JP3747725B2 - 流体供給装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流量検出装置及びこれを用いた流体供給装置に係り、特に、薬液供給装置などのように微量な流体を間欠的に送り出すように構成された流体供給装置に用いられる流量検出装置として好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、流体の流量を検出する流量検出装置としては種々の形式を備えたものがあるが、微量の流体流量を測定する装置若しくは方法としては、例えば、特開平１０−９９２０号公報に記載された質量流量計や、特開平１１−１５３４６１号公報に記載された流量計側方法がある。
【０００３】
特開平１０−９９２０号公報の質量流量計は、管路にコイル状に巻回された上流側センサ抵抗及び下流側センサ抵抗とを有し、これらの両センサ抵抗に所定のパルス信号を入力することによって電流を流して加熱し、この状態で上流側センサ抵抗と下流側センサ抵抗に加わる電圧の差によって管路内を流れる流体の流量を求めるように構成されている。
【０００４】
一方、特開平１１−１５３４６１号公報の流量計側方法は、流入管と排出管とを備え、予め所定のガスを充填した断熱容器を構成し、この断熱容器内に流入管から異なる種類のガスを導入した後、断熱容器を密封状態とし、この状態で断熱容器内のガスをファンによって攪拌し、断熱容器内のガスの温度を測定し、当該温度と、流入ガスの温度、圧力及び定積比熱並びに流出ガスの温度、圧力及び定積比熱とを用いて方程式を解き、流入ガスの流量を求めるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の質量流量計においては、単位時間当たりの流量、すなわち流速を検出するものであるので、所定時間当たりの流量を得る場合や流路に間欠的に流体が送り込まれる際に１回に送り込まれた流量を求める場合などにおいては、瞬時値である検出値を積分して流量を求める必要がある。このとき、積分処理の精度を高めるには上記流速を正確に検出する必要があるが、流路を構成するチューブ等の管路の外側から管路内を流れる流体を測定しようとすると、管路の熱容量によって検出にタイムラグが発生し、センサの応答速度の向上にも限界があるため、応答速度に起因する誤差が積分処理によって求められる流量値の精度を悪化させる。したがって、この流量計は、流量変動が大きい場合、或いは、管路内に１秒に１回程度の比較的短い周期で間欠的に流体が送り込まれる場合には、流量測定における測定精度を期待することはできない。
【０００６】
一方、上記の流量計側方法によれば、流速ではなく流量を直接に計測するようにしているので、間欠的な流体の送り込みに際しても応答速度による誤差が生じないという利点がある。しかし、この場合には一時的に流体を収容し、且つ、内部に収容した流体を攪拌できる断熱容器が必要になるとともに、測定終了まで流体を流出させることができない。したがって、測定装置の構造が複雑になるとともに大型化してしまうという欠点があり、また、流体の流れを一時的に停止しなければならないので、管路内の流体の流通状態に影響を与えることなく流量を測定することができないという不具合がある。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点を解決するものであり、その課題は、簡単な構造で小型化可能であり、しかも、間欠的な流体の流れに対しても支障なく、流通状態に影響を与えずに、精度良く流量を測定することの可能な流量検出装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の流量検出装置は、流体が流れる流路に対して熱的に接続された上流側センサ及び下流側センサと、該上流側センサ及び下流側センサからの電気検出値に基づいて、前記上流側センサが検出する前記流路の上流側感温部の温度と、前記下流側センサが検出する前記流路の下流側感温部の温度との間の温度差に相当する温度差相当データを求める温度差測定手段と、前記下流側感温部を加熱又は冷却する加熱冷却手段と、前記温度差相当データに基づいて前記流体の流量を求める流量算出手段とを有し、前記加熱冷却手段は前記下流側感温部の温度を変化させた後に加熱又は冷却を停止し、該流量算出手段は当該加熱又は冷却停止後の前記温度差相当データの変動特性によって前記流量を算出するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、加熱冷却手段によって下流側感温部を一時的に加熱又は冷却し、加熱又は冷却を停止した後の上流側感温部と下流側感温部の温度差相当データの変動特性によって流量算出手段が流量を求めるように構成していることにより、下流側感温部の内側にあった流体は一旦加熱又は冷却され、この加熱又は冷却の停止後には、流路内の流量に応じて、加熱又は冷却された流体が下流側感温部の内側から排出され、上流側感温部の側から流入する流体に置き換わるので、加熱又は冷却の停止後における温度差相当データは、流路を流通する流体の流量が大きければ迅速に低下し、流量が少なければゆっくりと低下する。したがって、温度差相当データの変動特性に基づいて流体の流量を求めることが可能になる。
【００１０】
この場合、温度差相当データの変動特性から求められるのは流量であり、流速ではないので、流速から流量を積分処理によって求める必要がなく、また、下流側感温部の内側に流入した新たな流体量に相関した熱的データを直接に求めるようになっているため、測定の応答速度を早くすることができ、しかも流量測定の精度を高めることができる。特に、流体の送り込みが間欠的であっても、下流側感温部の内側に流入した新たな流体量に応じた熱的作用を用いているので、流量の増減を正確に且つ迅速に反映した検出データを得ることができる。さらに、下流側感温部のみを加熱又は冷却するので、上流側感温部に対する加熱冷却を不要にすることができるとともに、上流から下流側感温部の内側に流入する流体には何らの熱的作用をも施していないため、下流側感温部の熱的環境の推定が容易且つ簡単になり、より単純ではあるが高精度の流量測定を行うことができる。そして、流路の周囲に上流側センサ及び下流側センサを設け、下流側感温部を加熱又は冷却する手段を設けるだけでよいため、センサ構造部の構成が簡単になり、小型化及び低コスト化を図ることができる。なお、上流側感温部と下流側感温部を設けて温度差相当データを導出し、この温度差相当データに基づいて流量を求めるようにしているので、流体以外の外乱（周囲温度の変動など）に十分に対抗することができ、流量の検出精度を確保することができる。
【００１１】
本発明において、前記上流側感温部と前記下流側感温部とは前記流路において相互に隣接配置されていることが好ましい。上流側感温部と下流側感温部とが流路において相互に隣接配置されていることにより、下流側感温部にはまず上流側感温部の内側に配置されていた流体が流入することとなるので、温度差相当データには流体温度等の内乱要因が反映されにくくなるため、検出精度をより高めることができる。
【００１２】
ここで、流入する流体と、既に下流側感温部内にて加熱又は冷却された流体とが混合せず、既に下流側感温部内にて存在する流体が押出されるように、前記流路は細管状であることが好ましい。また、上流側感温部と下流側感温部とは、それぞれ流路断面に比べて流路に沿った長さが十分に長いことが好ましい。例えば流路径の５倍以上、好ましくは１０倍以上の長さを有することが好ましい。
【００１３】
本発明において、前記下流側センサは所定の電気抵抗温度係数を備えた電気抵抗であり、前記加熱冷却手段は、前記下流側センサに電流を流して発熱させる手段であることが好ましい。下流側センサを電気抵抗とし、下流側センサ自体に電流を流して発熱させるようにしているので、回路構成によって簡単に加熱冷却手段を構成することができ、加熱ヒータ等の別部材を不要とすることができるので、センサ構造部をさらに簡単に構成し、小型化及び低コスト化を図ることができる。
【００１４】
本発明において、前記流量算出手段は、前記加熱冷却手段による加熱又は冷却の停止後若しくはその後の所定の第１時点から所定の第２時点までにおける前記温度差相当データの変化量、或いは、前記第２時点における前記温度差相当データの値に応じて、前記流体の流量を求めるように構成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の流体供給装置は、上記いずれかの流量検出装置と、前記流路に流体を送り込むための流体送出手段と、前記流量検出装置によって検出された流量値に応じて前記流体送出手段を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１６】
本発明において、前記流体送出手段は前記流路に流体を間欠的に送り込む手段であり、前記加熱冷却手段の加熱又は冷却の期間は、前記流体送出手段によって生じた流体の増減周期における流量低減時に設定され、前記流量算出手段において用いられる前記変動特性の検出期間は、前記流体の増減周期における流量増大時に設定されていることが好ましい。この発明によれば、間欠的な流体の流れにおいて流量低減時に下流側感温部の加熱又は冷却を行い、その後、加熱又は冷却を停止してから流量が増大し、この流量増大時において温度差相当データの変動特性を見ることとなるので、加熱又は冷却時には流量が少ないために下流側感温部の内側の流体をより十分に加熱又は冷却することが可能になり、流量増大時における流量測定の精度を向上させることが可能になる。
【００１７】
さらに、上記各発明においては、前記流量算出手段は、流量が０若しくは特定の流量値であるときの前記温度差相当データの基準変動特性と、上記変動特性とを比較して流量を求めるように構成されていることが好ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して本発明に係る流量検出装置及びこれを用いた流体供給装置の実施形態について詳細に説明する。図１は本発明に係る流量検出装置の主要部分を示す概略構成図である。シリコーン樹脂、シリコーンゴム等で形成されたチューブ１０の所定部位には、所定の電気抵抗温度係数を備えた抵抗線がコイル状に巻回されてなる上流側センサ部１１及び下流側センサ部１２が形成されている。上流側センサ部１１と下流側センサ部１２とは相互に隣接している。上流側センサ部１１に巻回されているチューブ１０の部分を以下、上流側感温部１０ａと言い、下流側センサ部１２に巻回されているチューブ１０の部分を以下、下流側感温部１０ｂと言う。
【００１９】
上流側センサ部１１及び下流側センサ部１２はそれぞれ巻回された抵抗線に限られず、上流側感温部１０ａ及び下流側感温部１０ｂに対して熱的に接続され（好ましくは感温部を覆うように接触し）、これらの感温部の温度を検出できるようになっていればよい。図８には異なるセンサ部の構造例を示す。この構造例においてはチューブ１０を熱伝導性の良好な一対の伝熱部材３２，３２にて両側から挟むように構成し、それぞれの伝熱部材３２に抵抗体のパターン３３を形成している。このように構成すると、チューブ１０に対してセンサ部が着脱可能になるので、チューブ１０やセンサ部の交換を容易に行うことができる。
【００２０】
また、本実施形態におけるチューブ１０の直径は、センサ部１１，１２の長さに比べて小さい程好ましい。例えば、センサ部１１，１２の長さはチューブ１０の内径の５倍以上が好ましく、特に１０倍以上であることが望ましい。
【００２１】
上流側センサ部１１の両端の配線１１ａ，１１ｂ及び下流側センサ部１２の両端の配線１２ａ，１２ｂは抵抗ブリッジ回路等からなる温度差測定手段１３に接続されている。また、下流側センサ部１２の配線１２ａ，１２ｂは定電圧回路（安定化電源）や定電流回路等からなる加熱用給電手段１４に接続されている。温度差測定手段１３は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）等において所定のプログラムが実行されることにより、或いは、所定のアナログ回路或いは論理回路等からなる回路構成によって実現される流量算出手段１５に接続されている。
【００２２】
一方、上記チューブ１０には図示点線で示す流体送出手段２０が設けられ、チューブ１０に間欠的に流体を送り込むように構成されている。流体送出手段２０は、例えば、間欠型の送液ポンプと、この送液ポンプを駆動する制御駆動部（ＭＰＵや回路等によって構成される。）とで構成できる。この流体送出手段２０の駆動タイミングは駆動検出手段１６によって検出され（後述する制御信号Ｇ２を受けるようにしてもよい。）、その検出タイミングは、タイミング信号（後述する制御信号Ｇ１及びＧｔでもよい。）として上記加熱用給電手段１４及び流量算出手段１５に送られる。
【００２３】
この実施形態では、温度差測定手段１３によって上流側センサ部１１と下流側センサ部１２の温度差が検出される。この温度差は、温度差測定手段１３が抵抗ブリッジ回路によって構成されているとき、上流側センサ部１１の電気抵抗値と下流側センサ部１２の電気抵抗値とによって定まる電圧値として出力される。
【００２４】
駆動検出手段１６から出力されるタイミング信号（Ｇ１）に同期する形で、チューブ１０に流体が送り込まれていないとき、加熱用給電手段１４は、下流側センサ部１２に電力を供給し、抵抗線を発熱させ、図２（ａ）に示すように下流側感温部１０ｂを加熱する。すると、下流側感温部１０ｂの内側にある流体部分Ｓの温度は上昇し、下流側センサ部１２の温度は、加熱前の温度ＢからＢ＋ｂまで上昇する。このとき、上流側センサ部１１の温度をＡとすると、温度差測定手段１３によって検出される温度差はＢ−ＡからＢ＋ｂ−Ａに増加する。周囲温度の変動等の外乱によって温度Ａ，Ｂがそれぞれ変動しても、上流側センサ部１１と下流側センサ部１２がほぼ同じ電気抵抗温度係数を備えていれば、外乱による温度差への影響は低減される。また、温度差測定手段１３が基準抵抗を含む抵抗ブリッジ回路によって構成されていれば電源電圧の変動による影響も低減することができる。
【００２５】
予め定められていた加熱時間が経過し、或いは、下流側センサ部１２が予め定められた温度にまで昇温すると、加熱用給電手段１４は給電を停止し、その後、流体送出手段２０が稼動して、図２（ｂ）に示すようにチューブ１０内の流体が図示右側の下流に向けて移動する。このとき、加熱用給電手段１４によって加熱された流体部分Ｓは、チューブ１０に流れ込んだ流量分だけ下流側へ移動し、下流側感温部１０ｂの内側には、その流量分だけ加熱されていない流体Ｌ１が入り込み、残りの流体Ｌ２が上記流体部分Ｓとして加熱されたものとなる。したがって、下流側センサ部１２の温度は（Ｂ＋ｂ）から（Ｂ＋ｂ１）へと降下し（ｂ１＜ｂ）、その降下速度若しくは降下温度は非加熱の流体Ｌ１の量に応じたものとなる。すなわち、流体Ｌ１の量が増加すれば降下速度は増大し、所定時点における降下温度はより低くなる。このときの温度差測定手段１３の検出値は、（Ｂ＋ｂ−Ａ）から（Ｂ＋ｂ１−Ａ）となる。実際には加熱用給電手段１４による加熱を停止すると、下流側センサ部１２の温度は周囲温度に向けて緩やかに降下していくので、下流側感温部１０ｂの内側に入り込んだ非加熱の流体Ｌ１の量に応じて温度降下の降下速度がより早くなる。下流側センサ部１２にて（Ｂ＋ｂ１）にまで温度が低下した時点における、流体Ｌ１の流入がないときの温度が（Ｂ＋ｂ２）であったとすれば（ｂ２＞ｂ１）、下流側センサ部１２は流体Ｌ１の流入によって（ｂ２−ｂ１）だけ温度が余分に降下したことになり、温度差測定手段１３が求める温度差もまた（ｂ２−ｂ１）だけ小さくなる。したがって、温度差の低下量（ｂ２−ｂ１）は、流体の流量に対して正の相関を有する。
【００２６】
流量算出手段１５は、タイミング信号（Ｇｔ）を駆動検出手段１６から受け、このタイミング信号によって定められたタイミングで温度差測定手段１３の温度差を取り込み、この温度差が流体の流量が０である場合に比べて（ｂ２−ｂ１）だけ小さいと、この（ｂ２−ｂ１）の値に応じて流量を算出する。
【００２７】
なお、上記の方法とは異なり、予め温度差（Ｂ＋ｂ１−Ａ）の測定値と流量との関係を求めておき、測定された（Ｂ＋ｂ１−Ａ）の値のみから流量を算出するように構成しても構わない。
【００２８】
次に、上記実施形態のより具体的な構成を図３及び図４を参照して説明する。この具体例は、薬液を供給する薬液供給装置であり、チューブ１０には、薬液を送り出す送液ポンプ２１が装着されるとともに、上記の上流側センサ部１１及び下流側センサ部１２を含むセンサ構造部１７が装着される。送液ポンプ２１はポンプ駆動回路２２によって駆動されるように構成されている。センサ構造部１７は、上記の温度差測定手段１３及び加熱用給電手段１４に相当する測定回路１８に接続されている。ポンプ駆動回路２２と、測定回路１８とは共にＭＰＵ１９に接続されている。ＭＰＵ１９は、上記の流量算出手段１５、駆動検出手段１６、及び、流体送出手段２０のうちの制御部分を構成するものである。したがって、上記の流体送出手段２０は、温度差送液ポンプ２１、ポンプ駆動回路２２及びＭＰＵ１９によって構成されていることとなる。
【００２９】
図４には、測定回路１８の回路構成を示す。測定回路１８の制御入力端子１８１はＭＰＵ１９内において生ずる上記のタイミング信号に対応した制御信号Ｇ１をＭＰＵ１９から受ける。制御入力端子１８１はトランジスタＱ１の制御端子（ベース又はゲート）に接続され、トランジスタＱ１の出力端子（エミッタ及びコレクタ又はソース及びドレイン）は、直接トランジスタＱ２の制御端子に、及び、抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ３の制御端子にそれぞれ接続されている。トランジスタＱ２の出力端子の一方は正電位１８２（＋Ｖ）に接続され、他方は後述する抵抗ブリッジに接続されている。また、トランジスタＱ３の出力端子の一方は抵抗ブリッジに接続され、他方は負電位１８３（−Ｖ）に接続されている。抵抗ブリッジは、上記上流側センサ部１１、下流側センサ部１２、及び２つの基準抵抗Ｒ１，Ｒ２（Ｒ１とＲ２の抵抗値は同一）によって構成されている。抵抗ブリッジの高電位端は、上記の正電位１８２に対して抵抗Ｒ４を介して接続され、また、抵抗ブリッジにおける基準抵抗Ｒ１とＲ２の接続点はオペアンプＸ１の反転入力に接続され、抵抗ブリッジの低電位端はオペアンプＸ１の出力に接続されている。オペアンプＸ１の非反転入力は接地電位に接続されている。このオペアンプＸ１によって抵抗ブリッジの低電位端は常に高電位端の電位と等しい絶対値を有する負の電位に保持される。
【００３０】
抵抗ブリッジにおける上流側センサ部１１と下流側センサ部１２との接続点は、トランジスタＱ３の出力端子に接続されているとともに、オペアンプＸ２、抵抗Ｒ５及びＲ６からなる非反転増幅回路に入力され、増幅された後に出力端子１８４に出力される。出力端子１８４の出力電位Ｆは上記ＭＰＵ１９に取り込まれる。
【００３１】
上記の測定回路１８においては、制御入力端子１８１に入力されるＭＰＵ１９から所定の制御信号Ｇ１によって、所定のタイミングでトランジスタＱ１がオン状態となり、これによりトランジスタＱ２及びＱ３がオン状態となって、正電位１８２からトランジスタＱ２、下流側センサ部１２、トランジスタＱ３を経て負電位１８３へ電流が流れる。これによって下流側センサ部１２は発熱し、下流側感温部１０ｂを加熱する。しばらくすると、トランジスタＱ１はオフ状態となり、これによりトランジスタＱ２及びＱ３もオフ状態となって下流側センサ部１２を流れていた電流は停止し、下流側感温部１０ｂの加熱も停止される。
【００３２】
測定回路１８の出力端子１８４の出力電位Ｆは、上流側センサ部１１と下流側センサ部１２の抵抗値の比率に応じて変化するようになっているので、上流側感温部１０ａと下流側感温部１０ｂの温度差に相当するものとなる。この場合、２つの基準抵抗を含む抵抗ブリッジ及びオペアンプＸ１を含む回路によって電源電圧（正電位１８２）の変動に起因する出力電位Ｆへの影響を低減している。
【００３３】
図３に示す送液ポンプ２１は、ＭＰＵ１９からの制御信号Ｇ２によって制御されるポンプ駆動回路２２からの駆動信号により、所定周期にて間欠的に図示しない薬液タンクからチューブ１０内に薬液を送り込む。その流量の時間変化を図５に示す。送液ポンプ２１は間欠的に薬液を送り出すので、チューブ１０内を通過する薬液の流量変化は、図５に示すように周期的（例えば毎秒一回）に流量の増大ピークを備えたものとなる。このとき、上記ＭＰＵ１９から測定回路１８に与えられる制御信号Ｇ１は、薬液の送り出しが始まる直前に所定時間反転し、下流側センサ部１２に電流を流して加熱させるように測定回路１８を制御する。この加熱期間は、送液ポンプ２１を動作させるためにＭＰＵ１９からポンプ駆動回路２２へ送られる別の制御信号Ｇ２が反転するのとほぼ同時か、或いはその直前に終了するようになっている。
【００３４】
図６は上記構成において得られる出力電位（上流側感温部１０ａと下流側感温部１０ｂの温度差に相当するもの）Ｆの時間変化を示すものである。ＭＰＵ１９から測定回路１８へ送られる制御信号Ｇ１の反転によって下流側センサ部１２の加熱が行われると出力電位Ｆは徐々に上昇し、当該制御信号Ｇ１が元の状態に復帰すると加熱が停止されて出力電位Ｆの上昇がなくなり、やがて周囲温度の影響によって下流側センサ部１２の温度が徐々に低下してくると出力電位Ｆも緩やかに低下していく。次に、ＭＰＵ１９からポンプ駆動回路２２へと送られる別の制御信号Ｇ２によってポンプ駆動回路２２によって送液ポンプ２１が駆動されると、やがてチューブ１０内に薬液が押出され、図２（ｂ）に示すように下流側感温部１０ｂの内側に加熱されていない薬液が進入する。これによって下流側センサ部１２の温度は時点ＴＡにおいて目立って低下し、薬液の流れが再び低下した後の時点ＴＣまで降下し続ける。このとき、時点ＴＡにおける出力電位ＦＡと、時点ＴＡ以後の適宜の時点ＴＢ（時点ＴＢ＝ＴＣであってもよい。）における出力電位ＦＢの値をＭＰＵ１９内にて取り込み、ΔＶ＝ＦＡ−ＦＢを求める。ここで、ＭＰＵ１９は、上記制御信号Ｇ１若しくはＧ２に対して予め定められたタイミングを示すように形成された制御信号Ｇｔによって、時点ＴＡと時点ＴＢにおいて、出力電圧Ｆの値を取り込み、上記のΔＶを算出する。
【００３５】
上記のΔＶと流量との実測値の例を図７に示す。ここで、チューブ１０の内径を１．５ｍｍ、各センサ部１１，１２の長さを２０ｍｍとし、生理食塩水を送液１回につきチューブ長さに換算して２ｍｍとなる量ずつ間欠的に送る状態で測定を行った。この図７に示す関係は予め測定してＭＰＵ１９内に格納されており、この関係を用いることにより、ＭＰＵ１９による演算処理によってΔＶの値から流量を算出することができる。
【００３６】
なお、図６に点線で示すように、流量が０であるときの時点ＴＢにおける出力電位ＦＢ（０）を推定し、ΔＶ＝ＦＢ（０）―ＦＢとしてΔＶを求めてもよい。この場合の推定は、例えば、時点ＴＡにおける出力電位ＦＡと、温度降下開始時点ＴＤにおける出力電位ＦＤと、時点ＴＤから時点ＴＡまでの時間ΔＴとに基づいて、流量０の場合のグラフの基準降下曲線を表す式の係数を決定し、この式に時点ＴＢを代入することによって行うことができる。この方法によれば、ΔＶと流量との比例関係（線形性）をより向上させることができる。基準降下曲線は、流量０のときの曲線に限らず、特定の流量値の場合を想定して設定されたものであればよい。また、上記基準降下曲線を検出されたパラメータから逐次求めるのではなく、予め実験等によって定めておいても構わない。
【００３７】
尚、本発明の流量検出装置及び流体供給装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、温度差相当データの変動特性から求められるのは流量であり、流速ではないので、流速から流量を積分処理によって求める必要がなく、また、下流側感温部の内側に流入した新たな流体量に相関した熱的データを直接に求めるようになっているため、測定の応答速度を早くすることができ、しかも流量測定の精度を高めることができる。特に、流体の送り込みが間欠的であっても、下流側感温部の内側に流入した新たな流体量に応じた熱的作用を用いているので、流量の増減を正確に且つ迅速に反映した検出データを得ることができる。さらに、下流側感温部のみを加熱又は冷却するので、上流側感温部に対する加熱冷却を不要にすることができるとともに、上流から下流側感温部の内側に流入する流体には何らの熱的作用をも施していないため、下流側感温部の熱的環境の推定が容易且つ簡単になり、より単純ではあるが高精度の流量測定を行うことができる。そして、流路の周囲に上流側センサ及び下流側センサを設け、下流側感温部を加熱又は冷却する手段を設けるだけでよいため、センサ構造部の構成が簡単になり、小型化及び低コスト化を図ることができる。なお、上流側感温部と下流側感温部を設けて温度差相当データを導出し、この温度差相当データに基づいて流量を求めるようにしているので、流体以外の外乱（周囲温度の変動など）に十分に対抗することができ、流量の検出精度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流量検出装置の実施形態の概略構成図である。
【図２】同実施形態における動作状態を示す模式図（ａ）及び（ｂ）である。
【図３】同実施形態を用いた流体供給装置の具体的な構成例を示す構成ブロック図である。
【図４】同構成例の計測回路の構成を示す回路図である。
【図５】同構成例における送液ポンプにより送られる薬液の流量変化を示すグラフである。
【図６】同構成例における計測回路の出力電圧の偏差ΔＶの経時変化を示すグラフである。
【図７】同構成例において算出されたΔＶの値と流量との間の関係を示すグラフである。
【図８】異なるセンサ部の構造を示す斜視図である。同構成例における
【符号の説明】
１０ チューブ
１０ａ 上流側感温部
１０ｂ 下流側感温部
１１ 上流側センサ部
１２ 下流側センサ部
１３ 温度差測定手段
１４ 加熱用給電手段
１５ 流量算出手段
１６ 駆動検出手段
１７ センサ構造部
１８ 測定回路
１９ ＭＰＵ
２０ 流体送出手段
２１ 送液ポンプ
２２ ポンプ駆動回路

Claims (4)

1. 流体が流れる流路に対して熱的に接続された上流側センサ及び下流側センサと、該上流側センサ及び下流側センサからの電気検出値に基づいて、前記上流側センサが検出する前記流路の上流側感温部の温度と、前記下流側センサが検出する前記流路の下流側感温部の温度との間の温度差に相当する温度差相当データを求める温度差測定手段と、前記下流側感温部を加熱又は冷却する加熱冷却手段と、前記温度差相当データに基づいて前記流体の流量を求める流量算出手段とを有し、前記加熱冷却手段は前記下流側感温部の温度を変化させた後に加熱又は冷却を停止し、該流量算出手段は当該加熱又は冷却停止後の前記温度差相当データの変動特性によって前記流量を算出するように構成されている流量検出装置と、前記流路に流体を送り込むための流体送出手段と、前記流量検出装置によって検出された流量値に応じて前記流体送出手段を制御する制御手段とを備えた流体供給装置であって、前記流体送出手段は前記流路に流体を間欠的に送り込む手段であり、前記加熱冷却手段の加熱又は冷却の期間は、前記流体送出手段によって生じた物体の増減周期における流量低減時に設定され、前記流量算出手段において用いられる前記変動特性の検出期間は、前記流体の増減周期における流量増大時に設定されていることを特徴とする流体供給装置。
2. 請求項１において、前記上流側感温部と前記下流側感温部とは前記流路において相互に隣接配置されていることを特徴とする流体供給装置。
3. 請求項１又は請求項２において、前記下流側センサは所定の電気抵抗温度係数を備えた電気抵抗であり、前記加熱冷却手段は、前記下流側センサに電流を流して発熱させる手段であることを特徴とする流体供給装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、前記流量算出手段は、前記加熱冷却手段による加熱又は冷却の停止後若しくはその後の所定の第１時点から所定の第２時点までにおける前記温度差相当データの変化量、或いは、前記第２時点における前記温度差相当データの値に応じて、前記流体の流量を求めるように構成されていることを特徴とする流体供給装置。

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