JP4125030B2 - 流量測定部パッケージ及びそれを用いた流量測定ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体流量検知技術に属するものであり、特に、流通路を流れる流体の流量を測定するための流量測定部パッケージ及びそれを用いた流量測定ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、各種流体特に液体の流量（あるいは流速）を測定する流量センサー（あるいは流速センサー）としては、種々の形式のものが使用されているが、低価格化が容易であるという理由で、いわゆる熱式（特に傍熱型）の流量センサーが利用されている。
【０００３】
この傍熱型流量センサーとしては、基板上に薄膜技術を利用して薄膜発熱体と薄膜感温体とを絶縁層を介して積層してなるセンサーチップを流体流通路としての配管内の流体との間で熱伝達可能なように配置したものが使用されている。発熱体に通電することにより感温体を加熱し、該感温体の電気的特性例えば電気抵抗の値を変化させる。この電気抵抗値の変化（感温体の温度上昇に基づく）は、配管内を流れる流体の流量（流速）に応じて変化する。これは、発熱体の発熱量のうちの一部が流体中へと伝達され、この流体中へ拡散する熱量は流体の流量（流速）に応じて変化し、これに応じて感温体へと供給される熱量が変化して、該感温体の電気抵抗値が変化するからである。この感温体の電気抵抗値の変化は、流体の温度によっても異なり、このため、上記感温体の電気抵抗値の変化を測定する電気回路中に温度補償用の感温素子を組み込んでおき、流体の温度による流量測定値の変化をできるだけ少なくすることも行われている。
【０００４】
このような、薄膜素子を用いた傍熱型流量センサーに関しては、例えば、特開平１１−１１８５６６号公報に記載がある。この流量センサーにおいては、流体の流量に対応する電気的出力を得るためにブリッジ回路を含む電気回路を使用している。
【０００５】
ところで、近年、タンクや配管系からの流体の漏れの検知の重要性が増大している。例えば、ガソリン、軽油及び灯油等の燃料油のタンクから油漏れが発生し継続して大量の油が漏出すると、火災発生、環境汚染及び資源損失等の問題が生ずるので、油漏れ発生を初期の段階で検知することが極めて望ましい。従って、例えば、１ミリリットル／ｈ以下の極微量の油漏れ検知が要求される場合がある。
【０００６】
このような油漏れ検知に、上記の様な傍熱型流量センサーを用いることが考えられるが、この流量センサーは、流量値が例えば１ミリリットル／ｈ以下の極微量の領域では流量変化に対する電気回路の出力の変化が小さくなるため流量測定値の誤差が大きくなる（即ち、測定の際に峻別し得る流量差の割合が大きくなり、測定感度が低下する）という問題点がある。
【０００７】
一方、流量センサーとして、配管の特定位置に配置された熱源により流体を加熱し、配管内の流体流通に関して熱源位置の上流側及び下流側にそれぞれ適宜の距離隔てて感温体を配置し、配管内の流体が流通する際に生ずる上流側感温体と下流側感温体との検知温度差に基づき流体流量を測定する二定点温度差検知式のものがある。しかしながら、このセンサーを上記の油漏れ検知に使用する場合には、流量値が例えば、３ミリリットル／ｈ以上になると流量変化に対する電気回路の出力の変化が小さくなるため、大流量値領域では誤差が大きくなる（即ち、測定の際に峻別し得る流量差の割合が大きくなり、感度が低下する）という問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、極微量の流量領域から比較的大きな流量領域までの広い流量範囲にわたって良好な精度及び感度で流量測定を行うことを可能ならしめる流量測定に使用される流量測定部パッケージ及びそれを用いた流量測定ユニットを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
流体流通路内の流体の流量を測定するための流量測定部パッケージであって、前記流体流通路に取り付けられた傍熱定温制御式流量測定部及び二定点温度差検知式流量測定部を備えており、該二定点温度差検知式流量測定部は前記流体流通路内の流体流通方向に関して前記傍熱定温制御式流量測定部の上流側及び下流側にそれぞれ配置された上流側感温部及び下流側感温部からなり、
前記傍熱定温制御式流量測定部は発熱体と該発熱体に隣接配置された第１の感温体とを有しており、前記上流側感温部は第２の感温体を有しており、前記下流側感温部は第３の感温体を有しており、
前記傍熱定温制御式流量測定部には前記発熱体及び前記第１の感温体との電気的接続のための第１の配線部が接続されており、前記上流側感温部には前記第２の感温体との電気的接続のための第２の配線部が接続されており、前記下流側感温部には前記第３の感温体との電気的接続のための第３の配線部が接続されていることを特徴とする流量測定部パッケージ、
が提供される。
【００１０】
本発明の一態様においては、前記第１の配線部、第２の配線部及び第３の配線部は、いずれもフレキシブル配線基板を用いて形成されたものである。本発明の一態様においては、前記傍熱定温制御式流量測定部、前記上流側感温部、前記下流側感温部及びこれらが取り付けられている前記流体流通路の部分はケーシング内に収容されている。本発明の一態様においては、前記ケーシングには前記第１の配線部、第２の配線部及び第３の配線部をそれぞれ構成する第１の端子、第２の端子及び第３の端子が突設されている。
【００１１】
本発明の一態様においては、前記ケーシング内には温度補償用感温体を有する感温部が収容されており、該感温部には前記ケーシング外へと延出する熱伝達部材が接続されており、前記ケーシングには前記温度補償用感温体との電気的接続のための第４の配線部を構成する第４の端子が突設されている。本発明の一態様においては、前記発熱体及び前記第１の感温体は、いずれも通電可能な薄膜状をなしており、電気絶縁性薄膜を介して積層されている。
【００１２】
更に、本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
以上の様な流量測定部パッケージと、該流量測定部パッケージを取り付けるためのユニット基板と、該ユニット基板に取り付けられた流量測定回路素子とを有することを特徴とする流量測定ユニット、
が提供される。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記流量測定回路素子はアナログ回路素子を含んでなり、該アナログ回路素子は、前記第１の感温体の検知温度に基づき前記発熱体をフィードバック制御し、該フィードバック制御の状態に基づき第１の流量対応出力を得、前記第２の感温体の検知温度と前記第３の感温体の検知温度との差に基づき第２の流量対応出力を得る。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記流量測定回路素子は更にデジタル回路素子を含んでなり、該デジタル回路素子は前記第１の流量対応出力及び前記第２の流量対応出力に基づき流量測定値を得る演算部を備えており、該演算部は、前記流量の値に関して予め定められた境界流量領域より大きな高流量領域については前記第１の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値として出力し、前記境界流量領域より小さな低流量領域については前記第２の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値として出力し、前記境界流量領域については前記第１の流量対応出力に基づき得られる流量値または前記第２の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値として出力する。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記境界流量領域は１つの特定流量値のみからなる。本発明の一態様においては、前記演算部は、先ず前記第１の流量対応出力が前記高流量領域に対応する時又は前記高流量領域及び前記境界流量領域のいずれかに対応する時には前記第１の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値となし、それ以外の時には前記第２の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値となし、或は、先ず前記第２の流量対応出力が前記低流量領域に対応する時又は前記低流量領域及び前記境界流量領域のいずれかに対応する時には前記第２の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値となし、それ以外の時には前記第１の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値となす。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は本発明による流量測定部パッケージ及び流量測定ユニットの使用される流量計の一実施形態を説明するための模式的断面図であり、図２はその流量測定部パッケージの構造を示す部分斜視図であり、図３及び図４はその部分断面図であり、図５は本実施形態の流量測定系を示すブロック図であり、図６はその流量検知のための回路構成を示す図である。本実施形態は、タンク内液体のタンクからの漏洩検知に利用されたものである。
【００１８】
図１に示されている様に、タンク内液体（例えばガソリン、軽油または灯油その他の可燃性液体）２には、筒状の測定管１２の下部が浸漬せしめられている。該測定管１２は、上端部が大気中にて開口しており、下端部がタンク内液体２中にて開口している。測定管１２内には、その下端部より少し上の位置に、上下方向に延びる測定細管１４が設けられており、該測定細管１４内をタンク内液体２が流通する。本実施形態では、この測定細管１４が流体流通路として利用されており、タンク内液体２の漏れが発生した場合には、タンク内への液体の補充やタンクからの液体の汲み出しを行っていない条件下では、図示されている様に測定管１２内の液面よりタンク内液体２の液面が低下し、これに基づき測定細管１４内を下向きに液体が流通する。測定細管１４の断面積を測定管１２の断面積に対して十分小さく（例えば１／５０以下、１／１００以下、更には１／３００以下）設定しておくことで、僅かな液体漏れの際にも測定細管１４内に流量測定可能な液体流通を生ぜしめることができる。
【００１９】
図１に示されている様に、測定細管１４に臨んで傍熱定温制御式流量測定部１６及び二定点温度差検知式流量測定部１８が配置されている。二定点温度差検知式流量測定部１８は、傍熱定温制御式流量測定部１６の上側及び下側にそれぞれ配置された感温部１８ａ，１８ｂを有している。感温部１８ａは上流側感温部であり、感温部１８ｂは下流側感温部である。また、測定管１２内の液体の温度を検知するための感温部２０が配置されている。
【００２０】
図２及び図３に示されている様に、測定細管１４は傍熱定温制御式流量測定部１６を貫通して延びている。傍熱定温制御式流量測定部１６は、測定細管１４の外面に接触して配置された熱伝達部材１６１と、該熱伝達部材１６１に接合された薄膜感温体（第１の感温体）１６２と、該薄膜感温体１６２上に電気絶縁性薄膜１６４を介して積層された薄膜発熱体１６３とを有する。薄膜感温体１６２及び薄膜発熱体１６３は、それぞれ所要のパターンに形成されており、それらへの通電のための電極には配線１６２’，１６３’が接続されている。熱伝達部材１６１は、例えば厚さ０．２ｍｍ、幅２ｍｍ程度の金属又は合金からなる。
【００２１】
なお、これらの薄膜感温体１６２、電気絶縁性薄膜１６４及び薄膜発熱体１６３は該薄膜発熱体１６３の側に配置された支持基板上に堆積形成したものを該支持基板とともに薄膜感温体１６２の側を熱伝達部材１６１に対向するようにして接合したものであってもよい。以上のような支持基板としては、例えばシリコンやアルミナなどからなる厚さ０．４ｍｍ程度で２ｍｍ角程度の矩形状のものを使用することができる。
【００２２】
配線１６２’，１６３’はフレキシブル配線基板等の配線基板２４に形成された配線（図示せず）と接続されている。熱伝達部材１６１、薄膜感温体１６２、電気絶縁性薄膜１６４、薄膜発熱体１６３及び配線１６２’，１６３’は、配線基板２４の一部及び測定細管１４の一部とともに合成樹脂からなる封止部材２２により封止されている。
【００２３】
図２及び図４に示されている様に、測定細管１４は二定点温度差検知式流量測定部の一方の感温部１８ａを貫通して延びている。感温部１８ａは、測定細管１４の外面に接触して配置された熱伝達部材１８１と、該熱伝達部材１８１に接合された薄膜感温体（第２の感温体）１８２とを有する。薄膜感温体１８２は、所要のパターンに形成されており、それへの通電のための電極には配線１８２’が接続されている。熱伝達部材１８１は、熱伝達部材１６１と同様に、例えば厚さ０．２ｍｍ、幅２ｍｍ程度の金属又は合金からなる。なお、薄膜感温体１８２は上記の如き支持基板上に形成したものを該支持基板とともに薄膜感温体１８２の側を熱伝達部材１８１に対向するようにして接合したものであってもよい。
【００２４】
配線１８２’は配線基板２４に形成された配線（図示せず）と接続されている。熱伝達部材１８１、薄膜感温体１８２及び配線１８２’は、配線基板２０の一部及び測定細管１４の一部とともに合成樹脂からなる封止部材２３により封止されている。
【００２５】
二定点温度差検知式流量測定部の他方の感温部１８ｂも、上記感温部１８ａと同様な構成を有しており、配線基板２４の一部及び測定細管１４の一部とともに合成樹脂からなる封止部材により封止されている。但し、感温部１８ａで第２の感温体として機能する薄膜感温体に相当するものは、感温部１８ｂでは第３の感温体として機能する。
【００２６】
傍熱定温制御式流量測定部１６の薄膜感温体１６２、薄膜発熱体１６３及びそれらへの配線１６２’，１６３’、更には上記感温部２０を含んで、図５の第１の検知回路３０が構成される。また、二定点温度差検知式流量測定部の感温部１８ａの薄膜感温体（第２の感温体）１８２及び感温部１８ｂの薄膜感温体（第３の感温体）を含んで、図５の第２の検知回路３２が構成される。第１の検知回路３０からは傍熱定温制御式流量測定の流量値に対応する出力（以下、「流量値出力」または「流量対応出力」という）Ｖｈが出力され、第２の検知回路３２からは二定点温度差検知式流量測定の流量値に対応する出力（以下、単に「流量値出力」という）Ｖｏｕｔが出力される。第１の検知回路３０及び第２の検知回路３２を含んでアナログ回路が構成される。該アナログ回路の流量値出力Ｖｈ，Ｖｏｕｔは、図５に示される演算部３４へと入力される。該演算部３４を含んでデジタル回路が構成される。
【００２７】
図６に示されているように、流量値出力Ｖｈを得るための第１の検知回路３０では、不図示の電源回路からの直流電圧入力Ｖｉｎがブリッジ回路４０に供給される。ブリッジ回路４０は、薄膜感温体１６２を含む感温部Ｒｆ、温度補償用の薄膜感温体を含む感温部２０（Ｒｃ）、抵抗体ΔＲ，Ｒ１及び可変抵抗体Ｒ２を含んでなる。ブリッジ回路４０のａ，ｂ点の電位Ｖａ，Ｖｂが差動増幅回路４２に入力される。なお、差動増幅回路４２は、以下に説明するフィードバック制御の応答特性を調節するための可変抵抗や積分回路などを含んでいるものが好ましい。
【００２８】
一方、入力Ｖｉｎは、薄膜発熱体１６３を含む発熱部Ｒｈへ供給される電流を制御するためのトランジスタ４４を介して、薄膜発熱体１６３へと供給される。トランジスタ４４の制御入力端子（ゲート）には、差動増幅回路４２の出力が入力される。即ち、傍熱定温制御式流量測定部１６において、薄膜発熱体１６３の発熱に基づき、熱伝達部材１６１を介して液体による吸熱の影響を受けて、薄膜感温体１６２による感温が実行される。そして、該感温の結果として、図６に示すブリッジ回路４０のａ，ｂ点の電位Ｖａ，Ｖｂの差が得られる。
【００２９】
（Ｖａ−Ｖｂ）の値は、流体の流量に応じて感温体１６２の温度が変化することで、変化する。予めブリッジ回路４０の抵抗体ΔＲ，Ｒ１及び可変抵抗体Ｒ２の抵抗値を適宜設定することで、基準となる所望の流体流量の場合において（Ｖａ−Ｖｂ）の値を零とすることができる。この基準流量では、差動増幅回路４２の出力が一定（基準流量に対応する値）となり、トランジスタ４４の抵抗値も一定となる。その場合には、薄膜発熱体１６３に印加される分圧も一定となり、この時の電圧出力Ｖｈが上記基準流量を示すものとなる。
【００３０】
流体流量が増減すると、差動増幅回路４２の出力は（Ｖａ−Ｖｂ）の値に応じて極性（感温体１６２の抵抗−温度特性の正負により異なる）及び大きさが変化し、これに応じて差動増幅回路４２の出力が変化する。
【００３１】
流体流量が増加した場合には、感温体１６２の温度が低下するので、薄膜発熱体１６３の発熱量を増加させる（即ち電力を増加させる）よう、差動増幅回路４２からはトランジスタ４４のゲートに対して、トランジスタ４４の抵抗値を減少させるような制御入力がなされる。
【００３２】
他方、流体流量が減少した場合には、感温体１６２の温度が上昇するので、薄膜発熱体１６３の発熱量を減少させる（即ち電力を減少させる）よう、差動増幅回路４２からはトランジスタ４４のゲートに対して、トランジスタ４４の抵抗値を増加させるような制御入力がなされる。
【００３３】
以上のようにして、流体流量の変化に関わらず、感温体１６２により検知される温度が目標値となるように、薄膜発熱体１６２の発熱がフィードバック制御される。そして、その際に薄膜発熱体１６２に印加される電圧は流体流量に対応しているので、それを流量値出力Ｖｈとして取り出す。
【００３４】
以上のようにして、傍熱定温制御式流量測定がなされる。本発明でいう傍熱定温制御式流量測定は、発熱体と第１の感温体とを隣接配置し、発熱体が第１の感温体の検知温度（実際には検知温度に対応して検知される電気的特性）に基づくフィードバック制御を受けるようにし、該フィードバック制御の状態から第１の流量対応出力を得るものをいう。
【００３５】
また、図６に示されているように、流量値出力Ｖｏｕｔを得るための第２の検知回路３２では、直流電圧入力Ｖｉｎがブリッジ回路４６に供給される。ブリッジ回路４６は、薄膜感温体１８２を含む感温部１８ａ（Ｔ１）、薄膜感温体を含む感温部１８ｂ（Ｔ２）、抵抗体Ｒ３及び可変抵抗体Ｒ４を含んでなる。ブリッジ回路４６のｃ，ｄ点の電位Ｖｃ，Ｖｄが差動増幅回路４８に入力される。予めブリッジ回路４６の抵抗体Ｒ３及び可変抵抗体Ｒ４の抵抗値を適宜設定することで、差動増幅回路４８から感温部１８ａの検知温度と感温部１８ｂの検知温度との差に相当する電圧出力を得ることができる。
【００３６】
上記のように、傍熱定温制御式流量測定部１６において、薄膜発熱体１６３が発熱せしめられ、その熱の一部は熱伝達部材１６１を介して液体へと伝達され、これが液体加熱のための熱源として利用される。薄膜感温体（第１の感温体）１６２の温度が所定値になるように制御がなされ、この温度は液体に応じて該液体への引火が生ずる温度より低く設定することができるので、可燃性流体の流量測定にも適用することが可能である。
【００３７】
液体が流通していない時には感温部１８ａの検知温度と感温部１８ｂの検知温度とは同一であるが、液体流通が生ずると、熱源による液体加熱の影響は上流側より下流側の方に強く発生するので、感温部１８ａの検知温度と感温部１８ｂの検知温度とが異なるようになる。感温部１８ａの検知温度と感温部１８ｂの検知温度との差に相当する電圧出力は流体流量に対応しているので、それを流量値出力Ｖｏｕｔとする。
【００３８】
以上のようにして、二定点温度差検知式流量測定がなされる。本発明でいう二定点温度差検知式流量測定は、傍熱定温制御式流量測定部の上流側及び下流側にそれぞれ配置された第２の感温体及び第３の感温体により検知される温度差（実際には検知温度差に対応して検知される電気的特性の差）に基づき第２の流量対応出力を得るものをいう。
【００３９】
次に、上記演算部３４の動作を説明する。
【００４０】
演算部３４では、Ｖｈ及びＶｏｕｔに基づき、それぞれ内蔵する検量線を用いて対応する流量値への換算を行う。図７はＶｈの換算のための検量線の一例を示すものであり、図８はＶｏｕｔの換算のための検量線の一例を示すものである。これらの図に示されているように、流量値がＦ１以上且つＦ２以下の領域を予め境界流量領域と定めておく。この境界流量領域の上限及び下限を設定する流量値Ｆ１，Ｆ２は、例えば、１ミリリットル／ｈ（ｍＬ／ｈ）〜２ミリリットル／ｈ（ｍＬ／ｈ）の範囲内の値とすることができる。流量値がＦ１未満の領域を低流量領域とし、流量値がＦ２を越える領域を高流量領域とする。図７に示されているように、Ｖｈの換算のための検量線において、流量値Ｆ１に対応する出力をＶｈ１とし、流量値Ｆ２に対応する出力をＶｈ２とする。また、図８に示されているように、Ｖｏｕｔの換算のための検量線において、流量値Ｆ１に対応する出力をＶｏｕｔ１とし、流量値Ｆ２に対応する出力をＶｏｕｔ２とする。
【００４１】
演算部３４では、高流量領域については第１の流量対応出力Ｖｈに基づき得られる流量値を測定値として出力し、低流量領域については第２の流量対応出力Ｖｏｕｔに基づき得られる流量値を測定値として出力し、境界流量領域については第１の流量対応出力Ｖｈに基づき得られる流量値または第２の流量対応出力Ｖｏｕｔに基づき得られる流量値を測定値として出力する。
【００４２】
具体的には、先ず傍熱定温制御式流量測定により流体の流量を測定し（即ち第１の流量対応出力Ｖｈに基づき得られる流量値を得）、得られた流量値が高流量領域に属する時（即ち出力ＶｈがＶｈ２を越える場合）には、当該流量値を測定値として出力し、それ以外の時には二定点温度差検知式流量測定により流体の流量を測定し（即ち第２の流量対応出力Ｖｏｕｔに基づき得られる流量値を得）、得られた流量値を測定値となす。あるいは、第１の流量対応出力Ｖｈに基づき得られる流量値が高流量領域及び境界流量領域のいずれかに属する時（即ち出力ＶｈがＶｈ１以上の場合）には、当該流量値を測定値として出力し、それ以外の時には第２の流量対応出力Ｖｏｕｔに基づき得られる流量値を測定値となしてもよい。
【００４３】
別法としては、先ず二定点温度差検知式流量測定により流体の流量を測定し（即ち第２の流量対応出力Ｖｏｕｔに基づき得られる流量値を得）、得られた流量値が低流量領域に属する時（即ち出力ＶｏｕｔがＶｏｕｔ１未満の場合）には、当該流量値を測定値として出力し、それ以外の時には傍熱定温制御式流量測定により流体の流量を測定し（即ち第１の流量対応出力Ｖｈに基づき得られる流量値を得）、得られた流量値を測定値となす。あるいは、第２の流量対応出力Ｖｏｕｔに基づき得られる流量値が低流量領域及び境界流量領域のいずれかに属する時（即ち出力ＶｏｕｔがＶｏｕｔ２以下の場合）には、当該流量値を測定値として出力し、それ以外の時には第１の流量対応出力Ｖｈに基づき得られる流量値を測定値となしてもよい。
【００４４】
本発明においては、境界流量領域は１つの特定流量値のみからなるものとしてもよい。この特定流量値は、上記Ｆ１とＦ２とが合致した場合に相当し、以上の説明がそのまま当てはまる。
【００４５】
演算部３４から出力される流量（瞬時流量）測定値に基づき、適宜時間に関する積算を行って積算流量を算出することができる。得られた瞬時流量及び積算流量の値は、適宜表示することができ、適宜メモリーに記憶させることができ、更に、適宜の通信回線を介して所要の外部装置へと伝送させることができる。
【００４６】
以上の様にして流量測定がなされ、該流量測定の結果として演算部３４から出力される流量測定値に基づき、該流量測定値が測定誤差を越える場合にはタンク内液体の漏れありとする漏洩検知がなされる。この漏洩検知は、例えば、夜間等のタンク内への液体の補充やタンクからの液体の汲み出しを行っていない条件下で行なうことが好ましい。図９に、以上のようなタンク内液体の漏洩検知を利用し、更に配管系の漏洩検知をも含めた液体漏洩監視システムの一実施形態を示す。
【００４７】
図９には、地下タンクの計量口からタンク内液体２へと上記測定管１２が下向きに差し入れられた状態が示されている。なお、測定管１２の上部には外気との連通孔（図示されていない）が形成されている。測定管１２の上部には、上記第１の検知回路３０、第２の検知回路３２及び演算部３４を含むタンク漏洩検知装置が配置されている。一方、タンクには該タンクから汲み出された液体が流通する埋設配管が接続されており、該配管からの液体の漏れを検知する配管漏洩検知装置が付設されている。この配管漏洩検知装置において、上記の如き流量測定を利用することができる。
【００４８】
上記のタンク漏洩検知装置及び配管漏洩検知装置は、当該タンクごとに設置された個別モニター装置と有線又は無線による内部通信手段で信号授受が可能なように接続されている。個別モニター装置からは、タンク漏洩検知装置及び配管漏洩検知装置のそれぞれに対して、定期的（例えば１日１回）に検知結果（漏洩の有無、及びその程度［流量］等）を問い合わせる。漏洩検知装置から入手した漏洩データは、個別モニター装置のメモリーに記憶される。このメモリーに記憶されるデータは、タンク漏洩検知結果を示す部分及び配管漏洩検知結果を示す部分からなる。
【００４９】
上記の個別モニター装置は、複数のタンクについて設けられた集中モニター装置と電話回線、インターネット又は専用回線による通信手段で信号授受が可能とされている。集中モニター装置からは、複数の個別モニター装置のそれぞれに対して、個別モニター装置のメモリーに記憶された上記検知結果を、随時問い合わせる。個別モニター装置から入手した漏洩データは、集中モニター装置のメモリーに記憶され、適宜表示及び印刷などにより出力される。このメモリーに記憶されるデータは、各個別モニター装置（または個別モニター装置によりモニターされる地下タンク）の識別番号の部分と、それに対応するタンク漏洩検知結果を示す部分及び配管漏洩検知結果を示す部分とからなる。
【００５０】
個別モニター装置は、例えば、ガソリンスタンド事務所、施設管理事務所あるいは守衛所等、タンクと同一又は近接する場所に配置される。なお、複数のタンクについての以上のような個別モニター装置の機能をまとめて１つの複合モニター装置としてもよい。また、個別モニター装置又は複合モニター装置に記憶されている漏洩データは、当該モニター装置から直接読み出して表示することができる。これに対して、集中モニター装置は、集中管理センターや公的検査機関等、各タンクの位置とは無関係の位置に配置することができる。
【００５１】
図１０は本発明による流量測定部パッケージの更に別の実施形態を示す一部省略斜視図であり、図１１はその平面図（ａ）及び正面図（ｂ）であり、図１２はその横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。
【００５２】
本実施形態においては、傍熱定温制御式流量測定部１６、上流側感温部１８ａ、下流側感温部１８ｂ及びこれらが取り付けられている流体流通路１４の部分はケーシング１００内に収容されている。該ケーシング１００には、傍熱定温制御式流量測定部１６の薄膜発熱体１６３及び薄膜感温体１６２と電気的に接続された第１の配線部を構成する第１の端子１１６が外部に向けて突設されている。また、ケーシング１００には、上流側感温部１８ａの薄膜感温体１８２と電気的に接続された第２の配線部を構成する第２の端子１１８ａが外部に向けて突設されており、同様に、下流側感温部１８ｂの薄膜感温体と電気的に接続された第３の配線部を構成する第３の端子１１８ｂが外部に向けて突設されている。
【００５３】
更に、ケーシング１００内には温度補償用感温体を有する感温部２０が収容されており、該感温部２０にはケーシング１００外へと延出する熱伝達部材２０１が接続されている。上記図１の実施形態では感温部２０は環境温度として液体の温度を検知するために熱伝達部材が液体中へと延びているものが使用されているが、本実施形態では感温部２０は環境温度としてケーシング１００の周囲の気温を検知する。そして、ケーシング１００には、温度補償用感温体と電気的に接続された第４の配線部を構成する第４の端子１２０が外部に向けて突設されている。
【００５４】
本実施形態では、図１２（ａ）に示されているように、第１の端子〜第４の端子は、それぞれボンディングワイヤにより傍熱定温制御式流量測定部１６、上流側感温部１８ａ、下流側感温部１８ｂ及び感温部２０の所定の薄膜発熱体または薄膜感温体と接続されている。
【００５５】
図１３は本発明による流量測定部パッケージの更に別の実施形態を示す平面図（ａ）及び正面図（ｂ）であり、図１４はその横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。本実施形態は、感温部２０、熱伝達部材２０１及び第４の端子１２０を備えていないことが、上記図１０〜図１２の実施形態と異なる。また、本実施形態では、後述する流量測定ユニットのユニット基板への実装のための予備端子１３０を備えている。該予備端子１３０のうちのいくつかを配線のために利用することは可能である。
【００５６】
図１５は本発明による流量測定ユニットの一実施形態を示す斜視図であり、図１６はその平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び側面図（ｃ）である。本実施形態は、上記図１０〜図１２の流量測定部パッケージ２００を、所要の回路が形成されたユニット基板２２０に対して第１〜第４の端子が平行になるようにして該ユニット基板２２０に取り付け、更に該ユニット基板２２０に流量測定回路素子を構成するアナログ回路素子２２２を取り付けたものである。これにより、上記図５及び図６に示す第１の検知回路３０及び第２の検知回路３２が形成されている。流量測定回路素子は、更に上記図５に示す演算部３４を形成するデジタル回路素子を含んでいてもよい。
【００５７】
図１７は本発明による流量測定ユニットの更に別の実施形態を示す斜視図であり、図１８はその平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び側面図（ｃ）である。本実施形態は、流量測定部パッケージ２００を、ユニット基板２２０に対して第１〜第４の端子が垂直になるようにして該ユニット基板２２０に取り付けたことが、上記図１５〜１６の流量測定ユニットとは異なる。
【００５８】
図１９は本発明による流量測定ユニットの更に別の実施形態を示す斜視図であり、図２０はその平面図（ａ）、正面図（ｂ）及び側面図（ｃ）である。本実施形態は、流量測定部パッケージ２００として上記図１３〜図１４の実施形態のものを使用していることが、上記図１５〜図１８の流量測定ユニットとは異なる。
【００５９】
図２１は、本発明による流量測定部パッケージの流量計への組み込みの一実施形態を示す断面図である。本実施形態では、配線基板２４の形状以外は図２の実施形態と同様な流量測定部パッケージが使用されている。流体流通路１４の上下両端には開口端部部材１５ａ，１５ｂが付設されている。一方、配線基板２４は配線基板２５に接続されており、該配線基板２５の配線は配線収容部２５’内の配線と接続されている。配線収容部２５’内の配線は、図５及び図６に示す検知回路３０，３２と接続されている。
【００６０】
図２２は、本発明による流量測定ユニットの流量計への組み込みの更に別の実施形態を示す断面図である。本実施形態では、図１９及び図２０の実施形態の流量測定ユニットが使用されている。ユニット基板２２０の配線は配線収容部２５’内の配線と接続されている。配線収容部２５’内の配線は、図５に示す演算部３４と接続されている。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、極微量の流量領域から比較的大きな流量領域までの広い流量範囲にわたって良好な精度及び感度で流量測定を行うことが可能で且つ流体が燃料油等の可燃性液体である場合にも引火による火災の危険性の十分に低減され且つ微量の流体漏れをも容易に正確に安全に検知することが可能な流量計に好適に使用される流量測定部パッケージ及び流量測定ユニットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による流量測定部パッケージ及び流量測定ユニットの使用される流量計の実施形態を説明するための模式的断面図である。
【図２】図１の流量計の構造を示す部分斜視図である。
【図３】図２の部分断面図である。
【図４】図２の部分断面図である。
【図５】図１の流量計の流量測定系を示すブロック図である。
【図６】図１の流量計の流量検知のための回路構成を示す図である。
【図７】Ｖｈの換算のための検量線の一例を示す図である。
【図８】Ｖｏｕｔの換算のための検量線の一例を示す図である。
【図９】本発明による流量測定部パッケージ及び流量測定ユニットの使用される流量計を利用する液体漏洩監視システムの実施形態を示す模式図である。
【図１０】本発明による流量測定部パッケージの実施形態を示す一部省略斜視図である。
【図１１】図１０の流量測定部パッケージの平面図及び正面図である。
【図１２】図１０の流量測定部パッケージの横断面図及び縦断面図である。
【図１３】本発明による流量測定部パッケージの実施形態を示す平面図及び正面図である。
【図１４】図１３の流量測定部パッケージの横断面図及び縦断面図である。
【図１５】本発明による流量測定ユニットの実施形態を示す斜視図である。
【図１６】図１５の流量測定ユニットの平面図、正面図及び側面図である。
【図１７】本発明による流量測定ユニットの実施形態を示す斜視図である。
【図１８】図１７の流量測定ユニットの平面図、正面図及び側面図である。
【図１９】本発明による流量測定ユニットの実施形態を示す斜視図である。
【図２０】図１９の流量測定ユニットの平面図、正面図及び側面図である。
【図２１】本発明による流量測定部パッケージの流量計への組み込みの実施形態を示す断面図である。
【図２２】本発明による流量測定ユニットの流量計への組み込みの実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
２ タンク内液体
１２ 測定管
１４ 測定細管（流体流通路）
１５ａ，１５ｂ 開口端部部材
１６ 傍熱定温制御式流量測定部
１６１ 熱伝達部材
１６２ 薄膜感温体（第１の感温体）
１６２’ 配線
１６３ 薄膜発熱体
１６３’ 配線
１６４ 電気絶縁性薄膜
１８ 二定点温度差検知式流量測定部
１８ａ 上流側感温部
１８ｂ 下流側感温部
１８１ 熱伝達部材
１８２ 薄膜感温体（第２の感温体）
１８２’ 配線
２０ 感温部
２２，２３ 封止部材
２４ 配線基板
２５ 配線基板
２５’ 配線収容部
３０ 第１の検知回路
３２ 第２の検知回路
３４ 演算部
４０ ブリッジ回路
４２ 差動増幅回路
４４ トランジスタ
４６ ブリッジ回路
４８ 差動増幅回路
１００ ケーシング
１１６ 第１の端子
１１８ａ 第２の端子
１１８ｂ 第３の端子
１２０ 第４の端子
１３０ 予備端子
２００ 流量測定部パッケージ
２０１ 熱伝達部材
２２０ ユニット基板
２２２ アナログ回路素子

Claims (14)

1. 流体流通路内の流体の流量を測定するための流量測定部パッケージであって、
   前記流体流通路に取り付けられた傍熱定温制御式流量測定部及び二定点温度差検知式流量測定部を備えており、該二定点温度差検知式流量測定部は前記流体流通路内の流体流通方向に関して前記傍熱定温制御式流量測定部の上流側及び下流側にそれぞれ配置された上流側感温部及び下流側感温部からなり、
   前記傍熱定温制御式流量測定部は発熱体と該発熱体に隣接配置された第１の感温体とを有しており、前記上流側感温部は第２の感温体を有しており、前記下流側感温部は第３の感温体を有しており、
   前記傍熱定温制御式流量測定部には前記発熱体及び前記第１の感温体との電気的接続のための第１の配線部が接続されており、前記上流側感温部には前記第２の感温体との電気的接続のための第２の配線部が接続されており、前記下流側感温部には前記第３の感温体との電気的接続のための第３の配線部が接続されていることを特徴とする流量測定部パッケージ。
2. 前記第１の配線部、第２の配線部及び第３の配線部は、いずれもフレキシブル配線基板を用いて形成されたものであることを特徴とする、請求項１に記載の流量測定部パッケージ。
3. 前記傍熱定温制御式流量測定部、前記上流側感温部、前記下流側感温部及びこれらが取り付けられている前記流体流通路の部分はケーシング内に収容されていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記載の流量測定部パッケージ。
4. 前記ケーシングには前記第１の配線部、第２の配線部及び第３の配線部をそれぞれ構成する第１の端子、第２の端子及び第３の端子が突設されていることを特徴とする、請求項３に記載の流量測定部パッケージ。
5. 前記ケーシング内には温度補償用感温体を有する感温部が収容されており、該感温部には前記ケーシング外へと延出する熱伝達部材が接続されており、前記ケーシングには前記温度補償用感温体との電気的接続のための第４の配線部を構成する第４の端子が突設されていることを特徴とする、請求項４に記載の流量測定部パッケージ。
6. 前記発熱体及び前記第１の感温体は、いずれも通電可能な薄膜状をなしており、電気絶縁性薄膜を介して積層されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の流量測定部パッケージ。
7. 請求項１〜６のいずれかの流量測定部パッケージと、該流量測定部パッケージを取り付けるためのユニット基板と、該ユニット基板に取り付けられた流量測定回路素子とを有することを特徴とする流量測定ユニット。
8. 前記流量測定回路素子はアナログ回路素子を含んでなることを特徴とする、請求項７に記載の流量測定ユニット。
9. 前記アナログ回路素子は、前記第１の感温体の検知温度に基づき前記発熱体をフィードバック制御し、該フィードバック制御の状態に基づき第１の流量対応出力を得、前記第２の感温体の検知温度と前記第３の感温体の検知温度との差に基づき第２の流量対応出力を得ることを特徴とする、請求項８に記載の流量測定ユニット。
10. 前記流量測定回路素子は更にデジタル回路素子を含んでなることを特徴とする、請求項９に記載の流量測定ユニット。
11. 前記デジタル回路素子は前記第１の流量対応出力及び前記第２の流量対応出力に基づき流量測定値を得る演算部を備えており、該演算部は、前記流量の値に関して予め定められた境界流量領域より大きな高流量領域については前記第１の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値として出力し、前記境界流量領域より小さな低流量領域については前記第２の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値として出力し、前記境界流量領域については前記第１の流量対応出力に基づき得られる流量値または前記第２の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値として出力することを特徴とする、請求項１０に記載の流量測定ユニット。
12. 前記境界流量領域は１つの特定流量値のみからなることを特徴とする、請求項１１に記載の流量測定ユニット。
13. 前記演算部は、先ず前記第１の流量対応出力が前記高流量領域に対応する時又は前記高流量領域及び前記境界流量領域のいずれかに対応する時には前記第１の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値となし、それ以外の時には前記第２の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値となすことを特徴とする、請求項１１〜１２のいずれかに記載の流量測定ユニット。
14. 前記演算部は、先ず前記第２の流量対応出力が前記低流量領域に対応する時又は前記低流量領域及び前記境界流量領域のいずれかに対応する時には前記第２の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値となし、それ以外の時には前記第１の流量対応出力に基づき得られる流量値を測定値となすことを特徴とする、請求項１１〜１２のいずれかに記載の流量測定ユニット。

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