JPH04221716A - 感熱式流量センサ - Google Patents
感熱式流量センサInfo
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- JPH04221716A JPH04221716A JP2405866A JP40586690A JPH04221716A JP H04221716 A JPH04221716 A JP H04221716A JP 2405866 A JP2405866 A JP 2405866A JP 40586690 A JP40586690 A JP 40586690A JP H04221716 A JPH04221716 A JP H04221716A
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- JP
- Japan
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- heat
- sensitive resistor
- fluid
- sensitive
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- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/08—Safety, indicating, or supervising devices
- F02B77/089—Safety, indicating, or supervising devices relating to engine temperature
-
- 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
-
- 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
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
- G01F1/692—Thin-film arrangements
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、感熱抵抗体を用いて
流体の流量を検出する感熱式流量センサに関するもので
ある。
流体の流量を検出する感熱式流量センサに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】流体中に配設された感熱抵抗体を含むブ
リッジ回路の熱平衡状態から流量を検出する方式の流量
センサとしては例えば実開昭６１−１０８９３０号公報
や特開平１−２１６２１４号公報に示されたものがある
。
リッジ回路の熱平衡状態から流量を検出する方式の流量
センサとしては例えば実開昭６１−１０８９３０号公報
や特開平１−２１６２１４号公報に示されたものがある
。
【０００３】図２は感熱式流量センサの構成を示し、流
体の主通路となるハウジング１内の所定の位置に検出管
２が設けられ、検出管２の所定の位置に感熱抵抗体３及
び流体温センサ４が配設され、抵抗Ｒ１ ，Ｒ２ と共
にブリッジ回路が構成される。又、差動増幅器１０１の
両入力はブリッジ回路の接続点ｂ，ｆに接続され、差動
増幅器１０１の出力はトランジスタ１０２のベースに接
続され、トランジスタ１０２のエミッタはブリッジ回路
の一端ａに接続され、コレクタは電源１０３の正極に接
続される。
体の主通路となるハウジング１内の所定の位置に検出管
２が設けられ、検出管２の所定の位置に感熱抵抗体３及
び流体温センサ４が配設され、抵抗Ｒ１ ，Ｒ２ と共
にブリッジ回路が構成される。又、差動増幅器１０１の
両入力はブリッジ回路の接続点ｂ，ｆに接続され、差動
増幅器１０１の出力はトランジスタ１０２のベースに接
続され、トランジスタ１０２のエミッタはブリッジ回路
の一端ａに接続され、コレクタは電源１０３の正極に接
続される。
【０００４】図３は平棒状の絶縁基材３１の表面に温度
依存性抵抗膜３２を有する感熱抵抗体３の支持構造を示
し、感熱抵抗体３の一端は支持部材５によって支持され
、支持部材５は検出管２に支持される。又、支持部材５
に支持されたターミナル６と感熱抵抗体３がリードワイ
ヤ３４によって接続されている。又、図４は流量センサ
により検出された機関の吸入空気量Ｑと機関の出力量Ｌ
との関係を示す吸入空気線図、図５は機関の全開運転Ｗ
ＯＴ時の吸入空気量の流入状態図である。
依存性抵抗膜３２を有する感熱抵抗体３の支持構造を示
し、感熱抵抗体３の一端は支持部材５によって支持され
、支持部材５は検出管２に支持される。又、支持部材５
に支持されたターミナル６と感熱抵抗体３がリードワイ
ヤ３４によって接続されている。又、図４は流量センサ
により検出された機関の吸入空気量Ｑと機関の出力量Ｌ
との関係を示す吸入空気線図、図５は機関の全開運転Ｗ
ＯＴ時の吸入空気量の流入状態図である。
【０００５】上記構成において、接続点ｂ，ｆの電位が
等しくなったときブリッジ回路は平衡状態に達し、感熱
抵抗体３には流量に対応した電流ＩＨ が流れ、ｂ点の
電位ＶＯ はＶＯ ＝ＩＨ ×Ｒ１ で表わされ、この
電圧ＶＯ が流量信号として用いられる。
等しくなったときブリッジ回路は平衡状態に達し、感熱
抵抗体３には流量に対応した電流ＩＨ が流れ、ｂ点の
電位ＶＯ はＶＯ ＝ＩＨ ×Ｒ１ で表わされ、この
電圧ＶＯ が流量信号として用いられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車等の
内燃機関の吸入空気量Ｑは機関の出力量Ｌに応じて増大
する。図４は回転数Ｎをパラメータとした吸入空気線図
であり、低出力から高出力になるに従って吸入空気量Ｑ
は直接的に増大し、実線イで示す値となる。吸入空気量
Ｑは図示しないスロットル弁によって制御されるが、ス
ロットル弁が全開ＷＯＴ付近になると、機関の吸入空気
は図５に示すように脈動流となり、この平均値が直線増
加となる。しかし、一般の機関では、特定の回転領域で
は機関側からの吹き返しを生じる。このときは図５に示
す脈動流の下限側で破線で示すような逆流が生じ、これ
によって流量センサの計測空気量Ｑは増大し、図４の破
線ロで示すように真の空気量線イとは異なる値をとる。 又、全開ＷＯＴ時に図４の一点鎖線ハのように流量セン
サの計測空気量Ｑが減少する場合がある。これは、全開
ＷＯＴ時の吹き返し量が無いかもしくは少なく、かつ脈
動波が特定の波形率を持ち、さらに流量センサの主とし
て感熱抵抗体３の応答性が遅いことによる。このような
計測流量の増大も減少も真値に対する誤差ではあるが、
中でも減少の場合には機関出力量Ｌに対して吸入空気量
Ｑが二値をとるため、流量センサの出力を使用する例え
ば燃料噴射システム等においては、許容できない現象で
あった。
内燃機関の吸入空気量Ｑは機関の出力量Ｌに応じて増大
する。図４は回転数Ｎをパラメータとした吸入空気線図
であり、低出力から高出力になるに従って吸入空気量Ｑ
は直接的に増大し、実線イで示す値となる。吸入空気量
Ｑは図示しないスロットル弁によって制御されるが、ス
ロットル弁が全開ＷＯＴ付近になると、機関の吸入空気
は図５に示すように脈動流となり、この平均値が直線増
加となる。しかし、一般の機関では、特定の回転領域で
は機関側からの吹き返しを生じる。このときは図５に示
す脈動流の下限側で破線で示すような逆流が生じ、これ
によって流量センサの計測空気量Ｑは増大し、図４の破
線ロで示すように真の空気量線イとは異なる値をとる。 又、全開ＷＯＴ時に図４の一点鎖線ハのように流量セン
サの計測空気量Ｑが減少する場合がある。これは、全開
ＷＯＴ時の吹き返し量が無いかもしくは少なく、かつ脈
動波が特定の波形率を持ち、さらに流量センサの主とし
て感熱抵抗体３の応答性が遅いことによる。このような
計測流量の増大も減少も真値に対する誤差ではあるが、
中でも減少の場合には機関出力量Ｌに対して吸入空気量
Ｑが二値をとるため、流量センサの出力を使用する例え
ば燃料噴射システム等においては、許容できない現象で
あった。
【０００７】この発明は上記のような課題を解決するた
めに成されたものであり、二値特性を有しない感熱式流
量センサを得ることを目的とする。
めに成されたものであり、二値特性を有しない感熱式流
量センサを得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明に係る感熱式流
量センサは、感熱抵抗体の発熱部を含む被測流体と接す
る部分の長さと幅又は直径との比を所定値以上としたも
のである。
量センサは、感熱抵抗体の発熱部を含む被測流体と接す
る部分の長さと幅又は直径との比を所定値以上としたも
のである。
【０００９】
【作用】この発明においては、感熱抵抗体の発熱部を含
む被測流体と接する部分の長さと幅又は直径との比が所
定値以上とされ、感熱抵抗体の発熱部から支持部材への
放熱量に比べて被測流体への放熱量が増大し、感熱抵抗
体の流量変化への応答性が高まる。
む被測流体と接する部分の長さと幅又は直径との比が所
定値以上とされ、感熱抵抗体の発熱部から支持部材への
放熱量に比べて被測流体への放熱量が増大し、感熱抵抗
体の流量変化への応答性が高まる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面とともに説明
する。図１はこの実施例による感熱抵抗体３の正面図で
あり、感熱抵抗体３は平棒状の絶縁基材３１の表面に温
度依存性抵抗膜３２を設けたものであり、その長手方向
の一端をこの長手方向が流体中で流体の流れ方向に対し
てほぼ垂直となるように支持部材５により支持されてい
るが、一方では感熱抵抗体３は先端側から長さｌ１ の
発熱部３５、長さｌ２ の非発熱部３６及び支持部材５
により支持された長さｌ３ の支持部３７とに区分され
る。発熱部３５に給電することにより発生した熱量Ｐは
、発熱部３５から直接流体へ放熱される放熱量Ｐ１ と
、発熱部３５から非発熱部３６を介して流体へ放熱され
る放熱量Ｐ２と、発熱部３５から非発熱部３６及び支持
部３７を介して支持部材５への放熱される放熱量Ｐ３
の和に一致する。即ち、 Ｐ＝Ｐ１ ＋Ｐ２ ＋Ｐ３
（１） となる。この（１） 式において、放熱量Ｐ１ ，Ｐ２
は流体への放熱量であるので流体量に応動することに
なるが、放熱量Ｐ３は支持部材５への放熱量であるため
流体量との関係は原理的にはない。従って、感熱抵抗体
３の流量変化への応答性τは放熱量Ｐ１ ，Ｐ２ の大
きさに依存し、（２） 式の関係となる。 τ∝Ｐ／（Ｐ１ ＋Ｐ２ ）
（２）
する。図１はこの実施例による感熱抵抗体３の正面図で
あり、感熱抵抗体３は平棒状の絶縁基材３１の表面に温
度依存性抵抗膜３２を設けたものであり、その長手方向
の一端をこの長手方向が流体中で流体の流れ方向に対し
てほぼ垂直となるように支持部材５により支持されてい
るが、一方では感熱抵抗体３は先端側から長さｌ１ の
発熱部３５、長さｌ２ の非発熱部３６及び支持部材５
により支持された長さｌ３ の支持部３７とに区分され
る。発熱部３５に給電することにより発生した熱量Ｐは
、発熱部３５から直接流体へ放熱される放熱量Ｐ１ と
、発熱部３５から非発熱部３６を介して流体へ放熱され
る放熱量Ｐ２と、発熱部３５から非発熱部３６及び支持
部３７を介して支持部材５への放熱される放熱量Ｐ３
の和に一致する。即ち、 Ｐ＝Ｐ１ ＋Ｐ２ ＋Ｐ３
（１） となる。この（１） 式において、放熱量Ｐ１ ，Ｐ２
は流体への放熱量であるので流体量に応動することに
なるが、放熱量Ｐ３は支持部材５への放熱量であるため
流体量との関係は原理的にはない。従って、感熱抵抗体
３の流量変化への応答性τは放熱量Ｐ１ ，Ｐ２ の大
きさに依存し、（２） 式の関係となる。 τ∝Ｐ／（Ｐ１ ＋Ｐ２ ）
（２）
【０
０１１】この（２） 式において、Ｐ１ ＋Ｐ２ が
大きい程応答性が早いのは自明である。従って、図１に
おいてＰ３ に比べてＰ１ ＋Ｐ２ を大きくすればよ
いが、このためにはｌ１ ＋ｌ２ を長くするかあるい
は感熱抵抗体３の幅ｗを小さくすればよい。このため、
発熱部３５、非発熱部３６及び支持部３７の太さが一定
の感熱抵抗体３においては、ｌ１ ＋ｌ２ を拡大する
ことが応答性を高めるために有効である。図６は感熱抵
抗体３の（ｌ１ ＋ｌ２ ）／ｗの比を変えた場合の測
定吸入空気量減少率ΔＱ／ＱＷＯＴ の変化を実験によ
り求めた結果である。図から明らかなように、（ｌ１
＋ｌ２ ）／ｗの比が４以上であれば、減少率を零にす
ることも可能である。
０１１】この（２） 式において、Ｐ１ ＋Ｐ２ が
大きい程応答性が早いのは自明である。従って、図１に
おいてＰ３ に比べてＰ１ ＋Ｐ２ を大きくすればよ
いが、このためにはｌ１ ＋ｌ２ を長くするかあるい
は感熱抵抗体３の幅ｗを小さくすればよい。このため、
発熱部３５、非発熱部３６及び支持部３７の太さが一定
の感熱抵抗体３においては、ｌ１ ＋ｌ２ を拡大する
ことが応答性を高めるために有効である。図６は感熱抵
抗体３の（ｌ１ ＋ｌ２ ）／ｗの比を変えた場合の測
定吸入空気量減少率ΔＱ／ＱＷＯＴ の変化を実験によ
り求めた結果である。図から明らかなように、（ｌ１
＋ｌ２ ）／ｗの比が４以上であれば、減少率を零にす
ることも可能である。
【００１２】なお、上記実施例においては、感熱抵抗体
３を平棒状とし、かつ一端支持としたが、これを丸棒状
としてもよく、また両端支持としてもよい。一端支持で
丸棒状の場合にはその直径をｄとして（ｌ１ ＋ｌ２
）／ｄを４以上とすればよく、両端支持の場合には（ｌ
１ ＋ｌ２）／２ｗ又は（ｌ１ ＋ｌ２ ）／２ｄを４
以上とすればよい。
３を平棒状とし、かつ一端支持としたが、これを丸棒状
としてもよく、また両端支持としてもよい。一端支持で
丸棒状の場合にはその直径をｄとして（ｌ１ ＋ｌ２
）／ｄを４以上とすればよく、両端支持の場合には（ｌ
１ ＋ｌ２）／２ｗ又は（ｌ１ ＋ｌ２ ）／２ｄを４
以上とすればよい。
【００１３】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、感熱抵
抗体の被測流体と接する部分の長さと幅又は直径との比
を所定値以上としたので、感熱抵抗体の流量変化への応
答性が高まり、計測すべき流体量が脈動しても十分に応
動して二値をとることがなく、簡単な構成で優れた感熱
式流量センサを得ることができる。
抗体の被測流体と接する部分の長さと幅又は直径との比
を所定値以上としたので、感熱抵抗体の流量変化への応
答性が高まり、計測すべき流体量が脈動しても十分に応
動して二値をとることがなく、簡単な構成で優れた感熱
式流量センサを得ることができる。
【図１】この発明による感熱抵抗体の正面図である。
【図２】感熱式流量センサの構成図である。
【図３】感熱抵抗体の支持構造図である。
【図４】機関の測定吸入空気線図である。
【図５】機関の全開運転時の吸入空気状態図である。
【図６】感熱抵抗体の寸法比と測定吸入空気量の減少率
の関係図である。
の関係図である。
３ 感熱抵抗体
５ 支持部材
３１ 絶縁性基材
３２ 抵抗膜
３５ 発熱部
３６ 非発熱部
３７ 支持部
Claims (1)
- 【請求項１】 平棒状又は丸棒状の絶縁性基材の上に
温度依存性抵抗膜を設けた感熱抵抗体の長手方向の一端
又は両端を支持部材により支持し、この感熱抵抗体を被
測流体中に設置して感熱抵抗体を発熱させたときの放熱
量により被測流体の流量を検出する感熱式流量センサに
おいて、感熱抵抗体の発熱部を含む被測流体と接する部
分の長さと幅又は直径との比を所定値以上としたことを
特徴とする感熱式流量センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2405866A JP2690066B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 感熱式流量センサ |
| KR1019910017503A KR920012888A (ko) | 1990-12-25 | 1991-10-07 | 감열식 유량센서 |
| DE4142853A DE4142853A1 (de) | 1990-12-25 | 1991-12-20 | Thermischer durchflusssensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2405866A JP2690066B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 感熱式流量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04221716A true JPH04221716A (ja) | 1992-08-12 |
| JP2690066B2 JP2690066B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=18515471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2405866A Expired - Lifetime JP2690066B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 感熱式流量センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2690066B2 (ja) |
| KR (1) | KR920012888A (ja) |
| DE (1) | DE4142853A1 (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54111860A (en) * | 1978-02-04 | 1979-09-01 | Degussa | Device for measuring flow velocity of gas |
| JPS57201858A (en) * | 1981-06-08 | 1982-12-10 | Tdk Corp | Flow rate detection element |
| JPS5957118A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-02 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 流量計 |
| JPS63307315A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-15 | Hitachi Ltd | ホツトフイルム形空気流量計 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63233325A (ja) * | 1986-08-22 | 1988-09-29 | Hitachi Ltd | 熱膜式流量計用感温抵抗体 |
| DE3843746C1 (ja) * | 1988-12-24 | 1990-07-12 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt, De |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP2405866A patent/JP2690066B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-10-07 KR KR1019910017503A patent/KR920012888A/ko not_active Ceased
- 1991-12-20 DE DE4142853A patent/DE4142853A1/de not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54111860A (en) * | 1978-02-04 | 1979-09-01 | Degussa | Device for measuring flow velocity of gas |
| JPS57201858A (en) * | 1981-06-08 | 1982-12-10 | Tdk Corp | Flow rate detection element |
| JPS5957118A (ja) * | 1982-09-28 | 1984-04-02 | Japan Electronic Control Syst Co Ltd | 流量計 |
| JPS63307315A (ja) * | 1987-06-09 | 1988-12-15 | Hitachi Ltd | ホツトフイルム形空気流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2690066B2 (ja) | 1997-12-10 |
| DE4142853A1 (de) | 1992-07-02 |
| KR920012888A (ko) | 1992-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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