JP2892419B2 - 温度センサー付質量流量計 - Google Patents
温度センサー付質量流量計Info
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- 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
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- 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
- G01F1/6847—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow where sensing or heating elements are not disturbing the fluid flow, e.g. elements mounted outside the flow duct
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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、液体もしくはガスの質量流量の測定用であ
って、測定する質量流量が熱伝導管に発生し、かつ管の
始点と終点とが同一温度に保たれた熱伝導管と、管内の
温度を上昇させる一つ以上の装置と、異なる場所で管内
の質量の温度を測定する装置とを含む温度センサー付質
量流量計に関する。
って、測定する質量流量が熱伝導管に発生し、かつ管の
始点と終点とが同一温度に保たれた熱伝導管と、管内の
温度を上昇させる一つ以上の装置と、異なる場所で管内
の質量の温度を測定する装置とを含む温度センサー付質
量流量計に関する。
この種の質量流量計は、例えば米国特許第4100801号
により公知である。このように公知の質量流量計の作動
に基づく原理は以下の通りである。測定する質量流量の
ガス及び液体、つまり媒体は、金属の熱伝導管を流動
し、管内の始点と終点は同一温度に保たれる。管の内側
もしくは外側の中央媒体と管を加熱する加熱エレメント
を設置する。この加熱エレメントに関して対称的に温度
センサーを設置する。
により公知である。このように公知の質量流量計の作動
に基づく原理は以下の通りである。測定する質量流量の
ガス及び液体、つまり媒体は、金属の熱伝導管を流動
し、管内の始点と終点は同一温度に保たれる。管の内側
もしくは外側の中央媒体と管を加熱する加熱エレメント
を設置する。この加熱エレメントに関して対称的に温度
センサーを設置する。
管内の媒体が流動しない場合は、温度プロファイルが
発生し、媒体が加熱エレメントにより加熱されるので、
加熱エレメントの中央で、温度は最高となる。周囲に熱
損失することなく、上述の中央に対する距離関数とし
て、管の温度減少は直線形である。上述の中央に関して
対称的である周囲に対する熱損失のあるなしにかかわら
ず、管にそっている温度プロファイルは、上述の中央に
対して対称的である。
発生し、媒体が加熱エレメントにより加熱されるので、
加熱エレメントの中央で、温度は最高となる。周囲に熱
損失することなく、上述の中央に対する距離関数とし
て、管の温度減少は直線形である。上述の中央に関して
対称的である周囲に対する熱損失のあるなしにかかわら
ず、管にそっている温度プロファイルは、上述の中央に
対して対称的である。
加熱エレメントに対して対称的に設置されている温度
センサーは、不動媒体を加熱する場合、ゼロに等しい温
度差を理論上示す。
センサーは、不動媒体を加熱する場合、ゼロに等しい温
度差を理論上示す。
管内の媒体が流動し、上述の方法で加熱が起こると、
加熱エレメントから上流側のセンサーは、下流側のセン
サー（上流側センサーに関して対称的に設置されてい
る）よりも低い温度を示す。両センサーが測定する温度
差は、媒体の流量速度、したがって管を流動する質量流
量の割合である。
加熱エレメントから上流側のセンサーは、下流側のセン
サー（上流側センサーに関して対称的に設置されてい
る）よりも低い温度を示す。両センサーが測定する温度
差は、媒体の流量速度、したがって管を流動する質量流
量の割合である。
上述の原理にしたがう温度センサー付質量流量計に
は、多数の欠点がある。
は、多数の欠点がある。
管の外側の気流は、管壁にそっている温度プロファイ
ルを撹乱させ、したがって測定値の精度及び再生精度に
マイナスの影響をおよぼすことがありうる。温度プロフ
ァイルが変更される状態に至る気流現象を外部対流と呼
ぶ。管を熱で隔離すること、例えば管を合成泡で包むこ
とで、外部対流に対抗できる。
ルを撹乱させ、したがって測定値の精度及び再生精度に
マイナスの影響をおよぼすことがありうる。温度プロフ
ァイルが変更される状態に至る気流現象を外部対流と呼
ぶ。管を熱で隔離すること、例えば管を合成泡で包むこ
とで、外部対流に対抗できる。
もう一つの欠点は、媒体内で重力誘導対流流量の形で
発生する内部対流である。この対流は加熱エレメントの
両側の管の部材が、重力の方向に関して対称的に向いて
いないから起こりうる。内部対流はさらに管表面に温度
勾配が加わる原因になり、したがって質量流量の測定が
余計に不正確になる。温度センサー付質量流量計を宇宙
船に適用する場合に特に発生するこの種の問題は、少な
くとも一回強制的に管の媒体の流動方向が回るため、管
にループコースを設けることで解消する。ループ形状管
付質量流量計の説明は上述の米国特許第4100801号に記
載されている。
発生する内部対流である。この対流は加熱エレメントの
両側の管の部材が、重力の方向に関して対称的に向いて
いないから起こりうる。内部対流はさらに管表面に温度
勾配が加わる原因になり、したがって質量流量の測定が
余計に不正確になる。温度センサー付質量流量計を宇宙
船に適用する場合に特に発生するこの種の問題は、少な
くとも一回強制的に管の媒体の流動方向が回るため、管
にループコースを設けることで解消する。ループ形状管
付質量流量計の説明は上述の米国特許第4100801号に記
載されている。
外部対流と内部対流は、いわゆる原点オフセットが発
生するとはっきりする。原点オフセットとは、不動媒体
の存在する管が、論理上予期する変化と矛盾して熱せら
れると、加熱エレメントに関して対称的に設置されてい
る温度センサーは、ゼロに等しくない温度差を示すこと
である。内部対流と外部対流だけが、原点オフセットの
発生する原因ではない。
生するとはっきりする。原点オフセットとは、不動媒体
の存在する管が、論理上予期する変化と矛盾して熱せら
れると、加熱エレメントに関して対称的に設置されてい
る温度センサーは、ゼロに等しくない温度差を示すこと
である。内部対流と外部対流だけが、原点オフセットの
発生する原因ではない。
原点オフセットが発生するほかの原因は、とりわけ加
熱エレメントに対して正確な対称的な位置関係にある管
の始点と終点の温度差と、管の中央に関して正確に対称
になっていない温度センサーの位置と、管壁の不均一性
とにある。
熱エレメントに対して正確な対称的な位置関係にある管
の始点と終点の温度差と、管の中央に関して正確に対称
になっていない温度センサーの位置と、管壁の不均一性
とにある。
温度センサー付質量流量計の公知の実施態様では、原
点オフセット発生問題を電子の働きにより補償すること
により回避している。この場合の欠点は、コスト高の電
子装置、及び／または温度センサーを読む構成装置を追
加する必要がどうしてもつきまとうことである。
点オフセット発生問題を電子の働きにより補償すること
により回避している。この場合の欠点は、コスト高の電
子装置、及び／または温度センサーを読む構成装置を追
加する必要がどうしてもつきまとうことである。
本発明の目的は、いわゆる原点オフセットを物理的に
除去できる質量流量計を提供することにある。この目的
は本発明により、管内もしくは管上に一つ以上の装置を
設置し、管の温度プロファイルを規制し、不動媒体の存
在する管が熱せられると加熱エレメントに関して対称的
に設置されている温度センサーが、ゼロに等しい温度差
を示すことにより達成される。
除去できる質量流量計を提供することにある。この目的
は本発明により、管内もしくは管上に一つ以上の装置を
設置し、管の温度プロファイルを規制し、不動媒体の存
在する管が熱せられると加熱エレメントに関して対称的
に設置されている温度センサーが、ゼロに等しい温度差
を示すことにより達成される。
上記の装置は、管の始点や終点の温度を設定する加熱
エレメントを追加すること、もしくは一つ以上の冷却体
（いわゆるペルチエ要素）と、もしくは縦方向に変化す
る壁厚の効果を模倣できる管壁に付ける機械構造物とに
より成りたっている。この種の機械構造物の例は、金属
の熱伝導管を動かしたり取り付けたりする管壁に付ける
レールである。
エレメントを追加すること、もしくは一つ以上の冷却体
（いわゆるペルチエ要素）と、もしくは縦方向に変化す
る壁厚の効果を模倣できる管壁に付ける機械構造物とに
より成りたっている。この種の機械構造物の例は、金属
の熱伝導管を動かしたり取り付けたりする管壁に付ける
レールである。
本発明は、管にそっている温度プロァイルを規制する
装置は別々に制御する二つの部材からなる管の中央にあ
る加熱エレメントから成る。二つの部材は管の中央の両
側、上流側と下流側にそれぞれ位置している。言いかえ
れば、加熱エレメントは二重構造である。一重構造の加
熱エレメントではなく、二重構造の加熱エレメントを管
の中央に使用することにより、管の中央の加熱エレメン
トの極めて正確な位置決めに関する厳密な構造技術的な
要件を満たす必要はない。二重構造加熱エレメントを適
用すると、一重構造加熱エレメントに比べ、ほとんどコ
スト高にならない。なぜならば一重構造コイルは、ほと
んど管にまきついている抵抗コイルから成っている。こ
れに対して二重構造コイルにするには、上述の抵抗コイ
ルに電源線をさらに供給するだけで良い。
装置は別々に制御する二つの部材からなる管の中央にあ
る加熱エレメントから成る。二つの部材は管の中央の両
側、上流側と下流側にそれぞれ位置している。言いかえ
れば、加熱エレメントは二重構造である。一重構造の加
熱エレメントではなく、二重構造の加熱エレメントを管
の中央に使用することにより、管の中央の加熱エレメン
トの極めて正確な位置決めに関する厳密な構造技術的な
要件を満たす必要はない。二重構造加熱エレメントを適
用すると、一重構造加熱エレメントに比べ、ほとんどコ
スト高にならない。なぜならば一重構造コイルは、ほと
んど管にまきついている抵抗コイルから成っている。こ
れに対して二重構造コイルにするには、上述の抵抗コイ
ルに電源線をさらに供給するだけで良い。
本発明による質量流量計の二重構造加熱エレメント
は、加熱エレメントが温度センサーとしても機能する回
路に基づく初期の質量流量計の二重構造加熱エレメント
とは区別される。これはどちらの機能も、米国特許第44
87062号での説明どおり、同一の温度感受性抵抗コイル
を使用し、米国特許で説明する型による質量流量計で
は、二重構造加熱エレメントを使用して原点オフセット
を物理的に補償する可能性がないからである。本発明に
よる質量流量計の二重構造加熱エレメントと、米国特許
第4487062号に説明されている型のもう一つの区別は、
加熱エレメントの位置及び構造にある。本発明による二
重構造加熱エレメントは、測定原理のために、管の中央
に、もしくは中央に極めて近く設置しなければならな
い。一方、米国特許による型では、管の中央からかなり
離れている位置にすることが、根本的に異なる測定原理
で機能するのに必要条件である。
は、加熱エレメントが温度センサーとしても機能する回
路に基づく初期の質量流量計の二重構造加熱エレメント
とは区別される。これはどちらの機能も、米国特許第44
87062号での説明どおり、同一の温度感受性抵抗コイル
を使用し、米国特許で説明する型による質量流量計で
は、二重構造加熱エレメントを使用して原点オフセット
を物理的に補償する可能性がないからである。本発明に
よる質量流量計の二重構造加熱エレメントと、米国特許
第4487062号に説明されている型のもう一つの区別は、
加熱エレメントの位置及び構造にある。本発明による二
重構造加熱エレメントは、測定原理のために、管の中央
に、もしくは中央に極めて近く設置しなければならな
い。一方、米国特許による型では、管の中央からかなり
離れている位置にすることが、根本的に異なる測定原理
で機能するのに必要条件である。
本発明による質量流量計の感度は、周知の質量流量計
では温度依存抵抗線を使用しているために、温度センサ
ーの感度よりきまる。加熱エレメントより熱が放散され
ればされる程、温度センサーが測定する温度差は増大
し、したがって質量流量計の感度も増大する。
では温度依存抵抗線を使用しているために、温度センサ
ーの感度よりきまる。加熱エレメントより熱が放散され
ればされる程、温度センサーが測定する温度差は増大
し、したがって質量流量計の感度も増大する。
実務で使用する質量流量計には、時として寸法がつい
ているものがあり、管の中央の加熱エレメントが誘導す
る温度は、周囲温度よりも高く100℃を越えて上昇する
ことがある。このような場合には以下の欠点が起こるこ
とがある。揮発液が沸騰しはじめて、測定が不可能とな
る。この種の液体やガスは、上述のごとく温度上昇で大
きく解離することがある。測定する媒体の特定の熱の温
度依存が強い場合には、測定精度はマイナスとしての影
響を受けることがある。媒体膨張の結果極めて低い流量
速度で、流動いわゆる熱サイホン効果が起こる。この流
量の概略値が測定する質量流量の概略値と等しい場合と
は、測定誤差は許容されない程大きくなる。上述の欠点
をすべてなくするには、媒体中の加熱エレメントに誘導
される温度を徹底的に下げること、したがって温度セン
サーが測定する温度差を低下させることが唯一の可能性
である。
ているものがあり、管の中央の加熱エレメントが誘導す
る温度は、周囲温度よりも高く100℃を越えて上昇する
ことがある。このような場合には以下の欠点が起こるこ
とがある。揮発液が沸騰しはじめて、測定が不可能とな
る。この種の液体やガスは、上述のごとく温度上昇で大
きく解離することがある。測定する媒体の特定の熱の温
度依存が強い場合には、測定精度はマイナスとしての影
響を受けることがある。媒体膨張の結果極めて低い流量
速度で、流動いわゆる熱サイホン効果が起こる。この流
量の概略値が測定する質量流量の概略値と等しい場合と
は、測定誤差は許容されない程大きくなる。上述の欠点
をすべてなくするには、媒体中の加熱エレメントに誘導
される温度を徹底的に下げること、したがって温度セン
サーが測定する温度差を低下させることが唯一の可能性
である。
本発明による管の中央に二重構造の加熱エレメントを
備えている質量流量計の実用の可能性は、温度センサー
がサーモカップル、つまりより詳細にはサーモパイルか
ら成る場合に、著しく大きくなる。サーモパイルは、ホ
ールダーにまきつけられ、直列に結合している非常に多
数のサーモカップルより成っているのでサーモカップル
の高温側は、すべてホールダーの一方の側に位置し、サ
ーモカップルの低温側は、すべてホールダーのもう一方
の側に位置している。
備えている質量流量計の実用の可能性は、温度センサー
がサーモカップル、つまりより詳細にはサーモパイルか
ら成る場合に、著しく大きくなる。サーモパイルは、ホ
ールダーにまきつけられ、直列に結合している非常に多
数のサーモカップルより成っているのでサーモカップル
の高温側は、すべてホールダーの一方の側に位置し、サ
ーモカップルの低温側は、すべてホールダーのもう一方
の側に位置している。
温度依存抵抗線でなく、サーモカップルを温度センサ
ーとして使用すると、管の中央にある媒体のごくわずか
な温度上昇で十分であり、質量流量速度値の広範囲にわ
たるセンサー信号の直線性は、十分に実現し、温度セン
サーの感度は十分に得られ、管の環境温度に影響をおよ
ぼす感度は、許容される程低レベルである。
ーとして使用すると、管の中央にある媒体のごくわずか
な温度上昇で十分であり、質量流量速度値の広範囲にわ
たるセンサー信号の直線性は、十分に実現し、温度セン
サーの感度は十分に得られ、管の環境温度に影響をおよ
ぼす感度は、許容される程低レベルである。
管の中央にある加熱エレメントの下流側の温度をサー
モパイルの高温側で測定し、上流側の温度をサーモパイ
ルの低温側で測定すると、サーモパイルの利益はさらに
増大する。この種のセンサー構造は、Ｕ字形カーブの中
央で管に二重構造の加熱エレメントを設置し、管の両脚
の距離がサーモパイルの高温部と低温部の距離にちょう
ど等しいＵ字形管にすることにより可能となる。したが
ってサーモパイルはＵ字形管の両脚の間に留めることが
できる。
モパイルの高温側で測定し、上流側の温度をサーモパイ
ルの低温側で測定すると、サーモパイルの利益はさらに
増大する。この種のセンサー構造は、Ｕ字形カーブの中
央で管に二重構造の加熱エレメントを設置し、管の両脚
の距離がサーモパイルの高温部と低温部の距離にちょう
ど等しいＵ字形管にすることにより可能となる。したが
ってサーモパイルはＵ字形管の両脚の間に留めることが
できる。
本発明によるＵ字形管、二重構造加熱エレメントとサ
ーモパイルを有する質量流量計の例では、適用するサー
モパイルは低温側と高温側がおよそ2.5mm離れているこ
とを特徴とする。Ｕ字形管の両脚は、およそ2.5mmの中
間距離をあけて平行になっている。両脚の間には脚の全
長もしくは、その一部にわたりサーモパイルを設置す
る。この構造で管の二点間、つまり管の中央に設置して
ある加熱エレメントに関して、上流と下流の対称的な位
置で、温度差を何回も測定する。サーモパイル使用にあ
たって固有の測定される温度差はすべて合計され、それ
により可能な最も高い信号を得る。管の始点と終点、い
わば両方とも脚は、始点と終点の温度を可能な限り同一
温度にする目的のために、金属固形材の構造となってい
る。上述の金属固形材は、隔離ケーシングから構成され
る金属箱に熱で強固に連結している。この構造により管
の始点と終点の温度は、管の外側の温度と可能な限り等
しくなる。Ｕ字形管の両脚は、金属の箱内で対称的に組
み立てられていて、箱内の残りのスパースは隔離材料で
充填されている。両脚の上側ほぼ頂点に二重構造加熱エ
レメントを左右対称的に設置する。
ーモパイルを有する質量流量計の例では、適用するサー
モパイルは低温側と高温側がおよそ2.5mm離れているこ
とを特徴とする。Ｕ字形管の両脚は、およそ2.5mmの中
間距離をあけて平行になっている。両脚の間には脚の全
長もしくは、その一部にわたりサーモパイルを設置す
る。この構造で管の二点間、つまり管の中央に設置して
ある加熱エレメントに関して、上流と下流の対称的な位
置で、温度差を何回も測定する。サーモパイル使用にあ
たって固有の測定される温度差はすべて合計され、それ
により可能な最も高い信号を得る。管の始点と終点、い
わば両方とも脚は、始点と終点の温度を可能な限り同一
温度にする目的のために、金属固形材の構造となってい
る。上述の金属固形材は、隔離ケーシングから構成され
る金属箱に熱で強固に連結している。この構造により管
の始点と終点の温度は、管の外側の温度と可能な限り等
しくなる。Ｕ字形管の両脚は、金属の箱内で対称的に組
み立てられていて、箱内の残りのスパースは隔離材料で
充填されている。両脚の上側ほぼ頂点に二重構造加熱エ
レメントを左右対称的に設置する。
以下、添付図面にもとづき本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図は測定する液体、もしくはガス状の媒体が流動
する金属の熱伝導管１、及び質量流量の金属ケーシング
を示す。管の脚ともいうべき始点３と終点４は、金属ケ
ーシング２に熱で連結している。管のほぼ中央Ｍに、二
重構造の加熱エレメントを抵抗線の形状で設置し、管に
まきつけ、電源用に三つの接合点を設けると、加熱エレ
メント左辺部と右辺部、おのおの５と６は、それぞれ別
々に制御することができる。管の外側の温度は、管の中
央Ｍに対称的な関係になっている二つの温度センサー７
と８でそれぞれ上流側と下流側で測定される。管の始点
と終点の矢印は、媒体の流動する方向を示す。
する金属の熱伝導管１、及び質量流量の金属ケーシング
を示す。管の脚ともいうべき始点３と終点４は、金属ケ
ーシング２に熱で連結している。管のほぼ中央Ｍに、二
重構造の加熱エレメントを抵抗線の形状で設置し、管に
まきつけ、電源用に三つの接合点を設けると、加熱エレ
メント左辺部と右辺部、おのおの５と６は、それぞれ別
々に制御することができる。管の外側の温度は、管の中
央Ｍに対称的な関係になっている二つの温度センサー７
と８でそれぞれ上流側と下流側で測定される。管の始点
と終点の矢印は、媒体の流動する方向を示す。
媒体が流動せずしかも周囲に対して媒体の熱損失がな
い場合で、媒体が理論上理想な状態であるＭ点で加熱さ
れると、温度プロファイルは、第２図のストライプ状の
直線で示すように管壁に現われる。センサー７と８を対
称的な位置に正確に設置すると、両場所の温度は同一で
ある。
い場合で、媒体が理論上理想な状態であるＭ点で加熱さ
れると、温度プロファイルは、第２図のストライプ状の
直線で示すように管壁に現われる。センサー７と８を対
称的な位置に正確に設置すると、両場所の温度は同一で
ある。
媒体が流動し、同様のつまり理想的な環境では、管壁
の温度プロファイルは第２図の破線カーブのとおり大き
くなる。簡単で周知の方法で媒体の流量速度は温度差
Ｔ′８からＴ′７に比例することが推定できる。
の温度プロファイルは第２図の破線カーブのとおり大き
くなる。簡単で周知の方法で媒体の流量速度は温度差
Ｔ′８からＴ′７に比例することが推定できる。
第３図では、理由はどうであれ、管４の終点温度が管
３の始点温度よりも低い場合の、または右脚が左脚より
も短い、もしくは短く見える場合の（例えば、加熱エレ
メントが中央に正確に設置されていない場合）不動媒体
用に、管壁の温度プロファイルは作図されている。この
状態ではセンサー７と８での温度はもはや同一ではない
が、いわゆる原点オフセットT7からＴ″８が起こったこ
とは明らかである。この原点オフセットは、許容されな
い程マイナスとして測定精度を左右する。
３の始点温度よりも低い場合の、または右脚が左脚より
も短い、もしくは短く見える場合の（例えば、加熱エレ
メントが中央に正確に設置されていない場合）不動媒体
用に、管壁の温度プロファイルは作図されている。この
状態ではセンサー７と８での温度はもはや同一ではない
が、いわゆる原点オフセットT7からＴ″８が起こったこ
とは明らかである。この原点オフセットは、許容されな
い程マイナスとして測定精度を左右する。
二重構造の加熱エレメントの右側部分６の熱を、左側
部分５の熱よりも放散させることにより、理想的な温度
プロファイル（第３図では変更のない左側部分とダッシ
ュの右側部分）の回復ができる。したがって原点オフセ
ットT7からＴ″８を除去できる。第３図の例と違う理想
的でない温度プロファイルも、同様に二重構造の加熱エ
レメントにより簡単に修正できることが容易に理解でき
る。
部分５の熱よりも放散させることにより、理想的な温度
プロファイル（第３図では変更のない左側部分とダッシ
ュの右側部分）の回復ができる。したがって原点オフセ
ットT7からＴ″８を除去できる。第３図の例と違う理想
的でない温度プロファイルも、同様に二重構造の加熱エ
レメントにより簡単に修正できることが容易に理解でき
る。
第４図は、本発明によるＵ字形アルミニウム管１と、
部分５と６を備えている二重構造加熱エレメントを有す
る質量流量計の例を側面図により示す。管の両脚の全
長、もしくはその一部にわたりサーモパイル９を設置す
る。この構造で管の二点間、つまり管の中央に設置して
ある加熱エレメントに関して対称的な位置、上流側と下
流側で、毎回温度差を測定する。サーモパイル使用にあ
たって固有の測定される温度差はすべて合計され、それ
により可能な最も高い信号を得る。管の始点３と終点
４、いわば両方とも脚は、始点と終点の温度を可能な限
り同一にする目的のために、アルミニウム固形材の構造
になっている。上述のアルミニウム固形材は、隔離ケー
シングから構成され、図では箱の底13だけが示されてい
るアルミニウム箱に熱で強固に連結している。この構造
により管の始点と終点の温度は、管の外側の温度と可能
な限り等しくなる。Ｕ字形管の両脚は、金属の箱内で対
称的に組み立てられていて、箱内の残りのスペースは、
隔離材料で充填されている。両脚の上側ほぼ頂点に、部
品５と６を備えている二重構造加熱エレメントを対称的
に設置する。
部分５と６を備えている二重構造加熱エレメントを有す
る質量流量計の例を側面図により示す。管の両脚の全
長、もしくはその一部にわたりサーモパイル９を設置す
る。この構造で管の二点間、つまり管の中央に設置して
ある加熱エレメントに関して対称的な位置、上流側と下
流側で、毎回温度差を測定する。サーモパイル使用にあ
たって固有の測定される温度差はすべて合計され、それ
により可能な最も高い信号を得る。管の始点３と終点
４、いわば両方とも脚は、始点と終点の温度を可能な限
り同一にする目的のために、アルミニウム固形材の構造
になっている。上述のアルミニウム固形材は、隔離ケー
シングから構成され、図では箱の底13だけが示されてい
るアルミニウム箱に熱で強固に連結している。この構造
により管の始点と終点の温度は、管の外側の温度と可能
な限り等しくなる。Ｕ字形管の両脚は、金属の箱内で対
称的に組み立てられていて、箱内の残りのスペースは、
隔離材料で充填されている。両脚の上側ほぼ頂点に、部
品５と６を備えている二重構造加熱エレメントを対称的
に設置する。
第１図は本発明の実施例における質量流量計の概要構成
図、第２図は媒体が流動の及び不動の状態での第１図装
置内の媒体温度の理想的線図を表わす図、第３図は媒体
が不動でありさらに状態が理論上理想でない場合の、第
１図装置内の管内の媒体温度の考えられる線図を示す
図、第４図はＵ字形、二重構造加熱エレメントとサーモ
パイルを有する質量流量計の好ましい実施態様の側面図
である。 １……金属の熱伝導管 ２……金属ケーシング ３……管の始点 ４……管の終点 5,6……加熱エレメント 7,8……温度センサー ９……サーモパイル
図、第２図は媒体が流動の及び不動の状態での第１図装
置内の媒体温度の理想的線図を表わす図、第３図は媒体
が不動でありさらに状態が理論上理想でない場合の、第
１図装置内の管内の媒体温度の考えられる線図を示す
図、第４図はＵ字形、二重構造加熱エレメントとサーモ
パイルを有する質量流量計の好ましい実施態様の側面図
である。 １……金属の熱伝導管 ２……金属ケーシング ３……管の始点 ４……管の終点 5,6……加熱エレメント 7,8……温度センサー ９……サーモパイル
Claims (5)
- 【請求項１】液体もしくはガスの質量流量の測定用であ
って、測定する質量流量が熱伝導管に発生し、かつ管の
始点と終点とが同一温度に保たれた熱伝導管と、管内の
温度を上昇させる一つ以上の装置と、異なる場所で管内
の質量の温度を測定する装置とを含む温度センサー付質
量流量計において、 上記管（１）に沿っている温度プロファイルが規制さ
れ、したがって不動媒体の存在する上記管が加熱する
と、加熱エレメントに関して対称的に設置されている温
度センサー（７）、（８）がゼロに等しい温度差を示す
一つ以上の装置を上記管（１）内もしくは上記管（１）
に適用し、上記装置が、管の中央の両側、つまり下流側
及び上流側におのおの位置し、別々に制御する二つの部
材（５）、（６）を有する上記管の中央にある加熱エレ
メントを有することを特徴とする温度センサー付質量流
量計。 - 【請求項２】温度センサーがサーモカップル、つまりよ
り具体的にはサーモパイル（９）を有することとする請
求項（１）に記載の温度センサー付質量流量計。 - 【請求項３】熱伝導管（１）はＵ字形であり、Ｕ字形の
ほぼ中央に、加熱エレメント（５）、（６）をまきつ
け、両脚の距離はサーモパイルの高温の部分と低温の部
分にちょうど等しく、サーモパイルは、Ｕ字形管（１）
の両脚の間に留められていることとする請求項（２）に
記載の温度センサー付質量流量計。 - 【請求項４】サーモパイルの高温側と低温側は、およそ
2.5mm離れていることとする請求項（２）及び（３）に
記載の温度センサー付質量流量計。 - 【請求項５】Ｕ字形管（１）の両脚は、およそ2.5mmの
中間距離をあけて平行になっていることとする請求項
（４）に記載の温度センサー付質量流量計。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8900474A NL8900474A (nl) | 1989-02-24 | 1989-02-24 | Massa-debietmeter met temperatuursensoren. |
| NL8900474 | 1989-02-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02262015A JPH02262015A (ja) | 1990-10-24 |
| JP2892419B2 true JP2892419B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=19854209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2039927A Expired - Lifetime JP2892419B2 (ja) | 1989-02-24 | 1990-02-22 | 温度センサー付質量流量計 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5036701A (ja) |
| EP (1) | EP0395126B1 (ja) |
| JP (1) | JP2892419B2 (ja) |
| AT (1) | ATE100195T1 (ja) |
| DE (1) | DE69005884T2 (ja) |
| DK (1) | DK0395126T3 (ja) |
| ES (1) | ES2047818T3 (ja) |
| NL (1) | NL8900474A (ja) |
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- 1989-02-24 NL NL8900474A patent/NL8900474A/nl not_active Application Discontinuation
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- 1990-02-22 DE DE69005884T patent/DE69005884T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-22 DK DK90200417.5T patent/DK0395126T3/da active
- 1990-02-22 ES ES90200417T patent/ES2047818T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-22 EP EP90200417A patent/EP0395126B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-22 JP JP2039927A patent/JP2892419B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-22 AT AT90200417T patent/ATE100195T1/de not_active IP Right Cessation
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| ES2047818T3 (es) | 1994-03-01 |
| DK0395126T3 (da) | 1994-04-11 |
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| DE69005884T2 (de) | 1994-06-09 |
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