JP7487500B2 - 流量計測装置 - Google Patents
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Description
流体が流通する主流路と、前記主流路から分岐するとともに前記主流路に再度合流し計測用の流体を流通させる分流路と、を備える流量計測装置であって、
前記分流路においては、高流量の流体の流量を計測する高流量計測チップが配置された高流量用流路と、前記高流量用流路と比較して流路断面積が広く、前記高流量計測チップより低流量の流体の流量を計測する低流量計測チップが配置された低流量用流路とが並列して形成されることを特徴とする、
流量計測装置である。
本発明によれば、1つの装置に主流路と分流路の2つの流路を形成することで、システム
の小型化及び簡素化が可能となり、また、分流路において、高流量域と低流量域のそれぞれに専用の流路を持たせることで、計測レンジが広い流量計測装置の実現が可能となる。
体から低流量の流体まで、ワイドレンジにおける流量の計測が可能となる。
本適用例においては、バイパス構造を3チップ流量計測装置に適用した場合について説明する。本適用例に係る3チップ流量計測装置は流体が流通するバイパス構造を備えており、バイパス構造は主流路と、主流路から分岐するとともに主流路に再度合流する分流路の2つの流路を有する。さらに分流路は、流路断面積が異なる2つの流路に分岐している。
以下、本発明の実施形態に係る3チップ流量計測装置について、図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態においては、本発明を3チップ流量計測装置に適用した例について説明するが、本発明は、2チップ流量計測装置など、他の流量計測装置に適用しても構わない。以下に示す実施形態は、3チップ流量計測装置の一例であり、本発明に係る3チップ流量計測装置は、以下の構成には限定されない。
図1は、本実施形態の前提となる流量計測装置1の一例を示す分解斜視図であり、図2は、流量計測装置1の一例を示す透視図である。
2及び流量検出用流路33の幅がそれぞれ設定されている。物性値検出用流路32及び流量検出用流路33の幅は例示であり、図3の例には限定されない。
的に示している。なお、破線が太いほど温度が高いものとする。空気の流れがない場合、図5の上段(1)に示すようにマイクロヒータ101の両側の温度分布はほぼ均等になる。一方、例えば図5の下段(2)において破線の矢印で示す方向に空気が流れた場合、周囲の空気が移動するため、マイクロヒータ101の風上側よりも風下側の方が、温度は高くなる。センサ素子は、このようなヒータ熱の分布の偏りを利用して、流量を示す値を出力する。
なお、Thはマイクロヒータ101の温度、Taはサーモパイル102の外側に設けられる周囲温度センサが測定した温度、Vfは流速の平均値、Aとbは所定の定数である。
図6は、図1に示した流量検出部11の概略構成を示す平面図であり、図7は、図1に示した物性値検出部12の概略構成を示す平面図である。流量計測装置1では、物性値検出用流路32と流量検出用流路33とは、長手方向に延在する流路の幅がそれぞれ異なっており、物性値検出用流路32において物性値検出部12を含む部分の幅は、流量検出用流路33において流量検出部11を含む部分の幅よりも狭くなっている。これにより、流量計測装置1では、物性値検出用流路32及び流量検出用流路33に分流される測定対象流体の流量を、それぞれ個別に制御している。
温度検出部121及び物性値検出部内第2温度検出部122とは、物性値検出部12内において、測定対象流体の流れ方向Qと直交する方向に並んで配置されている。
で流量を測定する代わりに、高流量域と低流量域のそれぞれに専用の流路を持たせ、それぞれの流路で流量を計測することとした。
図8は、分流路3の概略構成を示す模式的な平面図である。分流路3は、流入口34Aと流出口35Aを基に主流路2と連結している。分流路3はさらに分岐され、高流量の流体の流量を測定する高流量計測チップ7が配置された高流量用流路71と、高流量用流路71と比較して流路断面積が広く、高流量計測チップ7より低流量の流体の流量を測定する低流量計測チップ8が配置された低流量用流路81とが並列して形成されている。ここで、高流量用流路71と低流量用流路81の流路断面積の比は、例えば1:3であってもよい。
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例と実施例1との相違点は、分流路が有する2つの流路が互いに独立している点である。図12は、分流路の形状を変形した例として、上述の分流路3に対し、主流路2から分岐した高流量用分流路72と低流量用分流路82、及びガス種計測用分流路92を有し、高流量用分流路72と低流量用分流路82が互いに独立している分流路の概略構成を示す模式的な平面図である。
<発明1>
流体が流通する主流路(2)と、前記主流路から分岐するとともに前記主流路に再度合流し計測用の流体を流通させる分流路(3)と、を備える流量計測装置(1)であって、
前記分流路においては、高流量の流体の流量を計測する高流量計測チップ(7)が配置された高流量用流路(71)と、前記高流量用流路と比較して流路断面積が広く、前記高流量計測チップより低流量の流体の流量を計測する低流量計測チップ(8)が配置された
低流量用流路(81)とが並列して形成されることを特徴とする、
流量計測装置(1)。
100 :センサ素子
101 :マイクロヒータ
102 :サーモパイル
103 :キャビティエリア
104 :フレーム
11 :流量検出部
111 :流量検出部内第1温度検出部
112 :流量検出部内第2温度検出部
113 :マイクロヒータ
12 :物性値検出部
121 :物性値検出部内第1温度検出部
122 :物性値検出部内第2温度検出部
123 :物性値検出部内加熱部
13 :Micro Controller Unit
14 :Analog-to-Digital Converter
2 :主流路
3 :分流路
32 :物性値検出用流路
33 :流量検出用流路
34 :流入用流路
34A :流入口
35 :流出用流路
35A :流出口
4 :シール
5 :回路基板
6 :カバー
7 :高流量計測チップ
71 :高流量用流路
72 :高流量用分流路
8 :低流量計測チップ
81 :低流量用流路
82 :低流量用分流路
9 :ガス種計測用チップ
91 :ガス種計測用流路
92 :ガス種計測用分流路
Claims (5)
- 流体が流通する主流路と、前記主流路から分岐するとともに前記主流路に再度合流し計測用の流体を流通させる分流路と、を備える流量計測装置であって、
前記分流路においては、高流量の流体の流量を計測する高流量計測チップが配置された高流量用流路と、前記高流量用流路と比較して流路断面積が広く、前記高流量計測チップより低流量の流体の流量を計測する低流量計測チップが配置された低流量用流路とが並列して形成され、
前記分流路が途中で分岐されることで、前記高流量用流路と前記低流量用流路が形成され、
前記分流路には、前記分流路中を流れる流体の種類を特定するガス種計測用チップが配置されたガス種計測用流路がさらに形成され、
前記ガス種計測用流路は、前記高流量用流路と前記低流量用流路を連通させるように形成されることを特徴とする、
流量計測装置。 - 流体が流通する主流路と、前記主流路から分岐するとともに前記主流路に再度合流し計測用の流体を流通させる分流路と、を備える流量計測装置であって、
前記分流路においては、高流量の流体の流量を計測する高流量計測チップが配置された高流量用流路と、前記高流量用流路と比較して流路断面積が広く、前記高流量計測チップより低流量の流体の流量を計測する低流量計測チップが配置された低流量用流路とが並列して形成され、
前記分流路は、独立した2つの流路を有し、
前記高流量用流路と、前記低流量用流路は、互いに独立して前記主流路から分岐した流路であり、
前記分流路には、前記分流路中を流れる流体の種類を特定するガス種計測用チップが配置されたガス種計測用流路がさらに形成され、
前記ガス種計測用流路は、前記高流量用流路と前記低流量用流路を連通させるように形成されることを特徴とする、
流量計測装置。 - 前記ガス種計測用流路は、前記高流量用流路と前記低流量用流路とを、各々の流路の途中において連通するように形成されることを特徴とする、
請求項1に記載の流量計測装置。 - 前記低流量計測チップによる計測値と所定の閾値とを比較する比較部をさらに備え、
前記比較部において前記計測値が前記閾値以上と判定された場合には、前記高流量計測チップによる計測値が出力され、
前記比較部において前記計測値が前記閾値未満と判定された場合には、前記低流量計測チップによる計測値が出力されることを特徴とする、
請求項1から3のいずれかに記載の流量計測装置。 - 前記高流量用流路と前記低流量用流路の流路断面積の比は、1:3であることを特徴とする、
請求項1から4のいずれか一項に記載の流量計測装置。
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JP2867125B2 (ja) * | 1995-06-21 | 1999-03-08 | 東京瓦斯株式会社 | 流量計 |
US5804717A (en) * | 1996-04-05 | 1998-09-08 | Mks Instruments, Inc. | Mass flow transducer having extended flow rate measurement range |
JP3192989B2 (ja) * | 1997-04-21 | 2001-07-30 | 東京瓦斯株式会社 | 流量計 |
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JP5511470B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2014-06-04 | アズビル株式会社 | 熱式流量計、熱式ガス種判別装置及びガス種自動判定方法 |
JP2012026931A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Omron Corp | 流量測定用構造体、および流量測定装置 |
US10024700B2 (en) * | 2013-08-28 | 2018-07-17 | Horiba Stec, Co., Ltd. | Fluid analysis device |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012226627A (ja) | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Hitachi Metals Ltd | 流量制御装置および流量センサユニット |
JP2012233776A (ja) | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Omron Corp | 流量測定装置 |
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