JPH0972766A - 流量センサ及び流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 確実に流量を測定することが可能で、検出精
度を高く保持することができる。消費電力を低減する。 【解決手段】 加熱手段５は、外部から電源が供給さ
れ、ジェットノズル３に至る流体を加熱し、加熱された
流体は、ジェットノズル３から噴出され、誘振子４に衝
突して流路を変化させ、少なくとも二つの焦電センサ群
ＳＧ1 、ＳＧ2 の間で振動するので、各焦電センサ群の
出力信号Ｇ1 、Ｇ2 に基づいて演算手段７が流体の流量
に対応する流量信号ＳFLを生成し、出力することによ
り、ノイズ等の影響を低減して正確な流量を検出するこ
とができる。また、焦電センサを複数用いるとともに、
流量の検出に熱を用いているため感度が高い。さらに発
電手段を設けて加熱手段５に外部電源に重畳して電源を
供給することにより実質的に消費電力を低減できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流量センサ及び流量
計に係り、特にフルイディック素子を用いた流量センサ
及びそれを用いた流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、膜式ガスメータに代るものとし
て、小型で可動部がなく、耐久性に優れている点からフ
ルイディック発振を利用したフルイディック素子を用い
たフルイディック流量センサが用いられている。

【０００３】フルイディック流量センサは、流れ自身が
自己の流量を制御するように働くことで振動を起こすこ
とに着目し、その振動数が流量に比例することを利用し
たセンサである。一般に流れの振動数はフルイディック
素子の形状によって変化するが、流量範囲１５０〜３０
００リットル／時間ではほぼ直線的に変化することが知
られている。第１従来例 図６に従来のフルイディック流量センサを流量検出装置
として構成する場合のフルイディック流量センサの部分
断面斜視図を示す。

【０００４】フルイディック流量センサ８０は、測定対
象である流体が流入する流入口８１と排出管８２を結ぶ
流路上に、流体の流れを２次元的な流れに整流するため
のセットリングスペース８３と、流体の流れを整流し流
体の流路径を縮小するための流路縮小部８４と、流体の
流れを整流し所定のジェット流に変換するためのジェッ
トノズル８５と、流体の流路径を再び拡大するための流
路拡大部８６と、が設けられている。

【０００５】流路拡大部８６内には、流体の振動を誘起
するための誘振子８７と、ジェット流の流れ方向を変更
するための流路を構成するサイドブロック８８と、サイ
ドブロック８８と協働し、ジェット流が衝突することに
よってジェット流の流れを変更するエンドブロック８９
と、エンドブロック８９のジェット流衝突面とは異なる
面側に配置された排出空間９０と、が設けられている。

【０００６】エンドブロック８９は、サイドブロック８
８に沿うように流路上流側に向かって延在する壁８９ａ
及び壁８９ｂ並びに第１圧力検出孔（導圧口）９１ａ及
び第２圧力検出孔（導圧口）９１ｂが設けられている。
さらに第１圧力検出孔（導圧口）９１ａ及び第２圧力検
出孔（導圧口）９１ｂには、導圧管９２ａ及び導圧管９
２ｂを介して、後述の流体震動圧力センサを内蔵する流
量検出ユニット９３が接続されている。

【０００７】図７（ａ）に流体震動圧力センサの概要構
成図を示す。流体震動圧力センサは、圧力室１０１を第
１圧電膜１０２及び第２圧電膜１０３の２枚の圧電膜に
より中央室１０４並びに第１外室１０５及び第２外室１
０６の三つの部屋に分離し、中央室１０４は図６に示し
たように、フルイディック流量センサのフルイディック
素子内の第１圧力検出孔９１ａに導圧管９２ａを介して
連通され、二つの外室１０５、１０６はフルイディック
素子内の第２圧力検出孔９１ｂに導圧管９２ｂを介して
連通されている。

【０００８】図７（ｂ）に図７（ａ）の流体震動圧力セ
ンサに対応する検出回路の概要構成を示す。検出回路１
１０は、第１圧電膜１０２の出力電圧を検出し増幅する
第１増幅アンプ１１１と、第２圧電膜１０３の出力電圧
を検出し増幅する第２増幅アンプ１１２と、第１増幅ア
ンプ１１１の出力信号及び第２増幅アンプ１１２の出力
信号の差動増幅を行なって出力検出信号を出力する差動
アンプ１１３と、を備えて構成されている。

【０００９】ここで、検出回路の動作について説明す
る。第１圧電膜１０２は、中央室１０４内の流体圧力と
第１外室１０５内の流体圧力との差に起因して撓むこと
となる。これにより第１圧電膜１０２には、撓みの状態
に応じた出力電圧が発生し、第１増幅アンプ１１１は、
第１圧電膜１０２の出力電圧を検出し増幅して差動アン
プ１１３に出力する。

【００１０】一方、第２圧電膜１０３は、中央室１０４
内の流体圧力と第２外室１０６内の流体圧力との差に起
因して撓むこととなる。これにより第２圧電膜１０３に
は、撓みの状態に応じた出力電圧が発生し、第２増幅ア
ンプ１１２は、第２圧電膜１０３の出力電圧を検出し増
幅して差動アンプ１１３に出力する。

【００１１】これらの結果、差動アンプ１１３は、第１
増幅アンプ１１１の出力信号及び第２増幅アンプ１１２
の出力信号の差動増幅を行なって出力検出信号を出力す
ることとなり、この出力検出信号に基づいて流量検出ユ
ニットは流体の流量を検出することとなる。第２従来例 図８に従来の他のフルイディック流量センサの断面図を
示す。

【００１２】フルイディック流量センサ１２０は、測定
対象である流体が流入する流入管１２１と排出管１２２
を結ぶ流路上に、流体の流れを２次元的な流れに整流す
るためのセットリングスペース１２３と、流体の流れを
整流し流体の流路径を縮小するための流路縮小部１２４
と、流体の流れを整流し所定のジェット流に変換するた
めのジェットノズル１２５と、流体の流路径を再び拡大
するための流路拡大部１２６と、が設けられている。

【００１３】流路拡大部１２６内には、流体の振動を誘
起するための誘振子１２７と、ジェット流の流れ方向を
変更するための流路を構成するサイドブロック１２８
と、サイドブロック１２８と協働し、ジェット流が衝突
することによってジェット流の流れを変更するエンドブ
ロック１２９と、エンドブロック１２９のジェット流衝
突面とは異なる面側に配置された排出空間１３０と、ジ
ェット流の速度を検出する速度センサ１３１ａ、１３１
ｂと、が設けられている。

【００１４】エンドブロック１２９には、サイドブロッ
ク１２８に沿うように流路上流側に向かって延在する壁
１２９ａ及び壁１２９ｂが設けられている。速度センサ
１３１ａ及び速度センサ１３１ｂは、細線または薄膜等
による電気抵抗体で構成されている。この速度センサ１
３１ａ及び速度センサ１３１ｂに僅かに電流を流すこと
により発熱させ、さらに流体により熱を奪わせることに
より電気抵抗体の温度を変化させることにより、抵抗値
を変化させる。この抵抗値変化をブリッジ回路等により
電位差として検出することにより測定対象流体の流れの
変動周期を検出しており、速度センサ１３１ａ及び速度
センサ１３１ｂの出力信号の変動周期に対応させて流量
変化を検出することができるのである。

【００１５】次にフルイディック流量センサ１２０の動
作について説明する。まず、流入管１２１から流入した
管状の流体の流れは、セットリングスペース１２３によ
り２次元的な流れに整流され、流路縮小部１２４により
さらに整流されて、ジェットノズル１２５に導かれる。

【００１６】ジェットノズル１２５で整流され、生成さ
れたジェット流は、誘振子１２７にぶつかり、左右（図
面上、上下）の流れに分離されるとともに、エンドブロ
ック１２９に衝突するまでの流路拡大部１２６内の空間
においてある流量を超えると、誘振子１２７の流れ方向
背後に生じる渦の不安定性によって、左または右に偏っ
た流れ（偏流）を形成することとなる。

【００１７】このため、エンドブロック９に衝突したジ
ェット流の流れは、エンドブロック１２９の壁１２９ａ
及び壁１２９ｂの前面（流入口１２１側の面）に沿って
流れ、さらにサイドブロック１２８に沿って再びジェッ
トノズル１２５の出口に達して、ジェットノズル１２５
により生成されたジェット流にほぼ直角にぶつかること
となる。

【００１８】この結果、ジェット流の流れを最初の偏流
とは反対方向に偏らせることとなる。さらに上記動作を
繰り返すことにより、ジェットノズル１２５から射出さ
れるジェット流の流れは規則的に交互に流れの方向（偏
流方向）を変化させるとともに、この偏流方向を変化さ
せる振動の周波数は、流量の増加に対して直線的に増加
することとなる。

【００１９】そして、この流量センサを用いて流量計を
構成する場合には、流体の振動周波数を速度センサ１３
１ａ及び速度センサ１３１ｂの抵抗変化として図示しな
い外部のブリッジ回路を有する検出回路により検出する
ことにより、高感度に流量の変化を算出するのである。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記第１従
来例のフルイディック流量センサにおいては、圧力検出
のために第１圧力検出孔９１ａ及び第２圧力検出孔９１
ｂを設けているため、ドレイン等により各検出孔が詰っ
てしまい検出不能になってしまう場合があるという問題
点があった。

【００２１】また、測定系は１系統のみ（測定箇所が１
ヵ所）であり、検出精度を安定に保持できないという問
題点があった。一方、上記第２従来例のフルイディック
流量センサにおいては、発熱体（速度センサ１３１ａ及
び速度センサ１３１ｂ）を複数箇所に設置しているた
め、消費電力が大きくなってしまい、ひいては流量計の
消費電力も大きくなってしまうという問題点があった。

【００２２】また、測定対象の流体の流れに対して流量
を１ヵ所で測定しているため、検出精度を安定に保持で
きないという問題点があった。そこで、本発明の第１の
目的は、確実に流量を測定することが可能で、検出精度
を高く保持することが可能な流量センサ及び流量計を提
供することにある。

【００２３】また、本発明の第２の目的は、感度を向上
させ、かつ、消費電力を低減することが可能な流量セン
サ及び流量計を提供することにある。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、図１の基本構成図に示すよ
うに、フルイディック震動を利用した流量センサ１は、
フルイディック素子２を構成するジェットノズル３から
噴出された流体の流体経路に沿って所定距離離間して配
置された二つの焦電センサＳ1 、Ｓ2 を焦電センサ群Ｓ
Ｇ1 とし二つの焦電センサＳ3 、Ｓ4 を焦電センサ群Ｓ
Ｇ2 とし、ジェットノズル３の中心と誘振子４の中心と
を結ぶ直線を仮定し、フルイディック素子２内であって
前記直線に対してほぼ対称な位置に配置した少なくとも
二つの焦電センサ群ＳＧ1 、ＳＧ2と、外部から電源が
供給され、ジェットノズル３に至る流体を加熱する加熱
手段５と、を備えて構成する。

【００２５】請求項１記載の発明によれば、加熱手段５
は、外部から電源が供給され、ジェットノズル３に至る
流体を加熱する。これにより加熱された流体は、ジェッ
トノズル３から噴出され、誘振子４に衝突して流路を変
化させ、少なくとも二つの焦電センサ群ＳＧ1 、ＳＧ2
の間で振動する。

【００２６】これにより各焦電センサ群の出力信号Ｇ1
、Ｇ2 に基づいて流体の流量に対応する流量信号ＳFL
を生成し、出力することにより、ノイズ等の影響を低減
して正確な流量を検出することができる。請求項２記載
の発明は、請求項１記載の流量センサにおいて、前記ジ
ェットノズル３の上流側に設けられ、流体の流れにより
発電を行ない、加熱手段５に前記外部からの電源に重畳
して電源を供給する発電手段６を備えて構成する。

【００２７】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、発電手段６は流体の流れによ
り発電を行ない、加熱手段５に前記外部からの電源に重
畳して電源を供給する。請求項３記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の流量センサを備えた流量計にお
いて、各焦電センサ群ＳＧ1 、ＳＧ2 の出力信号Ｇ1 、
Ｇ2 に基づいて流体の流量に対応する流量信号ＳFLを生
成し、出力する演算手段７を備えて構成する。

【００２８】請求項３記載の発明によれば、演算手段７
は各焦電センサ群の出力信号Ｇ1 、Ｇ2 に基づいて流体
の流量に対応する流量信号ＳFLを生成し、出力する。請
求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、演
算手段７は、各焦電センサ群ＳＧ1 、ＳＧ2 を構成する
二つの焦電センサの出力信号の差を求め差信号を出力す
る差演算手段と、前記差信号に基づいて、前記流量信号
を生成し出力する流量信号生成手段と、を備えて構成す
る。

【００２９】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、演算手段７の差演算手段は、
各焦電センサ群ＳＧ1 、ＳＧ2 を構成する二つの焦電セ
ンサの出力信号の差を求め差信号を流量信号生成手段に
出力し、流量信号生成手段は、差信号に基づいて、流量
信号ＳFLを生成し出力する。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態を説明する。図２に流量計の概要構成図を示
す。流量計２０は、大別すると、ガスの流量に応じた検
出信号ＳS1、ＳS2、ＳS3、ＳS4を出力する流量センサ２
１と、検出信号ＳS1、ＳS2、ＳS3、ＳS4に基づいて流量
信号ＳFLを生成し出力する演算回路２９と、を備えて構
成されている。

【００３１】流量センサ２１は、フルイディック素子２
２を構成し、ガスを噴出するジェットノズル２３と、ジ
ェットノズル２３から噴出されたガスの流体経路（流
路）に沿って所定距離離間して配置された二つの焦電セ
ンサ２４-1、２４-2から構成される第１焦電センサ群２
５-1と、フルイディック素子２２を構成する誘振子２６
の中心とジェットノズル２３の中心とを結ぶ直線を仮定
し、第１焦電センサ群２５-1に対しフルイディック素子
２２内のほぼ対称な位置に配置された二つの焦電センサ
２４-3、２４-4から構成される第２焦電センサ群２５-2
と、外部電源である電池Ｂから電源が供給されるととも
に、ジェットノズル２３の上流側に配置されて、ガスを
加熱するマイクロヒータ２６と、マイクロヒータ２６の
さらに上流側に配置され、ガスの流れにより羽根が回転
し発電し、発電した電力をダイオードＤを介して電池Ｂ
の電源供給に重畳してマイクロヒータ２６に供給する羽
根式発電機２７と、を備えて構成されている。

【００３２】演算回路２９は、焦電センサ２４-1の出力
信号ＳS1と焦電センサ２４-2の出力信号ＳS2とに基づい
て第１差信号ＳDEL1を生成し出力する第１差動アンプ３
０と、焦電センサ２４-3の出力信号ＳS3と焦電センサ２
４-4の出力信号ＳS4とに基づいて第２差信号ＳDEL2を生
成し出力する第１差動アンプ３１と、第１差信号ＳDEL1
と第２差信号ＳDEL2とに基づいて原流量信号ＳOFL を生
成し出力する第３差動アンプ３２と、原流量信号ＳOFL
のノイズ成分を除去すべく所定の周波数帯域成分を除去
して出力するフィルタ回路３３と、フィルタ回路３３の
出力信号に基づいて波形整形を行ない、流量信号ＳFLを
出力するシュミットトリガ回路３４と、を備えて構成さ
れている。

【００３３】次に流量計２０の動作について説明する。
ガスが流量センサ２１内に導入されると、羽根式発電機
２７はガスの流れにより羽根が回転し発電し、発電した
電力を電池Ｂの電源供給に重畳してマイクロヒータ２６
に供給する。

【００３４】マイクロヒータ２６は、電池Ｂの電源供給
及び羽根式発電機２７の電源供給により導入されたガス
を加熱する。加熱されたガスは、ジェットノズル２３か
ら噴出される。加熱されたガスは誘振子２８に衝突し
て、その流量に応じて流路が変更されることとなる。

【００３５】これによりガスの流路は、流量に応じて周
期で第１焦電センサ群２５-1と第２焦電センサ群２５-2
の間を振動することとなる。この結果、第１焦電センサ
群２５-1あるいは第２焦電センサ群２５-2の一方は他方
よりも温度が高くなる。

【００３６】さらに各焦電センサ群を構成する焦電セン
サにおいても検出した温度の差が生じることとなる。こ
こでより具体的な動作について図３乃至図５を参照して
説明する。図３は、時刻Ｔが、 ｔ≦Ｔ＜ｔ＋α の期間、すなわち、加熱されたガスが第１焦電センサ群
２５-1側を流れている場合の状態説明図である。

【００３７】時刻Ｔが、 ｔ≦Ｔ＜ｔ＋α の期間においては、図３（ａ）に示すように、加熱され
たガスの流れは第１焦電センサ群２５-1側を太実線で示
すような流路で流れており、焦電センサ２４-1はその時
の周囲温度に応じて出力信号ＳS1を第１差動アンプ３０
に出力し、焦電センサ２４-2はその時の周囲温度に応じ
て出力信号ＳS2を第１差動アンプ３０に出力する。

【００３８】より具体的には、図５（ａ）に示すよう
に、加熱されたガスの流れがある場合には、焦電センサ
２４-1の出力信号ＳS1の波形ピーク（電圧Ｖ1 ）と焦電
センサ２４-2の波形ピーク（電圧Ｖ2 ）はΔＴだけずれ
るとともに、その電圧差ΔＶは、 ΔＶ＝Ｖ1 −Ｖ2 （＝ＳDEL1） となり、ガスの流れを検出することができる。

【００３９】これにより、第１差動アンプ３０は、出力
信号ＳS1と出力信号ＳS2とに基づいて、図３（ｂ）に示
す第１差信号ＳDEL1を生成し第３差動アンプ３２に出力
する。 同様にして焦電センサ２４-3はその時の周囲温
度に応じて出力信号ＳS3を第２差動アンプ３１に出力
し、焦電センサ２４-4はその時の周囲温度に応じて出力
信号ＳS4を第２差動アンプ３１に出力する。

【００４０】より具体的には、図５（ｂ）に示すよう
に、加熱されたガスの流れがない場合には、焦電センサ
２４-1の出力信号ＳS1の波形と焦電センサ２４-2の波形
とはほぼ変化がなく等しくなるので、ガスの流れがない
ことを容易に検出することができる。

【００４１】これにより、第２差動アンプ３１は、出力
信号ＳS3と出力信号ＳS4とに基づいて、図３（ｃ）に示
す第２差信号ＳDEL2を生成し第３差動アンプ３２に出力
する。この場合において、焦電センサ２４-3及び焦電セ
ンサ２４-4の周囲には、加熱されたガス流が流れていな
いため、両者の周囲温度はほぼ等しく、第２差信号ＳDE
L2はほぼ零となるのである。

【００４２】これにより第３差動アンプ３２は、第１差
信号ＳDEL1から第２差信号ＳDEL2を差し引くことにより
図３（ｄ）に示すような原流量信号ＳOFL を生成しフィ
ルタ回路３３に出力する。フィルタ回路は、原流量信号
ＳOFL のノイズ成分を除去すべく所定の周波数帯域成分
を除去してシュミットトリガ回路３４に出力し、シュミ
ットトリガ回路３４は、フィルタ回路３３の出力信号に
基づいて波形整形を行ない、流量信号ＳFLを出力するこ
ととなる。

【００４３】このように加熱されたガスが第１焦電セン
サ群２５-1側を流れている場合には、二つの焦電センサ
２４-1、２４-2により流量を検出することとなるため、
感度を向上できるとともに、脈流の影響があっても二つ
の焦電センサ２４-1、２４-2にはほぼ同様の影響がある
ので二つの焦電センサ２４-1、２４-2の出力信号の差動
増幅を行なうことによりその影響を容易に除去すること
ができる。

【００４４】さらにこの場合において、焦電センサ２４
-1、２４-2、２４-3、２４-4には流量センサ２１の周囲
温度に変化があったとしても同一の出力が現れるため、
後段の差動増幅器（第３差動アンプ３２）における演算
において相殺されることとなり、流量センサ２１の周囲
温度の変化による影響を受けずにより正確な流量を測定
することができる。

【００４５】同様に外部振動等のように焦電センサ２４
-1、２４-2、２４-3、２４-4には同一の出力が現れるた
めそれらの影響を除去することが可能となる。図４は、
時刻Ｔが、 ｔ＋α≦Ｔ＜ｔ＋β の期間、すなわち、ガスが第２焦電センサ群２５-2側を
流れている場合の状態説明図である。

【００４６】時刻Ｔが、 ｔ＋α≦Ｔ＜ｔ＋β の期間においては、図４（ａ）に示すように、加熱され
たガスの流れは第２焦電センサ群２５-2側を太破線で示
すような流路で流れており、焦電センサ２４-3はその時
の周囲温度に応じて出力信号ＳS3を第２差動アンプ３１
に出力し、焦電センサ２４-4はその時の周囲温度に応じ
て出力信号ＳS4を第２差動アンプ３１に出力する。

【００４７】これにより、第２差動アンプ３１は、出力
信号ＳS3と出力信号ＳS4とに基づいて、図４（ｃ）に示
す第２差信号ＳDEL2を生成し第３差動アンプ３２に出力
する。 同様にして焦電センサ２４-1はその時の周囲温
度に応じて出力信号ＳS1を第１差動アンプ３０に出力
し、焦電センサ２４-2はその時の周囲温度に応じて出力
信号ＳS2を第１差動アンプ３０に出力する。

【００４８】これにより、第１差動アンプ３０は、出力
信号ＳS1と出力信号ＳS2とに基づいて、図４（ｂ）に示
す第１差信号ＳDEL1を生成し第３差動アンプ３２に出力
する。この場合において、焦電センサ２４-1及び焦電セ
ンサ２４-2の周囲には、加熱されたガス流が流れていな
いため、両者の周囲温度はほぼ等しく、第１差信号ＳDE
L1はほぼ零となるのである。

【００４９】これにより第３差動アンプ３２は、第１差
信号ＳDEL1から第２差信号ＳDEL2を差し引くことにより
図４（ｄ）に示すような原流量信号ＳOFL を生成しフィ
ルタ回路３３に出力する。フィルタ回路は、原流量信号
ＳOFL のノイズ成分を除去すべく所定の周波数帯域成分
を除去してシュミットトリガ回路３４に出力し、シュミ
ットトリガ回路３４は、フィルタ回路３３の出力信号に
基づいて波形整形を行ない、流量信号ＳFLを出力するこ
ととなる。

【００５０】このように加熱されたガスが第２焦電セン
サ群２５-2側を流れている場合には、二つの焦電センサ
２４-3、２４-4により流量を検出することとなるため、
感度を向上できるとともに、脈流の影響があっても二つ
の焦電センサ２４-3、２４-4にはほぼ同様の影響がある
ので二つの焦電センサ２４-3、２４-4の出力信号の差動
増幅を行なうことによりその影響を容易に除去すること
ができる。

【００５１】以上の説明のように、本実施形態によれ
ば、流量の検出に熱を用いているため感度が高い流量セ
ンサ、ひいては、感度が高い流量計を構成することがで
きる。また、フルイディック素子内に直接焦電センサを
設けているため、従来のように検出孔を設ける必要がな
く、ドレイン等の影響を受けて測定不能に陥ることを低
減できる。

【００５２】さらに焦電センサを複数箇所（上記説明で
は、４ヵ所）に設けているため、感度を高めることがで
きるとともに、検出精度の確保を安定に行なえる。さら
にまた、羽根式発電機を用いてマイクロヒータに電源の
一部を供給しているため、実質的に外部電源である電池
の消費を抑えることが可能となる。

【００５３】以上の実施形態においては、焦電センサ群
を二つの焦電センサで構成していたが、さらに３つ以上
の焦電センサで構成することも可能である。この場合お
いて、ノイズ等の影響を除去すべく、偶数個の焦電セン
サで構成するのが望ましい。また、焦電センサ群を３つ
以上設けるように構成することも可能である。この場合
おいて、ノイズ等の影響を除去すべく、偶数個の焦電セ
ンサ群で構成するのが望ましい。

【００５４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、加熱手段
５は、外部から電源が供給され、ジェットノズル３に至
る流体を加熱し、加熱された流体は、ジェットノズル３
から噴出され、誘振子４に衝突して流路を変化させ、少
なくとも二つの焦電センサ群ＳＧ1 、ＳＧ2 の間で振動
するので、各焦電センサ群の出力信号Ｇ1 、Ｇ2 に基づ
いて流体の流量に対応する流量信号ＳFLを生成し、出力
することにより、ノイズ等の影響を低減して正確な流量
を検出することができる。また、流量の検出に熱を用い
ているため感度が高い流量センサを構成することができ
る。さらに、フルイディック素子内に直接焦電センサを
設けているため、従来のように検出孔を設ける必要がな
く、ドレイン等の影響を受けて測定不能に陥ることが低
減できる。さらにまた、焦電センサを複数箇所に設けて
いるため、感度を高めることができるとともに、検出精
度の確保を安定に行なえる。

【００５５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、発電手段６は流体の流れによ
り発電を行ない、加熱手段５に前記外部からの電源に重
畳して電源を供給するので、外部の電源に対して消費電
力を低減することができ、特に電池駆動等の場合には、
長時間の使用に耐えうることとなる。

【００５６】請求項３記載の発明によれば、演算手段７
は各焦電センサ群の出力信号Ｇ1 、Ｇ2 に基づいて流体
の流量に対応する流量信号ＳFLを生成し、出力するの
で、流量の検出に熱を用いているため感度が高い流量セ
ンサを構成することができる。さらに、フルイディック
素子内に直接焦電センサを設けているため、従来のよう
に検出孔を設ける必要がなく、ドレイン等の影響を受け
て測定不能に陥ることが低減できる。さらにまた、焦電
センサを複数箇所に設けているため、感度を高めること
ができるとともに、検出精度の確保を安定に行なえる。

【００５７】請求項４記載の発明によれば、請求項３記
載の発明の作用に加えて、演算手段７の差演算手段は、
各焦電センサ群ＳＧ1 、ＳＧ2 を構成する二つの焦電セ
ンサの出力信号の差を求め差信号を流量信号生成手段に
出力し、流量信号生成手段は、差信号に基づいて、流量
信号ＳFLを生成し出力するので、同相成分として出力信
号に含まれるノイズ成分を容易に除去でき、ノイズ等の
影響を低減して正確な流量を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図である。

【図２】流量計の概要構成を示すブロック図である。

【図３】流量計の動作説明図（その１）である。

【図４】流量計の動作説明図（その２）である。

【図５】流量計の動作説明図（その２）である。

【図６】第１従来例の流量計の概要構成図である。

【図７】第１従来例の流体震動圧力センサの説明図であ
る。

【図８】第２従来例のフルイディック流量センサの概要
構成図である。

【符号の説明】

１ 流量センサ ２ フルイディック素子 ３ ジェットノズル ４ 誘振子 ５ 加熱手段 ６ 発電手段 ７ 演算手段 Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 、Ｓ4 焦電センサ ＳＧ1 、ＳＧ2 焦電センサ群

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フルイディック震動を利用した流量セン
   サにおいて、 フルイディック素子を構成するジェットノズルから噴出
   された流体の流体経路に沿って所定距離離間して配置さ
   れた二つの焦電センサを焦電センサ群とし、ジェットノ
   ズルの中心と誘振子の中心とを結ぶ直線を仮定し、前記
   フルイディック素子内であって前記直線に対してほぼ対
   称な位置に配置した少なくとも二つの焦電センサ群と、 外部から電源が供給され、前記ジェットノズルに至る流
   体を加熱する加熱手段と、 を備えたことを特徴とする流量センサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の流量センサにおいて、 前記ジェットノズルの上流側に設けられ、前記流体の流
   れにより発電を行ない、前記加熱手段に前記外部からの
   電源に重畳して電源を供給する発電手段を備えたことを
   特徴とする流量センサ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の流量セン
   サを備えた流量計において、 各焦電センサ群の出力信号に基づいて前記流体の流量に
   対応する流量信号を生成し、出力する演算手段を備えた
   ことを特徴とする流量計。
4. 【請求項４】 請求項３記載の流量計において、 前記演算手段は、各焦電センサ群を構成する二つの焦電
   センサの出力信号の差を求め差信号を出力する差演算手
   段と、 前記差信号に基づいて、前記流量信号を生成し出力する
   流量信号生成手段と、 を備えたことを特徴とする流量計。