JPH0222514A - 感熱型流量センサ - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス流量を精密に制御する際に使用されるマ
スフローコントローラの感熱型流量センサに関する。

〔従来の技術〕

マスフローコントローラの感熱型流量センサとして細管
の外周に感温抵抗線を巻き線したセンサが広く用いられ
ているが、特開昭６１−１２８１２３号にも述べられて
いるようにゼロ点が゛変動しやすいという欠点がある。

この欠点を解決するため定温度回路を設ける事が提案さ
れているが（特開昭６２−１３１２０号や特開昭６１−
１２８１２３号）、回路の製造原価が高くなるため広く
実用化されるには至っていないのが実状である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、従来の感温
抵抗線を巻き線した方式のまま温度特性を向上させる事
を目的とする。

一般に感温抵抗線を巻き線じたセンサの温度特性は良く
ないと言われている。この原因は感熱型流量センサの原
理に依ると言われている。即ちセンサ管内を流れるガス
により生じる温度差が小さいため、その温度差を電圧と
してＪｌ］２シ出すブリッジ回路を含む直流増幅器の温
度特性によりセンサの温度特性は決定される。

従りて温度特性を向上させる方法として、増幅器に温度
ドリフトの小さなものを使用する、ブリッジ回路を安定
にする、あるいは温度センサを設は出力を補正すること
等が考えられるが、これらの方法では原価が高くなるに
も関わらず効果は少ない◇ 本発明は従来の感温抵抗線を巻き線した方式のままで流
れの検出方法を根本的に変えることにょシ温度特性を飛
躍的に向上させる事を目的とする。

従来流れの検出はセンサ管内を流れるガスにょシ生じる
定常状態の温度差を電圧として出力していた０そのため
微小な出力電圧を検出する必要があシ、ブリッジ回路の
抵抗値の変動や増幅器の温度ドリフトが問題となってい
た。

本発明者はセンサの特性について詳しい解析を行なった
結果、ガス流による熱の移動が交流成分を有せばセンサ
の出力も交流成分を有し、この交流成分のみを測定すれ
ば温度変化のような非常に低い周波数成分は出力に現わ
れず、安定なガス流の測定か可能と々る事を見いだした
。以上の解析結果に基゛づいて本発明に至った。

〔問題点を解決するための手段〕

又流成分のみを測定する為にはセンサ部の温度を変調す
る必要がある。そのため本発明ではセンサ管に加える熱
量を変調するため、センサの感熱抵抗体に印加する電力
を変調する装置を設けた。

またセンサの出力を交流増幅回路に入力し、その出力を
検波して流量計の出力とした。

さらに印加電力を周期的に変化させ、これに同期させて
検波回路を駆動させると安定した出力が得られる。本発
明によるセンサの構成を第１図に示す。感熱抵抗体に印
加する電力は１０　Ｈｚで変調した。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき、より詳細に説明する。

（実施例１） 外径０．６ｍ＋、肉厚３０μｍのステンレスパイプを使
用して第１図に示すような構成で感熱型流量センサを作
成した。発熱抵抗線を１０曽の幅に渡りて巻き付けた。

１つの発熱体の抵抗値は５０Ωでめりた０抵抗体に定電
流制御方式で電流を０．０５Ａ流すと共に１０Ｈｚで０
．０１　ＡＩ）ＩＩＥ流を断続的に流しセンサを加熱し
た。

出力電圧の流量特性を第２図に示す。従来の直流電圧だ
けを印加した時は周囲温度が０℃から５０℃まで変化す
ると温度ドリフトは２ｑｌＩありたが、交流電圧をＸ畳
する本発明では測定精度範囲では完全に無くすことがで
きた。

（冥権利２） 実施例１ではセンサの感熱抵抗体そのものが加熱抵抗を
かねていたが、これを別の第３の巻き線で加熱した方式
を第３図に示す。

実施例１に比較して小信号を扱うセンサ部が大信号の変
調信号源から分離されているため簡単な回路を用いるの
みで一様の効果を得ることが出来た０ 図４に実施例２の具体的回路例を示す。変調信号源は、
２つのインバータ８，９から成る発振器と駆動用のトラ
ンジスタ１０から構成され、１０ＨｚのＯＮ１０　Ｆ　
Ｆ信号によシセンサ一部は加熱される。このため、セン
サー管を流れるカスも１０■２の温度変化を受ける従っ
て、感熱抵抗線にもガスの温度変化に対応する変化が現
れる。

この変化を交流増幅回路４で増幅し、１０■２の信号成
力のみを堆シ出す為同期検波回路５を通し、出力を得る
。この時、ガス流量に対し、出力が充分得られる様、移
相回路を調整する。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は従来の感温抵抗線を巻き
巌した方式のままで流れの検出方法を根本的に変え又流
出力を検出することＫより温度特性を飛躍的に向上させ
る事が可能となシ工業上極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のセンサの構成図、第２図は
本発明の実施例のセンサの特性図、第３図は本発明の実
施例のセンサの別の構成を示す図、埠 第４図は本発明の実施例２の具体的回路図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）センサ管内を流れるガスにより生じる温度差によ
   って電気抵抗が変化する事を利用して、流れるガスの質
   量流量に対応した電圧を出力する抵抗体をセンサ管の外
   周に設けた流量センサであって、前記抵抗体に印加する
   電力を変調する装置が設けてあり、センサの温度変化に
   よって生じる電気抵抗の変化の交流分を出力する事を特
   徴とする感熱型流量センサ。
2. （２）請求項（１）記載の感熱型流量センサにおいて、
   印加する電力を変調する装置が周期的に動作し、この周
   期と同期して電気抵抗の交流分を取り出す事を特徴とす
   る感熱型流量センサ。
3. （３）請求項（１）または（２）記載の感熱型流量セン
   サを塔載したマスフローコントローラ