JP7078481B2 - Heat ray type flow meter - Google Patents

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Description

本発明は、被計測流体の流量を計測する熱線式流量計に関するものである。 The present invention relates to a heat ray type flow meter that measures the flow rate of the fluid to be measured.

従来より、被計測流体の流量を計測する熱線式流量計に関する技術が種々提案されている。 Conventionally, various techniques related to a heat ray type flow meter for measuring the flow rate of the fluid to be measured have been proposed.

例えば、下記特許文献1に記載された流量計測装置は、流路を流れる流体をヒータにより加熱し、当該加熱流体の温度を下流側の温度センサで検出して、その検出値に基づいて流量を測定する。 For example, the flow rate measuring device described in Patent Document 1 below heats a fluid flowing through a flow path with a heater, detects the temperature of the heated fluid with a temperature sensor on the downstream side, and determines the flow rate based on the detected value. Measure.

この流量計測装置と同様に、加熱流体の温度を下流側の温度センサで検出するが、この流量計測装置とは異なり、加熱流体の温度を下流側の2つの温度センサで検出し、その2つの検出値に基づいて流量を測定するようにしたものもある。 Similar to this flow rate measuring device, the temperature of the heated fluid is detected by the temperature sensor on the downstream side, but unlike this flow rate measuring device, the temperature of the heated fluid is detected by two temperature sensors on the downstream side, and the two are detected. In some cases, the flow rate is measured based on the detected value.

図15は、後者の従来の流量計測装置である、熱線式流量計による流量計測方法の一例を示している。同図の流量計測方法で用いられている従来の熱線式流量計は、流路内に、その上流側から下流側にかけて、1つのヒータ及び2つの測温センサ(以下、上流側の温度センサを「第1測温センサ」と言い、下流側の測温センサを「第2測温センサ」と言う)をこの順序で設置したものである。 FIG. 15 shows an example of a flow rate measuring method using a heat ray type flow meter, which is the latter conventional flow rate measuring device. The conventional heat ray type flow meter used in the flow rate measurement method shown in the figure has one heater and two temperature measurement sensors (hereinafter referred to as the upstream temperature sensor) in the flow path from the upstream side to the downstream side. The temperature measurement sensor on the downstream side is referred to as a "second temperature measurement sensor"), which is referred to as a "first temperature measurement sensor").

まず、ヒータに所定の電圧を印加して、ヒータから1つ山の温度変化を有する熱信号s50を発生させる。次に、熱信号s50が下流側に流れて行き、第1及び第2測温センサによって温度測定される熱信号s50に対応する熱信号が、おのおの熱信号s51、s52である。第1及び第2測温センサに対して、それぞれ同じ閾値Thを設定し、ヒータへの電圧印加を開始した時点から、第1及び第2測温センサがそれぞれ閾値Thを超えた温度を検出した時点までの時間を計測する。 First, a predetermined voltage is applied to the heater to generate a heat signal s50 having a temperature change of one peak from the heater. Next, the heat signals s50 flow to the downstream side, and the heat signals corresponding to the heat signals s50 whose temperature is measured by the first and second temperature measurement sensors are the heat signals s51 and s52, respectively. The same threshold value Th is set for each of the first and second temperature measurement sensors, and the temperature exceeding the threshold value Th is detected by the first and second temperature measurement sensors from the time when the voltage application to the heater is started. Measure the time to the point in time.

例えば、ヒータへの電圧印加を開始した時点から第1測温センサが閾値Thを超えた温度を検出した時点までの時間を“A”とし、ヒータへの電圧印加を開始した時点から第2測温センサが閾値Thを超えた温度を検出した時点までの時間を“B”とすると、時間Bと時間Aとの時間差B-Aが、被計測流体が第1測温センサと第2測温センサとの間を流れたときに経過した時間となる。 For example, the time from the time when the voltage application to the heater is started to the time when the first temperature sensor detects the temperature exceeding the threshold Th is set as "A", and the time from the time when the voltage application to the heater is started is the second measurement. Assuming that the time until the temperature sensor detects the temperature exceeding the threshold Th is "B", the time difference BA between the time B and the time A is that the measured fluid is the first temperature sensor and the second temperature measurement. It is the time elapsed when flowing between the sensor and the sensor.

そして、第1測温センサから第2測温センサまでの距離をLとすると、流速Vは、距離L/時間差B-Aによって算出され、流路の断面積をSとすると、流量は、流速V×断面積Sによって算出される。 Then, if the distance from the first temperature measurement sensor to the second temperature measurement sensor is L, the flow velocity V is calculated by the distance L / time difference BA, and if the cross-sectional area of the flow path is S, the flow rate is the flow velocity. It is calculated by V × cross-sectional area S.

図15に示す従来の流量計測方法では、このようにして被計測流体の流量を計測する。 In the conventional flow rate measuring method shown in FIG. 15, the flow rate of the fluid to be measured is measured in this way.

特許第4947463号公報Japanese Patent No. 4947463

しかし、上記従来の流量計測方法では、被計測流体自体に温度変化があると、当該被計
測流体の流量を精度良く計測できない場合が生じた。
However, in the above-mentioned conventional flow rate measuring method, if the fluid to be measured has a temperature change, the flow rate of the fluid to be measured may not be measured accurately.

図16は、この場合の一例を説明するための図である。同図中、二点鎖線で示す直線V1は、被計測流体の温度変化を示している。 FIG. 16 is a diagram for explaining an example in this case. In the figure, the straight line V1 shown by the alternate long and short dash line indicates the temperature change of the fluid to be measured.

上記図15を用いて説明したように、ヒータから発生した熱信号s50は、被計測流体の流れに従って下流側に流れて行き、第1及び第2測温センサによって温度測定される。図16中、熱信号s53,s54がそれぞれ、第1及び第2測温センサによって測定された、熱信号s50に対応する熱信号を示している。 As described with reference to FIG. 15, the heat signal s50 generated from the heater flows to the downstream side according to the flow of the fluid to be measured, and the temperature is measured by the first and second temperature measurement sensors. In FIG. 16, the heat signals s53 and s54 indicate the heat signals corresponding to the heat signals s50 measured by the first and second temperature measurement sensors, respectively.

熱信号s53,s54は、図16に示されるように、ヒータからの熱信号s50を被計測流体の温度変化分だけ上昇させたものになっている。このような状況で、同じ閾値Thを設定して、上述した時間A,Bにそれぞれ相当する時間A′,B′を計測すると、時間A′と時間B′はそれぞれ、熱信号s50の曲線上の異なった場所を計測することになる。したがって、時間差B′-A′は、上述した時間差B-Aと一致しないので、この時間差B′-A′に基づいて算出された流量は、精度良く計測されたものとは言い得ない。 As shown in FIG. 16, the heat signals s53 and s54 are obtained by increasing the heat signal s50 from the heater by the temperature change of the fluid to be measured. In such a situation, when the same threshold value Th is set and the time A'and B'corresponding to the above-mentioned times A and B are measured, the time A'and the time B'are on the curve of the thermal signal s50, respectively. Will be measured at different locations. Therefore, since the time difference B'-A'does not match the time difference BA described above, it cannot be said that the flow rate calculated based on this time difference B'-A'is measured accurately.

図16の例では、温度変化V1は、説明の都合上、直線状、つまり一定になっているので、第1測温センサと第2測温センサで異なる閾値を設定すれば、時間差B′-A′を正しい時間差B-Aに近づけることは可能であるが、被計測流体の温度変化は通常、一定ではないため、異なる閾値を設定したとしても、時間差B′-A′は、正確なものではない。 In the example of FIG. 16, the temperature change V1 is linear, that is, constant for convenience of explanation. Therefore, if different threshold values are set for the first temperature measurement sensor and the second temperature measurement sensor, the time difference B'- Although it is possible to bring A'close to the correct time difference B-A, the temperature change of the fluid under test is usually not constant, so even if different thresholds are set, the time difference B'-A'is accurate. is not.

このように、上記従来の熱線式流量計では、被計測流体に温度変化がある状態で、当該被計測流体の流量を精度良く測定することは困難であった。 As described above, with the conventional heat ray type flow meter, it is difficult to accurately measure the flow rate of the fluid to be measured when the fluid to be measured has a temperature change.

そこで、本発明は、以上のようなことに対処するため、被計測流体に温度変化がある状態でも、当該被計測流体の流量を精度良く測定することが可能となる熱線式流量計を提供することを目的とする。 Therefore, in order to deal with the above problems, the present invention provides a heat ray type flow meter capable of accurately measuring the flow rate of the fluid to be measured even when the fluid to be measured has a temperature change. The purpose is.

この課題を解決するためになされた請求項1に係る発明は、被計測流体が流れる流路と、当該流路内に配置された、被計測流体を加熱する加熱手段と、当該流路内に、加熱手段より下流側に配置された、被計測流体の温度を測定する第1測温手段と、当該流路内に、第1測温手段より下流側に配置された、被計測流体の温度を測定する第2測温手段と、加熱手段から少なくとも2つの山を持つ熱信号を発生させて、流路内を流れる被計測流体に当該熱信号を重畳させるように、当該加熱手段を制御する制御手段と、被計測流体の温度についての複数の閾値を生成する生成手段と、生成手段によって生成された閾値毎に、第1測温手段によって測定された被計測流体の温度が当該閾値を超えてから再度超えるまでの第1時間を計時する第1計時手段と、生成手段によって生成された閾値毎に、第2測温手段によって測定された被計測流体の温度が当該閾値を超えてから再度超えるまでの第2時間を計測する第2計時手段と、第1計時手段によって第1時間の計時が終了してから、第2計時手段によって第2時間の計時が終了するまでの第3時間を計時する第3計時手段と、第1~第3計時手段によってそれぞれ計時された第1~第3時間に基づいて、被計測流体の流量を算出する算出手段と、を有することを特徴とする。 The invention according to claim 1 made to solve this problem includes a flow path through which the fluid to be measured flows, a heating means for heating the fluid to be measured, which is arranged in the flow path, and the flow path. The temperature of the first temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid to be measured, which is arranged on the downstream side of the heating means, and the temperature of the fluid to be measured, which is arranged on the downstream side of the first temperature measuring means in the flow path. The heating means is controlled so as to generate a heat signal having at least two peaks from the second temperature measuring means for measuring the temperature and the heating means so that the heat signal is superimposed on the fluid to be measured flowing in the flow path. The temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold for each of the control means, the generation means for generating a plurality of thresholds for the temperature of the fluid to be measured, and the threshold generated by the generation means. The temperature of the fluid to be measured measured by the second temperature measuring means exceeds the threshold for each threshold generated by the first measuring means for measuring the first time from the time to the time when the temperature is exceeded again, and then again. The second time measuring means for measuring the second time until the time is exceeded, and the third time from the end of the first time measuring by the first time measuring means to the end of the second time measuring by the second time measuring means. It is characterized by having a third timing means for measuring and a calculation means for calculating the flow rate of the fluid to be measured based on the first to third hours timed by the first to third timing means, respectively.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載の熱線式流量計であって、第1及び第2時間のうち、少なくとも一方が計時されなかったときには、算出手段は、被計測流体の流量の算出を行わないことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the heat ray type flow meter according to claim 1, and when at least one of the first and second hours is not timed, the calculation means is the flow rate of the fluid to be measured. It is characterized in that no calculation is performed.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載の熱線式流量計であって、第1及び第2時間の双方が計時されたときには、算出手段は、第1時間と第2時間とが等しい場合に、被計測流体の流量の算出を行う一方、第1時間と第2時間とが異なっている場合には、被計測流体の流量の算出を行わないことを特徴とする。 The invention according to claim 3 is the heat ray type flow meter according to claim 1, and when both the first time and the second time are timed, the calculation means is equal to the first time and the second time. In this case, the flow rate of the fluid to be measured is calculated, but when the first time and the second time are different, the flow rate of the fluid to be measured is not calculated.

請求項4に係る発明は、請求項1に記載の熱線式流量計であって、生成手段によって生成された閾値のうち、熱信号の重畳された被計測流体の温度が2回超える閾値について、最初に超えてから再度超えるまでの経過時間を想定する想定手段をさらに有し、第1及び第2時間の双方が計時されたときには、算出手段は、経過時間、第1時間及び第2時間のすべてが等しい場合に、被計測流体の流量の算出を行う一方、経過時間と第1時間及び第2時間うちの少なくとも一方とが異なっている場合には、被計測流体の流量の算出を行わないことを特徴とする。 The invention according to claim 4 is the heat ray type flow meter according to claim 1, wherein among the thresholds generated by the generation means, the temperature of the measured fluid on which the thermal signal is superimposed exceeds the threshold twice. It further has a hypothetical means of assuming the elapsed time from the first crossing to the second crossing, and when both the first and second hours are timed, the calculating means is the elapsed time, the first hour and the second hour. If all are equal, the flow rate of the measured fluid is calculated, but if the elapsed time and at least one of the first and second hours are different, the flow rate of the measured fluid is not calculated. It is characterized by that.

請求項5に係る発明は、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の熱線式流量計であって、熱信号の山は、同じ高さであることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the heat ray type flow meter according to any one of claims 1 to 4, wherein the peaks of the thermal signal have the same height.

請求項6に係る発明は、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の熱線式流量計であって、算出手段は、流路内の第1測温手段が配置された位置から第2測温手段が配置された位置までの距離を第3計時手段によって計時された第3時間で除算して被計測流体の流速を算出し、当該流速に流路の断面積を乗算することにより、被計測流体の流量を算出することを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the heat ray type flow meter according to any one of claims 1 to 5, wherein the calculation means is a second from a position in the flow path where the first temperature measuring means is arranged. By dividing the distance to the position where the temperature measuring means is placed by the third time measured by the third measuring means to calculate the flow velocity of the fluid to be measured, and multiplying the flow velocity by the cross-sectional area of the flow path. It is characterized by calculating the flow rate of the fluid to be measured.

請求項1に記載の発明によれば、加熱手段から発生させる熱信号として、少なくとも2つの山を持つ特別な形状のものを発生させて被計測流体に重畳させ、第1及び第2測温手段によって測定された被計測流体の温度がそれぞれ、同一閾値(ただし、第1測温手段と第2測温手段に対してそれぞれ設定される閾値が同一という意味ではなく、1つの熱信号に対して第1又は第2測温手段のおのおので用いる閾値が同一という意味である)を2回超える時間を、第1及び第2時間として計時するようにしているので、1つの山を持つ形状の熱信号を被計測流体に重畳させて、同一閾値を1回超える時間を計時する従来の熱線式流量計と比較して、加熱手段に起因した熱信号を検知しているかどうかの判定を正確に行うことができる。 According to the first aspect of the invention, as the heat signal generated from the heating means, a special shape having at least two peaks is generated and superimposed on the fluid to be measured, and the first and second temperature measuring means are used. The temperature of the fluid to be measured measured by is the same threshold value (however, it does not mean that the threshold values set for the first temperature measuring means and the second temperature measuring means are the same, but for one thermal signal. Since the time exceeding (meaning that the thresholds used by each of the first or second temperature measuring means are the same) twice is measured as the first and second hours, the heat having a shape with one mountain is measured. Compared with the conventional heat ray type flow meter that superimposes the signal on the fluid to be measured and measures the time exceeding the same threshold once, it accurately determines whether or not the heat signal caused by the heating means is detected. be able to.

そして、第3時間は、正確に判定された第1及び第2時間に基づいて計時されているので、第3時間も正確なものとなり、このような正確な第1~第3時間に基づいて算出された被計測流体の流量も精度の高いものとなる。 And since the third time is timed based on the accurately determined first and second hours, the third time is also accurate, and based on such accurate first to third hours. The calculated flow rate of the fluid to be measured is also highly accurate.

また、請求項1に記載の発明では、複数の閾値を生成し、当該生成した閾値毎に第1~第3時間を計測するようにしたので、被計測流体に温度変化がある状態でも、第1~第3時間を正確に計測することができる。 Further, in the invention according to claim 1, since a plurality of threshold values are generated and the first to third hours are measured for each of the generated threshold values, the first to third time is measured even when the fluid to be measured has a temperature change. The 1st to 3rd hours can be measured accurately.

したがって、請求項1に記載の発明によれば、被計測流体に温度変化がある状態でも、当該被計測流体の流量を精度良く測定することが可能となる。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to accurately measure the flow rate of the fluid to be measured even when the fluid to be measured has a temperature change.

請求項2に記載の発明によれば、第1及び第2時間のうち、少なくとも一方が計時されなかったときには、被計測流体の流量の算出はなされない。 According to the second aspect of the present invention, the flow rate of the fluid to be measured is not calculated when at least one of the first and second hours is not timed.

つまり、第1及び第2時間のうち、少なくとも一方が計時されないということは、熱信号に由来する温度測定が正しくなされなかったことを意味する。 That is, the fact that at least one of the first and second hours is not timed means that the temperature measurement derived from the thermal signal was not made correctly.

したがって、請求項2に記載の発明によれば、正しくない測定結果を除外し、正しい測定結果のみに基づいて被計測流体の流量を算出するようにしたので、当該被計測流体の流量を精度良く測定することが可能となる。 Therefore, according to the invention of claim 2, the flow rate of the fluid to be measured is calculated based only on the correct measurement result by excluding the incorrect measurement result, so that the flow rate of the fluid to be measured can be accurately measured. It becomes possible to measure.

請求項3に記載の発明によれば、第1及び第2時間の双方が計時されたときには、第1時間と第2時間とが等しい場合に、被計測流体の流量の算出がなされる一方、第1時間と第2時間とが異なっている場合には、被計測流体の流量の算出がなされない。 According to the invention of claim 3, when both the first time and the second time are timed, the flow rate of the measured fluid is calculated when the first time and the second time are equal to each other. If the first time and the second time are different, the flow rate of the fluid to be measured is not calculated.

つまり、第1及び第2時間の双方が計時されたとしても、両者が同じ時間でない場合には、加熱手段によって発生された熱信号の異なる位置を検知している等、被計測流体の温度測定が正しくなされなかったことを意味する。 That is, even if both the first and second hours are timed, if both are not the same time, the temperature of the fluid to be measured is measured, such as detecting different positions of the heat signals generated by the heating means. Means that was not done correctly.

したがって、請求項3に記載の発明によれば、正しく判定される虞のある、正しくない測定結果を除外し、真に正しい測定結果のみに基づいて被計測流体の流量を算出するようにしたので、当該被計測流体の流量をさらに精度良く測定することが可能となる。 Therefore, according to the invention of claim 3, the flow rate of the fluid to be measured is calculated based only on the truly correct measurement result, excluding the incorrect measurement result that may be correctly determined. , The flow rate of the fluid to be measured can be measured more accurately.

請求項4に記載の発明によれば、第1及び第2時間の双方が計時されたときには、経過時間、第1時間及び第2時間のすべてが等しい場合に、被計測流体の流量の算出がなされる一方、経過時間と第1時間及び第2時間のうちの少なくとも一方とが異なっている場合には、被計測流体の流量の算出がなされない。 According to the invention of claim 4, when both the first time and the second time are timed, the flow rate of the measured fluid is calculated when the elapsed time, the first time and the second time are all equal. On the other hand, if the elapsed time and at least one of the first time and the second time are different, the flow rate of the fluid to be measured is not calculated.

つまり、第1及び第2時間の双方が計時されたとしても、経過時間と第1時間及び第2時間のうちの少なくとも一方とが異なっている場合には、加熱手段によって発生された熱信号の異なる位置を検知している等、被計測流体の温度測定が正しくなされなかったことを意味する。 That is, even if both the first and second hours are timed, if the elapsed time and at least one of the first and second hours are different, the thermal signal generated by the heating means. It means that the temperature of the fluid to be measured was not measured correctly, such as detecting a different position.

したがって、請求項4に記載の発明によっても、請求項3に記載の発明と同様に、正しく判定される虞のある、正しくない測定結果を除外し、真に正しい測定結果のみに基づいて被計測流体の流量を算出するようにしたので、当該被計測流体の流量をさらに精度良く測定することが可能となる。 Therefore, the invention according to claim 4 also excludes incorrect measurement results that may be correctly determined, and is measured based only on the truly correct measurement results, as in the invention according to claim 3. Since the flow rate of the fluid is calculated, it is possible to measure the flow rate of the measured fluid with higher accuracy.

本発明の第1の実施の形態に係る熱線式流量計の概略構成を示す模式図((a))及び縦断面図((b))である。It is a schematic diagram ((a)) and the vertical sectional view ((b)) which show the schematic structure of the heat ray type flow meter which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1の熱線式流量計に備えられた制御回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control circuit provided in the heat ray type flow meter of FIG. 図1の熱線式流量計で発生される熱信号の形状、波長及び伝達時間の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the shape, wavelength and transmission time of the heat signal generated by the heat ray type flowmeter of FIG. 図2の制御回路に備えられた第1~第3カウンタの動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation of the 1st to 3rd counter provided in the control circuit of FIG. 図2の制御回路に備えられた第3判定部が実行する制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the control processing which the 3rd determination part provided in the control circuit of FIG. 2 executes. 図1の熱線式流量計に備えられた第1及び第2測温センサによって測定された熱信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the heat signal measured by the 1st and 2nd temperature measuring sensors provided in the heat ray type flow meter of FIG. 図1の熱線式流量計に備えられた第1及び第2測温センサによって測定された、図6の例とは異なる熱信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the thermal signal different from the example of FIG. 6 measured by the 1st and 2nd temperature measuring sensors provided in the heat ray type flow meter of FIG. 被計測流体に温度変化があるときに、図1の熱線式流量計に備えられた第1及び第2測温センサによって測定された熱信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the thermal signal measured by the 1st and 2nd temperature measuring sensors provided in the heat ray type flowmeter of FIG. 1 when there is a temperature change in the fluid to be measured. 本発明の第2の実施の形態に係る熱線式流量計に備えられた制御回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control circuit provided in the heat ray type flow meter which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図9の制御回路に備えられた第1~第3カウンタの動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation of the 1st to 3rd counter provided in the control circuit of FIG. 本発明の第3の実施の形態に係る熱線式流量計に備えられた制御回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control circuit provided in the heat ray type flow meter which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 図11の制御回路に備えられた第1の1、第1の2、第2の1、第2の2及び第3カウンタの動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation of the 1st 1, the 1st 2, the 2nd 1, the 2nd 2 and the 3rd counter provided in the control circuit of FIG. 図11の制御回路に備えられた第1の1、第1の2、第2の1、第2の2及び第3カウンタの図12とは異なる動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the operation different from FIG. 図11の制御回路に備えられた第1の1、第1の2、第2の1、第2の2及び第3カウンタの図12及び図13とはさらに異なる動作の一例を示す図である。11 is a diagram showing an example of operation further different from FIGS. 12 and 13 of the first 1, first 2, second 1, second 2, and third counters provided in the control circuit of FIG. 11. .. 従来の熱線式流量計による流量計測方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the flow rate measuring method by the conventional heat ray type flow meter. 被計測流体に温度変化があるときに、図15の流量計測方法を用いて流量測定を行った場合に生ずる誤測定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the erroneous measurement which occurs when the flow rate measurement is performed using the flow rate measurement method of FIG. 15 when there is a temperature change in the fluid to be measured.

以下、本発明の各実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
本発明の第1の実施の形態に係る熱線式流量計は、熱線式MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)流量計であり、TOF(Time of Flight)方式により、被計測流体の流量を計測するものである。用途としては、微量な医療薬品の流量管理や、生物化学試験の試薬・培養液の管理等が考えられる。被計測流体の流量範囲は、1~100μl/minを想定するが、これに限られる訳ではない。
[First Embodiment]
The heat ray type flow meter according to the first embodiment of the present invention is a heat ray type MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) flow meter, which measures the flow rate of the fluid to be measured by a TOF (Time of Flight) method. be. Possible uses include controlling the flow rate of trace amounts of medical chemicals and managing reagents and culture solutions for biochemical tests. The flow rate range of the fluid to be measured is assumed to be 1 to 100 μl / min, but is not limited to this.

本実施形態の熱線式流量計100は、図1(a)に示すように、ヒータ101、第1測温センサ102、第2測温センサ103、信号線104~106、及び流路107等を備えている。本実施形態の熱線式流量計100は、平面視、矩形状で、その寸法は、例えば10mm(縦)×20mm(横)である。 As shown in FIG. 1A, the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment includes a heater 101, a first temperature measuring sensor 102, a second temperature measuring sensor 103, signal lines 104 to 106, a flow path 107, and the like. I have. The heat ray type flow meter 100 of the present embodiment has a rectangular shape in a plan view, and its dimensions are, for example, 10 mm (vertical) × 20 mm (horizontal).

ヒータ101と、第1及び第2測温センサ102,103は、シリコンウェハ108上に形成される(図1(b)参照)。 The heater 101 and the first and second temperature measuring sensors 102 and 103 are formed on the silicon wafer 108 (see FIG. 1 (b)).

流路107は、矩形状の溝を形成した流路形成部109をシリコンウェハ108の表面上に重ねることにより、形成されている。そして、流路形成部109は、流路107の両端部に相当する位置にそれぞれ孔109a,109bを形成している。この孔109a,109bにはそれぞれ、シリコンチューブ110,111が挿入される。 The flow path 107 is formed by superimposing a flow path forming portion 109 having a rectangular groove formed on the surface of the silicon wafer 108. The flow path forming portion 109 forms holes 109a and 109b at positions corresponding to both ends of the flow path 107, respectively. Silicon tubes 110 and 111 are inserted into the holes 109a and 109b, respectively.

シリコンチューブ110は、被計測流体を流路107内に導入する導入管としての役割を果たし、シリコンチューブ111は、流路107から被計測流体を排出する排出管としての役割を果たしている。 The silicon tube 110 serves as an introduction pipe for introducing the fluid to be measured into the flow path 107, and the silicon tube 111 serves as a discharge pipe for discharging the fluid to be measured from the flow path 107.

ヒータ101、第1測温センサ102及び第2測温センサ103は、流路107内に、上流側から下流側に亘って、この順序で配置されている。 The heater 101, the first temperature measurement sensor 102, and the second temperature measurement sensor 103 are arranged in the flow path 107 from the upstream side to the downstream side in this order.

ヒータ101と、第1及び第2測温センサ102,103には、それぞれ、信号線104~106の一端が接続され、その他端は、図2に示す制御回路200と接続されている。 One end of the signal lines 104 to 106 is connected to the heater 101 and the first and second temperature measurement sensors 102 and 103, respectively, and the other end is connected to the control circuit 200 shown in FIG.

被計測流体が流路107内を通っている状態で、ヒータ101からは、所定の形状の熱信号が発生される。図3(a)は、この熱信号s1の一例を示している。当該熱信号s1は、同図(a)に示すように、温度変化の山を2つ有するM字状のものであり、10°Cの振幅値(温度上昇幅)を有している。図示例では、各山の高さは同一としているが、異なっていてもよい(図6~図8参照)。また、振幅値も、10°Cに限らず、どのような温度を採用してもよい。ヒータ101に印加する電圧値を変更することにより、振幅値は自由に変更することができる。 A heat signal having a predetermined shape is generated from the heater 101 while the fluid to be measured passes through the flow path 107. FIG. 3A shows an example of this thermal signal s1. As shown in FIG. 3A, the heat signal s1 has an M-shape having two peaks of temperature change, and has an amplitude value (temperature rise width) of 10 ° C. In the illustrated example, the height of each mountain is the same, but may be different (see FIGS. 6 to 8). Further, the amplitude value is not limited to 10 ° C, and any temperature may be adopted. The amplitude value can be freely changed by changing the voltage value applied to the heater 101.

熱信号s1が重畳された被計測流体は、つまり、被計測流体の元々の温度(以下、「制御前温度」という)が熱信号s1によって上昇した被計測流体は、当該被計測流体の流れに従って下流側に流れて行く。そして、まず第1測温センサ102が、当該温度上昇した被計測流体の温度を計測し、次に第2測温センサ103が、当該温度上昇した被計測流体の温度を計測する。 The fluid to be measured on which the thermal signal s1 is superimposed, that is, the fluid to be measured in which the original temperature of the fluid to be measured (hereinafter referred to as “pre-control temperature”) is raised by the thermal signal s1 follows the flow of the fluid to be measured. It flows to the downstream side. Then, the first temperature measurement sensor 102 first measures the temperature of the fluid to be measured whose temperature has risen, and then the second temperature measurement sensor 103 measures the temperature of the fluid to be measured whose temperature has risen.

図3(b)が、第1測温センサ102によって被計測流体の温度が計測された結果の一例を示し、図3(c)が、第2測温センサ103によって被計測流体の温度が計測された結果の一例を示している。 FIG. 3B shows an example of the result of measuring the temperature of the fluid to be measured by the first temperature measurement sensor 102, and FIG. 3C shows the temperature of the fluid to be measured by the second temperature measurement sensor 103. An example of the result is shown.

第1測温センサ102によって計測された被計測流体の温度変化、つまり、熱信号s1に応じた温度変化(以下、これも「熱信号」という(熱信号s2))は、図3(b)の例では、熱信号s1の温度変化と変わっていない。このため、熱信号s2の振幅値も、熱信号s1と同様に、10°Cである。また、熱信号s2の波長は、100msecとなっているため、熱信号s1の波長も、図3(a)には記載されていないが、100msecである。 The temperature change of the fluid to be measured measured by the first temperature measurement sensor 102, that is, the temperature change according to the heat signal s1 (hereinafter, also referred to as “heat signal” (heat signal s2)) is shown in FIG. 3 (b). In the example of, it is not different from the temperature change of the thermal signal s1. Therefore, the amplitude value of the thermal signal s2 is also 10 ° C, similarly to the thermal signal s1. Further, since the wavelength of the thermal signal s2 is 100 msec, the wavelength of the thermal signal s1 is also 100 msec, although it is not shown in FIG. 3 (a).

第2測温センサ103によって計測された被計測流体の温度変化、つまり、熱信号s3も、図3(c)の例では、熱信号s1の温度変化と変わっていない。このため、熱信号s3の振幅値及び波長も、図3(c)には記載されていないが、それぞれ10°C及び100msecである。 The temperature change of the fluid to be measured measured by the second temperature measurement sensor 103, that is, the heat signal s3 is not different from the temperature change of the heat signal s1 in the example of FIG. 3C. Therefore, the amplitude value and wavelength of the thermal signal s3 are also not shown in FIG. 3 (c), but are 10 ° C and 100 msec, respectively.

被計測流体の流量は、本実施形態の熱線式流量計100でも、[背景技術]欄で上述した計測方法、具体的には、被計測流体が所定距離を流れるのに経過した時間(以下、「移動時間」という)を計測し、その計測された移動時間を所定距離で除算することによって、被計測流体の流速を算出し、その算出された流速に流路107の断面積を乗算することによって、被計測流体の流量を測定する。そして、本発明の特徴は、被計測流体の移動時間を計測する方法にあるので、つまり、当該移動時間の計測後、流量の算出に至るまでの方法は、上述した従来の熱線式流量計と異ならないので、以下、当該移動時間を計測する方法を中心に説明する。 The flow rate of the fluid to be measured is the measurement method described above in the [Background Art] column, specifically, the time elapsed for the fluid to be measured to flow a predetermined distance even in the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment (hereinafter, By measuring (referred to as "movement time") and dividing the measured movement time by a predetermined distance, the flow velocity of the fluid to be measured is calculated, and the calculated flow velocity is multiplied by the cross-sectional area of the flow path 107. Measures the flow rate of the fluid to be measured. The feature of the present invention lies in the method of measuring the movement time of the fluid to be measured, that is, the method from the measurement of the movement time to the calculation of the flow rate is the same as that of the above-mentioned conventional heat ray type flow meter. Since there is no difference, the method of measuring the travel time will be mainly described below.

移動時間の計測は、その詳細は後述するが、複数の閾値を設定し、熱信号s2,s3毎に、各閾値について、当該閾値を超えてから再度超えるまでの時間を測定するとともに、熱信号s2が当該閾値を再度超えてから、熱信号s3が当該閾値(ただし、この閾値は、熱信号s2と熱信号s3で異なる場合がある)を再度超えるまでの時間を測定し、これら測定された3種類の時間に基づいてなされる。 The details of the movement time will be described later, but a plurality of threshold values are set, and for each threshold value, the time from exceeding the threshold value to exceeding the threshold value is measured and the thermal signal is measured. The time from when s2 exceeded the threshold value again until the thermal signal s3 exceeded the threshold value (however, this threshold value may differ between the thermal signal s2 and the thermal signal s3) was measured and measured. It is done on the basis of three types of time.

図3(b)中、5°Cの閾値Thは、設定された複数の閾値のうちの1つを示している。また、図3(c)中の閾値Thも、図3(b)中の閾値Thと同じ、5°Cである。そして、熱信号s2,s3がそれぞれ、閾値Thを超えてから、再度閾値Thを超えるまでの時間は、同一の50msecであるので、熱信号s2と熱信号s3は、正しい計測結果と判定して、熱信号s2が閾値Thを再度超えてから、熱信号s3が閾値Thを再度超えるまでの時間、つまり被計測流体が第1測温センサ102の位置から第2測温センサ103の位置まで移動した時間は、10msecと計測される。 In FIG. 3 (b), the threshold value Th at 5 ° C indicates one of a plurality of set threshold values. Further, the threshold value Th in FIG. 3 (c) is also the same as the threshold value Th in FIG. 3 (b), which is 5 ° C. Since the time from when the thermal signals s2 and s3 exceed the threshold value Th to when the threshold value Th3 is exceeded again is the same 50 msec, the thermal signal s2 and the thermal signal s3 are determined to be correct measurement results. , The time from when the heat signal s2 exceeds the threshold value Th again until the heat signal s3 exceeds the threshold value Th again, that is, the fluid to be measured moves from the position of the first temperature measurement sensor 102 to the position of the second temperature measurement sensor 103. The time taken is measured as 10 msec.

なお、閾値Thは、実際には、上記制御前温度が加算されたものが使用される。これは、第1及び第2測温センサ102,103が被計測流体の温度として、制御前温度に熱信号s2,s3の重畳されたものを測定するからである。したがって、図3の各グラフの温度軸は、被計測流体の制御前温度を除外したもの、つまり「温度差」を示している。この事情は、他の図4、図6~図8でも同様である。 As the threshold value Th, the one to which the pre-control temperature is added is actually used. This is because the first and second temperature measurement sensors 102 and 103 measure the temperature of the fluid to be measured in which the thermal signals s2 and s3 are superimposed on the pre-control temperature. Therefore, the temperature axis of each graph in FIG. 3 excludes the pre-control temperature of the fluid to be measured, that is, shows the “temperature difference”. This situation is the same in the other FIGS. 4 and 6 to 8.

上記制御回路200は、図2に示すように、制御部201、熱印加部202、第1温度検知部203及び第2温度検知部204を備えている。なお、図2には示されていないが、上記信号線104~106は、それぞれ、熱印加部202、第1温度検知部203及び第2温度検知部204と接続されている。 As shown in FIG. 2, the control circuit 200 includes a control unit 201, a heat application unit 202, a first temperature detection unit 203, and a second temperature detection unit 204. Although not shown in FIG. 2, the signal lines 104 to 106 are connected to the heat application unit 202, the first temperature detection unit 203, and the second temperature detection unit 204, respectively.

制御部201は、熱印加部202、第1温度検知部203及び閾値生成部205と接続されている。制御部201は、熱印加部202に対して、印加電圧値を指示することで、ヒータ101から上記M字状の熱信号を発生させる。 The control unit 201 is connected to the heat application unit 202, the first temperature detection unit 203, and the threshold value generation unit 205. The control unit 201 generates the M-shaped heat signal from the heater 101 by instructing the heat application unit 202 of the applied voltage value.

また、制御部201は、第1温度検知部203から、熱信号を発生させる前の第1測温センサ102周辺の被計測流体の温度、つまり上記制御前温度を取得する。制御部201は、この取得した制御前温度と、ヒータ101から発生する熱信号の振幅値を閾値生成部205に出力する。ここで、ヒータ101から発生する熱信号の振幅値は、熱印加部202に指示する印加電圧値から事前に確定することができるので、制御部201は、この確定値を閾値生成部205に出力する。 Further, the control unit 201 acquires the temperature of the fluid to be measured around the first temperature measurement sensor 102 before generating the heat signal, that is, the temperature before control, from the first temperature detection unit 203. The control unit 201 outputs the acquired pre-control temperature and the amplitude value of the heat signal generated from the heater 101 to the threshold value generation unit 205. Here, since the amplitude value of the heat signal generated from the heater 101 can be determined in advance from the applied voltage value instructed to the heat application unit 202, the control unit 201 outputs this determined value to the threshold value generation unit 205. do.

閾値生成部205は、上記確定値に基づいて被計測流体の温度上昇幅を決定し、当該温度上昇幅に所定の余裕分を加算し、その加算結果を所定の数に等分割して、閾値を生成する。具体的には、図3(a)に示すように、ヒータ101から発生される熱信号s1の振幅値が10°Cであるとし、余裕分を5°Cとする。この加算結果である15°Cを、例えば6等分すると、各閾値の差は、2.5°Cとなる。そして、被計測流体の制御前温度が50°Cであるとすると、閾値生成部205は、52.5°C,55°C,57.5°C,60°C,62.5°C,65°Cの6個の閾値を生成する。 The threshold generation unit 205 determines the temperature rise width of the fluid to be measured based on the above-mentioned definite value, adds a predetermined margin to the temperature rise width, divides the addition result into a predetermined number, and sets a threshold value. To generate. Specifically, as shown in FIG. 3A, it is assumed that the amplitude value of the heat signal s1 generated from the heater 101 is 10 ° C, and the margin is 5 ° C. When 15 ° C, which is the result of this addition, is divided into, for example, 6 equal parts, the difference between the threshold values is 2.5 ° C. Assuming that the pre-control temperature of the fluid to be measured is 50 ° C, the threshold generation unit 205 has 52.5 ° C, 55 ° C, 57.5 ° C, 60 ° C, 62.5 ° C, Generates 6 thresholds at 65 ° C.

閾値生成部205は、このようにして生成した複数個の閾値を、第1及び第2判定部206,208に出力する。 The threshold value generation unit 205 outputs the plurality of threshold values thus generated to the first and second determination units 206 and 208.

第1温度検知部203は、第1判定部206と接続され、第1判定部206は、第1カウンタ207及び第3カウンタ210と接続されている。また、第1判定部206には、閾値生成部205も接続されている。 The first temperature detection unit 203 is connected to the first determination unit 206, and the first determination unit 206 is connected to the first counter 207 and the third counter 210. Further, a threshold value generation unit 205 is also connected to the first determination unit 206.

第1判定部206は、上述のようにして閾値生成部205から出力された複数個の閾値を記憶し、当該各閾値と、第1温度検知部203から出力された被計測流体の温度とを比較し、被計測流体の温度が当該各閾値を超えたかどうかを判定する。 The first determination unit 206 stores a plurality of threshold values output from the threshold value generation unit 205 as described above, and stores the respective threshold values and the temperature of the fluid to be measured output from the first temperature detection unit 203. By comparison, it is determined whether or not the temperature of the fluid to be measured exceeds each of the threshold values.

第1判定部206は、図3(b)又は図4に示すように、被計測流体の温度と閾値Thとを比較し、被計測流体の温度が閾値Thを超えると、第1カウンタ207のカウントを開始(ON)させる。図4では、時刻T1で、被計測流体の温度が閾値Thを超え、第1カウンタ207がON状態になった様子が示されている。なお、図4中、時刻T0は、ヒータ101への電圧印加を開始した時点を示している。 As shown in FIG. 3B or FIG. 4, the first determination unit 206 compares the temperature of the fluid to be measured with the threshold value Th, and when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th, the first counter 207 Start (ON) counting. FIG. 4 shows a state in which the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th and the first counter 207 is turned on at time T1. In FIG. 4, the time T0 indicates the time when the voltage application to the heater 101 is started.

第1判定部206は、被計測流体の温度と閾値Thとの比較動作を継続し、再度被計測流体の温度が閾値Thを超えると、第1カウンタ207のカウントを停止(OFF)させるとともに、第3カウンタ210のカウントを開始(ON)させる。図4には、時刻T2で、被計測流体の温度が再度閾値Thを超え、第1カウンタ207がOFF状態になるとともに、第3カウンタ210がON状態になった様子が示されている。 The first determination unit 206 continues the comparison operation between the temperature of the fluid to be measured and the threshold value Th, and when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th again, the count of the first counter 207 is stopped (OFF) and the count is stopped (OFF). The count of the third counter 210 is started (ON). FIG. 4 shows a state in which the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th again at time T2, the first counter 207 is turned off, and the third counter 210 is turned on.

同様に、第2温度検知部204は、第2判定部208と接続され、第2判定部208は、第2カウンタ209及び第3カウンタ210と接続され、さらに、第2判定部208には、閾値生成部205も接続されている。 Similarly, the second temperature detection unit 204 is connected to the second determination unit 208, the second determination unit 208 is connected to the second counter 209 and the third counter 210, and further, the second determination unit 208 is connected to the second determination unit 208. The threshold generation unit 205 is also connected.

第2温度検知部204、第2判定部208及び第2カウンタ209の各動作と、上述した第1温度検知部203、第1判定部206及び第1カウンタ207の各動作との違いは、前者が第1測温センサ102からの計測温度に基づいて制御を行うのに対して、後者が第2測温センサ103からの計測温度に基づいて制御を行うことと、第2判定部208が第3カウンタ210に行う制御が異なることである。したがって、第2判定部208が第3カウンタ210に行う制御についてのみ説明する。 The difference between the operations of the second temperature detection unit 204, the second determination unit 208 and the second counter 209 and the operations of the first temperature detection unit 203, the first determination unit 206 and the first counter 207 described above is the former. Controls based on the temperature measured from the first temperature measurement sensor 102, whereas the latter controls based on the temperature measured from the second temperature measurement sensor 103, and the second determination unit 208 is the second. 3 The control performed on the counter 210 is different. Therefore, only the control performed by the second determination unit 208 on the third counter 210 will be described.

第2判定部208は、被計測流体の温度が閾値Thを超えたとしても、第3カウンタ210に対しては何も指示しないので、第3カウンタ210は、ON状態を継続する。そして、被計測流体の温度が再度閾値Thを超えると、第2判定部208は、第2及び第3カウンタ209,210の両方のカウントを停止(OFF)させる。図4には、時刻T3で、被計測流体の温度が閾値Thを超え、第2カウンタ209がON状態になった後、時刻T4で、被計測流体の温度が再度閾値Thを超え、第2及び第3カウンタ209,210がともにOFF状態になった様子が示されている。 Even if the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th, the second determination unit 208 does not give any instruction to the third counter 210, so that the third counter 210 continues to be in the ON state. Then, when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th again, the second determination unit 208 stops (OFF) the counts of both the second and third counters 209 and 210. In FIG. 4, after the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th at time T3 and the second counter 209 is turned on, the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th again at time T4, and the second counter is turned on. It is shown that both the third counters 209 and 210 are turned off.

第3カウンタ210は、第3判定部211と接続され、第3判定部211は、第1及び第2カウンタ207,209及び出力部212と接続されている。 The third counter 210 is connected to the third determination unit 211, and the third determination unit 211 is connected to the first and second counters 207 and 209 and the output unit 212.

第3判定部211は、第1カウンタ207によってカウントされたカウント値と、第2カウンタ209によってカウントされたカウント値とを比較し、両カウント値が一致している場合、第3カウンタ210によってカウントされたカウント値を出力部212に出力する。 The third determination unit 211 compares the count value counted by the first counter 207 with the count value counted by the second counter 209, and if both count values match, counts by the third counter 210. The counted value is output to the output unit 212.

第1~第3カウンタ207,209,210はそれぞれ、所定時間毎に“1”ずつカウントアップするものであるので、当該第1~第3カウンタ207,209,210のカウント値は、間接的に経過時間を示している。つまり、図4中、時間a,b,Tはそれぞれ、第1~第3カウンタ207,209,210の各カウント値を上記所定時間倍したものとなる。ここで、時間aは、熱信号s2が閾値Thを超えてから再度閾値Thを超えるまでの時間を示し、時間bは、熱信号s3が閾値Thを超えてから再度閾値Thを超えるまでの時間を示し、時間Tは、被計測流体が第1測温センサ102の位置から第2測温センサ103の位置まで移動したときに経過した時間を示している。 Since the first to third counters 207, 209, and 210 each count up by "1" at predetermined time intervals, the count values of the first to third counters 207, 209, and 210 are indirectly counted. It shows the elapsed time. That is, in FIG. 4, the times a, b, and T are obtained by multiplying the count values of the first to third counters 207, 209, and 210 by the predetermined time, respectively. Here, the time a indicates the time from when the heat signal s2 exceeds the threshold value Th to when the threshold value Th is exceeded again, and the time b is the time from when the heat signal s3 exceeds the threshold value Th to when the threshold value Th is exceeded again. The time T indicates the time elapsed when the fluid to be measured moves from the position of the first temperature measurement sensor 102 to the position of the second temperature measurement sensor 103.

なお、図4中、熱信号s2,s3の時間経過に従った温度推移を示すグラフは、実際の測定結果と異なっている。図3を用いて上述したように、被計測流体が第1測温センサ102の位置から第2測温センサ103の位置まで移動した時間は、10msecであるのに対して、熱信号s2,s3の波長は、100msecである。このため、時間軸上に、2つの熱信号s2,s3を並べた場合、両者の大部分が重なるが、図4では、両者に重なりはないからである。これは、説明の都合上そのようにしているのであって、その他の理由はない。もちろん、図4は、図3とは異なる被計測流体についてのものと見れば、矛盾は生じない。この事情は、図6~図8についても、同様である。 In FIG. 4, the graph showing the temperature transition according to the passage of time of the heat signals s2 and s3 is different from the actual measurement result. As described above with reference to FIG. 3, the time for the fluid to be measured to move from the position of the first temperature measurement sensor 102 to the position of the second temperature measurement sensor 103 is 10 msec, whereas the thermal signals s2 and s3 The wavelength of is 100 msec. Therefore, when two thermal signals s2 and s3 are arranged on the time axis, most of them overlap, but in FIG. 4, they do not overlap. This is done for convenience of explanation, and there is no other reason. Of course, there is no contradiction in FIG. 4 when viewed with respect to the fluid to be measured, which is different from that in FIG. This situation is the same for FIGS. 6 to 8.

出力部212は、この第3カウンタ210のカウント値を外部に出力する。この外部には、演算処理部(図示せず)が設けられ、演算処理部は、当該出力されたカウント値に基づいて被計測流体の移動時間を算出し、上述したようにして、この移動時間から被計測流体の流速を算出し、この流速から被計測流体の流量を算出する。 The output unit 212 outputs the count value of the third counter 210 to the outside. An arithmetic processing unit (not shown) is provided outside this, and the arithmetic processing unit calculates the movement time of the fluid to be measured based on the output count value, and as described above, this movement time. The flow velocity of the fluid to be measured is calculated from, and the flow rate of the fluid to be measured is calculated from this flow velocity.

以下、以上のように構成された熱線式流量計100が実行する制御処理を、さらに詳細に説明する。 Hereinafter, the control process executed by the heat ray type flow meter 100 configured as described above will be described in more detail.

図5は、第3判定部211が実行する測定データ判定処理の手順を示すものであり、この測定データ判定処理について、図6~図8を参照して説明する。 FIG. 5 shows a procedure of the measurement data determination process executed by the third determination unit 211, and the measurement data determination process will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

図6は、第1及び第2測温センサ102,103によってそれぞれ測定された熱信号s11,s12を示している。図6には示されていないが、ヒータ101からは、熱信号s11,s12と同様の熱信号s10(図8参照)が発生されている。図6の例では、ヒータ101から発生された熱信号s10が、その形状を崩すことなく、第1及び第2測温センサ102,103に到達していることを示している。 FIG. 6 shows the thermal signals s11 and s12 measured by the first and second temperature measurement sensors 102 and 103, respectively. Although not shown in FIG. 6, the heater 101 generates a thermal signal s10 (see FIG. 8) similar to the thermal signals s11 and s12. In the example of FIG. 6, it is shown that the heat signal s10 generated from the heater 101 reaches the first and second temperature measurement sensors 102 and 103 without losing its shape.

図5に戻り、測定データ判定処理が開始されると、第3判定部211は、まず、ヒータ101がONされてから所定時間経過したかどうか、つまり、ヒータ101からの熱信号s10が第2測温センサ103の位置を通過したかどうかを判定する(ステップ1)。これは、続くステップ2以降の処理を、熱信号s10が第2測温センサ103の位置を通過した後に実行したいからである。なお、上記所定時間は、ヒータ101に印加する電圧の継続時間、ヒータ101から第2測温センサ103までの距離、及び被計測流体のおおよその流速等から、簡単に想定できる。 Returning to FIG. 5, when the measurement data determination process is started, the third determination unit 211 first determines whether or not a predetermined time has elapsed since the heater 101 was turned on, that is, the heat signal s10 from the heater 101 is second. It is determined whether or not the temperature measurement sensor 103 has passed the position (step 1). This is because the subsequent processing after step 2 is desired to be executed after the thermal signal s10 has passed the position of the second temperature measuring sensor 103. The predetermined time can be easily estimated from the duration of the voltage applied to the heater 101, the distance from the heater 101 to the second temperature measuring sensor 103, the approximate flow velocity of the fluid to be measured, and the like.

ステップ1の判定の結果、ヒータ101がONされてから所定時間経過していないときには、本測定データ判定処理を終了する一方、ヒータ101がONされてから所定時間経過したときには、次のステップ2に進む。 As a result of the determination in step 1, when the predetermined time has not elapsed since the heater 101 was turned on, the measurement data determination process is terminated, while when the predetermined time has elapsed since the heater 101 was turned on, the next step 2 is performed. move on.

ステップ2では、第3判定部211は、第1カウンタ207のカウント値(以下、「第1カウンタ値」という)が“1”以上であるか否かを判定する。これは、第1カウンタ207が有効なカウント値をカウントしているかどうかを判定している。第3判定部211は、第1カウンタ207が所定のカウント値以上をカウントした場合には、第1カウンタ207のカウントを停止させて、リセットするようにしている。 In step 2, the third determination unit 211 determines whether or not the count value of the first counter 207 (hereinafter, referred to as “first counter value”) is “1” or more. This determines whether the first counter 207 is counting a valid count value. When the first counter 207 counts more than a predetermined count value, the third determination unit 211 stops the count of the first counter 207 and resets it.

図6において、例えば、閾値Th1が設定されている場合、熱信号s11は再度閾値Th1を超えることはないので、第1カウンタ207は、カウント動作を停止せずに継続する。このため、第1カウンタ207が、例えば熱信号s11の波長に相当する時間以上カ
ウントした場合には、第3判定部211は、第1カウンタ207のカウントを停止させて、リセットする。
In FIG. 6, for example, when the threshold value Th1 is set, the thermal signal s11 does not exceed the threshold value Th1 again, so that the first counter 207 continues without stopping the counting operation. Therefore, when the first counter 207 counts for a time corresponding to, for example, the wavelength of the thermal signal s11 or longer, the third determination unit 211 stops the count of the first counter 207 and resets it.

したがって、第1カウンタ207のカウント値が“0”であるときは、第1カウンタ207が有効なカウント値をカウントしていないことになる。この事情は、第2カウンタ209についても、同様である。 Therefore, when the count value of the first counter 207 is “0”, it means that the first counter 207 is not counting a valid count value. This situation is the same for the second counter 209.

ステップ2の判定の結果、第1カウンタ値が“1”以上のときには、次のステップ3に進む一方、第1カウンタ値が“0”のときには、ステップ6に進み、第3判定部211は、第1~第3カウンタ207,209,210のカウントを停止させた後、当該第1~第3カウンタ207,209,210をリセットする。 As a result of the determination in step 2, when the first counter value is “1” or more, the process proceeds to the next step 3, while when the first counter value is “0”, the process proceeds to step 6, and the third determination unit 211 advances to step 6. After stopping the counting of the first to third counters 207, 209, 210, the first to third counters 207, 209, 210 are reset.

さらに、第3判定部211は、出力部212に、誤判定を示す値を出力した(ステップ7)後、本測定データ判定処理を終了する。 Further, the third determination unit 211 outputs a value indicating an erroneous determination to the output unit 212 (step 7), and then ends the measurement data determination process.

ステップ3では、第3判定部211は、第2カウンタ209のカウント値(以下、「第2カウンタ値」という)が“1”以上であるか否かを判定する。この判定の結果、第2カウンタ値が“1”以上のときには、次のステップ4に進む一方、第2カウンタ値が“0”のときには、上記ステップ6に進む。 In step 3, the third determination unit 211 determines whether or not the count value of the second counter 209 (hereinafter referred to as “second counter value”) is “1” or more. As a result of this determination, when the second counter value is "1" or more, the process proceeds to the next step 4, while when the second counter value is "0", the process proceeds to the above step 6.

ステップ4では、第3判定部211は、第1カウンタ値と第2カウンタ値とが等しいかどうか判定する。この判定は、第1測温センサ102によって測定された熱信号と、第2測温センサ103によって測定された熱信号が、ともに正しい熱信号であるかどうかを判定するためになされる。つまり、第1カウンタ値=第2カウンタ値の場合に、当該各熱信号は、ヒータ101からの熱信号を正しく検知したものと判定する。一方、第1カウンタ値≠第2カウンタ値の場合は、当該2つの熱信号のいずれか一方、あるいは双方ともに、ヒータ101からの熱信号を正しく検知したものではないと判定する。 In step 4, the third determination unit 211 determines whether or not the first counter value and the second counter value are equal to each other. This determination is made to determine whether the thermal signal measured by the first temperature measuring sensor 102 and the thermal signal measured by the second temperature measuring sensor 103 are both correct thermal signals. That is, when the first counter value = the second counter value, it is determined that each of the heat signals correctly detects the heat signal from the heater 101. On the other hand, when the first counter value ≠ the second counter value, it is determined that either one or both of the two thermal signals is not correctly detected from the heater 101.

ステップ4の判定の結果、第1カウンタ値=第2カウンタ値のときには、次のステップ5に進む一方、第1カウンタ値≠第2カウンタ値のときには、上記ステップ6に進む。 As a result of the determination in step 4, when the first counter value = the second counter value, the process proceeds to the next step 5, while when the first counter value ≠ the second counter value, the process proceeds to the above step 6.

ステップ5では、第3判定部211は、第3カウンタ210のカウント値(以下、「第3カウンタ値」という)を出力部212に出力する。第3判定部211から第3カウンタ値が出力されると、出力部212は、この第3カウンタ値を外部に出力する。これ以降の処理は、上述したので、その説明を省略する。 In step 5, the third determination unit 211 outputs the count value of the third counter 210 (hereinafter, referred to as “third counter value”) to the output unit 212. When the third counter value is output from the third determination unit 211, the output unit 212 outputs the third counter value to the outside. Since the subsequent processing has been described above, the description thereof will be omitted.

図6の例では、熱信号s11と熱信号s12は、ともにヒータ101からの熱信号s10を正しく検知したものであるので、閾値Th2が設定されたときに、第1カウンタ207は、時刻T1から時刻T2までの時間aに相当するカウント値をカウントする一方、第2カウンタ209は、時刻T3から時刻T4までの時間bに相当するカウント値をカウントする。そして、時間aと時間bは等しいので、第3カウンタ210がカウントした、時刻T2から時刻T4までの時間Tに相当するカウント値が、出力部212に出力される。 In the example of FIG. 6, since the heat signal s11 and the heat signal s12 both correctly detect the heat signal s10 from the heater 101, when the threshold value Th2 is set, the first counter 207 starts from the time T1. The second counter 209 counts the count value corresponding to the time b from the time T3 to the time T4, while counting the count value corresponding to the time a until the time T2. Then, since the time a and the time b are equal, the count value corresponding to the time T from the time T2 to the time T4 counted by the third counter 210 is output to the output unit 212.

図7は、第1測温センサ102によって計測された熱信号s21は、ヒータ101からの熱信号s10を正しく検知したものであるのに対して、第2測温センサ103によって計測された熱信号s22は、周囲の温度の急激な変化により、ヒータ101からの熱信号s10を正しく検知したものでない場合の一例を示している。 In FIG. 7, the heat signal s21 measured by the first temperature measurement sensor 102 correctly detects the heat signal s10 from the heater 101, whereas the heat signal s10 measured by the second temperature measurement sensor 103 is a heat signal. s22 shows an example in which the heat signal s10 from the heater 101 is not correctly detected due to a sudden change in the ambient temperature.

図7中、二点鎖線で示される3角形状の曲線V2は、第2測温センサ103周辺の被計測流体の温度変化の一例を示している。 In FIG. 7, the triangular curve V2 shown by the two-dot chain line shows an example of the temperature change of the fluid to be measured around the second temperature measurement sensor 103.

図7の計測結果を、上述した測定データ判定処理に適用した場合、閾値Th2が設定されたときには、熱信号s21は、上記図6中の熱信号s11と同様に、第1カウンタ207により、時刻T1から時刻T2までカウントされるものの、熱信号s22は、閾値Th2を含む、閾値Th1~Th5のいずれが設定されたとしても、当該閾値Th1~Th5を再度超えることがないので、第2カウンタ209は停止されて、リセットされる。 When the measurement result of FIG. 7 is applied to the measurement data determination process described above, when the threshold value Th2 is set, the thermal signal s21 is set to the time by the first counter 207, similarly to the thermal signal s11 in FIG. Although the thermal signal s22 is counted from T1 to the time T2, the second counter 209 does not exceed the threshold value Th1 to Th5 again regardless of which of the threshold values Th1 to Th5 including the threshold value Th2 is set. Is stopped and reset.

したがって、この場合には、図5のステップ3で、第2カウンタ値=0となって、ステップ7で、出力部212には、誤判定を示す値が出力される。これにより、上記演算処理部は、被計測流体の流速及び流量の算出を行わない。 Therefore, in this case, in step 3 of FIG. 5, the second counter value = 0, and in step 7, a value indicating an erroneous determination is output to the output unit 212. As a result, the arithmetic processing unit does not calculate the flow velocity and the flow rate of the fluid to be measured.

図8は、第1及び第2測温センサ102,103の周囲の温度が変化した場合でも、被計測流体の移動時間が正しく検知されたときの一例を示している。同図中、二点鎖線で示される直線V1は、上記図16中の直線V1と同様の被計測流体の温度変化を示している。 FIG. 8 shows an example when the movement time of the fluid to be measured is correctly detected even when the ambient temperature of the first and second temperature measurement sensors 102 and 103 changes. In the figure, the straight line V1 shown by the two-dot chain line shows the temperature change of the fluid to be measured similar to the straight line V1 in FIG.

図8の計測結果を、上述した測定データ判定処理に適用した場合、閾値Th12が設定されたときには、熱信号s31は、上記図6中の熱信号s11と同様に、第1カウンタ207により、時刻T1から時刻T2までカウントされるが、熱信号s32は、閾値Th12を再度超えることがないので、第2カウンタ209は停止され、リセットされる。 When the measurement result of FIG. 8 is applied to the measurement data determination process described above, when the threshold value Th12 is set, the thermal signal s31 is set to the time by the first counter 207, similarly to the thermal signal s11 in FIG. Although the data is counted from T1 to the time T2, the thermal signal s32 does not exceed the threshold value Th12 again, so that the second counter 209 is stopped and reset.

しかし、第2カウンタ209に対して、閾値Th13が設定されると、熱信号s32は、時刻T3で閾値Th13を超え、さらに時刻T4で閾値Th13を再度超える。そして、時刻T1から時刻T2までの時間aと、時刻T3から時刻T4までの時間bとは、等しいので、熱信号s31と熱信号s32はともに、正しい計測結果と判定する必要がある。 However, when the threshold value Th13 is set for the second counter 209, the thermal signal s32 exceeds the threshold value Th13 at the time T3 and further exceeds the threshold value Th13 at the time T4. Since the time a from time T1 to time T2 and the time b from time T3 to time T4 are equal, it is necessary to determine that both the thermal signal s31 and the thermal signal s32 are correct measurement results.

そこで、これに対処するためには、上述した測定データ判定処理を変更する必要がある。具体的には、次のように変更すればよい。すなわち、
(1)第1カウンタ207がリセットの指示を受けるまで、第3カウンタ210のカウントを継続する。
(2)設定された複数の閾値のうちの1つでも、第1カウンタ207が有効なカウント値をカウントした後は、第3カウンタ210のカウント動作を継続する。
(3)第3カウンタ210がカウント動作を継続している間に、第2測温センサ103によって測定された温度が、設定された閾値を再度超えた場合は、再度超えた閾値毎に、当該各閾値に対応付けて、第3カウンタ210の第3カウンタ値を記憶しておく。
(4)各閾値に対応付けて記憶された第3カウンタ値は、第2カウンタ209がリセットされる度に、当該閾値に対応付けられた第3カウンタ値を消去する。
(5)第1カウンタ値及び第2カウンタ値が、ともに有効なカウント値であり、かつ、等しい場合に、消去されずに残っている第3カウンタ値を出力部212に出力する。
Therefore, in order to deal with this, it is necessary to change the above-mentioned measurement data determination process. Specifically, it may be changed as follows. That is,
(1) The counting of the third counter 210 is continued until the first counter 207 receives the reset instruction.
(2) After the first counter 207 counts a valid count value even for one of the set plurality of threshold values, the counting operation of the third counter 210 is continued.
(3) If the temperature measured by the second temperature measuring sensor 103 exceeds the set threshold value again while the third counter 210 continues the counting operation, the corresponding threshold value is exceeded again. The third counter value of the third counter 210 is stored in association with each threshold value.
(4) The third counter value stored in association with each threshold value erases the third counter value associated with the threshold value each time the second counter 209 is reset.
(5) When both the first counter value and the second counter value are valid count values and are equal to each other, the remaining third counter value that is not erased is output to the output unit 212.

以上のようにして、本実施形態の熱線式流量計100には、被計測流体が流れる流路107と、流路107内に配置された、被計測流体を加熱するヒータ101と、流路107内に、ヒータ101より下流側に配置された、被計測流体の温度を測定する第1測温センサ102と、流路107内に、第1測温センサ102より下流側に配置された、被計測流体の温度を測定する第2測温センサ103とが設けられている。 As described above, in the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, the flow path 107 through which the fluid to be measured flows, the heater 101 for heating the fluid to be measured, and the flow path 107 arranged in the flow path 107. The first temperature measuring sensor 102 for measuring the temperature of the fluid to be measured, which is arranged on the downstream side of the heater 101, and the subject, which is arranged on the downstream side of the first temperature measuring sensor 102 in the flow path 107. A second temperature measuring sensor 103 for measuring the temperature of the measuring fluid is provided.

さらに、本実施形態の熱線式流量計100には、ヒータ101から少なくとも2つの山を持つ熱信号を発生させて、流路107内を流れる被計測流体に当該熱信号を重畳させるように、当該ヒータ101を制御する制御部201と、被計測流体の温度についての複数の閾値を生成する閾値生成部205と、閾値生成部205によって生成された閾値毎に、第1測温センサ102によって測定された被計測流体の温度が当該閾値を超えてから再度超えるまでの第1時間をカウントする第1カウンタ207と、閾値生成部205によって生成された閾値毎に、第2測温センサ103によって測定された被計測流体の温度が当該閾値を超えてから再度超えるまでの第2時間をカウントする第2カウンタ209と、第1カウンタ207によって第1時間のカウントが終了してから、第2カウンタ209によって第2時間のカウントが終了するまでの第3時間をカウントする第3カウンタ210とが設けられている。 Further, in the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, the heat signal having at least two peaks is generated from the heater 101, and the heat signal is superimposed on the fluid to be measured flowing in the flow path 107. Measured by the first temperature measuring sensor 102 for each of the control unit 201 that controls the heater 101, the threshold generation unit 205 that generates a plurality of thresholds for the temperature of the fluid to be measured, and the threshold generation unit 205. The temperature of the fluid to be measured is measured by the second temperature measuring sensor 103 for each threshold generated by the first counter 207 and the threshold generation unit 205, which counts the first time from the time when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold to the time when the temperature exceeds the threshold again. The second counter 209 counts the second time from the time when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value to the time when the temperature exceeds the threshold value again, and the second counter 209 completes the counting of the first time by the first counter 207. A third counter 210 for counting the third time until the counting of the second time is completed is provided.

そして、本実施形態の熱線式流量計100では、第1~第3カウンタ207,209,210によってそれぞれカウントされた第1~第3時間に基づいて、被計測流体の流量が算出される。 Then, in the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, the flow rate of the fluid to be measured is calculated based on the first to third hours counted by the first to third counters 207, 209, 210, respectively.

つまり、本実施形態の熱線式流量計100では、ヒータ101から発生させる熱信号として、少なくとも2つの山を持つ特別な形状のものを発生させて被計測流体に重畳させ、第1及び第2測温センサ102、103によって測定された被計測流体の温度がそれぞれ、同一閾値(ただし、第1測温センサ102と第2測温センサ103に対してそれぞれ設定される閾値が同一という意味ではなく、1つの熱信号に対して第1又は第2測温センサ102,103のおのおので用いる閾値が同一という意味である)を2回超える時間を、第1及び第2時間としてカウントするようにしているので、1つの山を持つ形状の熱信号を被計測流体に重畳させて、同一閾値を1回超える時間を計時する従来の熱線式流量計と比較して、ヒータ101に起因した熱信号を検知しているかどうかの判定を正確に行うことができる。 That is, in the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, as the heat signal generated from the heater 101, a special shape having at least two peaks is generated and superimposed on the measured fluid, and the first and second measurements are made. It does not mean that the temperature of the fluid to be measured measured by the temperature sensors 102 and 103 has the same threshold value (however, the threshold values set for the first temperature measurement sensor 102 and the second temperature measurement sensor 103 are the same). The time that exceeds (meaning that the thresholds used for each of the first and second temperature measurement sensors 102 and 103 are the same) twice for one thermal signal is counted as the first and second time. Therefore, the heat signal caused by the heater 101 is detected as compared with the conventional heat ray type flow meter that superimposes a heat signal having a shape with one peak on the fluid to be measured and measures the time exceeding the same threshold once. It is possible to accurately determine whether or not it is done.

そして、第3時間は、正確に判定された第1及び第2時間に基づいてカウントされているので、第3時間も正確なものとなり、このような正確な第1~第3時間に基づいて算出された被計測流体の流量も精度の高いものとなる。 And since the third time is counted based on the accurately determined first and second hours, the third time is also accurate, and based on such accurate first to third hours. The calculated flow rate of the fluid to be measured is also highly accurate.

また、本実施形態の熱線式流量計100では、複数の閾値を生成し、当該生成した閾値毎に第1~第3時間をカウントするようにしたので、被計測流体に温度変化がある状態でも、第1~第3時間を正確にカウントすることができる。 Further, in the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, a plurality of threshold values are generated and the first to third hours are counted for each of the generated threshold values, so that even when the fluid to be measured has a temperature change. , The first to third hours can be counted accurately.

したがって、本実施形態の熱線式流量計100によれば、被計測流体に温度変化がある状態でも、当該被計測流体の流量を精度良く測定することが可能となる。 Therefore, according to the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, it is possible to accurately measure the flow rate of the fluid to be measured even when the fluid to be measured has a temperature change.

また、本実施形態の熱線式流量計100では、第1及び第2時間のうち、少なくとも一方がカウントされなかったときには、被計測流体の流量の算出はなされない。 Further, in the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, the flow rate of the fluid to be measured is not calculated when at least one of the first and second hours is not counted.

つまり、第1及び第2時間のうち、少なくとも一方がカウントされないということは、熱信号に由来する温度測定が正しくなされなかったことを意味する。 That is, the fact that at least one of the first and second hours is not counted means that the temperature measurement derived from the thermal signal was not performed correctly.

したがって、本実施形態の熱線式流量計100によれば、正しくない測定結果を除外し、正しい測定結果のみに基づいて被計測流体の流量を算出するようにしたので、当該被計測流体の流量を精度良く測定することが可能となる。 Therefore, according to the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, the flow rate of the fluid to be measured is calculated based only on the correct measurement result by excluding the incorrect measurement result. Therefore, the flow rate of the fluid to be measured is calculated. It is possible to measure with high accuracy.

さらに、第1及び第2時間の双方がカウントされたときには、第1時間と第2時間とが等しい場合に、被計測流体の流量の算出がなされる一方、第1時間と第2時間とが異なっている場合には、被計測流体の流量の算出がなされない。 Further, when both the first time and the second time are counted, the flow rate of the fluid to be measured is calculated when the first time and the second time are equal to each other, while the first time and the second time are counted. If they are different, the flow rate of the fluid to be measured is not calculated.

つまり、第1及び第2時間の双方がカウントされたとしても、両者が同じ時間でない場合には、ヒータ101によって発生された熱信号の異なる位置を検知している等、被計測流体の温度測定が正しくなされなかったことを意味する。 That is, even if both the first and second hours are counted, if both are not the same time, the temperature of the fluid to be measured is measured, such as detecting different positions of the heat signals generated by the heater 101. Means that was not done correctly.

したがって、本実施形態の熱線式流量計100によれば、正しく判定される虞のある、正しくない測定結果を除外し、真に正しい測定結果のみに基づいて被計測流体の流量を算出するようにしたので、当該被計測流体の流量をさらに精度良く測定することが可能となる。 Therefore, according to the heat ray type flow meter 100 of the present embodiment, the incorrect measurement result that may be correctly determined is excluded, and the flow rate of the fluid to be measured is calculated based only on the truly correct measurement result. Therefore, it becomes possible to measure the flow rate of the fluid to be measured with higher accuracy.

ちなみに、本実施形態において、ヒータ101は、「加熱手段」の一例である。第1、第2測温センサ102,103は、「第1、第2測温手段」の一例である。制御部201は、「制御手段」の一例である。閾値生成部205は、「生成手段」の一例である。第1~第3カウンタ207,209,210は、「第1~第3計時手段」の一例である。 Incidentally, in the present embodiment, the heater 101 is an example of "heating means". The first and second temperature measuring sensors 102 and 103 are examples of the "first and second temperature measuring means". The control unit 201 is an example of "control means". The threshold value generation unit 205 is an example of the “generation means”. The first to third counters 207, 209, 210 are examples of "first to third timekeeping means".

[第2の実施の形態]
上記第1実施形態の熱線式流量計100は、第3カウンタ210の第3カウンタ値を出力部212に出力する場合、つまり、ヒータ101から発生された熱信号に由来する温度測定が正しくなされた場合を判断する基準として、「第1カウンタ値=第2カウンタ値であること」を採用している。これに対して、本発明の第2の実施の形態に係る熱線式流量計は、上記判断基準として、「ヒータ101から発生される熱信号が重畳された被計測流体の温度が所定の閾値を超えてから再度超えるまでの時間Theat=第1カウンタ値、かつ当該時間Theat=第2カウンタ値であること」を採用している点が異なっている。
[Second Embodiment]
When the heat ray type flow meter 100 of the first embodiment outputs the third counter value of the third counter 210 to the output unit 212, that is, the temperature measurement derived from the heat signal generated from the heater 101 is correctly performed. As a criterion for determining the case, "the first counter value = the second counter value" is adopted. On the other hand, in the heat ray type flow meter according to the second embodiment of the present invention, as the above-mentioned determination standard, "the temperature of the fluid to be measured on which the heat signal generated from the heater 101 is superimposed has a predetermined threshold value. The difference is that the time from the time when the value is exceeded to the time when the value is exceeded again is the first counter value and the time temperature is the second counter value.

このような判断基準を採用したため、本実施形態の熱線式流量計は、上記第1実施形態の熱線式流量計100に対して、制御回路200の構成要素の一部と、各構成要素が実行する処理の一部を変更している。したがって、本実施形態の熱線式流量計の制御回路300(図9参照)中、上記第1実施形態の熱線式流量計100の制御回路200(図2参照)と同様の構成要素には、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。 Since such a determination criterion is adopted, the heat ray type flow meter of the present embodiment is executed by a part of the components of the control circuit 200 and each component with respect to the heat ray type flow meter 100 of the first embodiment. Some of the processing to be done is changed. Therefore, in the control circuit 300 (see FIG. 9) of the heat ray type flow meter of the present embodiment, the same components as the control circuit 200 (see FIG. 2) of the heat ray type flow meter 100 of the first embodiment are the same. Reference numerals are given, and detailed description thereof will be omitted.

図9において、制御部201′は、第3判定部311と接続され、第3判定部311と出力部212との間には、第3カウンタ210が挿入されている。 In FIG. 9, the control unit 201'is connected to the third determination unit 311 and the third counter 210 is inserted between the third determination unit 311 and the output unit 212.

制御部201′は、閾値生成部205によって生成された閾値毎に、ヒータ101から発生されるM字状の熱信号が重畳された被計測流体の温度が当該閾値を超えてから再度当該閾値を超えるまでの時間を想定する。ここで、当該熱信号は、生成されたすべての閾値について、当該閾値を2回超えるとは限らず、1回しか超えないものもある。 The control unit 201'sets the threshold value again after the temperature of the fluid to be measured on which the M-shaped heat signal generated from the heater 101 is superimposed exceeds the threshold value for each threshold value generated by the threshold value generation unit 205. Assuming the time to exceed. Here, the thermal signal does not always exceed the threshold value twice for all the generated threshold values, and some of them exceed the threshold value only once.

例えば、上記第1実施形態の図6において、熱信号s11,s12の基となる熱信号s10(図8参照)は、閾値Th1については、1回しか超えないものの、図10に示す熱信号s1は、閾値Thを2回超える。 For example, in FIG. 6 of the first embodiment, the thermal signal s10 (see FIG. 8), which is the basis of the thermal signals s11 and s12, exceeds the threshold Th1 only once, but the thermal signal s1 shown in FIG. Exceeds the threshold Th twice.

後者の場合、制御部201′は、熱信号s1が閾値Thを最初に超えてから再度超えるまでの時間Theatを算出(想定)する。なお、制御部201′によって算出される時間Theatは、実際には、時間Theatに相当する「カウント値」であり、「時間」ではない。しかし、以下、時間Theatも、当該時間Theatに相当するカウント値も、「時間Theat」と言うことにする。 In the latter case, the control unit 201'calculates (assumes) the time from when the thermal signal s1 first exceeds the threshold value Th to when it exceeds the threshold value Th again. The time table calculated by the control unit 201'is actually a "count value" corresponding to the time table, not a "time". However, hereinafter, both the time teat and the count value corresponding to the time teat will be referred to as "time teat".

次に、制御部201′は、算出した時間Theatを第3判定部311に出力する。第3判定部311は、この時間Theatを記憶する。 Next, the control unit 201'outputs the calculated time Teat to the third determination unit 311. The third determination unit 311 stores the time This time.

第1判定部306は、上記第1実施形態における第1判定部206と同様に、被計測流体の温度が閾値Thを超えると、第1カウンタ207のカウントを開始(ON)させる。なお、本実施形態では、第1判定部306は、第3カウンタ210と接続されていないので、当該第3カウンタ210に対する制御を行わない。図10には、時刻T1で、被計測流体の温度が閾値Thを超え、第1カウンタ207がON状態になった様子が示されている。 Similar to the first determination unit 206 in the first embodiment, the first determination unit 306 starts (ON) the count of the first counter 207 when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th. In this embodiment, the first determination unit 306 is not connected to the third counter 210, and therefore does not control the third counter 210. FIG. 10 shows a state in which the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th and the first counter 207 is turned on at time T1.

第1判定部306は、被計測流体の温度と閾値Thとの比較動作を継続し、再度被計測流体の温度が閾値Thを超えると、第1カウンタ207のカウントを停止(OFF)させる。これと同時に、第3判定部311は、第3カウンタ210のカウントを開始(ON)させる。図10には、時刻T2で、被計測流体の温度が再度閾値Thを超え、第1カウンタ207がOFF状態になり、第3カウンタ210がON状態になった様子が示されている。 The first determination unit 306 continues the comparison operation between the temperature of the fluid to be measured and the threshold value Th, and when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th again, the count of the first counter 207 is stopped (OFF). At the same time, the third determination unit 311 starts (ON) the count of the third counter 210. FIG. 10 shows a state in which the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th again at time T2, the first counter 207 is turned off, and the third counter 210 is turned on.

第2判定部308も、上記第1実施形態における第2判定部208と同様に、被計測流体の温度が閾値Thを超えると、第2カウンタ209のカウントを開始(ON)させる。なお、本実施形態では、第2判定部308も、第3カウンタ210と接続されていないので、当該第3カウンタ210に対する制御を行わない。図10には、時刻T3で、被計測流体の温度が閾値Thを超え、第2カウンタ207がON状態になり、第3カウンタ210がON状態を継続している様子が示されている。 Similar to the second determination unit 208 in the first embodiment, the second determination unit 308 also starts (ON) the count of the second counter 209 when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th. In this embodiment, the second determination unit 308 is also not connected to the third counter 210, so that the third counter 210 is not controlled. FIG. 10 shows that at time T3, the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th, the second counter 207 is turned on, and the third counter 210 is continuously turned on.

第2判定部308は、被計測流体の温度と閾値Thとの比較動作を継続し、再度被計測流体の温度が閾値Thを超えると、第2カウンタ209のカウントを停止(OFF)させる。これと同時に、第3判定部311は、第3カウンタ210のカウントを停止(OFF)させる。図10には、時刻T4で、被計測流体の温度が再度閾値Thを超え、第2及び第3カウンタ209,210がいずれもOFF状態になった様子が示されている。 The second determination unit 308 continues the comparison operation between the temperature of the fluid to be measured and the threshold value Th, and when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th again, the count of the second counter 209 is stopped (OFF). At the same time, the third determination unit 311 stops (OFF) the count of the third counter 210. FIG. 10 shows how the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th again at time T4, and the second and third counters 209 and 210 are both turned off.

第3判定部311は、第1カウンタ207のカウント値(第1カウンタ値)と上記時間Theatを比較するとともに、第2カウンタ209のカウント値(第2カウンタ値)と上記時間Theatを比較する。この比較の結果、第1カウンタ値=時間Theatかつ第2カウンタ値=時間Theatである場合、第3判定部311は、第3カウンタ210のカウント値(第3カウンタ値)を出力部212に出力する。 The third determination unit 311 compares the count value (first counter value) of the first counter 207 with the time table, and compares the count value (second counter value) of the second counter 209 with the time table. As a result of this comparison, when the first counter value = time Teat and the second counter value = time Teat, the third determination unit 311 outputs the count value (third counter value) of the third counter 210 to the output unit 212. do.

図10の例では、第1カウンタ値a=時間Theatかつ第2カウンタ値b=時間Theatであるので、第3判定部311は、第3カウンタ値、つまり時間Tに相当するカウント値を出力部212に出力する。 In the example of FIG. 10, since the first counter value a = time Teat and the second counter value b = time Teat, the third determination unit 311 outputs the third counter value, that is, the count value corresponding to the time T. Output to 212.

なお、第1カウンタ値≠時間Theat及び第2カウンタ値≠時間Theatのうち、少なくともいずれか一方が成立する場合には、上記第1実施形態と同様に、第3判定部311は、第3カウンタ値に代えて、誤判定を示す値を出力部212に出力する。 When at least one of the first counter value ≠ time Teat and the second counter value ≠ time Teat is satisfied, the third determination unit 311 is the third counter, as in the first embodiment. Instead of the value, a value indicating an erroneous determination is output to the output unit 212.

このように、本実施形態の熱線式流量計でも、上記第1実施形態の熱線式流量計と同様の制御を行うことができる。 As described above, the heat ray type flow meter of the present embodiment can also perform the same control as the heat ray type flow meter of the first embodiment.

本実施形態の熱線式流量計では、第1及び第2時間(第1及び第2カウント値)の双方が計時されたときには、時間Theat、第1時間及び第2時間のすべてが等しい場合に、被計測流体の流量の算出がなされる一方、時間Theatと第1時間及び第2時間のうちの少なくとも一方とが異なっている場合には、被計測流体の流量の算出がなされない。 In the heat ray type flow meter of the present embodiment, when both the first time and the second time (the first and second count values) are timed, when the time Teat, the first time and the second time are all equal. While the flow rate of the fluid to be measured is calculated, if the time Teat is different from at least one of the first time and the second time, the flow rate of the fluid to be measured is not calculated.

つまり、第1及び第2時間の双方が計時されたとしても、時間Theatと第1時間及び第2時間のうちの少なくとも一方とが異なっている場合には、ヒータ101によって発生された熱信号の異なる位置を検知している等、被計測流体の温度測定が正しくなされなかったことを意味する。 That is, even if both the first and second hours are timed, if the time temperature and at least one of the first and second hours are different, the thermal signal generated by the heater 101 It means that the temperature of the fluid to be measured was not measured correctly, such as detecting a different position.

したがって、本実施形態の熱線式流量計によっても、上記第1実施形態の熱線式流量計と同様に、正しく判定される虞のある、正しくない測定結果を除外し、真に正しい測定結果のみに基づいて被計測流体の流量を算出するようにしたので、当該被計測流体の流量をさらに精度良く測定することが可能となる。 Therefore, the heat ray type flow meter of the present embodiment also excludes incorrect measurement results that may be correctly determined, and only truly correct measurement results, as in the case of the heat ray type flow meter of the first embodiment. Since the flow rate of the fluid to be measured is calculated based on the above, it is possible to measure the flow rate of the fluid to be measured with higher accuracy.

ちなみに、本実施形態において、制御部201′は、「想定手段」の一例である。 Incidentally, in the present embodiment, the control unit 201'is an example of the "assuming means".

[第3の実施の形態]
本発明の第3の実施の形態に係る熱線式流量計は、上記第2実施形態の熱線式流量計に対して、第1及び第2カウンタ207,209に相当するカウンタをそれぞれ2つずつ設けるようにした点が異なっている。したがって、本実施形態の熱線式流量計の制御回路400中、上記第2実施形態の熱線式流量計の制御回路300と同様の構成要素には、同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment]
The heat ray type flow meter according to the third embodiment of the present invention is provided with two counters corresponding to the first and second counters 207 and 209, respectively, with respect to the heat ray type flow meter of the second embodiment. The point is different. Therefore, in the control circuit 400 of the heat ray type flow meter of the present embodiment, the same components as the control circuit 300 of the heat ray type flow meter of the second embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be given. Omit.

図11において、第1温度検知部203は、第1の1判定部406a及び第1の2判定部406bと接続されている。また、第1の1判定部406a及び第1の2判定部406bには、閾値生成部205も接続されている。そして、第1の1判定部406a及び第1の2判定部406bはそれぞれ、第1の1カウンタ407a及び第1の2カウンタ407bと接続されている。さらに、第1の1カウンタ407a及び第1の2カウンタ407bは、第3判定部411と接続されている。 In FIG. 11, the first temperature detection unit 203 is connected to the first 1 determination unit 406a and the first 2 determination unit 406b. Further, a threshold value generation unit 205 is also connected to the first 1 determination unit 406a and the first 2 determination unit 406b. The first 1 determination unit 406a and the first 2 determination unit 406b are connected to the first 1 counter 407a and the first 2 counter 407b, respectively. Further, the first 1 counter 407a and the first 2 counter 407b are connected to the third determination unit 411.

同様にして、第2温度検知部204は、第2の1判定部408a及び第2の2判定部408bと接続されている。また、第2の1判定部408a及び第2の2判定部408bには、閾値生成部205も接続されている。そして、第2の1判定部408a及び第2の2判定部408bはそれぞれ、第2の1カウンタ409a及び第2の2カウンタ409bと接続されている。さらに、第2の1カウンタ409a及び第2の2カウンタ409bは、第3判定部411と接続されている。 Similarly, the second temperature detection unit 204 is connected to the second 1 determination unit 408a and the second 2 determination unit 408b. Further, a threshold value generation unit 205 is also connected to the second 1 determination unit 408a and the second 2 determination unit 408b. Then, the second 1 determination unit 408a and the second 2 determination unit 408b are connected to the second 1 counter 409a and the second 2 counter 409b, respectively. Further, the second counter 409a and the second counter 409b are connected to the third determination unit 411.

制御部201′は、上記第2実施形態における制御部201′と同様に、ヒータ101から発生されるM字状の熱信号が1つの閾値を超えてから再度同じ閾値を超えるまでの時間を算出(想定)する。例えば、図12に示す熱信号s2,s3の基となる熱信号s1(上記第2実施形態における図10参照)は、閾値Th22を2回超える。したがって、この場合、制御部201′は、上記第2実施形態における制御部201′と同様に、熱信号s1が閾値Th22を最初に超えてから再度超えるまでの時間Theatを算出し、この時間Theatを第3判定部411に出力する。第3判定部411は、上記第2実施形態における第3判定部311と同様に、この時間Theatを記憶する。 Similar to the control unit 201'in the second embodiment, the control unit 201'calculates the time from when the M-shaped heat signal generated from the heater 101 exceeds one threshold value to when the same threshold value is exceeded again. (Suppose. For example, the thermal signal s1 (see FIG. 10 in the second embodiment) that is the basis of the thermal signals s2 and s3 shown in FIG. 12 exceeds the threshold value Th22 twice. Therefore, in this case, the control unit 201'calculates the time Heat from the first time the heat signal s1 exceeds the threshold value Th22 to the time when the heat signal s1 first exceeds the threshold value Th22, as in the control unit 201'in the second embodiment. Is output to the third determination unit 411. The third determination unit 411 stores this time Heat as in the third determination unit 311 in the second embodiment.

第1の1判定部406aと第1の2判定部406bにはそれぞれ、閾値生成部205から異なった閾値が出力されて、記憶される。図12の例では、閾値Th21が第1の1判定部406aに記憶され、閾値Th22が第1の2判定部406bに記憶されている。 Different thresholds are output from the threshold generation unit 205 and stored in the first 1 determination unit 406a and the first 2 determination unit 406b, respectively. In the example of FIG. 12, the threshold value Th21 is stored in the first 1 determination unit 406a, and the threshold value Th22 is stored in the first 2 determination unit 406b.

同様にして、第2の1判定部408aと第2の2判定部408bにもそれぞれ、閾値生成部205から異なった閾値が出力されて、記憶される。図12の例では、閾値Th21が第2の1判定部408aに記憶され、閾値Th22が第2の2判定部408bに記憶されている。 Similarly, different threshold values are output from the threshold value generation unit 205 and stored in the second 1 determination unit 408a and the second 2 determination unit 408b, respectively. In the example of FIG. 12, the threshold value Th21 is stored in the second 1 determination unit 408a, and the threshold value Th22 is stored in the second 2 determination unit 408b.

第1の1判定部406aは、被計測流体の温度と閾値Th21とを比較し、被計測流体の温度が閾値Th21を超えると、第1の1カウンタ407aのカウントを開始(ON)させる。図12には、時刻T11で、被計測流体の温度が閾値Th21を超え、第1の1カウンタ407aがON状態になった様子が示されている。 The first 1 determination unit 406a compares the temperature of the fluid to be measured with the threshold value Th21, and when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th21, the count of the first counter 407a is started (ON). FIG. 12 shows a state in which the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th21 and the first counter 407a is turned on at time T11.

第1の1判定部406aは、被計測流体の温度と閾値Th21との比較動作を継続し、再度被計測流体の温度が閾値Th21を超えると、第1の1カウンタ407aのカウントを停止(OFF)させる。図12の例では、被計測流体の温度は、1回だけ閾値Th21を超え、再度閾値Th21を超えないので、第1の1カウンタ407aはカウント動作を継続する。 The first 1 determination unit 406a continues the comparison operation between the temperature of the fluid to be measured and the threshold value Th21, and when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th21 again, the count of the first counter 407a is stopped (OFF). ). In the example of FIG. 12, since the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th21 only once and does not exceed the threshold value Th21 again, the first counter 407a continues the counting operation.

この場合、上記第1実施形態における第3判定部211は、第1及び第2カウンタ207,209が所定のカウント値、つまり熱信号s1の波長に相当するカウント値以上カウントした場合には、タイムアウト(Timeout)したとみなして、そのカウントを停止させ、リセットするようにしている。 In this case, the third determination unit 211 in the first embodiment time-outs when the first and second counters 207 and 209 count a predetermined count value, that is, a count value corresponding to the wavelength of the thermal signal s1 or more. It is considered that (Timeout) has occurred, the count is stopped, and the count is reset.

この第3判定部211の動作と同様の動作を、第1の1判定部406aでも実行するようにしている。このため、図12に示されるように、第1の1カウンタ407aが熱信号s2の波長以上カウントした場合には、第1の1判定部406aは、タイムアウトしたとみなして、第1の1カウンタ407aのカウントを停止(OFF)させ、リセットする。 The same operation as the operation of the third determination unit 211 is also executed by the first determination unit 406a. Therefore, as shown in FIG. 12, when the first 1 counter 407a counts at least the wavelength of the thermal signal s2, the first 1 determination unit 406a considers that the time-out has occurred and the first 1 counter. The count of 407a is stopped (OFF) and reset.

一方、第1の2判定部406bは、第1の2カウンタ407bに対して、第1の1判定部406aが第1の1カウンタ407aに対して行う上記制御処理と同様の制御処理を行う。ただし、第1の2判定部406bでは、被計測流体の温度と比較する比較対象が閾値Th21ではなく、閾値Th22である点が異なっている。したがって、第1の2判定部406bが第1の2カウンタ407bに対して行う制御処理についての説明は省略する。 On the other hand, the first 2 determination unit 406b performs the same control processing as the control processing performed on the first 2 counter 407b by the first 1 determination unit 406a on the first 1 counter 407a. However, the first 2 determination unit 406b is different in that the comparison target to be compared with the temperature of the fluid to be measured is not the threshold value Th21 but the threshold value Th22. Therefore, the description of the control process performed by the first 2 determination unit 406b on the first 2 counter 407b will be omitted.

図12の例では、被計測流体の温度は閾値Th22を2回超えるので、同図には、時刻T12で、被計測流体の温度が閾値Th22を超え、第1の2カウンタ407bがON状態になった後、時刻T13で、再度被計測流体の温度が閾値Th22を超え、第1の2カウンタ407bがOFF状態になった様子が示されている。 In the example of FIG. 12, the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th22 twice. Therefore, in the figure, the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th22 at time T12, and the first 2 counter 407b is turned on. After that, at time T13, it is shown that the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th22 again and the first 2 counter 407b is turned off.

第2の1判定部408a及び第2の2判定部408bもそれぞれ、被計測流体の温度と閾値Th21及び閾値Th22とを比較し、被計測流体の温度が閾値Th21及び閾値Th22を超えるタイミングで、第2の1カウンタ409a及び第2の2カウンタ409bに対して、第1の1判定部406a及び第1の2判定部406bがそれぞれ第1の1カウンタ407a及び第1の2カウンタ407bに対して行う上記制御処理と同様の制御処理を行う。したがって、第2の1判定部408a及び第2の2判定部408bがそれぞれ第2の1カウンタ409a及び第2の2カウンタ409bに対して行う制御処理についての説明は省略する。 The second 1 determination unit 408a and the second 2 determination unit 408b also compare the temperature of the fluid to be measured with the threshold Th21 and the threshold Th22, respectively, and at the timing when the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold Th21 and the threshold Th22, respectively. For the second 1 counter 409a and the second 2 counter 409b, the first 1 determination unit 406a and the first 2 determination unit 406b are for the first 1 counter 407a and the first 2 counter 407b, respectively. Performs the same control processing as the above control processing. Therefore, the description of the control processing performed by the second 1 determination unit 408a and the second 2 determination unit 408b on the second 1 counter 409a and the second 2 counter 409b, respectively, will be omitted.

図12の例では、上述のように、被計測流体の温度は、閾値Th21については1回のみ超え、閾値Th22については2回超える。このため、同図には、時刻T14で、被計測流体の温度が閾値Th21を超え、第2の1カウンタ409aがON状態になるものの、その後、タイムアウトとみなされて、カウントの途中で停止されて、リセットされた様子が示されている。そして、同図には、時刻T15で、被計測流体の温度が閾値Th22を超え、第2の2カウンタ409bがON状態になった後、時刻T16で、再度被計測流体の温度が閾値Th22を超え、第2の2カウンタ409bがOFF状態になった様子も示されている。 In the example of FIG. 12, as described above, the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th21 only once and exceeds the threshold value Th22 twice. Therefore, in the figure, at time T14, the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th21, and the second counter 409a is turned on, but after that, it is regarded as a timeout and is stopped in the middle of counting. And the state of being reset is shown. Then, in the figure, after the temperature of the fluid to be measured exceeds the threshold value Th22 at the time T15 and the second counter 409b is turned on, the temperature of the fluid to be measured again sets the threshold value Th22 at the time T16. It is also shown that the second counter 409b is turned off.

第3判定部411は、第1の1カウンタ407a及び第1の2カウンタ407bのうちのいずれかがカウントを停止すると、当該カウントを停止した方のカウンタのカウント値と上記時間Theatとを比較する。その比較の結果、当該カウント値と時間Theatが等しい場合には、第3判定部411は、第3カウンタ210のカウントを開始(ON)させる。 When any one of the first counter 407a and the first two counters 407b stops counting, the third determination unit 411 compares the count value of the counter that stopped the counting with the time table. .. As a result of the comparison, when the count value and the time Table are equal, the third determination unit 411 starts (ON) the count of the third counter 210.

また、第3判定部411は、第2の1カウンタ409a及び第2の2カウンタ409bのうちのいずれかがカウントを停止すると、当該カウントを停止した方のカウンタのカウント値と上記時間Theatとを比較する。その比較の結果、当該カウント値と時間Theatが等しい場合には、第3判定部411は、第3カウンタ210のカウントを停止(OFF)させる。 Further, when any one of the second 1 counter 409a and the second 2 counter 409b stops counting, the third determination unit 411 sets the count value of the counter that stopped the counting and the above time Teat. compare. As a result of the comparison, when the count value and the time Table are equal, the third determination unit 411 stops (OFF) the count of the third counter 210.

図12には、第1の2カウンタ407bのカウント値a2=時間Theatであるため、第1の2カウンタ407bがカウントを停止した時刻T13で、第3カウンタ210がON状態になり、第2の2カウンタ409bのカウント値b2=時間Theatであるため、第2の2カウンタ409bがカウントを停止した時刻T16で、第3カウンタ210がOFF状態になった様子が示されている。 In FIG. 12, since the count value a2 of the first 2 counters 407b = time Teat, the third counter 210 is turned on at the time T13 when the first 2 counters 407b stop counting, and the second counter 210 is turned on. Since the count value b2 of the two counters 409b = time Teat, it is shown that the third counter 210 is turned off at the time T16 when the second counter 409b stops counting.

さらに、第3判定部411は、第3カウンタ210のカウント値を出力部212に出力する。 Further, the third determination unit 411 outputs the count value of the third counter 210 to the output unit 212.

図13は、第1の1カウンタ407a及び第2の1カウンタ409aの各カウント値≠時間Theatであり、かつ第1の2カウンタ407b及び第2の2カウンタ409bの各カウント値=時間Theatである場合に、第3カウンタ210のカウント動作を示す図である。 FIG. 13 shows each count value of the first counter 407a and the second counter 409a ≠ time Teat, and each count value of the first two counters 407b and the second counter 409b = time Teat. In this case, it is a figure which shows the count operation of the 3rd counter 210.

上述のように、第3判定部411は、第1の1カウンタ407a及び第1の2カウンタ407bのいずれかがカウントを停止する度に、当該停止したカウンタのカウント値と時間Theatとを比較し、両者が一致したときのみ、第3カウンタ210のカウントを開始(ON)させる。図15の例では、第1の1カウンタ407aが停止したときのカウント値a1≠時間Theatであるので、第3判定部411は、このタイミング(時刻T23)では、第3カウンタ210のカウントを開始させない。その後、第1の2カウンタ407bが停止したときのカウント値a2=時間Theatであるので、第3判定部411は、このタイミング(時刻T24)で、第3カウンタ210のカウントを開始させる。 As described above, each time either the first counter 407a or the first two counters 407b stops counting, the third determination unit 411 compares the count value of the stopped counter with the time table. , The count of the third counter 210 is started (ON) only when both of them match. In the example of FIG. 15, since the count value a1 ≠ time Teat when the first counter 407a is stopped, the third determination unit 411 starts counting the third counter 210 at this timing (time T23). I won't let you. After that, since the count value a2 = time Teat when the first 2 counters 407b are stopped, the third determination unit 411 starts counting the third counter 210 at this timing (time T24).

また、上述のように、第3判定部411は、第2の1カウンタ409a及び第2の2カウンタ409bのいずれかがカウントを停止する度に、当該停止したカウンタのカウント値と時間Theatとを比較し、両者が一致したときのみ、第3カウンタ210のカウントを停止(OFF)させる。図13の例では、第2の1カウンタ409aが停止したときのカウント値b1≠時間Theatであるので、第3判定部411は、このタイミング(時刻T27)では、第3カウンタ210のカウントを停止させない。その後、第2の2カウンタ409bが停止したときのカウント値b2=時間Theatであるので、第3判定部411は、このタイミング(時刻T28)で、第3カウンタ210のカウントを停止させる。 Further, as described above, each time any of the second counter 409a and the second counter 409b stops counting, the third determination unit 411 sets the count value and the time teat of the stopped counter. The count of the third counter 210 is stopped (OFF) only when the two are compared and they match. In the example of FIG. 13, since the count value b1 ≠ time Teat when the second counter 409a is stopped, the third determination unit 411 stops the count of the third counter 210 at this timing (time T27). I won't let you. After that, since the count value b2 = time Teat when the second 2 counters 409b are stopped, the third determination unit 411 stops the count of the third counter 210 at this timing (time T28).

図14は、すべてのカウンタ407a,407b,409a,409bの各カウント値=時間Theatである場合に、第3カウンタ210のカウント動作を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing the counting operation of the third counter 210 when each count value of all the counters 407a, 407b, 409a, and 409b = time Teat.

上述のように、第3判定部411は、第1の1カウンタ407a及び第1の2カウンタ407bのいずれかがカウントを停止する度に、当該停止したカウンタのカウント値と時間Theatとを比較し、両者が一致したときのみ、第3カウンタ210のカウントを開始(ON)させる。したがって、図14の例では、第1の1カウンタ407aが停止したときのカウント値a1=時間Theatであるので、第3判定部411は、このタイミング(時刻T33)で、第3カウンタ210のカウントを開始させる。つまり、第3判定部411は、第1の2カウンタ407bが停止し、そのカウント値a2=時間Theatであったとしても、そのタイミング(時刻T24)で、第3カウンタ210のカウント動作を制御しない。 As described above, each time either the first counter 407a or the first two counters 407b stops counting, the third determination unit 411 compares the count value of the stopped counter with the time table. , The count of the third counter 210 is started (ON) only when both of them match. Therefore, in the example of FIG. 14, since the count value a1 = time Teat when the first counter 407a is stopped, the third determination unit 411 counts the third counter 210 at this timing (time T33). To start. That is, the third determination unit 411 does not control the counting operation of the third counter 210 at that timing (time T24) even if the first two counters 407b are stopped and the count value a2 = time Teat. ..

また、上述のように、第3判定部411は、第2の1カウンタ409a及び第2の2カウンタ409bのいずれかがカウントを停止する度に、当該停止したカウンタのカウント値と時間Theatとを比較し、両者が一致したときのみ、第3カウンタ210のカウントを停止(OFF)させる。したがって、図14の例では、第2の1カウンタ409aが停止したときのカウント値b1=時間Theatであるので、第3判定部411は、このタイミング(時刻T37)では、第3カウンタ210のカウントを停止させる。つまり、第3判定部411は、第2の2カウンタ409bが停止し、そのカウント値b2=時間Theatであったとしても、そのタイミング(時刻T28)で、第3カウンタ210のカウント動作を制御しない。 Further, as described above, each time any of the second counter 409a and the second counter 409b stops counting, the third determination unit 411 sets the count value and the time teat of the stopped counter. The count of the third counter 210 is stopped (OFF) only when the two are compared and they match. Therefore, in the example of FIG. 14, since the count value b1 = time Teat when the second counter 409a is stopped, the third determination unit 411 counts the third counter 210 at this timing (time T37). To stop. That is, the third determination unit 411 does not control the counting operation of the third counter 210 at the timing (time T28) even if the second counter 409b is stopped and the count value b2 = time Teat. ..

図13の例は、第1の1カウンタ407a及び第2の1カウンタ409aの各カウント値a1,b1がともに時間Theatと等しくなく、第1の2カウンタ407b及び第2の2カウンタ409bの各カウント値a2,b2がともに時間Theatと等しい場合を示している。しかし、第1の2カウンタ407bと第2の1カウンタ409aの各カウント値a2,b1がともに時間Theatと等しくなく、第1の1カウンタ407a及び第2の2カウンタ409bの各カウント値a1,b2がともに時間Theatと等しい場合もあり得る。 In the example of FIG. 13, the count values a1 and b1 of the first counter 407a and the second counter 409a are both not equal to the time table, and the counts of the first two counters 407b and the second counter 409b are each. It shows the case where the values a2 and b2 are both equal to the time Teat. However, the count values a2 and b1 of the first two counters 407b and the second counter 409a are not equal to the time table, and the count values a1 and b2 of the first counter 407a and the second counter 409b are both equal to each other. Can both be equal to the time Teat.

上記第1実施形態における図8に示す被計測流体を本実施形態の熱線式流量計に適用し、第1の1判定部406a及び第2の1判定部408aに閾値Th12を設定し、第1の2判定部406b及び第2の2判定部408bに閾値Th13を設定したとする。 The fluid to be measured shown in FIG. 8 in the first embodiment is applied to the heat ray type flow meter of the present embodiment, the threshold value Th12 is set in the first determination unit 406a and the second determination unit 408a, and the first It is assumed that the threshold value Th13 is set in the 2 determination unit 406b and the 2nd 2 determination unit 408b.

この場合、第1の1カウンタ407aは、時間aをカウントする。この時間aは、時間Theatと等しいので、第3カウンタ210は、時刻T2で、ON状態となる。 In this case, the first counter 407a counts the time a. Since this time a is equal to the time Teat, the third counter 210 is turned on at the time T2.

一方、第2の1カウンタ409aは、タイムアウトするものの、第2の2カウンタ409bは、時間bをカウントする。この時間bは、時間Theatと等しいので、第3カウンタ210は、時刻T4で、OFF状態となる。 On the other hand, although the second 1 counter 409a times out, the second 2 counter 409b counts the time b. Since this time b is equal to the time Teat, the third counter 210 is turned off at the time T4.

したがって、本実施形態の熱線式流量計によれば、第1及び第2測温センサ102,103の周囲の温度が変化した場合でも、被計測流体の移動時間を正しく検知することができる。 Therefore, according to the heat ray type flow meter of the present embodiment, even when the ambient temperature of the first and second temperature measuring sensors 102 and 103 changes, the moving time of the fluid to be measured can be correctly detected.

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 The present invention is not limited to each of the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

(1)上記各実施形態では、ヒータ101から、温度変化の山を2つ有するM字状の熱信号を発生させるようにしたが、山の数は、2つに限らず、3つ以上であってもよい。 (1) In each of the above embodiments, an M-shaped thermal signal having two peaks of temperature change is generated from the heater 101, but the number of peaks is not limited to two, but three or more. There may be.

(2)上記第1~第3実施形態では、温度検知部毎に1つのカウンタを用い、上記第4実施形態では、温度検知部毎に2つのカウンタを用いて、被計測流体の温度が閾値を超えてから再度超えるまでの時間をカウントしているが、カウンタの個数は、これに限られる訳ではなく、いくつであってもよい。ただし、カウンタの個数が多くなればなるほど、処理が複雑化し、メモリ容量が増大化する。 (2) In the first to third embodiments, one counter is used for each temperature detection unit, and in the fourth embodiment, two counters are used for each temperature detection unit, and the temperature of the fluid to be measured is a threshold value. The time from exceeding to exceeding again is counted, but the number of counters is not limited to this, and may be any number. However, as the number of counters increases, the processing becomes complicated and the memory capacity increases.

101 ヒータ
102 第1測温センサ
103 第2測温センサ
107 流路
200,300,400 制御回路
201,201′ 制御部
202 熱印加部
203 第1温度検知部
204 第2温度検知部
205 閾値生成部
206,306 第1判定部
208,308 第2判定部
211,311,411 第3判定部
207 第1カウンタ
209 第2カウンタ
210 第3カウンタ
406a 第1の1判定部
406b 第1の2判定部
408a 第2の1判定部
408b 第2の2判定部
407a 第1の1カウンタ
407b 第1の2カウンタ
409a 第2の1カウンタ
409b 第2の2カウンタ
212 出力部
101 Heater 102 1st temperature measurement sensor 103 2nd temperature measurement sensor 107 Flow path 200, 300, 400 Control circuit 201, 201 ′ Control unit 202 Heat application unit 203 1st temperature detection unit 204 2nd temperature detection unit 205 Threshold generation unit 206, 306 1st judgment unit 208, 308 2nd judgment unit 211, 311, 411 3rd judgment unit 207 1st counter 209 2nd counter 210 3rd counter 406a 1st 1 judgment unit 406b 1st 2 judgment unit 408a 2nd 1 determination unit 408b 2nd 2 determination unit 407a 1st 1 counter 407b 1st 2 counter 409a 2nd 1 counter 409b 2nd 2 counter 212 Output unit

Claims (6)

被計測流体が流れる流路と、
当該流路内に配置された、被計測流体を加熱する加熱手段と、
当該流路内に、前記加熱手段より下流側に配置された、被計測流体の温度を測定する第1測温手段と、
当該流路内に、前記第1測温手段より下流側に配置された、被計測流体の温度を測定する第2測温手段と、
前記加熱手段から少なくとも2つの山を持つ熱信号を発生させて、前記流路内を流れる被計測流体に当該熱信号を重畳させるように、当該加熱手段を制御する制御手段と、
被計測流体の温度についての複数の閾値を生成する生成手段と、
前記生成手段によって生成された閾値毎に、前記第1測温手段によって測定された被計測流体の温度が当該閾値を超えてから再度超えるまでの第1時間を計時する第1計時手段と、
前記生成手段によって生成された閾値毎に、前記第2測温手段によって測定された被計測流体の温度が当該閾値を超えてから再度超えるまでの第2時間を計測する第2計時手段と、
前記第1計時手段によって前記第1時間の計時が終了してから、前記第2計時手段によって前記第2時間の計時が終了するまでの第3時間を計時する第3計時手段と、
前記第1~第3計時手段によってそれぞれ計時された前記第1~第3時間に基づいて、被計測流体の流量を算出する算出手段と、
を有することを特徴とする熱線式流量計。
The flow path through which the fluid to be measured flows and
A heating means for heating the fluid to be measured, which is arranged in the flow path, and
In the flow path, a first temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid to be measured, which is arranged on the downstream side of the heating means, and
In the flow path, a second temperature measuring means for measuring the temperature of the fluid to be measured, which is arranged on the downstream side of the first temperature measuring means, and
A control means for controlling the heating means so as to generate a heat signal having at least two peaks from the heating means and superimpose the heat signal on the fluid to be measured flowing in the flow path.
A generation means that generates multiple thresholds for the temperature of the fluid under test,
For each threshold value generated by the generation means, a first timekeeping means for measuring the first time from when the temperature of the fluid to be measured measured by the first temperature measuring means exceeds the threshold value to when the temperature exceeds the threshold value again.
For each threshold value generated by the generation means, a second timekeeping means for measuring the second time from when the temperature of the fluid to be measured measured by the second temperature measuring means exceeds the threshold value to when the temperature exceeds the threshold value again, and
A third timekeeping means for measuring the third time from the end of the timekeeping of the first hour by the first timekeeping means to the end of the timekeeping of the second time by the second timekeeping means.
A calculation means for calculating the flow rate of the fluid to be measured based on the first to third hours timed by the first to third timekeeping means, respectively.
A heat ray type flow meter characterized by having.
前記第1及び第2時間のうち、少なくとも一方が計時されなかったときには、前記算出手段は、被計測流体の流量の算出を行わないことを特徴とする請求項1に記載の熱線式流量計。 The heat ray type flow meter according to claim 1, wherein the calculation means does not calculate the flow rate of the fluid to be measured when at least one of the first and second hours is not timed. 前記第1及び第2時間の双方が計時されたときには、前記算出手段は、前記第1時間と前記第2時間とが等しい場合に、被計測流体の流量の算出を行う一方、前記第1時間と前記第2時間とが異なっている場合には、被計測流体の流量の算出を行わないことを特徴とする請求項1に記載の熱線式流量計。 When both the first time and the second time are timed, the calculation means calculates the flow rate of the fluid to be measured when the first time and the second time are equal to each other, while the first time. The heat ray type flow meter according to claim 1, wherein the flow rate of the fluid to be measured is not calculated when the second time is different from that of the second time. 前記生成手段によって生成された閾値のうち、前記熱信号の重畳された被計測流体の温度が2回超える閾値について、最初に超えてから再度超えるまでの経過時間を想定する想定手段をさらに有し、
前記第1及び第2時間の双方が計時されたときには、前記算出手段は、前記経過時間、前記第1時間及び前記第2時間のすべてが等しい場合に、被計測流体の流量の算出を行う一方、前記経過時間と前記第1時間及び前記第2時間うちの少なくとも一方とが異なっている場合には、被計測流体の流量の算出を行わないことを特徴とする請求項1に記載の熱線式流量計。
Among the threshold values generated by the generation means, there is further a hypothetical means for assuming the elapsed time from the first exceeding to the threshold value where the temperature of the fluid to be measured on which the thermal signal is superimposed exceeds twice. ,
When both the first time and the second time are timed, the calculation means calculates the flow rate of the fluid to be measured when the elapsed time, the first time and the second time are all equal. The heat ray type according to claim 1, wherein the flow rate of the fluid to be measured is not calculated when the elapsed time is different from at least one of the first time and the second time. Flowmeter.
前記熱信号の山は、同じ高さであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の熱線式流量計。 The heat ray type flow meter according to any one of claims 1 to 4, wherein the peaks of the thermal signal have the same height. 前記算出手段は、前記流路内の前記第1測温手段が配置された位置から前記第2測温手段が配置された位置までの距離を前記第3計時手段によって計時された前記第3時間で除算して被計測流体の流速を算出し、当該流速に前記流路の断面積を乗算することにより、被計測流体の流量を算出することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の熱線式流量計。
The calculation means measures the distance from the position where the first temperature measuring means is arranged in the flow path to the position where the second temperature measuring means is arranged by the third measuring means for the third time. Any one of claims 1 to 5, wherein the flow rate of the fluid to be measured is calculated by dividing by, and the flow rate of the fluid to be measured is calculated by multiplying the flow rate by the cross-sectional area of the flow path. The heat ray type flowmeter described in the section.
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