KR960013743B1 - Thermal current meter - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 열선유속계의 개략적인 회로도이다.1 is a schematic circuit diagram of a heat flux meter according to a first embodiment of the present invention.
제2도는 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 열선유속계를 3차원유속을 측정하기 위하여 작용한 개략도이다.FIG. 2 is a schematic diagram of a three-dimensional flow rate of the heating wire tachometer according to the first embodiment of the present invention.
제3도는 본 발명의 첫번째 실시예에 따른 열선유속계의 유용성을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the usefulness of the heat flux meter according to the first embodiment of the present invention.
제4도는 본 발명의 두번째 실시예에 따른 열선유속계의 개략적인 회로도이다.4 is a schematic circuit diagram of a heat flux meter according to a second embodiment of the present invention.
제5도는 본 발명의 두번째 실시예에 따른 열선유속계의 효과를 예시하는 그래프이다.5 is a graph illustrating the effect of a heat flux meter according to a second embodiment of the present invention.
제6도는 통상의 열선유속계의 온도보상을 위한 개략적인 회로도이다.6 is a schematic circuit diagram for temperature compensation of a conventional heat flux meter.
[산업상 이용분야][Industrial use]
본 발명은 열선유속계에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열선유속계의 온도를 본상함과 아울러 출력의 감도를 좋게 하기 위하여 브릿지를 구성하는 4개의 저항중 하나로 광도전성 소자(photoconductive cell)를 사용하는 열선유속계에 관한 것이다.The present invention relates to a heat flux meter, and more particularly, a heat flux meter using a photoconductive cell as one of four resistors constituting a bridge to improve the temperature sensitivity of the heat flux meter and improve the sensitivity of the output. It is about.
열선유속계는 열선과 주위유체 사이의 대류열전달현상을 이용하여 유동속도로측정하는 장치로서 실험 유체역학분야, 전자제어 자동차용 공기유량계 등 그 응용분야가 매우 넓다.Hot wire flowmeter is a device that measures the flow velocity by using the convective heat transfer phenomenon between the hot wire and the surrounding fluid. It has a wide range of applications such as experimental fluid dynamics and air flow meter for electronically controlled automobiles.
열선유속계는 정온도형 열선유속계와 정전류형 열선유속계가 있으나, 현재는 부귀환제어 이론을 적용한 정온도형 열선유속계가 빠른 주파수 응답특성으로 비롯한 많은 장점이 있어 널리 사용되고 있다.There are a constant temperature type heat flux meter and a constant current type heat flux meter. However, the constant temperature heat flux meter using negative feedback control theory is widely used because of its fast frequency response.
[종래기술의 설명][Description of the Prior Art]
온도보상을 위한 종래의 열선유속계의 회로도는 제6도에 개략적으로 도시되어 있고 이를 참조하여 설명한다. 정온도형 열선유속계는 휫스톤 브릿지와 브릿지의 저항을 일정한 관계에 있게 하는 직류 증폭기(DC AMP) 그리고 증폭기(DC AMP)에서 나온 출력전압(E0)을 검출하는 수단(미도시)으로 구성되어 있고, 증폭기(DC AMP)와 브릿지에 의해 일정한 저항을 가지게 되는 열선을 유동장에 설치하고 열선의 금속저항(Rw)은 자신의 온도와 일정한(선형적) 관계가 있는 것을 이용하는 것이다. 즉 유동자의 유속(U)이 변화하면, 유동장의 온도보다 높은 열선의 온도가 유체로서 열손실에 의해 변화하려 한다. 따라서 브릿지에 의해 규정된 저항을 유지하기 위하여, 다시 말해 정온도상태를 유지하기 위하여 열선에 흐르는 전류(I)는 달라진다. 이 전류(I)를 측정함으로써 유동장내의 속도를 측정할 수 있는 것이다.The circuit diagram of a conventional heat flux meter for temperature compensation is schematically shown in FIG. 6 and described with reference to this. The constant temperature type heat flux meter is composed of a direct current amplifier (DC AMP) and a means (not shown) for detecting the output voltage (E0) from the amplifier (DC AMP). A heating wire having a constant resistance by an amplifier (DC AMP) and a bridge is installed in a flow field, and the metal resistance (R w ) of the heating wire uses a thing having a constant (linear) relationship with its temperature. That is, when the flow rate U of the fluid changes, the temperature of the hot wire higher than the temperature of the flow field attempts to change due to heat loss as a fluid. Therefore, in order to maintain the resistance defined by the bridge, that is, to maintain the constant temperature state, the current I flowing in the hot wire is changed. By measuring this current I, the velocity in a flow field can be measured.
한편, 대류열전달양은 유속(U)뿐 만이 아니라, 유체의 온도(Ta)에 의해서도 영향을 받기 때문에 온도변화에 무관하게 유속을 측정할 수 있게 하기 위하여 여러 온도 범위에 대하여 수행된 보정곡선을 이용하거나 온도보상이 필요하다. 전자제어 자동차용 공기유량계의 경우 대단히 넓은 온도 범위에서 동작하기 때문에 속도신호의 온도보정은 반드시 필요하다.On the other hand, since the amount of convective heat transfer is influenced not only by the flow rate (U) but also by the temperature of the fluid (T a ), a correction curve performed for various temperature ranges is used to measure the flow rate regardless of the temperature change. Or temperature compensation is required. In the case of electronically controlled automotive air flowmeters, temperature compensation of the speed signal is necessary because it operates over a very wide temperature range.
종래에 사용되는 온도보상 방법으로는 유체온도의 변도에 따라 유속계의 과열비를 조정하여 동일한 출력을 얻는 방법, 여러 온도에서 유속계의 보정곡선을 얻고 신호의 처리과정에서 속도신호를 얻는 방법, 과열비가 다른 두개의 열선유속계를 이용하여 유동의 온도와 속도 신호를 동시에 얻는 방법, 정전류형열선유속계의 출력을 이용하여 정온도형 열선유속계의 속도출력을 보상하는 방법 등이 있다.Conventionally used temperature compensation method is to obtain the same output by adjusting the superheat ratio of the flowmeter according to the fluctuation of the fluid temperature, to obtain the calibration curve of the flowmeter at various temperatures and to obtain the speed signal in the process of the signal, overheating There are two methods of acquiring the temperature and velocity signals of the flow simultaneously using two heat flux meters with different ratios, and a method of compensating the speed output of the constant temperature type heat flux tachometer using the output of the constant current heat flux meter.
현재 가장 일반적으로 사용되는 방법은 유속계의 브릿지에 열선과 대칭적으로 온도보상용 저항을 추가하여 열선이 위치하는 지점의 온도환경과 동일한 변화가 열선(Rw)과 온도보상용 저항(R3′)에 대칭적으로 나타나도록 하여 온도에 의한 변동을 상쇄시키는 것이다. 이러한 온도보상방법은 과열비 설정용 가변저항(R2)과 직렬로 연결되는 저항, 즉 열선에 대칭하는 저항(R3′)으로 온도에 따라 저항값이 선형적으로 변화하는 가는 백금선으로 대치하고 이를 유동장내에서 열선저항과 매우 근접한 위치에 두어 열선(Rw)과 동일한 유동조건을 받도록 한다. 또한 이에 직렬로 열선과 온도보상용 저항과의 온도저항계수의 다름을 상쇄하는 계수조정용 가변 저항(R3″)을 두어 유속계의 출력을 온도변화에 대하여 보상하도록 하는 것이다.Currently, the most commonly used method is to add a temperature compensating resistor symmetrically with the hot wire to the bridge of the flowmeter so that the same change as the temperature environment at the point where the hot wire is located is the hot wire (R w ) and the temperature compensating resistance (R3 ′). It is to symmetrically appear to offset the fluctuation caused by temperature. This temperature compensation method is a resistor connected in series with a variable resistor (R2) for setting the superheat ratio, that is, a resistor (R3 ′) symmetrical with a heating wire, which is replaced by a thin platinum wire that linearly changes in resistance with temperature. Place it in close proximity to the heating wire resistance in the intestine so that it receives the same flow conditions as the heating wire (R w ). In addition, a coefficient adjusting variable resistor (R3 ″) that offsets the difference in temperature resistance coefficient between the hot wire and the temperature compensating resistor in series is provided so as to compensate the output of the flowmeter against temperature change.
평형을 이루는 이들 저항들은 R1*R3=R2*Rw인 관계가 성립한다. 예를 들면, R1은 50Ω, R2는 5kΩ, R3는 500Ω, 그리고 Rw는 열선으로 보통 5Ω이다. 열선로는 텅스텐을 주로 사용하고 온도보상용 가변저항으로 백금을 많이 사용한다. 텅스텐과 백금의 온조저항계수의 값이 차이가 있으므로 상기 식에서 R3는 이를 조절하여 주는 별도의 계수조정용 가변저항(R3″)과 백금저항(R3′)을 포함한다.These equilibrium resistors have a relationship R1 * R3 = R2 * Rw. For example, R1 is 50Ω, R2 is 5kΩ, R3 is 500Ω, and R w is usually a 5Ω heating wire. Tungsten is mainly used as a heating wire and platinum is used as a variable resistor for temperature compensation. Since the temperature resistance coefficient of tungsten and platinum is different, R3 includes a separate coefficient adjusting variable resistor (R3 ″) and a platinum resistor (R3 ′).
그런데 온도 및 속도에 대한 보정곡선을 구하는 과정이 복잡할 뿐 만 아니라 백금선으로 약 500Ω 정도의 저항을 만들기 위해서는 백금선의 길이는 상당히 길게 되어 이것이 측정하고자 하는 유동장에 설치되는 경우에 유동장에 교란을 일으키게 되고, 더우기 2차원 이상의 유속을 측정하기 위한 2축 이상인 경우에는 열선과 근접한 위치에 같은 수의 온도보상용 저항을 설치하여 제작하여야 하므로 센서의 크기가 매우 커져서 정확한 유속의 측정에 어려움이 많게 한다.However, the process of finding the correction curve for temperature and speed is not only complicated, but also the platinum wire length is very long in order to make resistance of about 500Ω by the platinum wire, which causes disturbance in the flow field when it is installed in the flow field to be measured. In addition, in the case of two or more axes for measuring the flow velocity of two or more dimensions, the same number of temperature compensation resistors should be installed in close proximity to the heating wire, so the size of the sensor becomes very large, making it difficult to accurately measure the flow velocity.
한편, 온도변동이 없는 유동장의 유속을 측정하기 위한 통상의 정온도형 열선유속계(이 경우 제6도의 저항 즉, R1, R2, Rw는 고정저항이 되고 R3는 유동장에 들어가지 않는다.)를 살펴보면, 대류열전달을 이용한 아래식과 같은 관계를 이용하여 속고정저항(R1) 양단의 전류(I)를 전압(E*)의 형태로 유속을 측정한다.On the other hand, if you look at a typical constant temperature heating wire flowmeter for measuring the flow velocity of the flow field without temperature fluctuations (in this case, the resistance of FIG. 6, that is, R1, R2, Rw becomes fixed resistance and R3 does not enter the flow field). The flow velocity is measured in the form of voltage (E * ) of current (I) across fast fast-resistance resistor (R1) using the following relationship using convective heat transfer.
여기에서 Ew는 열선에 걸리는 전압이다. h는 대류열전달계수이고 As는 열선의 표면적, Tw는 열선의 온도로서 정온도형 열선유속계의 특성상 저항이 일정하기 때문에 일정하다. Ta는 유동장의 온도이다.Where E w is the voltage across the heating wire. h is the convective heat transfer coefficient, A s is the surface area of the heating wire, T w is the temperature of the heating wire, and the resistance is constant because of the constant characteristics of the constant temperature type heat flux meter. T a is the temperature of the flow field.
따라서 출력전압은 h만의 함수가 되는 바, h=a+b U 여기서 a와 b는 계수이고 U는 유속이다. 즉 출력전압은 유속의 제곱근과 관계가 있다. 이러한 관계로 인하여 출력전압의 유속에 대한 기울기는 제5도에서 보는 바와 같이 점점 작아져서 출력전압에 대하여 유속을 정밀하게 유추하기가 쉽지 않다. 따라서 속도측정시에 부가적인 증폭기를 사용하여 감도를 향상시키거나 정밀한 전압측정을 해야만 유속 측정시의 오차가 줄어들게 되는 어려움이 있다.Therefore, the output voltage is a function of h alone, where h = a + b U where a and b are coefficients and U is the flow rate. That is, the output voltage is related to the square root of the flow velocity. Due to this relationship, the slope of the output voltage becomes smaller as shown in FIG. 5, so that it is not easy to accurately infer the flow rate against the output voltage. Therefore, there is a difficulty in reducing the error in the flow rate measurement only when the sensitivity is improved or the precision voltage measurement is performed using an additional amplifier during the speed measurement.
[본 발명의 요약]Summary of the Invention
본 발명의 제1목적은 온도가 다른 또는 변화하는 유동장의 유속을 측정할 수 있는 열선유속계에 있어서 열선유속계의 온도보상을 보다 용이하게 함과 아울러 유동장의 교란을 최소할 수 있는 열선유속계를 제공하는 것이다.The first object of the present invention is to provide a heat flux meter which can easily compensate the temperature of the heat flux tachometer and minimize disturbance of the flow field in a heat flux tachometer capable of measuring the flow velocity of the flow field having a different or changing temperature. will be.
본 발명의 제2목적은 열선유속계의 출력전압의 감도 즉, 속도의 변화에 대한 출력의 변화율을 향상시킬 수 있는 열선유속계를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a heat flux meter which can improve the sensitivity of the output voltage of the heat flux meter, that is, the rate of change of the output with respect to the speed change.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 열선유속계는 종래의 온도보상용 센서 대신에 광도전성 소자로 제작된 온도보상용 센서를 사용하여 열선유속계의 브릿지 저항을 구성한다.In order to achieve the above object, the heat flux meter according to the present invention uses a temperature compensation sensor made of a photoconductive element instead of the conventional temperature compensation sensor to configure a bridge resistance of the heat flux meter.
즉, 광도전성 소자를 열선유속계의 브릿지저항에 사용하여 그 저항값이 외부유체의 온도변화에 따라 적절한 값을 갖도록 광도전성 소자의 입력저항을 적절히 조정함으로써 유속계의 출력이 외부유체온도의 변화에 관계없이 속도에 의해서만 변화하도록 하는 회로를 구성하는 것이다.That is, the output of the flowmeter is related to the change of the external fluid temperature by using the photoconductive element as a bridge resistance of the heat flux meter and appropriately adjusting the input resistance of the photoconductive element so that the resistance value is appropriate according to the temperature change of the external fluid. It is to construct a circuit that changes only by speed.
또한 광도전성 소자를 열선유속계의 브릿지저항으로 사용함으로써 열선유속계의 출력을 광도전성 소자의 입력측에 되돌려서 속도의 증가에 따라 유속계의 출력의 변화가 더욱 크게 나타나게 하는 회로를 구성한다.In addition, by using the photoconductive element as a bridge resistance of the heat flux meter, a circuit is constructed in which the output of the heat flux meter is returned to the input side of the photoconductor element so that the change in the output of the flow meter is increased more as the speed increases.
본 발명의 다른 목적과 특징, 장점은 관련된 도면과 실시예를 통한 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description through accompanying drawings and embodiments.
[실시예의 상세한 설명]Detailed Description of the Embodiments
이하 본 발명에 따르는 열선유속계의 바람직한 실시예를 도면과 함께 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a heat flux meter according to the present invention will be described with reference to the drawings.
광도전성 소자(photoconductive cell)는 빛의 조사로 도전율이 증가되는 소자로 셀레늄, 게르마늄, 황화납 등으로 만들어진 반도체 소자가 그 예이다. 즉, 반도체의 표면에 빛을 비추면, 저항이 낮아지는 성질을 이용하여 빛의 강약을 전류의 강약으로 변화하는 소자로서 적외선의 검출, 광통신, 온도측정, 사진기의 자동 조리개 등에 사용된다.A photoconductive cell is a device in which conductivity is increased by irradiation of light, for example, a semiconductor device made of selenium, germanium, lead sulfide, or the like. That is, when light shines on the surface of the semiconductor, the device changes the intensity of the light into the strength of the current by using a property of low resistance, and is used for infrared detection, optical communication, temperature measurement, and automatic aperture of a camera.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 열선유속계의 회로도이다. 본 실시예에서는 입력되는 전압에 따라 저항이 변화하는 광도전성 소자(P)를 열선유속계 브릿지의 한쪽 저항으로 사용하여 유체온도의 변동이 없는 경우에는 기존의 정온도형 열선유속계와 동일하게 동작되도록 하고 유동에 온도의 변화가 있는 경우에는 변화에 따른 적절한 보상전압을 광도전성 소자에 가하여 그 저항값을 온도보상에 적합하게 변화시킴으로써 유속계의 출력이 오직 속도에 의해서만 변화하도록 하는 장치를 구성한다.1 is a circuit diagram of a heat flux meter according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the photoconductive element P whose resistance changes according to the input voltage is used as one resistance of the heat flux meter bridge so that when there is no fluctuation of the fluid temperature, it operates in the same manner as the existing constant temperature type heat flux tachometer. If there is a change in temperature, an appropriate compensation voltage according to the change is applied to the photoconductive element so that the resistance value is appropriately compensated for by temperature compensation, so that the output of the flowmeter is changed only by the speed.
제1도에서 알 수 있듯이 유동장의 온도(Ta)는 온도검출기기 예를 들면 열전대(thermocouple)로 측정되어 계측기 내의 A-D 변환기(analog-to-digital converter)를 거쳐 온도 신호(T′ a)를 디지탈 신호로 바꾸고 이 신호가 컴퓨터로 들어가서 온도보상을 하기 위하여 광도전성소자(P)에 가해져야 되는 저항값에 해당하는 전압(V′0)을 계산해 낸다. 이러한 계산은 어떤 유동온도에 대하여 온도와 온도저항계수의 효과가 나타나지 않도록 온도보상을 하는 것으로 이미 알려진 식에 의한다.As can be seen in FIG. 1, the temperature Ta of the flow field is measured with a temperature detector, for example a thermocouple, and digitally passes the temperature signal T ′ a via an analog-to-digital converter in the instrument. It converts the signal into a computer and calculates the voltage (V ′ 0 ) corresponding to the resistance that must be applied to the photoconductive element (P) in order to enter the computer and compensate the temperature. This calculation is based on a known equation for temperature compensation so that the effects of temperature and temperature resistance coefficients do not appear for any flow temperature.
즉, R3=R30(1+α3Ta)=Rw0(1+αwTa)가 되어야 한다. 여기서 아래첨자0은 냉저항(0℃ 저항)을 나타내고 α3와 αw는 각각 온도보상용 저항(R3)과 열선(Rw)의 온도저항계수이다. 여기서 R3은 고정저항(R과 광도전성소자의 저항(Rcds)의 합성저항이다.That is, R 3 = R 30 (1 + α 3 T a ) = R w0 (1 + α w T a ). Where subscript 0 indicates cold resistance (0 ° C. resistance) and α 3 and α w are the temperature resistance coefficients of the temperature compensation resistor R3 and the heating wire R w , respectively. Where R3 is the combined resistance of the fixed resistor R and the resistor R cds of the photoconductive element.
상기 컴퓨터에서 나온 전압신호(V′0)는 계측기의 D-4 변환기(digital-to-analog converter)를 거쳐 광도전성 소자(P)의 입력측에 직렬로 연결된 저항(R4)을 통해 광도전성 소자(P)의 입력전압을 바꾼다. 상기 저항(R4)는 전류제한용 저항이다. 상기의 입력전압은 광도전성 소자의 저항(Rcds)을 변화시켜 소기의 목적을 달성할 수 있게 된다.The voltage signal V ′ 0 from the computer is connected to the photoconductive element P via a resistor R4 connected in series to the input side of the photoconductive element P via a digital-to-analog converter D-4 of the instrument. Change the input voltage of P). The resistor R4 is a current limiting resistor. The input voltage can change the resistance (R cds ) of the photoconductive element to achieve the desired purpose.
한편 광도전성 소자(P)는 고정저항(R)에 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 병렬로 연결하지 아니하고 직접 광도전성 소자를 온도보상용 저항으로 사용하는 경우에는 필요한 저항값을 얻기 위해 광도전성 소자(P)에 가해주는 전압은 정밀해야 하는 등 오차가 발생될 소지가 있다.On the other hand, the photoconductive element P is preferably connected in parallel to the fixed resistor (R). If the direct photoconductive element is used as a temperature compensation resistor without being connected in parallel, an error may occur such that the voltage applied to the photoconductive element P must be precise to obtain a necessary resistance value.
종래와 같이 백금선을 온도보상용 센서로 사용하는 경우에 백금선은 온도변화에 따라 그 저항값이 변하며 온도의 변화에 대한 저항값의 변화 즉, 온도저항계수가 고정되어 있다. 그러나 본 발명에 따른 실시예에 의해 광도전성 소자를 이용하여 온도보상을 수행하는 경우에는 상기에 설명한 바와 같은 경로를 거쳐 저항값 및 온도저항계수가 임의값을 갖도록 할 수 있어 열선과 온도보상저항의 온도저항계수는 달라서 이를 보정하기 위한 계수조정용 가변저항을 추가로 부착해야 하고 복잡한 보상과정을 거칠 필요가 없게 된다.When the platinum wire is used as a temperature compensation sensor as in the related art, the resistance value of the platinum wire changes according to temperature change, and the change in resistance value, that is, the temperature resistance coefficient, is fixed. However, in the case of performing temperature compensation using the photoconductive element according to the embodiment of the present invention, the resistance value and the temperature resistance coefficient may have arbitrary values through the path as described above, so that the temperature of the hot wire and the temperature compensation resistance The coefficient of resistance is different, so that a variable resistor for coefficient adjustment is additionally attached to compensate for this and there is no need for complicated compensation.
뿐만 아니라, 종래의 경우에는 백금선의 크기로 인하여 유동장이 교란되는 문제점이 있었으나, 온도측정을 위해 열전대와 같은 것을 사용하고 있으므로 유동장이 교란문제도 현저히 줄어든다.In addition, in the conventional case, there was a problem in that the flow field was disturbed due to the size of the platinum wire, but the disturbance problem of the flow field is also significantly reduced since a thermocouple is used for temperature measurement.
본 발명의 이러한 효과는 교란이 문제가 되는 2축이상의 열선유속계에 적용할 경우에 보다 잘 알 수 있다. 제2도는 3측 열선유속계에 본 실시예를 적용한 예를 도시하고 있다. Rw1, Rw2, Rw3는 각 유속(u, v, w)을 측정하기 위한 열선의 저항을 가리킨다. 3축인 경우에도 하나의 열전대(TH)로만 온도정보를 검출하여 이를 각 브릿지(B1, B2, B3)의 공도전성 소자(P)에 온도보상용 전압의 형태로 가해주면 된다.This effect of the present invention can be better seen when applied to a two-axis or higher heat flux meter where disturbance is a problem. 2 shows an example in which the present embodiment is applied to a three-side heat flux meter. R w1 , R w2 , and R w3 indicate the resistance of the hot wire for measuring the respective flow rates u, v, w. Even in the case of three axes, the temperature information may be detected by only one thermocouple (TH), and the temperature information may be applied to the conductive elements (P) of the bridges (B1, B2, B3) in the form of temperature compensation voltage.
제3도는 본 실시예의 효과를 나타내는 그래프이다. 보정전압을 산출하기 위해서는 열선센서의 온도저항계수를 정확히 아는 것이 필요하다. 텅스텐 열선센서의 온도저항계수는 0.003에서 0.005까지로 알려져 있다. 본 실험에서는 0.004로 가정하고 실험을 수행한 결과 온도범위 30℃부터 80℃까지에 대하여 온도보상이 잘 이루어 진 것을 알 수 있다.3 is a graph showing the effect of this embodiment. In order to calculate the correction voltage, it is necessary to know the temperature resistance coefficient of the thermal sensor accurately. The temperature resistance coefficient of tungsten heating sensor is known to be 0.003 to 0.005. In this experiment, it is assumed that 0.004 is the result of the experiment that the temperature compensation for the temperature range 30 ℃ to 80 ℃ can be seen that the well made.
제4도와 제5도는 본 발명에 따른 두번째 실시예를 나타내는 도면으로서 열선유속계의 출력전압의 감도를 향상하기 위한 것이다. 온도의 변동이 없는 조건에서 사용되는 열선유속계이다. 종래의 정온도형 열선유속계와 다른 점은 열선의 반대쪽에 놓인 고정저항이 광도전성 소자로 대치되었으며 광도전성 소자의 입력전압을 유속계의 출력을 변화하는 데 사용하고 있다.4 and 5 are diagrams showing a second embodiment according to the present invention to improve the sensitivity of the output voltage of the heat flux meter. It is a heat flux meter used in the condition that there is no change of temperature. The difference from the conventional constant temperature type heat flux meter is that the fixed resistance on the opposite side of the heat wire is replaced by the photoconductive element and the input voltage of the photoconductive element is used to change the output of the flowmeter.
제4도의 간략화된 회로도를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 참조부호는 제1실시예와 동일하다. 유속계의 출력을 브릿지에 부귀환시키고 스위치(S)가 열린상태에서 입력전압(Vin)을 일정하게 유지하면 광도전성 소자의 저항(R3)이 일정하게 설정되므로 이 경우의 유속계의 작동은 기존의 정온도형 열선유속계와 동일하다. 그러나 제5도에서 보는 바와 같이 감도가 약하여 출력전압(E0)으로 정확히 유속을 아는 것은 쉬운 일이 아니다. 따라서 본 발명에서의 출력전압(E0)에 따라 일정한 함수로 광도전성 소자의 입력전압을 하강시킨다. 본 발명의 실시예에서는 저항 (R5)를 거쳐서 증폭기(0P)에 의해 최종의 전압은 R7(Vin-VR5)/R6가 된다. 저항(R8)는 전류제한용 저항이다. 증폭기(0P)는 가산기로 작동한다. 저항(R5)는 클수록 전압강화의 효과가 있으나 과열을 고려하여 조정할 수 있다. 전압강하는 광도전성 소자의 성질에 의해 저항(R3)을 증가시킨다. 따라서 출력전압(E0)은 상승하게 되어 제5도에서 보는 바와 같이 감도가 좋아지게 된다.A more detailed description is provided with reference to the simplified circuit diagram of FIG. Reference numerals are the same as in the first embodiment. If the output of the tachometer is returned to the bridge and the input voltage (V in ) is kept constant while the switch (S) is open, the resistance (R3) of the photoconductive element is set constant. Same as the constant temperature type heat flux meter. However, as shown in FIG. 5, it is not easy to know the flow velocity precisely with the output voltage E0 due to its low sensitivity. Therefore, the input voltage of the photoconductive element is lowered by a constant function according to the output voltage E0 in the present invention. In the embodiment of the present invention, the final voltage becomes R7 (V in -V R5 ) / R6 by the amplifier 0P via the resistor R5. Resistor R8 is a current limiting resistor. Amplifier 0P acts as an adder. The larger the resistance R5 is, the more effective the voltage increase is, but can be adjusted in consideration of overheating. The voltage drop increases the resistance R3 due to the nature of the photoconductive element. As a result, the output voltage E0 is increased to improve the sensitivity as shown in FIG.
제5도는 본 발명의 두번째 실시예에 따른 열선유속계와 종래의 열선유속계의 유속에 대한 검출전압을 비교하여 도시한 것이다. 도면에서 2/10과 3/10은 저항(R5)를 조정함으로써 얻어진 값으로 출력전압의 귀환비율을 나타낸 것이다.FIG. 5 shows a comparison of detection voltages for the flow rates of the heating wire tachometer according to the second embodiment of the present invention and the conventional heating wire tachometer. In the figure, 2/10 and 3/10 are the values obtained by adjusting the resistor R5 and represent the feedback ratio of the output voltage.
상기에서 설명한 바와 같이 열선유속계에 광도전성 소자를 사용한 본 발명으로 인하여 열선유속계의 온도보상이 손쉽게 이루어지게 됨은 물론 열선유속계의 출력전압의 감도가 향상되게 되었다.As described above, the present invention using the photoconductive element in the heat flux meter makes it easy to compensate the temperature of the heat flux meter and improves the sensitivity of the output voltage of the heat flux meter.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940014605A KR960013743B1 (en) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | Thermal current meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940014605A KR960013743B1 (en) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | Thermal current meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960001755A KR960001755A (en) | 1996-01-25 |
| KR960013743B1 true KR960013743B1 (en) | 1996-10-10 |
Family
ID=19386222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019940014605A KR960013743B1 (en) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | Thermal current meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR960013743B1 (en) |
-
1994
- 1994-06-24 KR KR1019940014605A patent/KR960013743B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960001755A (en) | 1996-01-25 |
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