Design and fabrication of a flow sensor detecting flow direction and velocity | |
Cerimovic et al. | Bidirectional micromachined flow sensor featuring a hot film made of amorphous germanium | |
CN102455224B (zh) | 带有沿横向轴线分隔开的两个接头的热电偶和方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220218 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220308 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220322 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7046099 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |