JP5210588B2 - 熱式流量計、熱式流量計の制御方法、及び熱式流量計のセンサ素子 - Google Patents
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Description
、該制御方法は、複数の異なる所定の温度状態で複数の流量値を検出し、検出された複数の流量値から算出された値に基づき、前記流量値の被測定ガス流中に含まれる液相成分の気化によって生じる流量検出誤差を補正制御することを特徴とする。
図1では、発熱抵抗体Rh1、測温抵抗体Rc1、図示しない固定抵抗等から構成されたブリッジ回路1の出力がリニアライザ3に連結されている。また、発熱抵抗体Rh2、測温抵抗体Rc2、図示しない固定抵抗等から構成されたブリッジ回路2の出力がリニアライザ4に入力されている。2つのリニアライザ3,4の出力が流量補正回路500に入力されている。ブリッジ回路1及びブリッジ回路2はそれぞれ図29に示すように、発熱抵抗体Rh、測温抵抗体Rc、固定抵抗、トランジスタTR等から構成され、測温抵抗体Rhの温度が被測定ガス温度から一定温度ΔTだけ高い温度になるように発熱抵抗体Rhに流れる電流がフィードバックにより調整される。発熱抵抗体Rh1の温度と被測定ガスとの温度差ΔTh1と、発熱抵抗体Rh2の温度と被測定ガスとの温度差ΔTh2には、ΔTh2>ΔTh1の関係となるように、それぞれのブリッジ回路を構成する抵抗値等が設定されている。
本実施形態では、発熱抵抗体Rh1にヒータ駆動回路10によって電圧が印加される。ヒータ駆動回路10はマイコン12からの指示によって、発熱抵抗体Rh1に印加する電圧値を変化させるものである。
図8は、ヒータ駆動回路から発熱抵抗体に印加される電圧波形の一例を示している。ヒータ駆動回路から発熱抵抗体へ出力される電圧波形は図8に示すように矩形波であり、電圧値はゼロもしくはVonの2値を取る。ここでは1つの矩形波において、電圧がゼロである期間をΔToff、電圧がVonである期間をΔTonとする。また、ΔToff+ΔTonは常に一定であるとする。すなわち、矩形パルスの周波数は常に一定であるとする。ここで、Duty比を(3)式で定義する。
Duty比=ΔTon/(ΔTon+ΔToff) …(3)
Rc=(VB−VR3)R3/VB …(4)
Th1=Tg+ΔT1 ・・・(5)
Th2=Tg+ΔT2 ・・・(6)
Rh1=(VRh1−VR1)R1/VRh1 …(7)
Duty1+G・δ1 → Duty1
Q1=α1VR1 4/(TRh1-Tg)2 …(8)
Q2=α2VR2 4/(TRh2-Tg)2 …(9)
ΔQ=K{(Q1/Q2)4−1} ・・・(10)
ここに、Kは係数であり、発熱抵抗体の温度Th1、Th2の関数である。
K=K(Th1、Th2) ・・・(11)
本実施形態においては、発熱抵抗体Rh1の温度を図16に示すように変化させる。すなわち、Rh1の温度を低温Th1と高温Th2の2つの状態に交互に切り替える。このように時間的に発熱抵抗体の温度を変化させ、それぞれの温度設定状態での流量値Q1、Q2を検出することで、2つの発熱抵抗体を用いた場合と同様に、Q1、Q2を用いて流量補正を行うことができる。
Claims (18)
- 被測定ガス流中に配置されたセンサ素子の発熱抵抗体に電圧を印加して該発熱抵抗体を所定の温度状態に設定し、該設定した所定の温度状態における前記被測定ガス流の流量値を検出する熱式流量計であって、
前記流量値は、複数の異なる所定の温度状態で検出された複数の流量値であり、該複数の流量値から算出された値に基づき、前記流量値の被測定ガス流中に含まれる液相成分の気化によって生じる流量検出誤差を補正することを特徴とする熱式流量計。 - 前記複数の流量値から算出された値は、前記複数の流量値の比であることを特徴とする請求項1に記載の熱式流量計。
- 前記複数の流量値から算出された値は、前記複数の流量値の比のべき乗値であることを特徴とする請求項1に記載の熱式流量計。
- 前記複数の異なる所定の温度状態は、前記発熱抵抗体への電圧の印加時期を異にすることにより生じる温度状態であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱式流量計。
- 前記複数の異なる所定の温度状態は、複数に構成した前記発熱抵抗体のそれぞれへの異なる電圧の印加により生じる温度状態であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱式流量計。
- 被測定ガス流中に配置されたセンサ素子の発熱抵抗体に電圧を印加して該発熱抵抗体を第一の温度状態と第二の温度状態に設定し、該設定した前記第一の温度状態における前記被測定ガス流の第一の流量値及び前記第二の温度状態における前記被測定ガス流の第二の流量値を検出する熱式流量計であって、
前記第一の流量値もしくは前記第二の流量値の被測定ガス流中に含まれる液相成分の気化によって生じる流量検出誤差を、前記第一の流量値と前記第二の流量値との比に基づいて補正することを特徴とする熱式流量計。 - 前記第一の温度状態と前記第二の温度状態は、前記発熱抵抗体への電圧の印加時期を異にすることにより生じる温度状態であることを特徴とする請求項6に記載の熱式流量計。
- 前記第一の温度状態と前記第二の温度状態は、複数に構成した前記発熱抵抗体のそれぞれへの異なる電圧の印加により生じる温度状態であることを特徴とする請求項6に記載の熱式流量計。
- 軸体と、該軸体に巻回された第1の発熱抵抗体及び第2の発熱抵抗体と、前記軸体の軸方向に沿って形成された溝と、該溝内に配置された支持体とを備え、前記第1の発熱抵抗体及び第2の発熱抵抗体は前記支持体に接続固定され、該支持体を介して通電されるセンサ素子を備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の熱式流量計。
- 前記センサ素子は、前記軸体に巻回された測温抵抗体をさらに備え、該測温抵抗体は前記支持体に接続固定され、該支持体を介して通電されることを特徴とする請求項9に記載の熱式流量計。
- 被測定ガス流中に配置されたセンサ素子の発熱抵抗体に電圧を印加して該発熱抵抗体を所定の温度状態に設定し、該設定した所定の温度状態における前記被測定ガス流の流量値を検出する熱式流量計の制御方法であって、
該制御方法は、複数の異なる所定の温度状態で複数の流量値を検出し、検出された複数の流量値から算出された値に基づき、前記流量値の被測定ガス流中に含まれる液相成分の気化によって生じる流量検出誤差を補正制御することを特徴とする熱式流量計の制御方法。 - 前記制御方法は、前記複数の流量値の比から前記値を算出し、該値に基づいて前記流量検出誤差を補正制御することを特徴とする請求項11に記載の熱式流量計の制御方法。
- 前記制御方法は、前記複数の流量値の比のべき乗値から前記値を算出し、該値に基づいて前記流量検出誤差を補正制御することを特徴とする請求項11に記載の熱式流量計の制御方法。
- 前記制御方法は、前記発熱抵抗体への電圧の印加時期を異にすることにより、前記複数の異なる温度状態を設定し、設定された温度状態における流量値により算出された前記値に基づき前記流量検出誤差を補正制御することを特徴とする請求項12又は13に記載の熱式流量計の制御方法。
- 前記制御方法は、複数に構成した前記発熱抵抗体のそれぞれへの異なる電圧の印加により前記複数の異なる温度状態を設定し、設定された温度状態における流量値により算出された前記値に基づき前記流量検出誤差を補正制御することを特徴とする請求項12又は13に記載の熱式流量計の制御方法。
- 被測定ガス流中に配置されたセンサ素子の発熱抵抗体に電圧を印加して該発熱抵抗体を第一の温度状態と第二の温度状態に設定し、該設定した前記第一の温度状態における前記被測定ガス流の第一の流量値及び前記第二の温度状態における前記被測定ガス流の第二の流量値を検出する熱式流量計の制御方法であって、
該制御方法は、前記第一の流量値もしくは前記第二の流量値の被測定ガス流中に含まれる液相成分の気化によって生じる流量検出誤差を、前記第一の流量値と前記第二の流量値との比に基づいて補正制御することを特徴とする熱式流量計の制御方法。 - 前記制御方法は、前記発熱抵抗体への電圧の印加時期を異にすることにより前記第一の温度状態及び第二の温度状態を設定し、前記流量検出誤差を補正制御することを特徴とする請求項16に記載の熱式流量計の制御方法。
- 前記制御方法は、複数に構成した前記発熱抵抗体のそれぞれへの異なる電圧の印加により前記第一の温度状態及び第二の温度状態を設定し、前記流量検出誤差を補正制御することを特徴とする請求項16に記載の熱式流量計の制御方法。
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