JPH0449893B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0449893B2 JPH0449893B2 JP59249861A JP24986184A JPH0449893B2 JP H0449893 B2 JPH0449893 B2 JP H0449893B2 JP 59249861 A JP59249861 A JP 59249861A JP 24986184 A JP24986184 A JP 24986184A JP H0449893 B2 JPH0449893 B2 JP H0449893B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- fluid
- heat
- coil
- conduit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
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質量流量を測
定する質量流量計に関する。
定する質量流量計に関する。
＜従来の技術＞
前記質量流量計として、例えば導管の上流側と
下流側にそれぞれ温度係数の大なる感熱コイルを
配し、各感熱コイルに供給する電流値を一定に保
持し、流体が流れることによつて変化する感熱部
分の温度分布を検出することにより流量測定を行
なうもの（例えば、特公昭56−23094号公報）や、
流体温度を調節することにより通過流体を条件づ
け、流体が通過する時の熱交換作用において流体
の温度を異なる温度値に変更し、これら温度調節
と温度変更段階のうちの少なくとも一方の段階で
費されたエネルギーを表示するようにして流量測
定を行なうもの（例えば、特開昭59−18423号公
報）がある。
下流側にそれぞれ温度係数の大なる感熱コイルを
配し、各感熱コイルに供給する電流値を一定に保
持し、流体が流れることによつて変化する感熱部
分の温度分布を検出することにより流量測定を行
なうもの（例えば、特公昭56−23094号公報）や、
流体温度を調節することにより通過流体を条件づ
け、流体が通過する時の熱交換作用において流体
の温度を異なる温度値に変更し、これら温度調節
と温度変更段階のうちの少なくとも一方の段階で
費されたエネルギーを表示するようにして流量測
定を行なうもの（例えば、特開昭59−18423号公
報）がある。
しかしながら、前者は温度分布が変化する速さ
が導管やその被覆物の熱容量の影響をうけるため
応答性に欠ける欠点がある。また、後者は、応答
速度は前者に比べると良好であるが、動作原理が
熱線流速計と同一であるため、周囲温度の変化や
流体の熱容量の違い等によつてゼロ点が変動し易
いという欠点があり、この欠点をなくすため温調
回路を設けても回路構成が複雑になる割にはその
実効が上がりにくいという問題点がある。
が導管やその被覆物の熱容量の影響をうけるため
応答性に欠ける欠点がある。また、後者は、応答
速度は前者に比べると良好であるが、動作原理が
熱線流速計と同一であるため、周囲温度の変化や
流体の熱容量の違い等によつてゼロ点が変動し易
いという欠点があり、この欠点をなくすため温調
回路を設けても回路構成が複雑になる割にはその
実効が上がりにくいという問題点がある。
＜発明が解決しようとする問題点＞
本発明は、上述の事柄に留意してなされたもの
で、ゼロ点が変動せず、しかも応答速度が早い質
量流量計を提供することを目的とする。
で、ゼロ点が変動せず、しかも応答速度が早い質
量流量計を提供することを目的とする。
＜問題点を解決するための手段＞
上述の目的を達成するため、本発明では、流体
が流れる導管の上流側と下流側に前記流体の温度
に応じて抵抗値が変化する感熱コイルを設け、更
に、前記感熱コイルをそれぞれ含む定温度回路を
独立して設け、該定温度回路によつて両感熱コイ
ルの温度を常に相等しくかつ一定となるように制
御し、両感熱コイルに与えられるエネルギの差を
検出することにより、前記導管中の流体の質量流
量を測定するようにしている。
が流れる導管の上流側と下流側に前記流体の温度
に応じて抵抗値が変化する感熱コイルを設け、更
に、前記感熱コイルをそれぞれ含む定温度回路を
独立して設け、該定温度回路によつて両感熱コイ
ルの温度を常に相等しくかつ一定となるように制
御し、両感熱コイルに与えられるエネルギの差を
検出することにより、前記導管中の流体の質量流
量を測定するようにしている。
＜作用＞
上述の構成においては、導管内に流体が流れて
いないときは、上流側と下流側の感熱コイルを同
一温度に保持するためのエネルギは相等しいか
ら、周囲温度の変化や導管内の流体の相違による
ゼロ点の影響は相殺される。また、導管内に流体
が流れているときは、上流側の感熱コイルは流体
に熱を奪われる。この結果、流体は加熱され温度
上昇するが、前記感熱コイルを所定温度に保持す
るには、ガスが流れていないときに比べて大なる
エネルギが必要となる。一方、下流側の感熱コイ
ルは前記加熱された流体から熱を受けることによ
り、該感熱コイルを所定温度に保持するには、ガ
スが流れていない状態に比べて小なるエネルギで
よいことになる。このとき生ずる前記両コイルに
供給されるエネルギの差は、そのときの流体の質
量流量に比例しているから、前記エネルギの差を
検出することにより質量流量を測定できるのであ
る。
いないときは、上流側と下流側の感熱コイルを同
一温度に保持するためのエネルギは相等しいか
ら、周囲温度の変化や導管内の流体の相違による
ゼロ点の影響は相殺される。また、導管内に流体
が流れているときは、上流側の感熱コイルは流体
に熱を奪われる。この結果、流体は加熱され温度
上昇するが、前記感熱コイルを所定温度に保持す
るには、ガスが流れていないときに比べて大なる
エネルギが必要となる。一方、下流側の感熱コイ
ルは前記加熱された流体から熱を受けることによ
り、該感熱コイルを所定温度に保持するには、ガ
スが流れていない状態に比べて小なるエネルギで
よいことになる。このとき生ずる前記両コイルに
供給されるエネルギの差は、そのときの流体の質
量流量に比例しているから、前記エネルギの差を
検出することにより質量流量を測定できるのであ
る。
＜実施例＞
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
図面は質量流量計の一構成例を示し、１はガス
等の流体Ｇが流れる導管で、矢印方向に流体Ｇが
流れる。Ru，Rdは導管１上の適当に離れた２点
にそれぞれ設けられる感熱コイル（以下、第１コ
イルRu、第２コイルRdという）で、鉄・ニツケ
ル合金等温度係数の大なる温度感応抵抗線より成
る。これは導管１中を流れる流体Ｇのが10c.c.／
minであり、そのわずかな変位をも検知するため
である。
等の流体Ｇが流れる導管で、矢印方向に流体Ｇが
流れる。Ru，Rdは導管１上の適当に離れた２点
にそれぞれ設けられる感熱コイル（以下、第１コ
イルRu、第２コイルRdという）で、鉄・ニツケ
ル合金等温度係数の大なる温度感応抵抗線より成
る。これは導管１中を流れる流体Ｇのが10c.c.／
minであり、そのわずかな変位をも検知するため
である。
Tu，Tdは第１コイルRu、第２コイルRdをそ
れぞれ含む定温度回路（以下、第１定温度回路
Tu、第２定温度回路Tdという）で、両定温度回
路Tu，Tdは同一部品より成り、第１コイルRu、
第２コイルRdが常に相等しくかつ一定温度にな
るようにするものである。（なお図では、第２定
温度回路Td側の構成部材の符号にはダツシユを
付す。）ここでは第１定温度回路Tuの構成につい
てのみ説明する。即ち、第１定温度回路Tuはブ
リツジ回路１０と、制御回路２０とスイツチング
素子３０と直流電源４０とから構成されており、
ブリツジ回路１０は第１コイルRuと、この第１
コイルRuの温度設定用抵抗１１と、ブリツジ抵
抗１２，１３とより成る。前記抵抗１１，１２，
１３は第１コイルTuに比べて温度係数が十分小
さいものが用いられる。Au（第２定温度回路Td
ではAd）、Ｂはそれぞれ第１コイルRu，Ruと抵
抗１１、ブリツジ抵抗１２と１３の接続点で、そ
の電位VA、VBは制御回路２０に入力される。
れぞれ含む定温度回路（以下、第１定温度回路
Tu、第２定温度回路Tdという）で、両定温度回
路Tu，Tdは同一部品より成り、第１コイルRu、
第２コイルRdが常に相等しくかつ一定温度にな
るようにするものである。（なお図では、第２定
温度回路Td側の構成部材の符号にはダツシユを
付す。）ここでは第１定温度回路Tuの構成につい
てのみ説明する。即ち、第１定温度回路Tuはブ
リツジ回路１０と、制御回路２０とスイツチング
素子３０と直流電源４０とから構成されており、
ブリツジ回路１０は第１コイルRuと、この第１
コイルRuの温度設定用抵抗１１と、ブリツジ抵
抗１２，１３とより成る。前記抵抗１１，１２，
１３は第１コイルTuに比べて温度係数が十分小
さいものが用いられる。Au（第２定温度回路Td
ではAd）、Ｂはそれぞれ第１コイルRu，Ruと抵
抗１１、ブリツジ抵抗１２と１３の接続点で、そ
の電位VA、VBは制御回路２０に入力される。
前記制御回路２０は、例えば演算増幅器２１と
発振防止用のコンデンサ２２とから成り、前記演
算増幅器２１は前記電位VAとVBとを比較して両
者に差があるとき信号Ｐを出力する。
発振防止用のコンデンサ２２とから成り、前記演
算増幅器２１は前記電位VAとVBとを比較して両
者に差があるとき信号Ｐを出力する。
スイツチング素子３０は例えばトランジスタよ
りなり、前記信号Ｐに基づいてスイツチング制御
を行なう。
りなり、前記信号Ｐに基づいてスイツチング制御
を行なう。
次に、５０は第１定温度回路Tuの接続点Auの
電位V1と、第２定温度回路Tdの接続点Adの電位
V2をそれぞれ入力とし、両者の差を出力する出
力回路で、演算増幅器５１と、入力インピーダン
スを大きくするためのインピーダンス回路５２と
より成る。この出力回路５０の出力信号ｋは第１
コイルRu、第２コイルRdを同一温度かつ一定温
度にするため各電源４０，４０′から前記両コイ
ルRu，Rdにそれぞれ供給されるエネルギの差を
表わすとともに、この出力信号ｋの大きさは導管
１中を流れる流体Ｇの質量流量に比例している。
電位V1と、第２定温度回路Tdの接続点Adの電位
V2をそれぞれ入力とし、両者の差を出力する出
力回路で、演算増幅器５１と、入力インピーダン
スを大きくするためのインピーダンス回路５２と
より成る。この出力回路５０の出力信号ｋは第１
コイルRu、第２コイルRdを同一温度かつ一定温
度にするため各電源４０，４０′から前記両コイ
ルRu，Rdにそれぞれ供給されるエネルギの差を
表わすとともに、この出力信号ｋの大きさは導管
１中を流れる流体Ｇの質量流量に比例している。
上述のように構成した質量流量計において、導
管１内に流体Ｇが流れていないときは、第１コイ
ルRu、第２コイルRdにはブリツジ回路１０を介
して直流電源４０，４０′からのエネルギが与え
られるだけであり、両コイルRu，Rdは抵抗１
１，１１′によつてそれぞれ定められる温度に保
持される。そして、第１定温度回路Tu、第２定
温度回路Tdの抵抗１１，１１′の特性は等しいか
ら、前記両コイルRu，Rdの温度は相等しくな
る。このため、点Auの電位V1と、点Adの電位
V2とは相等しく、出力回路５０からの出力信号
ｋは零となり、流体Ｇが流れてないことを示す。
管１内に流体Ｇが流れていないときは、第１コイ
ルRu、第２コイルRdにはブリツジ回路１０を介
して直流電源４０，４０′からのエネルギが与え
られるだけであり、両コイルRu，Rdは抵抗１
１，１１′によつてそれぞれ定められる温度に保
持される。そして、第１定温度回路Tu、第２定
温度回路Tdの抵抗１１，１１′の特性は等しいか
ら、前記両コイルRu，Rdの温度は相等しくな
る。このため、点Auの電位V1と、点Adの電位
V2とは相等しく、出力回路５０からの出力信号
ｋは零となり、流体Ｇが流れてないことを示す。
次に、導管１内に流体Ｇが流れているときは、
第１コイルRuは流体Ｇによつて熱を套われ、逆
に第２コイルRdは流体Ｇから熱を与えられる。
このため、第１コイルRuを所定温度に保持する
ため直流電源４０からのエネルギ供給が大とな
り、その結果、点Auの電位が上昇する。他方、
第２コイルRdを所定温度に保持する場合におい
て、流体Ｇから熱を与えられた分だけ直流電源４
０′からエネルギが少なくて済み、その結果、点
Adの電位は下がる。このため、出力回路５０に
入力される電圧V1，V2に差が生じ、出力信号ｋ
としてV1−V2が得られる。そして、前記V1−V2
は導管１内を流れる流体Ｇの質量流量に比例した
ものであるから、これに定数を乗ずることにより
流体の質量流量が得られる。
第１コイルRuは流体Ｇによつて熱を套われ、逆
に第２コイルRdは流体Ｇから熱を与えられる。
このため、第１コイルRuを所定温度に保持する
ため直流電源４０からのエネルギ供給が大とな
り、その結果、点Auの電位が上昇する。他方、
第２コイルRdを所定温度に保持する場合におい
て、流体Ｇから熱を与えられた分だけ直流電源４
０′からエネルギが少なくて済み、その結果、点
Adの電位は下がる。このため、出力回路５０に
入力される電圧V1，V2に差が生じ、出力信号ｋ
としてV1−V2が得られる。そして、前記V1−V2
は導管１内を流れる流体Ｇの質量流量に比例した
ものであるから、これに定数を乗ずることにより
流体の質量流量が得られる。
＜発明の効果＞
以上説明したように、本発明においては、温度
分布の変化を検出せず、導管の二点に設けた感熱
コイルの温度を常に相等しくかつ一定となるよう
に制御してそのとき両コイルに与えられるエネル
ギの差を検出するものがあるから、導管等の外的
要因に左右されないため、応答速度が早いととも
に、周囲温度の変化や導管中の流体種によるゼロ
点変動は相殺され、精度の高い質量流量計が得ら
れる。又、複雑な温度回路等を要しないため、構
成が簡略化され安価となる。
分布の変化を検出せず、導管の二点に設けた感熱
コイルの温度を常に相等しくかつ一定となるよう
に制御してそのとき両コイルに与えられるエネル
ギの差を検出するものがあるから、導管等の外的
要因に左右されないため、応答速度が早いととも
に、周囲温度の変化や導管中の流体種によるゼロ
点変動は相殺され、精度の高い質量流量計が得ら
れる。又、複雑な温度回路等を要しないため、構
成が簡略化され安価となる。
図面は本発明に係る質量流量計の概略構成図で
ある。 １……導管、Ru，Rd……感熱コイル、Tu，
Td……定温度回路、Ｇ……ガス。
ある。 １……導管、Ru，Rd……感熱コイル、Tu，
Td……定温度回路、Ｇ……ガス。
Claims (1)
- １ 流体が流れる導管の上流側と下流側に前記流
体の温度に応じて抵抗値が変化する感熱コイルを
設け、更に、前記感熱コイルをそれぞれ含む定温
度回路を独立して設け、該定温度回路によつて両
感熱コイルの温度を常に相等しくかつ一定となる
ように制御し、両感熱コイルに与えられるエネル
ギの差を検出することにより前記導管中の流体の
質量流量を測定するようにしたことを特徴とする
質量流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249861A JPS61128123A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59249861A JPS61128123A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 質量流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61128123A JPS61128123A (ja) | 1986-06-16 |
| JPH0449893B2 true JPH0449893B2 (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=17199278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59249861A Granted JPS61128123A (ja) | 1984-11-27 | 1984-11-27 | 質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61128123A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2631481B2 (ja) * | 1987-12-08 | 1997-07-16 | 株式会社 リンテック | 質量流量計とその計測方法 |
| US4843881A (en) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | Aalborg Instruments & Controls | Fluid flow sensor system |
| JP2841199B2 (ja) * | 1988-06-09 | 1998-12-24 | 株式会社エステック | マスフローメータ |
| JP2814379B2 (ja) * | 1988-06-20 | 1998-10-22 | 忠弘 大見 | マスフローコントローラ |
| JPH0784650A (ja) * | 1993-07-23 | 1995-03-31 | Hitachi Metals Ltd | マスフローコントローラ、その運転方法及び電磁弁 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5816128B2 (ja) * | 1974-10-25 | 1983-03-29 | オオクラデンキ カブシキガイシヤ | ネツシキリユウリヨウケイ |
| JPS5623094A (en) * | 1979-08-03 | 1981-03-04 | Toshiba Electric Equip Corp | Remote control unit |
| DE3135793A1 (de) * | 1981-09-10 | 1983-03-24 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Verfahren und vorrichtung zur messung der masse eines in einem stroemungsquerschnitt stroemenden pulsierenden mediums |
| DE3248603A1 (de) * | 1982-12-30 | 1984-07-12 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Einrichtung zur messung des massendurchsatzes eines stroemenden mediums |
-
1984
- 1984-11-27 JP JP59249861A patent/JPS61128123A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61128123A (ja) | 1986-06-16 |
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