JPH11237268A - 感熱式流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス等の流体の低流量を、上流側と下流側に
発熱体を有するフローセンサを用いて測定する感熱式流
量計において、流量測定の精度を上げる。 【解決手段】 流量計本体からフレキシブルホース１０
・１１を垂下して設け、それらホースの下端間に水平管
１３を連結して設け、その水平管１３の内周上側の長さ
方向中央に、流路方向Ａ上流位置と下流位置に発熱体１
９・２０を有するフローセンサ１５を取り付ける。そし
て、フローセンサ１５の真下で水平管１３の外周に、水
平状態保持手段として錘３０を取り付け、水平管１３が
傾いてフローセンサ１５が水平位置にないと、錘３０の
重さで水平管１３を動かして傾きを矯正し、フローセン
サ１５を常に水平位置に保持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ガス等の流体の
通過流量を測定するガス流量計などで、特に、流体の低
流量を、発熱体を有するフローセンサを用いて測定する
感熱式流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、たとえば感熱式ガス流量計の中
に、図６に示すように、水平に設ける流路１の内壁にフ
ローセンサ２を取り付けて矢印ａ方向に流れるガスに触
れるように配設したものがある。フローセンサ２には、
その検知面２ａの流路方向上流位置と下流位置に発熱体
３・４を並べて設けてなる。

【０００３】そして、ガス流量を測定するときは、不図
示の定電流源から、定電流を供給して上流発熱体３およ
び下流発熱体４を発熱し、流路１中を流れるガスの流れ
により熱量を奪って発熱体３・４の温度を変化する。そ
のとき、上流側の発熱体３で奪われた熱量がガスの流れ
によって下流側の発熱体４に伝播されるため、上流側の
発熱体３の方が多くの熱量を奪われるから、２つの発熱
体３・４間に温度差を生じ、しかも、その温度差は、ガ
スの流速に応じて変化する。そこで、フローセンサ２で
は、この２つの発熱体３・４間に生ずる温度差に応じて
電圧を出力し、その出力値からガスの通過流量を演算し
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、そのような
従来の感熱式ガス流量計において、フローセンサ２が水
平に設置されている場合は、流路１内にガスの流れのな
いとき、通電した発熱体３・４の周りに、常時重力方向
と逆向きの矢印ｂで示す自然対流を生じ、その自然対流
の向きとフローセンサ２の向きが直交している。

【０００５】ところが、たとえば流量計を傾けて取り付
けたためにフローセンサ２が水平位置にないと、自然対
流がフローセンサ２に対し直交せず傾いた状態になる。
そのように発熱体３・４の周りで自然対流が傾いた状態
になると、この低流量測定時は、その自然対流が発熱体
３・４の温度変化に微妙に影響を及ぼし、その影響が測
定誤差となって現われてしまい、その結果、フローセン
サ２を用いて低流量の流量測定を正確に行うことができ
ないという問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１に記載
の発明は、たとえば以下の図面を用いて説明する実施の
形態のとおり、流路１４内に、その流路方向Ａ上流位置
と下流位置にそれぞれ発熱体１９・２０を有するフロー
センサ１５を設け、前記流路１４を流体が流れるとき、
その流速によって前記上流発熱体１９と前記下流発熱体
２０間に生ずる温度差を前記フローセンサ１５で検知し
て電圧値として出力し、その出力値から流体の通過流量
を測定する感熱式流量計において、前記フローセンサ１
５を水平位置に保持する水平状態保持手段を備えてな
る、ことを特徴とする。

【０００７】そして、フローセンサ１５が水平位置にな
いときは、水平状態保持手段で傾きを矯正してフローセ
ンサ１５を水平位置に保持する。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の感熱式流量計において、たとえば以下の図面を用いて
説明する実施の形態のとおり、前記水平状態保持手段と
して錘３０を用い、その錘３０の重さで前記フローセン
サ１５を水平位置に保持してなる、ことを特徴とする。

【０００９】そして、フローセンサ１５が水平位置にな
いときは、錘３０の重さで傾きを矯正してフローセンサ
１５を水平位置に保持する。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の感熱式流量計において、たとえば以下の図面を用いて
説明する実施の形態のとおり、前記水平状態保持手段
を、前記フローセンサ１５の傾きを検知する傾き検知装
置と、その傾き検知装置の検知結果に基づき前記フロー
センサ１５を水平位置に動かす作動装置４０・４０とで
構成してなる、ことを特徴とする。

【００１１】そして、フローセンサ１５の傾きを傾き検
知装置で検知し、フローセンサ１５が水平位置にないと
きは、傾き検知装置の検知結果に基づき作動装置４０・
４０を作動してフローセンサ１５を水平位置に動かして
傾きを矯正する。

【００１２】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の感熱式流量計において、たとえば以下の図面を用いて
説明する実施の形態のとおり、前記傾き検知装置として
加速度センサを用いてなる、ことを特徴とする。

【００１３】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
の感熱式流量計において、たとえば以下に説明する実施
の形態のとおり、前記傾き検知装置として水準器を用い
てなる、ことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、この発
明の実施の形態について説明する。図１は、この発明に
よる感熱式ガス流量計のガス流路に沿う部分の概略断面
図である。図２は、そのガス流路部分の正面図である。

【００１５】このガス流量計は、図示省略する流量計本
体から、そこを通るガス管と連通するフレキシブルホー
ス１０・１１を垂下して設け、それらホースの下端間に
接続部材１２を介して水平管１３を連結して設ける。そ
して、フレキシブルホース１０上端の流入口１０ａから
フレキシブルホース１１上端の流出口１１ａ間に流路１
４を形成する。

【００１６】水平管１３は、たとえばアルミニウム製パ
イプでつくり、その内周上側の長さ方向中央に、検知面
１５ａを重力方向Ｇに向けてフローセンサ１５を取り付
けてなる。フローセンサ１５には、検知面１５ａの流路
方向Ａ上流位置と下流位置に、それぞれ数ｍＡの電流を
供給すると発熱する一対の発熱体１９・２０を設けてな
る。

【００１７】詳しくは図３に示すように、フローセンサ
１５は、四角い半導体基板２１上に形成する検知面１５
ａに、流路方向Ａにエッチングで堀２２を設け、その堀
２２を横断して橋２３を設け、その橋２３上に上流発熱
体１９と下流発熱体２０を並べて設けてなる。なお、図
中符号２４は、ガス温度を測定してその温度により流量
補正を行うためのガス温度測定用抵抗体である。

【００１８】さて、上述したガス流量計において、ガス
の使用時は、上記ガス管を通してガスを流入口１０ａか
ら流路１４内に流入し、その流路を通して流出口１１ａ
から排出する。

【００１９】そして、ガス流量の測定時は、不図示の定
電流源から、上流発熱体１９および下流発熱体２０に定
電流を供給する。すると、フローセンサ１５では、通電
によって発熱体１９・２０が発熱してジュール熱を発生
し、その熱量がガスの流れにより奪われて各々の温度を
変化する。そして、このときに生ずる発熱体３・４間の
温度差に比例して抵抗値が変化し、その抵抗値の変化に
応じて電圧を出力し、その出力値からガスの通過流量を
演算する。

【００２０】そして、この演算結果を、図示しないが、
マイクロコンピュータにより積算記憶している流量値に
加算し、その積算流量を、上記流量計本体に設ける表示
部で表示する。

【００２１】なお、上述したガス流量計において、フロ
ーセンサ１５は、図４に示すように、橋２３の上で発熱
体２７を間に挟んで両側に、薄膜抵抗体からなる発熱体
周辺の温度を検出する上流側測温体２８と下流側測温体
２９を設け、それら薄膜の測温体間に生ずる温度差を検
出する構成のものを用いてもよい。

【００２２】ところで、上述したガス流量計は、たとえ
ば図１および図２に示すように、フローセンサ１５の真
下で水平管１３外周の中間位置に、この発明にいう「水
平状態保持手段」としての錘３０を取り付けてなる。

【００２３】そして、たとえばガス流量計が傾いて取り
付けられフローセンサ１５が水平位置にないとき、錘３
０の重さにより、フレキシブルホース１０・１１を介し
て水平管１３をフローセンサ１５とともに動かして傾き
を矯正し、フローセンサ１５を水平位置に保持する。

【００２４】また、この発明では、フローセンサ１５の
傾きを傾き検知装置で検知し、フローセンサ１５が水平
状態にないと、傾き検知装置の検知結果に基づき作動装
置を作動してフローセンサ１５を動かして傾きを矯正す
る構成にすることもできる。

【００２５】この他例では、傾き検知装置として、たと
えば加速度センサを用い、図５に示すように、水平管１
３のフローセンサ１５の真上に加速度センサ３５を取り
付ける。また、水平管１３上には、加速度センサ３５を
間に挟んで左右の対称位置に、作動装置４０・４０を設
ける。作動装置４０・４０は、たとえばモータ部４０ａ
で作動する作動杆４０ｂを備える装置で、加速度センサ
３５と電気的に接続してなる。そして、フローセンサ１
５が水平位置にないとき、加速度センサ３５からの検知
結果に基づき、モータ部４０ａで作動杆４０ｂを出し入
れして水平管１３の傾きを矯正し、フローセンサ１５を
水平にする。

【００２６】また、この発明では、傾き検知装置とし
て、水準器を用いることもできる。上述した図５に示す
実施例の場合は、加速度センサ３５に代えて水準器を、
水平管１３のフローセンサ１５の真上に設置し、その水
準器の左右の対称位置に作動装置４０・４０を設ける。
そして、たとえば水準器の気泡の位置を光センサで検出
してフローセンサ１５の傾きを検知し、その検知結果に
応じて作動装置４０・４０を作動して水平管１３の傾き
を矯正し、フローセンサ１５を水平にする。

【００２７】

【発明の効果】したがって、請求項１〜５に記載の発明
によれば、フローセンサが水平位置にないと、水平状態
保持手段でフローセンサを水平に保持し、フローセンサ
を流路内の上述した自然対流の向きと常に直交させる構
成にするため、測定時、自然対流がフローセンサの上流
発熱体と下流発熱体の温度変化に影響を及ぼすことを阻
止し、これにより、その影響が測定誤差となって現われ
ることを防止することができ、その結果、フローセンサ
を用いて行う低流量の流量測定の精度を上げることがで
きる。

【００２８】請求項２に記載の発明によれば、加えて、
錘を用いてフローセンサを水平に保持し、電気回路など
の複雑な構成を別に付加しない簡単な構成とするため、
必要以上に部品点数を増加させることなく、コスト高に
なることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による感熱式ガス流量計の低流量測定
用流路に沿う部分の概略断面図である。

【図２】その流路部分の正面図である。

【図３】この感熱式ガス流量計に備えるフローセンサの
表面を示す平面図である。

【図４】他のフローセンサの表面を示す平面図である。

【図５】この発明による感熱式ガス流量計の他例で、そ
の低流量測定用流路に沿う部分の概略断面図である。

【図６】従来の感熱式ガス流量計の低流量測定用の流路
部分の概略断面図である。

【符号の説明】

１４ 流路 １５ フローセンサ １９ 上流発熱体 ２０ 下流発熱体 ３０ 錘 ３５ 加速度センサ ４０ 作動装置 Ａ 流路方向

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路内に、その流路方向上流位置と下流
   位置にそれぞれ発熱体を有するフローセンサを設け、前
   記流路を流体が流れるとき、その流速によって前記上流
   発熱体と前記下流発熱体間に生ずる温度差を前記フロー
   センサで検知して電圧値として出力し、その出力値から
   流体の通過流量を測定する感熱式流量計において、 前記フローセンサを水平位置に保持する水平状態保持手
   段を備えてなる、感熱式流量計。
2. 【請求項２】 前記水平状態保持手段として錘を用い、
   その錘の重さで前記フローセンサを水平位置に保持して
   なる、請求項１に記載の感熱式流量計。
3. 【請求項３】 前記水平状態保持手段を、前記フローセ
   ンサの傾きを検知する傾き検知装置と、その傾き検知装
   置の検知結果に基づき前記フローセンサを水平位置に動
   かす作動装置とで構成してなる、請求項１に記載の感熱
   式流量計。
4. 【請求項４】 前記傾き検知装置として加速度センサを
   用いてなる、請求項３に記載の感熱式流量計。
5. 【請求項５】 前記傾き検知装置として水準器を用いて
   なる、請求項３に記載の感熱式流量計。