JPS63289459A

JPS63289459A - 二次元流速方向検出器

Info

Publication number: JPS63289459A
Application number: JP62123728A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Sekimura; 関村　雅之
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-05-22
Filing date: 1987-05-22
Publication date: 1988-11-25

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）この発明は、２次元的に流れる流体の流速と流れ方向を
検出する二次元流速方向検出器に関する。

（従来の技術）従来技術を第１図を参照して説明する。第１図は、基板
上に抵抗体を配置した方向センサの模式図である。セラ
ミックの円型基板〜１１上に円対称に２４個の発熱抵抗
体〜１２が形成されており、これらの抵抗体から得られ
る信号パターンから方向を検出していた。しかし、方向
算出の為の年号数が多く、又、方向算出までの信号処理
が煩雑である欠点があった。

（発明が解決しようとする問題点）従来技術では、信号の数が多くかつ方向算出の手順が複
雑で実際の測定器としては使い難いという問題があった
。

本発明の目的は上記の様な欠点を改善し、流速や方向算
出の為の信号の数が少なくかつ方向算出の信号処理が簡
単な二次元流速方向検出器を提供することにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段辷本発明は円型基板の中央に、基板が一定温度となる様に
発熱を行なうために発熱用素子と温度測定用素子から成
る流速検出要素とこの流速検出要素を中心とした円周上
に対称に４個の温度測定用素子とを配置しておシ、流速
検出要素を中心として対向する２組の温度測定用素子対
の温度差に起因する電位差を検出して演算を行ない二次
元流速と方向を測定している。

（作用）本発明では、流速検出要素を中心に対向する２、組の温
度測定用素子対の温度差に起因する信号を演算して流速
、方向を測定している。従来技術では、信号数は２４で
あったが、本発明では検出する２つの差信号が流速と方
向に依存しておシ、これらの信号を演算することによシ
流速、方向を算出することがズきる。

（実施例）以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の二次元流速方向検出器の流れ検出素子
の素子配置図である。良熱伝導性（例えば、Ｎ１メッキ
をした銅、板）の円型基板〜１の中央、　に、発熱用素
子となる発熱用トランジスタル糸と温度測定用素子とな
る温度測定用トランジスタ〜３とがワンチップ上に形成
された流速検出要素〜４が配置され、この流速検出要素
を中心とした円周上に４個の温度測定用素子となる温度
測定用トれて配置されている。

第２図は流れ検出素子〜６１の断面図（第１図のＡ　−
Ａ＋　）である。円型基板上に流速検出要素や温度測定
用メランジスタが配置されており、この基板の裏面が流
体に曝される構造となっている。流速検出要素等は円型
基板上に配置されている必要はなく、第３図に示すよう
に基板中に埋め込まれた構造とな゛っていてもよい。

第４図は、二次元流速方向検出器の回路構成図である。

流速検出素子に配置された発熱用あるいは温度測定用ト
ランジスタの他に流体娘度測定用トランジスタ〜８が接
続されている。流体温度測定用トランジスタ〜８で流体
温度を、温度測定用トランジスタ〜３で基板温度を検知
し、流速検出要素を流体よりも一定温度高い状態に保つ
ようにオペアンプ〜９で発熱用トランジスタの発熱を制
御している。流速検出要素を中心に対向する２組の温度
測定用素子対５．と５ｍ、５茸と５４は対となるトラン
ジスタのエミッタ同志がつながれ定電流が流されている
。コレクタには抵抗Ｒｃ、　、Ｒｃｌ　、Ｒｅ、　ＩＲ
ｅ、がつながれており、出力としてコレクタの電位差■
。１．Ｖ０２を検出している。この出力は、２個の温度
測定用トランジスタの温度差に起因する出力であり、流
れがない状態では両トランジスタは同じ温度なので■。

１＝Ｖ０２＝０である。しかし、例えば第１図のＡ　−
＋　Ａ’という方向の流れがある時には温度測定用トラ
ンジスタ〜５３は温度測定用トランジスタ〜５Ｉよシも
温度が低くなるのでＶｃ、’　（Ｖｃ３とな多出力を生
じる。流れの方向を第１図に示すようにとると出力孔、
　Ｖ。２は　　　　■。＝＝　ａｙ／９１　ｃｏｓθ　
　　（１１Ｖ０２＝ａｆｉ（ｓ　ｉｎθ　　　（２）と
変化する。ここでａは定数（１１、（２１よシ方向はと求めることができる。又、流速も（ＩＮ２１からと求
められる。実際には、出力ＶＩ、１．Ｖｏ２は信号処理
演算回路〜１０．に入力され方向と流速が算出される。

発熱用トランジスタ〜２の発熱量は流速に対応して変化
する量であシ、発熱量に対応して変化する抵抗Ｒｅ０を
付加した発熱用トランジスタのコレクタ電位Ｖｃは流速
信号となる。第５図は出力Ｖｃの流速−出力特性であシ
、出力Ｖｃを信号処理演算回路〜１０ｚに入力すれば流
速の算出が行なえる。

このように本発明では、少なくともＶ。１．■ｏ２の２
つの出力を検出し演算することによシ流速と方向を測定
することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、わずか２つの差信号出力Ｖ０１゜■。

２を検出し演算することにより二次元流速と方向の測定
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二次元流速方向検出器の流れ検出素子
の素子配置図、第２図および第３図は実施例の流れ検出
素子の断面図、第４図は二次元流速方向検出器の回路構
成図、第５図は出力Ｖｃの流速出力特性図である。第６
図は従来例の流れ検出素子の模式図である。１・・・円型基板、２・・・発熱用トランジスタ、３・
・・温度測定用トランジスタ、４・・・流速検出要素、
５＋　、５ｚ　、５１．５４・・・温度測定用トランジ
スタ、６．６２・・・流れ検出素子、７・・・流れ検出
素子回転軸、８・・・流体温度測定用トランジスタ、９
・・・オペアンプ、１０１−１０！　　・・・信号処理
演算回路、１１・・・セラミックの円形基板、１２・・
・発熱抵抗体。代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　　　　松　　山　　光　　之第　　４　　図ｔｌテｆ、遣第　５ｒＸＪ第　　６　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）良熱伝導性の円型基板に中央部に発熱用素子と温
度測定用素子とからなる流速検出要素と、前記流速検出
要素を中心とした円周上に９０°ずつずれて４個の温度
測定用素子とが配置された流れ検出素子と、測定すべき
流体の温度を測定する流体温度測定用素子を含み該流体
温度測定用素子の出力と前記流速検出要素の温度測定用
素子の出力とを用いて前記流速検出要素を測定すべき流
体の温度より一定温度高くなるように前記発熱用素子の
発熱を制御する駆動回路とを備え、前記流速検出要素を
中心に対向している２組の温度測定用素子対に生じる温
度差に起因する電流差あるいは電圧差を検出して演算を
行ない二次元流速と方向を測定することを特徴とする二
次元流速方向検出器。
（２）前記発熱用素子に流れて発熱に寄与する電流又は
、この電流に対応して変化する電位あるいは電圧を検出
して演算を行ない流速を測定する手段も備えたことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の二次元流速方向検
出器。
（３）前記発熱用素子、温度測定用素子、流体温度測定
用素子はトランジスタであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項及び第２項記載の二次元流速方向検出器。