JPS641642Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案はガスレートセンサ、特に恒温槽内に
収納されたものに関する。

ガスレートセンサは、循環経路内に閉じ込めら
れたガスを循環駆動し、この駆動されたガスを層
流状態で噴出して、その噴出流の流速分布の変位
を検出することによりレート（角速度）の大きさ
を検出するものである。センサが外部から角速度
運動を受けると、これにより上記噴出流が偏向さ
れて、その流速分布が変位するのである。この流
速分布の変位を検出するためにはフローセンサが
用いられるが、このフローセンサは、一般に複数
個のヒートワイヤを同一流路断面内に分散配列し
てなるもので、各ワイヤからの放熱量の微小変化
を相互比較することにより上記変位を検出するこ
とができる。

この種のガスレートセンサは、ガス流の偏向に
伴うフローセンサの放熱量の微差を捕えてレート
検出を行なうため、その検出精度が外気温度の影
響を受けやすい。また、一般にフローセンサから
得られる検出出力は微小である場合が多く、その
ためにこの種のガスレートセンサでは高利得の増
幅回路が不可欠なものとなるが、このような高利
得増幅回路を使うこと等が検出精度の温度依存性
をさらに大きくしてしまう。何れにせよ、この種
のガスレートセンサは、微小信号を扱う故にきわ
どい要素が多くならざるを得ず、特に外気温度の
変化による悪影響を受けやすい。このため、この
種のガスレートセンサは、その検出精度を高める
ためには、恒温槽内に収納して使用することが不
可欠とされている。しかしながら、ガスレートセ
ンサ本体は、その内部にガスを閉じ込めるために
密閉構造となるから、恒温槽が万一故障して熱暴
走に陥つた場合の危険も大きい。一般に恒温槽
は、該恒温槽内を加熱する電気発熱体、該恒温槽
内の温度を検知する温度センサ、および該温度セ
ンサの検知出力に基づいて上記電気発熱体への給
電量の制御を行なう温度制御回路とから構成され
る。ところが、このような温度制御ループが仮に
故障した場合、これによつて生じる結果は、電気
発熱体への給電量の制御機能が喪失して該発熱体
に無制限に給電が行なわれ、これにより恒温槽が
熱暴走に陥るという場合が多い。つまり、故障に
よつてもたらされる結果は、安全な結果よりも熱
暴走という危険な結果となる場合が圧倒的に多い
のである。このように、ガスレートセンサにおい
て恒温槽は不可欠であるが、その恒温槽を実際に
使用することは安全対策上大きな問題があつた。

この考案は以上のような従来の問題を鑑みてな
されたもので、その目的とするところは、ガスレ
ートセンサにおいて恒温槽を安全に使用できるよ
うにし、万一予測のつかない故障によつて恒温槽
が熱暴走に陥ろうとした場合に、これを確実に阻
止して安全な方向へ導けるようにし、これにより
高検出精度と高安全性を両立させられるようにし
たガスレートセンサを提供することにある。

以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳述
する。なお、各図中共通部分は同符号で示す。

第１図はこの考案によるガスレートセンサの構
造的な構成の一実施例を示す。同図に示すガスレ
ートセンサ１は、ケーシング２内に構成されたガ
スレートセンサ本体３と、この本体３を収納する
恒温槽４とからなる。

本体３は、そのケーシング２内にガスの循環経
路が形成されている。この循環経路内にガスが閉
じ込められていて、このガスがポンプ５によつて
矢印方向に循環駆動される。ポンプ５はダイヤフ
ラム状ピエゾ素子からなる一種のダイヤフラムポ
ンプである。ポンプ５によつて駆動されたガス
は、ガスジエツト発生用ノズル６および整流孔７
によつて筒状風洞部８内に層流状態で噴出され
る。この噴出されたガスＡはフローセンサ９を通
過して上記ポンプ５に還流する。フローセンサ９
は例えばヒートワイヤの如き感温素子９ａ，９ｂ
を同一流路断面内に間隔を置いて配列したもの
で、各感温素子９ａ，９ｂからのそれぞれの放熱
量の微小変化を検出して相互比較することによ
り、上記フローセンサ９におけるガスＡの流速分
布の変位を検出することができる。上記ケーシン
グ２の一端側には上記ポンプ５を駆動するための
回路や上記フローセンサ９からの微小な検出信号
を増幅する回路等が実装された回路基板１０が取
りつけられている。

恒温槽４は、上記ケーシング２を保持する内筒
１１と、この内筒１１を囲む断熱容器１２を有す
る。上記ケーシング２の胴部外周囲および上記内
筒１１の外周囲にはそれぞれ電気発熱体としての
シーズヒータ線１３，１４が巻回されている。こ
れとともに、恒温槽４内の温度を検知するための
例えばサーミスタ等からなる温度センサ１５が設
けられている。上記ヒータ線１３，１４は、第２
図に示すように、ヒータ駆動用として設けたトラ
ンジスタ１６を電源１７に接続され、そこから給
電されるようになつている。このとき、給電量
は、上記温度センサ１５の検知出力に基づいて動
作する制御回路１８によつてフイードバツク制御
される。その制御は上記トランジスタ１６を介し
て行なわれる。すなわち、上記温度センサ１５の
検知温度が一定となるべく上記ヒータ線１３，１
４への給電量が制御される。その制御方式は、簡
単にはONとOFFの２位置制御で行なわれるが、
要すれば比例要素、微分要素等を採り入れた制御
を行なう。そしてこれとともに、上記恒温槽４内
の温度が設定以上に上昇したときに溶断する温度
ヒユーズ１９が設けられ、この温度ヒユーズ１９
が、上記温度制御回路１８のトランジスタ１６を
介して与えられる上記ヒータ線１３，１４の給電
路２０に直列に挿入されている。ここで、上記温
度ヒユーズ１９は上記恒温槽４にできるだけ近接
して設けられることが望ましく、例えば恒温槽４
が断熱材で囲まれる場合には、その温度ヒユーズ
１９の取付箇所のみ断熱材を切欠いて該ヒユーズ
１９を恒温槽４に接近させる。

さて、以上のように構成されたガスレートセン
サでは、正常時には、上記ヒータ線１３，１４、
温度センサ１５および温度制御回路１８等によつ
てガスレートセンサ本体３の環境温度を一定に保
ち、これにより高検出精度を確保することができ
る。ここで仮に上記トランジスタ１６が破壊して
導通状態のままとなつたり、あるいは温度センサ
１５が故障したりして、恒温槽４が熱暴走に陥ろ
うとすると、その熱暴走の危険が発生する前に上
記温度ヒユーズ１９が溶断して上記ヒータ線１
３，１４への給電を強制的に遮断し、これにより
恒温槽が熱暴走に陥ることによる危険を未然に防
ぐことができる。つまり、ここでは、仮に故障が
生じても、熱暴走という危険な結果を回避して、
ヒータ線１３，１４への給電の遮断という安全な
結果へ導くことが自動的に行なわれる。従つて、
恒温槽４を用いて検出精度を高めることと安全性
を確保することが両立して達成される。

以上のように、この考案によるガスレートセン
サでは、非常に簡単な付加構成でもつて、ガスレ
ートセンサにおける検出精度の向上と安全性の確
保という、従来においては背反するものであつた
要求を両立して達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案によるガスレートセンサの構
造的構成の一実施例を示す断面図、第２図はその
電気的構成の要部実施例を示す回路図である。 １……ガスレートセンサ、２……ケーシング、
３……ガスレートセンサ本体、４……恒温槽、５
……ポンプ、６……ノズル、７……整流孔、８…
…筒状風洞部、９……フローセンサ、１０……回
路基板、１１……内筒、１２……断熱容器、１
３，１４……シーズヒータ線、１５……温度セン
サ、１６……トランジスタ、１７……電源、１８
……温度制御回路、１９……温度ヒユーズ、２０
……給電路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 循環経路内に閉じ込められたガス、このガスを
   循環駆動するポンプ、このポンプによつて駆動さ
   れたガスを層流状態で噴出するガスジエツト発生
   用ノズル、およびこのノズルから噴出されたガス
   の流速分布の変位を検出する感温型のフローセン
   サを有するガスレートセンサ本体と、このガスレ
   ートセンサ本体を収納する恒温槽とからなり、上
   記恒温槽が、その恒温槽内を加熱する電気加熱
   体、その恒温槽内の温度を検知する温度センサ、
   その温度センサの検知出力に基づいて上記発熱体
   への給電量をフイードバツク制御する温度制御回
   路、および恒温槽内の温度が一定以上に上昇した
   ときに溶断する上記温度制御回路から上記電気発
   熱体への給電路に直列に挿入された温度ヒユーズ
   をそなえたことを特徴とするガスレートセンサ。