JPH0743184A - 質量流量計 - Google Patents

質量流量計

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JPH0743184A
JPH0743184A JP5203563A JP20356393A JPH0743184A JP H0743184 A JPH0743184 A JP H0743184A JP 5203563 A JP5203563 A JP 5203563A JP 20356393 A JP20356393 A JP 20356393A JP H0743184 A JPH0743184 A JP H0743184A
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JP
Japan
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temperature
fluid
resistors
resistor
constant
Prior art date
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Pending
Application number
JP5203563A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ochiai
洋 落合
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.)
Tokyo Keiso Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Keiso Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Keiso Co Ltd filed Critical Tokyo Keiso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】被測定流体の温度変化の影響を受けず、流体の
流量変化に対する応答速度が早く、しかも微小流量の測
定が可能な質量流量計を提供する。 【構成】被測定流体を流過させる導管1の外側に流体の
温度を検出する2つの温度検出素子3、4を設け、また
同素子よりも下流側の導管外側に、温度に応じて抵抗値
が変化する自己過熱型の2つの抵抗体5、6を配設し、
同抵抗体と前記温度検出素子とを1つずつ対にし、この
対を、温度検出素子と抵抗体との間の温度差が一定とな
るよう抵抗体に印加する電圧を制御する2つの定温度差
制御回路7、8にそれぞれ接続し、各定温度差制御回路
がそれぞれ抵抗体に印加する電圧の差を求める減算回路
11に各定温度差制御回路を接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導管中を流過する流体の
質量流量を測定する質量流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に示す質量流量計は被測定流体が流
れる導管41の外側に1対の自己過熱型の電気抵抗体4
2、43を巻き、この抵抗体42、43をブリッヂ回路
の1辺としてブリッヂ回路に定電流源44から一定電流
を供給し、ブリッヂ回路に印加される電圧の電位差から
質量流量を測定するものとしてある。
【0003】図5に示す質量流量計は被測定流体が流過
する導管51の内部に、流体の温度を検出する温度検出
素子52と自己過熱型の電気抵抗体53を設け、定温度
差制御回路54により前記温度検出素子52と抵抗体5
3の温度差を一定に保ち、抵抗体53に供給されるエネ
ルギーから導管内を流過する流体の質量流量を測定する
ものとしてある。
【0004】ところが、前者は導管41および抵抗体4
2、43の温度変化を利用して流量の測定を行うので、
応答速度を上げるためには導管41の径を小なるものと
し、かつ抵抗体42、43を小さくする必要がある。し
かし、これには限界があり、高速応答が必要な用途には
適さない。
【0005】また、後者は導管51内に温度検出素子5
2と抵抗体53を設けているので、導管51の径を小な
るものとするには限界があり、微小流量の測定には適さ
ない。
【0006】
【発明が解決しょうとする課題】本発明は被測定流体の
温度変化の影響を受けず、流体の流量変化に対する応答
速度が早く、しかも微小流量の測定が可能な質量流量計
を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の質量流量計は被測定流体を流過させる導管
の外側に流体の温度を検出する2つの温度検出素子を設
け、また同素子よりも下流側の導管外側に、温度に応じ
て抵抗値が変化する自己過熱型の2つの抵抗体を配設
し、同抵抗体と前記温度検出素子とを1つずつ対にし、
この対を、温度検出素子と抵抗体との間の温度差が一定
となるよう抵抗体に印加する電圧を制御する2つの定温
度差制御回路にそれぞれ接続し、各定温度差制御回路が
それぞれ抵抗体に印加する電圧の差を求める減算回路に
各定温度差制御回路を接続したものとしてある。
【0008】
【作用】導管内における流体の温度が2つの温度検出素
子によって検出され、2つの定温度差制御回路がそれぞ
れ抵抗体に印加する電圧を制御することにより、前記温
度検出素子と抵抗体との温度差を一定に保つ。
【0009】被測定流体が導管内を流れると、導管の外
側に設けられた2つの抵抗体のうち、上流側の抵抗体が
流体に熱を奪われ、この抵抗体が接続された定温度差制
御回路は抵抗体に印加する電圧を大ならしめることによ
り、抵抗体の温度を維持するように制御する。
【0010】一方、下流側の抵抗体には上流側の抵抗体
で暖められた流体が流れてくるので、上流側の抵抗体に
比して温度低下が少なく、定温度差制御回路が下流側の
抵抗体に印加する電圧は上流側のものに比して小なるも
のとされる。
【0011】2つの温度差制御回路が各抵抗体に印加す
る電圧は、減算回路において減算され、この差から被測
定流体の質量流量が検出される。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図1は本発明に係る質量流量計の第1実施例
を示す回路図である。被測定流体を流す導管1には、導
管1を介して流体の温度を検出するセンサ部2を設けて
ある。このセンサ部における導管1には、導管上流側の
温度を検出する温度検出素子3、4を設けてあり、また
導管の下流側には温度係数の大なる自己過熱型の2つの
電気抵抗体5、6を流体の流れ方向に沿って前後に巻き
付けてある。
【0013】なお、2つの温度検出素子3、4には電気
抵抗値、温度係数ともに同一のものを使用し、また両者
は検出される温度が同じになるよう、互いに近接させて
設けるようにする。
【0014】温度検出素子3と抵抗体5および温度検出
素子4と抵抗体6はそれぞれ定温度差制御回路7、8に
接続してある。
【0015】定温度差制御回路7は温度検出素子3、抵
抗体5および抵抗R1 、R2 よりなるブリッヂ回路と制
御回路9とで構成され、温度検出素子3と抵抗体5の抵
抗値の比を一定に保つことにより両者間の温度差を一定
に制御するものとしてあり、同じく、定温度差制御回路
8は温度検出素子4、抵抗体6および抵抗R3 、R4
りなるブリッヂ回路と制御回路10とで構成され、温度
検出素子4と抵抗体6の抵抗値の比を一定に保つことに
より両者間の温度差を一定に制御するものとしてある。
なお、抵抗R1 とR2 およびR3 とR4 にはそれぞれ同
一抵抗値のものを使用する。
【0016】定温度差制御回路7、8の出力端はともに
減算回路11に接続してあって、この減算回路11は定
温度差制御回路7、8がそれぞれ抵抗体5、6に印加し
た電圧の差を各定温度差制御回路のブリッヂに印加され
る電圧の差から求めるものとしてある。
【0017】このように構成した質量流量計において
は、温度検出素子3、4と抵抗体5、6とがそれぞれ一
定の温度差になるよう定温度差制御回路7、8から抵抗
体5、6に与えられるエネルギが制御され、定温度差制
御回路7のブリッヂに印加される電圧E1 が抵抗体5に
与えられるエネルギの関数として、同じく定温度差制御
回路8のブリッヂに印加される電圧E2 が抵抗体6に与
えられるエネルギの関数として、ともに減算回路11へ
出力され、減算回路11においては前記電圧E1からE2
が減算され、電圧E0 として出力される。導管1を流
れる比測定流体の質量流量はこの出力電圧E0 の関数と
して求められる。
【0018】たとえば、導管1を流れる被測定流体の流
量が0の場合、抵抗体5と6は同じ温度を保持するよう
に制御され、ために定温度差制御回路7、8がそれぞれ
のブリッヂに印加される電圧E1 とE2 は等しく、減算
回路11からの出力電圧E0は0となる。
【0019】被測定流体が導管1を流れると、上流側の
抵抗体5は流体によって冷やされ、ために抵抗体5の抵
抗値は小さくなろうとするが、定温度差制御回路7はブ
リッヂに印加される電圧E1 を大ならしめることによ
り、温度検出素子3と抵抗体5の温度差を一定にするよ
う制御する。
【0020】一方、下流側の抵抗体6には上流側の抵抗
体5によって暖められた流体が流れて来るので、定温度
差制御回路8はブリッヂに印加される電圧E2 を小なら
しめて、温度検出素子4と抵抗体6の温度差を一定にす
るよう制御する。
【0021】すなわち、被測定流体の流量が大きくなる
と、定温度差制御回路7がブリッヂに印加する電圧E1
が大きくなる反面、低温度差制御回路8がブリッヂに印
加する電圧E2 は小さくなって両者の差が開き、減算回
路11の出力E0 は大なるものとなる。
【0022】また、被測定流体の温度が高くなった場合
には、温度検出素子3の温度が上昇し、その抵抗値は大
きくなる。これにより、定温度差制御回路7の制御回路
9は抵抗体5に印加する電圧を増加させ、抵抗体5の抵
抗値が大きい状態、すなわち抵抗体5の温度が高くなっ
た状態で一定となるよう制御し、定温度差制御回路7が
ブリッヂに印加する電圧E1 は流体の温度上昇前に比し
て大なるものとされる。
【0023】同じく、定温度差制御回路8においても、
被測定流体の温度が高くなると抵抗体6の温度は高い値
で一定に制御され、定温度差制御回路8がブリッヂに印
加する電圧E2 は流体の温度上昇前に比して大なるもの
とされる。
【0024】したがって、被測定流体の温度が高くなっ
ても温度検出素子3、4と抵抗体5、6の温度差は一定
に維持され、電圧E1 とE2 の差電圧たる出力E0 は変
動しない。また同様に、被測定流体の温度が低くなった
場合は電圧E1 とE2 がともに小なるものとなり、この
場合であっても出力E0 は変動しない。これにより、被
測定流体の温度変化の影響を受けない正確な質量流量の
測定がなされる。
【0025】図2は他の実施例を示すもので、温度検出
素子3、4の温度係数と抵抗体5、6の温度係数とが異
なる場合であっても正確な流量測定ができるようにした
ものである。
【0026】この実施例に係る質量流量計は、定温度差
制御回路12の抵抗R2 と温度検出素子3の結合点P1
と制御回路9との間に増幅器14を設け、同じく定温度
差制御回路13の抵抗R4 と温度検出素子4の結合点P
2 と制御回路10との間に増幅器15を設けたものとし
てある。なお、増幅器14と15は同じ増幅率のものを
使用する。
【0027】温度検出素子3、4の温度係数が抵抗体
5、6の温度係数よりも小さい場合には、増幅器14、
15の増幅率を1より大なるものにしておく。この場
合、被測定流体の温度が高くなると、温度検出素子3、
4と抵抗体5、6の温度係数が同じである場合に比して
温度検出素子5、6の抵抗値は小さくなるが、増幅器1
4、15の増幅率を1より大なるものとしてあるので、
制御回路9、10の入力は温度検出素子3、4と抵抗体
5、6との間の温度係数の差に影響されないものとする
ことができる。
【0028】したがって、被測定流体の温度が変化して
も温度検出素子3、4と抵抗体5、6間の温度差は一定
に制御され、正確な質量流量の測定がなされる。
【0029】図3はさらにその他の実施例を示してお
り、この実施例のものは温度検出素子3、4の抵抗値が
抵抗体5、6の抵抗値に比して大きな値のものでない場
合であっても、また温度検出素子3、4の温度係数と抵
抗体5、6の温度係数が異なる場合であっても、正確な
流量測定を行えるものとしてある。
【0030】この実施例に係る質量流量計は、定温度差
制御回路16、17のブリッヂにおける抵抗R1 とR2
との間および抵抗R3 とR4 との間にそれぞれ抵抗R5
とR 6 、R7 とR8 を設け、これらの抵抗R5 とR6
よびR7 とR8 によって電圧E3 とE4 を分割するもの
としてある。
【0031】定温度差制御回路16は、抵抗R5 とR6
によって電圧E1 を分割した電圧E3 を温度検出素子3
と抵抗体5に印加し、温度検出素子3と抵抗R1 の結合
点Q1 の電圧は増幅器14により増幅され、制御回路9
に入力される。
【0032】同様に、定温度差制御回路17は、抵抗R
7 とR8 によって電圧E2 を分割した電圧E4 を温度検
出素子4と抵抗体6に印加し、温度検出素子4と抵抗R
2 の結合点Q2 の電圧は増幅器15により増幅され、制
御回路10に入力される。
【0033】なお、図中の符号18、19は電圧調整用
の制御回路を示している。
【0034】かくすると、温度検出素子3、4に印加さ
れる電圧が調整されて、温度検出素子3、4の抵抗値が
抵抗体5、6の抵抗値に比して大きな値のものでない場
合であっても、また温度検出素子3、4の温度係数と抵
抗体5、6の温度係数が異なる場合であっても、正確な
流量測定を行うことができる。
【0035】
【発明の効果】本発明に係る質量流量計は上述した構成
のものであるので、次の効果を奏し得る。 a.導管の外側に配設された抵抗体と流体との温度差を
一定に保つことにより流体の流量を測定するので、流体
の温度変化の影響を受けない正確な測定ができる。 b.導管の外側に2つの抵抗体を配設し、この抵抗体に
与えられるエネルギの差から流量を求めるので、流量の
変化に対する応答速度が速い。 c.温度検出素子と抵抗体をともに導管の外側に設けて
いるので、細い導管を使用することができ、微小流量の
測定にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る質量流量計の実施例を示す回路
図。
【図2】本発明に係る質量流量計の他の実施例を示す回
路図。
【図3】本発明に係る質量流量計のさらに他の実施例を
示す回路図。
【符号の説明】
1 導管 2 センサ部 3、4 温度検出素子 5、6 抵抗体 7、8、12、13、16、17 温度差制御回路 9、10、18、19 制御回路 11 減算回路 14、15 増幅器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月10日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る質量流量計の実施例を示す回路
図。
【図2】本発明に係る質量流量計の他の実施例を示す回
路図。
【図3】本発明に係る質量流量計のさらに他の実施例を
示す回路図。
【図4】従来の質量流量計の一例を示す回路図。
【図5】従来の質量流量計の他の例を示す回路図。
【符号の説明】 1 導管 2 センサ部 3、4 温度検出素子 5、6 抵抗体 7、8、12、13、16、17 温度差制御回路 9、10、18、19 制御回路 11 減算回路 14、15 増幅器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定流体を流過させる導管の外側に流体
    の温度を検出する2つの温度検出素子を設け、また同素
    子よりも下流側の導管外側に、温度に応じて抵抗値が変
    化する自己過熱型の2つの電気抵抗体を配設し、同抵抗
    体と前記温度検出素子とを1つずつ対にし、この対を、
    温度検出素子と抵抗体との間の温度差が一定となるよう
    抵抗体に印加する電圧を制御する2つの定温度差制御回
    路にそれぞれ接続し、各定温度差制御回路がそれぞれ抵
    抗体に印加する電圧の差を求める減算回路に各定温度差
    制御回路を接続してなる質量流量計。
JP5203563A 1993-07-26 1993-07-26 質量流量計 Pending JPH0743184A (ja)

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JP5203563A JPH0743184A (ja) 1993-07-26 1993-07-26 質量流量計

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JP5203563A JPH0743184A (ja) 1993-07-26 1993-07-26 質量流量計

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