JP2788329B2 - 流体の流速及び流れ方向測定方法及び測定装置 - Google Patents
流体の流速及び流れ方向測定方法及び測定装置Info
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- JP2788329B2 JP2788329B2 JP2136138A JP13613890A JP2788329B2 JP 2788329 B2 JP2788329 B2 JP 2788329B2 JP 2136138 A JP2136138 A JP 2136138A JP 13613890 A JP13613890 A JP 13613890A JP 2788329 B2 JP2788329 B2 JP 2788329B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はガスや液体等の流体の流速及び流れ方向測定
方法及び測定装置に関する。
方法及び測定装置に関する。
（従来の技術） 例えば都市ガス供給系統に於ける供給ガス量の測定等
に用いる従来の流量計としては、羽根車式、ピトー管
式、差圧式、容積式等の各種の流量計があり、測定可能
な流速範囲や、測定精度、応答性等に於いて、夫々長
所、短所を有している。
に用いる従来の流量計としては、羽根車式、ピトー管
式、差圧式、容積式等の各種の流量計があり、測定可能
な流速範囲や、測定精度、応答性等に於いて、夫々長
所、短所を有している。
（発明が解決しようとする課題） 上記の従来の流量計は、測定対象の流体供給管に予め
設置して置かなければならず、必要に応じて流体供給管
に流れる流体の流量または流速を適所に於いて活管で測
定することはできないという課題がある。また、例えば
都市ガス供給系統では、供給管内の水分量の分布を調査
して差水個所を推定する場合等のように、ガスの流れ方
向を測定することが必要な場合があり、前記流量または
流速の測定と共に流れの方向を測定可能な測定装置が望
まれている。
設置して置かなければならず、必要に応じて流体供給管
に流れる流体の流量または流速を適所に於いて活管で測
定することはできないという課題がある。また、例えば
都市ガス供給系統では、供給管内の水分量の分布を調査
して差水個所を推定する場合等のように、ガスの流れ方
向を測定することが必要な場合があり、前記流量または
流速の測定と共に流れの方向を測定可能な測定装置が望
まれている。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、即
ち、上述した従来の課題を解決して、流体の流速と流れ
方向を同時に、活管で測定可能な測定方法及び測定装置
を提供することを目的とする。
ち、上述した従来の課題を解決して、流体の流速と流れ
方向を同時に、活管で測定可能な測定方法及び測定装置
を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上述の課題を解決するための手段を実施例に対応する
図面を参照して説明すると、まず本発明の流体の流速及
び流れ方向測定方法は、夫々熱線式流速センサの構成要
素を成す一対の検出用発熱体2a,2bを、測定対象の流体
供給管12の軸方向に所定距離隔てて設置すると共にそれ
らの間に遮蔽部材３を設置し、これらの一対の検出用発
熱体2a,2bに対応する熱線式流速センサの出力信号を比
較して流体の流れ方向を検出すると共に、上流側の検出
用発熱体2a,2bに対応する熱線式流速センサの出力信号
により流体の流速を測定するものである。
図面を参照して説明すると、まず本発明の流体の流速及
び流れ方向測定方法は、夫々熱線式流速センサの構成要
素を成す一対の検出用発熱体2a,2bを、測定対象の流体
供給管12の軸方向に所定距離隔てて設置すると共にそれ
らの間に遮蔽部材３を設置し、これらの一対の検出用発
熱体2a,2bに対応する熱線式流速センサの出力信号を比
較して流体の流れ方向を検出すると共に、上流側の検出
用発熱体2a,2bに対応する熱線式流速センサの出力信号
により流体の流速を測定するものである。
上記の構成に於いて、熱線式流速センサは、センサ器
体１の一端から所定距離隔てた位置に一対の検出用発熱
体2a,2bを間隔をおいて設置し、これらの間に遮蔽部材
３を設置すると共に、前記検出用発熱体2a,2bよりも前
記センサ器体１の一端寄りに温度補償用抵抗体4a,4bを
設置し、夫々の検出用発熱体2a,2bと温度補償用抵抗体4
a,4bをブリッジに組むと共に、夫々のブリッジ回路の不
平衡を零とするようにブリッジ電圧を調節する一対のセ
ンサ駆動回路6a,6bを設けて構成し、該センサ駆動回路6
a,6bによりブリッジ電圧を調節して、前記検出用発熱体
2a,2bの温度を一定に保持し、この時にブリッジ回路に
流れる電流に対応するセンサ駆動回路6a,6bの出力信号
から、流体の流速を導出する構成とすることができる。
体１の一端から所定距離隔てた位置に一対の検出用発熱
体2a,2bを間隔をおいて設置し、これらの間に遮蔽部材
３を設置すると共に、前記検出用発熱体2a,2bよりも前
記センサ器体１の一端寄りに温度補償用抵抗体4a,4bを
設置し、夫々の検出用発熱体2a,2bと温度補償用抵抗体4
a,4bをブリッジに組むと共に、夫々のブリッジ回路の不
平衡を零とするようにブリッジ電圧を調節する一対のセ
ンサ駆動回路6a,6bを設けて構成し、該センサ駆動回路6
a,6bによりブリッジ電圧を調節して、前記検出用発熱体
2a,2bの温度を一定に保持し、この時にブリッジ回路に
流れる電流に対応するセンサ駆動回路6a,6bの出力信号
から、流体の流速を導出する構成とすることができる。
また本発明の流体の流速及び流れ方向測定装置は、セ
ンサ器体１の一端から所定距離隔てた位置に一対の検出
用発熱体2a,2bを間隔をおいて設置し、これらの間に遮
蔽部材３を設置すると共に、前記検出用発熱体2a,2bよ
りも前記センサ器体１の一端寄りに温度補償用抵抗体4
a,4bを設置し、夫々の検出用発熱体2a,2bと温度補償用
抵抗体4a,4bをブリッジに組むと共に、夫々のブリッジ
の不平衡を零とするようにブリッジ電圧を調節する一対
のセンサ駆動回路6a,6bを設けて構成した熱線式流速セ
ンサを設けると共に、前記センサ駆動回路6a,6bの出力
信号を比較する比較器８と、該比較器８の出力信号によ
り切替動作して、出力すべき前記センサ駆動回路6a,6b
を選択する切替スイッチ９とから成る検出回路Ｂを設
け、前記比較器８により流れ方向に対応する信号を出力
すると共に、切替スイッチ９を介して流速に対応する信
号を出力する構成としたものである。
ンサ器体１の一端から所定距離隔てた位置に一対の検出
用発熱体2a,2bを間隔をおいて設置し、これらの間に遮
蔽部材３を設置すると共に、前記検出用発熱体2a,2bよ
りも前記センサ器体１の一端寄りに温度補償用抵抗体4
a,4bを設置し、夫々の検出用発熱体2a,2bと温度補償用
抵抗体4a,4bをブリッジに組むと共に、夫々のブリッジ
の不平衡を零とするようにブリッジ電圧を調節する一対
のセンサ駆動回路6a,6bを設けて構成した熱線式流速セ
ンサを設けると共に、前記センサ駆動回路6a,6bの出力
信号を比較する比較器８と、該比較器８の出力信号によ
り切替動作して、出力すべき前記センサ駆動回路6a,6b
を選択する切替スイッチ９とから成る検出回路Ｂを設
け、前記比較器８により流れ方向に対応する信号を出力
すると共に、切替スイッチ９を介して流速に対応する信
号を出力する構成としたものである。
以上の方法または装置に於いて、検出用発熱体2a,2b
は自己加熱型半導体サーミスタで構成することができ
る。また、遮蔽部材は板状に構成したり、棒状に構成す
る等適宜である。
は自己加熱型半導体サーミスタで構成することができ
る。また、遮蔽部材は板状に構成したり、棒状に構成す
る等適宜である。
（作用） 以上の構成に於いて、測定対象である流体供給管12内
に設置され、流体の流れの中に置かれた一対の検出用発
熱体2a,2bは、流速に応じて流体により熱を奪われるの
で、夫々の熱線式流速センサは、各検出用発熱体2a,2b
に対する流体の流速に応じた信号を発生する。
に設置され、流体の流れの中に置かれた一対の検出用発
熱体2a,2bは、流速に応じて流体により熱を奪われるの
で、夫々の熱線式流速センサは、各検出用発熱体2a,2b
に対する流体の流速に応じた信号を発生する。
かかる際、流れの下流側に位置する検出用発熱体2a,2
bに対する流体の流速は遮蔽部材３の影響で、上流側の
検出用発熱体2a,2bに対する流速よりも遅くなるので、
夫々の熱線式流速センサの出力信号に差が生じ、従って
これらの出力信号を比較することにより、どちらの熱線
式流速センサに対応する検出用発熱体2a,2bが上流側に
あるか、そしてこれにより流体の流れの方向を検出する
ことができる。
bに対する流体の流速は遮蔽部材３の影響で、上流側の
検出用発熱体2a,2bに対する流速よりも遅くなるので、
夫々の熱線式流速センサの出力信号に差が生じ、従って
これらの出力信号を比較することにより、どちらの熱線
式流速センサに対応する検出用発熱体2a,2bが上流側に
あるか、そしてこれにより流体の流れの方向を検出する
ことができる。
一方、夫々の検出用発熱体2a,2bに対する流体の流速
は遮蔽部材３に影響されて実際の値よりも遅くなり、従
って夫々の熱線式流速センサの出力信号も低下するので
あるが、上流側の熱線式流速センサに関しては、このよ
うに信号の出力は低下するものの、流速と出力の対応関
係の関数系は変化しないので、その対応関係により流体
の流速を正確に導出することができ、従って上記のよう
にして上流側の検出を行うと共に、この上流側の熱線式
流速センサの出力信号により、流体の流速を正確に導出
することができる。そして、この流速と流体供給管12の
径とから流量を検出することができる。
は遮蔽部材３に影響されて実際の値よりも遅くなり、従
って夫々の熱線式流速センサの出力信号も低下するので
あるが、上流側の熱線式流速センサに関しては、このよ
うに信号の出力は低下するものの、流速と出力の対応関
係の関数系は変化しないので、その対応関係により流体
の流速を正確に導出することができ、従って上記のよう
にして上流側の検出を行うと共に、この上流側の熱線式
流速センサの出力信号により、流体の流速を正確に導出
することができる。そして、この流速と流体供給管12の
径とから流量を検出することができる。
以上の熱線式流速センサを構成する検出用発熱体2a,2
bは、自己加熱型半導体サーミスタで構成することによ
り、熱線式流速センサの構成の小型化を図ることができ
る。即ち、この自己加熱型半導体サーミスタを検出用発
熱体2a,2bとして用いた熱線式流速センサは、検出用発
熱体2a,2bを、遮蔽部材３に影響されない流体供給管12
内の位置に設置した温度補償用抵抗体4a,4bとブリッジ
に組み、このブリッジの不平衡を零とするようにブリッ
ジ電圧を調節して、前記検出用発熱体2a,2bの温度を一
定に保持し、この時にブリッジ回路に流れる電流に対応
する信号から、前記検出用発熱体2a,2bから奪われる熱
量を検出し、この奪われる熱量に対応した信号から流体
の流速を検出することができる。
bは、自己加熱型半導体サーミスタで構成することによ
り、熱線式流速センサの構成の小型化を図ることができ
る。即ち、この自己加熱型半導体サーミスタを検出用発
熱体2a,2bとして用いた熱線式流速センサは、検出用発
熱体2a,2bを、遮蔽部材３に影響されない流体供給管12
内の位置に設置した温度補償用抵抗体4a,4bとブリッジ
に組み、このブリッジの不平衡を零とするようにブリッ
ジ電圧を調節して、前記検出用発熱体2a,2bの温度を一
定に保持し、この時にブリッジ回路に流れる電流に対応
する信号から、前記検出用発熱体2a,2bから奪われる熱
量を検出し、この奪われる熱量に対応した信号から流体
の流速を検出することができる。
そして上記した流れの方向及び流速の検出は、前記セ
ンサ駆動回路6a,6bの出力信号を比較する比較器８と、
該比較器８の出力信号により切替動作して、出力すべき
前記センサ駆動回路6a,6bを選択する切替スイッチ９と
から成る検出回路Ｂにより行うことができる。
ンサ駆動回路6a,6bの出力信号を比較する比較器８と、
該比較器８の出力信号により切替動作して、出力すべき
前記センサ駆動回路6a,6bを選択する切替スイッチ９と
から成る検出回路Ｂにより行うことができる。
（実施例） 次に本発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明に適用するセンサ本体Ａの一部の外観
を表した斜視図、そして第２図はセンサ本体Ａを構成す
る熱線式流速センサを表した回路図である。かかる図に
於いて、符号１はセンサ器体であり、このセンサ器体１
の一端から所定距離離れた位置に一対の検出用発熱体2
a,2bを間隔をおいて設置し、これらの間に遮蔽部材３を
設置している。これらの検出用発熱体2a,2bは自己加熱
型半導体サーミスタで構成している。また符号4a,4bは
前記検出用発熱体2a,2bの夫々に対応させる温度補償用
抵抗体であり、これらの温度補償用抵抗体4a,4bは半導
体サーミスタで構成し、前記検出用発熱体2a,2bよりも
前記センサ器体１の一端寄りに設置して、前記遮蔽部材
３の影響を受けない位置に設置している。遮蔽部材３は
板状に構成しており、この板状遮蔽部材３は保護キャッ
プ14の側壁15に取り付けており、該保護キャップ14をセ
ンサ基体１の所定位置に装着した状態に於いて前記一対
の検出用発熱体2a,2b間に設置状態となる構成である。
尚、この保護キャップ14は、前記側壁15と頂壁16により
センサ部を保護するもので、図中一点鎖線の矢印方向の
流れには支障ない構成である。また前記温度補償用抵抗
体4a,4bは前述の構成と逆に前記検出用発熱体2a,2bより
も前記センサ器体１から離れた位置に設置することもで
き、遮蔽部材３も、上述のように板状でなく、棒状に構
成することができ、この構成の場合には棒状遮蔽部材３
はセンサ器体１から突設して所定位置に設置状態とする
ことができる。
を表した斜視図、そして第２図はセンサ本体Ａを構成す
る熱線式流速センサを表した回路図である。かかる図に
於いて、符号１はセンサ器体であり、このセンサ器体１
の一端から所定距離離れた位置に一対の検出用発熱体2
a,2bを間隔をおいて設置し、これらの間に遮蔽部材３を
設置している。これらの検出用発熱体2a,2bは自己加熱
型半導体サーミスタで構成している。また符号4a,4bは
前記検出用発熱体2a,2bの夫々に対応させる温度補償用
抵抗体であり、これらの温度補償用抵抗体4a,4bは半導
体サーミスタで構成し、前記検出用発熱体2a,2bよりも
前記センサ器体１の一端寄りに設置して、前記遮蔽部材
３の影響を受けない位置に設置している。遮蔽部材３は
板状に構成しており、この板状遮蔽部材３は保護キャッ
プ14の側壁15に取り付けており、該保護キャップ14をセ
ンサ基体１の所定位置に装着した状態に於いて前記一対
の検出用発熱体2a,2b間に設置状態となる構成である。
尚、この保護キャップ14は、前記側壁15と頂壁16により
センサ部を保護するもので、図中一点鎖線の矢印方向の
流れには支障ない構成である。また前記温度補償用抵抗
体4a,4bは前述の構成と逆に前記検出用発熱体2a,2bより
も前記センサ器体１から離れた位置に設置することもで
き、遮蔽部材３も、上述のように板状でなく、棒状に構
成することができ、この構成の場合には棒状遮蔽部材３
はセンサ器体１から突設して所定位置に設置状態とする
ことができる。
夫々の熱線式流速センサは、第２図にその一方側を示
すように、夫々の検出用発熱体2a,2bと温度補償用抵抗4
a,4bを、他の抵抗5a,5bと共にブリッジに組んで構成
し、このブリッジの不平衡を零とするようにセンサ駆動
回路6a,6bによりブリッジ電圧を調節して、前記検出用
発熱体2a,2bの温度を一定に保持し、この時にブリッジ
回路に流れる電流に対応する電圧を出力する構成として
おり、センサ駆動回路6a,6bは差動増幅器により構成し
ている。
すように、夫々の検出用発熱体2a,2bと温度補償用抵抗4
a,4bを、他の抵抗5a,5bと共にブリッジに組んで構成
し、このブリッジの不平衡を零とするようにセンサ駆動
回路6a,6bによりブリッジ電圧を調節して、前記検出用
発熱体2a,2bの温度を一定に保持し、この時にブリッジ
回路に流れる電流に対応する電圧を出力する構成として
おり、センサ駆動回路6a,6bは差動増幅器により構成し
ている。
第３図はセンサ本体Ａと共に、検出回路Ｂを表したも
のであり、この検出回路Ｂは前記熱線式流速センサのセ
ンサ駆動回路6a,6bの出力を夫々増幅器7a,7bに入力し、
これらの増幅器7a,7bの出力を比較器８と切替スイッチ
９に入力する構成としている。そしてこの切替スイッチ
９は、比較器８の比較出力により切替動作を行って出力
すべきセンサ駆動回路6a,6bの選択を行う構成としてい
る。符号10は二乗器であり、この二乗器10は後述するよ
うに、流速の1/4乗の関数となる前記センサ駆動回路6a,
6bの出力電圧の直線化を図るものである。また符号11
は、前記比較器８と切替スイッチ９からの出力信号に所
定の処理を行って、流速そして流量及び流れ方向を得る
処理装置で、この処理装置11はマイクロコンピュータを
応用した機器とすることができる。
のであり、この検出回路Ｂは前記熱線式流速センサのセ
ンサ駆動回路6a,6bの出力を夫々増幅器7a,7bに入力し、
これらの増幅器7a,7bの出力を比較器８と切替スイッチ
９に入力する構成としている。そしてこの切替スイッチ
９は、比較器８の比較出力により切替動作を行って出力
すべきセンサ駆動回路6a,6bの選択を行う構成としてい
る。符号10は二乗器であり、この二乗器10は後述するよ
うに、流速の1/4乗の関数となる前記センサ駆動回路6a,
6bの出力電圧の直線化を図るものである。また符号11
は、前記比較器８と切替スイッチ９からの出力信号に所
定の処理を行って、流速そして流量及び流れ方向を得る
処理装置で、この処理装置11はマイクロコンピュータを
応用した機器とすることができる。
以上の構成に於いて本発明装置では、例えば対象とす
る流体供給管12に穿孔穴13を形成し、ここから流体供給
管12の内部にセンサ器体１を挿入し、そして適宜の方法
により流体が流体供給管12から漏洩しないように支持し
て、検出用発熱体2a,2b及び遮蔽部材３を該流体供給管1
2の軸方向に並ぶように設置することにより、活管状態
で下記の測定を行うことができる。
る流体供給管12に穿孔穴13を形成し、ここから流体供給
管12の内部にセンサ器体１を挿入し、そして適宜の方法
により流体が流体供給管12から漏洩しないように支持し
て、検出用発熱体2a,2b及び遮蔽部材３を該流体供給管1
2の軸方向に並ぶように設置することにより、活管状態
で下記の測定を行うことができる。
しかして、このように流体供給管12内に設置され、流
体の流れの中に置かれた一対の検出用発熱体2a,2bは、
流速に応じて流体により熱を奪われ、冷却されるので、
夫々の検出用発熱体2a,2bに対応するセンサ駆動回路6a,
6bは、各検出用発熱体2a,2bに対しての流体の流速に応
じた信号を出力する。この際の流れによる冷却の割合
は、次のKingの式によって表される。
体の流れの中に置かれた一対の検出用発熱体2a,2bは、
流速に応じて流体により熱を奪われ、冷却されるので、
夫々の検出用発熱体2a,2bに対応するセンサ駆動回路6a,
6bは、各検出用発熱体2a,2bに対しての流体の流速に応
じた信号を出力する。この際の流れによる冷却の割合
は、次のKingの式によって表される。
Ｈ＝（ａ＋bU1/2）（Ｔ−Ta） ……（１） 但し、H:放散熱量、U:流速、T:検出用発熱体2a,2bの
表面温度、Ta:流体（ガス）の温度である。そこで、検
出用発熱体2a,2bの抵抗をＲ、通じる電流をＩ、両端の
電圧をＶとすると、次式が成り立つ。
表面温度、Ta:流体（ガス）の温度である。そこで、検
出用発熱体2a,2bの抵抗をＲ、通じる電流をＩ、両端の
電圧をＶとすると、次式が成り立つ。
Ｈ＝I2R＝V2/R ……（２） 従って、（１）式、（２）式より V2＝Ｒ（ａ＋bU1/2）（Ｔ−Ta） ……（３） となり、センサ駆動回路6a,6bの出力電圧は流速の1/4乗
の関数となる。
の関数となる。
第４図（ａ）、（ｂ）は、流体として都市ガス（13
A）を管径50φの供給管に流した場合に於いて、流量及
び流速（風速）を測定した結果を表したものであり、
（ａ）は流量の変化に対しての、流れの上流側及び下流
側の熱線式流速センサの出力電圧の変化を表し、また
（ｂ）は流速（風速）の変化に対しての、遮蔽部材３が
ない場合の熱線式流速センサの出力電圧と、本発明によ
る上流側の熱線式流速センサの出力電圧の変化を表して
いる。尚、この測定では遮蔽部材３は図示のような板状
の構成としている。
A）を管径50φの供給管に流した場合に於いて、流量及
び流速（風速）を測定した結果を表したものであり、
（ａ）は流量の変化に対しての、流れの上流側及び下流
側の熱線式流速センサの出力電圧の変化を表し、また
（ｂ）は流速（風速）の変化に対しての、遮蔽部材３が
ない場合の熱線式流速センサの出力電圧と、本発明によ
る上流側の熱線式流速センサの出力電圧の変化を表して
いる。尚、この測定では遮蔽部材３は図示のような板状
の構成としている。
第４図に示すように、流れの下流側に位置する検出用
発熱体に対応する熱線式流速センサのセンサ駆動回路の
出力電圧は上流側の熱線式流速センサの出力電圧よりも
小さく、従ってこの出力電圧を比較器８により比較する
ことにより、どちらの熱線式流速センサの検出用発熱体
2a,2bが上流側にあるか、そしてこれにより流体の流れ
の方向を検出することができる。尚、第４図（ａ）に示
す実施例に於いては、0.6m3/h程度のガスの流量まで流
れの方向を検出できることがわかる。
発熱体に対応する熱線式流速センサのセンサ駆動回路の
出力電圧は上流側の熱線式流速センサの出力電圧よりも
小さく、従ってこの出力電圧を比較器８により比較する
ことにより、どちらの熱線式流速センサの検出用発熱体
2a,2bが上流側にあるか、そしてこれにより流体の流れ
の方向を検出することができる。尚、第４図（ａ）に示
す実施例に於いては、0.6m3/h程度のガスの流量まで流
れの方向を検出できることがわかる。
このように、熱線式流速センサのセンサ駆動回路6a,6
bの出力電圧を比較器８により比較することにより、例
えば第３図の矢印で示すようにガスが流れている場合に
は、センサ駆動回路6bの出力電圧の方が他よりも高く、
従って比較器８は検出用発熱体2b側が上流側である信号
を出力すると共に、この比較器８の出力により切替スイ
ッチ９は、上流側の検出用発熱体2bに対応するセンサ駆
動回路6b側を選択して、その出力電圧が出力されるよう
に切替動作する。
bの出力電圧を比較器８により比較することにより、例
えば第３図の矢印で示すようにガスが流れている場合に
は、センサ駆動回路6bの出力電圧の方が他よりも高く、
従って比較器８は検出用発熱体2b側が上流側である信号
を出力すると共に、この比較器８の出力により切替スイ
ッチ９は、上流側の検出用発熱体2bに対応するセンサ駆
動回路6b側を選択して、その出力電圧が出力されるよう
に切替動作する。
第４図（ｂ）に示すように上流側の検出用発熱体2bに
対応する熱線式流速センサの出力電圧は、遮蔽部材３が
ない場合の出力電圧よりも低下するのであるが、流速と
出力電圧の対応関係の関数系は変化しない。従ってこの
流速と出力電圧の対応関係を予め記憶しておけば、任意
の出力電圧に対して、その流速または流量を正確に測定
することができる。
対応する熱線式流速センサの出力電圧は、遮蔽部材３が
ない場合の出力電圧よりも低下するのであるが、流速と
出力電圧の対応関係の関数系は変化しない。従ってこの
流速と出力電圧の対応関係を予め記憶しておけば、任意
の出力電圧に対して、その流速または流量を正確に測定
することができる。
前述した通り、センサ駆動回路6a,6bの出力電圧は流
速の1/4乗の関数となるので、これを直線化する必要が
あるが、この直線化はアナログ的やデジタル的な手段に
より適宜行うことができる。例えば、実施例の場合に
は、センサ駆動回路6a,6bの出力電圧を二乗器10により
アナログ的に大まかに直線補正して、流速の1/2乗の関
数のアナログ出力信号とした後、その出力信号を処理装
置11に於いて、変換テーブル等によりデジタル的に補正
を行って表示器等（図示省略）に出力する構成としてい
る。この実施例の場合には、回路の複雑化と調整が必要
であるというアナログ的補正の問題点と、流速の大きい
領域、即ち出力電圧の高い領域に於ける分解能が悪くな
るというデジタル的補正の問題点を緩和し、両者の特徴
を生かすことができる。尚、流体供給管12内の流体の、
渦等に起因する不規則な速度変動による影響は、前記処
理装置11により所定時間毎に平均流速を算出することに
より緩和し、安定な測定を行うことができる。
速の1/4乗の関数となるので、これを直線化する必要が
あるが、この直線化はアナログ的やデジタル的な手段に
より適宜行うことができる。例えば、実施例の場合に
は、センサ駆動回路6a,6bの出力電圧を二乗器10により
アナログ的に大まかに直線補正して、流速の1/2乗の関
数のアナログ出力信号とした後、その出力信号を処理装
置11に於いて、変換テーブル等によりデジタル的に補正
を行って表示器等（図示省略）に出力する構成としてい
る。この実施例の場合には、回路の複雑化と調整が必要
であるというアナログ的補正の問題点と、流速の大きい
領域、即ち出力電圧の高い領域に於ける分解能が悪くな
るというデジタル的補正の問題点を緩和し、両者の特徴
を生かすことができる。尚、流体供給管12内の流体の、
渦等に起因する不規則な速度変動による影響は、前記処
理装置11により所定時間毎に平均流速を算出することに
より緩和し、安定な測定を行うことができる。
（発明の効果） 本発明は以上の通り、夫々熱線式流速センサの構成要
素を成す一対の検出用発熱体を、測定対象の流体供給管
の軸方向に所定距離隔てて設置すると共にそれらの間に
遮蔽部材を設置し、これらの一対の検出用発熱体に対応
する熱線式流速センサからの信号により測定を行うの
で、流体の流速、そして流量と共に、測定の流れの方向
を検出することができるという効果がある。また、本発
明ではセンサ本体を小型に構成することができ、そして
これを流体供給管内に設置すれば良いので、この設置は
流体供給管に形成した穿孔穴から容易に行うことがで
き、従って都市ガス供給管等に於ける前述したガス等の
流体の流速または流量や流れの方向の測定を活管の状態
で行うことができるという効果がある。
素を成す一対の検出用発熱体を、測定対象の流体供給管
の軸方向に所定距離隔てて設置すると共にそれらの間に
遮蔽部材を設置し、これらの一対の検出用発熱体に対応
する熱線式流速センサからの信号により測定を行うの
で、流体の流速、そして流量と共に、測定の流れの方向
を検出することができるという効果がある。また、本発
明ではセンサ本体を小型に構成することができ、そして
これを流体供給管内に設置すれば良いので、この設置は
流体供給管に形成した穿孔穴から容易に行うことがで
き、従って都市ガス供給管等に於ける前述したガス等の
流体の流速または流量や流れの方向の測定を活管の状態
で行うことができるという効果がある。
第１図は本発明に適用するセンサ本体Ａの構成の一例を
表した説明的斜視図、第２図は熱線式流速センサの構成
例を表した回路図、第３図は本発明の測定装置の全体構
成の一例を表した系統説明図、第４図（ａ）、（ｂ）
は、流体として都市ガス（13A）を管径50φの供給管に
流した場合に於いて、流速を測定した結果を表したもの
で、（ａ）は流量の変化に対しての、流れの上流側及び
下流側の熱線式流速センサの出力電圧の変化を表し、ま
た（ｂ）は流量の変化に対しての、遮蔽部材がない場合
の熱線式流速センサの出力電圧と、本発明による上流側
の熱線式流速センサの出力電圧の変化を表した説明図で
ある。 符号１……センサ器体、2a,2b……検出用発熱体、３…
…遮蔽部材、4a,4b……温度補償用抵抗体、5a,5b……抵
抗体、6a,6b……センサ駆動回路、7a,7b……増幅器、８
……比較器、９……切替スイッチ、10……二乗器、11…
…処理装置、12……流体供給管、13……穿孔穴、14……
保護キャップ、15……側壁、16……頂壁、Ａ……センサ
本体、Ｂ……検出回路。
表した説明的斜視図、第２図は熱線式流速センサの構成
例を表した回路図、第３図は本発明の測定装置の全体構
成の一例を表した系統説明図、第４図（ａ）、（ｂ）
は、流体として都市ガス（13A）を管径50φの供給管に
流した場合に於いて、流速を測定した結果を表したもの
で、（ａ）は流量の変化に対しての、流れの上流側及び
下流側の熱線式流速センサの出力電圧の変化を表し、ま
た（ｂ）は流量の変化に対しての、遮蔽部材がない場合
の熱線式流速センサの出力電圧と、本発明による上流側
の熱線式流速センサの出力電圧の変化を表した説明図で
ある。 符号１……センサ器体、2a,2b……検出用発熱体、３…
…遮蔽部材、4a,4b……温度補償用抵抗体、5a,5b……抵
抗体、6a,6b……センサ駆動回路、7a,7b……増幅器、８
……比較器、９……切替スイッチ、10……二乗器、11…
…処理装置、12……流体供給管、13……穿孔穴、14……
保護キャップ、15……側壁、16……頂壁、Ａ……センサ
本体、Ｂ……検出回路。
Claims (9)
- 【請求項１】夫々熱線式流速センサの構成要素を成す一
対の検出用発熱体を、測定対象の流体供給管の軸方向に
所定距離隔てて設置すると共にそれらの間に遮蔽部材を
設置し、これらの一対の検出用発熱体に対応する熱線式
流速センサの出力信号を比較して流体の流れ方向を検出
すると共に、上流側の検出用発熱体に対応する熱線式流
速センサの出力信号により流体の流速を測定することを
特徴とする流体の流速及び流れ方向測定方法 - 【請求項２】請求項１の熱線式流速センサは、センサ器
体の一端から所定距離隔てた位置に一対の検出用発熱体
を間隔をおいて設置し、これらの間に遮蔽部材を設置す
ると共に、前記検出用発熱体よりも前記センサ器体の一
端寄りに温度補償用抵抗体を設置し、夫々の検出用発熱
体と温度補償用抵抗体をブリッジに組むと共に、夫々の
ブリッジ回路の不平衡を零とするようにブリッジ電圧を
調節する一対のセンサ駆動回路を設けて構成し、該セン
サ駆動回路によりブリッジ電圧を調節して、前記検出用
発熱体の温度を一定に保持し、この時にブリッジ回路に
流れる電流に対応するセンサ駆動回路の出力信号から、
流体の流速を導出する構成としたことを特徴とする流体
の流速及び流れ方向測定方法 - 【請求項３】センサ器体の一端から所定距離隔てた位置
に一対の検出用発熱体を間隔をおいて設置し、これらの
間に遮蔽部材を設置すると共に、前記検出用発熱体より
も前記センサ器体の一端寄りの温度補償用抵抗体を設置
し、夫々の検出用発熱体と温度補償用抵抗体をブリッジ
に組むと共に、夫々のブリッジの不平衡を零とするよう
にブリッジ電圧を調節する一対のセンサ駆動回路を設け
て構成した熱線式流速センサを設けると共に、前記セン
サ駆動回路の出力信号を比較する比較器と、該比較器の
出力信号により切替動作して、出力すべき前記センサ駆
動回路を選択する切替スイッチとから成る検出回路を設
け、前記比較器により流れ方向に対応する信号を出力す
ると共に、切替スイッチを介して流速に対応する信号を
出力する構成としたことを特徴とする流体の流速及び流
れ方向測定装置 - 【請求項４】請求項１または２の検出用発熱体は自己加
熱型半導体サーミスタで構成したことを特徴とする流体
の流速及び流れ方向測定方法 - 【請求項５】請求項１または２の遮蔽部材は板状に構成
したことを特徴とする流体の流速及び流れ方向測定方法 - 【請求項６】請求項１または２の遮蔽部材は棒状に構成
したことを特徴とする流体の流速及び流れ方向測定方法 - 【請求項７】請求項３の検出用発熱体は自己加熱型半導
体サーミスタで構成したことを特徴とする流体の流速及
び流れ方向測定装置 - 【請求項８】請求項１または２の遮蔽部材は板状に構成
したことを特徴とする流体の流速及び流れ方向測定装置 - 【請求項９】請求項１または２の遮蔽部材は棒状に構成
したことを特徴とする流体の流速及び流れ方向測定装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136138A JP2788329B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 流体の流速及び流れ方向測定方法及び測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2136138A JP2788329B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 流体の流速及び流れ方向測定方法及び測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0429017A JPH0429017A (ja) | 1992-01-31 |
| JP2788329B2 true JP2788329B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=15168200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2136138A Expired - Fee Related JP2788329B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 流体の流速及び流れ方向測定方法及び測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2788329B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4718107B2 (ja) * | 2003-05-20 | 2011-07-06 | 株式会社荏原製作所 | 基板保持装置及び研磨装置 |
| JP5568961B2 (ja) * | 2009-11-20 | 2014-08-13 | 富士通株式会社 | 風向・風速センサ |
| EP3867606A1 (en) * | 2018-10-15 | 2021-08-25 | TSI Incorporated | Apparatus, system and method for monitoring a flow direction, and method for manufacturing a flow direction sensor |
| JP7445371B2 (ja) * | 2021-01-27 | 2024-03-07 | Koa株式会社 | センサ装置 |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP2136138A patent/JP2788329B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0429017A (ja) | 1992-01-31 |
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