JPH0199108A

JPH0199108A - 制御装置

Info

Publication number: JPH0199108A
Application number: JP62256813A
Authority: JP
Inventors: Koji Nishino; 功二西野; Atsuo Tomita; 富田　厚夫
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-10-12
Filing date: 1987-10-12
Publication date: 1989-04-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分前）本発明はマイクロコンピュータ−を利用した流量制御装
置の改良に関するものであり、気体等の高精度な流量制
御に使用されるものである。

（従来の技術）マイクロコンピュータ−を利用した流量制御装置として
は、第２図に示す如く、管路に介設した温度・圧力検出
器Ａにより流体温度Ｔ１−次圧力Ｐ１及び二次圧力Ｐ２
を検出し、これ等をＡ／Ｄ変換器Ｂでディジタル化した
あとマイクロコンピュータ−Ｃへ入力し、ここで流量値
Ｗを演算すると共に、計算直Ｗと設定置ＷＧとを比較演
算器りで比較し、両者の差が減少する方向にドライバー
Ｅによって流量調整弁Ｆを駆動するようにした装置が開
発されている（特公昭５９−１９３６５号等）。

前記流量制御装置は、演算をマイクロコンピュータ−で
行なうため、変数が多（でも迅速に流量Ｗを演算するこ
とが出来、優れた実用的効用を有するものである。

しかし、検出対象が温度と一次圧力と二次圧力の三要素
であるため、温度・圧力検出器の構成が複雑になると共
に、微流景の場合には圧力Ｐ１．Ｐ２の測定が著しく困
難となり、正確な流量制御が出来ないという問題がある
。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、従前のマイクロコンピュータ−を使用した流
量制御装置に於ける上述の如き問題、即ち、■流体温度
と一次圧力と二次圧力の三Ｍ　煩の要素を検知する必要
があり、検知部の構成が複雑になること、■検知対象が
温度と圧力の二種類に亘り、且つ三種類の険出直を必要
とするため、流量演算の過程で検出誤差が重畳されるこ
とになり、流１演算埴の誤差が大きくなること、■流体
流量が微量の場合には、正確な流量演算が困難なこと等
の問題を解決せんとするものであり、熱式質量流量計と
自動流量調整弁とを有機的に連結することにより、高精
度と高応答性を備えた流量の制御装置を提供するもので
ある。

（間ｍ点を解決するための手段）流体の流路内に、特性の揃った２本の測温サーミスター
を一定の間隔を置いて配設し、上流側の測温サーミスタ
ーで上流側の流体温度Ｔ＋を検知すると共に、下流側の
測温サーミスターで下流側の流体温度Ｔ２を検知する。

そして、前記雨検出温度’Ｌ　、　Ｔ２の温度差Ｉ　Ｔ
ｌ　−Ｔｔ　ｌが一定埴となるように、下流側のサーミ
スターにセンサーの加熱用電力Ｐを供給すると、管路内
の流体の質量流量Ｑは、上流側温度Ｔ１と供給電力Ｐの
関数として表わされる。

本件発明は、上述の如き原理を基礎とするものであり、
下流側温度Ｔ＋の測定及び供給電力Ｐの制８、ｍｆｆ１
Ｑの演算等をマイクロコンピュータ−や電子回路を用い
て行ない、演算した流量埴Ｑと設定流量（直Ｑｓとを比
較して、その差が収束する方向に流量調整弁を開拳閉駆
動するものである。

即ち、本件発明は、管路の上流側に設けたサーミスター
３並びにその下流側に設けたサーミスター４と；前記上
流側サーミスター３からの電圧信号Ｖｔを受けて所定の
演算処理を行なうマイクロコンピュータ−８と；マイク
ロコンピュータ−８からの出力Ｖｔ＋が入力され、前記
下流側サーミスター４へ加熱用電力を供給する差動増幅
器９と；前記増幅器９の出力電圧Ｖ＋と下流側サーミス
ター４の入力電圧Ｖ２との差を演算する減算器１０と；
前記減算器１０の出力）圧と下流側サーミスター４の入
力電圧Ｖ２の除算を行ない、その出力Ｖ　ｔ　２を前記
差動増幅器９へ入力する割算器１１と；前記減算器１０
の出力電圧と下流側サーミスター４の入力電圧ｖ２との
乗算を行なう掛算器１２と；掛算器１２の出力Ｑと設定
値Ｑｓとの比較を行なう比較器１３と；比較器１３から
の信号Ｑｃにより、該信号Ｑｃが減少する方向に開・閉
作動する自動流量制御弁５とを発明の基本構成とするも
のである。

（作用）上流側サーミスター３からの温度信号は、電圧信号Ｖｔ
に変換されてマイクロコンピュータ−８へ入力すれる。

マイクロコンピュータ−８からは増幅器９へ信号Ｖｔ＋
が出力されており、信号Ｖｔ＋にょって制御された下流
側サーミスター４の加熱用出力Ｖ＋が、増幅９から出力
される。

前記出力電圧Ｖ＋と下流側サーミスター４の入力電圧Ｖ
２は減算器１０で減算され、その差電圧（Ｖ＋−Ｖｚ　
）がアナログ割算器１１とアナログ掛算器１２へ夫々入
力される。

また、割算器１１と掛算器１２へは前記入力電圧Ｖ２が
入力されており、割算器１１ではサーミスター４の抵抗
端、即ち下流側温度Ｔ２に相当する信号Ｖｔｚが演算さ
れる。当該信号Ｖｈは、前記増幅器９の一側端子へ入力
されており、マイクロコンピュータ−８からの出力Ｖｔ
ｒと割算器１１からの信号Ｖｔｚとの差が、増幅されて
加熱用電力として出力される。

尚、この出力電圧Ｖｓは、上流側の温度Ｔ＋と下流側の
温度Ｔ２との差が常時一定になるように、出力Ｖｂを制
御することにより調整されている。

一方、前記掛算器１２の出力は、下流側サーミスタ−４
への供給電力Ｐに比例する量となり、当該電力Ｐは管路
の気体の質量流量を表わす量となる。

ご算された質量流量Ｑは、比較器１３へ入力され、ここ
で設定＠Ｑｓとの比較が行なわれる。両者の差信号Ｑｃ
は流量調整弁５へ送られ、当該差信号Ｑｃが減少する方
向に、調整弁５が開・閉、７動される。

（実施例）以下、図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。第
１図は本発明の実施系統図であり、図に於いてｌは流体
管路、２はガス流等の気体、３は上流側の温度測定用サ
ーミスター、４は下流側のサーミスター、５は自動流量
調整弁、６は演算制御装置である。

又、前記演算制御装置６は温度・電圧変換器７、マイク
ロコンピュータ−８、差動増幅器９、減算器１０、アナ
ログ割算器１１、アナログ掛算器１２及び比較器１３等
より構成されている。

管路１の上流側に設けた測温用サーミスター３による検
知温度’Ｌは、温度・電圧変換器７に於いて電圧信号Ｖ
ｔに変換され、マイクロコンピュータ〜８へ入力される
。

マイクロコンピュータ−８では電圧信号Ｖｔがディジタ
ル信号に変換され、予かしめプログラムされた手順に従
ってディジタル信号の処理（即ち、後述するように、上
流側サーミスターの温度Ｔ＋と、下流側サーミスターの
温度Ｔ２との温度差Ｔ＋　　Ｔｚが設定端となるように
、増幅器９の出力を調整する）が行なわれた後、電圧信
号Ｖｔｒに変換され、差動増幅器９の＋側端子へ入力さ
れる。

一方、管路１の下流側のサーミスター４へは、前記電圧
信号Ｖｔ＋と後述する下流側サーミスター４の検知温度
Ｔ２を表わす電圧信号Ｖ　ｔ　２との差を増幅した出力
Ｖ＋が、抵抗Ｒを通して印加されており、サーミスター
４の加熱用電力Ｐ　（Ｐ　＝　Ｉ　１１Ｒｔ、Ｒｔはサ
ーミスター４の抵抗）が供給される。

前記増幅器９の出力電圧Ｖ＋　（Ｖ＋　＝　Ｉ　”　（
Ｒ＋Ｒｔ　））と、サーミスター４への入力電圧Ｖｚ　
（Ｖ２　＝　Ｉ　ＩＩＲｔ）は、夫々減算器ｌＯへ入力
されており、更にその差電圧Ｖ＋　　Ｖｚは割算器１１
と掛算器１２へ夫々入力されている０また、サーミスター４への入力電圧Ｖｚ　−Ｉ　＠Ｒｔ
は、割算器１１と掛算器１２へ夫々入力されており、そ
の浩果、割算器１１に於いては、サーミスター４の抵抗
Ｒｔに相当する出力、即ち下流側サーミスター４の検知
温度Ｔ２を表わす電圧信号Ｖｈが演算され、これが増幅
器９の一側端子へ入力されている。

一方、掛算器１２に於いては、減算器１０からの差電圧
ＶＩ　　Ｖ２　”　Ｉ　”　Ｒと電圧Ｖｚ　＝　Ｉ　”
　Ｒｔの掛算が行なわれ（Ｉ　Ｒｔ・Ｒ）、その演算埴
はサーミスター４への加熱用電力を表わす鎮となり、当
該演算値Ｑによって管路ｌ内の流体の質量流量Ｑが表示
されることになる。

検知された質量流ＥｔＱは掛算器１２から比較器１３へ
送られ、ここで設定流ｉＱｓと検出流量Ｑとの比較が汚
なわれる。比較器１３からは、前記両流量の差に比例し
た制御信号Ｑｃが流量調整弁５へ出力され、該流量調整
弁５が前記両流量の差Ｑｓ−Ｑを減少する方向に開閉さ
れる。

尚、流量調整弁５には、公知のりニヤソレノイド駆動型
の高精度流量調整弁が使用されているが、電圧変換器を
介設した空気駆動型の流量調整弁であっても良いことは
勿論である。

又、本実施例に於いては減算器１０１割算器１１及び去
算器１２等をマイクロコンピュータ−８から独立せしめ
ているが、これ等をマイクロコンピュータ−８内へ含め
ることも可能である。

（発明の効果）本発明に於いては、検出部が二本の特性の揃ったサーミ
スターのみから構成されているため、従前の温度並びに
圧力の検出を必要とする流量制御装置に比較して、検出
部の構成が簡素化されると共に、検出部が二つであるた
め、流量演算に於ける検出（直誤差の重畳が少なくなり
、測定精度がより向上する。

また、本発明は熱式流量測定を応用するものであるため
、気体流量が徹量であっても高い応答性と測定精度を得
ることが出来る。

更に、演算制御装置６の構成は、従前のものに比較して
著しく簡素化されており、製造コストや呆守管理費の引
下げが可能となる。

本発明は上述の通り優れた実用的効用を奏する″もので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る流量制御装置の一実施例を示す
系統図である。第２図は、従前の流量制御装置の系統図である。３　下流側サーミスター４　上流側サーミスター５　流量調整弁８　マイクロコンピュータ− ９増幅器１０　　減算器１１　　割算器１２　　去算器１３　　比佼器特許出題人　　　　　　山　１）満　江第２図

Claims

【特許請求の範囲】

管路の上流側に設けたサーミスター（３）並びにその下
流側に設けたサーミスター（４）と；前記上流側サーミ
スター（３）からの電圧信号（Ｖｔ）を受けて所定の演
算処理を行なうマイクロコンピューター（８）と；マイ
クロコンピューター（８）からの出力（Ｖｔ＿１）が入
力され、前記下流側サーミスター（４）へ加熱用電力を
供給する差動増幅器（９）と；前記増幅器（９）の出力
電圧（Ｖ＿１）と下流側サーミスター（４）の入力電圧
（Ｖ＿２）との差を演算する減算器（１０）と；前記減
算器（１０）の出力電圧と下流側サーミスター（４）の
入力電圧（Ｖ＿２）の除算を行ない、その出力（Ｖｔ＿
２）を前記差動増幅器（９）へ入力する割算器（１１）
と；前記減算器（１０）の出力電圧と下流側サーミスタ
ー（４）の入力電圧（Ｖ＿２）との乗算を行なう掛算器
（１２）と；掛算器（１２）の出力（Ｑ）と設定値（Ｑ
ｓ）との比較を行なう比較器（１３）と；比較器（１３
）からの信号（Ｑｃ）により、該信号（Ｑｃ）が減少す
る方向に開・閉作動する自動流量制御弁（５）とから構
成した流量の制御装置。