JPH0523605B2 - - Google Patents
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- JPH0523605B2 JPH0523605B2 JP60273837A JP27383785A JPH0523605B2 JP H0523605 B2 JPH0523605 B2 JP H0523605B2 JP 60273837 A JP60273837 A JP 60273837A JP 27383785 A JP27383785 A JP 27383785A JP H0523605 B2 JPH0523605 B2 JP H0523605B2
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- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002637 fluid replacement therapy Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
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- Details Of Flowmeters (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、導管中を流れる流体の質量流量を測
定する質量流量計に関する。
定する質量流量計に関する。
前記質量流量計の従来技術として、例えば特公
昭58−16728号公報に示すように、流体の流れる
流路内におかれた一対の自己加熱形測温体のそれ
ぞれを別個独立のブリツジ回路の一辺とし、前記
測温体の温度を一定値に制御して、前記流路を流
れる流体の流量測定値として前記ブリツジ回路間
の電位差を取り出すようにしたものがある。
昭58−16728号公報に示すように、流体の流れる
流路内におかれた一対の自己加熱形測温体のそれ
ぞれを別個独立のブリツジ回路の一辺とし、前記
測温体の温度を一定値に制御して、前記流路を流
れる流体の流量測定値として前記ブリツジ回路間
の電位差を取り出すようにしたものがある。
しかしながら、上記従来技術においては、２個
のブリツジ回路の電位差によつてのみ流体流量を
測定しているので周囲温度の影響を受けやすく、
例えば第３図に示すように、周囲温度によつて出
力特性が異なり、測定誤差が大きいという欠点が
ある。
のブリツジ回路の電位差によつてのみ流体流量を
測定しているので周囲温度の影響を受けやすく、
例えば第３図に示すように、周囲温度によつて出
力特性が異なり、測定誤差が大きいという欠点が
ある。
上記欠点をなくすには、別途補正用温度センサ
を備えた補正回路を設ける必要があるが、回路構
成が複雑な割にはその実効が上がらないという問
題点がある。
を備えた補正回路を設ける必要があるが、回路構
成が複雑な割にはその実効が上がらないという問
題点がある。
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもの
で、その目的とするところは、簡単な構成にも拘
わらず、周囲温度に影響されず正確に測定するこ
とができる質量流量計を提供することにある。
で、その目的とするところは、簡単な構成にも拘
わらず、周囲温度に影響されず正確に測定するこ
とができる質量流量計を提供することにある。
上述の目的を達成するため、本発明に係る質量
流量計は、流体が流れる導管に、前記流体の温度
に応じて抵抗値が変化する２つの抵抗体を互いに
独立して設けると共に、該抵抗体をそれぞれ含む
２つの定温度制御回路を互いに独立して設け、該
定温度制制御回路によつて前記両抵抗体の温度を
常に相等しくかつ一定となるように制御し、両抵
抗体に与えられるエネルギの和及び差を求め、前
記エネルギの差をエネルギの和で除した値に基づ
いて前記導管中の流体の質量流量を測定するよう
にした点に特徴がある。
流量計は、流体が流れる導管に、前記流体の温度
に応じて抵抗値が変化する２つの抵抗体を互いに
独立して設けると共に、該抵抗体をそれぞれ含む
２つの定温度制御回路を互いに独立して設け、該
定温度制制御回路によつて前記両抵抗体の温度を
常に相等しくかつ一定となるように制御し、両抵
抗体に与えられるエネルギの和及び差を求め、前
記エネルギの差をエネルギの和で除した値に基づ
いて前記導管中の流体の質量流量を測定するよう
にした点に特徴がある。
上記構成において、定温度制御回路は、各々の
抵抗体の温度を常に等しくかつ一定になるように
し、導管内の流体流量がゼロのときと、流体が流
れているときとでセンサ内の温度分布が変化しな
いようにしている。即ち、各抵抗体はその抵抗が
互いに等しくなるように一定温度制御されてお
り、このときに要するエネルギP1，P2を測定す
る。
抵抗体の温度を常に等しくかつ一定になるように
し、導管内の流体流量がゼロのときと、流体が流
れているときとでセンサ内の温度分布が変化しな
いようにしている。即ち、各抵抗体はその抵抗が
互いに等しくなるように一定温度制御されてお
り、このときに要するエネルギP1，P2を測定す
る。
そして、一方（例えば上流側）の抵抗体と他方
（下流側）の抵抗体とにおけるエネルギの差P1−
P2が質量流量の関数であり、これに温度補正を
加えたものが出力Ｖとなる。
（下流側）の抵抗体とにおけるエネルギの差P1−
P2が質量流量の関数であり、これに温度補正を
加えたものが出力Ｖとなる。
流体流量がゼロのときは、前記P1とP2とは相
等しくなるように調整され、出力はゼロである。
流体が流れているときは、上流側の抵抗体では流
体によつて熱が奪われるためP1は大きくなり、
他方、下流側の抵抗体では流体から熱を与えられ
るためP2は小さくなる。
等しくなるように調整され、出力はゼロである。
流体が流れているときは、上流側の抵抗体では流
体によつて熱が奪われるためP1は大きくなり、
他方、下流側の抵抗体では流体から熱を与えられ
るためP2は小さくなる。
一方、両抵抗体を一定温度に保つに要するエネ
ルギは、流体の温度と密接な関係があり、流体の
温度が低いと大なるエネルギを要し、前記温度が
高いと少なくて済む。
ルギは、流体の温度と密接な関係があり、流体の
温度が低いと大なるエネルギを要し、前記温度が
高いと少なくて済む。
そして、出力ＶとエネルギP1，P2との間には、
Vα（P1−P2）／（P1＋P2）なる関係が成立つ。
Vα（P1−P2）／（P1＋P2）なる関係が成立つ。
従つて、両抵抗体に供給されるエネルギの差を
前記エネルギの和で除した値を求めることによ
り、前記導管中の流体の質量流量を測定すること
ができる。
前記エネルギの和で除した値を求めることによ
り、前記導管中の流体の質量流量を測定すること
ができる。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は本発明に係る質量流量計の１構成例を
示し、１はガス等の流体Ｆが流れる導管で、矢印
方向に流体Ｆが流れる。
示し、１はガス等の流体Ｆが流れる導管で、矢印
方向に流体Ｆが流れる。
２は導管１に設けられるセンサ部で、導管１の
外周に適宜の間隔をおいて巻設された抵抗体とし
ての２個の自己加熱形の感熱コイルR1，R2（以
下、第１コイルR1、第２コイルR2と云う）より
成る。前記コイルR1，R2は、鉄・ニツケル合金
等温度係数の大なる温度感応抵抗線より成り、導
管１中を流れる流体Ｆの流量の僅かな変位をも検
知すべく構成してある。
外周に適宜の間隔をおいて巻設された抵抗体とし
ての２個の自己加熱形の感熱コイルR1，R2（以
下、第１コイルR1、第２コイルR2と云う）より
成る。前記コイルR1，R2は、鉄・ニツケル合金
等温度係数の大なる温度感応抵抗線より成り、導
管１中を流れる流体Ｆの流量の僅かな変位をも検
知すべく構成してある。
T1，T2は第１コイルR1、第２コイルR2をそれ
ぞれ後述するブリツジ回路１０，３０の構成要素
として含む定温度制御回路（以下、第１定温度制
御回路T1、第２定温度制御回路T2と云う）で、
該定温度制御回路T1，T2は互いに同一部品より
構成されており、前記第１コイルR1と第２コイ
ルR2との温度が常に相等しくかつ一定になるよ
うに制御するものである。
ぞれ後述するブリツジ回路１０，３０の構成要素
として含む定温度制御回路（以下、第１定温度制
御回路T1、第２定温度制御回路T2と云う）で、
該定温度制御回路T1，T2は互いに同一部品より
構成されており、前記第１コイルR1と第２コイ
ルR2との温度が常に相等しくかつ一定になるよ
うに制御するものである。
即ち、第１定温度制御回路T1は、第１コイル
R1とこの第１コイルR1の温度設定用抵抗１１と
ブリツジ抵抗１２，１３とから成るブリツジ回路
１０と、制御回路２０とを備えている。
R1とこの第１コイルR1の温度設定用抵抗１１と
ブリツジ抵抗１２，１３とから成るブリツジ回路
１０と、制御回路２０とを備えている。
他方、第２定温度制御回路T2は、第２コイル
R2とこの第２コイルR2の温度設定用抵抗３１と
ブリツジ抵抗３２，３３と、可変抵抗３４とから
成るブリツジ回路３０と、制御回路４０とを備え
ている。
R2とこの第２コイルR2の温度設定用抵抗３１と
ブリツジ抵抗３２，３３と、可変抵抗３４とから
成るブリツジ回路３０と、制御回路４０とを備え
ている。
前記可変抵抗３４は導管１における流体流量が
ゼロのとき、前記両ブリツジ回路１０，３０のそ
れぞれの出力が互いに等しくなるように調整する
ものである。
ゼロのとき、前記両ブリツジ回路１０，３０のそ
れぞれの出力が互いに等しくなるように調整する
ものである。
なお、前記抵抗１１，１２，１３，３１，３
２，３３，３４は前記第１コイルR1、第２コイ
ルR2に比べて温度係数が十分小さく設定してあ
る。
２，３３，３４は前記第１コイルR1、第２コイ
ルR2に比べて温度係数が十分小さく設定してあ
る。
A1，A2はそれぞれブリツジ回路１０，３０の
出力点であり、また、B1，B2はそれぞれ抵抗１
２と１３との接続点、抵抗３２と３３との接続点
（厳密には可変抵抗３４）である。
出力点であり、また、B1，B2はそれぞれ抵抗１
２と１３との接続点、抵抗３２と３３との接続点
（厳密には可変抵抗３４）である。
前記制御回路２０は出力点A1及び接続点B2に
おける電位を比較して両電位に差があるとき出力
をブリツジ回路１０に送り、該回路１０の平衡を
保つようにする。そして、前記制御回路４０も同
様に、出力点A2及び接続点B2における電位に基
づいてブリツジ回路４０の平衡を保つように作用
する。
おける電位を比較して両電位に差があるとき出力
をブリツジ回路１０に送り、該回路１０の平衡を
保つようにする。そして、前記制御回路４０も同
様に、出力点A2及び接続点B2における電位に基
づいてブリツジ回路４０の平衡を保つように作用
する。
５０，６０はそれぞれ加算回路、減算回路であ
り、出力点A1，A2にそれぞれ出力される電位P1，
P2をそれぞれ入力とし、前者からは加算出力と
してP1＋P2が、また、後者からは減算出力とし
てP1−P2がそれぞれ出力される。
り、出力点A1，A2にそれぞれ出力される電位P1，
P2をそれぞれ入力とし、前者からは加算出力と
してP1＋P2が、また、後者からは減算出力とし
てP1−P2がそれぞれ出力される。
７０は除算回路であり、前記加算回路５０の出
力及び減算回路６０の出力を入力とし、除算出力
として（P1−P2）／（P1＋P2）を出力する。な
お、７１は出力端子である。
力及び減算回路６０の出力を入力とし、除算出力
として（P1−P2）／（P1＋P2）を出力する。な
お、７１は出力端子である。
次に、上記構成の質量流量計の動作について説
明する。
明する。
先ず、導管１内の流体流量がゼロのとき、第１
コイルR1、第２コイルR2は、ブリツジ回路１０，
３０の温度設定用抵抗１１，３１によつてそれぞ
れ定められる温度に設定される。そして、前記温
度設定用抵抗１１，３１の特性は互いに等しく設
定してあるから、前記コイルR1，R2の温度は相
等しくなる。このため、出力点A1の出力P1と出
力点A2の出力P2は相等しく、従つて、出力端子
７１の出力はゼロとなり、流体Ｆが流れていない
ことを示す。
コイルR1、第２コイルR2は、ブリツジ回路１０，
３０の温度設定用抵抗１１，３１によつてそれぞ
れ定められる温度に設定される。そして、前記温
度設定用抵抗１１，３１の特性は互いに等しく設
定してあるから、前記コイルR1，R2の温度は相
等しくなる。このため、出力点A1の出力P1と出
力点A2の出力P2は相等しく、従つて、出力端子
７１の出力はゼロとなり、流体Ｆが流れていない
ことを示す。
次に、導管１内に流体Ｆが流れているときは、
第１コイルR1は流体Ｆによつて熱を奪われ、第
２コイルR2は抵抗Ｆから熱を与えられる。この
ため、第１コイルR1を所定温度に保持するため
のエネルギ供給が大となり、出力点A1の出力P1
は大きくなる。他方、第２コイルR2を前記所定
温度に保持するためのエネルギは、流体Ｆから熱
を与えられる分だけ少なくて済み、出力点A2の
出力P2は小さくなる。
第１コイルR1は流体Ｆによつて熱を奪われ、第
２コイルR2は抵抗Ｆから熱を与えられる。この
ため、第１コイルR1を所定温度に保持するため
のエネルギ供給が大となり、出力点A1の出力P1
は大きくなる。他方、第２コイルR2を前記所定
温度に保持するためのエネルギは、流体Ｆから熱
を与えられる分だけ少なくて済み、出力点A2の
出力P2は小さくなる。
これらの出力P1，P2は加算回路５０、減算回
路６０にそれぞれ入力されて、それぞれの回路５
０，６０から加算出力P1＋P2、減算出力P1−P2
が出力される。これらの出力は除算回路７０に入
力され、この除算回路７０において所定の除算が
行われ、除算出力（P1−P2）／（P1＋P2）が出
力される。
路６０にそれぞれ入力されて、それぞれの回路５
０，６０から加算出力P1＋P2、減算出力P1−P2
が出力される。これらの出力は除算回路７０に入
力され、この除算回路７０において所定の除算が
行われ、除算出力（P1−P2）／（P1＋P2）が出
力される。
前記（P1−P2）／（P1＋P2）は導管１内を流
れる流体Ｆの質量流量に比例しているので、これ
に定数を乗ずることにより前記導管１内の流体Ｆ
の質量流量が得られる。
れる流体Ｆの質量流量に比例しているので、これ
に定数を乗ずることにより前記導管１内の流体Ｆ
の質量流量が得られる。
上記実施例においては、センサ部２に自己加熱
形の感熱コイルR1，R2を設けているが、傍熱形
の感熱コイルを設けてもよい。
形の感熱コイルR1，R2を設けているが、傍熱形
の感熱コイルを設けてもよい。
即ち、第２図において、R11，R21は傍熱形の
感熱コイル、R12，R22は感熱コイルR11，R21を
それぞれ加熱するためのヒータ、８０，９０はそ
れぞれヒータR12，R22用の電源、１００，１１
０は制御回路２０，４０からの信号に基づいて電
流値を調整する調整手段である。この第２図に示
す実施例の動作については、上記第１図に示すも
のと異なるところがないので省略する。
感熱コイル、R12，R22は感熱コイルR11，R21を
それぞれ加熱するためのヒータ、８０，９０はそ
れぞれヒータR12，R22用の電源、１００，１１
０は制御回路２０，４０からの信号に基づいて電
流値を調整する調整手段である。この第２図に示
す実施例の動作については、上記第１図に示すも
のと異なるところがないので省略する。
なお、上記各実施例においては、センサ部の抵
抗体として感熱コイルを用いているが、印刷加工
されたチツプ状の抵抗体を用いてもよい。
抗体として感熱コイルを用いているが、印刷加工
されたチツプ状の抵抗体を用いてもよい。
そして、２個の感熱コイルR1とR2（R11とR21）
の両方を導管１に臨ませているが、一方のみ導管
１に臨ませ、他方を臨ませないようにしてこれを
レフアレンス側としてもよい。
の両方を導管１に臨ませているが、一方のみ導管
１に臨ませ、他方を臨ませないようにしてこれを
レフアレンス側としてもよい。
また、抵抗体を流体Ｆの流れる導管１内に設け
てもよい。
てもよい。
なお、感熱コイルR1とR2（R11とR21）を導管１
の外部に設けた場合、導管１がシンプルとなり、
導管１の内壁の表面処理が容易となると共に、ラ
イン切換え時の流体の置換が短時間に行える。ま
た、抵抗体が流体によつて汚損されることがな
い。
の外部に設けた場合、導管１がシンプルとなり、
導管１の内壁の表面処理が容易となると共に、ラ
イン切換え時の流体の置換が短時間に行える。ま
た、抵抗体が流体によつて汚損されることがな
い。
以上説明したように、本発明に係る質量流量計
は、２つの独立したブリツジ回路の出力の和及び
差を求め、前記差を和で除した値に基づいて前記
導管中の流体の質量流量を測定するようにしてい
るので、周囲温度の影響を効果的に補償すること
ができ、第４図に示すように、周囲温度が変化し
ても出力特性が変化せず、従つて、特別に補償回
路を設ける必要がなく、それだけ構成が簡単にな
り、安価となる。
は、２つの独立したブリツジ回路の出力の和及び
差を求め、前記差を和で除した値に基づいて前記
導管中の流体の質量流量を測定するようにしてい
るので、周囲温度の影響を効果的に補償すること
ができ、第４図に示すように、周囲温度が変化し
ても出力特性が変化せず、従つて、特別に補償回
路を設ける必要がなく、それだけ構成が簡単にな
り、安価となる。
第１図、第２図は本発明に係る質量流量計の構
成図であり、第１図は自己加熱形の感熱コイルを
用いた場合、第２図は傍熱形の感熱コイルを用い
た場合をそれぞれ示す。第３図は従来の質量流量
計の流量−出力特性図、第４図は本発明に係る質
量流量計の流量−出力特性図である。 １……導管、Ｆ……流体、R1，R2，R11，R21
……抵抗体、T1，T2……定温度制御回路。
成図であり、第１図は自己加熱形の感熱コイルを
用いた場合、第２図は傍熱形の感熱コイルを用い
た場合をそれぞれ示す。第３図は従来の質量流量
計の流量−出力特性図、第４図は本発明に係る質
量流量計の流量−出力特性図である。 １……導管、Ｆ……流体、R1，R2，R11，R21
……抵抗体、T1，T2……定温度制御回路。
Claims (1)
- １ 流体が流れる導管に、前記流体の温度に応じ
て抵抗値が変化する２つの抵抗体を互いに独立し
て設けると共に、該抵抗体をそれぞれ含む２つの
定温度制御回路を互いに独立して設け、該定温度
制御回路によつて前記両抵抗体の温度を常に相等
しくかつ一定となるように制御し、両抵抗体に与
えられるエネルギの和及び差を求め、前記エネル
ギの差をエネルギの和で除した値に基づいて前記
導管中の流体の質量流量を測定するようにしたこ
とを特徴とする質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60273837A JPS62132120A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60273837A JPS62132120A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62132120A JPS62132120A (ja) | 1987-06-15 |
| JPH0523605B2 true JPH0523605B2 (ja) | 1993-04-05 |
Family
ID=17533235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60273837A Granted JPS62132120A (ja) | 1985-12-04 | 1985-12-04 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62132120A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5629212B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-11-19 | 株式会社堀場エステック | 流量センサ |
-
1985
- 1985-12-04 JP JP60273837A patent/JPS62132120A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5629212B2 (ja) * | 2009-09-30 | 2014-11-19 | 株式会社堀場エステック | 流量センサ |
| US9026383B2 (en) | 2009-09-30 | 2015-05-05 | Horiba Stec, Co., Ltd. | Flow rate sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62132120A (ja) | 1987-06-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |