JPS5921505B2 - 微量ガス流検出器 - Google Patents

微量ガス流検出器

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JPS5921505B2
JPS5921505B2 JP52150413A JP15041377A JPS5921505B2 JP S5921505 B2 JPS5921505 B2 JP S5921505B2 JP 52150413 A JP52150413 A JP 52150413A JP 15041377 A JP15041377 A JP 15041377A JP S5921505 B2 JPS5921505 B2 JP S5921505B2
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thermal conductor
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conductor
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ギユンタ−・シユンク
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Leybold Heraeus GmbH
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に赤外線ガス分析器用の微量ガス流検出器で
あつて熱導体と、熱導体の作用範囲内に配置され、細い
線材から成杉かつ太い接続線の間に保持されている抵抗
温度計とから成る形式のものに関する。
若干の物理的測定法においては、極めて微細に脈動する
圧力又は流量を測定することが問題になる。
このためには、例えば赤外線ガス分析、低い感度範囲の
漏れ測定、医療における呼吸測定又は工程に基づく極僅
少量のガス消費を伴う他の測定が該当する。ガス流の流
れを測定するためには熱線風速計とも称される、冒頭に
述べた形式の微量ガス流検出器を使用することができる
高速微量ガス流検出器とは、機能構成素子がガス区分を
介して温度連結され、一部が質量の小さい2個以上の固
体成形体である極微量ガス流の測定系であると理解され
るべきである。この場合に、例えば比較的に緩慢な、質
量保有成分であつてもよい加熱された固体成形体によつ
て被測定ガス内に、等温場によつて表わすことができる
熱い雲が形成される。強制された流れが前記ガス雲ない
しは等温場を変形する。ガス雲内に配置された単数又は
複数の質量の少ない温度センサによつて、一定の限界内
で流れに比例した信号を発生させることができる。温度
センサの小さな質量慣性に対する要求により1例えば直
径が約0.5〜5・10一騙の極めて細い抵抗線から成
る抵抗温度計が必要である。
抵抗温度計が約10〜50Hzの大きさの脈動せるガス
流の場合でも十分の解読能を有するようにするためには
小さな質量慣性が必要である。更に、最小流量用の流動
検出器の場合には、検出器内で測定効果の強制的対流に
対して生じるようないかなる自由対流も生じ得ないよう
に配慮すべきである。
従つて、約1肩J以下である有効検出器容積にする必要
がある。この場合に、抵抗温度計の長さは可能な限1!
)0.4〜1.5mにするべきである。上記必要性及び
構造規定により、この種の微流検出器は製作の精度に対
する高い要求を伴う精密機械技術による最高級の製作品
であることを必要とする。このことは、著しく高い賃金
配分を伴の必然的に高い生産コストと結び付いている。
Dr.ギユンテル・シユンク(Dr.GunterSc
hurlck)著1シユネレ・メスフイーラ・フェア・
クライネ・ガスストレータ(SchnelleMe8s
fuhlerfurKleineG&SstrOme)
01974年12月9日、フアクルテート・フエア・エ
レクトロテヒニツク・デア・ウニベルジテートリカルル
スルーエ(FakultatfurElektrOte
chnikderUniversitatKarlsr
uhe)出版の学術論文によ虱冒頭に述べた形式の微流
検出器は公知である。公知の微流検出器の場合には、熱
導体及び両抵抗温度計は相互に無関係に接続線に吊され
ておシ、これがその弾性的構成に基づいて熱膨張を起す
。この種の微流検出器はそれに課せられた要求を完全に
満足するが、実際的には、振動に対して敏感でありかつ
製作コストが高いことが判明した。多くの測定装置の場
合に避けられない振動によつて場合により敏感な抵抗温
度計の破壊が生じる。据付けの際にも問題がある、それ
というのも抵抗温度計は個々に溶融された接続線に固定
されねばならないからである、この場合に機械的接続は
不可能である。本発明の課題は、振動を殆んど感じるこ
となくかつ僅かな費用でかつ不合格が少なく製造するこ
とができる、冒頭に述べた形式の微流検出器を提供する
ことである。
この課題は本発明により冒頭に述べた形式の微流検出器
に卦いて、抵抗温度計のための接続線を熱導体によつて
支持することによつて解決される。
従つて、この抵抗温度計のための支持部材は、通常と同
じく白金から成りかつ約15〜30・10−3?の直径
を有する著しく安定な熱導体である。この熱導体は少な
くとも一方側が、有利には両側が弾性的に吊されておシ
、従つて万一の振動は弾性的に吸収される。接続線を熱
導体に固定することによシ交互の加熱の影響下に同一方
向に膨張する、従つて敏感な抵抗温度計は機械的には殆
んど負荷を受けない。微細な抵抗温度計をまず熱導体に
固定することにより1即ち全装置を基板又はそれに類似
したものに固定する前に熱導体に取付けられた接続線と
結合することにより極めて簡単に製造することができる
。更に、本発明によれば、抵抗温度計の間に配置された
接続線を熱導体と導電結合しかつその他の両接続線を絶
縁体を介して熱導体に固定するのが特に有利である。
こうすることにより1熱導体は同時に測定電圧のために
取出し個所の1つとして使用される、ひいては1つの接
続部もしくは貫通部が不要になる。絶縁体をガラス球で
形成し、それに熱導体及び接続線の2つを埋込むのが特
に簡単な実施形である。
系内に卦ける熱膨張率の相異に起因する抵抗温度計に卦
ける機械的応力に関しては、抵抗温度計をアーチ状に形
成しかつその端部で接線方向で接続線に移行するように
構成すれば特に有利である。
幾何学的に図面に詳細に説明されているような構成形式
に基づいて、抵抗温度計の曲率に合わされた接続線の相
応するわん曲度が抵抗温度計のわん曲度を決定すること
ができ、それによつて温度計線材は変化のない空間的な
固定を確実に保持する。次に図示の実施例につき本発明
を詳細に説明する。第1図及び第2図には基板が示され
て卦b1これは固定フランジ11によつて包囲されてい
る。
基板には、3つの貫通絶縁体12,13及び14が配置
されており1これらのうち第2図では2つだけを見るこ
とができる。貫通絶縁体には、加熱電流を供給するため
及び測定電圧を取出すための接続ピン12a,13a及
び14aが設けられている、これについては第3図の関
係で詳細に説明する。もう1つの接続ピン15aはアー
ス接続部として役立ちかつ基板10と導電結合されてい
る。接続ピン14aと、白金/イリジウム合金から成る
ばねわん曲部材16を介して熱導体17が接続されてお
シ、この他方端部は支持線18を介して、基板10と、
ひいては地面と接続されている。熱導体17のほぼ中心
には、接続線及び抵抗温度計から成る装置19が設けら
れている。これに関しては明瞭にするために第3図との
関係において詳細に説明する。ここでは、単に装置19
の接続部が接続ピン12a及び13aと接続されている
ことだけ言及する。装置19の両側には、2つの室20
及び21が設けられて卦b1これらの出口22及び23
は対向して訃勺かつ装置19に向つている。室20及び
21並びに出口22及び23は適当に成形された、面平
行のセグメント成形体24及び25から形成されてお虱
これらは遊びを形成するように配置されている。第1図
及び第2図による装置は上方に向つてケーシング(図示
ぜず)内に続いて、ガスが充填される室及び接続通路が
配置されて卦b1これらは室20及び21に通じている
、これらの大きい方の室は、放射エネルギー、例えば赤
外線を交番に周期的に負荷すると室20及び21間を往
復脈動する流れが生ごる、この場合に、装置19に出口
22及び23によつて形成されるガス流が衝突する。第
3図には、同一符号で同一部分が示されている。装置1
9は3つの接続線26,27及び28から成り1これら
のうち接続線26及び27は図面に示されているように
ほぼクランク状に形成されてお勺かつ熱導体17と{に
ガラスか6ら成る絶縁体29内に埋込まれている。接続
線26及び27は両側に向つて絶縁体29から突出しか
つ中間導線30及び31を介して接続ピン12a及び1
3aと接続されている。熱導体17と同様に白金から成
る接続線26及び27の他方側端部はろう接個所32及
び33で抵抗温度計34及び35と接続されており1こ
れら抵抗温度計はほぼアーチ状に湾曲した形を有する。
抵抗温度計のもう一方の両側部はろう接個所36及び3
7を介して接続線28と接続されており1この接続線は
U字形にわん曲せしめられて卦勺かつ結合点38で熱導
体17と導電結合されている。抵抗温度計34及び35
と結合ないしはろう接された接続線26,27及び28
の端部は鋭角を形成して熱導体17に向つて延びかつ抵
抗温度計34及び35は接線方向で接続線に移行してい
ることは明らかである。
このことは上記作用効果に加えて、接続線の前記わん曲
によつてろう接によつて取付ける際に抵抗温度計の曲率
ないしはアーチ状わん曲が強制的に決定されるという利
点を提供する。その素子が全て1つの面内に存在する装
置19は、熱導体17及びばねわん曲部材16と一緒に
、取付けの際に専ら接続ピン12a,13a及び14a
ないしは基板10と接続さればねならない自立性のユニ
ツトを形成する。
例えば赤外線ガス分析器の内で微流検出器を作動させる
場合、単線ないしは二重線の矢印で出口22及び23内
に第3図に示されている脈動性交番流が形成される。
この流動によつて、静止状態で熱導体17に対して同軸
的に形成される等温場が、規定された状態で攪乱される
、この場合に最初に流れが衝突する抵抗温度計は冷却さ
れかつ次いで流れが衝突する抵抗温度計は加熱される。
この効果によりブリッジ回路の調整された対称は乱され
る。このブリツジ回路は抵抗温度計34及び35、2つ
の抵抗R。及び対角線導線Dから成り1後者Dには被測
値を測量する、対角線電圧のための電圧測定器39が配
置されている。端子41にはブリツジ電圧Ubが設けら
れ、端子42には熱導体17のための加熱電圧Uhがか
けられる。原則として、抵抗R。は抵抗温度計34及び
35の抵抗よりも数倍大きい。抵抗温度計に対する抵抗
変化の測定技術的操作は、詳細には示されていない回路
に基づいて行われる。この回路は公知技術に属する、従
つてここでは説明しない。線材直径に関して言及すれば
、接続線26,27及び28の太さは約10〜20・1
0−3mであ虱一方抵抗温度計の太さは約0,5〜5・
1『3m1有利には約1・10−3である。図画の簡単
な説明 第1図は赤外線ガス分析器のための測定装置に組込まれ
た微流検出器の平面図、第2図は第1図の卜]線に沿つ
た断面図及び第3図はブリッジ回路の形で図式測定回路
が配属された第1図の部分的拡大断面図である。
17・・・熱導体、20,21・・・室、22,23・
・・出口、26,27,28・・・接続線、29・・・
絶縁体、34・;・35・・・抵抗温度計。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流れ方向に対して垂直に張設され、少なくとも一方
    側が弾性的に懸吊された細長い貫流される熱導体と、流
    れ方向で該熱導体の前後にかつ熱導体の作用範囲に配置
    された抵抗温度計とから成り、該抵抗温度計が細い線材
    から成り、それらの端部で太い線材間に保持されており
    、上記熱導体と同じ面内にあり、該熱導体とほぼ平行に
    かつ間隔を置いて延びかつ両端で上記接続線の端部に移
    行している形式の微量ガス流検出器において、接続線2
    6、27、28が熱導体17によつて支持されているこ
    とを特徴とする微量ガス流検出器。 2 抵抗温度計34、35の間に配置された接続線28
    が熱導体17と導電接続されておりかつその他の2つの
    接続線26、27が絶縁体29を介して熱導体に固定さ
    れている特許請求の範囲第1項記載の微量ガス流検出器
    。 3 絶縁体29がガラス球であり、この内部に熱導体1
    7及び2つの接続線26、27が埋込まれている特許請
    求の範囲第2項記載の微量ガス流検出器。 4 接続線26、27、28及びそれらの間に設けられ
    た抵抗温度計34、35が熱導体17に対して対称的に
    延びた、ほぼライラ形の輪郭に形成されている特許請求
    の範囲第1項〜第3項のいずれか1項に記載の微量ガス
    量検出器。 5 抵抗温度計34、35がアーチ状に形成されており
    かつその端部が接線方向で接続線26、27、28に移
    行している特許請求の範囲第4項記載の微量ガス流検出
    器。 6 抵抗温度計34、35の範囲内に室20、21の出
    口22、23が配置されている特許請求の範囲第1項記
    載の微量ガス流検出器。
JP52150413A 1976-12-14 1977-12-14 微量ガス流検出器 Expired JPS5921505B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2656487A DE2656487C3 (de) 1976-12-14 1976-12-14 Mikroströmungsfühler für Gase
DE000P26564874 1976-12-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5374457A JPS5374457A (en) 1978-07-01
JPS5921505B2 true JPS5921505B2 (ja) 1984-05-21

Family

ID=5995438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52150413A Expired JPS5921505B2 (ja) 1976-12-14 1977-12-14 微量ガス流検出器

Country Status (8)

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US (1) US4154087A (ja)
JP (1) JPS5921505B2 (ja)
CH (1) CH626452A5 (ja)
DE (1) DE2656487C3 (ja)
FR (1) FR2374626A1 (ja)
GB (1) GB1556979A (ja)
IT (1) IT1088026B (ja)
NL (1) NL186406C (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6321057Y2 (ja) * 1984-10-31 1988-06-10
JPH0353379Y2 (ja) * 1984-03-14 1991-11-21

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2720636C2 (de) * 1977-05-07 1985-01-03 Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln Pneumatischer Infrarot-Strahlungsdetektor mit einer vakuumdichten Kammer und einem strahlungsdurchlässigen Fenster
DE2845662A1 (de) * 1978-10-20 1980-05-08 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur messung der masse eines stroemenden mediums
JPS57173758A (en) * 1981-04-20 1982-10-26 Hitachi Ltd Hot wire type current meter
US4523461A (en) * 1983-05-02 1985-06-18 Air Sensors, Inc. Hot wire anemometer
US4604895A (en) * 1983-05-02 1986-08-12 Air Sensor Inc. Hot wire anemometer
DE3630427A1 (de) * 1986-09-06 1988-03-10 Draegerwerk Ag Hitzdrahtsensor zur integralen messung von stoff- oder volumenstroemen
DE3842399C2 (de) * 1988-12-16 1997-07-31 Fisher Rosemount Gmbh & Co Ges Mikroströmungsfühler für Gase
EP1832865A4 (en) * 2004-12-28 2008-09-10 Yokogawa Electric Corp Infrared gas analyzer

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2509889A (en) * 1948-01-13 1950-05-30 Bell Telephone Labor Inc Differential altimeter
US2645117A (en) * 1948-12-30 1953-07-14 Continental Can Co Leak detector for cans and the like
US3621707A (en) * 1969-07-08 1971-11-23 Hewlett Packard Co Thermal conductivity detector assembly
US4024761A (en) * 1976-06-11 1977-05-24 Kyma Corporation Directional hot film anemometer transducer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0353379Y2 (ja) * 1984-03-14 1991-11-21
JPS6321057Y2 (ja) * 1984-10-31 1988-06-10

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5374457A (en) 1978-07-01
NL186406B (nl) 1990-06-18
NL7713537A (nl) 1978-06-16
DE2656487B2 (de) 1980-04-30
IT1088026B (it) 1985-06-04
FR2374626A1 (fr) 1978-07-13
NL186406C (nl) 1990-11-16
GB1556979A (en) 1979-12-05
FR2374626B1 (ja) 1982-11-26
US4154087A (en) 1979-05-15
DE2656487C3 (de) 1981-01-29
CH626452A5 (ja) 1981-11-13
DE2656487A1 (de) 1978-06-15

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