JPH0324973B2 - - Google Patents
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- JPH0324973B2 JPH0324973B2 JP59196268A JP19626884A JPH0324973B2 JP H0324973 B2 JPH0324973 B2 JP H0324973B2 JP 59196268 A JP59196268 A JP 59196268A JP 19626884 A JP19626884 A JP 19626884A JP H0324973 B2 JPH0324973 B2 JP H0324973B2
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Classifications
-
- 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
- G01F1/68—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 using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明はサーミスタを用いた熱式質量流量計に
関するものである。 従来の技術 従来より存在する熱線式流量計は、毛細管に白
金等の発熱抵抗線を巻き付け、内部を流れる流体
流量に応じた放熱量が前記抵抗線の抵抗値変化を
生ずることを利用して前記流量を測定するもので
ある。しかしながら、この方式による流量計は抵
抗線の抵抗−温度係数が低く、動作温度範囲が比
較的高いこと、及び湿気や塵埃による故障の多い
ことが欠点となつている。 一方、サーミスタ流速計は、サーミスタの温度
係数が通常金属の10〜15倍程度にも達し、動作温
度も低いため、高感度な流量測定器として期待さ
れるものであるが、実際には工業計測用としての
実用化はそれほど進んでいない。これはサーミス
タの本質的な問題である個々の温度特性のバラツ
キによる測定誤差等が十分解決されていないこ
と、及び流路内におけるサーミスタ（概してサー
ミスタ先端が、流路横断方向に突出する）にゴミ
等が付着して被膜となり、流れに干渉すること等
によるものである。 発明の目的 本発明は従来の毛細管流路や、サーミスタ突出
流路等の流路干渉問題、及びサーミスタ温度特性
のバラツキ問題を解消した新規のサーミスタ型熱
式質量流量計を提供しようとするものである。 発明の構成 略述すれば、本発明は上記の目的を達するた
め、 被検流体のための流路を有するセンサブロツク
と、 前記流路内において先端を上流側に向け、かつ
自身の軸が流路方向と一致するように配置された
流量検出用のガラスビート封入型サーミスタと、 前記流路内に嵌入された本体に、前記流量検出
用サーミスタの側端部を流体流通間隙をあけて同
軸的に包囲する中心軸孔、及びその周囲に平行し
て配列された複数の整流孔を貫設してなる整流エ
レメントと、 前記流量検出用サーミスタと同型で同様な抵抗
−温度特性を有するサーミスタからなり、先端部
が前記流路に近接しかつ小孔により連通した小室
に収納された温度補償用サーミスタと、 前記流量検出用サーミスタ及び温度補償用サー
ミスタの抵抗値差を較正及び演算して流体の質量
流量を指示するための演算処理回路 を備えたことを特徴とする熱式質量流量計を構成
するものである。 上記の構成において、整流エレメントはセンサ
ブロツクの流路に導入された流体流量の一部を正
確な分流比においてその軸孔に通じるため、これ
に接する流量検出用サーミスタは流体の質量流量
及び温度に応じて放熱し、抵抗値はそれによる平
衡温度を表わす値となる。一方温度補償用サーミ
スタは流体温度に応じた抵抗値を示すため、両サ
ーミスタの抵抗値の実効的な差を演算処理回路に
より演算すると、正確な流体の質量流量が得られ
るわけである。 実施例 以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例
につき説明する。 第１図は本発明の構成原理に従つた基本的実施
例を示す断面図である。この実施例において、流
量計本体部としてのセンサブロツク１はアルミニ
ウム等の金属又はアクリルその他の樹脂材料から
なる直方体であり、このブロツク１には図の下端
面に開口した流体入口２から上向に延びる垂直流
路部３と、この流路部３のブロツク１内における
上端から曲接して横向に延び図の右側面に開口し
た流体出口４を有する水平流路部５とからなる流
体流路が形成されている。流量検出用サーミスタ
６及び温度補償用サーミスタ７は実質上同一又は
類似の特性を有するガラスビート封入型サーミス
タからなり、前者６はセンサブロツク１の上端壁
８を貫通して垂直流路３内に垂下・突入し、後者
７もまた上端壁８を貫通し、垂直流路３に近接・
平行して図の左側壁９に形成された小室１０内に
突入している。小室１０は小孔１１により流路
３，５と連通している。サーミスタ６，７の上端
つけ根部はそれぞれナツト１２，１３によりブロ
ツク上端に固定され、ナツトの下側にはＯリング
１４が挿着される。 本発明によれば、センサブロツクの流路３には
流量検出用サーミスタ６と協同する整流エレメン
ト１５が嵌入される。整流エレメント１５は流路
３の断面形状に従つて、この場合外周面が円筒形
の流路内壁に嵌合する円柱体からなり、流量検出
用サーミスタ６の先端（感熱部）を余裕をもつ
て、すなわちそのサーミスタ先端との間に環状間
隙を形成して安定した流体流通を保証するための
中心軸孔１６と、各々この軸孔１６に平行するよ
うにその周りの円心円上に配列された複数の環状
流路からなる整流孔１７とを貫通形成したもので
ある。 上記の構成において、センサブロツク１の流体
入口２及び出口４に図示しないが適宜の流体供給
管及び排出管を接続し、流路３，５に被検流体を
通ずると、整流エレメント１５の前記軸孔１６に
は、流路３の全流量に対する正確な分流比（整流
エレメントの軸孔開口面積と、全開口面積との
比。但し、軸孔開口面積はサーミスタ先端の周囲
隙間の断面積である。）で微少流を通じ、自己発
熱したサーミスタ６の先端はこの微少流の質量流
量（及び温度の低さ）に応じて吸熱されるもので
ある。 一方、サーミスタ６をこのような整流エレメン
トが存在しない流路中に配置した場合を検討する
と、このときサーミスタ先端付近においては流路
３，５がＬ型に屈折していることや、サーミスタ
６に比して流路径が広いこと等により乱流を生じ
るか、又は秩序正しい層流であつてもサーミスタ
の相対的な細さ故にその表面の流れが流路３全体
の流れの状態を正確に代表することにならないと
考えられる。この意味で、本発明の整流エレメン
トはきわめて重要な役目を果たしていることがわ
かる。 結局、整流エレメント１５によつて一定条件に
された流体はその比熱と密度に関係した率でサー
ミスタ６から熱を奪うので、その抵抗値変化によ
り質量流量の関数としての信号が得られる。従つ
て、質量流量の一般的な公式として知られている
下記の公式が本発明においても明確に成立してい
ると考えられる。 Ｍ＝Ｅ／Jcpθ Ｍ；質量流量 Ｊ；熱の仕事当量 cp；流体の定圧比熱 θ；イ．とロ．の温度差 Ｅ；流体に与えるエネルギー ここで補足しておくことは、サーミスタ６及び
７は初期条件において同じ抵抗値を有し同じ定電
流によつて同じ発熱量で働いていることである。
このことによつて上記の式のＥが両サーミスタに
ついて同一であると言える。この実施例におい
て、サーミスタ６が装着された軸孔流路の径は２
〜3φ、周辺部の整流孔流路は0.5〜3.0φであり、
これら整流孔１７は流量に応じて最も適当な個数
だけ設けて軸孔部分での流速及び熱放散等の条件
が広い流量範囲においても同一となるように機能
するものである。 第３図は本発明の質量流量計の別の実施例を示
すものである。この実施例において、流量計は縦
続結合された４つのブロツク、すなわち、図の右
から左にかけて、入口ブロツク２０、センサブロ
ツク２１、サーミスタ支持ブロツク２２、及び制
御ブロツク２３を含むものである。入口ブロツク
２０はその貫通流路２０ａの中間部にフイルター
２０ｂを挿着し、後端部を前記センサブロツク２
１の開口に螺入することにより、その開口の中間
に挿入された整流エレメント１５を固定するよう
になつている。サーミスタ支持ブロツク２２は流
量検出用サーミスタ６を自身の中心軸上において
その先端がセンサブロツク２１の開口内に突入す
るように支持すると共に、ブロツク２２後部にお
いて中心軸に直交する配置の小室２２ａ内に先端
を突入させた温度補償用サーミスタ７を支持して
いる。サーミスタ６に関してはリード線引き出孔
２４が、また、サーミスタ７の小室２２ａに関し
てはブロツク後端面２２ｂに開口したポート２５
がそれぞれ形成される。さらに、センサ支持ブロ
ツク２２には中心軸のサーミスタ６に等間隙で平
行し、前記センサブロツク２１の開口及び制御ブ
ロツク２３の入口室２３ａに連なる４条の貫通孔
２６が形成される。制御ブロツク２３には前記サ
ーミスタ支持ブロツク２２の貫通孔２６及びポー
ト２５に連通した入口室２３ａと、これに背反し
た出口側流路室２３ｂとが形成され、これらは各
垂直流路によりブロツク上側面の制御室２７に通
じている。この場合、後方の垂直流路２８は制御
室２７中央の底面突起内において開口し、上方よ
り装着されたコントロールピース２９の近接状態
に応じて流量計全体としての流量が制御できるよ
うになつている。なお、コントロールピース２９
の先端面には突起開口に対応する凹部を有し、ピ
ース本体の周囲には駆動用ソレノイド３０が配置
されている。 上記第３図の実施例において、整流エレメント
１５、及びサーミスタ６，７は第１の実施例にお
ける整流エレメント及びサーミスタと同じもので
あり、従つてこの実施例のものはフイルター２０
ｂによつて除塵等がなされ、制御部におけるコン
トロールピース位置により適当に制御された流量
において、前記第１の実施例と同様に作用するも
のである。 整流エレメントの軸孔１６内に露出した先端を
有するサーミスタ６及びこれに並設されたサーミ
スタ７の抵抗変化から流体流量を演算する回路は
第４図に示す通りである。第４図において、流速
用サーミスタ６及び温度補償用サーミスタ７は直
列に定電流回路３１に接続され、各サーミスタ
６，７の両端は対応する差動増幅器３２，３３の
各入力端子に接続される。これら増幅器３２及び
３３の出力は、それぞれ第３の差動増幅器３４の
負入力及び正入力に接続される。この増幅器３４
の出力は流体の質量流量に対応する大きさを有す
るものである。この場合、演算増幅器３４にはバ
イアス調整手段からなるゼロ調整器３５と、増幅
率調整手段からなるスパン調整器３６が接続され
る。 上記の回路において、サーミスタ６及び７は流
通する電流に応じて発熱し、自身の雰囲気と平衡
した温度（従つて抵抗値）に維持される。いま、
サーミスタ６及び７の抵抗−温度特性が等しいも
のとすれば、第１のサーミスタ６は流体の流速
（質量流量）が零であれば実質上第２のサーミス
タ７と同じ温度となり、零でなければその流速に
応じて冷却され、従つて両者の抵抗値の差は流体
の流速を表わすことになる。しかしながら、両者
の抵抗−温度特性は実際には微妙に相違するであ
ろうから、上記のように抵抗値に対応する値から
流体流量を求めるには、対応する増幅器３２及び
３３のバイアス及び増幅率を適当に調整すること
によりその特性の相違を補償しなければならな
い。これにより、演算増幅器３４に入力される二
つの信号は見かけ上、同一特性の二つのサーミス
タにおける各別の温度に応じた抵抗値を表わすこ
とになる。 演算増幅器３４は零調整器３５及びスパン調整
器３６の操作により、設定及び較正されたスケー
ルによつて、センサブロツク１又は２１の流路に
流れる流体流量を正確に指示することが明らかで
ある。 第５図は本発明の第１図に示した質量流量計に
おける圧力−流量特性を示すグラフである。この
場合のテスト条件は、本発明の流量計の上流に定
流量制御弁を設け、下流に圧力計と絞り弁を接続
し、大気開放された出口に標準となる流量計を接
続して流量を測定しながら絞り弁によつて圧力を
０から５Kg／cm2まで変化させたものである。パラ
メータとして採用した実流量0.2，0.4，0.6／
minにおいて、標準流量計の指示値は、いずれも
それら実流量をほぼ正確に表わしていることがわ
かる。 第６図は同じく本発明の第１図に示した質量流
量計の温度−流量特性を示すグラフである。この
場合のテスト条件は、恒温槽の中に本発明の流量
計を入れ、20℃で実流量値に校正した後、５℃か
ら40℃までの温度変化における流量測定値として
の出力信号変化を縦軸にプロツトしたものであ
る。この間、実流量としては各々１，５，９／
minの定流量のN2ガスを流して測定したが、各
グラフ共温度の上昇に従つて、流量指示値がわず
かに降下していくが、通常室内における10度程度
の室温変化に対しては、実用上問題とならないこ
とがわかる。 第７図は同じく本発明の第１図に示した質量流
量計における応答速度特性を示すグラフである。
この場合のテスト条件は、N2ガスを500ml／分の
定流量に設定し、電磁弁で急速に開閉した時の立
ち上がりの応答速度を本発明の流量計と、従来の
毛細管型流量計について同時に測定及び比較した
ものである。記録計のフルスケールは1000ml／
分、チヤートスピードは60cm／分、そして周囲温
度は20℃であり、定差圧型定流量弁で500ml／分
を設定した。 結果は、本発明の記録計においてはN2流通後
数秒以内で通常測定値となる（従来型装置におい
ては12〜13秒を要する）ことを示している。 第８図及び第９図はそれぞれ実流量０〜1.0
／min及び０〜200ml／minについて流量−出
力信号の関係、いわゆる検量線を確認したもので
ある。計測条件及び計測結果は下記の通りであ
る。
関するものである。 従来の技術 従来より存在する熱線式流量計は、毛細管に白
金等の発熱抵抗線を巻き付け、内部を流れる流体
流量に応じた放熱量が前記抵抗線の抵抗値変化を
生ずることを利用して前記流量を測定するもので
ある。しかしながら、この方式による流量計は抵
抗線の抵抗−温度係数が低く、動作温度範囲が比
較的高いこと、及び湿気や塵埃による故障の多い
ことが欠点となつている。 一方、サーミスタ流速計は、サーミスタの温度
係数が通常金属の10〜15倍程度にも達し、動作温
度も低いため、高感度な流量測定器として期待さ
れるものであるが、実際には工業計測用としての
実用化はそれほど進んでいない。これはサーミス
タの本質的な問題である個々の温度特性のバラツ
キによる測定誤差等が十分解決されていないこ
と、及び流路内におけるサーミスタ（概してサー
ミスタ先端が、流路横断方向に突出する）にゴミ
等が付着して被膜となり、流れに干渉すること等
によるものである。 発明の目的 本発明は従来の毛細管流路や、サーミスタ突出
流路等の流路干渉問題、及びサーミスタ温度特性
のバラツキ問題を解消した新規のサーミスタ型熱
式質量流量計を提供しようとするものである。 発明の構成 略述すれば、本発明は上記の目的を達するた
め、 被検流体のための流路を有するセンサブロツク
と、 前記流路内において先端を上流側に向け、かつ
自身の軸が流路方向と一致するように配置された
流量検出用のガラスビート封入型サーミスタと、 前記流路内に嵌入された本体に、前記流量検出
用サーミスタの側端部を流体流通間隙をあけて同
軸的に包囲する中心軸孔、及びその周囲に平行し
て配列された複数の整流孔を貫設してなる整流エ
レメントと、 前記流量検出用サーミスタと同型で同様な抵抗
−温度特性を有するサーミスタからなり、先端部
が前記流路に近接しかつ小孔により連通した小室
に収納された温度補償用サーミスタと、 前記流量検出用サーミスタ及び温度補償用サー
ミスタの抵抗値差を較正及び演算して流体の質量
流量を指示するための演算処理回路 を備えたことを特徴とする熱式質量流量計を構成
するものである。 上記の構成において、整流エレメントはセンサ
ブロツクの流路に導入された流体流量の一部を正
確な分流比においてその軸孔に通じるため、これ
に接する流量検出用サーミスタは流体の質量流量
及び温度に応じて放熱し、抵抗値はそれによる平
衡温度を表わす値となる。一方温度補償用サーミ
スタは流体温度に応じた抵抗値を示すため、両サ
ーミスタの抵抗値の実効的な差を演算処理回路に
より演算すると、正確な流体の質量流量が得られ
るわけである。 実施例 以下、図面を参照して本発明の好ましい実施例
につき説明する。 第１図は本発明の構成原理に従つた基本的実施
例を示す断面図である。この実施例において、流
量計本体部としてのセンサブロツク１はアルミニ
ウム等の金属又はアクリルその他の樹脂材料から
なる直方体であり、このブロツク１には図の下端
面に開口した流体入口２から上向に延びる垂直流
路部３と、この流路部３のブロツク１内における
上端から曲接して横向に延び図の右側面に開口し
た流体出口４を有する水平流路部５とからなる流
体流路が形成されている。流量検出用サーミスタ
６及び温度補償用サーミスタ７は実質上同一又は
類似の特性を有するガラスビート封入型サーミス
タからなり、前者６はセンサブロツク１の上端壁
８を貫通して垂直流路３内に垂下・突入し、後者
７もまた上端壁８を貫通し、垂直流路３に近接・
平行して図の左側壁９に形成された小室１０内に
突入している。小室１０は小孔１１により流路
３，５と連通している。サーミスタ６，７の上端
つけ根部はそれぞれナツト１２，１３によりブロ
ツク上端に固定され、ナツトの下側にはＯリング
１４が挿着される。 本発明によれば、センサブロツクの流路３には
流量検出用サーミスタ６と協同する整流エレメン
ト１５が嵌入される。整流エレメント１５は流路
３の断面形状に従つて、この場合外周面が円筒形
の流路内壁に嵌合する円柱体からなり、流量検出
用サーミスタ６の先端（感熱部）を余裕をもつ
て、すなわちそのサーミスタ先端との間に環状間
隙を形成して安定した流体流通を保証するための
中心軸孔１６と、各々この軸孔１６に平行するよ
うにその周りの円心円上に配列された複数の環状
流路からなる整流孔１７とを貫通形成したもので
ある。 上記の構成において、センサブロツク１の流体
入口２及び出口４に図示しないが適宜の流体供給
管及び排出管を接続し、流路３，５に被検流体を
通ずると、整流エレメント１５の前記軸孔１６に
は、流路３の全流量に対する正確な分流比（整流
エレメントの軸孔開口面積と、全開口面積との
比。但し、軸孔開口面積はサーミスタ先端の周囲
隙間の断面積である。）で微少流を通じ、自己発
熱したサーミスタ６の先端はこの微少流の質量流
量（及び温度の低さ）に応じて吸熱されるもので
ある。 一方、サーミスタ６をこのような整流エレメン
トが存在しない流路中に配置した場合を検討する
と、このときサーミスタ先端付近においては流路
３，５がＬ型に屈折していることや、サーミスタ
６に比して流路径が広いこと等により乱流を生じ
るか、又は秩序正しい層流であつてもサーミスタ
の相対的な細さ故にその表面の流れが流路３全体
の流れの状態を正確に代表することにならないと
考えられる。この意味で、本発明の整流エレメン
トはきわめて重要な役目を果たしていることがわ
かる。 結局、整流エレメント１５によつて一定条件に
された流体はその比熱と密度に関係した率でサー
ミスタ６から熱を奪うので、その抵抗値変化によ
り質量流量の関数としての信号が得られる。従つ
て、質量流量の一般的な公式として知られている
下記の公式が本発明においても明確に成立してい
ると考えられる。 Ｍ＝Ｅ／Jcpθ Ｍ；質量流量 Ｊ；熱の仕事当量 cp；流体の定圧比熱 θ；イ．とロ．の温度差 Ｅ；流体に与えるエネルギー ここで補足しておくことは、サーミスタ６及び
７は初期条件において同じ抵抗値を有し同じ定電
流によつて同じ発熱量で働いていることである。
このことによつて上記の式のＥが両サーミスタに
ついて同一であると言える。この実施例におい
て、サーミスタ６が装着された軸孔流路の径は２
〜3φ、周辺部の整流孔流路は0.5〜3.0φであり、
これら整流孔１７は流量に応じて最も適当な個数
だけ設けて軸孔部分での流速及び熱放散等の条件
が広い流量範囲においても同一となるように機能
するものである。 第３図は本発明の質量流量計の別の実施例を示
すものである。この実施例において、流量計は縦
続結合された４つのブロツク、すなわち、図の右
から左にかけて、入口ブロツク２０、センサブロ
ツク２１、サーミスタ支持ブロツク２２、及び制
御ブロツク２３を含むものである。入口ブロツク
２０はその貫通流路２０ａの中間部にフイルター
２０ｂを挿着し、後端部を前記センサブロツク２
１の開口に螺入することにより、その開口の中間
に挿入された整流エレメント１５を固定するよう
になつている。サーミスタ支持ブロツク２２は流
量検出用サーミスタ６を自身の中心軸上において
その先端がセンサブロツク２１の開口内に突入す
るように支持すると共に、ブロツク２２後部にお
いて中心軸に直交する配置の小室２２ａ内に先端
を突入させた温度補償用サーミスタ７を支持して
いる。サーミスタ６に関してはリード線引き出孔
２４が、また、サーミスタ７の小室２２ａに関し
てはブロツク後端面２２ｂに開口したポート２５
がそれぞれ形成される。さらに、センサ支持ブロ
ツク２２には中心軸のサーミスタ６に等間隙で平
行し、前記センサブロツク２１の開口及び制御ブ
ロツク２３の入口室２３ａに連なる４条の貫通孔
２６が形成される。制御ブロツク２３には前記サ
ーミスタ支持ブロツク２２の貫通孔２６及びポー
ト２５に連通した入口室２３ａと、これに背反し
た出口側流路室２３ｂとが形成され、これらは各
垂直流路によりブロツク上側面の制御室２７に通
じている。この場合、後方の垂直流路２８は制御
室２７中央の底面突起内において開口し、上方よ
り装着されたコントロールピース２９の近接状態
に応じて流量計全体としての流量が制御できるよ
うになつている。なお、コントロールピース２９
の先端面には突起開口に対応する凹部を有し、ピ
ース本体の周囲には駆動用ソレノイド３０が配置
されている。 上記第３図の実施例において、整流エレメント
１５、及びサーミスタ６，７は第１の実施例にお
ける整流エレメント及びサーミスタと同じもので
あり、従つてこの実施例のものはフイルター２０
ｂによつて除塵等がなされ、制御部におけるコン
トロールピース位置により適当に制御された流量
において、前記第１の実施例と同様に作用するも
のである。 整流エレメントの軸孔１６内に露出した先端を
有するサーミスタ６及びこれに並設されたサーミ
スタ７の抵抗変化から流体流量を演算する回路は
第４図に示す通りである。第４図において、流速
用サーミスタ６及び温度補償用サーミスタ７は直
列に定電流回路３１に接続され、各サーミスタ
６，７の両端は対応する差動増幅器３２，３３の
各入力端子に接続される。これら増幅器３２及び
３３の出力は、それぞれ第３の差動増幅器３４の
負入力及び正入力に接続される。この増幅器３４
の出力は流体の質量流量に対応する大きさを有す
るものである。この場合、演算増幅器３４にはバ
イアス調整手段からなるゼロ調整器３５と、増幅
率調整手段からなるスパン調整器３６が接続され
る。 上記の回路において、サーミスタ６及び７は流
通する電流に応じて発熱し、自身の雰囲気と平衡
した温度（従つて抵抗値）に維持される。いま、
サーミスタ６及び７の抵抗−温度特性が等しいも
のとすれば、第１のサーミスタ６は流体の流速
（質量流量）が零であれば実質上第２のサーミス
タ７と同じ温度となり、零でなければその流速に
応じて冷却され、従つて両者の抵抗値の差は流体
の流速を表わすことになる。しかしながら、両者
の抵抗−温度特性は実際には微妙に相違するであ
ろうから、上記のように抵抗値に対応する値から
流体流量を求めるには、対応する増幅器３２及び
３３のバイアス及び増幅率を適当に調整すること
によりその特性の相違を補償しなければならな
い。これにより、演算増幅器３４に入力される二
つの信号は見かけ上、同一特性の二つのサーミス
タにおける各別の温度に応じた抵抗値を表わすこ
とになる。 演算増幅器３４は零調整器３５及びスパン調整
器３６の操作により、設定及び較正されたスケー
ルによつて、センサブロツク１又は２１の流路に
流れる流体流量を正確に指示することが明らかで
ある。 第５図は本発明の第１図に示した質量流量計に
おける圧力−流量特性を示すグラフである。この
場合のテスト条件は、本発明の流量計の上流に定
流量制御弁を設け、下流に圧力計と絞り弁を接続
し、大気開放された出口に標準となる流量計を接
続して流量を測定しながら絞り弁によつて圧力を
０から５Kg／cm2まで変化させたものである。パラ
メータとして採用した実流量0.2，0.4，0.6／
minにおいて、標準流量計の指示値は、いずれも
それら実流量をほぼ正確に表わしていることがわ
かる。 第６図は同じく本発明の第１図に示した質量流
量計の温度−流量特性を示すグラフである。この
場合のテスト条件は、恒温槽の中に本発明の流量
計を入れ、20℃で実流量値に校正した後、５℃か
ら40℃までの温度変化における流量測定値として
の出力信号変化を縦軸にプロツトしたものであ
る。この間、実流量としては各々１，５，９／
minの定流量のN2ガスを流して測定したが、各
グラフ共温度の上昇に従つて、流量指示値がわず
かに降下していくが、通常室内における10度程度
の室温変化に対しては、実用上問題とならないこ
とがわかる。 第７図は同じく本発明の第１図に示した質量流
量計における応答速度特性を示すグラフである。
この場合のテスト条件は、N2ガスを500ml／分の
定流量に設定し、電磁弁で急速に開閉した時の立
ち上がりの応答速度を本発明の流量計と、従来の
毛細管型流量計について同時に測定及び比較した
ものである。記録計のフルスケールは1000ml／
分、チヤートスピードは60cm／分、そして周囲温
度は20℃であり、定差圧型定流量弁で500ml／分
を設定した。 結果は、本発明の記録計においてはN2流通後
数秒以内で通常測定値となる（従来型装置におい
ては12〜13秒を要する）ことを示している。 第８図及び第９図はそれぞれ実流量０〜1.0
／min及び０〜200ml／minについて流量−出
力信号の関係、いわゆる検量線を確認したもので
ある。計測条件及び計測結果は下記の通りであ
る。
【表】
【表】
【表】
【表】
これらの結果より、特性曲線は０〜0.5／
minの範囲において若干の湾曲を有するものの、
不規則性は見られず、通じて１／min程度以下
の流量においてメータの目盛設定等もきわめて容
易に行いうることを示している。 発明の効果 本発明は以上の通り正確かつ安定な質量流量計
を提供するものであり、特に流体の安定な被検流
路を形成する役目を果たす整流エレメントは着脱
自在であつて、必要に応じて取りはずし清掃する
こと、又は新品と交換することができるため、き
わめて実用的である。
minの範囲において若干の湾曲を有するものの、
不規則性は見られず、通じて１／min程度以下
の流量においてメータの目盛設定等もきわめて容
易に行いうることを示している。 発明の効果 本発明は以上の通り正確かつ安定な質量流量計
を提供するものであり、特に流体の安定な被検流
路を形成する役目を果たす整流エレメントは着脱
自在であつて、必要に応じて取りはずし清掃する
こと、又は新品と交換することができるため、き
わめて実用的である。
第１図は本発明の基本的実施例を示す縦断面
図、第２図は実施例の流量計に用いられる整流エ
レメントの斜視図、第３図は別の実施例を示す縦
断面図、第４図は本発明の流路計の電気回路の一
例を示す図、第５図は本発明の流路計における圧
力−流量特性を示すグラフ、第６図は温度−流量
特性を示すグラフ、第７図は応答速度特性を示す
グラフ、第８図及び第９図は流量−出力信号特性
を示すグラフである。 １，２１……センサブロツク、６……流量検出
用サーミスタ、７……温度補償用サーミスタ、１
５……整流エレメント、１６……軸孔、１７……
整流孔。
図、第２図は実施例の流量計に用いられる整流エ
レメントの斜視図、第３図は別の実施例を示す縦
断面図、第４図は本発明の流路計の電気回路の一
例を示す図、第５図は本発明の流路計における圧
力−流量特性を示すグラフ、第６図は温度−流量
特性を示すグラフ、第７図は応答速度特性を示す
グラフ、第８図及び第９図は流量−出力信号特性
を示すグラフである。 １，２１……センサブロツク、６……流量検出
用サーミスタ、７……温度補償用サーミスタ、１
５……整流エレメント、１６……軸孔、１７……
整流孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検流体のための流路を有するセンサブロツ
クと、 前記流路内において先端を上流側に向け、かつ
自身の軸が流路方向と一致するように配置された
流量検出用のガラスビート封入型サーミスタと、 前記流路内に嵌入された本体に、前記流量検出
用サーミスタの先端部を流体流通間隙をあけて同
軸的に包囲する中心軸孔、及びその周囲に平行し
て配列された複数の整流孔を貫通してなる整流エ
レメントと、 前記流量検出用サーミスタと同型で同様な抵抗
−温度特性を有するサーミスタからなり、先端部
が前記流路に近接しかつ小孔により連通した小室
に収納された温度補償用サーミスタと、 前記流量検出用サーミスタ及び温度補償用サー
ミスタの抵抗値差を較正及び演算して流体の質量
を指示するための演算処理回路 を備えたことを特徴とする熱式質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196268A JPS6173023A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 熱式質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59196268A JPS6173023A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 熱式質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6173023A JPS6173023A (ja) | 1986-04-15 |
| JPH0324973B2 true JPH0324973B2 (ja) | 1991-04-04 |
Family
ID=16354975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59196268A Granted JPS6173023A (ja) | 1984-09-18 | 1984-09-18 | 熱式質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6173023A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012513022A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ | ワイヤ風速計の制御装置 |
| US8800379B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-08-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | “X” wired anemometric probe and its manufacturing method |
-
1984
- 1984-09-18 JP JP59196268A patent/JPS6173023A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012513022A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | コミサリア ア レネルジィ アトミーク エ オ ゼネ ルジイ アルテアナティーフ | ワイヤ風速計の制御装置 |
| US8800379B2 (en) | 2008-12-19 | 2014-08-12 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | “X” wired anemometric probe and its manufacturing method |
| US9069002B2 (en) | 2008-12-19 | 2015-06-30 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Device for regulating a wire anemometer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6173023A (ja) | 1986-04-15 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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