JPH02138826A - 熱測定形質量流量計のセンサー - Google Patents
熱測定形質量流量計のセンサーInfo
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- JPH02138826A JPH02138826A JP63261744A JP26174488A JPH02138826A JP H02138826 A JPH02138826 A JP H02138826A JP 63261744 A JP63261744 A JP 63261744A JP 26174488 A JP26174488 A JP 26174488A JP H02138826 A JPH02138826 A JP H02138826A
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- Details Of Flowmeters (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、導管中を流れる流体の流量を測定する熱測定
形質量流量計のセンサーに関するものである。
形質量流量計のセンサーに関するものである。
次のような測定原理に基づく熱測定形質量流量計におい
ては、外乱影響を除去するためセンサーを外部から遮断
する必要がある。即ち第１図（イ）（ロ）に示すように
、導管１の外周に密着させた自己発熱抵抗体よりなるセ
ンサーコイルＡ、 Ｂに電圧をかけておき導管１に矢印
の方向から流体を流すと、上流側のセンサーコイルＡか
ら下流側のセンサーコイルＢに熱移動が生じ、上流側セ
ンサーコイルＡの温度はＴａ→Ｔａ’へ下降し、下流側
センサーコイルＡの温度はＴｂ−＋Ｔｂ’へと上昇する
。
ては、外乱影響を除去するためセンサーを外部から遮断
する必要がある。即ち第１図（イ）（ロ）に示すように
、導管１の外周に密着させた自己発熱抵抗体よりなるセ
ンサーコイルＡ、 Ｂに電圧をかけておき導管１に矢印
の方向から流体を流すと、上流側のセンサーコイルＡか
ら下流側のセンサーコイルＢに熱移動が生じ、上流側セ
ンサーコイルＡの温度はＴａ→Ｔａ’へ下降し、下流側
センサーコイルＡの温度はＴｂ−＋Ｔｂ’へと上昇する
。
これらの温度変化に比例して上流側センサーコイルＡ及
び下流側センサーコイルＢの抵抗値が各々変化する。従
って前記両センサーコイルＡ、Ｂ間に構成されたブリッ
ジ回路に不平衡電圧が生じ、この不平衡電圧を検出する
ことにより導管１を流れる流体の質量流量を検出できる
のである。
び下流側センサーコイルＢの抵抗値が各々変化する。従
って前記両センサーコイルＡ、Ｂ間に構成されたブリッ
ジ回路に不平衡電圧が生じ、この不平衡電圧を検出する
ことにより導管１を流れる流体の質量流量を検出できる
のである。
ところが、上記の抵抗値の変化は微小であり、この程度
の変化はセンサーコイルＡ、Ｂ周囲の空気の移動、温度
変化によっても生じ、前記ブリッジ回路不平衡電圧に誤
差を生じる。
の変化はセンサーコイルＡ、Ｂ周囲の空気の移動、温度
変化によっても生じ、前記ブリッジ回路不平衡電圧に誤
差を生じる。
このため、センサーを外部から熱的及び空間的に遮断す
ることが必要であり、従来より種々の遮断構造が研究さ
れている。
ることが必要であり、従来より種々の遮断構造が研究さ
れている。
前記熱測定形質量流量計のセンサーにおける従来技術と
しては、例えば特公昭５６−２３０９４号公報で開示さ
れたものがあり、第２図に示すごとく、導管１４に巻設
された２つの感応コイル２２．２４をそれぞれ発泡部材
３７で被覆してコイル外周の温度変化や空気の移動によ
る影響を防止するようにしたものである。
しては、例えば特公昭５６−２３０９４号公報で開示さ
れたものがあり、第２図に示すごとく、導管１４に巻設
された２つの感応コイル２２．２４をそれぞれ発泡部材
３７で被覆してコイル外周の温度変化や空気の移動によ
る影響を防止するようにしたものである。
前記従来技術に代表されるように、センサーコイルの外
周を発泡部材で被覆することが、コイル外周の温度変化
や空気の移動によるセンサー出力電圧の誤差は少なくな
る。しかしながら、従来形センサーには導管内を流れる
流体の質量流量が急激に変化したとき、−時的にセンサ
ー出力電圧に誤差を生じる問題がある。
周を発泡部材で被覆することが、コイル外周の温度変化
や空気の移動によるセンサー出力電圧の誤差は少なくな
る。しかしながら、従来形センサーには導管内を流れる
流体の質量流量が急激に変化したとき、−時的にセンサ
ー出力電圧に誤差を生じる問題がある。
以下、第３図に従い、この問題を説明する。
流体が第３図（イ）に示すように急激に変化したとき、
第１図（イ）に示すブリッジ回路の不平衡電圧は第３図
（ロ）に示すようにゆるやかに、遅れて変化する。この
遅れは例えば第４図に示すような微分回路を付加するこ
とにより電気的に補正する手段が使われている。第３図
（ハ）は、前記微分回路によりブリッジ不平衡電圧（イ
）を補正した後の、流量信号電圧を示したものであるが
、流量の変化に対して約０．１秒の遅れＸがみられる。
第１図（イ）に示すブリッジ回路の不平衡電圧は第３図
（ロ）に示すようにゆるやかに、遅れて変化する。この
遅れは例えば第４図に示すような微分回路を付加するこ
とにより電気的に補正する手段が使われている。第３図
（ハ）は、前記微分回路によりブリッジ不平衡電圧（イ
）を補正した後の、流量信号電圧を示したものであるが
、流量の変化に対して約０．１秒の遅れＸがみられる。
この理由は、熱測定形流量センサーで導管内を通過する
流体の質量流量が急、激に変化したとき、上流側及び下
流側のセンサーコイルの温度も急激に変化するが、セン
サーコイル周囲を包囲した発泡部材はこの温度変化をさ
またげる働きが大きいためである。
流体の質量流量が急、激に変化したとき、上流側及び下
流側のセンサーコイルの温度も急激に変化するが、セン
サーコイル周囲を包囲した発泡部材はこの温度変化をさ
またげる働きが大きいためである。
すなわち、発泡部材は内部の空気の熱伝達が遅く、断熱
効果は高いものの、センサコイルの急激な温度変化に十
分追従できないことに起因する。
効果は高いものの、センサコイルの急激な温度変化に十
分追従できないことに起因する。
このセンサを用いて第５図に示すような、流量制御のサ
ーボループを構成し、第５図（イ）に示すように流量を
コントロールしようとした場合、バルブを開き、流体が
導管内を通過しても、センサの流量信号がすぐに立上が
らず遅れるため、流量が少ないと判断してバルブはこの
遅れの間、全開となる。その結果、導管内を流れる流体
の流量は第３図（ニ）に示すようになる。すなわち、第
５図（イ）に示す設定の信号に対して、実際に導管内を
流れる流量は立上り時に大きくオーバシュートする問題
があった。
ーボループを構成し、第５図（イ）に示すように流量を
コントロールしようとした場合、バルブを開き、流体が
導管内を通過しても、センサの流量信号がすぐに立上が
らず遅れるため、流量が少ないと判断してバルブはこの
遅れの間、全開となる。その結果、導管内を流れる流体
の流量は第３図（ニ）に示すようになる。すなわち、第
５図（イ）に示す設定の信号に対して、実際に導管内を
流れる流量は立上り時に大きくオーバシュートする問題
があった。
上記問題点を解決するため本発明は、熱伝導率が低く内
部に空気だまりの比較的少ないセラミック繊維から成る
断熱材で、センサコイルＡ、Ｂの外周を包囲したことを
特徴とするもので、センサコイル周囲の空気の移動、温
度変化等による外乱影響を除去すると同時に、急激な流
量変化に対しても正確な流量出力信号を得られるように
したものである。
部に空気だまりの比較的少ないセラミック繊維から成る
断熱材で、センサコイルＡ、Ｂの外周を包囲したことを
特徴とするもので、センサコイル周囲の空気の移動、温
度変化等による外乱影響を除去すると同時に、急激な流
量変化に対しても正確な流量出力信号を得られるように
したものである。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第６図、第７図においてＳは熱測定形質量流量計のセン
サーの外観を示す。■は略Ｕ字形状に折曲した通常内径
が０．５ ｍｍφ程度のステンレス等の金属よりなる細
管で、基板２上に、細管の両端ｌａ、Ｉｂが基板２を貫
通した状態に設けられている。細管１の外周には密着し
てコイル状に巻回した上流側センサーコイルＡ及び下流
側センサーコイルＢを設けである。これらのセンサーコ
イルＡ及びＢは図外の抵抗素子と共にブリッジ回路を構
成しており、各センサーコイルＡ、Ｂに流す電流を一定
に制御した状態で細管１に流体を流した場合、各センサ
ーコイルＡ、Ｂの温度変化に比例する抵抗値の変化によ
りブリッジ回路に不平衡電圧が生じ、この不平衡電圧を
検出することによって細管１を流れる流体の質量流量を
測定するように構成しである。４は内部空間溝５を有す
るアルミ材等で形成された金属ケースであり、第６図に
示す半割状の２個の金属ケース４′、４の夫々片面に溝
５を形成し、溝５内にはセラミック繊維をペーパー状に
成形したセラミックペーパーからなる断熱材６がセンサ
ーコイルＡ、Ｂの外周に密着した状態で包囲しである。
サーの外観を示す。■は略Ｕ字形状に折曲した通常内径
が０．５ ｍｍφ程度のステンレス等の金属よりなる細
管で、基板２上に、細管の両端ｌａ、Ｉｂが基板２を貫
通した状態に設けられている。細管１の外周には密着し
てコイル状に巻回した上流側センサーコイルＡ及び下流
側センサーコイルＢを設けである。これらのセンサーコ
イルＡ及びＢは図外の抵抗素子と共にブリッジ回路を構
成しており、各センサーコイルＡ、Ｂに流す電流を一定
に制御した状態で細管１に流体を流した場合、各センサ
ーコイルＡ、Ｂの温度変化に比例する抵抗値の変化によ
りブリッジ回路に不平衡電圧が生じ、この不平衡電圧を
検出することによって細管１を流れる流体の質量流量を
測定するように構成しである。４は内部空間溝５を有す
るアルミ材等で形成された金属ケースであり、第６図に
示す半割状の２個の金属ケース４′、４の夫々片面に溝
５を形成し、溝５内にはセラミック繊維をペーパー状に
成形したセラミックペーパーからなる断熱材６がセンサ
ーコイルＡ、Ｂの外周に密着した状態で包囲しである。
断熱材６は例えばアルミナ、アルミナシリカ等のセラミ
ック繊維をペーパ状、フェルト状、綿状に成形したもの
である。
ック繊維をペーパ状、フェルト状、綿状に成形したもの
である。
セラミック繊維は太さが均一で粒子の混入が少ないもの
を使用し、成形時に用いる有機バインダーを極力少なく
したものが断熱特性、断熱性が安定しており良い結果を
得ることができる。
を使用し、成形時に用いる有機バインダーを極力少なく
したものが断熱特性、断熱性が安定しており良い結果を
得ることができる。
センサコイル周囲の空気の移動等による外乱影響はセン
サを従方向にしたとき、センサコイルの周囲の空気の対
流により、最も顕著にあられれるが、本実施例を測定の
結果、実際の流量に対する不平衡電圧の据付方向による
誤差は±０．０１％フルスケール以内の精度が得られる
。また急激な流量変化に対する流量検出の遅れについて
は、第８図に示すような結果が得られた。すなわち、流
体の流量変化（イ）に対して、センサーブリッジ回路の
不平衡電圧（ロ）は、ゆるやかに変化するが、立上り時
の遅れはなく、この電圧を微分回路により補正した流量
信号（ハ）も、流体の変化と同時に立上り、正確に質量
流量を検出している。このセンサーを用いて従来技術で
説明したものと同じ第５図に示す制御系を構成し、流量
をコントロールした結果は第８図（ニ）に示すように、
問題点〔第３図（ニ）〕に示したようなオーバシュート
もなく、第５図（イ）に示した設定信号値通りのコント
ロールがされている。
サを従方向にしたとき、センサコイルの周囲の空気の対
流により、最も顕著にあられれるが、本実施例を測定の
結果、実際の流量に対する不平衡電圧の据付方向による
誤差は±０．０１％フルスケール以内の精度が得られる
。また急激な流量変化に対する流量検出の遅れについて
は、第８図に示すような結果が得られた。すなわち、流
体の流量変化（イ）に対して、センサーブリッジ回路の
不平衡電圧（ロ）は、ゆるやかに変化するが、立上り時
の遅れはなく、この電圧を微分回路により補正した流量
信号（ハ）も、流体の変化と同時に立上り、正確に質量
流量を検出している。このセンサーを用いて従来技術で
説明したものと同じ第５図に示す制御系を構成し、流量
をコントロールした結果は第８図（ニ）に示すように、
問題点〔第３図（ニ）〕に示したようなオーバシュート
もなく、第５図（イ）に示した設定信号値通りのコント
ロールがされている。
本実施例によるセラミックペーパーは、セラミック繊維
を水中に分散させ、抄紙機で通常の紙を製造す名ことと
基本的には、同じ手法によりシート状に成形する。従っ
て本質的には多孔質であるが、発泡材にみられるような
大きな空気留りがなく、コイルの外周を均一に被覆する
ことができる。
を水中に分散させ、抄紙機で通常の紙を製造す名ことと
基本的には、同じ手法によりシート状に成形する。従っ
て本質的には多孔質であるが、発泡材にみられるような
大きな空気留りがなく、コイルの外周を均一に被覆する
ことができる。
また耐熱温度においても１０００°Ｃと高く、センサー
コイルの温度（最大２００°Ｃ）に対して十分な耐熱性
を有している。尚、セラミックペーパーに代えて、ウー
ル状になったセラミックウール、フェルト状に成形した
セラミックフェルトを用いることも可能である。また両
センサコイルＡ、Ｂを収容する溝５を各コイルＡ、 Ｂ
別に各々独立して設け、各々独立した溝内にセラミック
繊維からなる断熱材で包囲しても同様の結果を得ること
ができた。
コイルの温度（最大２００°Ｃ）に対して十分な耐熱性
を有している。尚、セラミックペーパーに代えて、ウー
ル状になったセラミックウール、フェルト状に成形した
セラミックフェルトを用いることも可能である。また両
センサコイルＡ、Ｂを収容する溝５を各コイルＡ、 Ｂ
別に各々独立して設け、各々独立した溝内にセラミック
繊維からなる断熱材で包囲しても同様の結果を得ること
ができた。
以上説明したように本発明は熱測定形質量流量計のセン
サーのセンサコイルをセラミックペーパー等のセラミッ
ク繊維からなる断熱材で包囲したことにより、外乱影響
が除去出来るとともに、急激な流量変化に対しても遅れ
ることなく正確な流量検出が出来るようにしたものであ
る。
サーのセンサコイルをセラミックペーパー等のセラミッ
ク繊維からなる断熱材で包囲したことにより、外乱影響
が除去出来るとともに、急激な流量変化に対しても遅れ
ることなく正確な流量検出が出来るようにしたものであ
る。
第１図（イ）、（ロ）は熱測定形質量流量計における測
定原理を説明する図、第２図は従来の熱測定形質量流量
計のセンサーを示す一部断面図、第３図は従来の熱測定
形質量流量計における流量変化に対する流量検出の測定
結果を示す図、第４図は、ブリッジ不平衡電圧を補正す
る微分回路を示す図、第５図は熱測定形質量流量計を用
いた流路制御系の構成を示す図、第６図乃至第８図は本
発明の実施例を示し、第６図はその外観を示す斜視図、
第７図は第６図の縦断面図、第８図は流量変化に対する
流量検出の測定結果を示す図である。 ！Ｉ！１ 郵 邂凶 手 続 補 正 」天 臼 （方式） １、事件の表示 昭和 年 特 許 願 第 、発明の名称 熱測定形質量流量計のセンサー ３、補正をする者 事件との関係 特 許
定原理を説明する図、第２図は従来の熱測定形質量流量
計のセンサーを示す一部断面図、第３図は従来の熱測定
形質量流量計における流量変化に対する流量検出の測定
結果を示す図、第４図は、ブリッジ不平衡電圧を補正す
る微分回路を示す図、第５図は熱測定形質量流量計を用
いた流路制御系の構成を示す図、第６図乃至第８図は本
発明の実施例を示し、第６図はその外観を示す斜視図、
第７図は第６図の縦断面図、第８図は流量変化に対する
流量検出の測定結果を示す図である。 ！Ｉ！１ 郵 邂凶 手 続 補 正 」天 臼 （方式） １、事件の表示 昭和 年 特 許 願 第 、発明の名称 熱測定形質量流量計のセンサー ３、補正をする者 事件との関係 特 許
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）流体が流れる導管の外周に密着して巻回した上流
側センサーコイルと下流側センサーコイルを備え、前記
２つのセンサーコイルの外周をセラミック繊維から成る
断熱材で包囲してあることを特徴とする熱測定形質量流
量計のセンサー。 ２）特許請求の範囲第１項記載において、前記セラミ
ック繊維はアルミナ質繊維からなる熱測定形質量流量計
のセンサー。 ３）特許請求の範囲第１項記載において、前記セラミ
ック繊維はアルミナシリカ質繊維からなる熱測定形質量
流量計のセンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261744A JPH02138826A (ja) | 1988-08-10 | 1988-10-18 | 熱測定形質量流量計のセンサー |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-199183 | 1988-08-10 | ||
| JP19918388 | 1988-08-10 | ||
| JP63261744A JPH02138826A (ja) | 1988-08-10 | 1988-10-18 | 熱測定形質量流量計のセンサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02138826A true JPH02138826A (ja) | 1990-05-28 |
Family
ID=26511387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63261744A Pending JPH02138826A (ja) | 1988-08-10 | 1988-10-18 | 熱測定形質量流量計のセンサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02138826A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004340963A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Berkin Bv | Ｃｔ法で測定するための質量流量計 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62129721A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Nippon Tairan Kk | 流量センサ |
-
1988
- 1988-10-18 JP JP63261744A patent/JPH02138826A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62129721A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Nippon Tairan Kk | 流量センサ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004340963A (ja) * | 2003-05-13 | 2004-12-02 | Berkin Bv | Ｃｔ法で測定するための質量流量計 |
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