JP3090490B2 - 熱式フローセンサーを用いた流量計 - Google Patents
熱式フローセンサーを用いた流量計Info
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- JP3090490B2 JP3090490B2 JP03097001A JP9700191A JP3090490B2 JP 3090490 B2 JP3090490 B2 JP 3090490B2 JP 03097001 A JP03097001 A JP 03097001A JP 9700191 A JP9700191 A JP 9700191A JP 3090490 B2 JP3090490 B2 JP 3090490B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱式フローセンサーを用
いた流量計の改良に関する。
いた流量計の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８と図９に示すように、フルィディッ
ク発振素子１を流れる流体（例えばガス）の流体振動を
圧電膜センサーで検出して流量を測定するフルィディッ
クガスメーターが周知である。このガスメーターは、フ
ルィディック発振素子の流体振動が微小流量では発振し
なかったり、発振が不安定になったりして流量が計測し
にくいことをカバーするため、フルィディツク発振素子
１のノズル部分２に流速検知用の熱式フローセンサー３
を配置して、微小流量域における流量を計測している。
ク発振素子１を流れる流体（例えばガス）の流体振動を
圧電膜センサーで検出して流量を測定するフルィディッ
クガスメーターが周知である。このガスメーターは、フ
ルィディック発振素子の流体振動が微小流量では発振し
なかったり、発振が不安定になったりして流量が計測し
にくいことをカバーするため、フルィディツク発振素子
１のノズル部分２に流速検知用の熱式フローセンサー３
を配置して、微小流量域における流量を計測している。
【０００３】熱式フローセンサーは、シリコンチップ上
の流れの当る表面に発熱部と流体温度検出部とを順に配
置したもので、発熱部からは流量に応じた熱量が流体に
奪われ、その温度が流量に応じて変化し、電気抵抗が変
化する。発熱部の温度を一定に保つための供給電力を知
れば流量が求められる。
の流れの当る表面に発熱部と流体温度検出部とを順に配
置したもので、発熱部からは流量に応じた熱量が流体に
奪われ、その温度が流量に応じて変化し、電気抵抗が変
化する。発熱部の温度を一定に保つための供給電力を知
れば流量が求められる。
【０００４】この熱式フローセンサー３は、図９，図１
０に示されているように、流れに直角に切った流路断面
が細長い長方形のノズル２の一方の端部に配設され、流
路断面の長方形の幅Ａに対し、わずかに小さい寸法（図
８で見る対角線の長さ）ａを有している。２ａは熱式セ
ンサー３を取付けた壁面である。
０に示されているように、流れに直角に切った流路断面
が細長い長方形のノズル２の一方の端部に配設され、流
路断面の長方形の幅Ａに対し、わずかに小さい寸法（図
８で見る対角線の長さ）ａを有している。２ａは熱式セ
ンサー３を取付けた壁面である。
【０００５】実例の寸法を図１０に拡大図示するが、ノ
ズル２の幅Ａが３．２ｍｍ、熱式フローセンサー3 の対
角線寸法が２．５ｍｍ、熱式フローセンサー３の厚みｔ
が０．８ｍｍである。なお、ノズル２の奥行き、即ち、
前記長方形の流路断面の長辺の寸法は３３ｍｍである。
ズル２の幅Ａが３．２ｍｍ、熱式フローセンサー3 の対
角線寸法が２．５ｍｍ、熱式フローセンサー３の厚みｔ
が０．８ｍｍである。なお、ノズル２の奥行き、即ち、
前記長方形の流路断面の長辺の寸法は３３ｍｍである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術で、熱
式フローセンサーで計測できる流量の下限をなるべく小
さくすることが望まれるが、感度をあげようとしてノズ
ル２の断面積を小さくして流速を速くすると、圧損が大
きくなり、ガスメーターのように、圧損を規格値以下に
する必要がある場合には、実際的な解決手段として役に
立たない。
式フローセンサーで計測できる流量の下限をなるべく小
さくすることが望まれるが、感度をあげようとしてノズ
ル２の断面積を小さくして流速を速くすると、圧損が大
きくなり、ガスメーターのように、圧損を規格値以下に
する必要がある場合には、実際的な解決手段として役に
立たない。
【０００７】又、従来技術の構成においては、熱式フロ
ーセンサのごく近傍にノズルの壁面２ａ，２ｃ，２ｃ′
があり、この壁面上では流速が零であり、壁面からの距
離に従って流速が大きくなるが、３つの壁面と熱式セン
サ自体によりセンサ表面では十分に流速が上昇していな
い状態で流速を検知することになっており、流速に対す
る感度が低かった。そこで、本発明はノズルの流路断面
積を小さくすることなく、感度を向上できる熱式フロー
センサーによる流量計を提供することを目的とする。
ーセンサのごく近傍にノズルの壁面２ａ，２ｃ，２ｃ′
があり、この壁面上では流速が零であり、壁面からの距
離に従って流速が大きくなるが、３つの壁面と熱式セン
サ自体によりセンサ表面では十分に流速が上昇していな
い状態で流速を検知することになっており、流速に対す
る感度が低かった。そこで、本発明はノズルの流路断面
積を小さくすることなく、感度を向上できる熱式フロー
センサーによる流量計を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、流れに直角な流路断面が細長い長方形で
あって、この長方形の一端の壁面に熱式フローセンサー
を配置して流体の流速に応じた流量信号を得るものにお
いて、前記長方形の流路断面の、熱式フローセンサー近
くの流路断面形状を部分的にある一定値以上に広げたこ
とを特徴とする。
に、本発明は、流れに直角な流路断面が細長い長方形で
あって、この長方形の一端の壁面に熱式フローセンサー
を配置して流体の流速に応じた流量信号を得るものにお
いて、前記長方形の流路断面の、熱式フローセンサー近
くの流路断面形状を部分的にある一定値以上に広げたこ
とを特徴とする。
【０００９】
【作用】熱式フローセンサー近くの流路断面形状が広く
なるため、流路壁面と熱式フローセンサーとの間の流体
抵抗が小さくなって、熱式フローセンサーの表面を流れ
る流体の流れが阻害されなくなり、従来のものよりこの
表面部分の流速が大きくなり、感度が向上する。
なるため、流路壁面と熱式フローセンサーとの間の流体
抵抗が小さくなって、熱式フローセンサーの表面を流れ
る流体の流れが阻害されなくなり、従来のものよりこの
表面部分の流速が大きくなり、感度が向上する。
【００１０】
【実施例】図１乃至図３の実施例において、１はフルィ
ディック発振素子で、２はそのノズル、３はノズル２の
一方の端部に配設された熱式フローセンサーである。流
体はノズル２内を図２で上方から下方に向って流れ、そ
の流速が熱式フローセンサー３で検知され、アナログ電
気信号に変換される。
ディック発振素子で、２はそのノズル、３はノズル２の
一方の端部に配設された熱式フローセンサーである。流
体はノズル２内を図２で上方から下方に向って流れ、そ
の流速が熱式フローセンサー３で検知され、アナログ電
気信号に変換される。
【００１１】ノズル２は、流れに直角な断面がほゞ長方
形で、熱式フローセンサー３の付近だけが部分的に流路
断面形状が拡がっている。即ち、ノズル２の流路断面
は、その幅Ａが殆どの部分で３ｍｍ（図１（ｂ）参照）
であるが、図１（ｂ）に拡大図示するように、熱式フロ
ーセンサー３の近くだけが半径３ｍｍの円弧２ｂで示す
ように拡くなっている。
形で、熱式フローセンサー３の付近だけが部分的に流路
断面形状が拡がっている。即ち、ノズル２の流路断面
は、その幅Ａが殆どの部分で３ｍｍ（図１（ｂ）参照）
であるが、図１（ｂ）に拡大図示するように、熱式フロ
ーセンサー３の近くだけが半径３ｍｍの円弧２ｂで示す
ように拡くなっている。
【００１２】図４は、他の実施例で、ノズル２の熱式フ
ローセンサー３の近くだけが、部分的に３ｍｍ×５ｍｍ
の四角い拡がりをもっている。この図４の実施例におけ
るノズル２の全体寸法を図５（ａ）に示す。図５（ｂ）
は上記従来技術の場合のノズルの全体寸法を示す。これ
ら図５（ａ），（ｂ）のノズルの流路断面積はほぼ同じ
で、それぞれ１０５．６ｍｍ2 ，１０５．０ｍｍ2 であ
り、この形状のノズルで、熱式フローセンサー３の出力
信号は、図６，図７のようになった。図６，図７の線
（ａ），（ｂ）はそれぞれ図５（ａ），（ｂ）のノズル
の出力信号を示し、本発明の（ａ）のものが、従来技術
の（ｂ）より感度が良く、特に図７の微小流量域では、
約１．５倍に改善されている。
ローセンサー３の近くだけが、部分的に３ｍｍ×５ｍｍ
の四角い拡がりをもっている。この図４の実施例におけ
るノズル２の全体寸法を図５（ａ）に示す。図５（ｂ）
は上記従来技術の場合のノズルの全体寸法を示す。これ
ら図５（ａ），（ｂ）のノズルの流路断面積はほぼ同じ
で、それぞれ１０５．６ｍｍ2 ，１０５．０ｍｍ2 であ
り、この形状のノズルで、熱式フローセンサー３の出力
信号は、図６，図７のようになった。図６，図７の線
（ａ），（ｂ）はそれぞれ図５（ａ），（ｂ）のノズル
の出力信号を示し、本発明の（ａ）のものが、従来技術
の（ｂ）より感度が良く、特に図７の微小流量域では、
約１．５倍に改善されている。
【００１３】又、他の実施例では、図５（ａ）に示す。
部分的に広げられた部分の一壁面の寸法Ｓを１．５Ａ，
１．３Ａ，１．２Ａにとった場合の効果を図１１に示
す。図１１から明らかな様にＳ≧１．３Ａ以上で微少流
量域での熱式フローセンサの感度向上に対して顕著な効
果が見られる。よって、部分的に広げる場合の寸法とし
ては、Ｓ≧１．３Ａとすることが有効である。
部分的に広げられた部分の一壁面の寸法Ｓを１．５Ａ，
１．３Ａ，１．２Ａにとった場合の効果を図１１に示
す。図１１から明らかな様にＳ≧１．３Ａ以上で微少流
量域での熱式フローセンサの感度向上に対して顕著な効
果が見られる。よって、部分的に広げる場合の寸法とし
ては、Ｓ≧１．３Ａとすることが有効である。
【００１４】なお、上記実施例は、フルィディック発振
素子１のノズル２の流路断面が細長い形状であって、そ
の一方の端に熱式フローセンサー３を配置して、熱式フ
ローセンサー３で微小流量域の計測を行なうようにした
ものであるが、上述の説明から明らかなように、本発明
は、流路断面が長方形の流路の一端部に熱式フローセン
サーを設けた流量計で有効であり、フルィディツク発振
素子のノズルに熱式フローセンサーを配置したものに限
定されるものではない。
素子１のノズル２の流路断面が細長い形状であって、そ
の一方の端に熱式フローセンサー３を配置して、熱式フ
ローセンサー３で微小流量域の計測を行なうようにした
ものであるが、上述の説明から明らかなように、本発明
は、流路断面が長方形の流路の一端部に熱式フローセン
サーを設けた流量計で有効であり、フルィディツク発振
素子のノズルに熱式フローセンサーを配置したものに限
定されるものではない。
【００１５】
【発明の効果】本発明の流量計は上述のように構成され
ているので、圧損の上昇を招くことなく、感度の向上が
できるため、より微小流量まで計測できるようになる。
ているので、圧損の上昇を招くことなく、感度の向上が
できるため、より微小流量まで計測できるようになる。
【図１】本発明の実施例で、（ａ）は横断平面図で、図
２の１−１断面図、（ｂ）は（ａ）図の要部拡大図であ
る。
２の１−１断面図、（ｂ）は（ａ）図の要部拡大図であ
る。
【図２】本発明の実施例の縦断正面図で、図３の２−２
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の実施例の縦断側面図で、図２の３−３
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明の他の実施例の要部拡大図で、図１
（ａ）に対応する図である。
（ａ）に対応する図である。
【図５】ノズルの異なる形状を示す平面図である。
【図６】流量に対する熱式フローセンサーの出力を示す
線図である。
線図である。
【図７】微小流量域での流量に対する熱式フローセンサ
ーの出力を示す線図である。
ーの出力を示す線図である。
【図８】従来技術の縦断正面図である。
【図９】従来技術の横断平面図で、図８の９−９断面図
である。
である。
【図１０】図９の要部拡大図である。
【図１１】熱式フローセンサの出力とＳ／Ａの関係を示
す線図である。
す線図である。
２ 長方形の流路断面形状のノズル ３ 熱式フローセンサー ２ｂ 部分的に広げられた部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 豊 愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番70 号 愛知時計電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−53125（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/68 - 1/699 G01F 1/20
Claims (1)
- 【請求項１】 流れに直角な流路断面が細長い長方形で
あって、この長方形の一端の壁面に熱式フローセンサー
を配置して流体の流速に応じた流量信号を得るものにお
いて、前記長方形の流路断面の、熱式フローセンサー近
くの流路断面形状を部分的に広げたことを特徴とする熱
式フローセンサーを用いた流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03097001A JP3090490B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 熱式フローセンサーを用いた流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03097001A JP3090490B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 熱式フローセンサーを用いた流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04326016A JPH04326016A (ja) | 1992-11-16 |
| JP3090490B2 true JP3090490B2 (ja) | 2000-09-18 |
Family
ID=14179979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03097001A Expired - Fee Related JP3090490B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 熱式フローセンサーを用いた流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3090490B2 (ja) |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP03097001A patent/JP3090490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04326016A (ja) | 1992-11-16 |
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Legal Events
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