JPH07119635B2 - 流量測定装置 - Google Patents
流量測定装置Info
- Publication number
- JPH07119635B2 JPH07119635B2 JP2168199A JP16819990A JPH07119635B2 JP H07119635 B2 JPH07119635 B2 JP H07119635B2 JP 2168199 A JP2168199 A JP 2168199A JP 16819990 A JP16819990 A JP 16819990A JP H07119635 B2 JPH07119635 B2 JP H07119635B2
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- Japan
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- flow
- fluidic
- flow path
- sensor
- measuring device
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、気体の流量測定に適用される流量測定装置に
関するものである。
関するものである。
［従来の技術］ 第５図は例えば特開昭62−30917号公報もしくは特開昭6
3−31308号公報などに開示されている従来のフルイディ
ック型流量測定装置の構成を示す断面図である。同図に
おいて、１はフルイディック流量計、２はフルイディッ
ク流量計１の胴体、３は気体が流入する入口、４はその
出口、５はノズル、６はターゲット、7A,7Bは側壁、8A,
8Bは気体圧力の増減が相反的に変動する流路部分に開設
された圧力導入孔であり、これらの圧力導入孔8A,8Bに
は圧力センサ９が接続管10A,10Bを介して接続されてい
る。なお、Ｆは気体の流れる方向を示す矢印である。
3−31308号公報などに開示されている従来のフルイディ
ック型流量測定装置の構成を示す断面図である。同図に
おいて、１はフルイディック流量計、２はフルイディッ
ク流量計１の胴体、３は気体が流入する入口、４はその
出口、５はノズル、６はターゲット、7A,7Bは側壁、8A,
8Bは気体圧力の増減が相反的に変動する流路部分に開設
された圧力導入孔であり、これらの圧力導入孔8A,8Bに
は圧力センサ９が接続管10A,10Bを介して接続されてい
る。なお、Ｆは気体の流れる方向を示す矢印である。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のフルイディック型流量測定装置
は、フルイディック流量計１におけるフルイディック発
振の検出を圧力センサ９を用いて行っているので、この
圧力センサ９はフルイディック流量計１に加わる外部か
らの振動を捨い易く、それが疑似信号となって検出され
てしまい、流量の計測が不正確となるという問題があっ
た。また、フルイディック発振で生じる圧力差は、極微
小であるため、それを検出するために必要な圧力センサ
９の圧力検出ダイアフラムは薄くかつ大きいので、外部
からの小さな加速度でも変位してしまう。このため、振
動を疑似信号として検出してしまうという問題があっ
た。
は、フルイディック流量計１におけるフルイディック発
振の検出を圧力センサ９を用いて行っているので、この
圧力センサ９はフルイディック流量計１に加わる外部か
らの振動を捨い易く、それが疑似信号となって検出され
てしまい、流量の計測が不正確となるという問題があっ
た。また、フルイディック発振で生じる圧力差は、極微
小であるため、それを検出するために必要な圧力センサ
９の圧力検出ダイアフラムは薄くかつ大きいので、外部
からの小さな加速度でも変位してしまう。このため、振
動を疑似信号として検出してしまうという問題があっ
た。
［課題を解決するための手段］ このような課題を解決するための本発明の第１の発明
は、フルイディックと、このフルイディックの中心軸を
挟んで設けられた一対の開孔と、この一対の開孔間に連
通された流路と、この流路内に設置されかつこの流路内
の両方向の流速を測定する方向性を有するフローセンサ
とを設けたものである。
は、フルイディックと、このフルイディックの中心軸を
挟んで設けられた一対の開孔と、この一対の開孔間に連
通された流路と、この流路内に設置されかつこの流路内
の両方向の流速を測定する方向性を有するフローセンサ
とを設けたものである。
また、本発明の第２の発明は、第１の発明において、フ
ローセンサは少なくとも一対の測温抵抗エレメントを含
んでいる。
ローセンサは少なくとも一対の測温抵抗エレメントを含
んでいる。
［作用］ 本発明による流量測定装置においては、連通する流路内
の両方向の流速を測定する方向性を有するフローセンサ
を検出器として用いることにより、フルイディック流量
計の振動などの外乱が検出されにくくなるとともに、噴
流方向の切り替わり時にフローセンサ出力が必ずゼロク
ロスし、ゼロ点を中心として振動するため、噴流方向の
切り替わりを確実に検出することができ、フルイディッ
ク発振周期を正確に計測することができる。また、フル
イディック発振周期と同じ周期の出力を得ることができ
る。
の両方向の流速を測定する方向性を有するフローセンサ
を検出器として用いることにより、フルイディック流量
計の振動などの外乱が検出されにくくなるとともに、噴
流方向の切り替わり時にフローセンサ出力が必ずゼロク
ロスし、ゼロ点を中心として振動するため、噴流方向の
切り替わりを確実に検出することができ、フルイディッ
ク発振周期を正確に計測することができる。また、フル
イディック発振周期と同じ周期の出力を得ることができ
る。
［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明による流量測定装置の一実施例による構
成の概略を示す断面図であり、前述の図と同一部分には
同一符号を付してある。同図において、フルイディック
流量計１を構成する胴体（フルイディック）２内の圧力
増減が相反的に変動する流路部分には、圧力導入孔8A,8
Bが開設されており、これらの圧力導入孔8A,8B間を結合
する流路10内には、流路10内に流れる気体の流速を測定
するフローセンサンとして例えばマイクロフローセンサ
11が設置されている。
成の概略を示す断面図であり、前述の図と同一部分には
同一符号を付してある。同図において、フルイディック
流量計１を構成する胴体（フルイディック）２内の圧力
増減が相反的に変動する流路部分には、圧力導入孔8A,8
Bが開設されており、これらの圧力導入孔8A,8B間を結合
する流路10内には、流路10内に流れる気体の流速を測定
するフローセンサンとして例えばマイクロフローセンサ
11が設置されている。
第２図はフローセンサとして例えばマイクロフローセン
サ11の構成を示す平面図である。同図（ａ）において、
例えばシリコンなどからなる半導体基板21の中央部に
は、この半導体基板21に対して空隙部22を介して熱的に
絶縁された薄膜状のダイアフラム部23が形成されてお
り、このダイアフラム部23上の表面中央部分には、ヒー
タエレメント24が形成され、さらにこのヒータエレメン
ト24の両側にはそれぞれ独立して測温抵抗エレメント2
5,26が形成されている。また、この半導体基板21の表面
には、この半導体基板21のエッチングのための多数のス
リット27が開設され、ヒータエレメント24および測温抵
抗エレメント25,26の周辺部を、その半導体基板21の表
面に開設された多数の細かいスリット27を介して例えば
異方性エッチングを行うことにより、内側に逆台形状の
空気スペースを有する空隙部22が形成されている。これ
によってこの空隙部22の上部には、半導体基板21からダ
イアフラム状に空間的に隔離され、半導体基板21からヒ
ータエレメント24および両側の測温抵抗エレメント25,2
6が熱的に絶縁されて支持されたダイアフラム部23が形
成される構造となっている。なお、271,272,273,274は
ダイアフラム部23において、風上側から風下に向かって
それぞれ測温抵抗エレメント25,ヒータエレメント24,測
温抵抗エレメント26の前後に空隙部22と連通して連続的
に開設されたスリット部である。なお、28は半導体基板
21上の角部に形成された周囲測温抵抗エレメントであ
る。
サ11の構成を示す平面図である。同図（ａ）において、
例えばシリコンなどからなる半導体基板21の中央部に
は、この半導体基板21に対して空隙部22を介して熱的に
絶縁された薄膜状のダイアフラム部23が形成されてお
り、このダイアフラム部23上の表面中央部分には、ヒー
タエレメント24が形成され、さらにこのヒータエレメン
ト24の両側にはそれぞれ独立して測温抵抗エレメント2
5,26が形成されている。また、この半導体基板21の表面
には、この半導体基板21のエッチングのための多数のス
リット27が開設され、ヒータエレメント24および測温抵
抗エレメント25,26の周辺部を、その半導体基板21の表
面に開設された多数の細かいスリット27を介して例えば
異方性エッチングを行うことにより、内側に逆台形状の
空気スペースを有する空隙部22が形成されている。これ
によってこの空隙部22の上部には、半導体基板21からダ
イアフラム状に空間的に隔離され、半導体基板21からヒ
ータエレメント24および両側の測温抵抗エレメント25,2
6が熱的に絶縁されて支持されたダイアフラム部23が形
成される構造となっている。なお、271,272,273,274は
ダイアフラム部23において、風上側から風下に向かって
それぞれ測温抵抗エレメント25,ヒータエレメント24,測
温抵抗エレメント26の前後に空隙部22と連通して連続的
に開設されたスリット部である。なお、28は半導体基板
21上の角部に形成された周囲測温抵抗エレメントであ
る。
第３図はフルイディック流量計１にマイクロフローセン
サ11が設置された具体的な構成を示す図で同図（ａ）は
全体の展開図、同図（ｂ）はそのセンサハウジングの斜
視図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＡ−Ａ′線の断面図で
あり、前述の図と同一部分には同一符号を付してある。
同図において、マイクロフローセンサ11は、まず、同図
（ｂ）に示すように表面に導体配線パターンが形成され
た例えばセラミックなどからなる基台31上に接着配置さ
れるとともにこのマイクロフローセンサ11を接着した基
台31の背面側には外部回路接続用ピン32が植設されて例
えばワイヤボンドなどにより電気的に接続されてセンサ
ハウジング33が構成されている。一方、フルイディック
流量計１は、同図（ａ），（ｂ）に示すようにフルイデ
ィック流量計１の胴体２にはその開口部にパッキン34を
挟んで蓋2Aが設けられており、この蓋2Aのフルイディッ
ク部分を覆う上面部には溝部が設けられ、さらにこの溝
部内の両端側にはフルイディック部分と連通する圧力導
入孔8A,8Bが開設されている。また、この蓋2Aの上面に
はその溝部と連通する開口35Aを有する流路形成用蓋35
がパッキン37を挟んで設置されて流路10が形成されてい
る。そして流路形成用蓋35に開設された開口35Aにはマ
イクロフローセンサ11がその検出部側を流路10内に向け
てパッキン36により固定配置されている。
サ11が設置された具体的な構成を示す図で同図（ａ）は
全体の展開図、同図（ｂ）はそのセンサハウジングの斜
視図、同図（ｃ）は同図（ａ）のＡ−Ａ′線の断面図で
あり、前述の図と同一部分には同一符号を付してある。
同図において、マイクロフローセンサ11は、まず、同図
（ｂ）に示すように表面に導体配線パターンが形成され
た例えばセラミックなどからなる基台31上に接着配置さ
れるとともにこのマイクロフローセンサ11を接着した基
台31の背面側には外部回路接続用ピン32が植設されて例
えばワイヤボンドなどにより電気的に接続されてセンサ
ハウジング33が構成されている。一方、フルイディック
流量計１は、同図（ａ），（ｂ）に示すようにフルイデ
ィック流量計１の胴体２にはその開口部にパッキン34を
挟んで蓋2Aが設けられており、この蓋2Aのフルイディッ
ク部分を覆う上面部には溝部が設けられ、さらにこの溝
部内の両端側にはフルイディック部分と連通する圧力導
入孔8A,8Bが開設されている。また、この蓋2Aの上面に
はその溝部と連通する開口35Aを有する流路形成用蓋35
がパッキン37を挟んで設置されて流路10が形成されてい
る。そして流路形成用蓋35に開設された開口35Aにはマ
イクロフローセンサ11がその検出部側を流路10内に向け
てパッキン36により固定配置されている。
このような構成において、フルイディック流量計１のノ
ズル５から矢印Ｆ方向に噴射された気体は、ターゲット
６および側壁7A,7Bにより、図示したように矢印Ｌ方向
に片寄ったときには圧力導入孔8Aの流速が圧力導入孔8B
の流速よりも速くなるので、それぞれの位置における圧
力P8A,P8Bの関係はベルヌーイの法則により、P8A＜P8B
となる。これに応じて流路10の内部には圧力導入孔8Bか
ら圧力導入孔8Aの方向に向かって気体の流れが生じるこ
とになる。なお、ノズル５からの噴流の片寄りが圧力導
入孔8Bの方向（矢印Ｒ方向）となった場合には流路10内
の流れはその逆向きとなる。
ズル５から矢印Ｆ方向に噴射された気体は、ターゲット
６および側壁7A,7Bにより、図示したように矢印Ｌ方向
に片寄ったときには圧力導入孔8Aの流速が圧力導入孔8B
の流速よりも速くなるので、それぞれの位置における圧
力P8A,P8Bの関係はベルヌーイの法則により、P8A＜P8B
となる。これに応じて流路10の内部には圧力導入孔8Bか
ら圧力導入孔8Aの方向に向かって気体の流れが生じるこ
とになる。なお、ノズル５からの噴流の片寄りが圧力導
入孔8Bの方向（矢印Ｒ方向）となった場合には流路10内
の流れはその逆向きとなる。
一方、流路10内に設置されたマイクロフローセンサ11
は、第２図（ａ）に示す矢印Ｄの方向から気体が移動す
ると、上流側の測温抵抗エレメント25が冷却されて降温
する。下流側の測温抵抗エレメント26は気体の流れを媒
体としてヒータエレメント24からの熱伝導が促進され、
温度が昇温するために温度差が生じる。そこで測温抵抗
エレメント25,26をホイートストンブリッジ回路に組み
込むことにより、温度差を電圧に変換でき、流速に応じ
た電圧出力が得られ、第２図（ｂ）に示すように気体の
流速を検出することができる。
は、第２図（ａ）に示す矢印Ｄの方向から気体が移動す
ると、上流側の測温抵抗エレメント25が冷却されて降温
する。下流側の測温抵抗エレメント26は気体の流れを媒
体としてヒータエレメント24からの熱伝導が促進され、
温度が昇温するために温度差が生じる。そこで測温抵抗
エレメント25,26をホイートストンブリッジ回路に組み
込むことにより、温度差を電圧に変換でき、流速に応じ
た電圧出力が得られ、第２図（ｂ）に示すように気体の
流速を検出することができる。
このように構成された流量測定装置において、フルイデ
ィック流量計１の圧力導入孔8Aの圧力P8Aと圧力導入孔8
Bの圧力P8Bとの圧力差（P8A−P8B）が第４図（ａ）に示
すように変化したとき、マイクロフローセンサ11の測温
抵抗エレメント25,26の各出力差は第４図（ｂ）に示す
ように周期がフルイディックの発振周期と一致し、ま
た、マイクロフローセンサ11のヒータエレメント24を一
定温度差に維持するために必要な電圧出力は第４図
（ｃ）に示すようにフイルディックの発振周期の２倍と
なる。なお、圧力導入孔8A,8Bの開口面積を流路10の断
面積に対して相対的に小さくすると、ダンピング効果に
より、圧力変動の高周波ノイズ成分を減衰させることが
できる。
ィック流量計１の圧力導入孔8Aの圧力P8Aと圧力導入孔8
Bの圧力P8Bとの圧力差（P8A−P8B）が第４図（ａ）に示
すように変化したとき、マイクロフローセンサ11の測温
抵抗エレメント25,26の各出力差は第４図（ｂ）に示す
ように周期がフルイディックの発振周期と一致し、ま
た、マイクロフローセンサ11のヒータエレメント24を一
定温度差に維持するために必要な電圧出力は第４図
（ｃ）に示すようにフイルディックの発振周期の２倍と
なる。なお、圧力導入孔8A,8Bの開口面積を流路10の断
面積に対して相対的に小さくすると、ダンピング効果に
より、圧力変動の高周波ノイズ成分を減衰させることが
できる。
なお、前述した実施例においては、フルイディック流量
計に対して１組みの一対の圧力導入孔，流路およびマイ
クロフローセンサを設置した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、複数組み設置
しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
計に対して１組みの一対の圧力導入孔，流路およびマイ
クロフローセンサを設置した場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、複数組み設置
しても同様の効果が得られることは言うまでもない。
［発明の効果］ 以上、説明したように本発明によれば、フルイディック
流量計のフルイディック発振を連通流路内の両方向の流
速を測定する方向性を有するフローセンサにより検出す
るようにしたので、外部からの振動などに影響されにく
くなるとともに、噴流方向の切り替わり時にフローセン
サ出力が必ずゼロクロスし、ゼロ点を中心として振動す
るので、噴流方向の切り替わりを確実に検出することが
でき、フルイディック発振周期を正確に計測することが
できるので、精度の高い流量計測が実現可能となるとい
う極めて優れた効果が得られる。また、フルイディック
発振周期と同じ周期の出力を得ることができるという極
めて優れた効果が得られる。
流量計のフルイディック発振を連通流路内の両方向の流
速を測定する方向性を有するフローセンサにより検出す
るようにしたので、外部からの振動などに影響されにく
くなるとともに、噴流方向の切り替わり時にフローセン
サ出力が必ずゼロクロスし、ゼロ点を中心として振動す
るので、噴流方向の切り替わりを確実に検出することが
でき、フルイディック発振周期を正確に計測することが
できるので、精度の高い流量計測が実現可能となるとい
う極めて優れた効果が得られる。また、フルイディック
発振周期と同じ周期の出力を得ることができるという極
めて優れた効果が得られる。
第１図は本発明による流量測定装置の一実施例による構
成を示す断面図、第２図は本発明に係わるマイクロフロ
ーセンサの構成を示す図、第３図は本発明による流量測
定装置の具体的な構成を示す図、第４図は本発明による
流量測定装置の動作を説明するタイミング図、第５図は
従来の流量測定装置の構成を示す断面図である。 １……フルイディック流量計、２……胴体、2A……蓋、
３……入口、４……出口、,5……ノズル、６……ターゲ
ット、7A,7B……側壁、8A,8B……圧力導入孔、10……流
路、11……マイクロフローセンサ、21……半導体基板、
22……空隙部、23……ダイアフラム部、24……ヒータエ
レメント、25,26……測温抵抗エレメント、27……スリ
ット、271,272,273,274……スリット部、28……周囲測
温抵抗エレメント、31……基台、32……外部回路接続用
ピン、33……ハウジング、34……パッキン、35……流路
形成用蓋、35A……開口、36……パッキン。
成を示す断面図、第２図は本発明に係わるマイクロフロ
ーセンサの構成を示す図、第３図は本発明による流量測
定装置の具体的な構成を示す図、第４図は本発明による
流量測定装置の動作を説明するタイミング図、第５図は
従来の流量測定装置の構成を示す断面図である。 １……フルイディック流量計、２……胴体、2A……蓋、
３……入口、４……出口、,5……ノズル、６……ターゲ
ット、7A,7B……側壁、8A,8B……圧力導入孔、10……流
路、11……マイクロフローセンサ、21……半導体基板、
22……空隙部、23……ダイアフラム部、24……ヒータエ
レメント、25,26……測温抵抗エレメント、27……スリ
ット、271,272,273,274……スリット部、28……周囲測
温抵抗エレメント、31……基台、32……外部回路接続用
ピン、33……ハウジング、34……パッキン、35……流路
形成用蓋、35A……開口、36……パッキン。
フロントページの続き (72)発明者 長田 光彦 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山武 ハネウエル株式会社藤沢工場内 (72)発明者 上運天 昭司 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山武 ハネウエル株式会社藤沢工場内 (72)発明者 郡司 貴司 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山武 ハネウエル株式会社藤沢工場内 (72)発明者 久保寺 節男 神奈川県藤沢市川名１丁目12番２号 山武 ハネウエル株式会社藤沢工場内
Claims (2)
- 【請求項１】フルイディックと、 前記フルイディックの中心軸を挟んで設けられた一対の
開孔と、 前記一対の開孔間に連通された流路と、 前記流路内に設置されかつ該流路内の両方向の流速を測
定する方向性を有するフローセンサと、 を設けたことを特徴とする流量測定装置。 - 【請求項２】請求項１において、前記フローセンサは少
なくとも一対の測温抵抗エレメントを含んでいることを
特徴とする流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168199A JPH07119635B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2168199A JPH07119635B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458111A JPH0458111A (ja) | 1992-02-25 |
| JPH07119635B2 true JPH07119635B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=15863626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2168199A Expired - Lifetime JPH07119635B2 (ja) | 1990-06-28 | 1990-06-28 | 流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119635B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102022117253A1 (de) | 2022-07-11 | 2024-01-11 | Esters-Elektronik GmbH | Messvorrichtung, Anordnung, Verwendung, Fluid-Bereitstellungs-Einheit |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5377558A (en) * | 1976-11-02 | 1978-07-10 | Gen Electric | Fluidic flow meter |
| JPS54107768A (en) * | 1978-02-13 | 1979-08-23 | Oval Eng Co Ltd | Von karman vortex street flow meter |
| JPS57148224A (en) * | 1981-03-10 | 1982-09-13 | Takuma Co Ltd | Integrating calorimeter |
| JPS6126123B2 (ja) * | 1978-04-20 | 1986-06-19 | Sony Corp | |
| JPS6330917A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 湯水混合装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5291139U (ja) * | 1975-12-29 | 1977-07-07 | ||
| JPS6126123U (ja) * | 1984-07-24 | 1986-02-17 | 呉羽化学工業株式会社 | フルイディック流量計 |
| JPS6216655Y2 (ja) * | 1986-04-16 | 1987-04-27 |
-
1990
- 1990-06-28 JP JP2168199A patent/JPH07119635B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6330917A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 湯水混合装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458111A (ja) | 1992-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060711 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20060908 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20061010 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |