JPS6036916A - 熱式流量計 - Google Patents
熱式流量計Info
- Publication number
- JPS6036916A JPS6036916A JP58144964A JP14496483A JPS6036916A JP S6036916 A JPS6036916 A JP S6036916A JP 58144964 A JP58144964 A JP 58144964A JP 14496483 A JP14496483 A JP 14496483A JP S6036916 A JPS6036916 A JP S6036916A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- temperature
- air
- heat
- terminal
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/66—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters
- G01F1/663—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by measuring frequency, phase shift or propagation time of electromagnetic or other waves, e.g. using ultrasonic flowmeters by measuring Doppler frequency shift
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
- Measuring Volume Flow (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、発熱抵抗体、空気温度補償用抵抗体を有する
熱式流量針に関する。
熱式流量針に関する。
従来の熱式流量計は、例えば、Ｕ Ｓ Ｐ３７４７５７
７に記載のように、温度補償抵抗体によシ空気温度に対
する補償は行われていなかったため、例えば使用環境の
きびしい自動車などの場合、暖機後の寒気中の走行や高
速走行後のアイドリンクなどでは空気と通路壁の温度差
が非常に太きくなシ、流量計出力に運転性をそこなうよ
うな大きな誤差を生じた。
７に記載のように、温度補償抵抗体によシ空気温度に対
する補償は行われていなかったため、例えば使用環境の
きびしい自動車などの場合、暖機後の寒気中の走行や高
速走行後のアイドリンクなどでは空気と通路壁の温度差
が非常に太きくなシ、流量計出力に運転性をそこなうよ
うな大きな誤差を生じた。
第１図および第２図は、熱式流量計の概略図である。発
熱抵抗体１および抵抗体２は、それぞれ支持体で支持さ
れ、ホルダ５で固定されている。
熱抵抗体１および抵抗体２は、それぞれ支持体で支持さ
れ、ホルダ５で固定されている。
抵抗体１，２は、制御回路に接続されている。
本発明は、熱式流量計が使用されるあらゆる環境内で流
量計出力の精度を所要範囲内に抑えることを目的とする
。
量計出力の精度を所要範囲内に抑えることを目的とする
。
本発明は、熱式流量計は、発熱抵抗体の放熱量から空気
の質量流量の測定を行うものである。これは、発熱抵抗
体と空気の温度差が一定に制御されているとき、発熱抵
抗体から空気への熱伝達量ユ？竹り讃ｓｚｌ脅３瀉１９
ハＷ？廿１■ｒ田棚１手入シ１八ら百佛に基づくもので
ある。
の質量流量の測定を行うものである。これは、発熱抵抗
体と空気の温度差が一定に制御されているとき、発熱抵
抗体から空気への熱伝達量ユ？竹り讃ｓｚｌ脅３瀉１９
ハＷ？廿１■ｒ田棚１手入シ１八ら百佛に基づくもので
ある。
しかし、第３図に示すように発熱抵抗体の放熱量は、抵
抗体から空気への熱伝達量ｑ１％抵抗抵抗ら通路壁まで
導電支持体を介して起こる熱伝導ｆｌ ｑｌと導電支持
体から空気への熱伝達量ｑ３の合計となる。また、発熱
抵抗体と空気との温度差は、発熱抵抗体と空気温度を検
知する温度補償抵抗体との温度差を電子回路で安定化制
御することによって一定に保たれる。
抗体から空気への熱伝達量ｑ１％抵抗抵抗ら通路壁まで
導電支持体を介して起こる熱伝導ｆｌ ｑｌと導電支持
体から空気への熱伝達量ｑ３の合計となる。また、発熱
抵抗体と空気との温度差は、発熱抵抗体と空気温度を検
知する温度補償抵抗体との温度差を電子回路で安定化制
御することによって一定に保たれる。
空気温度Ｔａと通路壁温度ＴＷが等しいときには第３図
の（１）に示すように温度補償抵抗体ＣＷの温度’ｐｃ
＝’Ｉ”ａ＝’Ｉ’ｗとなり、発熱抵抗体ＨＷの温度Ｔ
ｈは空気温度Ｔａよりも制御回路によって設定した温度
差Ｔａ大きくなり、発熱抵抗体ＨＷの放熱量はｑｌ ＋
ｑｌ ＋ ｑｓの合計となる。このｑｚ ＊ ｑｌ
＋ ｑａは’ｌ’ａ＝Ｔｗならば’ｐａが変化しても一
定である。第３図の（２）は通路壁が加熱された状態で
、ＣＷは通路壁からの熱伝導ｑ４により加熱されＴＣ＞
Ｔａとなる。このため、’Ｉ’ｈ＞Ｔａ＋Ｔｄとなるた
め（１１が増加（十Δ（Ｉｔ ）する。さらに、ＴＷが
加熱されているためＴｈ−。
の（１）に示すように温度補償抵抗体ＣＷの温度’ｐｃ
＝’Ｉ”ａ＝’Ｉ’ｗとなり、発熱抵抗体ＨＷの温度Ｔ
ｈは空気温度Ｔａよりも制御回路によって設定した温度
差Ｔａ大きくなり、発熱抵抗体ＨＷの放熱量はｑｌ ＋
ｑｌ ＋ ｑｓの合計となる。このｑｚ ＊ ｑｌ
＋ ｑａは’ｌ’ａ＝Ｔｗならば’ｐａが変化しても一
定である。第３図の（２）は通路壁が加熱された状態で
、ＣＷは通路壁からの熱伝導ｑ４により加熱されＴＣ＞
Ｔａとなる。このため、’Ｉ’ｈ＞Ｔａ＋Ｔｄとなるた
め（１１が増加（十Δ（Ｉｔ ）する。さらに、ＴＷが
加熱されているためＴｈ−。
ＴＷが小さくなりｑｌは減少（−ΔＱ２）し、支持体温
度は大きくなるためｑａは増加（十Δｑｓ ）する。こ
のときのＨＷの放熱量の変イ、ヒ分ΔｑはΔｑ１＋Δｑ
３−Δｑ２となる。、第３図の（３）は逆にＴａ）ＴＶ
となった状態で、ＣＷは支持体の熱伝導により放熱され
てＴＣくＴａとなる。このため、Ｔｈ＜Ｔａ＋Ｔｄとな
るためｑｌが減少する。また、Ｔｈ−ＴＷは犬きくなシ
ｑ２は増加し、支持体温度とＴａの温度差は小さくなり
ｑａは減少する。このときのΔｑは、Δｑ２−Δｑ１−
Δｑ３となる。従って、ＴＷとＴａに温度差が生じたと
きにはＨＷの放熱量が変化するため流量計出力が変化す
るが、Δｑ２＝Δｑ１＋Δｑ３とすれば、Ｔ Ｗ’＞Ｔ
ａのときも’Ｉ’Ｗ＜Ｔ ａのときも放熱量の変化がな
くなり、Δｑ１＋ Δｑ２１ Δｑ３は、抵抗体及び支
持体の材料・形状・寸法の適宜な組合せとすることによ
り伝熱部の熱抵抗を変えてそれぞれ独立に調整すること
が可能となる。
度は大きくなるためｑａは増加（十Δｑｓ ）する。こ
のときのＨＷの放熱量の変イ、ヒ分ΔｑはΔｑ１＋Δｑ
３−Δｑ２となる。、第３図の（３）は逆にＴａ）ＴＶ
となった状態で、ＣＷは支持体の熱伝導により放熱され
てＴＣくＴａとなる。このため、Ｔｈ＜Ｔａ＋Ｔｄとな
るためｑｌが減少する。また、Ｔｈ−ＴＷは犬きくなシ
ｑ２は増加し、支持体温度とＴａの温度差は小さくなり
ｑａは減少する。このときのΔｑは、Δｑ２−Δｑ１−
Δｑ３となる。従って、ＴＷとＴａに温度差が生じたと
きにはＨＷの放熱量が変化するため流量計出力が変化す
るが、Δｑ２＝Δｑ１＋Δｑ３とすれば、Ｔ Ｗ’＞Ｔ
ａのときも’Ｉ’Ｗ＜Ｔ ａのときも放熱量の変化がな
くなり、Δｑ１＋ Δｑ２１ Δｑ３は、抵抗体及び支
持体の材料・形状・寸法の適宜な組合せとすることによ
り伝熱部の熱抵抗を変えてそれぞれ独立に調整すること
が可能となる。
本発明は特に導電支持体の形状を適宜に設計することに
よって、抵抗体に出入すする熱量のバランス化を行い、
空気と通路壁の温度差による流量計出力の変化を抑制し
・たものである。
よって、抵抗体に出入すする熱量のバランス化を行い、
空気と通路壁の温度差による流量計出力の変化を抑制し
・たものである。
第４図は本発明の一実施例である。温度補償抵抗体２を
導電支持するターミナル４を、発熱抵抗体１のターミナ
／Ｌ／３よシわずかに長くなるようにホルダ５を堀シ下
げた構造で、ターミナルの熱伝導と熱伝達の合計が発熱
抵抗体側と温度補償抵抗体側で等しくなるようにしたも
ので空気通路壁の温度による流量計出力の変化を補償し
たものである。
導電支持するターミナル４を、発熱抵抗体１のターミナ
／Ｌ／３よシわずかに長くなるようにホルダ５を堀シ下
げた構造で、ターミナルの熱伝導と熱伝達の合計が発熱
抵抗体側と温度補償抵抗体側で等しくなるようにしたも
ので空気通路壁の温度による流量計出力の変化を補償し
たものである。
第５図は本発明の他の実施例で、温度補償抵抗体２のタ
ーミナル４の径を細くシ、第１図に示した実施例と同じ
くターミナルの熱伝導と熱伝達の合計を発熱抵抗側と温
度補償抵抗体側で等しくなるようにし、壁温補償を行っ
たものである。
ーミナル４の径を細くシ、第１図に示した実施例と同じ
くターミナルの熱伝導と熱伝達の合計を発熱抵抗側と温
度補償抵抗体側で等しくなるようにし、壁温補償を行っ
たものである。
第６図は本発明の他の実施例で、ホルダ５の取り付は位
置を変更しターミナル３，４の長さを等測でターミナル
の材料・形状・寸法をすべて等しくしたことにより、熱
伝達、熱伝導が共に等しくなるため壁温か補償されるも
のである。
置を変更しターミナル３，４の長さを等測でターミナル
の材料・形状・寸法をすべて等しくしたことにより、熱
伝達、熱伝導が共に等しくなるため壁温か補償されるも
のである。
第７図は本発明の他の実施例で、第４図、第５図または
第６図の実施例に加えてホルダ５とチャンバ６の接触面
積が小さくなるようにホルダの形状を変更したもので、
ホルダとチャン／（の点接触などによシチャンバからホ
ルダを介してターミナルへ伝わる熱が各ターミナルで均
等になるようにして壁温補償を行うものである。
第６図の実施例に加えてホルダ５とチャンバ６の接触面
積が小さくなるようにホルダの形状を変更したもので、
ホルダとチャン／（の点接触などによシチャンバからホ
ルダを介してターミナルへ伝わる熱が各ターミナルで均
等になるようにして壁温補償を行うものである。
第８図は本発明の他の実施例で、第４図、第５図または
第６図の実施例と第７図の実施例に加えてホルダ５とタ
ーミナル３，４の接触面積が小さくなるようにホルダの
形状を変更したもので、ホルダとターミナルの接触面が
不均一になることを防止し各ターミナルへ均等に熱が伝
わるようにして壁温補償を行うものである。
第６図の実施例と第７図の実施例に加えてホルダ５とタ
ーミナル３，４の接触面積が小さくなるようにホルダの
形状を変更したもので、ホルダとターミナルの接触面が
不均一になることを防止し各ターミナルへ均等に熱が伝
わるようにして壁温補償を行うものである。
第９図は本発明の他の実施例で、発熱抵抗体１と温度補
償抵抗体２を空気流に直角な同平面上に一一一一面１−
１＋＋＋Ａ −シｌｒハ１＾イ１片牌！ ＩＩＺ２５５
−１１３４５に開示されているものと類似であシ発熱抵
抗体と温度補償抵抗体がその支持体を含めて対称となる
ものである。ただし、特願昭５５−１１３４５では１つ
の抵抗体を支持する２つの部材の流体中に露出されてい
る長さが異なるため、抵抗体の温度分布が偏シ壁温補償
が十分に行なえない。これを第９図に示すように抵抗体
の支持体の形状・材料・寸法をすべて等しくすることに
ょシ十分な壁温補償が行える。さらに、導電体としてリ
ードフレーム１０を高熱伝導板９に設はチャンバとの間
を低熱伝導絶縁体で覆うことによって、チャンバから高
熱伝導板までは熱が伝わりにくく、高熱伝導板では温度
分布が均等にな９やすいためすべてのリードフレームの
温度が等しくなる。これらにより、第９図に示す実施例
は壁温補償を行うものでおる。
償抵抗体２を空気流に直角な同平面上に一一一一面１−
１＋＋＋Ａ −シｌｒハ１＾イ１片牌！ ＩＩＺ２５５
−１１３４５に開示されているものと類似であシ発熱抵
抗体と温度補償抵抗体がその支持体を含めて対称となる
ものである。ただし、特願昭５５−１１３４５では１つ
の抵抗体を支持する２つの部材の流体中に露出されてい
る長さが異なるため、抵抗体の温度分布が偏シ壁温補償
が十分に行なえない。これを第９図に示すように抵抗体
の支持体の形状・材料・寸法をすべて等しくすることに
ょシ十分な壁温補償が行える。さらに、導電体としてリ
ードフレーム１０を高熱伝導板９に設はチャンバとの間
を低熱伝導絶縁体で覆うことによって、チャンバから高
熱伝導板までは熱が伝わりにくく、高熱伝導板では温度
分布が均等にな９やすいためすべてのリードフレームの
温度が等しくなる。これらにより、第９図に示す実施例
は壁温補償を行うものでおる。
第１０図は本発明の他の実施例で、ターミナル１ ３．
４を長くし、壁温か抵抗体に及ぼす熱影響を小さくして
壁温補償を行うものでちる。
４を長くし、壁温か抵抗体に及ぼす熱影響を小さくして
壁温補償を行うものでちる。
第１１図は本発明の他の実施例で、ターミナル３．４の
径を細くして壁温か抵抗体に及ぼす熱影響を小さくして
壁温補償を行うものである。
径を細くして壁温か抵抗体に及ぼす熱影響を小さくして
壁温補償を行うものである。
第１２図は本発明の他の実施例で、ターミナル３．４ｆ
：空気への熱伝達の良い平板（角柱）に変えて壁温か抵
抗体に及ぼす熱影響を小さくして壁温補償を行うもので
ちる。
：空気への熱伝達の良い平板（角柱）に変えて壁温か抵
抗体に及ぼす熱影響を小さくして壁温補償を行うもので
ちる。
第１３図は本発明の他の実施例で、ターミナル３．４に
フィン構造を設は空気への熱伝達を良くして壁温か抵抗
体に及ぼす熱影響を小さくして壁温補償を行うものであ
る。
フィン構造を設は空気への熱伝達を良くして壁温か抵抗
体に及ぼす熱影響を小さくして壁温補償を行うものであ
る。
本発明によれば、空気と通路壁の温度に差が生じる場合
でもこれが流量計出力に及ぼす影響はなくな９、例えば
自動車等において、暖機後の寒気中の走行や高速走行後
のアイドリンクなど、空気と通路壁の温度差が非常に大
きくなる場合でも空燃比等のエンジン制御を高精度に行
える。さらに、最近の自動車のターボチャージャなどに
よジエンジン室内温度が上昇するのに伴って流量計の空
気通路壁温か上昇し空気１と通路壁の温度差が増加する
傾向において、熱式流量針によシ空燃比等のエンジン制
御を適正に行うためには本発明は不可欠なものである。
でもこれが流量計出力に及ぼす影響はなくな９、例えば
自動車等において、暖機後の寒気中の走行や高速走行後
のアイドリンクなど、空気と通路壁の温度差が非常に大
きくなる場合でも空燃比等のエンジン制御を高精度に行
える。さらに、最近の自動車のターボチャージャなどに
よジエンジン室内温度が上昇するのに伴って流量計の空
気通路壁温か上昇し空気１と通路壁の温度差が増加する
傾向において、熱式流量針によシ空燃比等のエンジン制
御を適正に行うためには本発明は不可欠なものである。
第１図は熱式流量計の構成図、第２図は熱式流量計の抵
抗体とその支持体の構成図、第３図は空気と壁面の温度
差と流量計出力の関係を説明する略図、第４図〜第１３
図は本発明にょる壁温補償形態式流量計の抵抗体とその
支持体の構成図である。 １・・・発熱抵抗体、２・・・空気温度補償用抵抗体、
３゜４・・・抵抗体の導電支持体（ターミナル）、５・
・・絶縁支持体（ホルダ）、６・・・空気通路壁（チャ
ンバ）、７・・・制御回路、８・・・０リング、９・・
・高熱伝導板、１０・・・リードフレーム、１１・・・
低熱伝導絶縁・ 体。 第１霞 第２図 （−／２ 霜４−四 箱ち図 第６図 第′Ｉ図 第３図 ′率９図 弔ＩＯ図 弔１１霞 ′躬１２図 第１３０
抗体とその支持体の構成図、第３図は空気と壁面の温度
差と流量計出力の関係を説明する略図、第４図〜第１３
図は本発明にょる壁温補償形態式流量計の抵抗体とその
支持体の構成図である。 １・・・発熱抵抗体、２・・・空気温度補償用抵抗体、
３゜４・・・抵抗体の導電支持体（ターミナル）、５・
・・絶縁支持体（ホルダ）、６・・・空気通路壁（チャ
ンバ）、７・・・制御回路、８・・・０リング、９・・
・高熱伝導板、１０・・・リードフレーム、１１・・・
低熱伝導絶縁・ 体。 第１霞 第２図 （−／２ 霜４−四 箱ち図 第６図 第′Ｉ図 第３図 ′率９図 弔ＩＯ図 弔１１霞 ′躬１２図 第１３０
Claims (1)
- １、発熱抵抗体および空気温度補償用抵抗体の温度差が
一定となるように制御する加熱電源及び空気通路とから
なる熱式流量計において、上記発熱抵抗体を導電支持す
る部材を介して熱伝導または熱伝達によシ発熱抵抗体が
受ける熱影響と、温度補償抵抗体を導電支持する部材を
介して熱伝導または熱伝達により温度補償抵抗体が受け
る熱影響を等しくするように支持体の材料・形状・寸法
を組み合せたことを特徴とする熱式流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144964A JPS6036916A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 熱式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58144964A JPS6036916A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 熱式流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6036916A true JPS6036916A (ja) | 1985-02-26 |
| JPH0151931B2 JPH0151931B2 (ja) | 1989-11-07 |
Family
ID=15374285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58144964A Granted JPS6036916A (ja) | 1983-08-10 | 1983-08-10 | 熱式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036916A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4790181A (en) * | 1983-12-01 | 1988-12-13 | Aine Harry E | Thermal mass flow meter and method of making same |
| US5167153A (en) * | 1986-04-23 | 1992-12-01 | Fluid Components, Inc. | Method of measuring physical phenomena using a distributed RTD |
| US6886402B2 (en) | 2002-07-04 | 2005-05-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Gas flow rate and temperature measuring element |
| EP1657532A1 (en) | 2004-11-11 | 2006-05-17 | Hitachi, Ltd. | Thermal mass flow sensor |
| DE19601871B4 (de) * | 1995-02-15 | 2006-05-24 | Hitachi, Ltd. | Luftstromraten-Meßvorrichtung |
| US7201046B2 (en) | 2001-02-21 | 2007-04-10 | Hitachi, Ltd. | Flowmeter with resistor heater |
| JP2008233111A (ja) * | 2008-07-04 | 2008-10-02 | Hitachi Ltd | 発熱抵抗体式流量測定装置 |
-
1983
- 1983-08-10 JP JP58144964A patent/JPS6036916A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4790181A (en) * | 1983-12-01 | 1988-12-13 | Aine Harry E | Thermal mass flow meter and method of making same |
| US5167153A (en) * | 1986-04-23 | 1992-12-01 | Fluid Components, Inc. | Method of measuring physical phenomena using a distributed RTD |
| DE19601871B4 (de) * | 1995-02-15 | 2006-05-24 | Hitachi, Ltd. | Luftstromraten-Meßvorrichtung |
| DE19655376B4 (de) * | 1995-02-15 | 2010-09-02 | Hitachi Automotive Systems, Ltd., Hitachinaka-shi | Luftdurchsatz-Messvorrichtung |
| US7201046B2 (en) | 2001-02-21 | 2007-04-10 | Hitachi, Ltd. | Flowmeter with resistor heater |
| EP2034279A1 (en) | 2001-02-21 | 2009-03-11 | Hitachi Ltd. | Flowmeter with resistor heater |
| US6886402B2 (en) | 2002-07-04 | 2005-05-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Gas flow rate and temperature measuring element |
| EP1657532A1 (en) | 2004-11-11 | 2006-05-17 | Hitachi, Ltd. | Thermal mass flow sensor |
| JP2008233111A (ja) * | 2008-07-04 | 2008-10-02 | Hitachi Ltd | 発熱抵抗体式流量測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0151931B2 (ja) | 1989-11-07 |
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