JPH0428020Y2 - - Google Patents

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JPH0428020Y2
JPH0428020Y2 JP6216384U JP6216384U JPH0428020Y2 JP H0428020 Y2 JPH0428020 Y2 JP H0428020Y2 JP 6216384 U JP6216384 U JP 6216384U JP 6216384 U JP6216384 U JP 6216384U JP H0428020 Y2 JPH0428020 Y2 JP H0428020Y2
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gas flow
heat
resistor
heating resistor
detection element
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【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案はガス流量検出装置に関する。
従来技術 ガス流量、例えば内燃機関の吸入空気量を検出
するために吸気通路内に吸気通路の軸線と平行に
延びるセラミツク製の平板を配置し、この平板上
に薄膜の電熱ヒータと、このヒータによつて加熱
される第1の薄膜抵抗体と、吸気温に応じて抵抗
値が変化する第2の薄膜抵抗体とを形成し、これ
らヒータと抵抗体とが吸気通路の軸線方向に延び
て互に並列配置されているガス流量検出装置が特
開昭56−162014号公報に記載されているように公
知である。このガス流量検出装置では吸入空気流
によつて第1抵抗体が冷却されたときにヒータの
加熱量を増大させて第1抵抗体を加熱することに
より第1抵抗体と第2抵抗体の温度差を一定に維
持し、ヒータに供給される加熱用電流の大きさか
らガスの流速を検出するようにしている。
しかしながら吸気通路内を流れる吸入空気は速
度分布を有し、吸入空気量に最も影響を与えるの
は最も流速の速い吸入空気流であるから吸入空気
量の変化に対するガス流量検出装置の感度を高め
るには最も流速の速い吸入空気流と接触する第1
抵抗体部分の冷却による冷却変化が第1抵抗体の
両端に大きく表われるように構成し、更にこの抵
抗変化によつて上述の第1抵抗体部分をヒータに
より集中的に加熱するように構成することが必要
とされる。ところが従来のガス流量検出装置では
速度分布に対して考慮が払われていないので良好
な感度を得るのが困難であるという問題がある。
考案の目的 本考案は流速分布を考慮して流量の検出感度を
高めるようにしたガス流量検出装置を提供するこ
とにある。
考案の構成 本考案の構成は、ガス流通路内に平板状の流速
検出用素子と平板状のガス温検出用素子をガス流
通路の軸線に平行に配置し、流速検出用素子の表
面上にガス流通路の軸線に対してほぼ直角方向に
延びる薄膜加熱抵抗体と薄膜感熱抵抗体とを並列
形成し、ガス流通路内を流れるガスの流速分布に
対応させて加熱抵抗体および感熱抵抗体の単位長
さ当りの抵抗値を変化させ、流速の速いガス流と
接触する加熱抵抗体および感熱抵抗体の単位長さ
当りの抵抗値を流速の遅いガス流と接触する加熱
抵抗体および感熱抵抗体の単位長さ当りの抵抗値
よりも高くしたことにある。
実施例 第1図から第3図を参照すると、1はガス流通
管、2はガス流通路、3は非導電性断熱性の合成
樹脂材料からなる検出素子ホルダを夫々示し、検
出素子ホルダ3はガス流通路2内に配置された断
面T字形の支持部4を有する。本考案を内燃機関
に適用した場合にはガス流通路2は吸気通路を示
す。支持部4はガス流通路2の直径に沿いそのほ
ぼ全長に亘つて延びる薄肉平板状頂部4aと、こ
の頂部4aから下方に延びる薄肉平板状脚部4b
とにより構成され、頂部4aの上面には薄肉平板
状の流速検出用素子5が、脚部4bの表面には薄
肉平板状のガス温検出用素子6が夫々固着され
る。
第3図を参照すると、流速検出用素子5はシリ
コンウエハのチツプからなる薄肉平板状の基板7
からなり、基板7の表面上にはガス流通路2の軸
線に対してほぼ直角方向に延びる薄膜の加熱抵抗
体RHと感熱抵抗体R2が形成される。加熱抵抗体
RHは吸入空気の流れ方向F(第1図)に対して基
板7の上流側から予め定められた助走区間Lを隔
てて配置されており、一方感熱抵抗体R2は加熱
抵抗体RHの下流側に加熱抵抗体RHと並列をなし
て配置される。加熱抵抗体RHの発する熱は一方
では基板7を通つて熱伝達により感熱抵抗体R2
に伝わり、他方ではガス流による熱伝達によつて
感熱抵抗体R2に伝わる。ガス流通路2内を流れ
るガス流の速度分布はレイノルズ数や他の因子に
よつて定まるがどのような速度分布になつている
かは知ることができる。そこで今、ガス流通路2
内の流速が第3図の速度分布Kで示されるように
中央部で速く、周辺部で遅いことがわかつている
とする。この場合には加熱抵抗体RHおよび感熱
抵抗体R2の単位長さ当りの抵抗値が中央部で高
く、周辺部で小さくなるように定められる。即
ち、流速の速いガス流と接触する加熱抵抗体RH
および感熱抵抗体R2の抵抗部分の抵抗値が流速
の遅いガス流と接触する加熱抵抗体RHおよび感
熱抵抗体R2の抵抗部分の抵抗値よりも高くなつ
ている。なお、ここで抵抗値というのはガス流通
路2の軸線に対して直角方向の単位長さ当りの抵
抗値である。一方、ガス温検出用素子6もシリコ
ンウエハのチツプからなる基板8からなり、この
基板8の表面上に感熱抵抗体R1が形成される。
第5図に流速検出用素子5およびガス温検出用
素子6の検出回路を示す。第5図を参照すると加
熱抵抗体RHの一端は固定抵抗Rsを介して接地さ
れ、加熱抵抗体RHの他端はトランジスタTrのエ
ミツタに接続される。また一対の固定抵抗r1,r2
が設けられ、これら固定抵抗r1,r2と感熱抵抗体
R1,R2によりブリツジ回路が形成される。固定
抵抗r1,r2の接続点PはコンパレータCの一方の
入力端子に接続され、感熱抵抗体R1,R2の接続
点QはコンパレータCの他方の入力端子に接続さ
れる。また、コンパレータCの出力端子はトラン
ジスタTrのベースに接続される。感熱抵抗体R1
R2は抵抗温度係数の大きな材料から形成されて
おり、感熱抵抗体R2の温度が感熱抵抗体R1の温
度よりも一定温度Δtだけ高いときに接続点P,
Qの電圧が等しくなるように感熱抵抗体R1,R2
r1,r2の抵抗値が定められている。従つて感熱抵
抗体R1,R2の温度差がΔtよりも小さくなると接
続点Qの電圧は接続点Pの電圧よりも高くなり、
その結果コンパレータCの出力電圧は高レベルと
なる。コンパレータCの出力電圧が高レベルにな
るとトランジスタTrはオンとなり、加熱抵抗体
RHに電力が供給されるために加熱抵抗体RHの温
度が上昇する。次いで感熱抵抗体R1,R2の温度
差がΔtに等しくなるとコンパレータCの出力電
圧は低レベルになり、その結果トランジスタTr
がオフとなるために加熱抵抗体RHへの電力の供
給が停止される。このように加熱抵抗体RHへの
電力の供給を制御することによつて感熱抵抗体
R1,R2の温度差Δtが一定に保持される。
一方、直径dの白金線を流速νの流体内に配置
し、白金線を加熱したときに流体によつて持ち去
られる熱量Hは次のL.V.Kingの式によつて表わ
される。
H=KT+√2T ここでK:流体の熱伝導率 Cv:流体の定容比熱 ρ:流体の密度 T:白金線の温度と流体の温度との温度
差 この式を本考案に適用すると温度差Tは感熱抵抗
体R1,R2の温度差Δtに等しくなる。また、感熱
抵抗体R1,R2の温度差Δtを一定に保持するため
には流体によつて持ち去られる熱量Hと等しい熱
量を感熱抵抗体R2に加えなければならず、従つ
て熱量Hは加熱抵抗体RHの発熱量i2R/Jに等し
くなる。ここでiは加熱抵抗体RHを流れる電流
値、Rは加熱抵抗体RHの抵抗値、Jは熱の仕事
当量である。従つて加熱抵抗体RHとして抵抗温
度係数が極めて小さい抵抗を用いれば上式は次の
ように簡単に表わせる。
i2=B√+C ここでB,Cは流体の種類や加熱抵抗体RH
抵抗値から定まる定数である。
従つてこの式から加熱抵抗体RHに流れる電流
を検出すれば流体の速度νを検出できることがわ
かる。第5図に示す実施例では抵抗Rsの一端の
電圧を検出器Dにより検出することによつて加熱
抵抗体RHを流れる電流を検出するようにしてい
る。従つて検出器Dの出力信号からガス流速を検
出することができ、それによつてガスの流量を検
出することができる。
ところで本考案では第3図に示すように流速の
速いガス流と接触する感熱抵抗体R2の抵抗部分
の抵抗値が流速の遅いガス流と接触する感熱抵抗
体R2の抵抗部分の抵抗値よりも高くなつている。
従つて流速が速いガス流の流速が変化すると感熱
抵抗体R2の全体の抵抗値が大きく変化し、流速
の遅いガス流の流速が変化しても感熱抵抗体R2
の全体の抵抗値はさほど変化しない。一方、感熱
抵抗体R2の全体の抵抗値が大きく変化すればそ
れに伴つて加熱抵抗体RHの電流の供給も即座に
変化し、このとき流速の速いガス流と接触する感
熱抵抗体R2の抵抗部分が集中的に加熱される。
即ち、本考案では流速の速いガス流の速度変化に
応じて加熱抵抗体RHによる感熱抵抗体R2の加熱
制御が敏感に行なわれ、流速の遅いガス流の速度
変化に対しては感熱抵抗体R2の加熱制御はさほ
ど敏感に行なわれない。ところでガス流通路2内
を流れるガス流量に最も寄与するのは最も流速の
速いガス流であり、本考案では最も流速の速いガ
ス流の流速に敏感に作動するように構成されてい
るのでガス流量を感度よく検出できることにな
る。
考案の効果 流速の速いガス流に敏感に作動するようにガス
流量検出装置を構成することによつてガス流量を
感度よく検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は第2図の−線に沿つてみた本考案
によるガス流量検出装置の側面断面図、第2図は
第1図の−線に沿つてみた断面図、第3図は
第1図の平面断面図、第4図はガス温検出用素子
の拡大正面図、第5図は検出回路図である。 2……ガス流通路、3……検出素子ホルダ、5
……流速検出用素子、6……ガス温検出用素子、
7,8……基体、RH……加熱抵抗体、R1,R2
…感熱抵抗体。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. ガス流通路内に平板状の流速検出用素子と平板
    状のガス温検出用素子をガス流通路の軸線に平行
    に配置し、上記流速検出用素子の表面上にガス流
    通路の軸線に対してほぼ直角方向に延びる薄膜加
    熱抵抗体と薄膜感熱抵抗体とを並列形成し、ガス
    流通路内を流れるガスの流速分布に対応させて加
    熱抵抗体および感熱抵抗体の単位長さ当りの抵抗
    値を変化させ、流速の速いガス流と接触する加熱
    抵抗体および感熱抵抗体の単位長さ当りの抵抗値
    を流速の遅いガス流と接触する加熱抵抗体および
    感熱抵抗体の単位長さ当りの抵抗値よりも高くし
    たガス流量検出装置。
JP6216384U 1984-04-28 1984-04-28 ガス流量検出装置 Granted JPS60174830U (ja)

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JP6216384U JPS60174830U (ja) 1984-04-28 1984-04-28 ガス流量検出装置

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JPS60174830U JPS60174830U (ja) 1985-11-19
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