JPH074509Y2 - 微少流量センサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、発熱体とサーミスタを用いて管内を流れる流
体の微少な流量変化を検出し得る微少流量センサに関す
るものである。

［従来の技術］ 従来から、発熱体と測温素子を流管に取り付け、管内を
流れる流体の流量変化を検出する方法が知らされてい
る。第３図はその原理図であり、流管１には発熱体２を
中心にして左右対称な位置に、上流側温度センサ３と下
流側温度センサ４とが設けられている。発熱体２は電熱
線であり、流管１の外壁に巻き付けられていて、上流側
温度センサ３と下流側温度センサ４は白金線等の測温抵
抗体であり、同様にして流管１の外壁に巻き付けられて
いる。

測定原理としては、第４図のグラフ図に示すように流体
が静止していれば、流管外壁の温度分布は発熱体２を中
心にして左右対称な曲線ａのようになる。また、この時
の上流側温度センサ３及び下流側温度センサ４が検出す
る温度は等しくなっている。次に、流管１内の流体が一
定方向に流動している場合には、流管外壁の温度分布の
形はその流量に応じて変化し、曲線ｂのように下流側に
曲線全体がシフトする。このときの上流側温度センサ３
はそのシフト量に応じて検出温度が下降し、下流側温度
センサ４は逆に検出温度が上昇する。従って、上流側温
度センサ３と下流側温度センサ４の検出温度差によっ
て、流量の検出を行っている。

［考案が解決しようとする問題点］ しかし、このような流量センサでは、測温素子に白金線
等の温度係数の小さい測温抵抗体を用いているため、温
度差を大きな電気出力として得ることができない。ま
た、上流側温度センサ３及び下流側温度センサ４は流管
１の外壁部に取り付けられ流管外壁の温度を測定してい
るので、温度変化に対する応答性が悪いという欠点もあ
る。更には、温度センサ３、４の位置が発熱体２を中心
にして、左右対称に同一金属管上に配置されているの
で、例えば発熱体２と温度センサ３、４との間に異物が
付着したときに、温度センサ３、４が金属管を伝熱する
熱の影響を受ける虞れもあり、特に上流側温度センサ３
は流体の温度そのものだけでなくノイズを含んだ温度を
測定しがちである。

［考案の目的］ 本考案の目的は、上述の従来例の欠点を除去し、応答性
が良好で微少な流量の検出も精度良く実施できる微少流
量センサを提供することにある。

［考案の概要］ 上述の目的を達成するための本考案の要旨は、管路を流
れる流体を加熱しその温度変化により流量を測定する場
合において、前記管路の上流側に断熱性を有する合成樹
脂管部を設け、下流側に外壁部に発熱体を付設した金属
管部を設け、前記合成樹脂管部の上流側内及び前記金属
管部の下流側内にそれぞれサーミスタ測温素子を設置
し、前記合成樹脂管部の測温素子の温度と、前記発熱体
により加熱された前記流体の前記金属管部の測温素子か
ら得られる温度変化とを基に前記流体の流量を測定する
ことを特徴とする微小流量センサである。

［考案の実施例］ 本考案を第１図、第２図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本考案に係る微少流量センサの基本構成を示
し、流管10a及び10bはそれぞれ２個のＴ型ジョイント1
1、12の縦方向の接続端11a、12aに接続されている。ま
た、Ｔ型ジョイント11、12内には横方向の接続端11b、1
2bから保護管付のサーミスタ測温素子13a、13bがそれぞ
れＴ型ジョイント11、12の内壁に接触しないように挿入
されている。上流側のＴ型ジョイント11の接続端11cに
は断熱性を有する合成樹脂管14が接続され、継手15によ
って更に金属管16と結合されている。金属管16の他端
は、下流側のＴ型ジョイント12の接続端12cに接続され
ている。また、金属管16の外壁部には電熱線等のヒータ
17が巻き付けられている。なお、上流側サーミスタ測温
素子13aはヒータ17の影響を受け難いようにするため
に、合成樹脂管14は十分な長さとし、また下流側サーミ
スタ測温素子13bはヒータ17によって加温された流体の
検出を容易にするためにヒータ17に近付けて配置されて
いる。

このような構成にすると、サーミスタ測温素子13a、13b
は温度係数が大きいばかりでなく、流体と直接接触して
温度検出を行うことができるので、極めて感度が良く微
少な流量変化をも確実に検出することができる。この実
施例では、上流側サーミスタ測温素子13aはヒータ17か
ら十分離れており、しかも断熱性の高い合成樹脂管14に
よって接続されている。従って、第２図のグラフ図に示
すように上流側サーミスタ測温素子13aは殆ど温度変化
を検出しなくなるので、静止状態ａから流動状態ｂへの
温度分布の変化は速やかになされるため応答性が向上す
る。

なお、ヒータ17が取り付けられた金属管16の肉厚を薄く
して熱放散効率を高めることによって、下流側サーミス
タ測温素子13bの温度変化量を大きくすることが可能で
ある。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案に係る微少流量センサは、測
温素子として温度係数の大きいサーミスタ測温素子を用
い、また流管内に設置することによって流体と直接接触
してその温度を検出することができるので、感度が極め
て良好で微少な流量変化も確実に検出可能となる。ま
た、流体の流動方向に対して上流側のサーミスタ測温素
子を発熱体から十分離れた断熱性を有する合成樹脂管内
に配置したため、上流側サーミスタ測温素子の検出温度
は発熱体の影響を受け難くなるので、流体の温度以外の
要因では殆ど変化しなくなる。従って、上流側サーミス
タ測温素子の応答性の遅れがなくなるので、従来よりも
応答速度が速くなり、急速な流量変化にも対応可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

図面第１図、第２図は本考案に係る微少流量センサの実
施例を示し、第１図は構成図、第２図は温度分布のグラ
フ図であり、第３図は従来の流量センサの構成図、第４
図はその特性図である。 符号10は流管、11、12はＴ型ジョイント、13はサーミス
タ測温素子、14は合成樹脂管、15は継手、16は金属管、
17はヒータである。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】管路を流れる流体を加熱しその温度変化に
   より流量を測定する場合において、前記管路の上流側に
   断熱性を有する合成樹脂管部を設け、下流側に外壁部に
   発熱体を付設した金属管部を設け、前記合成樹脂管部の
   上流側内及び前記金属管部の下流側内にそれぞれサーミ
   スタ測温素子を設置し、前記合成樹脂管部の測温素子の
   温度と、前記発熱体により加熱された前記流体の前記金
   属管部の測温素子から得られる温度変化とを基に前記流
   体の流量を測定することを特徴とする微小流量センサ。
2. 【請求項２】前記金属管部は前記発熱体設置部分のみ肉
   厚を薄くした実用新案登録請求の範囲第１項に記載の微
   小流量センサ。
3. 【請求項３】前記サーミスタ測温素子はＴ型ジョイント
   によって管内に挿入した実用新案登録請求の範囲第１項
   に記載の微小流量センサ。