JPH1038652A - Thermal mass flowmeter - Google Patents

Thermal mass flowmeter

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Publication number
JPH1038652A
JPH1038652A JP8193218A JP19321896A JPH1038652A JP H1038652 A JPH1038652 A JP H1038652A JP 8193218 A JP8193218 A JP 8193218A JP 19321896 A JP19321896 A JP 19321896A JP H1038652 A JPH1038652 A JP H1038652A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pipe
thermal mass
heating temperature
measurement
mass flowmeter
Prior art date
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Application number
JP8193218A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichizo Ito
一造 伊藤
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPH1038652A publication Critical patent/JPH1038652A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mass flowmeter which can be manufactured at a low cost and is constituted so that stability and high sensitivity can be secured. SOLUTION: A thermal mass flowmeter measures the mass flow rate of a fluid flowing through a by-pass conduit 10 by using a pair of heating and temperature measuring sensors 26 and 27 installed to a measuring conduit 11 through which the fluid is made to flow by dividing the fluid at a prescribed dividing ratio. Each sensor 26 and 27 is constituted by forming a prescribed resistance pattern on an insulating film backed with a metallic film and the sensors 26 and 27 are stuck to the conduit 11 with an adhesive.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、バイパス管路に流
れるガスなどの流体を所定の分流比で分流して流す測定
管路に設けられる一対の加熱測温センサを用いて流体の
質量流量を測定する熱式質量流量計に係り、特に、安価
に製作することができしかも安定性と高感度を確保でき
るように改良された熱式質量流量計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a mass flow rate of a fluid by using a pair of heating and temperature measuring sensors provided in a measuring pipe which divides a fluid such as a gas flowing in a bypass pipe at a predetermined split ratio. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal mass flowmeter for measuring, and more particularly, to a thermal mass flowmeter improved so that it can be manufactured at a low cost and secure stability and high sensitivity.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は従来の熱式質量流量計の構成を示
す構成図である。バイパス管路10に流れるガスの流量
Qを分流して測定流量Q1として流す測定管路11がコ
の字状にバイパス管路10に固定され、残りの流量Q2
は絞り機構12を介して流出される。
2. Description of the Related Art FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional thermal mass flow meter. A measurement pipe 11 that divides the flow rate Q of the gas flowing through the bypass pipe 10 and flows it as a measurement flow rate Q 1 is fixed to the bypass pipe 10 in a U-shape, and the remaining flow rate Q 2
Is discharged through the throttle mechanism 12.

【0003】この測定管路11の内径は0.2mm〜
0.3mmと極めて細いので、大きな圧力損失が生じる
ので、バイパス管路10には、分流比(Q1/Q2)を一
定にするため絞り機構12が挿入され、測定管路11で
生じる圧力損失とバランスがとられている。
[0003] The inner diameter of the measuring pipe 11 is 0.2 mm to
Since the pressure is extremely small as 0.3 mm, a large pressure loss occurs. Therefore, a throttle mechanism 12 is inserted into the bypass pipe 10 in order to keep the branch flow ratio (Q 1 / Q 2 ) constant. Balanced with losses.

【0004】この測定管路11には、一対の加熱測温セ
ンサ13、14がコイル状に巻かれて固定されており、
これらの加熱測温センサ13、14は、抵抗15、16
とでブリッジを構成している。
[0004] A pair of heating and temperature measuring sensors 13 and 14 are wound and fixed in a coil shape on the measuring pipe 11.
These heating temperature sensors 13 and 14 are provided with resistors 15 and 16
And constitute a bridge.

【0005】加熱測温センサ13と14との直列回路
と、抵抗15と16との直列回路とは互いに並列に接続
され、これらの接続端はブリッジの電源端となり、この
電源端にはスイッチ17を介して電源18から直流の電
圧が印加されている。
A series circuit of the heating and temperature measuring sensors 13 and 14 and a series circuit of the resistors 15 and 16 are connected in parallel with each other, and these connection terminals serve as a power supply terminal of a bridge. A DC voltage is applied from the power supply 18 via the.

【0006】そして、加熱測温センサ13と14との接
続点と、抵抗15と16との接続端は、ブリッジの出力
端19、20として構成され、この出力端19、20に
は測定流量Q1の質量流量ρQ1(ρ:流体の密度)に起
因して加熱測温センサ13と14に生じる電圧差が現れ
る。
The connection point between the heating and temperature measuring sensors 13 and 14 and the connection end between the resistors 15 and 16 are configured as output terminals 19 and 20 of the bridge. A voltage difference appears between the heating temperature sensors 13 and 14 due to the mass flow rate ρQ 1 (ρ: density of fluid) of 1 .

【0007】上流側の加熱測温センサ13は熱を奪われ
て温度が下がり、逆に下流側の加熱測温センサ14は熱
が与えられて温度が上がる。このときの温度差と流体の
質量流量との間には一定の関係が成り立っているので、
この関係を用いてブリッジ回路により、質量流量を検出
することができる。
[0007] The upstream heating temperature sensor 13 is deprived of heat and its temperature is lowered, and conversely, the downstream heating temperature sensor 14 is heated and its temperature rises. At this time, since a certain relationship is established between the temperature difference and the mass flow rate of the fluid,
Using this relationship, the mass flow can be detected by the bridge circuit.

【0008】ところで、この加熱測温センサ13と14
の具体的な構成は、図8に示すようになっている。図8
は加熱測温センサ13と14の全体構成を示している。
以下、これについて説明する。
By the way, the heating temperature measuring sensors 13 and 14
Is as shown in FIG. FIG.
Indicates the overall configuration of the heating temperature measurement sensors 13 and 14.
Hereinafter, this will be described.

【0009】上流側の加熱測温センサ13と下流側の加
熱測温センサ14とは互いに所定距離L1だけ離間して
配置されているが、これらは測定管路11の周面に絶縁
層21を介して抵抗体として機能する細線22、23が
巻きつけられている。
The upstream heating temperature sensor 13 and the downstream heating temperature sensor 14 are arranged at a predetermined distance L 1 from each other. The thin wires 22 and 23 functioning as resistors are wound around the wire.

【0010】加熱測温センサ13と14は、測定管路1
1への熱伝達が良好で且つ安定であり、上流側の加熱測
温センサ13と下流側の加熱測温センサ14の電気的特
性と熱的特性が等しいことが求められる。
The heating temperature sensors 13 and 14 are connected to the measuring line 1
1 is required to be good and stable, and the electrical characteristics and the thermal characteristics of the upstream heating temperature sensor 13 and the downstream heating temperature sensor 14 are equal.

【0011】このため、細線22、23は、数μの極め
て細い径の線が用いられて所定の抵抗値が限られたスペ
ース内で確保されるようにし、さらに密着度を確保する
ためこの細線22、23には適当な張力を加えながら測
定管路11に均一に巻きつけられる。
For this reason, the fine wires 22 and 23 are made of wires having a very small diameter of several μm so that a predetermined resistance value is ensured in a limited space, and furthermore, the fine wires are used to secure the degree of adhesion. 22 and 23 are uniformly wound around the measuring pipe 11 while applying an appropriate tension.

【0012】特に、非絶縁性の細線22、23は、線間
の絶縁を確保しながら、密集して巻かれ、また熱伝導を
確保するために測定管路11の周囲には絶縁層21が薄
くかつ均一に塗布されている。
In particular, the non-insulating fine wires 22 and 23 are densely wound while ensuring insulation between the wires, and an insulating layer 21 is provided around the measuring pipe 11 to ensure heat conduction. It is applied thinly and uniformly.

【0013】図9は、抵抗体として機能する細線の他の
構成を示している。この場合は、絶縁材24が塗布され
た細線25が、測定管路11の上に直接巻きつけられる
構成となっている。
FIG. 9 shows another configuration of a thin wire functioning as a resistor. In this case, the thin wire 25 on which the insulating material 24 is applied is wound directly on the measurement pipeline 11.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような熱式質量流量計は、加熱測温センサを作る際に、
数μの細線を限られたスペース内に所定の抵抗値にな
るように適当な張力を加えながら均一に巻きつけるの
で、その作業は大変である。また、非絶縁性の細線で
は線間の絶縁を確保しながら密集して巻くのに多大の工
数を必要とし、さらに絶縁層を薄くかつ均一に塗布す
ることも容易ではない。
However, such a thermal mass flow meter as described above is not suitable for making a heating temperature measuring sensor.
The work is difficult since a fine wire of several μm is uniformly wound in a limited space while applying an appropriate tension so as to have a predetermined resistance value. Further, in the case of a non-insulating fine wire, it takes a lot of man-hours to densely wind the wire while ensuring insulation between the wires, and it is not easy to apply the insulating layer thinly and uniformly.

【0015】図9に示すような絶縁材が塗布された細線
を測定管路の上に直接巻きつける形式の場合には、細線
に薄く絶縁材を塗布するのも大変である上に、スペース
フアクタが悪化するという問題もある。
In the case of a type in which a thin wire coated with an insulating material as shown in FIG. 9 is wound directly on a measuring pipe, it is difficult to apply a thin insulating material to the thin wire, and furthermore, a spacefiber is required. There is also the problem that actors get worse.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、バイパス管路に流れる
流体を所定の分流比で分流して流す測定管路に設けられ
る一対の加熱測温センサを用いて先の流体の質量流量を
測定する熱式質量流量計において、先の加熱測温センサ
として、裏面に金属膜を施した絶縁フイルムの上に所定
の抵抗パターンを形成し先の測定管路に接着剤を介して
取り付けるようにしたものである。
According to the present invention, as a main structure for solving the above-mentioned problems, a pair of measurement pipes provided in a measurement pipe which divides a fluid flowing in a bypass pipe at a predetermined split ratio and flows the same. In a thermal mass flow meter that measures the mass flow rate of a fluid using a heating temperature sensor, a predetermined resistance pattern is formed on an insulating film having a metal film on the back surface as the heating temperature sensor. It is designed to be attached to the measurement pipe via an adhesive.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図1は本発明の1実施形態の構
成を示す縦断面図である。図7に示す測定管路とバイパ
ス管路に対応する部分のみの構成を示すが、同一の機能
を有する部分には同一の符号を付してある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the configuration of one embodiment of the present invention. Although only the configuration corresponding to the measurement pipeline and the bypass pipeline shown in FIG. 7 is shown, the portions having the same functions are denoted by the same reference numerals.

【0018】バイパス管路10に流れるガスの流量Qを
分流して測定流量Q1として流す測定管路11がコの字
状にバイパス管路10に固定され、残りのガスの流量Q
2は絞り機構12を介して流出される。
A measurement pipe 11 which divides the flow rate Q of the gas flowing through the bypass pipe 10 and flows it as the measurement flow rate Q 1 is fixed to the U-shaped bypass pipe 10, and the flow rate Q of the remaining gas is Q.
2 flows out through the throttle mechanism 12.

【0019】この測定管路11には、一定の電力が供給
され発熱している一対の加熱測温センサ26、27が設
けられているので、これらの加熱測温センサ26、27
から測定流体に伝達される熱流が流量によって変化する
のを検出することにより、測定管路11に流れる流量を
検出することができる。
Since a pair of heating temperature measuring sensors 26 and 27 which are supplied with constant electric power and generate heat are provided in the measuring pipe 11, these heating temperature measuring sensors 26 and 27 are provided.
By detecting that the heat flow transmitted from the to the measurement fluid changes according to the flow rate, the flow rate flowing through the measurement pipeline 11 can be detected.

【0020】この場合に、流体に伝達される熱流は体積
流量Q1ではなく、流体の密度をρ、比熱をcとすれば
(ρcQ1)に比例し、比熱cが一定であれば質量流量
ρQ1に比例する。従って、流れが層流であれば、分流
比(Q1/Q2)は一定であるので、質量流量ρQ1を測
定することにより、全体の質量流量ρQを求めることが
できる。
In this case, the heat flow transmitted to the fluid is not the volume flow rate Q 1 , but is proportional to (ρcQ 1 ) if the density of the fluid is ρ and the specific heat is c, and if the specific heat c is constant, the mass flow rate is It is proportional to ρQ 1 . Therefore, if the flow is laminar, the split flow ratio (Q 1 / Q 2 ) is constant, and the total mass flow ρQ can be determined by measuring the mass flow ρQ 1 .

【0021】ところで、この加熱測温センサ26と27
の具体的な構成は、図2に示すようになっている。図2
は加熱測温センサ26と27の全体構成を示し、図3は
加熱測温センサ26と27の具体的な構成を示す斜視図
である。
Incidentally, the heating temperature measuring sensors 26 and 27
Is as shown in FIG. FIG.
3 shows an overall configuration of the heating temperature measurement sensors 26 and 27, and FIG. 3 is a perspective view showing a specific configuration of the heating temperature measurement sensors 26 and 27.

【0022】加熱測温センサ26は上流側に、加熱測温
センサ27は下流側に互いに所定距離L1だけ離れて配
置されている(図2)。これ等の加熱測温センサ26
(27)は、抵抗体26a(27a)と、これ等の抵抗
体26a(27a)を接続する電極26b、26c(2
7b、27c)と、これらを搭載するポリイミドの絶縁
体である絶縁フイルム28で構成されている(図3)。
[0022] heating temperature measuring sensor 26 upstream, the heating temperature measuring sensor 27 are spaced apart by a predetermined distance L 1 from each other on the downstream side (FIG. 2). These heating temperature measuring sensors 26
(27) denotes a resistor 26a (27a) and electrodes 26b, 26c (2) connecting these resistors 26a (27a).
7b, 27c) and an insulating film 28 which is a polyimide insulator on which these are mounted (FIG. 3).

【0023】抵抗体26a(27a)の材料は、温度係
数の直線性が良好なニッケルであり、蒸着法などにより
絶縁フイルム28の上に薄膜状に形成され、その裏面に
は金属膜29が形成されている。
The material of the resistor 26a (27a) is nickel having a good temperature coefficient linearity, and is formed in a thin film on the insulating film 28 by a vapor deposition method or the like, and a metal film 29 is formed on the back surface thereof. Have been.

【0024】この場合、加熱測温センサ26と27は、
熱伝達が良好でかつ安定に動作し、これ等の加熱測温セ
ンサ26と27の抵抗体26a、27aと流体までの熱
コンダクタンスが大きくかつ安定であることが必要とな
る。
In this case, the heating temperature sensors 26 and 27 are
It is necessary that the heat transfer behaves well and stably, and that the heat conductance between the resistors 26a and 27a of the heating temperature sensors 26 and 27 and the fluid be large and stable.

【0025】このためには、絶縁フイルム28は熱伝導
率が小さいので薄くかつ均一であることが必要であり、
さらに抵抗体26a、27aと絶縁フイルム28と測定
管路11との間の密着性が良くその経年変化が少ないこ
とも必要となる。
For this purpose, the insulating film 28 needs to be thin and uniform because of its low thermal conductivity.
Further, it is necessary that the adhesion between the resistors 26a and 27a, the insulating film 28, and the measurement pipe 11 be good and the secular change be small.

【0026】その上、測定回路は加熱測温センサ26と
27の抵抗体26aと27a及び抵抗15と16でブリ
ッジの各辺を構成するが、ブリッジはその平衡を保つ必
要があるので、加熱測温センサ26と27の電気的特性
と熱的特性が互いに等しくかつ安定であることが必要で
ある。
In addition, the measuring circuit constitutes each side of the bridge by the resistors 26a and 27a of the heating temperature sensors 26 and 27 and the resistors 15 and 16, but since the bridge needs to keep its balance, the heating measurement is performed. It is necessary that the electrical characteristics and the thermal characteristics of the temperature sensors 26 and 27 are equal to each other and stable.

【0027】図4はステンレス鋼などよりなる測定管路
11に図3に示す加熱測温センサ26を設置した状態を
示す断面図である。測定管路11への設置には銀などの
金属フイラーを含有する導電性ペースト30を用いてい
るので、熱伝導が良好であり、かつペーストの厚さのバ
ラツキが熱伝達に与える影響も少ない。
FIG. 4 is a sectional view showing a state in which the heating temperature measuring sensor 26 shown in FIG. 3 is installed in the measuring pipe 11 made of stainless steel or the like. Since the conductive paste 30 containing a metal filler such as silver is used for installation in the measurement pipe 11, heat conduction is good, and variation in the thickness of the paste has little effect on heat transfer.

【0028】また、絶縁フイルム28のポリイミドフイ
ルムは熱伝導率が金属に比べると3桁程度小さいことか
らフイルムの厚さは熱応答の点でできるだけ薄いことが
好ましいが、絶縁フイルム28のポリイミドフイルムの
厚みが薄くなると単独では曲りが発生して取り扱いが困
難となる。
Since the thermal conductivity of the polyimide film of the insulating film 28 is about three orders of magnitude smaller than that of a metal, the thickness of the film is preferably as small as possible in terms of thermal response. If the thickness becomes thinner, bending occurs alone and handling becomes difficult.

【0029】しかし、ポリイミドフイルム製の絶縁フイ
ルム28の裏面には金属膜29が設けられているので、
この剛性で曲がりをカバーすることができる上にこの金
属膜29は導電性ペースト30との接合をも容易にす
る。
However, since the metal film 29 is provided on the back surface of the insulating film 28 made of polyimide film,
This rigidity can cover a bend, and the metal film 29 also facilitates bonding with the conductive paste 30.

【0030】なお、抵抗体26aと27aの材料は、温
度係数が一定であれば目的を達成させることができ、ま
た抵抗体26aと27aのパターンの形成についても蒸
着法だけではなく、スパッタ法によっても形成すること
ができる。
The material of the resistors 26a and 27a can achieve the object if the temperature coefficient is constant. The pattern of the resistors 26a and 27a can be formed not only by vapor deposition but also by sputtering. Can also be formed.

【0031】以上、説明したように、図1〜図4に示す
構成によれば、抵抗体26a(27a)は蒸着法などに
よって形成されるので、一対の抵抗体26aと27aと
の間で特性のバラツキが小さく、さらに上下流の抵抗体
26aと27aの間の距離L 1も正確に設定することが
できる。
As described above, as shown in FIGS.
According to the configuration, the resistor 26a (27a) is formed by an evaporation method or the like.
Therefore, the pair of resistors 26a and 27a
Characteristics are small, and the resistors upstream and downstream
Distance L between 26a and 27a 1Can also be set accurately
it can.

【0032】また、均一で高絶縁性のフイルムを絶縁フ
イルム28として用いるので、均一な熱伝達特性が得ら
れると共に良好な絶縁性を確保することができ、さらに
絶縁フイルム28の裏面に設けられた金属膜29と銀な
どのフイラーを含む導電性ペースト30を用いて測定管
路11に固定するので、密着性に裏打ちされて熱伝達特
性も向上する。
Since a uniform and highly insulating film is used as the insulating film 28, uniform heat transfer characteristics can be obtained and good insulating properties can be ensured. Further, the film is provided on the back surface of the insulating film 28. Since the metal film 29 and the conductive paste 30 containing a filler such as silver are fixed to the measurement pipe 11, the heat transfer characteristics are improved by the adhesion.

【0033】図5は本発明の他の実施の形態を示す構成
図である。この実施の形態は図1に示す絞り機構12が
省略された構成となっている。図1に示す構成では測定
管路11の内径が0.2mm〜0.3mmと極めて細く
大きな圧力損失を生じるので、バイパス管路10に絞り
機構12を設けて測定管路11に分流させている。
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. This embodiment has a configuration in which the aperture mechanism 12 shown in FIG. 1 is omitted. In the configuration shown in FIG. 1, since the inside diameter of the measurement pipe 11 is extremely thin, that is, 0.2 mm to 0.3 mm, and a large pressure loss occurs, the throttle mechanism 12 is provided in the bypass pipe 10 to divide the flow into the measurement pipe 11. .

【0034】このため、流体中にわずかなゴミが混入し
ていると、これらのゴミが絞り機構12の隙間やバイパ
ス管路10に付着して流路を閉塞し、正確な流量測定を
するための大きな障害になっている。さらに、分流比を
決定する絞り機構12の形状、寸法は、その精度維持に
多大な製造コストを必要とすることを余儀なくされてい
る。
For this reason, if a small amount of dust is mixed in the fluid, the dust adheres to the gap of the throttle mechanism 12 or the bypass line 10 to block the flow path, and to perform accurate flow rate measurement. Has become a major obstacle. Further, the shape and size of the throttle mechanism 12 that determines the flow dividing ratio are inevitably required to require a large production cost to maintain the accuracy.

【0035】そこで、図5に示す構成では、絞り機構1
2を用いない直管方式とし、かつ図3に示すプリント製
法によって製造されるシート状の抵抗体26aと27a
を用いることにより、効果的にこの直管方式を実現す
る。
Therefore, in the configuration shown in FIG.
2 and the sheet-shaped resistors 26a and 27a manufactured by the printing method shown in FIG.
By using this, the straight pipe method is effectively realized.

【0036】図5において、バイパス管路31と測定管
路32に各々流れる流量Q4とQ3との分流比は、各管路
における圧力損失によって決定される。ここで、流量Q
3によって測定管路32に生じる圧力損失をΔP3、バイ
パス管路31に生じる圧力損失をΔP4とすると、ΔP3
=ΔP4になるように、流量Q4とQ3は分流して流れ
る。
In FIG. 5, the ratio between the flow rates Q 4 and Q 3 flowing through the bypass line 31 and the measurement line 32 is determined by the pressure loss in each line. Here, the flow rate Q
3 [Delta] P 3 a pressure loss occurring in the measuring tube 32 by, when the pressure loss generated in the bypass line 31 and [Delta] P 4, [Delta] P 3
= ΔP 4 so that the flow rates Q 4 and Q 3 are split and flow.

【0037】流れを層流状態とすると、圧力損失は、主
として管摩擦により決定され、λ3(L3/D3)(V3 2
/2g)で示される。ここで、λ3は測定管路32の管
摩擦係数でλ3=64/Re、L3は測定管路32の長
さ、D3は測定管路32の内径、V3は測定管路32内の
流速である。
Assuming that the flow is laminar, the pressure loss is mainly determined by the pipe friction, and λ 3 (L 3 / D 3 ) (V 3 2
/ 2g). Here, λ 3 is the coefficient of friction of the pipe in the measurement pipe 32 λ 3 = 64 / Re , L 3 is the length of the measurement pipe 32, D 3 is the inner diameter of the measurement pipe 32, and V 3 is the measurement pipe. 32.

【0038】したがって、測定管路32に生じる圧力損
失ΔP3は、ΔP3∝V333/D3 4となり、測定管路
32の内径D3の4乗に逆比例する。ここで、内径D3
1mmとすると、図1の場合は0.25mmであること
から、図5の場合は、圧力損失が(0.25/1)4
0.004に減少する。
Therefore, the pressure loss occurring in the measuring line 32
Loss ΔPThreeIs ΔPThree∝VThreeLThreeQThree/ DThree FourAnd the measuring pipeline
32 inner diameter DThreeIs inversely proportional to the fourth power of. Where the inner diameter DThreeTo
If it is 1 mm, it should be 0.25 mm in the case of FIG.
Therefore, in the case of FIG. 5, the pressure loss is (0.25 / 1)Four
Reduce to 0.004.

【0039】このことから、バイパス管路31の中に絞
り機構を挿入して大きな圧力損失を確保しなくても、管
摩擦のみでも十分に実現可能であり、またスパン変更
(分流比の変更)に際してバイパス管路31の内径を変
更することにより行うことができる。
Therefore, even if the throttle mechanism is not inserted in the bypass pipe line 31 to secure a large pressure loss, it is possible to sufficiently realize the pipe friction alone, and to change the span (change the split ratio). This can be done by changing the inner diameter of the bypass conduit 31.

【0040】しかし、図1に示す場合に比べて測定管路
32の内径D3を大きく選定するので、加熱測温センサ
26と27で発生した熱が流体に効率良く伝達し難くな
ると共に測定管路32の熱容量が増加し、十分な信号レ
ベルを得るに必要な管内壁温度の上昇を確保出来なくな
るおそれが生じる。
However, since the inner diameter D 3 of the measuring pipe 32 is selected to be larger than that in the case shown in FIG. 1, the heat generated by the heating temperature measuring sensors 26 and 27 is difficult to efficiently transmit to the fluid, and the measuring pipe is difficult to measure. The heat capacity of the passage 32 is increased, and there is a possibility that it is not possible to secure a rise in the inner wall temperature of the tube required to obtain a sufficient signal level.

【0041】そこで、図2と図3に示す加熱測温センサ
26と27は、絶縁フイルム28が高温に耐えられる薄
いポリイミドフイルムを使用して、抵抗体26a、27
aを高温に加熱して良好に熱伝達を行う。
Therefore, the heating temperature measuring sensors 26 and 27 shown in FIGS. 2 and 3 are made of a thin polyimide film in which the insulating film 28 can withstand high temperatures, and the resistors 26a and 27 are used.
a is heated to a high temperature and heat transfer is performed well.

【0042】さらに、λ0を熱伝導率、Sを発熱体との
接触面積、Lを発熱体の長さ、ΔTを発熱体と流体との
温度差とすると、熱の伝導量qはq=(λ0S/L)Δ
Tで示されるので、発熱体、つまり抵抗体26a及び2
7aと測定管路32との間の接触面積Sを大きくするこ
とが感度を向上させる上で必要である。
Further, if λ 0 is the thermal conductivity, S is the contact area with the heating element, L is the length of the heating element, and ΔT is the temperature difference between the heating element and the fluid, the amount of heat conduction q is q = (Λ 0 S / L) Δ
Since it is indicated by T, the heating elements, that is, the resistors 26a and 26
It is necessary to increase the contact area S between 7a and the measurement pipeline 32 in order to improve the sensitivity.

【0043】このために、絶縁フイルム28の裏面には
このポリイミドフイルムの薄膜化による曲がりを防ぐと
共に良好な熱伝導を維持する金属膜29を配置し、さら
に熱伝導の良い導電性ペースト30を用いて測定管路3
2に密着して固着する構成となっている。
To this end, a metal film 29 for preventing bending due to thinning of this polyimide film and maintaining good heat conduction is disposed on the back surface of the insulating film 28, and a conductive paste 30 having good heat conduction is used. Measuring pipe 3
2 and closely adhered thereto.

【0044】図6は図5に示された加熱測温センサ26
と27の部分の詳細を示す縦断面図である。測定管路3
0の上に導電性ペースト30を用いて、加熱測温センサ
26と27を固定し、この上を対流による熱損失を防ぐ
ために断熱材33で覆った構成としている。
FIG. 6 shows the heating temperature sensor 26 shown in FIG.
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the detail of the part of FIG. Measurement pipeline 3
The heating and temperature measurement sensors 26 and 27 are fixed on the top of the heating element 0 by using a conductive paste 30 and are covered with a heat insulating material 33 to prevent heat loss due to convection.

【0045】このように、熱伝導率の異なる部材(i=
1、2、…)が重なったときの熱の伝導量qはq=SΔ
T/[Σ(Li/λi)]で示されるので、熱伝導率が大
きくかつ薄いものにして伝導による熱流を大きくしてい
る。
As described above, members having different thermal conductivities (i =
1, 2,...) Overlap, the heat conduction amount q is q = SΔ
Since it is represented by T / [Σ (L i / λ i )], the heat conductivity is large and thin to increase the heat flow due to conduction.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、請求項1に記載された発明によれば、
一対の加熱測温センサとして絶縁フイルムの上に抵抗パ
ターンを形成して測定管路に取り付けるようにしたの
で、上流側と下流側の抵抗パターンの特性のバラツキを
小さく抑えることができ、特性の揃った熱式質量流量計
を得ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, as specifically described with the embodiments of the present invention,
As a pair of heating temperature sensors, a resistance pattern is formed on the insulating film and attached to the measurement pipe, so that variations in the characteristics of the resistance patterns on the upstream and downstream sides can be kept small, and the characteristics are uniform. A thermal mass flowmeter can be obtained.

【0047】また、請求項1に記載された発明によれ
ば、一対の加熱測温センサとして上流側と下流側の抵抗
パターン間の距離を正確に設定することができるので、
感度のバラツキの少ない熱式質量流量計を得ることがで
きる。
According to the first aspect of the present invention, the distance between the upstream and downstream resistance patterns can be accurately set as a pair of heating temperature measurement sensors.
A thermal mass flow meter with less variation in sensitivity can be obtained.

【0048】さらに、請求項1に記載された発明によれ
ば、均一性の良好な絶縁フイルムを基板として用いかつ
絶縁フイルムの裏面に金属膜を施して測定管路に接着剤
を介して固定するようにしたので、熱伝達特性を良好に
保持することができる。
Further, according to the first aspect of the present invention, an insulating film having good uniformity is used as a substrate, a metal film is applied to the back surface of the insulating film, and the insulating film is fixed to a measuring pipe via an adhesive. As a result, good heat transfer characteristics can be maintained.

【0049】次に、請求項2に記載された発明によれ
ば、請求項1に記載された構成により感度の向上が期待
できるので、バイパス管路の中に絞り機構を配置するこ
とにより分流比の選択が容易となり、より広範囲のスパ
ン変更に対応することが可能となる。
Next, according to the second aspect of the invention, the sensitivity can be expected to be improved by the configuration of the first aspect. Can be easily selected and a wider range of span change can be handled.

【0050】請求項3に記載された発明によれば、バイ
パス管路の中に絞り機構を配置しないようにしたので、
ゴミなどの付着によるバイパス管路の閉塞トラブルを低
減させることができる。
According to the third aspect of the present invention, the throttle mechanism is not disposed in the bypass pipe.
It is possible to reduce the trouble of blocking the bypass pipeline due to the adhesion of dust and the like.

【0051】請求項4に記載された発明によれば、抵抗
パターンとしてニッケルを、接着剤として導電性ペース
トを用いるようにしたので、温度に対して直線性が良好
でかつ熱伝達特性の良好な熱式質量流量計を得ることが
できる。
According to the fourth aspect of the present invention, nickel is used as the resistance pattern, and the conductive paste is used as the adhesive. Therefore, the linearity with respect to temperature is good and the heat transfer characteristic is good. A thermal mass flow meter can be obtained.

【0052】請求項5に記載された発明によれば、絶縁
フイルムとしてポリイミドを用いる構成にしたので、高
絶縁性を確保することができると共に抵抗パターンに流
す電流を増やすことができ、このため全体として高感度
の熱式質量流量計を得ることができる。
According to the fifth aspect of the invention, since the polyimide is used as the insulating film, high insulation can be ensured and the current flowing through the resistance pattern can be increased. As a result, a high-sensitivity thermal mass flowmeter can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施の形態を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す加熱測温センサ全体構成を示す斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the entire configuration of the heating and temperature measuring sensor shown in FIG.

【図3】図2に示す加熱測温センサの具体的な構成を示
す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a specific configuration of the heating temperature measuring sensor shown in FIG. 2;

【図4】図3に示す加熱測温センサを測定管路に設置し
たときの縦断面図である。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view when the heating temperature measuring sensor shown in FIG. 3 is installed in a measuring pipe.

【図5】本発明の他の実施の形態を示す縦断面図であ
る。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図6】図5に示された加熱測温センサを測定管路に設
置したときの縦断面図である。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view when the heating and temperature measuring sensor shown in FIG. 5 is installed in a measurement pipeline.

【図7】従来の熱式質量流量計の構成を示す構成図であ
る。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional thermal mass flow meter.

【図8】図7に示す加熱測温センサを具体的に示す構成
図である。
8 is a configuration diagram specifically showing the heating temperature measuring sensor shown in FIG. 7;

【図9】図7に示す加熱測温センサの抵抗体の他の構成
を示す構成図である。
9 is a configuration diagram showing another configuration of the resistor of the heating temperature measuring sensor shown in FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、31 バイパス管路 11、32 測定管路 12 絞り機構 13、14、26、27 加熱測温センサ 21 絶縁層 26a、27a 抵抗体 26b、26c、27b、27c 電極 28 絶縁フイルム 29 金属膜 30 導電性ペースト 33 断熱材 10, 31 Bypass line 11, 32 Measurement line 12 Throttle mechanism 13, 14, 26, 27 Heating and temperature measuring sensor 21 Insulating layer 26a, 27a Resistor 26b, 26c, 27b, 27c Electrode 28 Insulating film 29 Metal film 30 Conduction Paste 33 Insulation material

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】バイパス管路に流れる流体を所定の分流比
で分流して流す測定管路に設けられる一対の加熱測温セ
ンサを用いて前記流体の質量流量を測定する熱式質量流
量計において、 前記加熱測温センサとして、裏面に金属膜を施した絶縁
フイルムの上に所定の抵抗パターンを形成し前記測定管
路に接着剤を介して取り付けたことを特徴とする熱式質
量流量計。
1. A thermal mass flow meter for measuring a mass flow rate of a fluid using a pair of heating temperature measuring sensors provided in a measurement pipe which divides and flows a fluid flowing in a bypass pipe at a predetermined split ratio. A thermal mass flowmeter as the heating temperature measuring sensor, wherein a predetermined resistance pattern is formed on an insulating film having a metal film on a back surface, and the resistance pattern is attached to the measuring pipe via an adhesive.
【請求項2】前記バイパス管路の中に絞り機構を配置し
て前記測定管路に流れる流量を所定値に確保することを
特徴とする請求項1記載の熱式質量流量計。
2. The thermal mass flowmeter according to claim 1, wherein a throttle mechanism is arranged in the bypass line to secure a flow rate flowing through the measurement line to a predetermined value.
【請求項3】前記バイパス管路の中に絞り機構を配置し
ないで前記測定管路に流れる流量を所定値に確保するこ
とを特徴とする請求項1記載の熱式質量流量計。
3. The thermal mass flowmeter according to claim 1, wherein a flow rate flowing through said measurement pipe is maintained at a predetermined value without disposing a throttle mechanism in said bypass pipe.
【請求項4】前記抵抗パターンとしてニッケルを、前記
接着剤として導電性ペーストを用いたことを特徴とする
請求項1又は2記載の熱式質量流量計。
4. The thermal mass flowmeter according to claim 1, wherein nickel is used as said resistance pattern and a conductive paste is used as said adhesive.
【請求項5】前記絶縁フイルムとしてポリイミドを用い
たことを特徴とする請求項1又は2記載の熱式質量流量
計。
5. A thermal mass flowmeter according to claim 1, wherein said insulating film is made of polyimide.
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