JPH0256609B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0256609B2 JPH0256609B2 JP56102689A JP10268981A JPH0256609B2 JP H0256609 B2 JPH0256609 B2 JP H0256609B2 JP 56102689 A JP56102689 A JP 56102689A JP 10268981 A JP10268981 A JP 10268981A JP H0256609 B2 JPH0256609 B2 JP H0256609B2
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- Japan
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- gas flow
- filament
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 32
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は気体流量計に関し、特に検出流路で
の気体の流れ方向を切換えてそれぞれフイラメン
トの印加電圧を測定し、それらの値を用いて特定
の演算を行なうことによつて、気体の熱伝導によ
る誤差を消去し、精度の高い流体測定を可能にす
るものである。
の気体の流れ方向を切換えてそれぞれフイラメン
トの印加電圧を測定し、それらの値を用いて特定
の演算を行なうことによつて、気体の熱伝導によ
る誤差を消去し、精度の高い流体測定を可能にす
るものである。
気体の流量を測定する方法の一つとして、気体
中にフイラメントを設置し、そのフイラメントの
熱損失から気体の流量を演算する方法が知られて
いる。この方法はフイラメントの熱損失が気体の
流量に関連する強制対流によつて生じる現象を利
用するものであるが、フイラメントの熱損失に
は、この強制対流によるものだけではなく、気体
の熱伝導によるものも含まれ、無視できない。従
つて気体の正確な流量測定ができなかつた。
中にフイラメントを設置し、そのフイラメントの
熱損失から気体の流量を演算する方法が知られて
いる。この方法はフイラメントの熱損失が気体の
流量に関連する強制対流によつて生じる現象を利
用するものであるが、フイラメントの熱損失に
は、この強制対流によるものだけではなく、気体
の熱伝導によるものも含まれ、無視できない。従
つて気体の正確な流量測定ができなかつた。
この発明は、これらの事情に鑑みなされたもの
で、その具体的な構成は、気体の流れ方向を切換
えることにより気体の流れを非対称にできる検出
流路を備えると共に一定温度に維持できる検出セ
ルと、この検出セルに気体を流れ方向を切換えて
導入・排出できる気体切換導入・排出手段と、検
出セル内の流れの非対称部分に設置されたフイラ
メントと、このフイラメントを一定温度に維持す
るための電圧供給手段と、気体の流れ方向の切換
によつて得られる両フイラメント電圧検出手段と
を備え、両フイラメント電圧値の２乗差に基づい
て気体流量を演算できるよう構成してなる気体流
量計である。
で、その具体的な構成は、気体の流れ方向を切換
えることにより気体の流れを非対称にできる検出
流路を備えると共に一定温度に維持できる検出セ
ルと、この検出セルに気体を流れ方向を切換えて
導入・排出できる気体切換導入・排出手段と、検
出セル内の流れの非対称部分に設置されたフイラ
メントと、このフイラメントを一定温度に維持す
るための電圧供給手段と、気体の流れ方向の切換
によつて得られる両フイラメント電圧検出手段と
を備え、両フイラメント電圧値の２乗差に基づい
て気体流量を演算できるよう構成してなる気体流
量計である。
要するにこの発明は検出セルの流路構成及び温
度条件を特定し、気体の流れ方向を切換えて流路
内の特定位置に設定したフイラメントの印加電圧
をそれぞれ測定でき、それらの電圧値の２乗差を
用いて気体流量を演算できるよう構成することに
よつて、気体の熱伝導による誤差を消去し、精度
の高い流量測定を可能にするものである。
度条件を特定し、気体の流れ方向を切換えて流路
内の特定位置に設定したフイラメントの印加電圧
をそれぞれ測定でき、それらの電圧値の２乗差を
用いて気体流量を演算できるよう構成することに
よつて、気体の熱伝導による誤差を消去し、精度
の高い流量測定を可能にするものである。
ここで気体の熱伝導による誤差が消去できる理
由は次の通りである。
由は次の通りである。
まずフイラメントで消費される熱量（Ｑ）は次
のように表わせる。
のように表わせる。
Ｑ＝αλ（Tf−Tw）＋Cpm〓（To−Ti）＋γ
（但し、α：装置定数、λ：熱伝導度、Tf：フ
イラメント温度、Tw：検出セル温度、Cp：比
熱、m〓：質量流量、Ti：検出セル入口での気体
温度、To：検出セル出口での気体温度、γ：そ
の他の消費熱量） ところで、Tf及びTwは常に一定に維持されて
いるので、Ｑ式の第１項は気体の流れの方向に無
関係に一定である。またTo−Tiも装置について
一定であり以下の式ではＫとおく。更にγはきわ
めて小さい値であるので無視できる。
イラメント温度、Tw：検出セル温度、Cp：比
熱、m〓：質量流量、Ti：検出セル入口での気体
温度、To：検出セル出口での気体温度、γ：そ
の他の消費熱量） ところで、Tf及びTwは常に一定に維持されて
いるので、Ｑ式の第１項は気体の流れの方向に無
関係に一定である。またTo−Tiも装置について
一定であり以下の式ではＫとおく。更にγはきわ
めて小さい値であるので無視できる。
従つて、気体の流れ方向を切換えてそれぞれ検
出した際の熱量の差（Q1−Q2）は次のように表
わせる。
出した際の熱量の差（Q1−Q2）は次のように表
わせる。
Q1−Q2＝Cpm〓K
一方Q1及びQ2は、フイラメント両端の電圧V1，
V2よりV1 2／JR、V2 2／JRとして検出されているから次 式が成立つ。
V2よりV1 2／JR、V2 2／JRとして検出されているから次 式が成立つ。
Q1−Q2＝Cpm〓K＝１／Ｊ・１／Ｒ（V1 2−V2 2）
（但し、Ｊ：ジユールの定数、Ｒ：フイラメント
の抵抗、一定） 従つて気体流量の演算式が求まる。
の抵抗、一定） 従つて気体流量の演算式が求まる。
m〓＝V1 2−V2 2／Cp・Ｊ・Ｒ・Ｋ
以上のごとく、気体の流れ方向を切換えて、フ
イラメントの印加電圧の２乗差（V1 2−V2 2）を
測定し、上の演算式に従つて演算することによつ
て、換言すれば、強制対流による情報のみを用い
て、気体の熱伝導による誤差を含まない、精度の
高い気体流量を測定できるわけである。
イラメントの印加電圧の２乗差（V1 2−V2 2）を
測定し、上の演算式に従つて演算することによつ
て、換言すれば、強制対流による情報のみを用い
て、気体の熱伝導による誤差を含まない、精度の
高い気体流量を測定できるわけである。
この発明に係る気体流量計は、気体の微小流量
から大流量の測定に好適であるが、特にガスクロ
マトグラフ用の微小流量測定に適している。
から大流量の測定に好適であるが、特にガスクロ
マトグラフ用の微小流量測定に適している。
以下図に示す実施例に基づいてこの発明を詳述
する。なお、これによつてこの発明が限定される
ものではない。
する。なお、これによつてこの発明が限定される
ものではない。
まず第１図において、気体流量計１は、検出セ
ル２と、気体切換導入・排出手段３と、フイラメ
ント４と、フイラメントの電圧供給回路５と、電
圧検出・演算回路６と、タイマー回路７とから主
として構成されている。
ル２と、気体切換導入・排出手段３と、フイラメ
ント４と、フイラメントの電圧供給回路５と、電
圧検出・演算回路６と、タイマー回路７とから主
として構成されている。
検出セル２は、流路方向に断面積が変化する一
つの検出流路８を形成したブロツク体より構成さ
れ、検出流路端９と他端１０とを気体の入口・出
口として切換えた場合に気体の流れが非対称にな
るように構成されている。なお、１１は検出路流
８の流路断面積が大きい部分、１２は同じく小さ
い部分とする。更に検出セル２のブロツク体は、
流量測定中一定温度に維持されるよう構成されて
いる。
つの検出流路８を形成したブロツク体より構成さ
れ、検出流路端９と他端１０とを気体の入口・出
口として切換えた場合に気体の流れが非対称にな
るように構成されている。なお、１１は検出路流
８の流路断面積が大きい部分、１２は同じく小さ
い部分とする。更に検出セル２のブロツク体は、
流量測定中一定温度に維持されるよう構成されて
いる。
気体切換導入・排出手段３は、気体入口流路１
３と、気体出口流路１４と、検出セル２の検出流
路端９に向かう流路１５と、同じく検出流路他端
１０に向かう流路１６とこれらの各流路を結合す
る４方切換電磁弁１７とから構成される。この電
磁弁は、前記タイマー回路７による作動信号にも
とずいて作動し、気体入口・出口流路１３，１４
を両流路１５，１６に切換え接続できる。
３と、気体出口流路１４と、検出セル２の検出流
路端９に向かう流路１５と、同じく検出流路他端
１０に向かう流路１６とこれらの各流路を結合す
る４方切換電磁弁１７とから構成される。この電
磁弁は、前記タイマー回路７による作動信号にも
とずいて作動し、気体入口・出口流路１３，１４
を両流路１５，１６に切換え接続できる。
フイラメント４は、検出セル２の検出流路８
内、特に検出流路の断面積の大きい部分１１と小
さい部分１２にわたつて設置されている。
内、特に検出流路の断面積の大きい部分１１と小
さい部分１２にわたつて設置されている。
フイラメントの電圧供給回路５は、フイラメン
ト４の温度を一定に、つまり抵抗を一定に維持す
べく、フイラメント４の両端に電圧を印加できる
よう構成されている。なお、２０はアンプ、２
１，２２，２３はブリツジを構成する抵抗、２
４，２５は電流調節用トランジスタ、２６は直流
電源、２７はカツプリングコンデンサである。
ト４の温度を一定に、つまり抵抗を一定に維持す
べく、フイラメント４の両端に電圧を印加できる
よう構成されている。なお、２０はアンプ、２
１，２２，２３はブリツジを構成する抵抗、２
４，２５は電流調節用トランジスタ、２６は直流
電源、２７はカツプリングコンデンサである。
フイラメントの電圧検出・演算回路６は、具体
的には省略するが、前記タイマー回路７からの作
動信号にもとずいて、フイラメント４両端の電圧
変化を検出し、それらの電圧値に基づいて気体流
量の演算を行なうよう構成されている。
的には省略するが、前記タイマー回路７からの作
動信号にもとずいて、フイラメント４両端の電圧
変化を検出し、それらの電圧値に基づいて気体流
量の演算を行なうよう構成されている。
次に以上の構成を備えた気体流量計１の作動を
簡単に説明する（第１〜２図参照）。
簡単に説明する（第１〜２図参照）。
まず電磁弁１７が第１図の状態にある場合（実
線部分が連通）、気体が検出流路８の端９より他
端１０へ流れ、その状態でフイラメント４の温度
が、電圧供給回路５による電圧制御によつて一定
値に維持される。そしてフイラメント４の印加電
圧V1が測定される。
線部分が連通）、気体が検出流路８の端９より他
端１０へ流れ、その状態でフイラメント４の温度
が、電圧供給回路５による電圧制御によつて一定
値に維持される。そしてフイラメント４の印加電
圧V1が測定される。
次いで、タイマー回路７の作動信号によつて、
電磁弁１７が切換えられ（点線部分が連通）、気
体が検出流路８の他端１０より端９へと流れ方向
を逆にし、その状態で、同様フイラメント４の印
加電圧V2が測定される。もちろん、検出流路８
は気体の流れ方向に対して非対称であるので、印
加電圧のV1とV2は相違する。
電磁弁１７が切換えられ（点線部分が連通）、気
体が検出流路８の他端１０より端９へと流れ方向
を逆にし、その状態で、同様フイラメント４の印
加電圧V2が測定される。もちろん、検出流路８
は気体の流れ方向に対して非対称であるので、印
加電圧のV1とV2は相違する。
このようにして測定された測定値は、演算回路
６によつて、前述の気体流量の演算式： m〓＝V1 2−V2 2／Cp・Ｊ・Ｒ・Ｋに投入され、気体流
量 （m〓）が求められる。この気体流量値は、気体の
熱伝導による誤差を含まず、高精度である。
６によつて、前述の気体流量の演算式： m〓＝V1 2−V2 2／Cp・Ｊ・Ｒ・Ｋに投入され、気体流
量 （m〓）が求められる。この気体流量値は、気体の
熱伝導による誤差を含まず、高精度である。
以上の実施例で用いた４方切換電磁弁に代え
て、第２図のごとき３方切換電磁弁１７ａ，１７
ｂを用いることもできる。
て、第２図のごとき３方切換電磁弁１７ａ，１７
ｂを用いることもできる。
第１図はこの発明に係る気体流量計の一実施例
を示す機能説明図、第２図はその電磁弁の他の実
施例を示す部分機能説明図である。 １……気体流量計、２……検出セル、３……気
体切換導入・排出手段、４……フイラメント、５
……フイラメントの電圧供給回路、８……検出流
路。
を示す機能説明図、第２図はその電磁弁の他の実
施例を示す部分機能説明図である。 １……気体流量計、２……検出セル、３……気
体切換導入・排出手段、４……フイラメント、５
……フイラメントの電圧供給回路、８……検出流
路。
Claims (1)
- １ 気体の流れ方向を切換えることにより気体の
流れを非対称にできる検出流路を備えると共に一
定温度に維持できる検出セルと、この検出セルに
気体を流れ方向を切換えて導入・排出できる気体
切換導入・排出手段と、検出セル内の流れの非対
称部分に設置されたフイラメントと、このフイラ
メントを一定温度に維持するための電圧供給手段
と、気体の流れ方向の切換によつて得られる両フ
イラメント電圧検出手段とを備え、両フイラメン
ト電圧値の２乗差に基づいて気体流量を演算でき
るよう構成してなる気体流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56102689A JPS582708A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 気体流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56102689A JPS582708A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 気体流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS582708A JPS582708A (ja) | 1983-01-08 |
| JPH0256609B2 true JPH0256609B2 (ja) | 1990-11-30 |
Family
ID=14334209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56102689A Granted JPS582708A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 気体流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS582708A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH052927U (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-19 | 豊田合成株式会社 | インサート成形用金型 |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP56102689A patent/JPS582708A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH052927U (ja) * | 1991-06-27 | 1993-01-19 | 豊田合成株式会社 | インサート成形用金型 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS582708A (ja) | 1983-01-08 |
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