JPH06160139A - 質量流量計 - Google Patents
質量流量計Info
- Publication number
- JPH06160139A JPH06160139A JP4310703A JP31070392A JPH06160139A JP H06160139 A JPH06160139 A JP H06160139A JP 4310703 A JP4310703 A JP 4310703A JP 31070392 A JP31070392 A JP 31070392A JP H06160139 A JPH06160139 A JP H06160139A
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- JP
- Japan
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- voltage
- ambient temperature
- coil
- coils
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- Pending
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- Details Of Flowmeters (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 周囲温度が変化しても感熱コイルを流れる電
流を調節して、周囲温度とセンサー部との温度差を一定
に保ち感熱コイルからの出力を一定に保持する。 【構成】 流体が流れる導管の上流側と下流側に前記流
体の質量流量に応じて抵抗値が変化する感熱コイルを設
け、これら上下流の感熱コイルを直列に接続するととも
に、感熱コイルと特性のほぼ等しい周囲温度検出抵抗と
温度係数がほぼ零の固定抵抗を直列に結びつけた抵抗を
前記感熱コイルに直列に接続してあり、前記周囲温度検
出抵抗と固定抵抗の両端間の電圧を上下流の２つの感熱
コイルの両端間の電圧にほぼ等しくなるように制御する
制御回路を設け、２つの感熱コイルの中間点の電位によ
り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。
流を調節して、周囲温度とセンサー部との温度差を一定
に保ち感熱コイルからの出力を一定に保持する。 【構成】 流体が流れる導管の上流側と下流側に前記流
体の質量流量に応じて抵抗値が変化する感熱コイルを設
け、これら上下流の感熱コイルを直列に接続するととも
に、感熱コイルと特性のほぼ等しい周囲温度検出抵抗と
温度係数がほぼ零の固定抵抗を直列に結びつけた抵抗を
前記感熱コイルに直列に接続してあり、前記周囲温度検
出抵抗と固定抵抗の両端間の電圧を上下流の２つの感熱
コイルの両端間の電圧にほぼ等しくなるように制御する
制御回路を設け、２つの感熱コイルの中間点の電位によ
り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。
Description
【０００１】
【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。
質量流量を測定する質量流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】質量流量計として、導管の上流側と下流
側にそれぞれ温度係数の大なる感熱コイルを配し、各感
熱コイルに供給する電流値を一定に保持し、流体が流れ
ることによって変化する感熱部分の温度分布を検出する
ことによって流量を測定するものが、特開昭56−23094
号公報に記載されている。このものでは、両感熱コイル
の部分で導管を周囲温度より数10°Ｃ加熱しておき、流
体が導管中を流れることによって上流側の感熱コイルの
熱が奪われ、下流側の感熱コイル部分に温度の高いとこ
ろが片寄る。この温度分布を測定するものであるから、
外部から熱的な撹乱があると、正確な質量流量の測定が
出来ないので、感熱コイル部分を外部から熱的に保護す
るために、発泡部材などで覆うことが行われている。
側にそれぞれ温度係数の大なる感熱コイルを配し、各感
熱コイルに供給する電流値を一定に保持し、流体が流れ
ることによって変化する感熱部分の温度分布を検出する
ことによって流量を測定するものが、特開昭56−23094
号公報に記載されている。このものでは、両感熱コイル
の部分で導管を周囲温度より数10°Ｃ加熱しておき、流
体が導管中を流れることによって上流側の感熱コイルの
熱が奪われ、下流側の感熱コイル部分に温度の高いとこ
ろが片寄る。この温度分布を測定するものであるから、
外部から熱的な撹乱があると、正確な質量流量の測定が
出来ないので、感熱コイル部分を外部から熱的に保護す
るために、発泡部材などで覆うことが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このようにセンサー部
を熱的に保護しても、周囲の室温の変動によってセンサ
ー出力が変化することがあった。高沸点気体の質量流量
を測定する場合には系全体を加温することもあり、また
マスフローコントローラーの質量流量計の場合、バルブ
部分に電磁弁を使ったときには、電磁弁のコイルの発
熱、鉄損によって質量流量計が暖まり、ガス温度が変わ
りセンサー出力が変化した。本発明は、周囲温度が変化
しても感熱コイルを流れる電流を調節して、周囲温度と
センサー部分との温度差を一定に保ち、感熱コイルから
の出力を一定に保持することのできる質量流量計を提供
することを目的としている。
を熱的に保護しても、周囲の室温の変動によってセンサ
ー出力が変化することがあった。高沸点気体の質量流量
を測定する場合には系全体を加温することもあり、また
マスフローコントローラーの質量流量計の場合、バルブ
部分に電磁弁を使ったときには、電磁弁のコイルの発
熱、鉄損によって質量流量計が暖まり、ガス温度が変わ
りセンサー出力が変化した。本発明は、周囲温度が変化
しても感熱コイルを流れる電流を調節して、周囲温度と
センサー部分との温度差を一定に保ち、感熱コイルから
の出力を一定に保持することのできる質量流量計を提供
することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の質量流量計で
は、流体が流れる導管の上流側と下流側にその流体の質
量流量に応じて抵抗値が変化する感熱コイルを直列に接
続して設けて電流を流し、上流側と下流側の感熱コイル
の中間点の電位により前記導管中の流体の質量流量を測
定するものである。直列に接続した上下流の感熱コイル
と特性のほぼ等しい周囲温度検出抵抗と、温度係数がほ
ぼ零の固定抵抗を直列に結びつけたものを前記感熱コイ
ルに接続している。そして周囲温度検出抵抗と固定抵抗
の両端間の電圧を、上下流の２つの感熱コイルの両端間
の電圧にほぼ等しくなるように制御する制御回路を設け
ている。本発明では、直列に接続した上下流の感熱コイ
ルと特性のほぼ等しく、感熱コイルとほぼ等しい環境に
あるコイル温度検出抵抗を感熱コイルと直列に接続し、
感熱コイルに代えてコイル温度検出抵抗の電圧を、直列
に接続した周囲温度検出抵抗と固定抵抗の両端間の電圧
をほぼ等しくなるように制御してもよい。周囲温度検出
抵抗は、周囲温度によって抵抗が変化するものである
が、そこを流れる電流によっては発熱がないように質量
流量計の本体などを熱伝導性のよい部分に付けておくの
が望ましい。
は、流体が流れる導管の上流側と下流側にその流体の質
量流量に応じて抵抗値が変化する感熱コイルを直列に接
続して設けて電流を流し、上流側と下流側の感熱コイル
の中間点の電位により前記導管中の流体の質量流量を測
定するものである。直列に接続した上下流の感熱コイル
と特性のほぼ等しい周囲温度検出抵抗と、温度係数がほ
ぼ零の固定抵抗を直列に結びつけたものを前記感熱コイ
ルに接続している。そして周囲温度検出抵抗と固定抵抗
の両端間の電圧を、上下流の２つの感熱コイルの両端間
の電圧にほぼ等しくなるように制御する制御回路を設け
ている。本発明では、直列に接続した上下流の感熱コイ
ルと特性のほぼ等しく、感熱コイルとほぼ等しい環境に
あるコイル温度検出抵抗を感熱コイルと直列に接続し、
感熱コイルに代えてコイル温度検出抵抗の電圧を、直列
に接続した周囲温度検出抵抗と固定抵抗の両端間の電圧
をほぼ等しくなるように制御してもよい。周囲温度検出
抵抗は、周囲温度によって抵抗が変化するものである
が、そこを流れる電流によっては発熱がないように質量
流量計の本体などを熱伝導性のよい部分に付けておくの
が望ましい。
【０００５】
【作用】本発明の質量流量計では、上下流の感熱コイル
の両端間の電圧と、周囲温度検出抵抗と固定抵抗の両端
間の電圧をほぼ等しくなるように制御回路で制御してい
るので、２つの感熱コイルの抵抗の和が周囲温度検出抵
抗と固定抵抗の値を加えたものになる。ここで周囲温度
検出抵抗と感熱コイルとは特性がほぼ等しいものであ
り、周囲温度検出抵抗はそこを流れる電流ではほとんど
加熱されず周囲温度によって抵抗が変わるようになって
おり、感熱コイルはそこを流れる電流によって温度が変
化するので、感熱コイルと周囲温度検出抵抗の温度差は
固定抵抗によって定まる値となり、一定となる。このた
めに、周囲温度が変化してもセンサーの出力は変化せ
ず、導管中を流れる流体の質量流量を正しく測定するこ
とが出来る。
の両端間の電圧と、周囲温度検出抵抗と固定抵抗の両端
間の電圧をほぼ等しくなるように制御回路で制御してい
るので、２つの感熱コイルの抵抗の和が周囲温度検出抵
抗と固定抵抗の値を加えたものになる。ここで周囲温度
検出抵抗と感熱コイルとは特性がほぼ等しいものであ
り、周囲温度検出抵抗はそこを流れる電流ではほとんど
加熱されず周囲温度によって抵抗が変わるようになって
おり、感熱コイルはそこを流れる電流によって温度が変
化するので、感熱コイルと周囲温度検出抵抗の温度差は
固定抵抗によって定まる値となり、一定となる。このた
めに、周囲温度が変化してもセンサーの出力は変化せ
ず、導管中を流れる流体の質量流量を正しく測定するこ
とが出来る。
【０００６】
【実施例】本発明の質量流量計の実施例を図１及び図２
に示す。図１で導管に巻かれた上流側の感熱コイルＲｕ
と下流側の感熱コイルＲｄが直列に結ばれており、感熱
コイルＲｕとＲｄの中間から出力Ｖを取り出すように、
これら感熱コイルＲｕとＲｄに平列に大きな抵抗Ｒ1，
Ｒ2がブリッジになるよう結ばれている。直列に接続し
た上下流の感熱コイルと特性のほぼ等しい周囲温度検出
抵抗Ｒｔと、温度係数がほぼ零の固定抵抗Ｒｃが感熱コ
イルＲｄ，Ｒｕに直列に連ながれて０〜−15Ｖの電源間
に挿入されている。周囲温度検出抵抗Ｒｔと固定抵抗Ｒ
ｃの両端の電圧と、感熱コイルＲｄ，Ｒｕの両端の電圧
とをほぼ等しく制御する制御回路を１で示す。ａ点の電
圧はバッファー11を経由し、差動アンプ21の＋端子に、
ｂ点の電圧はバッファー12を経由し、差動アンプ21の−
端子に入力され、差動アンプ21からａｂ間の電圧がコン
パレータ31の−端子に入力される。同時にａ点の電圧が
コンパレータ31の＋端子に入力される。ａ点の電圧がａ
ｂ間の電圧よりも大きい場合、コンパレータ31から出力
が出てトランジスタＴｒがｏｎして、周囲温度検出抵抗
Ｒｔ，固定抵抗Ｒｃ，感熱コイルＲｄ，Ｒｕと流れる電
流が増えるので、感熱コイルＲｄ，Ｒｕの温度が上昇
し、ａｂ間の電圧が増える。ａ点の電圧がａｂ間の電圧
よりも小さい場合、トランジスタＴｒがｏｆｆとなり、
感熱コイルＲｄ，Ｒｕの温度が下がり、ａｂ間の電圧が
減少する。このようにして、制御回路１によって、ａ点
の電圧とａｂ間の電圧が同じになるように制御される。
に示す。図１で導管に巻かれた上流側の感熱コイルＲｕ
と下流側の感熱コイルＲｄが直列に結ばれており、感熱
コイルＲｕとＲｄの中間から出力Ｖを取り出すように、
これら感熱コイルＲｕとＲｄに平列に大きな抵抗Ｒ1，
Ｒ2がブリッジになるよう結ばれている。直列に接続し
た上下流の感熱コイルと特性のほぼ等しい周囲温度検出
抵抗Ｒｔと、温度係数がほぼ零の固定抵抗Ｒｃが感熱コ
イルＲｄ，Ｒｕに直列に連ながれて０〜−15Ｖの電源間
に挿入されている。周囲温度検出抵抗Ｒｔと固定抵抗Ｒ
ｃの両端の電圧と、感熱コイルＲｄ，Ｒｕの両端の電圧
とをほぼ等しく制御する制御回路を１で示す。ａ点の電
圧はバッファー11を経由し、差動アンプ21の＋端子に、
ｂ点の電圧はバッファー12を経由し、差動アンプ21の−
端子に入力され、差動アンプ21からａｂ間の電圧がコン
パレータ31の−端子に入力される。同時にａ点の電圧が
コンパレータ31の＋端子に入力される。ａ点の電圧がａ
ｂ間の電圧よりも大きい場合、コンパレータ31から出力
が出てトランジスタＴｒがｏｎして、周囲温度検出抵抗
Ｒｔ，固定抵抗Ｒｃ，感熱コイルＲｄ，Ｒｕと流れる電
流が増えるので、感熱コイルＲｄ，Ｒｕの温度が上昇
し、ａｂ間の電圧が増える。ａ点の電圧がａｂ間の電圧
よりも小さい場合、トランジスタＴｒがｏｆｆとなり、
感熱コイルＲｄ，Ｒｕの温度が下がり、ａｂ間の電圧が
減少する。このようにして、制御回路１によって、ａ点
の電圧とａｂ間の電圧が同じになるように制御される。
【０００７】感熱コイルＲｄ，Ｒｕとブリッジしている
抵抗Ｒ1，Ｒ2は感熱コイルＲｄ，Ｒｕに比してきわめて
大きな抵抗となっている。例えば、感熱コイルＲｄ，Ｒ
ｕを各々70Ωとしたとき、抵抗Ｒ1，Ｒ2は10〜20ＫΩに
すると電流はほとんどが感熱コイルを流れる。ａ点の電
圧とａｂ間の電圧が同じになったとき、次の関係が成立
する。 Ｒｔ＋Ｒｃ＝Ｒｄ＋Ｒｕ 感熱コイルＲｄ＋Ｒｕと周囲温度検出抵抗Ｒｔは、ほぼ
等しい特性を持つので、周囲温度をｔ°Ｃ，コイル部分
の温度をＴ°Ｃ，０°Ｃでの抵抗をＲ0，抵抗の温度係
数をαとすると次の関係になる。 Ｒ0（１＋αｔ）＋Ｒｃ＝Ｒ0（１＋αＴ） ここで、固定抵抗Ｒｃは温度係数がほぼ零なので、 Ｔ＝ｔ＋Ｒｃ／（αＲ0） となり、感熱コイルの温度は周囲温度と一定の差に保た
れる。
抵抗Ｒ1，Ｒ2は感熱コイルＲｄ，Ｒｕに比してきわめて
大きな抵抗となっている。例えば、感熱コイルＲｄ，Ｒ
ｕを各々70Ωとしたとき、抵抗Ｒ1，Ｒ2は10〜20ＫΩに
すると電流はほとんどが感熱コイルを流れる。ａ点の電
圧とａｂ間の電圧が同じになったとき、次の関係が成立
する。 Ｒｔ＋Ｒｃ＝Ｒｄ＋Ｒｕ 感熱コイルＲｄ＋Ｒｕと周囲温度検出抵抗Ｒｔは、ほぼ
等しい特性を持つので、周囲温度をｔ°Ｃ，コイル部分
の温度をＴ°Ｃ，０°Ｃでの抵抗をＲ0，抵抗の温度係
数をαとすると次の関係になる。 Ｒ0（１＋αｔ）＋Ｒｃ＝Ｒ0（１＋αＴ） ここで、固定抵抗Ｒｃは温度係数がほぼ零なので、 Ｔ＝ｔ＋Ｒｃ／（αＲ0） となり、感熱コイルの温度は周囲温度と一定の差に保た
れる。
【０００８】図２に本発明の他の実施例を示す。図１と
共通の部分は同じ符号を付けてある。ここで抵抗ＲM は
コイル温度検出抵抗で、感熱コイルＲｕ，Ｒｄとほぼ同
じ特性を持ちほぼ同じ環境下にある。図３に示すように
コイル温度検出抵抗ＲM はセンサ導管と同じような導管
に巻かれたコイルからなり感熱コイルＲｕ，Ｒｄとほぼ
同じ場所に収納されている。１’は周囲温度検出抵抗Ｒ
ｔと固定抵抗Ｒｃの両端の電圧（ｃｄ間）とコイル温度
検出抵抗ＲM の両端の電圧（ｄｅ間）を同じになるよう
に制御する制御回路である。ｄ点の電圧はバッファ13を
経由して差動アンプ22に入り、差動アンプ22の出力とし
てｃｄ間の電圧が出る。ｅ点の電圧はバッファ14を経由
して差動アンプ23に入り、差動アンプ23の出力としてｄ
ｅ間の電圧が出る。差動アンプ22及び23の出力はコンパ
レータ31に入り、トランジスタＴｒを動かして、ｃｄ間
とｄｅ間の電圧が同じになるように制御する。このと
き、 Ｒｔ＋Ｒｃ＝ＲM なので、上記と同様に、 Ｔ＝ｔ＋Ｒｃ／（αＲ0） となり、感熱コイル部の温度は周囲温度と一定差に保た
れる。本実施例を用いて、ｄｅ間とｅｆ間の電圧を比較
することによって感熱コイルの異常を監視することもで
きる。
共通の部分は同じ符号を付けてある。ここで抵抗ＲM は
コイル温度検出抵抗で、感熱コイルＲｕ，Ｒｄとほぼ同
じ特性を持ちほぼ同じ環境下にある。図３に示すように
コイル温度検出抵抗ＲM はセンサ導管と同じような導管
に巻かれたコイルからなり感熱コイルＲｕ，Ｒｄとほぼ
同じ場所に収納されている。１’は周囲温度検出抵抗Ｒ
ｔと固定抵抗Ｒｃの両端の電圧（ｃｄ間）とコイル温度
検出抵抗ＲM の両端の電圧（ｄｅ間）を同じになるよう
に制御する制御回路である。ｄ点の電圧はバッファ13を
経由して差動アンプ22に入り、差動アンプ22の出力とし
てｃｄ間の電圧が出る。ｅ点の電圧はバッファ14を経由
して差動アンプ23に入り、差動アンプ23の出力としてｄ
ｅ間の電圧が出る。差動アンプ22及び23の出力はコンパ
レータ31に入り、トランジスタＴｒを動かして、ｃｄ間
とｄｅ間の電圧が同じになるように制御する。このと
き、 Ｒｔ＋Ｒｃ＝ＲM なので、上記と同様に、 Ｔ＝ｔ＋Ｒｃ／（αＲ0） となり、感熱コイル部の温度は周囲温度と一定差に保た
れる。本実施例を用いて、ｄｅ間とｅｆ間の電圧を比較
することによって感熱コイルの異常を監視することもで
きる。
【０００９】
【発明の効果】本発明により、感熱コイル部の温度を周
囲温度と一定差に保つことが出来るので、感熱コイルの
質量流量信号を周囲温度に関係なく一定にすることが出
来る。
囲温度と一定差に保つことが出来るので、感熱コイルの
質量流量信号を周囲温度に関係なく一定にすることが出
来る。
【図１】 本発明の質量流量計の一実施例の概略図。
【図２】 本発明の質量流量計の他の実施例の概略図。
【図３】 本発明の質量流量計の要部断面図。
Ｒｕ，Ｒｄ…感熱コイル Ｒｔ…周囲温度検出抵抗 Ｒｃ…固定抵抗 ＲM …コイル温度検出抵抗 １，１’…制御回路
Claims (2)
- 【請求項１】 流体が流れる導管の上流側と下流側に前
記流体の質量流量に応じて抵抗値が変化する感熱コイル
を設け、これら上下流の感熱コイルを直列に接続すると
ともに、感熱コイルと特性のほぼ等しい周囲温度検出抵
抗と温度係数がほぼ零の固定抵抗を直列に結びつけた抵
抗を前記感熱コイルに直列に接続してあり、前記周囲温
度検出抵抗と固定抵抗の両端間の電圧を上下流の２つの
感熱のコイルの両端間の電圧にほぼ等しくなるように制
御する制御回路を設け、２つの感熱コイルの中間点の電
位により前記導管中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。 - 【請求項２】 流体が流れる導管の上流側と下流側に前
記流体の質量流量に応じて抵抗値が変化する感熱コイル
を設け、これら上下流の感熱コイルを直列に接続すると
ともに、感熱コイルを特性のほぼ等しい周囲温度検出抵
抗と温度係数がほぼ零の固定抵抗を直列に結びつけたも
の、及び感熱コイルと特性のほぼ等しく感熱コイルとほ
ぼ等しい環境にあるコイル温度検出抵抗を感熱コイルに
直列に接続するとともに、周囲温度検出抵抗を固定抵抗
の両端間の電圧をコイル温度検出抵抗の電圧にほぼ等し
くなるように制御する制御回路を設け、２つの感熱コイ
ルの中間点の電位により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 |
|---|---|---|---|
| JP4310703A JPH06160139A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4310703A JPH06160139A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 質量流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160139A true JPH06160139A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18008459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4310703A Pending JPH06160139A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160139A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004020958A1 (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-11 | Yamatake Corporation | 熱式流量計 |
| JP2006090845A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Denso Corp | 放熱型流量センサの駆動回路 |
-
1992
- 1992-11-20 JP JP4310703A patent/JPH06160139A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004020958A1 (ja) * | 2002-08-29 | 2004-03-11 | Yamatake Corporation | 熱式流量計 |
| JP2006090845A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Denso Corp | 放熱型流量センサの駆動回路 |
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