JPH06341880A - 熱式質量流量制御装置 - Google Patents
熱式質量流量制御装置Info
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- JPH06341880A JPH06341880A JP5156291A JP15629193A JPH06341880A JP H06341880 A JPH06341880 A JP H06341880A JP 5156291 A JP5156291 A JP 5156291A JP 15629193 A JP15629193 A JP 15629193A JP H06341880 A JPH06341880 A JP H06341880A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 逆流、過流量を自動的に検出する熱式質量流
量制御装置を提供する。 【構成】 質量流量信号検出手段を構成するサーモレジ
スタ６ａ、６ｂからなるブリッジ回路７の出力を差動増
幅器８で増幅して質量流量信号Ｂを得る。質量流量信号
Ｂを逆流検出設定信号（−２％）Ｃと比較する逆流信号
検出比較回路１４に入力して逆流の有無を検出する。ま
た、質量流量信号Ｂを過流量検出設定信号（１００％）
Ａと比較する過流量検出比較回路１５に入力して過流量
の有無を検出する。比較回路１４又は１５の出力をシュ
ミット回路で波形整形して駆動回路１８に供給して異常
を検出した時は警報器作動リレー２０を駆動し、表示Ｌ
ＥＤランプ１９を点灯する。
量制御装置を提供する。 【構成】 質量流量信号検出手段を構成するサーモレジ
スタ６ａ、６ｂからなるブリッジ回路７の出力を差動増
幅器８で増幅して質量流量信号Ｂを得る。質量流量信号
Ｂを逆流検出設定信号（−２％）Ｃと比較する逆流信号
検出比較回路１４に入力して逆流の有無を検出する。ま
た、質量流量信号Ｂを過流量検出設定信号（１００％）
Ａと比較する過流量検出比較回路１５に入力して過流量
の有無を検出する。比較回路１４又は１５の出力をシュ
ミット回路で波形整形して駆動回路１８に供給して異常
を検出した時は警報器作動リレー２０を駆動し、表示Ｌ
ＥＤランプ１９を点灯する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱式質量流量制御装置
に適用して好適な逆流、過流量を検出する検出装置に関
する。
に適用して好適な逆流、過流量を検出する検出装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図５には、従来から使用されている熱式
質量流量制御装置の一例をブロック図で示している。該
熱式質量流量制御装置１は、センサー部２、バイパス部
３、流量制御バルブ（弁）４及び電気回路により構成さ
れる。前記センサー部２は、熱式質量流量センサーで構
成され、ガスがセンサ管５に巻かれ、加熱されたたサー
モレジスタ６ａ及び６ｂを通過する時に、そのガスの比
熱により、前記サーモレジスタ６ａ及び６ｂが冷却され
て、その抵抗値が変化する。
質量流量制御装置の一例をブロック図で示している。該
熱式質量流量制御装置１は、センサー部２、バイパス部
３、流量制御バルブ（弁）４及び電気回路により構成さ
れる。前記センサー部２は、熱式質量流量センサーで構
成され、ガスがセンサ管５に巻かれ、加熱されたたサー
モレジスタ６ａ及び６ｂを通過する時に、そのガスの比
熱により、前記サーモレジスタ６ａ及び６ｂが冷却され
て、その抵抗値が変化する。
【０００３】前記２個のサーモレジスタ６ａ及び６ｂの
抵抗値変化をブリッジ回路７より出力として取り出し、
その抵抗値の変化量をガスの流量に対応させて増幅回路
８より電気的出力として取り出す。バイパス３はセンサ
部２と並列の設けられたガス流通路で、センサ流量との
分流比から総流量を検知する。前記センサ出力信号と設
定器９の設定信号とを比較制御回路１０で比較して、該
比較制御回路１０の出力でもって流量制御用のバルブ４
を制御して目的の流量になるように制御する。１１は流
量表示器、１２は電源である。
抵抗値変化をブリッジ回路７より出力として取り出し、
その抵抗値の変化量をガスの流量に対応させて増幅回路
８より電気的出力として取り出す。バイパス３はセンサ
部２と並列の設けられたガス流通路で、センサ流量との
分流比から総流量を検知する。前記センサ出力信号と設
定器９の設定信号とを比較制御回路１０で比較して、該
比較制御回路１０の出力でもって流量制御用のバルブ４
を制御して目的の流量になるように制御する。１１は流
量表示器、１２は電源である。
【０００４】前記質量流量センサを備える熱式質量流量
制御装置において、ガスの逆流を防止するために逆止弁
をガス流路に設けることが義務付けられているが、ガス
の逆流を自動的に検知する手段は備わっていない。この
結果、ガスの逆流が生じて他のガスとの反応による不測
の事態を自動的に予見することは極めて困難であった。
制御装置において、ガスの逆流を防止するために逆止弁
をガス流路に設けることが義務付けられているが、ガス
の逆流を自動的に検知する手段は備わっていない。この
結果、ガスの逆流が生じて他のガスとの反応による不測
の事態を自動的に予見することは極めて困難であった。
【０００５】また、従来、流体の温度より高い温度に温
められているサーミスタと温められていないサーミスタ
とをガス流路に設けてガスの流れの有無を検出すること
等が行われているが、このような場合もガスの逆流を自
動的に検出する手段は備わっていない。
められているサーミスタと温められていないサーミスタ
とをガス流路に設けてガスの流れの有無を検出すること
等が行われているが、このような場合もガスの逆流を自
動的に検出する手段は備わっていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ガスの逆流
の発生を自動的に検出し、合わせて過流量の検出も可能
にした熱式質量流量制御装置に適用して好適なガス逆流
検出装置を提供する点にある。
の発生を自動的に検出し、合わせて過流量の検出も可能
にした熱式質量流量制御装置に適用して好適なガス逆流
検出装置を提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、熱式質量流量
制御装置において、質量流量信号を検出する質量流量信
号検出手段と、前記質量流量信号手段が出力した質量流
量信号と逆流検出設定信号とのレベルを比較する逆流信
号検出比較回路と、前記質量流量検出手段が出力した質
量流量信号と過流量検出設定信号とのレベルを比較する
過流量検出比較回路とを備え、前記逆流信号検出比較回
路または過流量検出比較回路の出力信号に基づいて逆流
及び過流量検出信号に基づいて正常、異常を表示するこ
とを特徴とする。
制御装置において、質量流量信号を検出する質量流量信
号検出手段と、前記質量流量信号手段が出力した質量流
量信号と逆流検出設定信号とのレベルを比較する逆流信
号検出比較回路と、前記質量流量検出手段が出力した質
量流量信号と過流量検出設定信号とのレベルを比較する
過流量検出比較回路とを備え、前記逆流信号検出比較回
路または過流量検出比較回路の出力信号に基づいて逆流
及び過流量検出信号に基づいて正常、異常を表示するこ
とを特徴とする。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明逆流検出装置のブロック図を
示している。７は定電流回路１３から電流が流される流
量センサブリッジ回路で、前記センサ管５に巻かれたサ
ーモレジスタ６ａ及び６ｂと抵抗素子６ｃと６ｄとでブ
リッジ回路７を構成している。８は、差動増幅回路で熱
式質量流量信号Ｂを出力する。該差動増幅回路８の熱式
質量流量信号Ｂは、ガスが流れていないときは出力電圧
が零、ガスが順方向に流れている時は、出力電圧が流量
に比例して増加し、ガスが逆方向に流れた時は流量に比
例して減少する。
示している。７は定電流回路１３から電流が流される流
量センサブリッジ回路で、前記センサ管５に巻かれたサ
ーモレジスタ６ａ及び６ｂと抵抗素子６ｃと６ｄとでブ
リッジ回路７を構成している。８は、差動増幅回路で熱
式質量流量信号Ｂを出力する。該差動増幅回路８の熱式
質量流量信号Ｂは、ガスが流れていないときは出力電圧
が零、ガスが順方向に流れている時は、出力電圧が流量
に比例して増加し、ガスが逆方向に流れた時は流量に比
例して減少する。
【０００９】前記質量流量信号Ｂは、逆流検出比較回路
１４及び過流量比較回路１５に入力される。前記逆流検
出回路１４の他方の入力信号として逆流検出設定信号Ｃ
が入力されており、両者の信号が比較されて逆流検出設
定信号Ｃが質量流量信号Ｂよりも大きいときは、エラー
信号Ｄとして出力される。
１４及び過流量比較回路１５に入力される。前記逆流検
出回路１４の他方の入力信号として逆流検出設定信号Ｃ
が入力されており、両者の信号が比較されて逆流検出設
定信号Ｃが質量流量信号Ｂよりも大きいときは、エラー
信号Ｄとして出力される。
【００１０】また、前記過流量比較回路１５には他の入
力信号として過流量検出設定信号（バイパス１００％信
号）Ａが入力されており、両者の信号が比較されて、過
流量設定信号Ａより質量流量信号Ｂが大きいときはエラ
ー信号Ｆとして出力する。前記２つの比較回路の出力信
号は、遅延回路１６に入力されるようになっており、ど
ちらかのエラー信号があると、遅延回路１６が動作を開
始する。この遅延回路１６は後述するように抵抗と容量
からなる時定数回路で構成される。
力信号として過流量検出設定信号（バイパス１００％信
号）Ａが入力されており、両者の信号が比較されて、過
流量設定信号Ａより質量流量信号Ｂが大きいときはエラ
ー信号Ｆとして出力する。前記２つの比較回路の出力信
号は、遅延回路１６に入力されるようになっており、ど
ちらかのエラー信号があると、遅延回路１６が動作を開
始する。この遅延回路１６は後述するように抵抗と容量
からなる時定数回路で構成される。
【００１１】１７は前記遅延回路１６の出力を波形整形
する波形整形回路で、ヒステリシス特性を有するシュミ
ットトリガー回路で構成する。波形整形回路１７の出力
側には駆動回路１８が接続されており、異常、正常をを
表示するＬＥＤランプ１９や警報器作動用のリレー２０
を駆動する。
する波形整形回路で、ヒステリシス特性を有するシュミ
ットトリガー回路で構成する。波形整形回路１７の出力
側には駆動回路１８が接続されており、異常、正常をを
表示するＬＥＤランプ１９や警報器作動用のリレー２０
を駆動する。
【００１２】以上は本発明逆流及び過流量検出装置の概
略の説明であるが、次に前記ブロック図を具体化した回
路の一例を図２に基づいて説明する。電源、例えば２４
Ｖ電源がダイオードＤ５を通って定電流ダイオードＤ１
及びツェナーダイオードＤ２に印加される。前記ダイオ
ードＤ１は前記ツェナーダイオードＤ２に定電流を流し
てツェナー電圧を安定化させる。
略の説明であるが、次に前記ブロック図を具体化した回
路の一例を図２に基づいて説明する。電源、例えば２４
Ｖ電源がダイオードＤ５を通って定電流ダイオードＤ１
及びツェナーダイオードＤ２に印加される。前記ダイオ
ードＤ１は前記ツェナーダイオードＤ２に定電流を流し
てツェナー電圧を安定化させる。
【００１３】センサー素子を構成するサーモレジスタ６
ａ、６ｂは、前記したようにセンサ管５（図５）に巻か
れており、抵抗６ｃ、６ｄとでブリッジ回路７を構成す
る。該ブリッジ回路７に前記定電流を流すことにより質
量流量に比例した電圧出力を得ることができる。ＶＲは
バランス調整用の抵抗で、質量流量出力がない時の出力
が零となるようにバランスを調整する。
ａ、６ｂは、前記したようにセンサ管５（図５）に巻か
れており、抵抗６ｃ、６ｄとでブリッジ回路７を構成す
る。該ブリッジ回路７に前記定電流を流すことにより質
量流量に比例した電圧出力を得ることができる。ＶＲは
バランス調整用の抵抗で、質量流量出力がない時の出力
が零となるようにバランスを調整する。
【００１４】Ａ１は定電流検出用抵抗Ｒ１で検出した電
圧と基準電圧Ａ（基準電圧源６．６０Ｖ）とを比較する
比較回路で、前記ブリッジ回路７に流れる電流を安定化
させる。Ａ２及びＡ３は差動増幅回路でり、ガス流量に
比例したブリッジ回路７の出力を増幅し質量流量信号Ｂ
を出力する。
圧と基準電圧Ａ（基準電圧源６．６０Ｖ）とを比較する
比較回路で、前記ブリッジ回路７に流れる電流を安定化
させる。Ａ２及びＡ３は差動増幅回路でり、ガス流量に
比例したブリッジ回路７の出力を増幅し質量流量信号Ｂ
を出力する。
【００１５】これら差動増幅回路の質量流量信号Ｂは、
ガスが流れていない時はＢ−Ａ（比較器Ａ１の非反転入
力端子）間の電圧が零になるようにＶＲで調整する。ガ
スが順方向に流れた時は出力Ｂの電圧が流量に比例して
増加し、またガスが逆方向に流れた時は流量に比例して
減少する。図３にはこの様子を示している。
ガスが流れていない時はＢ−Ａ（比較器Ａ１の非反転入
力端子）間の電圧が零になるようにＶＲで調整する。ガ
スが順方向に流れた時は出力Ｂの電圧が流量に比例して
増加し、またガスが逆方向に流れた時は流量に比例して
減少する。図３にはこの様子を示している。
【００１６】前記逆流検出用比較回路Ａ４は、基準電圧
Ａを抵抗Ｒ２とＲ３で分圧した逆流検出設定信号Ｃと前
記質量流量信号Ｂとを比較し、逆流検出設定信号Ｃが質
量流量信号Ｂより大きいときはエラー信号Ｄを最大（フ
ルスイング）出力する。
Ａを抵抗Ｒ２とＲ３で分圧した逆流検出設定信号Ｃと前
記質量流量信号Ｂとを比較し、逆流検出設定信号Ｃが質
量流量信号Ｂより大きいときはエラー信号Ｄを最大（フ
ルスイング）出力する。
【００１７】過流量検出用比較回路Ａ５は、質量流量信
号Ｂを抵抗Ｒ４とＲ５で分圧した質量流量信号Ｅと基準
電圧Ａとを比較し、前記流量信号Ｂを分圧した流量信号
Ｅが基準信号Ａより大きい時は、エラー信号Ｆを最大出
力する。さらに、エラー信号Ｆは、前記エラー信号Ｄが
最大出力した時、ダイオードＤ３が強制的に導通され
て、分圧した流量信号Ｅとエラー信号Ｄがほぼ等しくな
り、強制的に最大出力される。つまり、逆流を検出した
時又は過流量を検出した時、最大出力Ｆが得られる。
号Ｂを抵抗Ｒ４とＲ５で分圧した質量流量信号Ｅと基準
電圧Ａとを比較し、前記流量信号Ｂを分圧した流量信号
Ｅが基準信号Ａより大きい時は、エラー信号Ｆを最大出
力する。さらに、エラー信号Ｆは、前記エラー信号Ｄが
最大出力した時、ダイオードＤ３が強制的に導通され
て、分圧した流量信号Ｅとエラー信号Ｄがほぼ等しくな
り、強制的に最大出力される。つまり、逆流を検出した
時又は過流量を検出した時、最大出力Ｆが得られる。
【００１８】比較回路Ａ５の出力側には、抵抗Ｒ６、容
量Ｃ２の時定数回路１６が設けられており、前記エラー
信号Ｆがフルスイングした時、、時定数回路１６の出力
Ｇは、図４に示すような出力波形となる。Ａ６はシュミ
ットトリガー回路で抵抗Ｒ７とＲ８でスレショールドレ
ベルＨにヒシテリシス特性を備えている。
量Ｃ２の時定数回路１６が設けられており、前記エラー
信号Ｆがフルスイングした時、、時定数回路１６の出力
Ｇは、図４に示すような出力波形となる。Ａ６はシュミ
ットトリガー回路で抵抗Ｒ７とＲ８でスレショールドレ
ベルＨにヒシテリシス特性を備えている。
【００１９】このシュミットトリガー回路Ａ６の出力が
正常又は異常出力として出力される。すなわち、前記エ
ラー信号Ｆが零からフルスイングに変化した時、シュミ
ットトリガー回路Ａ６の出力Ｉは、前記時定数回路１６
で遅延されて、例えば２秒前後遅れてフルスイングから
零に変化する。エラー信号Ｆがフルスイングから零に変
化した時は、ダイオードＤ４により瞬時に零からフルス
イングして正常レベルを出力する。
正常又は異常出力として出力される。すなわち、前記エ
ラー信号Ｆが零からフルスイングに変化した時、シュミ
ットトリガー回路Ａ６の出力Ｉは、前記時定数回路１６
で遅延されて、例えば２秒前後遅れてフルスイングから
零に変化する。エラー信号Ｆがフルスイングから零に変
化した時は、ダイオードＤ４により瞬時に零からフルス
イングして正常レベルを出力する。
【００２０】出力信号Ｉは、図４のように波形整形され
て異常及び正常の状態を示す信号として出力され、正常
のときはハイレベル、異常の時はローレベルに変化し
て、トランジスタＴｒのベースに入力される。正常時は
トランジスタがオンして緑色に発光するＬＥＤランプ１
９ａが点灯し、リレー２０がオンする。前記エラー信号
を検出して異常の時は、トランジスタＴｒはオフし、赤
色に発光するＬＥＤランプ１９ｂのみ点灯して異常状態
を表示する。なお、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４はラインに乗った
高周波ノイズ除去用のコンデンサである。
て異常及び正常の状態を示す信号として出力され、正常
のときはハイレベル、異常の時はローレベルに変化し
て、トランジスタＴｒのベースに入力される。正常時は
トランジスタがオンして緑色に発光するＬＥＤランプ１
９ａが点灯し、リレー２０がオンする。前記エラー信号
を検出して異常の時は、トランジスタＴｒはオフし、赤
色に発光するＬＥＤランプ１９ｂのみ点灯して異常状態
を表示する。なお、Ｃ１、Ｃ３、Ｃ４はラインに乗った
高周波ノイズ除去用のコンデンサである。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、逆流検出及び過流量検出装置
を備えることにより、従来熱式質量流量制御装置が備え
ていなかったことによるガス逆流の検出を容易にできる
ので、逆止弁の利用と相まって不測の事態を未然に防止
することが可能となる。
を備えることにより、従来熱式質量流量制御装置が備え
ていなかったことによるガス逆流の検出を容易にできる
ので、逆止弁の利用と相まって不測の事態を未然に防止
することが可能となる。
【図１】本発明実施例のブロック図である。
【図２】本発明実施例の回路図である。
【図３】熱式質量流量制御装置の質量流量信号特性を示
す図である。
す図である。
【図４】本発明の動作を示す波形図である。
【図５】従来の熱式質量流量制御装置の説明図である。
７ ブリッジ回路 １４ 逆流信号検出比較回路 １５ 過流量信号検出比較回路 １６ 遅延回路 １７ 波形整形回路 １９ ＬＥＤ表示ランプ
Claims (3)
- 【請求項１】 熱式質量流量制御装置において、質量流
量信号を検出する質量流量信号検出手段と、前記質量流
量信号手段が出力した質量流量信号と逆流検出設定信号
とのレベルを比較する逆流信号検出比較回路とを備え、
前記逆流信号検出比較回路の出力信号に基づいて逆流の
発生を検出することを特徴とする熱式質量流量制御装
置。 - 【請求項２】 熱式質量流量制御装置において、質量流
量信号を検出する質量流量信号検出手段と、前記質量流
量信号手段が出力した質量流量信号と逆流検出設定信号
とのレベルを比較する逆流信号検出比較回路と、前記質
量流量検出手段が出力した質量流量信号と過流量検出設
定信号とのレベルを比較する過流量検出比較回路とを備
え、前記逆流信号検出比較回路または過流量検出比較回
路の出力信号に基づいて逆流及び過流量を検出すること
を特徴とする熱式質量流量制御装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の熱式質量流量制御
装置において、前記比較回路の出力で駆動される正常表
示手段及び異常表示手段を備えることを特徴とする熱式
質量流量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156291A JPH06341880A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 熱式質量流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156291A JPH06341880A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 熱式質量流量制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341880A true JPH06341880A (ja) | 1994-12-13 |
Family
ID=15624606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156291A Pending JPH06341880A (ja) | 1993-06-02 | 1993-06-02 | 熱式質量流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06341880A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999019694A1 (en) * | 1997-10-15 | 1999-04-22 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Flow rate sensor, flow meter, and discharge rate control apparatus for liquid discharge machines |
| JP2001324359A (ja) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Showa Corp | 流体回路の逆流検出装置およびミスト潤滑装置 |
| CN113544609A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-10-22 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 具有先进返流诊断的质量流量控制器 |
-
1993
- 1993-06-02 JP JP5156291A patent/JPH06341880A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999019694A1 (en) * | 1997-10-15 | 1999-04-22 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Flow rate sensor, flow meter, and discharge rate control apparatus for liquid discharge machines |
| US6647777B1 (en) | 1997-10-15 | 2003-11-18 | Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. | Flow rate sensor, flow meter, and discharge rate control apparatus for liquid discharge machines |
| JP2001324359A (ja) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Showa Corp | 流体回路の逆流検出装置およびミスト潤滑装置 |
| CN113544609A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-10-22 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 具有先进返流诊断的质量流量控制器 |
| JP2022505804A (ja) * | 2018-10-26 | 2022-01-14 | イリノイ トゥール ワークス インコーポレイティド | 先進逆流診断を有する質量流量制御器 |
| CN113544609B (zh) * | 2018-10-26 | 2025-03-04 | 伊利诺斯工具制品有限公司 | 具有先进返流诊断的质量流量控制器 |
| US12379238B2 (en) | 2018-10-26 | 2025-08-05 | Illinois Tool Works Inc. | Mass flow controller with advanced back streaming diagnostics |
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