JPS6025429A - 熱量計 - Google Patents

熱量計

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JPS6025429A
JPS6025429A JP13472683A JP13472683A JPS6025429A JP S6025429 A JPS6025429 A JP S6025429A JP 13472683 A JP13472683 A JP 13472683A JP 13472683 A JP13472683 A JP 13472683A JP S6025429 A JPS6025429 A JP S6025429A
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heat
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Hideki Isaka
井坂 英毅
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00Measuring quantity of heat
    • G01K17/06Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
    • G01K17/08Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は空調装置の給水と還水との温度差を検出すると
共に、給水または還水の流量を検出し、雨検出出力に基
づいて空調負荷によシ消費される熱量の測定を打力う場
合等に用いられる熱量計の改良に関するものである。
〔従来技術〕
従来、2点間の温度差を検出するには、各個別の温度計
が用いられておシ、測定点へ設ける温度センサと温度計
本体との間は、2線式または3線式の線路によ多接続さ
れるものとなっているが、2線式では、線路の抵抗値が
測定値に対して影響を与えるため、各測定点と温度計本
体との間の布線長を等しく設定し々ければならず、設置
工事が面倒となる欠点を生ずる一方、3線式の場合は、
2線式に比し線路の抵抗値による影響が少ないものの、
布線長の増大によシ線路の抵抗値が大になると、同様の
影響が現れるため、布線長を大とすることのできない欠
点を生じている。
また、熱量を表示するには、温度計の出力からめた温度
差と、流量計によりめた流量とを乗算のうえ、乗算値を
積分し、この結果によシミ磁カウンタを駆動しておシ、
構成が複雑となる欠点も生じている。
〔発明の概要〕
本発明は、従来のかかる欠点を一挙に排除する目的を有
し、温度に応じて抵抗値の変化する第1および第2の感
熱素子に対し、電流線により同一の定電流を通ずるもの
としたうえ、各感熱素子の端子電圧を各個別の電圧線に
より導出するものとし、各感熱素子と温度差検出回路と
の間を各個別の4線式線路によ多接続すると共に、各感
熱素子によシ検出された温度間の温度差を示す信号を温
度差検出回路によ請求め、この出力を電圧9周波数変換
器によってパルス信号の周波数へ変換し、このパルス信
号をカウンタによりカウントするものとし、かつ、感熱
素子の配された流路の流量を検出する電磁流量計から単
位流量毎に生ずる流量パルスに応じ、所定時間幅の制御
パルスを制御パルス発生回路によシ発生し、この制御パ
ルスによってカウンタをカウント状態とするととによυ
、カウンタのカウント出力から熱量を示す信号を得るも
のとした極めて効果的な、熱量計を提供するものである
〔実施例〕
以下、実施例を示す回路図によシ本発明の詳細な説明す
る。
第1図は、熱量演算部のブロック図であシ、給水管路お
よび還水管路等の各流路へ各個に配された第1および第
2の感熱素子TS I+ TS 2と、端子板TBとの
間は、各々が2本の電流線Li l+ Li 2および
Li 3+ Li 4と、2本の電圧線LV++Lv2
およびLv3+Lv< とからなる4線式線路による各
個別の布線により接続され、これらの電流719 L 
i I〜Li4は、短絡線SLにより直列に接続された
うえ、定電流回路I8が接続されており、これによって
、各電流線Li I”Li 4を介し、各感熱素子TS
+ 1Ts2へ同一の定電流が通ずるものとなっている
したがって、感熱素子TS1* TS2の各端子電圧は
、各々の検出温度に応するものとなシ、この各端子電圧
は、電圧1j Lv 1− Lv 4によシ各個に導出
されて温度差検出回路TDDへ与えられ、ここにおいて
、各感熱素子TSr + TS2によシ検出された温度
間の温度差を示す電圧がめられ、絶対値回路VOへ送出
される。
なお、温度差検出回路TDDの出力は、冷房と暖房時と
において感熱素子TSI + TS2による検出温度の
高低関係が反転するため、これに応じて極性も反転する
ものとなっておシ、この出力は、絶対値回路VOによシ
常に同一極性へ変換されると共に、冷房と暖房とに応す
る係数が乗算されてから、電圧制御発振器等の電圧・周
波数変換器(以下、VFC)V/Flへ与えられ、ここ
において、温度差に応じた周波数のパルス信号へ変換さ
れたうえ、カウンタCNTによシカラントされる。
ただし、カラ/りCNTは、制御パルス発生回路CPG
からの所定時間幅tを有する制御パルスが与えられてい
る期間のみカウント状態になるものとなっておシ、制御
パルス発生回路CPGは、フォトカップラpc4および
波形整形回路WSを介して与えられる流量パルスPFに
応じ、交流電圧Vaの周波数に基づいて制御パルスの発
生を行なうと共に、流量パルスPyは、感熱素子TS1
またはTS!の配された流路の流量を検出する電磁流量
針から、一定の単位流量毎に与えられるため、カウンタ
CNTのカウント値は、温度差と単位流量との積による
熱量を示すものとなシ、これを流量パルスPy −の発
生に応じて反復することによシ、カウンタCNTのカウ
ント値は積算感熱を示すものとなる。
したがって、カウンタCNTのカウント値をそのまま取
り出せば、積算熱量を得るものとなるが第1図において
は、電磁カウンタMGCを駆動し、これによって積算熱
量を指示するものとなっているため、カウンタCNTを
分周器として使用し、制御パルスの期間毎に分周動作を
行なわせ、制御パルスの終了に応じてリセットするもの
としておシ、これによって温度差と単位流量との積に応
する分局出力をパルス信号として送出させこれのパルス
数によシ単位流量毎の熱量を示すものとなっている。
カウンタCNTの出力は、フォトカップラPC2+PC
sへ与えられ、フォトカップラPCsおよび端子板TB
を介し、熱量パルスPcとして送出されるが、フォトカ
ップラPC2と直列にフォトカップ2PCiが挿入され
、フォトカップラPctおよび抵抗器Rを介してトラン
ジスタQをオンとし、端子板 、TBを経て電磁カウン
タMGCを駆動するものとなっておシ、フォトカップラ
Pctは、絶対値回路vOの出力側へ接続された低レベ
ルカット回路LLCによシ制御されているため温度差が
減少し、絶対、値回路VOの出力が例えば0.5v以下
へ低下すれば、低レベルカット回路LLCが応動してフ
ォトカップラPC1をオフ状態とすることによシミ磁カ
ウンタMGCの駆動が行なわれなくなるものとなってい
る。
これは、空調装置等の構成上、わずかの温度差は、誤差
として無視することを要する場合があるためであシ、条
件によっては、後述のとおり、低レベルカット回路LL
Cの応動を停止させ、常にフォトカップラPC1をオン
状態とすることもできるものとなっている。
なお、制御パルスの時間幅tは、例えば]、!leeに
定められ、vFC−V/FIの出力周波数は数100H
z程度に設定されると共に、流量パルスPFの発生周期
は、1. Secよシ遥かに長周期として設定される。
第2図は、流量測定部のブロック図であり、商用交流電
源等の安定な周波数を有する交流電源ACを電源変圧器
PTにより降圧し、電源回路PSにおいて整流および安
定化のうえ、直流電源子V。
−■として各部へ供給すると共に、交流電圧Vnとして
第1図の制御パルス発生回路CPGへ供給する一方、同
電源Vaと同期してクロックツくルス発生回路CKGに
よりクロックパルスを発生し、ノくルス発生器PGへ与
えている。
分局器等を用いたパルス発生器PGは、所定周波数の駆
動パルスを発生し、フォトカップラPC。
を介してインバータINVへ与えると共に、サンプルホ
ールド回路S、4(へ与えてお9、これに基づいてイン
バータINVが方形波の交流を発生し、端子板TBを介
して電磁流量計用検出器の励磁コイルLへ与え、これを
励磁するものとなっている。
励磁コイルしによシ生じた磁束は、検出器の測定管MP
中へ通じ、この磁束および測定管MP中を流通する給水
または還水の流速に応じて生じた起電力は、電極P、、
P2によυ検出され、端子板TBを介して増幅器Aλ4
P、へ与えられ、とこにおいて増幅されてから、駆動パ
ルスに応じて動作するサンプルホールド回路S/1(に
よシザンブリングのうえピーク電圧が保持され、増幅器
AMPzによって再び増幅されたうえ、VFC・V/F
2へ与えられ、ここにおいて流速に応じた周波数のパル
ス信号へ変換された後、分周器FDによシ分局され、フ
ォトカッグラPC6を介し流量パルスPFとして第1図
の波形整形回路WSへ送出される。
なお、増幅器AMP 2は、出力値のオ調整およびスパ
ン調整用の調整器を備えており、これによ・りて、VF
C−V/F2の出力周波数を所定範囲へ設定するものと
なっている。
第3図は、温度差検出回路TDDの詳細を示す回路図で
あシ、温度に応じて抵抗値の変fヒするサーミスタ等を
用いた第1および第2の感熱素子TS1+’rszがプ
ローブ等に収容のうえ設けてあシ、これらと端子板TB
との間は、第1および第2の4芯ケーブルW、、W2に
より接続されているが、ケープ)′vw+ ld、第1
および第2の宵、流nLi 1r Li 2、ならびに
、第1および第2の電圧線Lv+ + Lv2からな見
ケーブルW2は、第3および第4の電流線L13 + 
Iil 4、ならびに、第3および第4の電圧線Lv3
.TJv+からなっておシ、電流線Lllと電圧線Lv
、との一端が感熱素子T8.+の一方の端子t1へ直接
接続されていると共に、電流線Ligと電圧線Lv4と
の一端が同素子TSIの他方の端子tgへ直接接続され
、かつ、電流線Li3と電圧線Lv gとの一端が感熱
素子T8.の一方の端子t3へ同様に接続されていると
共に、電流線LL、と電圧線Lv4との一端も同素子’
rs=の他方の端子t4−\同様に接続されている。
また、端子板’lを介し、電1流線Ll+と1,13と
の他端間は、短絡線SLによシ接続されていると共に、
電流線Li4の他端へ定電流回路I8が接続され、これ
を介して電源−■が印加されており、かつ、電流線Li
tの他端には、短絡線SLの部分をほぼ零Vとするため
の直列抵抗器Rsが接続され、これを介して電源−■と
同電圧の電源+Vが印加されている。
このため、電流線Li+〜Li4を経て各感熱素子TS
1t TSgには同一の定電流が通じ、電流線Lll〜
Li4の抵抗値に対し定電流の値が無関係とIp、各感
熱素子TJ + TSgにほぼ同一特性のものを用いれ
ば、これらの端子電圧が各測定点の温度を示すものとな
る。
なお、電源子Vと−Vとが同電圧かつ逆極性であると共
に、直列抵抗器R8が挿入されているため、短絡線SL
の部分はほぼ零Vとなシ、つぎに述べる各増幅回路への
漏洩電流が極めて減少する。
すなわち、差動増幅器AI および抵抗器R,〜R4に
よシ、高入力インピーダンスを有する第1の増幅回路が
構成されていると共に、差動増幅器ASおよび抵抗器R
6〜R8によシ同様な第2の増幅回路が構成されており
、これらの入力へ電圧線Lvx r LvaおよびLv
3 r LV4の他端が端子板TBを介して接続されて
いるため、端子J +j2問およびta r t4間の
端子電圧が各々同一増幅度にょシ増幅される。
各増幅回路の各出力は、差動増幅器A3、抵抗器R9〜
R14およびポテンショメータRV1 * RV2によ
シ構成される減算回路へ入力とじて与えられ、各出力間
の差に応じた電圧が出方OUTへ送出され、とれか、各
感熱素子TS!+ TS2にょシ検出した各測定点間の
温度差を示すものとなる。
したがって、簡単な構成により、各測定点間の温度差が
検出できると共に、抵抗器R4r R8による負帰還に
よシ、差動増幅器AI + A2による各直流増幅回路
が高入力インピーダンスを呈しているため、電圧線Lv
t〜Lv4には電流が通ぜず、これらの抵抗値が測定値
と全く無関係になシ、定電流回路Isによる作用と併せ
て、ケーブルWl * W2の布線長にかかわらず、常
に正確外温度差を得るととができる。
カお、差動増幅器A3の非反転入力には、抵抗器Ri1
+ Ri3 を介し、ポテンショメータRV、からバイ
アス電圧が与えられておシ、ポテンショメータRV2の
設定によシ、出力OUTの零点調整が行なわれるものと
なっている一方、差動増幅器A3の出力と共通回路との
間へ挿入されたポテンショメータRVIの可動子へ負帰
還用の抵抗器B+・4が接続されておシ、ポテンショメ
ータRV +の設定により増幅度が加減され、出力OU
Tのスパン調整が行なわれるものとなっている。
@4図は、低レベルカット回路LLCの回路図であシ、
差動増幅器へ4の反転入力へ抵抗器Rztを介し、入力
INから絶対値回路VOの出力が与えられていると共に
、同増幅器A4の非反転入力には、抵抗器R42+ I
hsにより電源+Vを分圧した基準電圧が抵抗器R24
を介して匈えられている一方、非反転入力と出力との間
には、正帰還用の抵抗器R2Bが接続されておシ、入力
INからの電圧が基準電圧以上であれば、差動増幅器A
4の出力が負極性のため、ダイオードDがオフ状態で6
D、これに応じてトランジスタQ1がオフとカリ、トラ
ンジスタQ2のベースへ抵抗器R27を介して電源+V
から順方向バイアスが印加され、トランジスタQ2がオ
ンと々つていることにより、フォトカップラPCIの発
光ダイオードへ電流が通じ、フォトカッグラP自がオン
状態を維持するものとなっている。
これに対し、入力INからの電圧が基準電圧以下となれ
ば、差動増幅器A4の出力が正極性となシ、ダイオード
Dがオン状態となって、抵抗器)tzaを介しトランジ
スタQ1のベースへ順方向バイアスが印加され、トラン
ジスタQ+がオンへ転するため、トランジスタQ2はオ
フへ転じ、フォトカップ2PCIの発光ダイオードへの
通電が停止I7、フォトカップラPC1がオフ状態とガ
る。
なお、抵抗器R211による正帰還のため、差動増幅器
A4の出力極性反転にはヒステリヒス特性が付与され、
入力INからの電圧が基準電圧近傍において変動したと
きに動作が安定化されるものとなっている一方、抵抗器
R1111と直列に挿入されたジャンパー線Jを切断す
れば、差動増幅器A4の出力が常に負極性を維持するも
のとなり、フォトカップ2P自を入力INからの電圧に
かかわらずオン状態に保つことができるものとなってい
る。
したがって、第1図の構成によれば、各感熱素子TSI
 + Ta2に対する布線長を任意に定めることが自在
となシ、正確々温度差を検出できるうえ、簡単が構成に
よシ熱量に応じた信号が得られると共に、第2図の構成
においては、交流電源ACに基づいてクロックパルスを
発生しているため、高価な水晶発振器等が不要となシ、
安価に熱量61゛を製造することが容易となる。
また、低レベルカット回路LLCを備えることによシ、
測定誤差の発生が阻止され、熱量の測定状況が正確とな
る。
ただし、第1図においては、状況に応じてカウンタCN
Tのカウント値をそのまま送出してもよく、カウンタC
NTの入力側へゲート回路を設け、これを制御パルスに
よシ制御し、おるいは、低レベルカット回路LLCの出
力により制御しても同様Tあり、点線によシ示したとお
り低レベルカット回路LT、Cの出力によってvFC1
1v/Flを制御してもよいと共に、冷房または暖房専
用の場合は、絶対値回路VOを省略してもよく、空調装
置等の構成によっては、低レベルカット回路LT、Cを
省略することも任意である。
また、第2図においては、交流電源ACを直接方形波交
流へ変換し、励磁コイルしへ与えてもよく、第3図にお
いては、各線Li、−Li4、Lv!〜Lv4を各個別
に布線してもよく、各増幅回路および減算回路は、同等
の機能を呈するものであれば他の構成を適用しても同様
であシ、第4図においては、スレシホールドレベルを有
する他の回路を用いることが任意である等、種々の変形
が自在である。
〔発明の効果〕
以上の説明によシ明らかなとおυ、本発明によれば、各
感熱素子への布線長が測定値に無関係となシ、各感熱素
子に近似した特性のものを選定すれば、布線長に応じた
調整等が不要となり、かつ、設置工事が容易化されると
共に、全般的に回路構成が簡略化され、製造価格の低減
が容易となシ、各種用途の熱量測定において顕著な効果
が得られる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例を示し、第1図は熱量演算部のブロ
ック図、第2図は流量測定部のブロック図、第3図は温
度差検出回路の詳細を示す回路図、第4図は低レベルカ
ット回路の回路図である。 TSI + Ta2・・−・感熱素子、LL・〜Li4
@Φ命・電流線、Lv1〜Lv4・・・・電圧線、IS
 @・・・定電流回路、TDD・・・・温度差検出回路
、v/7.−−−−VFC(W圧・[iii’&換器)
、CNT−−−・カウンタ、CPG”・・・制御ノ(ル
ヌ発生回路、PF・・拳・流量パルス。 特許出願人 山武)・ネウエル株式会社代理人 山 川
 政 樹(ほか1名) 第2図 TB 第3図 TB ◆V −■ 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 温度に応じて抵抗値の変化する第1および第2の感熱素
    子と、該各感熱素子に対して各個に布線された各々が2
    本の電流線と2本の電圧線とからなる4線式線路と、該
    各4線式線路の電流線を介して前記各感熱素子へ同一の
    定電流を通ずる定電流回路と、前記各4線式線路の電圧
    線により導出された前記各感熱素子の端子電圧に基づき
    該各感熱素子によシ検出された温度間の温度差を示す信
    号を送出する温度差検出回路と、該温度差検出回路の出
    力をパルス信号の周波数へ変換する電圧・周波数変換器
    と、該電圧・周波数変換器の出力をカウントするカウン
    タと、前記感熱素子の配された流路の流量を検出する電
    磁流量計から単位流量毎に生ずる流量パルスに応じ前記
    カウンタをカウント状態とする所定時間幅の制御パルス
    を発生する制御パルス発生回路とを備えたことを特徴と
    する熱量計。
JP13472683A 1983-07-23 1983-07-23 熱量計 Granted JPS6025429A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017130135A1 (de) * 2017-12-15 2019-06-19 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Zustandsüberwachung eines Temperatursensors

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017130135A1 (de) * 2017-12-15 2019-06-19 Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg Zustandsüberwachung eines Temperatursensors

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JPS6410766B2 (ja) 1989-02-22

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