JPH0676897B2 - 熱式流量計 - Google Patents
熱式流量計Info
- Publication number
- JPH0676897B2 JPH0676897B2 JP61121877A JP12187786A JPH0676897B2 JP H0676897 B2 JPH0676897 B2 JP H0676897B2 JP 61121877 A JP61121877 A JP 61121877A JP 12187786 A JP12187786 A JP 12187786A JP H0676897 B2 JPH0676897 B2 JP H0676897B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conduit
- sensor
- flow meter
- sensor coils
- block bodies
- 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.)
- Expired - Lifetime
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
- G01F1/6847—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow where sensing or heating elements are not disturbing the fluid flow, e.g. elements mounted outside the flow duct
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、熱式流量計に関する。
従来のこの種流量計の１つに例えば、特公昭60−50289
号公報に示す如きものがある。第５図は上記流量計の概
略を示し、該流量計は、内部に被測定流量が流れる導管
50の外周面に、感熱抵抗線より成るセンサコイル51,52
を巻回し、該センサコイル51,52及び抵抗53,54をそれぞ
れ一辺とするブリッジ回路WSを構成し、センサコイル5
1,52の外側に該センサコイル51,52を含む第１の閉空間5
5を形成し、熱良導体より成る包囲体56を導管50に熱結
合させて装着すると共に、包囲体56に対して第２の閉空
間57を設けて外囲体58を導管50に装着し、第１の閉空間
55,第２の閉空間57に対流防止手段を設け、ブリッジ回
路WSの平衡状態からの偏移に基づいて導管50内を流れる
流体流量を測定するようにしたものである。尚、59は出
力端子である。
号公報に示す如きものがある。第５図は上記流量計の概
略を示し、該流量計は、内部に被測定流量が流れる導管
50の外周面に、感熱抵抗線より成るセンサコイル51,52
を巻回し、該センサコイル51,52及び抵抗53,54をそれぞ
れ一辺とするブリッジ回路WSを構成し、センサコイル5
1,52の外側に該センサコイル51,52を含む第１の閉空間5
5を形成し、熱良導体より成る包囲体56を導管50に熱結
合させて装着すると共に、包囲体56に対して第２の閉空
間57を設けて外囲体58を導管50に装着し、第１の閉空間
55,第２の閉空間57に対流防止手段を設け、ブリッジ回
路WSの平衡状態からの偏移に基づいて導管50内を流れる
流体流量を測定するようにしたものである。尚、59は出
力端子である。
上記のように構成した流量計においては、センサコイル
51,52の周辺に設けられた包囲体56及び対流防止手段を
講じた閉空間55,57によって、センサコイル51,52周辺の
熱的安定が図られ、従って、外界温度の変化がセンサコ
イル51,52に及ぶことがなく、しかも、流量計の装着等
に多少の傾斜があったとしても、流量計内部の熱の対流
が防止されるので、センサコイル51,52は安定な温度環
境のもとで作動することができ、正確な流量測定が可能
になるといった利点を有する。
51,52の周辺に設けられた包囲体56及び対流防止手段を
講じた閉空間55,57によって、センサコイル51,52周辺の
熱的安定が図られ、従って、外界温度の変化がセンサコ
イル51,52に及ぶことがなく、しかも、流量計の装着等
に多少の傾斜があったとしても、流量計内部の熱の対流
が防止されるので、センサコイル51,52は安定な温度環
境のもとで作動することができ、正確な流量測定が可能
になるといった利点を有する。
しかしながら、上記従来技術には次のような欠点があ
る。
る。
一般に、この種流量計は半導体製造に用いられるガスの
供給路に設けられることが多いが、長期間の使用によっ
て導管内壁に前記ガス中に含まれる高沸点物が付着する
ことがあるため、随時必要に応じて導管内に窒素ガス等
の不活性ガスを流しながら、或いは減圧しながらベーク
アウトして前記高沸点物を除去する必要がある。このベ
ークアウトは例えば当該導管を含むケースの外周面にリ
ボンヒータを巻きつけたり、又はある設定温度以上にな
ると急に抵抗値が増加する正の抵抗温度係数を有する自
己温度式抵抗体から成るヒータ（例えば、村田製作所製
「ポジスタ」）を密着させる等して、導管を所定の温度
にまで加熱することによって行われる。
供給路に設けられることが多いが、長期間の使用によっ
て導管内壁に前記ガス中に含まれる高沸点物が付着する
ことがあるため、随時必要に応じて導管内に窒素ガス等
の不活性ガスを流しながら、或いは減圧しながらベーク
アウトして前記高沸点物を除去する必要がある。このベ
ークアウトは例えば当該導管を含むケースの外周面にリ
ボンヒータを巻きつけたり、又はある設定温度以上にな
ると急に抵抗値が増加する正の抵抗温度係数を有する自
己温度式抵抗体から成るヒータ（例えば、村田製作所製
「ポジスタ」）を密着させる等して、導管を所定の温度
にまで加熱することによって行われる。
而して、第５図に示す如き従来技術においては、導管50
を包囲体56と、この包囲体56とは別体の外囲体58とによ
って被覆するようにしているため、外囲体58の外周に例
えばリボンヒータを巻きつけてこれを加熱しても、導管
50には包囲体56が熱的に結合されているため、導管50が
温度がベークアウトに必要な温度に達するまでにかなり
の時間を要し、短時間に効率よくベークアウトすること
が困難である。又、導管50及びこれに巻回されるセンサ
コイル51,52を包囲体56及び外囲体58によって二重に包
囲する構造であるので、加工性が悪くコスト高となる
他、リード線の取り出し構造等も複雑になるといった問
題点がある。
を包囲体56と、この包囲体56とは別体の外囲体58とによ
って被覆するようにしているため、外囲体58の外周に例
えばリボンヒータを巻きつけてこれを加熱しても、導管
50には包囲体56が熱的に結合されているため、導管50が
温度がベークアウトに必要な温度に達するまでにかなり
の時間を要し、短時間に効率よくベークアウトすること
が困難である。又、導管50及びこれに巻回されるセンサ
コイル51,52を包囲体56及び外囲体58によって二重に包
囲する構造であるので、加工性が悪くコスト高となる
他、リード線の取り出し構造等も複雑になるといった問
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、ベークアウトが短時間に確実に行
え、構造が簡単で組み立て等を容易に行うことができる
熱式流量計を提供することにある。
目的とするところは、ベークアウトが短時間に確実に行
え、構造が簡単で組み立て等を容易に行うことができる
熱式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、本発明に係る熱式流量計
は、内部に流体が流れる導管の外周面に一対のセンサコ
イルを巻設した熱式流量計において、熱伝導性の材質よ
り成る２つのブロック体によってセンサケースを形成
し、前記ブロック体の少なくとも一方の内面に、センサ
コイルの両端に均接して一対の支持突起体を、前記ブロ
ック体と一体的に形成し、前記導管を前記支持突起体に
よって保持するようにした点に特徴がある。
は、内部に流体が流れる導管の外周面に一対のセンサコ
イルを巻設した熱式流量計において、熱伝導性の材質よ
り成る２つのブロック体によってセンサケースを形成
し、前記ブロック体の少なくとも一方の内面に、センサ
コイルの両端に均接して一対の支持突起体を、前記ブロ
ック体と一体的に形成し、前記導管を前記支持突起体に
よって保持するようにした点に特徴がある。
以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。
第１図、第２図において、１は結合・分割が可能なよう
に互いに対称な形状を有する２つのブロック体2,2より
成るセンサケースである。３はブロック体2,2の接合面
に施される銀等を含んだエポキシ樹脂等の伝熱性接着剤
である。
に互いに対称な形状を有する２つのブロック体2,2より
成るセンサケースである。３はブロック体2,2の接合面
に施される銀等を含んだエポキシ樹脂等の伝熱性接着剤
である。
ブロック体2,2の内面にはそれぞれ適宜間隔をあけて一
対の支持突起体4,4がブロック体2,2と一体的に形成され
ている。５は支持突起体4,4間を熱的に橋絡する如くブ
ロック体２に形成される橋絡部である。つまり、ブロッ
ク体2,2の何れの内面にもブロック体2,2と一体的に支持
突起体4,4及び橋絡部５が形成してある。そして、支持
突起体4,4の上面には後述する導管６を保持するための
凹部7,7が形成してある。
対の支持突起体4,4がブロック体2,2と一体的に形成され
ている。５は支持突起体4,4間を熱的に橋絡する如くブ
ロック体２に形成される橋絡部である。つまり、ブロッ
ク体2,2の何れの内面にもブロック体2,2と一体的に支持
突起体4,4及び橋絡部５が形成してある。そして、支持
突起体4,4の上面には後述する導管６を保持するための
凹部7,7が形成してある。
上記センサケース１はアルミニウム，ステンレス等の金
属又は銀の粉末を混入してなるエポキシ樹脂等熱伝導性
に優れた材質より構成される。
属又は銀の粉末を混入してなるエポキシ樹脂等熱伝導性
に優れた材質より構成される。
導管６は略逆Ｕ字形に形成されステンレス等の金属管よ
り成り、その両端6a,6bがステンレス等のベース8,8を挿
通した状態で、前記凹部7,7に嵌め込まれて保持され、
その内部を測定対称である流体が矢印Ａ方向に流れる。
9,9は導管６と支持突起体４との熱的結合をより密にす
るために設けられる銀等を含んだエポキシ樹脂等の伝熱
性接着剤である。
り成り、その両端6a,6bがステンレス等のベース8,8を挿
通した状態で、前記凹部7,7に嵌め込まれて保持され、
その内部を測定対称である流体が矢印Ａ方向に流れる。
9,9は導管６と支持突起体４との熱的結合をより密にす
るために設けられる銀等を含んだエポキシ樹脂等の伝熱
性接着剤である。
10,10は導管６の支持突起体4,4間の導管６の外周面に巻
設される一対のセンサコイルで、第３図に示すように、
その巻き始め位置及び巻き終わり位置（例えば10a,10a
は巻き始め側、10b,10bは巻き終わり側を示す）が両セ
ンサコイル10,10の中間位置にくるように、そしてそれ
ぞれの端部を３回折り返して４相構造に巻設される。そ
して、各センサコイル10,10は導管６とは熱的に結合さ
れ（電気的には絶縁されている）、その支持突起体4,4
側の端部は該支持突起体4,4に可及的に近接するように
設けられる。これらのセンサコイル10,10は例えばFe−N
i等の感熱抵抗体より成り、図外の２つの抵抗素子とブ
リッジ回路を形成するように接続されている。尚、第３
図において、11は上記のようにして巻設されたセンサコ
イル10,10を固定し、ほぐれるのを防ぐためにセンサコ
イル10,10を被覆する如く設けられるシリコーンワニス
等より成る被覆層である。
設される一対のセンサコイルで、第３図に示すように、
その巻き始め位置及び巻き終わり位置（例えば10a,10a
は巻き始め側、10b,10bは巻き終わり側を示す）が両セ
ンサコイル10,10の中間位置にくるように、そしてそれ
ぞれの端部を３回折り返して４相構造に巻設される。そ
して、各センサコイル10,10は導管６とは熱的に結合さ
れ（電気的には絶縁されている）、その支持突起体4,4
側の端部は該支持突起体4,4に可及的に近接するように
設けられる。これらのセンサコイル10,10は例えばFe−N
i等の感熱抵抗体より成り、図外の２つの抵抗素子とブ
リッジ回路を形成するように接続されている。尚、第３
図において、11は上記のようにして巻設されたセンサコ
イル10,10を固定し、ほぐれるのを防ぐためにセンサコ
イル10,10を被覆する如く設けられるシリコーンワニス
等より成る被覆層である。
12は例えばセラミック又はナイロン樹脂等の耐熱性材料
より成るリード台で、その一側面にはメタライズによっ
て複数の導電部13…が形成されている。14…はセンサコ
イル10,10の両端の巻き始め側10a…巻き終わり側10b…
にそれぞれ接続されるリード線、15…は外部リード線で
ある。
より成るリード台で、その一側面にはメタライズによっ
て複数の導電部13…が形成されている。14…はセンサコ
イル10,10の両端の巻き始め側10a…巻き終わり側10b…
にそれぞれ接続されるリード線、15…は外部リード線で
ある。
16は一方（第１図において下方）のみが開放され他の三
方が囲まれた内部空間17に設けられる石英ウールの如き
断熱材で、支持突起体4,4間の導管６及びこの導管６に
巻設される一対のセンサコイル10,10の周辺に充填され
ている。18,18はベース8,8の下端面に形成された溝内に
設けられる金属シール部材である。
方が囲まれた内部空間17に設けられる石英ウールの如き
断熱材で、支持突起体4,4間の導管６及びこの導管６に
巻設される一対のセンサコイル10,10の周辺に充填され
ている。18,18はベース8,8の下端面に形成された溝内に
設けられる金属シール部材である。
而して、上記構成の流量計において、センサコイル10,1
0を巻設した導管６を熱的に結合して保持する支持突起
体4,4は、何れもブロック体2,2と一体的に形成されると
共に、橋絡部５によっても互いに熱的に連結されている
ので、センサコイル10,10の上流側の点Ｐと下流側の点
Ｑとの温度差はなく、従って、熱平衡に要する時間が短
くなるので応答性が向上する。又、センサコイル10,10
の周囲の内部空間17に断熱材16を充填しているので、セ
ンサコイル10,10周辺の温度の安定化が図れ、流量計の
装着に多少の傾斜があったとしても流量計内部での熱の
対流を防止することができ、センサコイル10,10は常に
安定した温度環境のもとで作動し、導管６内の流体流量
の変化にのみ対応し、正確に流体流量を測定することが
できる。
0を巻設した導管６を熱的に結合して保持する支持突起
体4,4は、何れもブロック体2,2と一体的に形成されると
共に、橋絡部５によっても互いに熱的に連結されている
ので、センサコイル10,10の上流側の点Ｐと下流側の点
Ｑとの温度差はなく、従って、熱平衡に要する時間が短
くなるので応答性が向上する。又、センサコイル10,10
の周囲の内部空間17に断熱材16を充填しているので、セ
ンサコイル10,10周辺の温度の安定化が図れ、流量計の
装着に多少の傾斜があったとしても流量計内部での熱の
対流を防止することができ、センサコイル10,10は常に
安定した温度環境のもとで作動し、導管６内の流体流量
の変化にのみ対応し、正確に流体流量を測定することが
できる。
特に、導管６は、熱伝導性に優れた材質より成るブロッ
ク体2,2と一体的に形成された支持突起体4,4によって保
持されているので、ベークアウト時ブロック体2,2即
ち、センサケース１を加熱して前記導管６を所定の温度
にまで昇温させ、所定のベークアウトを短時間に効率的
に行うことができる。又、センサコイル10,10は支持突
起体4,4間の導管６の外周面に巻設してあるので、セン
サコイル10,10のリードの取り出し等が簡単に行える。
更に、センサケース１を構成するブロック体2,2の構造
が極めてシンプルであるから、製造コストを大幅に低減
することができる。
ク体2,2と一体的に形成された支持突起体4,4によって保
持されているので、ベークアウト時ブロック体2,2即
ち、センサケース１を加熱して前記導管６を所定の温度
にまで昇温させ、所定のベークアウトを短時間に効率的
に行うことができる。又、センサコイル10,10は支持突
起体4,4間の導管６の外周面に巻設してあるので、セン
サコイル10,10のリードの取り出し等が簡単に行える。
更に、センサケース１を構成するブロック体2,2の構造
が極めてシンプルであるから、製造コストを大幅に低減
することができる。
そして、上記実施例のように、導管６の外周面にセンサ
コイル10,10を４層構造に巻設した場合、センサコイル1
0,10の導管６方向の長さを短くすることができ、センサ
コイル10,10全体に亘る温度分布が急峻となり、それだ
け応答速度が早くなる。尚、センサコイル10,10の巻設
構造は４層構造に限られるものではなく、2n層（ｎは自
然数）にしてもよい。又、リード台11に複数の導電部12
…を形成し、この導電部12…に介して電気的接続を行う
ようにしているので、センサコイル10,10と導電部12…
との接続位置を適宜変えることができる。
コイル10,10を４層構造に巻設した場合、センサコイル1
0,10の導管６方向の長さを短くすることができ、センサ
コイル10,10全体に亘る温度分布が急峻となり、それだ
け応答速度が早くなる。尚、センサコイル10,10の巻設
構造は４層構造に限られるものではなく、2n層（ｎは自
然数）にしてもよい。又、リード台11に複数の導電部12
…を形成し、この導電部12…に介して電気的接続を行う
ようにしているので、センサコイル10,10と導電部12…
との接続位置を適宜変えることができる。
第４図は本発明の他の実施例を示し、一対の支持突起体
4,4を適宜間隔をおいてブロック体2,2と一体的に形成し
たもので、上記実施例とは橋絡部５がない点が異なる。
この実施例の場合も上記実施例と同様の効果を奏する。
4,4を適宜間隔をおいてブロック体2,2と一体的に形成し
たもので、上記実施例とは橋絡部５がない点が異なる。
この実施例の場合も上記実施例と同様の効果を奏する。
尚、センサケース１は対称的な２つのブロック体2,2に
よって構成することは必ずしも必要ではなく、一方のブ
ロック体２にのみ支持突起体４、橋絡部５（この橋絡部
５が不要なときもある）を設け、該支持突起体４によっ
て導管６を保持するようにしてあってもよい。
よって構成することは必ずしも必要ではなく、一方のブ
ロック体２にのみ支持突起体４、橋絡部５（この橋絡部
５が不要なときもある）を設け、該支持突起体４によっ
て導管６を保持するようにしてあってもよい。
以上説明したように、本発明に係る熱式流量計は、熱伝
導性の材質より成る２つのブロック体によってセンサケ
ースを形成し、前記ブロック体の少なくとも一方の内面
に、センサコイルの両端に近接して一対の支持突起体
を、前記ブロック体と一体的に形成し、前記導管を前記
支持突起体によって保持するようにしているので、セン
サコイルを常に安定な温度環境のもとで作動させること
ができることは勿論のこと、ベークアウトを短時間にし
かも確実に行うことができる。又、センサケースの構造
が簡単であるから、リードの取り出し等を簡単に行うこ
とができ、製造コストも低減できる。
導性の材質より成る２つのブロック体によってセンサケ
ースを形成し、前記ブロック体の少なくとも一方の内面
に、センサコイルの両端に近接して一対の支持突起体
を、前記ブロック体と一体的に形成し、前記導管を前記
支持突起体によって保持するようにしているので、セン
サコイルを常に安定な温度環境のもとで作動させること
ができることは勿論のこと、ベークアウトを短時間にし
かも確実に行うことができる。又、センサケースの構造
が簡単であるから、リードの取り出し等を簡単に行うこ
とができ、製造コストも低減できる。
尚、本発明の熱式流量計は、流量測定中において導管内
に気相と液相との二相が混在するのを防止するため、セ
ンサケースの外部からこれを加熱するような場合におい
ても、確実に加熱できるといった効果をも奏する。
に気相と液相との二相が混在するのを防止するため、セ
ンサケースの外部からこれを加熱するような場合におい
ても、確実に加熱できるといった効果をも奏する。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示し、第１図は
一方のブロック体を取り去った状態の斜視図、第２図は
側断面図、第３図はセンサコイルの巻設状態を示す断面
図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロック体の斜
視図、第５図は従来技術を説明するための断面図であ
る。 １……センサケース、２……ブロック体、４……支持突
起体、６……導管、10……センサコイル。
一方のブロック体を取り去った状態の斜視図、第２図は
側断面図、第３図はセンサコイルの巻設状態を示す断面
図、第４図は本発明の他の実施例を示すブロック体の斜
視図、第５図は従来技術を説明するための断面図であ
る。 １……センサケース、２……ブロック体、４……支持突
起体、６……導管、10……センサコイル。
Claims (1)
- 【請求項１】内部に流体が流れる導管の外周面に一対の
センサコイルを巻設した熱式流量計において、熱伝導性
の材質より成る２つのブロック体によってセンサケース
を形成し、前記ブロック体の少なくとも一方の内面に、
前記センサコイルの両端に近接して一対の支持突起体
を、前記ブロック体と一体的に形成し、前記導管を前記
支持突起体によって保持するようにしたことを特徴とす
る熱式流量計。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61121877A JPH0676897B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 熱式流量計 |
| US07/049,147 US4815280A (en) | 1986-05-27 | 1987-05-13 | Thermal flow meter |
| KR1019870005288A KR940000140B1 (ko) | 1986-05-27 | 1987-05-27 | 열식 유량계 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61121877A JPH0676897B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 熱式流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278411A JPS62278411A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0676897B2 true JPH0676897B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=14822133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61121877A Expired - Lifetime JPH0676897B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 熱式流量計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4815280A (ja) |
| JP (1) | JPH0676897B2 (ja) |
| KR (1) | KR940000140B1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0581896A1 (en) * | 1991-04-26 | 1994-02-09 | Unit Instruments, Inc. | Thermal mass flow sensor |
| JP2643665B2 (ja) * | 1991-06-13 | 1997-08-20 | 日本エム・ケー・エス 株式会社 | 流量センサ |
| DE4219551C2 (de) * | 1991-06-13 | 1996-04-18 | Mks Japan Inc | Massenströmungssensor |
| US5792952A (en) * | 1996-05-23 | 1998-08-11 | Varian Associates, Inc. | Fluid thermal mass flow sensor |
| DE19719010C2 (de) * | 1996-05-24 | 2003-04-30 | Ifm Electronic Gmbh | Wärmeübergangskontroll- und/oder -meßgerät |
| US5992463A (en) | 1996-10-30 | 1999-11-30 | Unit Instruments, Inc. | Gas panel |
| US6244293B1 (en) | 1997-07-15 | 2001-06-12 | Faramarz Azima | Fluid mass flow controller device and method |
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