JPH0557624U - 流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】流体の温度による物性値に影響されにくく、測
定器の精度が流体の温度や種類によって左右されにくい
流量計を提供する。 【構成】被測定流体を通す流路管１と、流路管１に取り
付けた電熱式のヒータ２とを備え、ヒータ２よりも十分
上流側の流路管壁外側とヒータ２直後の下流側の流路管
壁外側とにそれぞれ温度センサ３ａ，３ｂを配設し、両
温度センサ３ａ，３ｂとヒータ２とにそれぞれ接続さ
れ、両温度センサ３ａ，３ｂで検出した信号を増幅する
増幅器９と、増幅された信号に応じてヒータ２に電源か
らの電流を供給するトランジスタ７とを有する定温度差
制御装置１０を備えた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、熱式流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

熱式の流量計は、 機械的な可動部がない 熱は僅かな量の流体にも容易に流体中を移動するので、微少流量の測定に も適している 電気的に流路管外から加熱するので、流量信号を電気信号として容易に得 られる 流量の変化に対する電気信号の応答がよい 等の特長を有する。

【０００３】 従来の熱式流量計は２本の金属細管が流体の流れに対して直角をなすように流 路管内に設けられていて、各金属細管内にそれぞれ挿入されている温度センサが 金属細管と短絡しないように絶縁物によって前記温度センサの回りを囲まれたも のとなっている。

【０００４】 一方の金属細管には電源より通電されており、ジュール熱を発生させる。 これにより両金属細管の間に温度差が生じ、各温度センサでこの温度差を検出 する。

【０００５】 上述した熱式流量計では、前記両温度センサにより検出された温度差と、一方 の金属細管を加熱するために流した電流とを利用して、通電・加熱金属細管から 被測定流体に放出された熱量を算出し、流体の流量を測定する。

【０００６】

【考案が解決しょうとする課題】 上述したような従来の装置は、通電・加熱前記金属細管から被測定流体によっ て放出された熱量を求めて流量を測定するものとされており、特に液体の流量を 測定する際には流体の温度による物性値に影響されやすく、測定器の精度が流体 の温度や種類によって左右されやすいものであった。

【０００７】 さらに液体の流量を測定する際には、加熱に要する電流も気体のばあいに比べ 非常に大きなものとなり、特に低沸点の液体の流量を測定する際には、この液体 が流路管内で気化することがあり、測定の障碍となっていた。

【０００８】 また流路管内に金属細管等の突起物が設けられるので、突起物への汚れなどの 付着によって測定精度の低下をもたらすことがあるとともに、流路管の断面積を 小なるものに設定することができないので、微少流量の測定に用いることができ なかった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上述した問題点を解決するために本考案の流量計は、被測定流体を通す流路管 と、該流路管に取り付けた電熱式のヒータとを備え、前記ヒータよりも十分上流 側の流路管壁外側とヒータ直後の下流側の流路管壁外側とにそれぞれ温度センサ を配設し、前記両温度センサと前記ヒータとにそれぞれ接続され、両温度センサ で検出した信号を増幅する増幅器と、増幅された信号に応じてヒータに電源から の電流を供給するトランジスタとを有する定温度差制御装置を備えた構造のもの としてある。

【００１０】

【作用】

本考案は上述した構造により被測定流体の温度上昇を利用するので、被測定流 体の温度による物性値の変化に左右されにくく、精度の高い測定結果がもたらさ れるとともに、温度センサから検出される温度差を一定に保つようにヒータから 発せられる熱量を制御するので、設定する温度差を小なるものにすれば、ヒータ の発熱に必要な電流が僅かなものでもよく、低沸点の液体の微少流量を測定する ばあいにも適したものとされる。

【００１１】 また流路管内に突起物をもたないので、汚れの付着も減少させられる。

【００１２】

【実施例】

本考案に係る流量計の一実施例を図１に基づいて詳細に説明する。

【００１３】 被測定流体を通す流路管１にはヒータ２が備えられており、該ヒータ２は温度 係数の小なる抵抗線を流路管外周に巻き付け、電流を流すことによって加熱させ られるものとしてある。

【００１４】 前記ヒータから発せられる熱の影響を受けないように、ヒータに対して十分上 流側の流路管壁外側に温度センサ３ａを設け、ヒータ２によって加熱される前の 流体の温度を流路管壁を介して検出する。

【００１５】 ヒータ２直後の下流側流路管壁外側には温度センサ３ｂを設け、ヒータによっ て加熱された直後の流体の温度を流路管壁を介して検出する。

【００１６】 温度センサ３ｂで流体の温度を検出する際、流路管壁と流体の温度が同じにな るようにするには、流路管１の素材を熱伝導率の高いものとする必要がある。流 路管の素材としては通常は金属が用いられているが、特に液体の流量を測定する ばあいで耐蝕性などを目的として流量計の接液部分を非金属で構成する必要があ る際には熱伝導率の高いアルミナセラミック等のセラミックを用いる。

【００１７】 以下、温度センサ３ａ、３ｂによって検出される温度差ΔＴと、ヒータ２の発 熱に要する電流との関係により流量を測定する原理と、その具体的制御装置につ いて詳述する。

【００１８】 流体の比熱をＣｐ、重量流量をＧｍとすると、温度ΔＴだけ上昇させるのに必 要なエネルギは、 Ｇｍ・Ｃｐ・ΔＴ となり、温度差ΔＴを一定に保つようにすると流量Ｇｍにより流体がヒータから 得る熱量、すなわちヒータの加熱電力が流量Ｇｍの関数として変化する。

【００１９】 図中、符号１０は定温度差制御装置を示し、上述の温度差ΔＴを一定に保つよ うにヒータ２に流す電流を制御するものである。

【００２０】 温度センサ３ａ、３ｂより検出される温度差ΔＴの微小変化は増幅器９にて電 気信号として増幅され、トランジスタ７のベース側に入力される。トランジスタ ７においてはベース側に入力された信号に応じ、コレクタ側に接続された正電源 ＋Ｖｓから流れ込む電流をエミッタ側から出力してヒータ２に供給する。すなわ ち、温度差ΔＴが小なるばあいにはヒータ発熱量が過剰であるので、ヒータに供 給される電流ｉを小ならしめ、温度差ΔＴが大なるばあいにはヒータ発熱量を増 加させるように電流ｉを大ならしめる。これにより温度センサ３ａ、３ｂ間の温 度差ΔＴを一定に保つことができる。

【００２１】 温度差ΔＴの設定は、抵抗器４、５および負電源−Ｖｓの値を変化させること によって行い、またヒータに流れる電流ｉは抵抗器８の両端にかかる電圧を測定 することにより求める。

【００２２】 電流ｉの値とヒータ２の抵抗値とからヒータが消費する加熱電力が求められ、 上述のとおりこの加熱電力と流量の相関より流体の流量が測定される。

【００２３】

【考案の効果】

上述したように、本考案の流量計は従来の熱式流量計の特長を保ちながら、気 体の流量を測定するばあいは言うに及ばず、液体の流量を測定する際にも流体の 温度による物性値の変化に影響されることが少なく、精度の高い流量測定が可能 となる。

【００２４】 また、流路管内に突起物を設ける必要がないので、流路管の断面積を小なるも のに設定することができ、このため微少流量の測定にも高い精度をもたらすとと もに流体の流れに影響を及ぼさず、汚れの付着も減少する。

【００２５】 さらに、設定する温度差によってヒータの発熱を制御するため発熱に必要な電 流が僅かなものでもよく、低沸点の液体の流量測定にも適した構造のものとなっ ている。

【００２６】 したがって、多種にわたる被測定流体に広く適合した流量計を提供することが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す図。

【符号の説明】

１ 流路管 ２ ヒータ ３ａ、３ｂ 温度センサ ４、５、８ 抵抗器 ６ コンデンサ ７ トランジスタ ９ 増幅器 １０ 定温度差制御装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定流体を通す流路管と、該流路管に取
   り付けた電熱式のヒータとを備え、前記ヒータよりも十
   分上流側の流路管壁外側とヒータ直後の下流側の流路管
   壁外側とにそれぞれ温度センサを配設し、前記両温度セ
   ンサと前記ヒータとにそれぞれ接続され、両温度センサ
   で検出した信号を増幅する増幅器と、増幅された信号に
   応じてヒータに電源からの電流を供給するトランジスタ
   とを有する定温度差制御装置を備えてなる流量計。
2. 【請求項２】請求項１に記載の流量計において、上記流
   路管の素材としてセラミックを用いたことを特徴とする
   流量計。