JPH0674805A - 感熱式流量センサ - Google Patents
感熱式流量センサInfo
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- JPH0674805A JPH0674805A JP4229896A JP22989692A JPH0674805A JP H0674805 A JPH0674805 A JP H0674805A JP 4229896 A JP4229896 A JP 4229896A JP 22989692 A JP22989692 A JP 22989692A JP H0674805 A JPH0674805 A JP H0674805A
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- 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
- G01F1/6842—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow with means for influencing the fluid flow
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 流速プローブ３の発熱部の支持部近傍の一部
を流速が変動する流体に直接晒されない流体空間として
構成した。 【効果】 流体の流量が急変した場合にも各部の温度が
その流速に対応した平衡状態に達する時間が短くなり、
応答性に優れた感熱式流量センサを得る。
を流速が変動する流体に直接晒されない流体空間として
構成した。 【効果】 流体の流量が急変した場合にも各部の温度が
その流速に対応した平衡状態に達する時間が短くなり、
応答性に優れた感熱式流量センサを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、流体の流量及び流速
を計測するための感熱式流量センサに係り、特に流体の
通過によって流速プローブから奪われる熱量に基づいて
流体の流速、流量を計測する感熱式流量センサに関する
ものである。
を計測するための感熱式流量センサに係り、特に流体の
通過によって流速プローブから奪われる熱量に基づいて
流体の流速、流量を計測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】一般に熱式流量センサは、例えば自動車
用エンジンの電子制御燃料噴射装置における空燃比制御
用吸入空気量センサとして用いられており、吸入空気中
に配設された感熱抵抗体に電流を供給し発熱させたもの
を流速プローブとし、この流速プローブから吸入空気へ
の伝熱現象を利用して流量を計測するものである。一般
にはブリッジ回路と差動増幅器により、感熱抵抗体の抵
抗値を所定の値に制御し、感熱抵抗体への通電電流を流
量信号として用いている。
用エンジンの電子制御燃料噴射装置における空燃比制御
用吸入空気量センサとして用いられており、吸入空気中
に配設された感熱抵抗体に電流を供給し発熱させたもの
を流速プローブとし、この流速プローブから吸入空気へ
の伝熱現象を利用して流量を計測するものである。一般
にはブリッジ回路と差動増幅器により、感熱抵抗体の抵
抗値を所定の値に制御し、感熱抵抗体への通電電流を流
量信号として用いている。
【０００３】図６は、例えば特開平３−８４４２５号公
報に示された、従来の感熱式流量センサの動作説明に供
する構成図であり、流体の主流路となるハウジング１内
の所定位置に流体通路の一部をなす検出管２が設けら
れ、検出管２の所定位置に後述する感熱抵抗体を備えた
流速プローブ３及び流体温センサ４が配設され、抵抗Ｒ
１，Ｒ２と共にブリッジが構成され、ブリッジの接続点
ｂ，ｃは差動増幅器１０１に入力され、差動増幅器１０
１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の一端ａに接続
され、トランジスタ１０２のコレクタは電源１０３に接
続されている。
報に示された、従来の感熱式流量センサの動作説明に供
する構成図であり、流体の主流路となるハウジング１内
の所定位置に流体通路の一部をなす検出管２が設けら
れ、検出管２の所定位置に後述する感熱抵抗体を備えた
流速プローブ３及び流体温センサ４が配設され、抵抗Ｒ
１，Ｒ２と共にブリッジが構成され、ブリッジの接続点
ｂ，ｃは差動増幅器１０１に入力され、差動増幅器１０
１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の一端ａに接続
され、トランジスタ１０２のコレクタは電源１０３に接
続されている。
【０００４】図７は、従来の感熱式流量センサの流速プ
ローブの一例を示す、流速プローブ３の正面図（ａ）及
び側面図（ｂ）である。これらの図において、５は例え
ばアルミナよりなる絶縁性の支持基材、６は支持基材５
上に着膜され、温度によって抵抗値の変化する素材で構
成された膜状の感熱抵抗体、７は電流路を構成するため
に感熱抵抗体６に描かれたパターニングライン、８は感
熱抵抗体６の両端に接続されたリード線、９は感熱抵抗
体を電気回路に接続するためのターミナル、１０は感熱
抵抗体６を保護する保護コート、１１は流速プローブ３
を支持するホルダ、ＬHは図示縦方向の発熱範囲を示し
ている。
ローブの一例を示す、流速プローブ３の正面図（ａ）及
び側面図（ｂ）である。これらの図において、５は例え
ばアルミナよりなる絶縁性の支持基材、６は支持基材５
上に着膜され、温度によって抵抗値の変化する素材で構
成された膜状の感熱抵抗体、７は電流路を構成するため
に感熱抵抗体６に描かれたパターニングライン、８は感
熱抵抗体６の両端に接続されたリード線、９は感熱抵抗
体を電気回路に接続するためのターミナル、１０は感熱
抵抗体６を保護する保護コート、１１は流速プローブ３
を支持するホルダ、ＬHは図示縦方向の発熱範囲を示し
ている。
【０００５】次に、従来の感熱式流量センサの動作につ
いて説明する。ハウジング１内に一定流量の流体が流れ
ている場合には、差動増幅器１０１と、トランジスタ１
０２により構成される制御回路により、流速プローブ３
に設けられた感熱抵抗体６の平均温度が流体より一定温
度だけ高くなるようにブリッジ回路への供給電流が制御
され、ブリッジ回路は平衡状態になっている。この状態
において流体の流量が増加すると、感熱抵抗体６が冷却
されてその抵抗値が変化し、ブリッジ回路が非平衡にな
り、制御回路によりブリッジ回路への供給電流が増やさ
れる。これにより、感熱抵抗体６が加熱されて平均温度
がもとの温度に戻る事により、ブリッジ回路の平衡状態
が回復される。
いて説明する。ハウジング１内に一定流量の流体が流れ
ている場合には、差動増幅器１０１と、トランジスタ１
０２により構成される制御回路により、流速プローブ３
に設けられた感熱抵抗体６の平均温度が流体より一定温
度だけ高くなるようにブリッジ回路への供給電流が制御
され、ブリッジ回路は平衡状態になっている。この状態
において流体の流量が増加すると、感熱抵抗体６が冷却
されてその抵抗値が変化し、ブリッジ回路が非平衡にな
り、制御回路によりブリッジ回路への供給電流が増やさ
れる。これにより、感熱抵抗体６が加熱されて平均温度
がもとの温度に戻る事により、ブリッジ回路の平衡状態
が回復される。
【０００６】感熱抵抗体６で発生した熱は流体に奪われ
るだけでなく、支持基材５から支持部にも逃げるが、感
熱抵抗体６から支持部側に逃げる熱量の全発熱量に対す
る割合は流速によって変化するため、ホルダ１１及び流
速プローブ３の各部の温度分布は流速によって変化す
る。したがって流体の流量が急変した場合、各部の温度
分布がその流速に対応した分布になるまでは制御回路は
過渡的な動作をし、正常な出力が得られない。
るだけでなく、支持基材５から支持部にも逃げるが、感
熱抵抗体６から支持部側に逃げる熱量の全発熱量に対す
る割合は流速によって変化するため、ホルダ１１及び流
速プローブ３の各部の温度分布は流速によって変化す
る。したがって流体の流量が急変した場合、各部の温度
分布がその流速に対応した分布になるまでは制御回路は
過渡的な動作をし、正常な出力が得られない。
【０００７】このような流体流量の急変に対して、例え
ば特開平２−２６４８２２号公報では、感熱抵抗体を形
成した部分とセンサ固定部との境界近傍に別の発熱体を
設けるようにした提案があるが、流速プローブの構成が
複雑化し、また別の発熱体の発熱量を制御しなくてはな
らない。
ば特開平２−２６４８２２号公報では、感熱抵抗体を形
成した部分とセンサ固定部との境界近傍に別の発熱体を
設けるようにした提案があるが、流速プローブの構成が
複雑化し、また別の発熱体の発熱量を制御しなくてはな
らない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の感熱式流量セン
サにおいて、流速プローブは以上のように構成されてい
るので、流速の急変に対する応答性が悪いという問題点
があり、また、その対策として別の発熱体を設ける場合
は、流速プローブの構造やその制御系が複雑化するため
に安価に構成できないという問題点があった。
サにおいて、流速プローブは以上のように構成されてい
るので、流速の急変に対する応答性が悪いという問題点
があり、また、その対策として別の発熱体を設ける場合
は、流速プローブの構造やその制御系が複雑化するため
に安価に構成できないという問題点があった。
【０００９】この発明は、上記の問題点を解消するため
になされたもので、応答性に優れ、かつ安価な感熱式流
量センサを得ることを目的としている。
になされたもので、応答性に優れ、かつ安価な感熱式流
量センサを得ることを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る感熱式流量センサは、流速プローブの発熱部の一部
を、流速が変動する流体に直接晒されない流体空間とし
たものである。
る感熱式流量センサは、流速プローブの発熱部の一部
を、流速が変動する流体に直接晒されない流体空間とし
たものである。
【００１１】又、この発明の請求項２に係る感熱式流量
センサは、流速プローブの発熱部の一部を流体の通路に
埋没して設置したものである。
センサは、流速プローブの発熱部の一部を流体の通路に
埋没して設置したものである。
【００１２】
【作用】この発明における感熱式流量センサは、以上の
ように構成されているので、流体の流量が急変した時で
も、流速が変動する流体に直接晒されない感熱抵抗体部
の温度は略一定に保たれ、支持部への熱流の変動が少な
く、熱的平衡状態に至るまでの時間が短くなる。
ように構成されているので、流体の流量が急変した時で
も、流速が変動する流体に直接晒されない感熱抵抗体部
の温度は略一定に保たれ、支持部への熱流の変動が少な
く、熱的平衡状態に至るまでの時間が短くなる。
【００１３】
実施例１．以下、この発明の実施例１を図について説明
する。図１は感熱式流量センサの平面図（ａ）、正面図
（ｂ）及び縦断面図（ｃ）である。これらの図におい
て、５，６，８〜１１は図６，図７に示したものと同じ
ものである。１２は流速プローブの発熱部ＬHの一部を
流速が変動する流体に直接晒されない流体空間とするた
めの風防である。
する。図１は感熱式流量センサの平面図（ａ）、正面図
（ｂ）及び縦断面図（ｃ）である。これらの図におい
て、５，６，８〜１１は図６，図７に示したものと同じ
ものである。１２は流速プローブの発熱部ＬHの一部を
流速が変動する流体に直接晒されない流体空間とするた
めの風防である。
【００１４】以下に実施例１の動作について説明する。
基本的な動作は、従来技術と同様であるが、この実施例
１による感熱式流量センサは、流速プローブの発熱部の
一部を、流速が変動する流体に直接晒されない流体空間
としているので、流速変動に晒されない発熱部は強制対
流熱損失がなく、流速変動に晒されている発熱部に比べ
流体に奪われる熱量が極めて小さくなる。従って、流速
変動に晒されない発熱部は風防１２のない場合に比べ高
い温度に保たれ、流体の流量が変動した場合でも感熱抵
抗体６が着膜されている支持基材５から、ホルダ１０へ
伝導する熱流の変動が少なく、流速プローブ３及びホル
ダ１０の熱的平衡状態に至るまでの熱時定数が短縮され
る。これにより、流体の流量が急変した場合に各部の温
度がその流速に対応した平衡状態に達する時間が短く、
流量センサとしての応答性がよくなる。
基本的な動作は、従来技術と同様であるが、この実施例
１による感熱式流量センサは、流速プローブの発熱部の
一部を、流速が変動する流体に直接晒されない流体空間
としているので、流速変動に晒されない発熱部は強制対
流熱損失がなく、流速変動に晒されている発熱部に比べ
流体に奪われる熱量が極めて小さくなる。従って、流速
変動に晒されない発熱部は風防１２のない場合に比べ高
い温度に保たれ、流体の流量が変動した場合でも感熱抵
抗体６が着膜されている支持基材５から、ホルダ１０へ
伝導する熱流の変動が少なく、流速プローブ３及びホル
ダ１０の熱的平衡状態に至るまでの熱時定数が短縮され
る。これにより、流体の流量が急変した場合に各部の温
度がその流速に対応した平衡状態に達する時間が短く、
流量センサとしての応答性がよくなる。
【００１５】実施例２．図２，図３は、それぞれ感熱式
流量センサの別実施例を示す図であり、図２（ａ），図
３（ａ）は感熱式流量センサの平面図、図２（ｂ），図
３（ｂ）は同側面図である。これら実施例は、実施例１
で示した風防１２を、図２に１２Ａで示す如く流体の流
れを乱さない流線型や、図３に１２Ｂで示すような３次
元曲面で構成したもので、この場合、感熱抵抗体６の周
囲の流れが安定化するため、流速プローブ周囲の渦の発
生による出力変動が少なくなり、実施例１の効果に加
え、Ｓ／Ｎ比の優れた出力信号を持つ流量センサを得る
ことができる。
流量センサの別実施例を示す図であり、図２（ａ），図
３（ａ）は感熱式流量センサの平面図、図２（ｂ），図
３（ｂ）は同側面図である。これら実施例は、実施例１
で示した風防１２を、図２に１２Ａで示す如く流体の流
れを乱さない流線型や、図３に１２Ｂで示すような３次
元曲面で構成したもので、この場合、感熱抵抗体６の周
囲の流れが安定化するため、流速プローブ周囲の渦の発
生による出力変動が少なくなり、実施例１の効果に加
え、Ｓ／Ｎ比の優れた出力信号を持つ流量センサを得る
ことができる。
【００１６】実施例３．また、実施例２では、流速が変
動する流体に直接晒されない流体空間を、風防としてホ
ルダ１１より突出させて設けたが、図４に示す如く流体
通路である検出管２Ａに埋設して設けても良い。この場
合においても、感熱抵抗体の周囲の流れが安定化するた
め、流速プローブ周囲の渦の発生による出力変動が少な
くなり、実施例１の効果に加え、Ｓ／Ｎ比の優れた出力
信号を持つ流量センサを得ることができる。尚、図４に
おいて１、３、９は図６、図７に示したものと同じであ
る。
動する流体に直接晒されない流体空間を、風防としてホ
ルダ１１より突出させて設けたが、図４に示す如く流体
通路である検出管２Ａに埋設して設けても良い。この場
合においても、感熱抵抗体の周囲の流れが安定化するた
め、流速プローブ周囲の渦の発生による出力変動が少な
くなり、実施例１の効果に加え、Ｓ／Ｎ比の優れた出力
信号を持つ流量センサを得ることができる。尚、図４に
おいて１、３、９は図６、図７に示したものと同じであ
る。
【００１７】実施例４．さらに、実施例３では、流速プ
ローブ３をなす支持基材５として、片持ち支持の平板状
のものを示したが、例えば図５のように、流速プローブ
３Ａをなす支持基材は円筒状であってもよく、また、両
持ち支持であっても良い。
ローブ３をなす支持基材５として、片持ち支持の平板状
のものを示したが、例えば図５のように、流速プローブ
３Ａをなす支持基材は円筒状であってもよく、また、両
持ち支持であっても良い。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、流速プローブの発熱部の支持部近傍の一部を、流
速が変動する流体に直接晒されない流体空間としたの
で、又この発明の請求項２によれば、流速プローブの発
熱部の一部を流体の通路に埋設して設置したので、流体
の流量が急変した場合にも各部の温度がその流速に対応
した平衡状態に達するまでの時間が短くなり、応答性に
優れた感熱式流量センサを得ることができるという効果
を奏する。
れば、流速プローブの発熱部の支持部近傍の一部を、流
速が変動する流体に直接晒されない流体空間としたの
で、又この発明の請求項２によれば、流速プローブの発
熱部の一部を流体の通路に埋設して設置したので、流体
の流量が急変した場合にも各部の温度がその流速に対応
した平衡状態に達するまでの時間が短くなり、応答性に
優れた感熱式流量センサを得ることができるという効果
を奏する。
【図１】この発明の実施例による感熱式流量センサの平
面図（ａ）、正面図（ｂ）及び断面図（ｃ）である。
面図（ａ）、正面図（ｂ）及び断面図（ｃ）である。
【図２】この発明の他の実施例による感熱式流量センサ
の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図３】この発明の他の実施例による感熱式流量センサ
の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
の平面図（ａ）及び正面図（ｂ）である。
【図４】この発明の他の実施例による感熱式流量センサ
の構成図である。
の構成図である。
【図５】この発明の他の実施例による感熱式流量センサ
の斜視図である。
の斜視図である。
【図６】従来の感熱式流量センサの構成図である。
【図７】従来の感熱式流量センサの正面図（ａ）及び側
面図（ｂ）である。
面図（ｂ）である。
１ ハウジング ２ 検出管 ３ 流速プローブ ６ 感熱抵抗体 １２ 風防
Claims (2)
- 【請求項１】 流体の通過によって流速プローブから奪
われる熱量に基づいて流体の流速、流量を計測する感熱
式流量センサにおいて、上記流速プローブの発熱部の一
部を、流速が変動する流体に直接晒されない流体空間と
したことを特徴とする感熱式流量センサ。 - 【請求項２】 流体の通過によって流速プローブから奪
われる熱量に基づいて流体の流速、流量を計測する感熱
式流量センサにおいて、上記流速プローブの発熱部の一
部を、流速が変動する流体に直接晒されない流体空間と
するため、上記流速プローブの発熱部の一部を流体の通
路に埋設して設置したことを特徴とする感熱式流量セン
サ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229896A JPH0674805A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 感熱式流量センサ |
| US08/110,961 US5386725A (en) | 1992-08-28 | 1993-08-24 | Heat-sensitive flow rate sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4229896A JPH0674805A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 感熱式流量センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674805A true JPH0674805A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16899427
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4229896A Pending JPH0674805A (ja) | 1992-08-28 | 1992-08-28 | 感熱式流量センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5386725A (ja) |
| JP (1) | JPH0674805A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011122879A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Denso Corp | 空気流量測定装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3475853B2 (ja) | 1998-12-21 | 2003-12-10 | 三菱電機株式会社 | 流量測定装置 |
| DE19919882A1 (de) * | 1999-04-30 | 2000-11-02 | Delphi Tech Inc | Strömungsmeßvorrichtung |
| JP2001349759A (ja) | 2000-06-08 | 2001-12-21 | Mitsubishi Electric Corp | 熱式流量センサ |
| WO2006026833A1 (en) * | 2004-09-09 | 2006-03-16 | Ollin Sustainable Technologies Pty. Ltd. | Temperature sensing probe and water heating apparatus |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3009382A1 (de) * | 1980-03-12 | 1981-09-24 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Vorrichtung zur messung der stroemungsgeschwindigkeiten von gasen und fluessigkeiten |
| JPS57173758A (en) * | 1981-04-20 | 1982-10-26 | Hitachi Ltd | Hot wire type current meter |
| DE3515206A1 (de) * | 1984-04-26 | 1985-10-31 | Nippon Soken, Inc., Nishio, Aichi | Direkt-beheizte gasstroemungs-messvorrichtung |
| DE3818385A1 (de) * | 1987-06-04 | 1988-12-22 | Mazda Motor | Hitzdraht-stroemungsmengensensor |
| JPH06105177B2 (ja) * | 1989-08-29 | 1994-12-21 | 三菱電機株式会社 | 感熱式流量センサ |
-
1992
- 1992-08-28 JP JP4229896A patent/JPH0674805A/ja active Pending
-
1993
- 1993-08-24 US US08/110,961 patent/US5386725A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011122879A (ja) * | 2009-12-09 | 2011-06-23 | Denso Corp | 空気流量測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5386725A (en) | 1995-02-07 |
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