JPH0469521A - 流量計 - Google Patents
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ものである。
ているが、その1つとして熱式流速センサがある。この
熱式流速センサの代表的なものは、抵抗体に電流を流し
て加熱し、気体の流れの中に置いたときに気体の流れよ
って冷却され、抵抗値が変化することを利用して気体の
流量を測定するものである。
技術を用いて製作された各種タイプの構成が知られてお
り、これは通常マイクロフローセンサとも呼ばれ、応答
が極めて速く、高感度、低消費電力でしかも量産性が良
いなどの優れた特長を有している。
量計は、第8図(a)、(b)にそれぞれ縦断面図、横
断面図で示すように気体Aの流れる管路1内の内壁面に
マイクロフローセンサ2を設置することによって管路1
内の流量の計測を行っていた。
る気体Aは、同図(b)に示すように放物線状の流量分
布を有して流れており、その流量が微小な場合には、管
路1の内壁面におけるマイクロフローセンサ2の近傍の
温度分布勾配が小さいため、熱の移動が悪くなり、検出
流量の最小値側に限界があった。
、管路内の流路を複数分割するものである。
度分布勾配が大きくなり、70−センサの検出感度が向
上する。
す図であり、同図(a)は縦断面図、同図(b)は横断
面図であり、前述の図と同一または相当部分には同一符
号を付しである。同図において、気体Aが流れる管路1
内には、そのほぼ中央部に気体Aの流れる方向に沿って
その流れを2分割する仕切り板3が設置されている。
サ2の構成を説明する図であり、同図(a)はその平面
図である。同図<a>において、例えばシリコンなどか
らなる半導体基板21の中央部には、この半導体基板2
1に対して空隙部22を介して熱的に絶縁された薄膜状
のダイアプラム部23が形成されており、このダイアフ
ラム部23上の表面中央部分には、薄膜状のし−タエレ
メント24が形成され、さらにこのヒータエレメント2
4の両側には、それぞれ独立した薄膜状の測温抵抗エレ
メント25.26が形成されている。また、この半導体
基板21の表面には、この半導体基板21のエツチング
のための多数のスリット27が開設され、ヒータエレメ
ント24および測温抵抗エレメント25.26の周辺部
を、その半導体基板21の表面に開設された多数の細か
いスリット27を介して例えば異方性エツチングを行う
ことにより、内側に逆台形状の空気スペースを有する空
隙部22が形成されている。これによって空隙部22の
上部には、半導体基板21からダイアフラム状に空間的
に隔離され、この半導体基板21からヒータエレメント
24および両側の測温抵抗エレメント25.26が熱的
に絶縁されて支持されたダイアフラム部23が形成され
る構造となっている。なお、271,27□。
から風下側に向かってそれぞれ測温抵抗エレメント25
.ヒータエレメント24.測温抵抗エレメント26の前
後に空隙部22と連通して連続的に開設されたスリット
部である。また、28は半導体基板21の角部に形成さ
れた薄膜状の周囲測温抵抗エレメントである。
サ2は、矢印方向から気体Aが流れると、上流側の測温
抵抗エレメント25が冷却されて降温する。下流側の測
温抵抗エレメント26は気体Aの流れを媒体としてヒー
タエレメント24からの熱伝導が促進され、温度が昇温
するために温度差が生じる。そこで測温抵抗エレメント
25.26をホイートストンブリッジ回路に組み込むこ
とにより、温度差を電圧に変換でき、流速に応じた電圧
出力が得られ、第2図(b)に示すように気体Aの流速
を検出することができることになる。
を設置したことにより、管路1内を流れる気体Aが2分
割されて流れるので、管路1の内壁面および仕切り板3
の壁面での気体Aの速度分布勾配が大きくなる。これに
よってマイクロフローセンサ2は熱の授受が大きくなる
ので、検出出力が大きくなり、実質的に流量を増大した
ことと同じ効果が得られる。具体的には、管路1の寸法
を、幅W = 8m m 、高さH=19mmとし、仕
切り板3の寸法を長さL=14mm、板厚tO,3mm
として管路1内を流れる気体Aの微小流量を3.01/
Hrとしたとき、マイクロフローセンサ2からは7.4
4X10−2mV/cc/minの検出出力が得られた
。なお、第8図に示した従来の仕切り板3のない同一寸
法で管路1を構成した流量計では、その検出出力は5,
17X 10−2mV/ c c 7m i nであっ
た。したがって本実施例によれば、流量3.01/Hr
程度の低流量域において、検出感度を約1.4倍程度向
上させることができた。
ーセンサ2を装着した管路1の内部に仕切り板3を設置
する簡単な構成で感度向上効果が実現できる。
示す図で同図(a)は縦断面図、同図(b)は横断面図
であり、前述の図と同一部分には同一符号を付しである
。同図において、第1図と異なる点は、管路1内に設置
された仕切り板3上にはその中央部分にマイクロフロー
センサ2が設置されている。
第1図と同様の流速パターンを有して流れるので、同様
の速度分布勾配が得られる。
構成を示す図で同図(a)は縦断面図、同図(b)は横
断面図であり、前述の図と同一または相当部分には同一
符号を付しである。同図において、第1図と異なる点は
、気体Aが流れる管路1内には、気体Aの流れる方向に
沿ってその流れを多分割する同等寸法を有する複数枚の
仕切り板3a、3b、3c、 ・・・がそれぞれ等間
隔を有して設置されている。
4分割されて流れるので、管路1の内壁面および各仕切
り板3a、3b、3c、 ・・・の壁面では気体Aの
速度分布勾配がさらに大きくなり、実質的に流量を増大
したことと同じ効果が得られる。−例として4分割した
場合、低流量域(流量3.01/Hr)において、11
.55X10−2mV/ c c / m i nの検
出出力が得られ、仕切り板3のない従来構成と比較して
約2倍の検出感度が得られた。
に対応した各マイクロフローセンサの検出出力を示した
ものである。
示す図で同図(a)は縦断面図、同図(b)は横断面図
であり、前述の図と同一または相当部分には同一符号を
付しである。同図において、第1図と異なる点は、気体
Aが流れる管路1内には、気体Aの流れる方向に沿って
その流れを2分割する円筒状の仕切り板3Aが向応円上
に設置されている。
の壁面に大きな速度分布勾配が形成されるので、前述と
同様の効果が得られる。なお、マイクロフローセンサ2
を仕切り板3Aの内壁もしくは外壁に設置しても同様の
効果が得られる。
示す斜視図であり、前述の図と同一または相当部分には
同一符号を付しである。同図において、第1図と異なる
点は、気体Aが流れる管路IA内には、気体Aの流れる
方向に沿ってその流れを分割する螺旋状の仕切り板3B
が向応円上に設置されている。また、この管路IAの外
周部の一部には、円周方向に沿ってマイクロフローセン
サ2が収容されて移動できる程度の寸法幅を有する開口
1aが開設されており、この開口la上には、内側にマ
イクロフローセンサ2を取り付けて管路IAの外周面を
円周方向く矢印I−Y’方向)に摺動可能な湾曲状のセ
ンサ取り付け体4が装着されている。
に対して管路IBの内壁および仕切り板3Bの壁面に大
きな速度分布勾配が形成されるが、円周上の位置により
速度分布が異なるため、センサ取り付け体4を矢印Y−
Y’方向に摺動させて回動させることによってマイクロ
フローセンサ2の取り付け位置を移動させることにより
、検出感度を調節することができる。
マイクロフローセンサを用いた場合について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、通常の熱線
風速計などの他のセンサを用いても同様の効果が得られ
ることは言うまでもない。
路内の流路を複数分割したことにより、フローセンサ近
傍の速度分布勾配が大きくなるので、フローセンサの検
出感度、特に低流量域おける検出感度を大幅に向上させ
ることができるという極めて優れた効果が得られる。
す断面図、第2図は本発明に係わるマイクロフローセン
サの構成を説明する図、第3図は本発明による流量計の
他の実施例による構成を示す断面図、第4図は本発明に
よる流量計のさらに他の実施例による構成を示す断面図
、第5図は本発明による流量計の各実施例における検出
出力のデータを示す図、第6図は本発明による流量計の
さらに他の実施例による構成を示す断面図、第7図は本
発明による流量計の他の実施例による構成を示す斜視図
、第8図は従来の流量計の構成を示す断面図である。 1、LA、IB・・・・管路、1a・・・・開口、2・
・・・マイクロフローセンサ、3,3A、3B、3a、
3b、3c −−−−仕切り板、4・・・・センサ取り
付け体。 第 図 ブtヌ場Hのシ友語’it°1ツ1シ;第 図 (b) 手続補正書 自発) 平成 年 月 2.9.26 日
Claims (5)
- (1)気体が流れる管路と、前記管路内を複数の流路に
分割する仕切り板と、前記管路の内壁もしくは仕切り板
の一部に設置されかつ該管路内の流速を測定するフロー
センサとを設けたことを特徴とする流量計。 - (2)請求項1において、前記管路を円筒状としたとき
、前記仕切り板を該管路とほぼ同芯円の円管としたこと
を特徴とする流量計。 - (3)請求項1において、前記管路を円筒状としたとき
、前記仕切り板を螺旋状としたことを特徴とする流量計
。 - (4)請求項3において、前記管路の外周部に円周方向
に沿って開設されかつ前記フローセンサを収容する収容
孔と、前記収容孔に対応する内側に前記フローセンサを
設置させかつ収容孔の長さ方向に沿って摺動自在に装着
されたセンサ取り付け体とを設けたことを特徴とする流
量計。 - (5)請求項3において、前記仕切り板を前記管路内に
回動自在に設けたことを特徴とする流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2180694A JP2571720B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0469521A true JPH0469521A (ja) | 1992-03-04 |
JP2571720B2 JP2571720B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=16087674
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2180694A Expired - Lifetime JP2571720B2 (ja) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | 流量計 |
Country Status (1)
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