JPH06221889A - 通過時間を測定する体積流量計 - Google Patents

通過時間を測定する体積流量計

Info

Publication number
JPH06221889A
JPH06221889A JP5281266A JP28126693A JPH06221889A JP H06221889 A JPH06221889 A JP H06221889A JP 5281266 A JP5281266 A JP 5281266A JP 28126693 A JP28126693 A JP 28126693A JP H06221889 A JPH06221889 A JP H06221889A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
enclosure
fluid
heater element
heat
volume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5281266A
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Luc Guizot
ルーク ギュイゾー ジャン
Bradley King
キング ブラッドレイ
Alain Zarudiansky
ザリュディアンスキ アラン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schlumberger SA
Original Assignee
Schlumberger SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger SA filed Critical Schlumberger SA
Publication of JPH06221889A publication Critical patent/JPH06221889A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • 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
    • G01F1/68—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 using thermal effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • 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
    • G01F1/68—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 using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
    • G01F1/6888—Thermoelectric elements, e.g. thermocouples, thermopiles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • 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
    • G01F1/68—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 using thermal effects
    • G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
    • G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • 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
    • G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • 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
    • G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
    • G01F1/7084—Measuring the time taken to traverse a fixed distance using thermal detecting arrangements

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、従来技術の欠点を軽減し、
ガスの温度、圧力又は組成が変化しても体積流量の測定
ができるようにすることにある。 【構成】 流体の流れ中に空気力学的包囲体（１２、１
１２）が設置される。包囲体は、該包囲体に流れる流体
を充満させるための開口（１４、１１４）と、包囲体の
壁と面一に取り付けられた熱パルス発生器（１６、１１
６）とを有しており、該発生器は包囲体の外部及び内部
に同時に変調熱パルスを発射する。流れ中には第１熱セ
ンサ（４２、１４２）が設置され、包囲体内には第２熱
センサ（４４、１４４）が設置されている。これらのセ
ンサは、それぞれ、流れている流体中及び流れていない
流体中の熱波の伝搬時間又は位相ずれを検出して、流体
の流量値を演繹することができると同時に、流体の温
度、圧力及び組成のあらゆる変化を補償する。本発明は
ガスのメータリングに適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流量を測定すべき流体
の温度及び圧力が補償された、組成変化とは独立した体
積流量の表示を与えるべく通過時間を測定する体積流量
計を提供する。本発明は特に、家庭で消費する燃料ガス
の測定に適している。
【０００２】
【従来の技術】一般に、熱パルスの測定した通過時間か
ら流量を決定するため、ヒータ抵抗エレメントが流れる
流体中に配置される。また、例えば熱電対のような温度
センサが、熱波発生エレメントの近くに配置される。熱
パルスがエミッタからセンサに伝搬するのに要する時間
が測定される。この通過時間は、流体の流速（流れ速
度）に基づいて定まる。流れダクトの形状が知られてい
る場合には、測定した流速から流量を演繹できる。慣用
的な方法は、熱パルスを変調することである。この場合
には、発射された熱波と、検出熱波（実際に測定した熱
波）との間に位相ずれが生じる。本願明細書では、「通
過時間（transit time) 」の測定とは、包括的に、熱パ
ルスの発射（エミッション）と検出との間の位相ずれの
測定と、熱パルスの伝搬時間の測定との両方をカバーす
るのに使用される。この基本原理は、流体の温度、圧力
及び組成が変化を受けない理想的な場合にのみ適用でき
る。これらのパラメータのいずれかが変化するようなこ
とがあると、流体の拡散係数が変化し且つ所与の流速に
ついての伝搬時間が変化する。かくして、流量の測定に
は誤差が含まれる。残念なことに、ガス供給業者により
標準的に供給される燃料ガスでは、これらのパラメータ
はかなり変化する。従って、このような条件下では、通
過時間（伝搬時間又は位相ずれ）の測定を用いて流量の
測定ができるようにするには、ガスの温度、圧力及び組
成の変化を考慮に入れて、測定した通過時間を補正する
必要がある。これらのパラメータを熟知することが、ガ
スの拡散係数の決定、従って、測定した通過時間に基づ
く流体の速度（及び流量）の演繹を可能にする。
【０００３】このような付加的測定が流量の決定を非常
に複雑なものとし、且つ実施が困難で、費用及びエネル
ギの点で出費が嵩む装置を必要とする。米国特許第4 71
3 970 号には、温度及び圧力の直接測定を行わず、温度
及び圧力が補償された伝搬時間を測定する装置が開示さ
れている。断熱基体上にワイヤ加熱抵抗を堆積（蒸着）
し且つ該基体上に熱電検出器を設置して、加熱抵抗によ
り発射された熱波を検出する。流体の流れ方向に対して
垂直に熱線（ホットワイヤ）が延びており、該熱線の直
ぐ上流側又は下流側に熱電検出器を設置して、流体の流
れに平行に伝搬する熱波を検出する。圧力及び温度の効
果を補償するのに、上記装置と同じ基準装置が使用され
る。この目的のため、基準装置は、ゼロ流量での測定を
実行すべく使用される。一連の実施例のうちの第１実施
例では、基準装置は測定装置に対して垂直に設置されて
いる。この場合には、熱波の伝搬は流体の流れ方向に対
して実質的に垂直になり、かくして、流体の流速とは実
際的に独立したものとなる。しかしながら、この装置は
流れの乱れに対して敏感である。別の実施例では、流体
が静止している領域に基準装置が設置されている。
【０００４】上記米国特許第4 713 970 号に開示の装置
は、確かに基本的装置に比べて幾つかの改良がなされて
いるけれども、燃料ガスのメータリングへの適用を妨げ
る多数の欠点を有している。ヒータエレメントは、熱電
検出器として基体の同じ壁上に設置される。熱パルス伝
搬の測定は壁の近くで局部的に行われ、従って、流体の
組成の起り得る変化による粘度の変化に対して非常に敏
感である。この測定の不正確さはセンサの構造に固有の
ものであり、流体の組成を付加的に決定することなく補
償することはできない。また、基体壁の近くでは、流体
の動的速度（dynamic speed)は、前記壁から或る距離を
隔てた箇所での動的速度に比べて小さい。速度分布がど
のようであろうとも、壁に沿う流速が実質的にゼロであ
ることが知られている。従って、このため装置の感度を
低くできる。更に、基体は完全な断熱体ではないので、
熱エミッタと熱センサとの間に熱漏洩が存在する。この
ような熱漏洩は、装置を適正に作動させるのに必要なエ
ネルギ量を必然的に増大させる。上記米国特許第4 713
970 号では、圧力及び温度の変化は、測定構造を二重に
することによって補償される。この結果、該米国特許に
開示の装置は少なくとも２つのヒータエレメントを必要
とする。
【０００５】従って、このような補償形装置の作動に要
するエネルギは、単一のヒータエレメントを備えた装置
が必要とするエネルギの少なくとも２倍であることが理
解されよう。自動車エンジンの吸気における空気流の測
定分野（該測定分野は上記米国特許第4 713 970 号の装
置により取り扱われる分野である）とは異なり、燃料ガ
スのメータリングに適した体積流量計を得る分野では、
エネルギ消費の問題は非常に重要である。この制限は、
上記米国特許第4 713 970 号に開示の装置の１つをガス
のメータリングに適用することを不可能にしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記欠点を
軽減することにある。本発明は、ガスの温度、圧力又は
組成が変化しても、体積流量の測定ができるようにす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の装置は１つのヒ
ータエレメントのみを必要とし、従って装置のエネルギ
消費を低減できる。より詳しくは、本発明は、通過時間
を測定する体積流量計であって、流体が流れるダクト内
への設置に適した体積流量計を提供する。本発明の流量
計は、包囲体を有しており、該包囲体には、この内部と
外部との間で流体の交換ができるようにするのに適した
開口が設けられており、包囲体の内部の流体は実質的に
静止しており、包囲体の内部及び外部に同時に変調熱パ
ルスを発射するのに適した、包囲体の壁と面一に取り付
けられた単一のヒータエレメントと、ヒータエレメント
の近くで、包囲体と接触しないように該包囲体の外部に
設置された第１熱センサと、ヒータエレメントの近く
で、包囲体と接触しないように該包囲体の内部に設置さ
れた第２熱センサと、熱パルスの発射と第１熱センサに
よる該熱パルスの検出との間の第１位相ずれ又は伝搬時
間と、熱パルスの発射と第２熱センサによる該熱パルス
の検出との間の第２位相ずれ又は伝搬時間とを測定する
ための測定手段と、流体の温度及び圧力について補償さ
れ且つ組成とは独立した体積流量を演繹するための、前
記第１及び第２位相ずれ又は伝搬時間に応答する手段と
を更に有している。
【０００８】かくして本発明の装置は、流れている流体
中での第１通過時間測定と、静止流体中での第２通過時
間測定とを実行する。第２測定は、流体の拡散係数を決
定して、第１測定を全測定ダイナミックレンジに亘って
補正できるようにするのに使用される。「通過時間」の
測定は、位相ずれの測定又は伝搬時間の測定であること
に留意されたい。熱センサはヒータエレメントが設置さ
れた壁からオフセットして配置され、これにより、粘度
の効果を低減できる。熱波を創出し且つ伝搬させるのに
要するエネルギは、従来技術の装置で要求されるエネル
ギよりも小さい。従来技術におけるように２つのヒータ
エレメントを用いる代わりに、単一のヒータエレメント
を用いることによりエネルギ消費も最小にできる。ヒー
タエレメントは、膜の一方の面上に配置されたヒータ抵
抗エレメントであって、横方向の熱伝導を妨げて膜の厚
さを通る熱伝導を高めるのに適したヒータ抵抗エレメン
トにより構成するのが有効である。特定の実施例では、
ヒータエレメントが、オリフィスが穿けられた支持体
と、該支持体に固定され且つオリフィスにおいて膜を形
成する電気的絶縁層と、膜上に形成された導電性堆積物
により構成されたヒータ抵抗エレメントと、ヒータ抵抗
エレメントの両端部に接続された接触トラックとを有し
ている。
【０００９】電気的絶縁層は窒化ケイ素で作られ、該層
はポリマーで作ることもできる。他の特定実施例では、
本発明の体積流量計は、ヒータエレメントに固定された
少なくとも１つの温度センサを有している。好ましい実
施例では、包囲体の少なくとも一部がチャンネルの壁と
協働して少なくとも１つの収斂チャンネルを形成してお
り、第１熱センサはチャンネル内に設置されている。第
１測定が行われるこの収斂チャンネルは、流体の局部速
度を増大させ、これにより装置の信号／騒音比（Ｓ／Ｎ
比）を改善させる機能を有する。本発明の特定実施例で
は、包囲体は、流体が流れることができる空気力学的障
害物を構成している。この障害物はダクトの中央平面内
に設置できる。空気力学的障害物は、実質的に楕円形の
上流側部分と、テーパしている下流側部分とを有してお
り、上流側部分はダクトの壁と協働して少なくとも１つ
の収斂チャンネルを形成している。また、下流側部分は
ダクトの壁と協働して少なくとも１つの収斂チャンネル
を形成できる。障害物は、流体の粘度変化の効果を最小
にする機能を有している。
【００１０】ヒータエレメントは、ダクトの壁と協働し
て少なくとも１つの収斂チャンネルを形成する側の障害
物の側面上に設置されている。開口は包囲体（障害物）
の下流側部分に設けられており、これにより、キャビテ
ィの内部に設置された測定エレメント（ヒータエレメン
ト、温度センサ）上を流れる流体の流れの乱れが防止さ
れる。第１温度センサはヒータエレメントから上流側に
設置するのが好ましい。本発明及び本発明の長所は、添
付図面に関連して述べる以下の詳細な説明からより良く
理解されるであろう。
【００１１】
【実施例】図１及び図２を参照して、本発明の装置の一
実施例を説明する。体積流量を測定すべき流体Ｆは例え
ばガスであり、流体Ｆは、例えば正方形断面のダクト１
０に沿って流れる。ダクト１０は中央平面Ｐを有してい
る。ダクト１０内には、包囲体を形成する障害物１２が
配置されている。この障害物１２は空気力学的形状を有
している。図示の例では、障害物１２は楕円形の上流側
部分と、テーパしている下流側部分とを有している。楕
円形の長軸は中央平面Ｐ内にある。図２から理解される
ように、障害物１２はダクト１０の全高さに亘って延び
ている。障害物１２は、例えばアルミニウム又はプラス
チック材料で作ることができる。包囲体１２の一方の側
面の下流側部分には、流体が包囲体１２の内部と外部と
の間で交換できるようにする開口１４が設けられてい
る。包囲体１２は、その一方の側面の上流側部分にヒー
タエレメント１６を支持しており、該ヒータエレメント
１６は包囲体１２の外壁面と面一に取り付けられてい
る。ヒータエレメント１６は、この目的のために設けら
れた包囲体１２の開口内に取り付けられている。ヒータ
エレメント１６は、包囲体１２の内部及び外部に同時に
熱波を発射するのに適している。
【００１２】ヒータエレメント１６は、膜上に形成され
るヒータ抵抗エレメントで構成するのが有効である。こ
のようなヒータエレメント１６の一例が、図３の平面図
及び図４の断面図に概略的に示されている。図３及び図
４から分かるように、ヒータエレメント１６は、オリフ
ィス１７が穿けられた支持体１５を有している。オリフ
ィス１７の直径は、例えば３mmにすることができる。支
持体１５上には例えば窒化ケイ素からなる電気的絶縁層
１９が堆積されており、該絶縁層１９はオリフィス１７
上で引っ張られた膜１８を形成している。層１９は、例
えば「カプトン（Kapton) 」等のポリマー材料で作るこ
ともできる。層１９の厚さは、膜１８が支持体１５を通
る熱損失を最小にするのに適した厚さにする。換言すれ
ば、膜１８の厚さは、横方向の熱伝導（lateral heat c
onduction)を妨げて横断方向の熱伝導（transverse hea
t conduction）を高めることができるように選択され
る。膜１８の厚さは数ミクロンにすることができる。膜
１８上にはヒータ抵抗エレメント２０が形成されてい
る。ヒータ抵抗エレメント２０は、例えばNiCrの金属蒸
着により得ることができる。抵抗エレメント２０を図３
及び図４に示すような形状にすることにより各熱パルス
を等方的に発射させることができるが、例えば曲りくね
ったコイル状のような他の形状を採用することもでき
る。
【００１３】抵抗エレメント２０の両端部には導電体ト
ラック２２、２４（例えば金で作られる）が接続されて
おり、該導電体トラック２２、２４は、電源回路（図３
及び図４には図示せず）への接続に適した接点タブ２
６、２８（例えば金で作られる）に終端している。図１
及び図２に戻ると、膜１８が包囲体１２の壁と同一面を
なして取り付けられていることが理解されよう。ヒータ
エレメント１６は、該エレメント１６が固定される開口
を完全に閉塞している。これにより、流体Ｆがヒータエ
レメント１６上を通過するときの流体の流れの乱れを防
止でき、且つ包囲体１２の内部でヒータエレメント１６
の近くにおいて実質的に静止した流体を得ることができ
る。包囲体１２の同一側面上で、下流側に設けられた開
口１４と上流側に設けられたヒータエレメント１６との
間の距離も、包囲体１２の内部でヒータエレメント１６
の近くの流体が実質的に静止することに寄与する。ヒー
タ抵抗エレメント２０を支持する膜１８の面は、例えば
包囲体１２の外部に、その面を有している。ヒータエレ
メント１６により熱波が発射されると、熱波は前記ヒー
タエレメント１６に特定の位相ずれをもたらす。この位
相ずれは、ヒータエレメント１６が小さな熱的マスをも
つように与えられる流体の化学的組成に基づいて定ま
る。従って、ヒータエレメント上に温度センサを設けて
位相ずれを測定し、これにより流量測定の質を高めるこ
とが重要である。この温度センサ（図示せず）は、例え
ば、ヒータエレメント１６の膜１８上に堆積された円形
の電気抵抗により構成される。
【００１４】図２には、ヒータエレメント１６が、変調
電気パルスの発生器４０に接続されていることが示され
ている。これらのパルスは、ヒータエレメント１６の遮
断周波数（熱パルスを発射させるための周波数）より低
い周波数で発射される。これらのパルスは、0.5 〜２Hz
の範囲の周波数で、且つ0.1 から0.2 秒の範囲の時間で
発射することができる。また、これらのパルスは、１〜
１０Hzの範囲の周波数で変調される。電流がヒータ抵抗
エレメントを通って流れるとき、エレメントは熱波を等
方的に発射する。包囲体１２の外部では、流れる流体を
通って熱波が伝搬する。包囲体１２の内部では、熱波が
膜１８を通り、次に静止流体を通って伝搬する。膜１８
を通って伝搬する熱波を表す時間は、流体を通って伝搬
する熱波の時間特性と比較して無視できるものである。
包囲体１２の内部及び外部に発射される熱波は、熱セン
サ４２、４４（これらの熱センサ４２、４４は、ヒータ
エレメント１６に近接しているけれども、包囲体１２の
壁からは離され、包囲体１２の外部又は内部のいずれに
も接触することなく配置されている）により検出され
る。これらの熱センサ４２、４４は、ヒータエレメント
１６から数mmを超えない位置に配置される熱電対で構成
できる。例えば、これらの熱電対は、ヒータエレメント
１６から１mm離して配置でき、使用される熱電対は、銅
−コンスタンタン熱電対で構成できる。
【００１５】図２には、内部熱電対４４がダクト１０の
頂壁に固定されていることが示されている。外部熱電対
４２は、ヒータエレメント１６を支持する包囲体１２の
側面と対面するダクト１０の側壁に固定されている。熱
電対４２は、ヒータエレメント１６から上流側に配置さ
れている。この配置により、所望の測定ダイナミックレ
ンジ（dynamic range of measurement）の達成及び非常
に低流量の検出が可能になることが観察されている。ま
た、図１には、外部熱電対４２が、包囲体１２の上流側
側面とダクト１０の壁とにより形成された収斂チャンネ
ル４６内に配置されていることが示されている。この収
斂形状は、測定エレメントの近くでの速度分布の状況を
改善する働きをする。これは、測定の信号／雑音比（Ｓ
Ｎ比）を改善する。図５は、ダクト１０の側壁が包囲体
１２の全体に亘るくびれ部を形成している変形実施例を
示す概略平面図である。かくして、チャンネル４６はよ
り大きな度合いで収斂しており、速度の増大は速度分布
の改善と同様に大きい。再び図２を参照して、体積流量
の測定を実施する手段について説明する。発生器４０に
より発生される変調電気パルスの効果により、ヒータエ
レメント１６は、チャンネル４６（図１）に沿って移動
する流体と包囲体１２の内部とを殆ど同時に通って伝搬
する変調パルス熱波（modulated pulsed thermal wave
s）を発生する。これらの熱波は、包囲体１２の外部及
び内部の熱センサ４２、４４により検出される。
【００１６】各熱センサ４２、４４は、熱パルスが変調
される周波数で作動する同期検出装置４８、５０に接続
されている。これらの同期検出装置４８、５０は、位相
ずれに対応するそれぞれの出力信号を発生する。一方の
出力信号（装置４８からの出力信号）は流れる流体を通
って伝搬する熱波による位相ずれに対応し、一方、他方
の出力信号（装置５０からの出力信号）は包囲体１２内
の静止流体を通って伝搬する熱波による位相ずれに対応
する。かくして、第１位相ずれは、流体の特性（流体の
拡散係数を媒介しての特性）及び流速の関数であり、一
方、第２位相ずれは流体の特性のみの関数である。これ
らの同期検出装置４８、５０の出力は、測定した位相ず
れに基づいて計算した流体の流量を表す出力信号を発生
する、適当にプログラムされたプロセッサのようなコン
ピュータ装置５２に接続されている。本発明の装置は、
測定の実行前に較正（キャリブレーション）される。流
体の温度、圧力及び組成の変化の関数として流量測定を
補正するのに、ゼロ流量で測定した位相ずれを使用でき
る。この測定は、流れている流体の拡散係数を評価する
ことに等しい。
【００１７】当業者ならば、ヒータエレメント１６から
第１及び第２熱センサ４２及び４４への熱パルスのそれ
ぞれの伝搬時間を直接測定することもできよう。その場
合には、複数のパルスを発生するための発生器４０を用
いる代わりに、１パルスのみを発生する発生器が使用さ
れる。慣用的な方法では、良い測定精度を得るのに高周
波数で作動するクロックが使用され、熱パルスの伝搬時
間を測定するのに閾値検出器が使用される。また、良く
知られたシングアラウンド技術（sing-around techniqu
e)を使用することもできる。図６には、本発明の別の実
施例が示されている。以下の説明では、第１実施例につ
いての上記あらゆる説明、より詳しくは流体の流れの測
定に使用される原理の反復説明を避け、上記特徴とは異
なる特徴のみを、本発明の利点と共に説明する。図６に
示すように、空気力学的障害物１１２は、ダクト１１０
の側壁と協働して少なくとも１つの収斂チャンネル１４
６を形成するテーパ状下流側部分を有している。包囲体
１１２の一方の側面の下流側部分には、ヒータエレメン
ト１１６が、包囲体１１２の側壁と面一に取り付けられ
ている。この特徴により、起こり得る汚染からヒータエ
レメント１１６を保護する長所が得られる。
【００１８】ヒータエレメント１１６の上流側で、包囲
体１１２の外部には、該包囲体１１２と接触しないよう
にして第１熱センサ１４２が配置されており、一方、第
２熱センサ１４４が包囲体１１２の内部に配置されてい
る。第１熱センサ１４２は、ヒータエレメント１１６の
下流側に配置することもできる。流れ測定の中断を回避
するため、ヒータエレメント１１６を支持する側面とは
反対側の包囲体１１２の側面には、包囲体１１２の内部
と外部との間で流体が交換できるようにするための開口
１１４が形成されており、該開口１１４は包囲体１１２
の下流側部分に形成されている。障害物１１２の下流側
部分がダクト１００の壁と協働して少なくとも１つの収
斂チャンネル１４６を形成するという事実は、層流の速
度分布を維持する効果をもたらし、かくして広範囲の流
量について正確な測定が得られることを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置を示す概略平面図である。
【図２】本発明の装置を示す概略端面図である。
【図３】ヒータエレメントを示す概略平面図である。
【図４】ヒータエレメントを示す断面図である。
【図５】本発明の装置の別の実施例を示す概略平面図で
ある。
【図６】本発明の装置の更に別の実施例を示す概略平面
図である。
【符号の説明】
１０ ダクト １２ 空気力学的障害物（包囲体） １４ 開口 １５ 支持体 １６ ヒータエレメント １７ オリフィス １８ 膜 １９ 電気的絶縁層 ２０ ヒータ抵抗エレメント ２２ 導電体トラック ２４ 導電体トラック ２６ 接点タブ ２８ 接点タブ ４０ 変調電気パルス発生器 ４２ 熱センサ（外部熱電対、第１熱センサ） ４４ 熱センサ（内部熱電対、第２熱センサ） ４６ 収斂チャンネル ４８ 同期検出装置 ５０ 同期検出装置 ５２ コンピュータ装置 １００ ダクト １１２ 空気力学的障害物（包囲体） １１４ 開口 １１６ ヒータエレメント １４２ 第１熱センサ １４４ 第２熱センサ １４６ 収斂チャンネル Ｆ 流体（ガス） Ｐ 中央平面

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体が流れるダクト（１０）内への設置
    に適した、通過時間を測定する体積流量計において、 包囲体（１２、１１２）を有しており、該包囲体（１
    ２、１１２）には、この内部と外部との間で流体の交換
    ができるようにするのに適した開口（１４、１１４）が
    設けられており、包囲体（１２、１１２）の内部の流体
    は実質的に静止しており、 包囲体（１２、１１２）の内部及び外部に同時に変調熱
    パルスを発射するのに適した、包囲体（１２、１１２）
    の壁と面一に取り付けられた単一のヒータエレメント
    （１６、１１６）と、 ヒータエレメント（１６、１１６）の近くで、包囲体
    （１２、１１２）と接触しないように該包囲体（１２、
    １１２）の外部に設置された第１熱センサ（４２、１４
    ２）と、 ヒータエレメント（１６、１１６）の近くで、包囲体
    （１２、１１２）と接触しないように該包囲体（１２、
    １１２）の内部に設置された第２熱センサ（４４、１４
    ４）と、 熱パルスの発射と第１熱センサ（４２）による該熱パル
    スの検出との間の第１位相ずれ又は伝搬時間と、熱パル
    スの発射と第２熱センサ（４４、１４４）による該熱パ
    ルスの検出との間の第２位相ずれ又は伝搬時間とを測定
    するための測定手段（４８、５０）と、 流体の温度及び圧力について補償され且つ組成とは独立
    した体積流量を演繹するための、前記第１及び第２位相
    ずれ又は伝搬時間に応答する手段（５２）とを更に有し
    ていることを特徴とする通過時間を測定する体積流量
    計。
  2. 【請求項２】 前記ヒータエレメント（１６、１１６）
    が、膜（１８）の一方の面上に配置されたヒータ抵抗エ
    レメント（２０）であって、横方向の熱伝導を妨げて膜
    の厚さを通る熱伝導を高めるのに適したヒータ抵抗エレ
    メント（２０）により構成されていることを特徴とする
    請求項１に記載の体積流量計。
  3. 【請求項３】 前記ヒータエレメントが、 オリフィス（１７）が穿けられた支持体（１５）と、 該支持体（１５）に固定され且つオリフィス（１７）に
    おいて膜（１８）を形成する電気的絶縁層（１９）と、 膜（１８）上に形成された導電性堆積物により構成され
    たヒータ抵抗エレメント（２０）と、 接点タブ（２６、２８）に終端しており且つヒータ抵抗
    エレメント（２０）の両端部に接続された導電体トラッ
    ク（２２、２４）とを有していることを特徴とする請求
    項２に記載の体積流量計。
  4. 【請求項４】 前記電気的絶縁層（１９）がポリマーで
    作られていることを特徴とする請求項３に記載の体積流
    量計。
  5. 【請求項５】 前記電気的絶縁層（１９）が窒化ケイ素
    で作られていることを特徴とする請求項３に記載の体積
    流量計。
  6. 【請求項６】 前記ヒータエレメント（１６、１１６）
    に固定された少なくとも１つの温度センサを有している
    ことを特徴とする請求項１に記載の体積流量計。
  7. 【請求項７】 前記包囲体（１２、１１２）の少なくと
    も一部がチャンネル（１０、１１０）の壁と協働して少
    なくとも１つの収斂チャンネル（４６、１４６）を形成
    しており、前記第１熱センサ（４２、１４２）が前記チ
    ャンネル内に設置されていることを特徴とする請求項１
    に記載の体積流量計。
  8. 【請求項８】 前記包囲体（１２、１１２）が、流体が
    流れることができる空気力学的障害物を構成しているこ
    とを特徴とする請求項７に記載の体積流量計。
  9. 【請求項９】 前記包囲体（１２、１１２）がダクト
    （１０、１１０）の中央平面（Ｐ）内に設置されている
    ことを特徴とする請求項８に記載の体積流量計。
  10. 【請求項１０】 前記包囲体（１２、１１２）が、実質
    的に楕円形の上流側部分と、テーパしている下流側部分
    とを有していることを特徴とする請求項８に記載の体積
    流量計。
  11. 【請求項１１】 前記上流側部分がダクト（１０）の壁
    と協働して少なくとも１つの収斂チャンネル（４６）を
    形成していることを特徴とする請求項１０に記載の体積
    流量計。
  12. 【請求項１２】 前記下流側部分がダクト（１１０）の
    壁と協働して少なくとも１つの収斂チャンネル（１４
    ６）を形成していることを特徴とする請求項１０に記載
    の体積流量計。
  13. 【請求項１３】 前記ヒータエレメント（１６、１１
    ６）が、ダクト（１０、１１０）の壁と協働して少なく
    とも１つの収斂チャンネル（４６、１４６）を形成する
    側の包囲体（１２、１１２）の側面上に設置されている
    ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の体積流量
    計。
  14. 【請求項１４】 前記開口（１４、１１４）が下流側部
    分に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載
    の体積流量計。
  15. 【請求項１５】 前記第１熱センサ（４２、１４２）が
    ヒータエレメント（１６、１１６）から上流側に設置さ
    れていることを特徴とする請求項１に記載の体積流量
    計。
JP5281266A 1992-11-10 1993-11-10 通過時間を測定する体積流量計 Pending JPH06221889A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9213651 1992-11-10
FR9213651A FR2697911B1 (fr) 1992-11-10 1992-11-10 Débitmètre volumique à mesure de temps de vol.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06221889A true JPH06221889A (ja) 1994-08-12

Family

ID=9435500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5281266A Pending JPH06221889A (ja) 1992-11-10 1993-11-10 通過時間を測定する体積流量計

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5335555A (ja)
EP (1) EP0597530A1 (ja)
JP (1) JPH06221889A (ja)
KR (1) KR940011928A (ja)
CA (1) CA2109338A1 (ja)
CZ (1) CZ239093A3 (ja)
FR (1) FR2697911B1 (ja)
HU (1) HUT71157A (ja)
PL (1) PL172840B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112729441A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 唐山学院 一种基于脉冲型流量传感器的高精度流量测量方法

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515714A (en) * 1994-11-17 1996-05-14 General Motors Corporation Vapor composition and flow sensor
US6350369B1 (en) * 1998-04-14 2002-02-26 California Institute Of Technology Method and system for determining analyte activity
EP1151272B1 (en) * 1998-11-16 2009-09-30 California Institute of Technology Simultaneous determination of equilibrium and kinetic properties
US6631333B1 (en) * 1999-05-10 2003-10-07 California Institute Of Technology Methods for remote characterization of an odor
US7122152B2 (en) * 1999-05-10 2006-10-17 University Of Florida Spatiotemporal and geometric optimization of sensor arrays for detecting analytes fluids
DE60026309T2 (de) * 1999-05-10 2006-12-14 California Institute Of Technology, Pasadena Verwendung eines räumlich-zeitlichen reaktionsverhaltens in sensor-arrays zur detektion von analyten in fluiden
US6890715B1 (en) * 1999-08-18 2005-05-10 The California Institute Of Technology Sensors of conducting and insulating composites
US20040192133A1 (en) * 2000-07-06 2004-09-30 Higher Dimension Medical, Inc. Abrasion and heat resistant fabrics
US20050150778A1 (en) * 2002-11-18 2005-07-14 Lewis Nathan S. Use of basic polymers in carbon black composite vapor detectors to obtain enhanced sensitivity and classification performance for volatile fatty acids
US20090285727A1 (en) * 2006-11-14 2009-11-19 Uri Levy Illumination unit for liquid disinfection systems
US8109155B2 (en) * 2009-02-23 2012-02-07 Schlumberger Technology Corporation Methods and apparatus to measure fluid flow rates
FR2983950B1 (fr) * 2011-12-09 2015-02-20 Extraflame S P A Dispositif de detection du flux d'air entrant dans des appareils de chauffage de locaux et procede associe
BE1019925A5 (fr) * 2011-12-16 2013-02-05 Extraflame S P A Dispositif de detection du debit d'air d'entree dans des appareils de chauffage domestique et procede associe.
GB2553681B (en) 2015-01-07 2019-06-26 Homeserve Plc Flow detection device
GB201501935D0 (en) 2015-02-05 2015-03-25 Tooms Moore Consulting Ltd And Trow Consulting Ltd Water flow analysis
EP3258060B1 (en) 2016-06-13 2019-12-11 Services Petroliers Schlumberger Fluid component determination using thermal properties
EP4249881A1 (en) * 2022-03-25 2023-09-27 Airbus Operations GmbH Method and system for determining flow properties of a fluid flowing along a surface

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2776565A (en) * 1953-02-05 1957-01-08 Honeywell Regulator Co Fluid flow measuring apparatus
US4228683A (en) * 1975-06-19 1980-10-21 Bayer Aktiengesellschaft Method of determining liquid flow in a conduit
US4633578A (en) * 1983-12-01 1987-01-06 Aine Harry E Miniature thermal fluid flow sensors and batch methods of making same
US4576050A (en) * 1984-08-29 1986-03-18 General Motors Corporation Thermal diffusion fluid flow sensor
US4713970A (en) * 1984-08-29 1987-12-22 General Motors Corporation Thermal diffusion fluid flow sensor
US4644800A (en) * 1986-06-02 1987-02-24 Combustion Engineering, Inc. Annular venturi flow measuring device
EP0513309A1 (en) * 1990-12-11 1992-11-19 JOHNSON & JOHNSON PROFESSIONAL PRODUCTS LIMITED Hot wire anemometer
US5243858A (en) * 1991-08-12 1993-09-14 General Motors Corporation Fluid flow sensor with thermistor detector

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112729441A (zh) * 2020-12-21 2021-04-30 唐山学院 一种基于脉冲型流量传感器的高精度流量测量方法
CN112729441B (zh) * 2020-12-21 2022-03-22 唐山学院 一种基于脉冲型流量传感器的高精度流量测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR940011928A (ko) 1994-06-22
HUT71157A (en) 1995-11-28
CA2109338A1 (fr) 1994-05-11
CZ239093A3 (en) 1994-08-17
PL300993A1 (en) 1994-05-16
US5335555A (en) 1994-08-09
FR2697911A1 (fr) 1994-05-13
EP0597530A1 (fr) 1994-05-18
PL172840B1 (pl) 1997-12-31
FR2697911B1 (fr) 1994-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06221889A (ja) 通過時間を測定する体積流量計
US6223593B1 (en) Self-oscillating fluid sensor
US4576050A (en) Thermal diffusion fluid flow sensor
US6169965B1 (en) Fluid property and flow sensing via a common frequency generator and FFT
US4825704A (en) Fluid flow speed measuring apparatus
US4433576A (en) Mass airflow sensor
JPH08201327A (ja) 熱伝導率計
US4713970A (en) Thermal diffusion fluid flow sensor
JPS6156442B2 (ja)
US4761995A (en) Direct-heated flow measuring apparatus having improved sensitivity and response speed
JPS59105520A (ja) 熱式質量流量計
JPWO2002066936A1 (ja) 発熱抵抗体式流量測定装置
JPH0674805A (ja) 感熱式流量センサ
JPH0470519A (ja) 半導体式流量計
JP2001108500A (ja) 発熱抵抗式流量測定装置
JP2000227351A (ja) 複合型流量計
JPS6361918A (ja) 挿入形熱式流量計
JPS5810111Y2 (ja) カルマン渦流量計
RU9315U1 (ru) Термоанемометр
JPS6315120A (ja) 流量計測装置
JPH04240566A (ja) 流量方向センサ
JP2001235357A (ja) 流量測定装置
JPS6134422A (ja) 発熱抵抗式空気流量計
JPH0875519A (ja) 空気流量計
JPS6173021A (ja) カルマン渦流量計