JPH06213877A - ガス濃度および／または流量センサ - Google Patents
ガス濃度および／または流量センサInfo
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- JPH06213877A JPH06213877A JP5283349A JP28334993A JPH06213877A JP H06213877 A JPH06213877 A JP H06213877A JP 5283349 A JP5283349 A JP 5283349A JP 28334993 A JP28334993 A JP 28334993A JP H06213877 A JPH06213877 A JP H06213877A
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- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】ガスを通る音波を周期的に伝送し、既知の距離
にわたる音波の移動時間を測定することによってガスの
成分の濃度を測定し、且つ／或いはガスの流量を測定す
る種類の改良センサを提供すること。 【構成】印刷回路盤１１に設けられた２つの圧電変換器
１２，１３が細長いコイル状管１９，２２，２５により
相互に連結されている。ガスを変換器のうちの一方のま
わりに流し、管に通し、次いで他方の変換器のまわりに
流す。周期的に変換器１２，１３のうちの一方を１つの
短い持続時間のパルスで付勢して音波をガスを通して他
方の変換器へ伝送する。音波の移動時間を測定する。２
つの変換器をトランスミッタおよびレシーバとして交互
に使用して、音波の移動時間をガスに流れ方向およびそ
の反対方向の両方において測定する。コイル状管２８の
中心には、ガスの温度を測定するためのサーミスタ３３
が位置決めされている。
にわたる音波の移動時間を測定することによってガスの
成分の濃度を測定し、且つ／或いはガスの流量を測定す
る種類の改良センサを提供すること。 【構成】印刷回路盤１１に設けられた２つの圧電変換器
１２，１３が細長いコイル状管１９，２２，２５により
相互に連結されている。ガスを変換器のうちの一方のま
わりに流し、管に通し、次いで他方の変換器のまわりに
流す。周期的に変換器１２，１３のうちの一方を１つの
短い持続時間のパルスで付勢して音波をガスを通して他
方の変換器へ伝送する。音波の移動時間を測定する。２
つの変換器をトランスミッタおよびレシーバとして交互
に使用して、音波の移動時間をガスに流れ方向およびそ
の反対方向の両方において測定する。コイル状管２８の
中心には、ガスの温度を測定するためのサーミスタ３３
が位置決めされている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセンサに関し、より詳細
には、例えば、医療目的で患者に送り出されたガスの流
量およびガス中の酸素の濃度を指示するのに適したガス
濃度および流量センサに関する。
には、例えば、医療目的で患者に送り出されたガスの流
量およびガス中の酸素の濃度を指示するのに適したガス
濃度および流量センサに関する。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】種々の
種類のセンサがガスの特性を測定するように設計されて
いる。例えば、センサはガス混合物中の特定の成分のパ
ーセンテージを測定するように設計されている。空気は
主として窒素と、酸素と少量の二酸化炭素およびアルゴ
ンとよりなっている。酸素濃縮器は空気の流れから窒素
および二酸化炭素を除去するのに使用されていた。酸素
濃縮器は、例えば、医療目的、航空機非常時ガス供給
用、または溶接用酸素源のような商業目的で酸素に富む
製品ガスを供給するのに使用される。モレキュラシーブ
型の酸素濃縮器からの製品ガスは酸素が 95.7 % までで
あり、残部が 4.3 %のアルゴンであり、このアルゴンは
濃縮器により除去されない。酸素濃縮器からの製品ガス
中の酸素のパーセンテージを指示することが可能なガス
濃度センサを得ることが望ましい。また、酸素濃縮器か
らの製品ガスについての嵩流量を指示することが可能な
ガス濃度センサを得ることが望ましい。医療用途では、
患者に対する所定の高酸素濃度を有するガスの特定の流
量を維持するのが不可欠である。患者の要件が合うよう
に供給ガスを関しするのにセンサが使用し得る。
種類のセンサがガスの特性を測定するように設計されて
いる。例えば、センサはガス混合物中の特定の成分のパ
ーセンテージを測定するように設計されている。空気は
主として窒素と、酸素と少量の二酸化炭素およびアルゴ
ンとよりなっている。酸素濃縮器は空気の流れから窒素
および二酸化炭素を除去するのに使用されていた。酸素
濃縮器は、例えば、医療目的、航空機非常時ガス供給
用、または溶接用酸素源のような商業目的で酸素に富む
製品ガスを供給するのに使用される。モレキュラシーブ
型の酸素濃縮器からの製品ガスは酸素が 95.7 % までで
あり、残部が 4.3 %のアルゴンであり、このアルゴンは
濃縮器により除去されない。酸素濃縮器からの製品ガス
中の酸素のパーセンテージを指示することが可能なガス
濃度センサを得ることが望ましい。また、酸素濃縮器か
らの製品ガスについての嵩流量を指示することが可能な
ガス濃度センサを得ることが望ましい。医療用途では、
患者に対する所定の高酸素濃度を有するガスの特定の流
量を維持するのが不可欠である。患者の要件が合うよう
に供給ガスを関しするのにセンサが使用し得る。
【０００３】ＵＳＡＦスクール・オブ・エアロスペース
・メディシンの１９８７年１２月のレポートに、Ｗ．
Ｒ．ダグルは流れているガスの酸素濃度および嵩流量の
両方を測定することが可能なセンサを述べている。ガス
の流れはセンサハウジングの円筒形の室を通される。こ
の室の直径方向両側に２つの圧電変換器が設けられてお
り、これらの変換器は室を通るガスの流れの軸線まで傾
斜された軸線に沿って整合されている。また、室を通っ
て流れるガスの温度を測定するためにサーミスタが設け
られている。周期的に、変換器の一方が電気信号で駆動
されて超音波エネルギのバーストを放出する。その結果
生じる超音波が伝送用変換器からガスを通って受信用変
換器まで移動するのに必要とされる時間を測定する。移
動時間は変換器間の通路の長さ、ガスの組成、ガスの温
度およびガスの流量により影響さあれる。移動時間がガ
スの流れに影響されるので、両変換器は、ガスの流れ方
向およびその反対方向における交互の超音波移動時間が
されるように、トランスミッタおよびレシーバとして交
互に作動される。ガスを通る２つの測定超音波移動時間
の平均およびガスの温度はガス中の酸素のパーセンテー
ジを算出するために使用され、両測定時間の差および測
定温度はガスの嵩流量を算出するのに使用される。しか
しながら、一貫した高精度および低い製造コストを有す
るこの種類のセンサを商業規模で製造する際に、難点が
生じる。製造交差はセンサの精度には全く重大である。
・メディシンの１９８７年１２月のレポートに、Ｗ．
Ｒ．ダグルは流れているガスの酸素濃度および嵩流量の
両方を測定することが可能なセンサを述べている。ガス
の流れはセンサハウジングの円筒形の室を通される。こ
の室の直径方向両側に２つの圧電変換器が設けられてお
り、これらの変換器は室を通るガスの流れの軸線まで傾
斜された軸線に沿って整合されている。また、室を通っ
て流れるガスの温度を測定するためにサーミスタが設け
られている。周期的に、変換器の一方が電気信号で駆動
されて超音波エネルギのバーストを放出する。その結果
生じる超音波が伝送用変換器からガスを通って受信用変
換器まで移動するのに必要とされる時間を測定する。移
動時間は変換器間の通路の長さ、ガスの組成、ガスの温
度およびガスの流量により影響さあれる。移動時間がガ
スの流れに影響されるので、両変換器は、ガスの流れ方
向およびその反対方向における交互の超音波移動時間が
されるように、トランスミッタおよびレシーバとして交
互に作動される。ガスを通る２つの測定超音波移動時間
の平均およびガスの温度はガス中の酸素のパーセンテー
ジを算出するために使用され、両測定時間の差および測
定温度はガスの嵩流量を算出するのに使用される。しか
しながら、一貫した高精度および低い製造コストを有す
るこの種類のセンサを商業規模で製造する際に、難点が
生じる。製造交差はセンサの精度には全く重大である。
【０００４】ダグラスの米国特許第 5,060,506号はガス
成分の濃度を測定するための同様な装置を示している。
しかしながら、このダグラスの装置では、非常に短い感
知室（3.81 cm 、即ち、1.5 インチ) がこの感知室内の
低流量と組み合わされている。これらにより両方向の測
定を防いで有意義に異なる移動時間を生じ、これらの移
動時間から嵩流量を算出する。伝送用変換器を超音波の
バーストで励起して超音波バーストをガスを通して伝送
する。試験室でノイズ問題を引き起こす定在波を防ぐた
めには、次々のバースト間に十分な時間を維持しなけれ
ばならない。従って、本発明の目的は、ガスを通して音
波を周期的に伝送し、既知の距離にわたる音波の移動時
間を測定することによってガスの成分の濃度を測定し、
且つ／或いはガスの流量を測定する種類の改良センサを
提供することである。
成分の濃度を測定するための同様な装置を示している。
しかしながら、このダグラスの装置では、非常に短い感
知室（3.81 cm 、即ち、1.5 インチ) がこの感知室内の
低流量と組み合わされている。これらにより両方向の測
定を防いで有意義に異なる移動時間を生じ、これらの移
動時間から嵩流量を算出する。伝送用変換器を超音波の
バーストで励起して超音波バーストをガスを通して伝送
する。試験室でノイズ問題を引き起こす定在波を防ぐた
めには、次々のバースト間に十分な時間を維持しなけれ
ばならない。従って、本発明の目的は、ガスを通して音
波を周期的に伝送し、既知の距離にわたる音波の移動時
間を測定することによってガスの成分の濃度を測定し、
且つ／或いはガスの流量を測定する種類の改良センサを
提供することである。
【０００５】
【課題を解決する手段】本発明によれば、流れている２
成分ガス混合物中の酸素または他の成分の濃度を測定す
るための改良ソニックセンサが開発された。明らかな範
囲において、ｎ−２が固定比になるｎ成分よりなるガス
を同様に測定し得る。例として、空気と二酸化炭素との
混合物中の二酸化炭素の濃度を定温器で測定し得る。セ
ンサを通るガスの嵩流量も測定される。センサはソニッ
クセルと、マイクロプロセッサを有する関連した制御回
路機構とを有しており、マイクロプロセッサは記憶され
た式と、ソニックセルから得られるデータとからガス濃
度および嵩流量を算出する。ソニックセルは２つの圧電
変換器を有しており、これらの変換器は印刷回路盤に間
隔を隔てた関係で設けられている。印刷回路盤には、各
変換器用の別体の包囲室を構成するようにマニフォール
ドブロックが取付けられている。これらの室は細長い小
径の管により連結されており、この管はその空間要件を
減じるためにコイル状になっているのがよい。管は音波
が変換器間を移動するための通路を構成しており、この
通路は変換器間の間隔より十分に長い。試験下のガスは
室のうちの一方に送り出され、この室内で変換器のまわ
りを流れ、細長い管を通って他方の変換器に達してその
まわりを流れ、そして他方の室から取り出される。管の
中心には、管を通って流れるガスの温度を正確に測定す
るためのサーミスタが位置決めされており、このサーミ
スタの２つのリードワイヤが管の両端部から出ている。
成分ガス混合物中の酸素または他の成分の濃度を測定す
るための改良ソニックセンサが開発された。明らかな範
囲において、ｎ−２が固定比になるｎ成分よりなるガス
を同様に測定し得る。例として、空気と二酸化炭素との
混合物中の二酸化炭素の濃度を定温器で測定し得る。セ
ンサを通るガスの嵩流量も測定される。センサはソニッ
クセルと、マイクロプロセッサを有する関連した制御回
路機構とを有しており、マイクロプロセッサは記憶され
た式と、ソニックセルから得られるデータとからガス濃
度および嵩流量を算出する。ソニックセルは２つの圧電
変換器を有しており、これらの変換器は印刷回路盤に間
隔を隔てた関係で設けられている。印刷回路盤には、各
変換器用の別体の包囲室を構成するようにマニフォール
ドブロックが取付けられている。これらの室は細長い小
径の管により連結されており、この管はその空間要件を
減じるためにコイル状になっているのがよい。管は音波
が変換器間を移動するための通路を構成しており、この
通路は変換器間の間隔より十分に長い。試験下のガスは
室のうちの一方に送り出され、この室内で変換器のまわ
りを流れ、細長い管を通って他方の変換器に達してその
まわりを流れ、そして他方の室から取り出される。管の
中心には、管を通って流れるガスの温度を正確に測定す
るためのサーミスタが位置決めされており、このサーミ
スタの２つのリードワイヤが管の両端部から出ている。
【０００６】周期的に、変換器のうちの一方を好ましく
は１つのパルスで励起する。この変換器から発せられた
音波は管を通って移動し、他方の変換器により受け入れ
られる。音波が管の長さにわたって移動するための移動
時間を測定し、マイクロプロセッサに記憶する。２つの
次々の時間測定値がガスの流れ方向に対する音波の順方
向および反対方向の移動時間を表すように、両変換器を
交互に励起する。これらの時間測定値、センサ間の通路
長さおよび測定時間を使用してガス中の酸素または他の
成分のパーセンテージを算出し、且つ／或いはソニック
セルを通る嵩流量を算出する。このソニックセルの設計
によれば、変換器間を移動する音波用の長い移動通路が
設けられ、正確なガス温度測定行うことができる。管を
通る長い通路はセンサの精度を高め、且つ通常の製造交
差の影響を減じるので、個々のセンサの校正が簡単にな
る。更に、小径の管を使用することによって、管を通る
ガス速度を高めて嵩流量の高い解析能をもたらす。
は１つのパルスで励起する。この変換器から発せられた
音波は管を通って移動し、他方の変換器により受け入れ
られる。音波が管の長さにわたって移動するための移動
時間を測定し、マイクロプロセッサに記憶する。２つの
次々の時間測定値がガスの流れ方向に対する音波の順方
向および反対方向の移動時間を表すように、両変換器を
交互に励起する。これらの時間測定値、センサ間の通路
長さおよび測定時間を使用してガス中の酸素または他の
成分のパーセンテージを算出し、且つ／或いはソニック
セルを通る嵩流量を算出する。このソニックセルの設計
によれば、変換器間を移動する音波用の長い移動通路が
設けられ、正確なガス温度測定行うことができる。管を
通る長い通路はセンサの精度を高め、且つ通常の製造交
差の影響を減じるので、個々のセンサの校正が簡単にな
る。更に、小径の管を使用することによって、管を通る
ガス速度を高めて嵩流量の高い解析能をもたらす。
【０００７】
【実施例】図１ないし図３を参照すると、本発明による
ガス濃度および／またはガス嵩流量センサ用のソニック
セル１０が示されている。このソニックセル１０はセン
サ用の回路機構（図示せず）の一部を設けた印刷回路盤
１１を有している。この印刷回路盤１１には、一対の圧
電変換器１２、１３が設けられている。これらの変換器
は約 6.35 cm (2.5 インチ) のような所定のわずか距離
だけ間隔を隔てられている。変換器１２、１３を印刷回
路盤１１に直接且つ互いに接近して設けることにより、
製造を容易にし、且つ変換器１２、１３と関連回路機構
との電気接続の長さを最小にして回路機構における電気
ノイズを低減する。印刷回路盤１１には、マニフォール
ドブロック１４が変換器１２、１３を覆うように多数の
ねじ１５により固着されている。このマニフォールドブ
ロック１４は変換器１２を包囲する室１６と、変換器１
３を包囲する室１７とを構成している。室１６、１７は
互いに隔離されている。マニフォールドブロック１４に
は、凹部１８が回路盤の隙間を可能にするように室１
６、１７間で印刷回路盤１１に隣接して構成されてい
る。マニフォールドブロック１４上の継手２０に管１９
が固着されている。継手２０を通る通路２１（図２およ
び図３）が室１６に通じている。同様に、マニフォール
ドブロック１４上の継手２３に管２２（図２）が固着さ
れている。継手２３を通る通路２４が室１７に通じてい
る。細長い小径管２５は、端部２６が室１６と連通状態
になるようにマニフォールドブロック１４に固着されて
おり、また反対端部２７が室１７と連通状態になるよう
にマニフォールドブロック１４に固着されている。マニ
フォールドブロック１４および管２５は種々の材料から
形成し得る。例えば、ソニックセルは熱可塑性ポリエー
テル系ポリウレタンから製造されたマニフォールドブロ
ック１４および管２５で首尾良く構成されたし、またデ
ルリン（Delrin) から形成されたマニフォールド１４
と、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から形成された管２５と
で構成された。
ガス濃度および／またはガス嵩流量センサ用のソニック
セル１０が示されている。このソニックセル１０はセン
サ用の回路機構（図示せず）の一部を設けた印刷回路盤
１１を有している。この印刷回路盤１１には、一対の圧
電変換器１２、１３が設けられている。これらの変換器
は約 6.35 cm (2.5 インチ) のような所定のわずか距離
だけ間隔を隔てられている。変換器１２、１３を印刷回
路盤１１に直接且つ互いに接近して設けることにより、
製造を容易にし、且つ変換器１２、１３と関連回路機構
との電気接続の長さを最小にして回路機構における電気
ノイズを低減する。印刷回路盤１１には、マニフォール
ドブロック１４が変換器１２、１３を覆うように多数の
ねじ１５により固着されている。このマニフォールドブ
ロック１４は変換器１２を包囲する室１６と、変換器１
３を包囲する室１７とを構成している。室１６、１７は
互いに隔離されている。マニフォールドブロック１４に
は、凹部１８が回路盤の隙間を可能にするように室１
６、１７間で印刷回路盤１１に隣接して構成されてい
る。マニフォールドブロック１４上の継手２０に管１９
が固着されている。継手２０を通る通路２１（図２およ
び図３）が室１６に通じている。同様に、マニフォール
ドブロック１４上の継手２３に管２２（図２）が固着さ
れている。継手２３を通る通路２４が室１７に通じてい
る。細長い小径管２５は、端部２６が室１６と連通状態
になるようにマニフォールドブロック１４に固着されて
おり、また反対端部２７が室１７と連通状態になるよう
にマニフォールドブロック１４に固着されている。マニ
フォールドブロック１４および管２５は種々の材料から
形成し得る。例えば、ソニックセルは熱可塑性ポリエー
テル系ポリウレタンから製造されたマニフォールドブロ
ック１４および管２５で首尾良く構成されたし、またデ
ルリン（Delrin) から形成されたマニフォールド１４
と、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）から形成された管２５と
で構成された。
【０００８】試験下のガスを室１６、管２５および室１
７を通って管２２へ流れるように例えば管１９を通して
ソニックセル１０へ供給する。あるいは、ガスはソニッ
クセル１０通って逆の方向に流れてもよい。ソニックセ
ル１０を通るガスの流れは変換器１２、１３の両方の上
方に差し向けられる。好ましくは、室１６、１７は空気
の流れを最小の乱流で変換器１２、１３のまわりに差し
向けるように設計されている。ソニックセル１０の全体
寸法を減少させるために、管２５は好ましくはコイル２
８状に巻かれている。管２５をコイル２８状に巻くこと
によって、長い管が小さい空間に設けられる。ソニック
セル１０を適用状態に取付けるためのブラケット２９が
マニフォールドブロック１４に固着されて示されてい
る。また、コイル２８はこれをワイヤタイ３０でブラケ
ット２９に固着することによって支持されてもよい。コ
イル状管２５がなす長い流路はいくつかの他の利点をも
たらす。この長い流路によれば、ガスの流れの方向また
はその反対方向における移動時間の著しい差の集積を許
容し、それによりガスの流量の良好な解析能を可能す
る。更に、変換器を両者間の短い距離で整合させる場
合、これらの変換器用のハウジングは測定された時間に
悪影響するかも知れない乱流を最小にするように設計し
なければならない。変換器の間隔を密にした状態では、
ソニックパルスの移動時間が非常に短いので、流れてい
るガスにおける乱流の悪影響が増大される。従来、これ
らの変換器で層流を確保するには、複雑な設計要件が必
要であった。コイル状管２５がなす長い流路では、乱流
の作用が平均化される。長い流路の数波長にわたる測定
により、変換器に作用する小さい圧力衝撃を無視可能に
し、且つ受ける変換器の応答勾配に作用する周囲温度の
衝撃を減じる。最後に、長い流路によれば、ソニックセ
ル１０の一点校正を行うことができる。長い管２５で
は、管の長さの製造上の変化はガス濃度を算出するのに
使用される式中の勾配項の変化となり、これらの変化
は、これらを無視し得、且つ勾配項をソニックセルから
ソニックセルまで一定であると仮定し得るのに十分に小
さい。これにより、品質管理パラメータとして評価する
のにより速く且つ容易である一点校正を行うことができ
る。
７を通って管２２へ流れるように例えば管１９を通して
ソニックセル１０へ供給する。あるいは、ガスはソニッ
クセル１０通って逆の方向に流れてもよい。ソニックセ
ル１０を通るガスの流れは変換器１２、１３の両方の上
方に差し向けられる。好ましくは、室１６、１７は空気
の流れを最小の乱流で変換器１２、１３のまわりに差し
向けるように設計されている。ソニックセル１０の全体
寸法を減少させるために、管２５は好ましくはコイル２
８状に巻かれている。管２５をコイル２８状に巻くこと
によって、長い管が小さい空間に設けられる。ソニック
セル１０を適用状態に取付けるためのブラケット２９が
マニフォールドブロック１４に固着されて示されてい
る。また、コイル２８はこれをワイヤタイ３０でブラケ
ット２９に固着することによって支持されてもよい。コ
イル状管２５がなす長い流路はいくつかの他の利点をも
たらす。この長い流路によれば、ガスの流れの方向また
はその反対方向における移動時間の著しい差の集積を許
容し、それによりガスの流量の良好な解析能を可能す
る。更に、変換器を両者間の短い距離で整合させる場
合、これらの変換器用のハウジングは測定された時間に
悪影響するかも知れない乱流を最小にするように設計し
なければならない。変換器の間隔を密にした状態では、
ソニックパルスの移動時間が非常に短いので、流れてい
るガスにおける乱流の悪影響が増大される。従来、これ
らの変換器で層流を確保するには、複雑な設計要件が必
要であった。コイル状管２５がなす長い流路では、乱流
の作用が平均化される。長い流路の数波長にわたる測定
により、変換器に作用する小さい圧力衝撃を無視可能に
し、且つ受ける変換器の応答勾配に作用する周囲温度の
衝撃を減じる。最後に、長い流路によれば、ソニックセ
ル１０の一点校正を行うことができる。長い管２５で
は、管の長さの製造上の変化はガス濃度を算出するのに
使用される式中の勾配項の変化となり、これらの変化
は、これらを無視し得、且つ勾配項をソニックセルから
ソニックセルまで一定であると仮定し得るのに十分に小
さい。これにより、品質管理パラメータとして評価する
のにより速く且つ容易である一点校正を行うことができ
る。
【０００９】音波が管２５を通って移動するときにこの
音波の減衰を最小にするには、管の最適な内径が音波の
波長に等しいべきである。例えば、変換器１２、１３が
４０ＫＨｚの固有周波数を有している場合、管２５は最
適には約 7.5 mm 又は約 0.76 cm (0.3 インチ) の内径
を有する。ソニックセル１０は管２５の他の内径でも機
能する。しかしながら、もっと大きい又は小さい直径で
は、減衰が増大する。例えば、４０ＫＨｚの超音波が伝
送される 0.33 m (13 インチ) の管の端部で変換器に接
続されたレシーバで測定された信号は 0.95 cm (0.375
インチ) の内径を有する管の場合には 3.03 ボルトであ
り、1.27 cm (0.500インチ）の内径を有する管の場合に
は 2.32 ボルトであり、1.75 cm (0.688インチ）の内径
を有する管の場合には 0.75 ボルトである。内径を最適
な直径未満に減少させると、同様な減少が見られる。高
共振周波数を有する変換器１２、１３および小さい直径
の管２５を使用する場合、幾つかの利点がある。変換器
１２、１３はより高い周波数のためには、より小さい直
径を有する。直径が小さくなると、代表的には、変換器
のコストおよび電力消費の両方を低減する。また、より
小さい直径の管およびより小さいコイル直径の場合、周
波数がより高いと、減衰が少なくなる。更に、所定のコ
イル長さの場合、周波数がより高いと、波長が増し、そ
の結果、精度が向上される。管２５の小さい内径は所定
の嵩流量の場合にガスの流速を高め、かくして嵩流量の
高い解析能を生じる。最後に、小さい内径により、コイ
ル２８がより緊密になり、かくしてソニックセル１０の
全体の大きさを減じ、また製造コストを低減させる。管
２５の使用により、音波の通路は常に変換器１２、１３
間の間隔より大きい。間２５のより短い長さでは、コイ
ル２８は１８０°延びるだけである。間２５の長さが増
すにつれて、コイル２８の巻き数が増える。
音波の減衰を最小にするには、管の最適な内径が音波の
波長に等しいべきである。例えば、変換器１２、１３が
４０ＫＨｚの固有周波数を有している場合、管２５は最
適には約 7.5 mm 又は約 0.76 cm (0.3 インチ) の内径
を有する。ソニックセル１０は管２５の他の内径でも機
能する。しかしながら、もっと大きい又は小さい直径で
は、減衰が増大する。例えば、４０ＫＨｚの超音波が伝
送される 0.33 m (13 インチ) の管の端部で変換器に接
続されたレシーバで測定された信号は 0.95 cm (0.375
インチ) の内径を有する管の場合には 3.03 ボルトであ
り、1.27 cm (0.500インチ）の内径を有する管の場合に
は 2.32 ボルトであり、1.75 cm (0.688インチ）の内径
を有する管の場合には 0.75 ボルトである。内径を最適
な直径未満に減少させると、同様な減少が見られる。高
共振周波数を有する変換器１２、１３および小さい直径
の管２５を使用する場合、幾つかの利点がある。変換器
１２、１３はより高い周波数のためには、より小さい直
径を有する。直径が小さくなると、代表的には、変換器
のコストおよび電力消費の両方を低減する。また、より
小さい直径の管およびより小さいコイル直径の場合、周
波数がより高いと、減衰が少なくなる。更に、所定のコ
イル長さの場合、周波数がより高いと、波長が増し、そ
の結果、精度が向上される。管２５の小さい内径は所定
の嵩流量の場合にガスの流速を高め、かくして嵩流量の
高い解析能を生じる。最後に、小さい内径により、コイ
ル２８がより緊密になり、かくしてソニックセル１０の
全体の大きさを減じ、また製造コストを低減させる。管
２５の使用により、音波の通路は常に変換器１２、１３
間の間隔より大きい。間２５のより短い長さでは、コイ
ル２８は１８０°延びるだけである。間２５の長さが増
すにつれて、コイル２８の巻き数が増える。
【００１０】コイル状管２５の長さは２つの要因のバラ
ンスを取ることにより選択される。まず、測定の精度は
管の長さの増大に伴って増大される。他方、管の受信端
部における信号の振幅は管の長さの平方根の関数として
減少する。例えば、40 KHzの超音波で励起される 0.95
cm (0.375 インチ) の内径を有する管の場合、0.33 m(1
3 インチ) の管の受信端部で変換器に接続されたレシー
バで 3.03 ボルトの信号が観察され、0.55 m (21.5イン
チ) の管の場合、レシーバで 1.45 ボルトの信号が観察
され、1.10 m (43.5インチ) の管の場合、レシーバで
1.27 ボルトの信号が観察された。0.81 m (32インチ)
の管は商業用ソニックセルのための良い妥協であるとわ
かった。ソニックセル１０の作動の際、好ましくは、１
つの電気パルスを例えばワイヤ３１を通して変換器１２
へ出力する。このパルスにより、変換器１２を移動させ
て音波を発生させ、この音波は室１６から管２５を通っ
て室１７まで移動し、そこで変換器１３により入力され
る。音波の感知に応答して、変換器１３はワイヤ３２上
に現れる電気信号を発生させる。続いて、１つの電気パ
ルスをワイヤ３２を通して出力して変換器１３を励起さ
せ、それにより音波を伝送し、この音波は管２５を通っ
て移動し、変換器１２により入力される。以下に説明す
るように、音波が変換器１２、１３間を両方向に移動す
る時間を測定し、この時間を使用して管２５におけるガ
スの組成を算出し、且つ／或いは管２５を通るガスの嵩
流量を算出する。
ンスを取ることにより選択される。まず、測定の精度は
管の長さの増大に伴って増大される。他方、管の受信端
部における信号の振幅は管の長さの平方根の関数として
減少する。例えば、40 KHzの超音波で励起される 0.95
cm (0.375 インチ) の内径を有する管の場合、0.33 m(1
3 インチ) の管の受信端部で変換器に接続されたレシー
バで 3.03 ボルトの信号が観察され、0.55 m (21.5イン
チ) の管の場合、レシーバで 1.45 ボルトの信号が観察
され、1.10 m (43.5インチ) の管の場合、レシーバで
1.27 ボルトの信号が観察された。0.81 m (32インチ)
の管は商業用ソニックセルのための良い妥協であるとわ
かった。ソニックセル１０の作動の際、好ましくは、１
つの電気パルスを例えばワイヤ３１を通して変換器１２
へ出力する。このパルスにより、変換器１２を移動させ
て音波を発生させ、この音波は室１６から管２５を通っ
て室１７まで移動し、そこで変換器１３により入力され
る。音波の感知に応答して、変換器１３はワイヤ３２上
に現れる電気信号を発生させる。続いて、１つの電気パ
ルスをワイヤ３２を通して出力して変換器１３を励起さ
せ、それにより音波を伝送し、この音波は管２５を通っ
て移動し、変換器１２により入力される。以下に説明す
るように、音波が変換器１２、１３間を両方向に移動す
る時間を測定し、この時間を使用して管２５におけるガ
スの組成を算出し、且つ／或いは管２５を通るガスの嵩
流量を算出する。
【００１１】変換器１２、１３を超音波のバーストによ
り励起してもよいが、伝送用変換器を励起するのに１つ
の短い持続時間のパルスを使用することが好ましい。１
つのパルスを使用することにより、ノイズの持続時間は
無視することができる程度まで短縮される。また、１つ
のパルスは超音波のバーストの発生で電力消費を減じ
る。これにより変換器１２、１３の加熱を減じる。変換
器１２、１３の加熱を最小にすることにより、レシーバ
変換器の応答に作用する温度作用のために必要とされる
補償を最小にする。最適には、１つのパルスの長さは変
換器１２、１３の固有の共振周波数の波長の２分の１で
ある。音波が管２５内のガスを通って移動する速度はガ
スの絶対温度に依存している。管２５内には、サーミス
タ３３が位置決めされている。好ましくは、小さいビー
ズ大きさを有するサーミスタ３３を使用して高いレベル
の解析能および精度で速い応答時間を得る。サーミスタ
３３は一般に管の端部２６、２７間でコイル状管２５の
中央に位置決めされている。サーミスタ３３からの１つ
のリード３４が管２５を通って延びて端部２６から出、
室１６および印刷回路盤１１を通っている。サーミスタ
３３からの第２のリード３５が管２５を通って延びて端
部２７から出、室および印刷回路盤１１を通っている。
サーミスタ３３を管２５の中心に位置決めすることによ
り、幾つかの利点が得られる。外部熱作用が最小にさ
れ、管２５の長さにわたる平均ガス温度のより正確な測
定が行われる。更に、サーミスタリード３４、３５はガ
ス温度にさらされてこのガス温度であるので、サーミス
タビーズをガス温度にするのを助成し、且つ測定された
温度に悪影響しない。この構成によれば、印刷回路盤１
１の表面に設けられ、この表面により影響され、或いは
最も悪い場合、実際のところ、流れているガス流の外側
に設けられているサーミスタよりも、流れているガスの
温度の実質的に有意義な測定が行われる。
り励起してもよいが、伝送用変換器を励起するのに１つ
の短い持続時間のパルスを使用することが好ましい。１
つのパルスを使用することにより、ノイズの持続時間は
無視することができる程度まで短縮される。また、１つ
のパルスは超音波のバーストの発生で電力消費を減じ
る。これにより変換器１２、１３の加熱を減じる。変換
器１２、１３の加熱を最小にすることにより、レシーバ
変換器の応答に作用する温度作用のために必要とされる
補償を最小にする。最適には、１つのパルスの長さは変
換器１２、１３の固有の共振周波数の波長の２分の１で
ある。音波が管２５内のガスを通って移動する速度はガ
スの絶対温度に依存している。管２５内には、サーミス
タ３３が位置決めされている。好ましくは、小さいビー
ズ大きさを有するサーミスタ３３を使用して高いレベル
の解析能および精度で速い応答時間を得る。サーミスタ
３３は一般に管の端部２６、２７間でコイル状管２５の
中央に位置決めされている。サーミスタ３３からの１つ
のリード３４が管２５を通って延びて端部２６から出、
室１６および印刷回路盤１１を通っている。サーミスタ
３３からの第２のリード３５が管２５を通って延びて端
部２７から出、室および印刷回路盤１１を通っている。
サーミスタ３３を管２５の中心に位置決めすることによ
り、幾つかの利点が得られる。外部熱作用が最小にさ
れ、管２５の長さにわたる平均ガス温度のより正確な測
定が行われる。更に、サーミスタリード３４、３５はガ
ス温度にさらされてこのガス温度であるので、サーミス
タビーズをガス温度にするのを助成し、且つ測定された
温度に悪影響しない。この構成によれば、印刷回路盤１
１の表面に設けられ、この表面により影響され、或いは
最も悪い場合、実際のところ、流れているガス流の外側
に設けられているサーミスタよりも、流れているガスの
温度の実質的に有意義な測定が行われる。
【００１２】図４は変換器１２、１３を作動し、サーミ
スタ３３により感知された温度を読み取り、且つガス濃
度またはソニックセル１０を通って流れているガスの嵩
流量を算出するための回路機構３６を示すブロック図で
ある。ドライバ３７が電気パルスを変換器１２、１３に
交互に出力して音波を管２５（図１）を通して伝送す
る。また、変換器１２はレシーバ３８に接続されてお
り、変換器１３はレシーバ３９に接続されている。これ
のレシーバ３８、３９はそれぞれ変換器１２、１３が入
力する音信号用の増幅器である。ドライバ３７およびレ
シーバ３８、３９はマイクロプロセッサ４０に接続され
ており、このマイクロプロセッサ４０は非揮発性メモリ
４１を有している。このメモリ４１はガスの組成のパー
センテージを算出する際およびガスの嵩流量を算出する
際にマイクロプロセッサ４０が使用するための式を記憶
する。マイクロプロセッサ４０は、ドライバ３７が短い
持続時間の信号のトリガパルスを変換器１２、１３に交
互に出力するようにプログラミングされている。例え
ば、ドライバ３７は信号 12.5 μs 24ボルトパルスを変
換器１２に出力し得る。パルスを変換器１２に出力する
と、音波がマニフォールド１６に生じられる。同時に、
マイクロプロセッサ４０におけるカウンタにより、時計
からパルスを数えることができる。このカウンタは、音
波が管２５を通って他の変換器１３まで移動している
間、パルスカウントを集積する。音波による励起に応答
して、受信用変換器１３は信号をレシーバ３９に出力
し、この信号は増幅され、マイクロプロセッサ４０に出
力されて時計のパルスカウントを中断する。集積された
時計のパルスカウントは音波が変換器１２、１３間を移
動するのにかかる時間の関数である。次の期間、変換器
１３はトランスミッタとして駆動されて音パルスを発生
し、変換器１２はレシーバとして作動される。その結
果、１つの時間測定値がガスの流れ方向における音波移
動時間を表し、次の時間測定値がガスの流れ方向と反対
の方向における音波移動時間を表している。
スタ３３により感知された温度を読み取り、且つガス濃
度またはソニックセル１０を通って流れているガスの嵩
流量を算出するための回路機構３６を示すブロック図で
ある。ドライバ３７が電気パルスを変換器１２、１３に
交互に出力して音波を管２５（図１）を通して伝送す
る。また、変換器１２はレシーバ３８に接続されてお
り、変換器１３はレシーバ３９に接続されている。これ
のレシーバ３８、３９はそれぞれ変換器１２、１３が入
力する音信号用の増幅器である。ドライバ３７およびレ
シーバ３８、３９はマイクロプロセッサ４０に接続され
ており、このマイクロプロセッサ４０は非揮発性メモリ
４１を有している。このメモリ４１はガスの組成のパー
センテージを算出する際およびガスの嵩流量を算出する
際にマイクロプロセッサ４０が使用するための式を記憶
する。マイクロプロセッサ４０は、ドライバ３７が短い
持続時間の信号のトリガパルスを変換器１２、１３に交
互に出力するようにプログラミングされている。例え
ば、ドライバ３７は信号 12.5 μs 24ボルトパルスを変
換器１２に出力し得る。パルスを変換器１２に出力する
と、音波がマニフォールド１６に生じられる。同時に、
マイクロプロセッサ４０におけるカウンタにより、時計
からパルスを数えることができる。このカウンタは、音
波が管２５を通って他の変換器１３まで移動している
間、パルスカウントを集積する。音波による励起に応答
して、受信用変換器１３は信号をレシーバ３９に出力
し、この信号は増幅され、マイクロプロセッサ４０に出
力されて時計のパルスカウントを中断する。集積された
時計のパルスカウントは音波が変換器１２、１３間を移
動するのにかかる時間の関数である。次の期間、変換器
１３はトランスミッタとして駆動されて音パルスを発生
し、変換器１２はレシーバとして作動される。その結
果、１つの時間測定値がガスの流れ方向における音波移
動時間を表し、次の時間測定値がガスの流れ方向と反対
の方向における音波移動時間を表している。
【００１３】マイクロプロセッサ４０は下記式に従って
ガス成分の濃度を算出する。 Ｐ＝Ｃ1 （１／Ｔ）（１／（ｔf ＋ｔr ）)2 + Ｃ2 Ｔ
+ Ｃ3 上記式中、Ｐは測定されたガス成分の濃度％であり、Ｃ
1 、Ｃ2 、Ｃ3 はソニックセル１０の定数であり、Ｔは
サーミスタ３３により感知された絶対温度であり、ｔf
は音波が管２５を通ってガスの流れの方向にセンサ１
２、１３間を移動するための測定時間であり、ｔr は音
波が管２５を通ってガスの流れと反対の方向にセンサ１
２、１３間を移動するための測定時間である。定数Ｃ1
は単にセンサの設計（主に進路長さ）の関数である。Ｃ
1 を１つのソニックセル１０について経験的に一度、定
め、次いで同じ設計の更に他のソニックセル１０すべて
に均等に出力することができる。定数Ｃ2 はコイル材料
および変換器１２、１３の温度応答特性の関数である。
コイル材料および変換器を特定すると、幾つかの温度で
発生されたデータについて上記等式の集合を同時に解く
ことによって、Ｃ2 をも経験的に定めることができる。
このように定めると、Ｃ2 の同じ値を同じ設計のすべて
のセンサに適用することができる。定数Ｃ3 はユニット
に応じて変わり、詳細には、既知の組成のガス標準、例
えば、パーセント酸素についての校正によって各センサ
ごとに測定される。従って、特定のソニックセル設計に
ついてＣ1およびＣ2 を一旦定めると、ソニックセルの
製造中、たった１つの校正を必要とするだけである。定
数Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 は上記等式を解く際にマイクロプロ
セッサ４０が使用するための上記式と共に非揮発性メモ
リ４１に記憶される。
ガス成分の濃度を算出する。 Ｐ＝Ｃ1 （１／Ｔ）（１／（ｔf ＋ｔr ）)2 + Ｃ2 Ｔ
+ Ｃ3 上記式中、Ｐは測定されたガス成分の濃度％であり、Ｃ
1 、Ｃ2 、Ｃ3 はソニックセル１０の定数であり、Ｔは
サーミスタ３３により感知された絶対温度であり、ｔf
は音波が管２５を通ってガスの流れの方向にセンサ１
２、１３間を移動するための測定時間であり、ｔr は音
波が管２５を通ってガスの流れと反対の方向にセンサ１
２、１３間を移動するための測定時間である。定数Ｃ1
は単にセンサの設計（主に進路長さ）の関数である。Ｃ
1 を１つのソニックセル１０について経験的に一度、定
め、次いで同じ設計の更に他のソニックセル１０すべて
に均等に出力することができる。定数Ｃ2 はコイル材料
および変換器１２、１３の温度応答特性の関数である。
コイル材料および変換器を特定すると、幾つかの温度で
発生されたデータについて上記等式の集合を同時に解く
ことによって、Ｃ2 をも経験的に定めることができる。
このように定めると、Ｃ2 の同じ値を同じ設計のすべて
のセンサに適用することができる。定数Ｃ3 はユニット
に応じて変わり、詳細には、既知の組成のガス標準、例
えば、パーセント酸素についての校正によって各センサ
ごとに測定される。従って、特定のソニックセル設計に
ついてＣ1およびＣ2 を一旦定めると、ソニックセルの
製造中、たった１つの校正を必要とするだけである。定
数Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 は上記等式を解く際にマイクロプロ
セッサ４０が使用するための上記式と共に非揮発性メモ
リ４１に記憶される。
【００１４】ガスの嵩流量は測定された順方向および反
対方向の時間および下記式からリットル／分の単位で算
出される。 Ｖ＝２．３５６ｘ１０4 ＬＤ2 （１／ｔf −１／ｔr ） 上記式中、Ｖは管２５を通るガスの嵩流量であり、Ｌは
管２５を通るセンサ１２、１３間のガス流路の長さであ
り、Ｄはコイル２８の内径である。上記等式の種々の同
等な形態が周知であり、これらの形態は音の伝播物理学
を包含する多くのテキストで見られる。好例のソニック
セル１０では、0.8128 mの長さおよび 0.00798 mの直径
を有する管を使用した。定数は、Ｃ1 ＝−6.008 、Ｃ2
＝−0.273 およびＣ3 ＝905.3であった。測定温度Ｔは
298.0°ケルビンであり、順方向音波移動時間はｔf ＝
0.002625 秒であり、ｔr ＝ 0.0026368秒であった。こ
のデータを使用して、嵩流量Ｖを 2.0リットル／分とし
て算出し、酸素濃度Ｐを９５％として算出した。0.33 m
〜1.09 mの範囲の長さを有する管２５について、他のセ
ンサを首尾良く試した 請求項の精神および範囲を逸脱することなしにガス濃度
および／または流れセンサの上記好適な実施例に対して
種々の変更例および変形例を行うことができることはわ
かるであろう。ガスの嵩流量およびガスの成分の濃度の
両方を測定するためのセンサを説明したが、これらの特
性のうちの１つのみを測定するために、（他の特性を測
定する必要がない場合）、センサを使用してもよいこと
がわかるであろう。
対方向の時間および下記式からリットル／分の単位で算
出される。 Ｖ＝２．３５６ｘ１０4 ＬＤ2 （１／ｔf −１／ｔr ） 上記式中、Ｖは管２５を通るガスの嵩流量であり、Ｌは
管２５を通るセンサ１２、１３間のガス流路の長さであ
り、Ｄはコイル２８の内径である。上記等式の種々の同
等な形態が周知であり、これらの形態は音の伝播物理学
を包含する多くのテキストで見られる。好例のソニック
セル１０では、0.8128 mの長さおよび 0.00798 mの直径
を有する管を使用した。定数は、Ｃ1 ＝−6.008 、Ｃ2
＝−0.273 およびＣ3 ＝905.3であった。測定温度Ｔは
298.0°ケルビンであり、順方向音波移動時間はｔf ＝
0.002625 秒であり、ｔr ＝ 0.0026368秒であった。こ
のデータを使用して、嵩流量Ｖを 2.0リットル／分とし
て算出し、酸素濃度Ｐを９５％として算出した。0.33 m
〜1.09 mの範囲の長さを有する管２５について、他のセ
ンサを首尾良く試した 請求項の精神および範囲を逸脱することなしにガス濃度
および／または流れセンサの上記好適な実施例に対して
種々の変更例および変形例を行うことができることはわ
かるであろう。ガスの嵩流量およびガスの成分の濃度の
両方を測定するためのセンサを説明したが、これらの特
性のうちの１つのみを測定するために、（他の特性を測
定する必要がない場合）、センサを使用してもよいこと
がわかるであろう。
【図１】本発明によるガス濃度および／またはガス嵩流
量センサ用のソニックセルの斜視図である。
量センサ用のソニックセルの斜視図である。
【図２】図１の線２─２に沿った部分横断面図である。
【図３】図２の線３─３に沿った部分横断面図である。
【図４】本発明のセンサを作動するための回路機構を示
す概略ブロック図である。
す概略ブロック図である。
１０ ソニックセル １１ 印刷回路盤 １２、１３ 変換器 １４ マニフォールドブロック １５ ねじ １６、１７ 室 １８ 凹部 １９、２２、２５ 管 ２１ 通路 ２０、２３ 継手 ２８ コイル ２９ ブラケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス ギボネイ アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15666 マウント プレザント ボックス 2210 (72)発明者 ポール バウアー アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 15227 ブレントウッド メドウブロック ブールバード 3828
Claims (15)
- 【請求項１】 ガス状媒体の嵩流量およびガス状媒体の
成分の含有量のうちの少なくとも一方を測定するための
センサにおいて、所定の距離を隔てて設けられた第１お
よび第２圧電変換器を備え、該変換器は所定の高共振周
波数を有しており、上記変換器間には、管が延びてお
り、該管は上記第１変換器に隣接した第１端部と、上記
第２変換器に隣接した第２端部とを有しており、上記所
定の距離より大きい長さと、所定の小さい内径とを有し
ており、上記管を通してガス状媒体を流すための手段
と、上記第１および第２変換器に電気パルスを交互に出
力するための手段とを備え、各変換器は出力パルスに応
答して上記管内のガス状媒体を通って他方の変換器へ移
動する波を生じ、上記各波が上記変換器間を通るための
時間を測定するための手段と、上記管を通って流れるガ
ス状媒体の温度を測定するための手段と、波がガスの流
れの方向に移動するための、およびガスの流れ方向と反
対方向に移動するための測定時間および測定温度に応答
し、上記管を通るガス状媒体の嵩流量およびガス状媒体
の成分の含有量のうちの少なくとも一方を決定するため
の手段とを備えたことを特徴とするセンサ。 - 【請求項２】 電気パルスを上記第１および第２変換器
に交互に出力するための上記手段は上記所定の高共振周
波数の波長の実質的に２分の１の長さを有する１つのパ
ルスを出力することを特徴とする請求項１に記載のセン
サ。 - 【請求項３】 上記温度測定手段は上記管の実質的に中
心に位置決めされていることを特徴とする請求項１に記
載のセンサ。 - 【請求項４】 上記温度測定手段は第１および第２リー
ドを有するサーミスタであり、上記第１リードは上記管
の第１端部から延びており、上記第２リードは上記管の
第２端部から延びていることを特徴とする請求項３に記
載のセンサ。 - 【請求項５】 上記決定手段はマイクロプロセッサであ
ることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。 - 【請求項６】 測定時間および測定温度に応答する上記
手段は下記式 Ｐ＝Ｃ1 （１／Ｔ）（１／（ｔf ＋ｔr ）)2＋Ｃ2 Ｔ＋
Ｃ3 （上記式中、Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 は定数であり、Ｔはガス
状媒体の測定絶対温度であり、ｔf はガスの流れの方向
における測定時間であり、ｔr はガスの流れの方向と反
対の方向における測定時間である）に従ってガス状媒体
の成分Ｐの含有量を定めることを特徴とする請求項５に
記載のセンサ。 - 【請求項７】 測定時間および測定温度に応答する上記
手段は下記式 Ｖ＝２．３５６ｘ１０4 ＬＤ2 （１／ｔf −１／ｔr ） （上記式中、Ｌは変換器管の流路の長さであり、Ｄは管
の内径であり、ｔf はガスの流れの方向における測定時
間であり、ｔr はガスの流れの方向と反対の方向におけ
る測定時間である）に従ってガス状媒体の嵩流量を定め
ることを特徴とする請求項５に記載のセンサ。 - 【請求項８】 上記管は少なくとも１つのループのコイ
ル状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載
のセンサ。 - 【請求項９】 上記管の上記所定の小さい内径は上記変
換器の上記所定の高共振周波数の波長と実質的に同じで
あることを特徴とする請求項１に記載のセンサ。 - 【請求項１０】 印刷回路盤を更に備え、上記変換器は
上記印刷回路盤に設けられており、また上記第１変換器
のまわりに第１室を構成し、且つ上記第２変換器のまわ
りに第２室を構成するマニフォールドを備え、上記管の
第１端部は上記第１室と連通しており、上記管の第２端
部は上記第２室と連通しており、上記管を通してガス状
媒体を流すための上記手段はかかるガス状媒体を上記第
１室に送り出し、上記ガス状媒体を上記第２室から取り
出すための手段を有していることを特徴とする請求項１
に記載のセンサ。 - 【請求項１１】 上記ガス状媒体は上記第１変換器のま
わりを流れるように上記第１室へ送り出され、また上記
ガス状媒体は上記第２室から取り出されるときに上記第
２変換器のまわりを流されることを特徴とする請求項１
０に記載のセンサ。 - 【請求項１２】 上記マニフォールドおよび上記管はプ
ラスチック材料で作られていることを特徴とする請求項
１１に記載のセンサ。 - 【請求項１３】 上記管はコイル状ループに形成されて
おり、更にマニフォールドに固着されたブラケットと、
上記ブラケットからの上記コイル状ループを支持するた
めの手段とを備えていることを特徴とする請求項１２に
記載のセンサ。 - 【請求項１４】 上記温度測定手段は上記管の実質的中
心に位置決めされたサーミスタよりなり、該サーミスタ
は上記管の第１端部から延びている第１リードと、上記
管の第２端部から延びている第２リードとを有している
ことを特徴とする請求項１３に記載のセンサ。 - 【請求項１５】 上記管の上記所定の小さい内径は上記
変換器の上記所定の高共振周波数の波長と実質的に同じ
であることを特徴とする請求項１４に記載のセンサ。
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