JPH08278323A - 流速センサ - Google Patents
流速センサInfo
- Publication number
- JPH08278323A JPH08278323A JP7083690A JP8369095A JPH08278323A JP H08278323 A JPH08278323 A JP H08278323A JP 7083690 A JP7083690 A JP 7083690A JP 8369095 A JP8369095 A JP 8369095A JP H08278323 A JPH08278323 A JP H08278323A
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- temperature sensor
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- fluid
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低流速域での測定感度が良好で、しかもヒー
タの上流側と下流側に配置したセンサの特性の相違によ
る検出誤差が生じない流速センサを実現する。 【構成】 流速測定の対象となる流体の流れの中に配置
されたヒータと、このヒータよりも流体の流れの上流側
に配置された第１の温度センサと、ヒータよりも流体の
流れの下流側に配置された第２の温度センサと、流体の
流れによりヒータの熱が上流から下流へ運ばれることに
よって第１の温度センサの検出値と第２の温度センサの
検出値に生じる差をもとに流体の流速を算出する演算部
とを有する流速センサに関するものである。上述した流
速センサおいて、第１の温度センサ及び第２の温度セン
サはヒータよりも流れに近い位置に配置する。また、上
述した流速センサおいて、第１の温度センサと第２の温
度センサの一方は熱電対の熱接点をなし他方は冷接点を
なす。
タの上流側と下流側に配置したセンサの特性の相違によ
る検出誤差が生じない流速センサを実現する。 【構成】 流速測定の対象となる流体の流れの中に配置
されたヒータと、このヒータよりも流体の流れの上流側
に配置された第１の温度センサと、ヒータよりも流体の
流れの下流側に配置された第２の温度センサと、流体の
流れによりヒータの熱が上流から下流へ運ばれることに
よって第１の温度センサの検出値と第２の温度センサの
検出値に生じる差をもとに流体の流速を算出する演算部
とを有する流速センサに関するものである。上述した流
速センサおいて、第１の温度センサ及び第２の温度セン
サはヒータよりも流れに近い位置に配置する。また、上
述した流速センサおいて、第１の温度センサと第２の温
度センサの一方は熱電対の熱接点をなし他方は冷接点を
なす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ヒータの発生した熱が
流体により流されることによって生じる温度差をもとに
流速を測定する流速センサに関するものである。
流体により流されることによって生じる温度差をもとに
流速を測定する流速センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来における流速センサの概略構
成図である。図５の矢印の方向に流速測定の対象となる
流体が流れる。図５で、１は流体の流れの中に置かれた
ヒータ、２はヒータ１よりも流体の流れの上流側に配置
された温度センサ、３はヒータ１よりも流体の流れの下
流側に配置された温度センサ、４は温度センサ２と３の
検出値をもとに流体の流速を算出する演算部である。図
示しないが、ヒータ１と温度センサ２，３は固定手段に
よって位置固定されている。
成図である。図５の矢印の方向に流速測定の対象となる
流体が流れる。図５で、１は流体の流れの中に置かれた
ヒータ、２はヒータ１よりも流体の流れの上流側に配置
された温度センサ、３はヒータ１よりも流体の流れの下
流側に配置された温度センサ、４は温度センサ２と３の
検出値をもとに流体の流速を算出する演算部である。図
示しないが、ヒータ１と温度センサ２，３は固定手段に
よって位置固定されている。
【０００３】このような構成の流速センサでは、流体が
流れているときには、ヒータ１の熱は上流から下流へ運
ばれる。これによって、上流側にある温度センサ２から
はヒータ１の熱が奪い去られ、下流側にある温度センサ
３にはヒータ１の熱が運ばれる。従って、温度センサ２
の検出値は低くなり、温度センサ３の検出値は高くな
る。２つの検出値の差は流体の流速に応じて変わる。演
算部４は温度センサ２と３の検出値の差をブリッジ回路
等により検出し、検出した差もとに流体の流速を算出す
る。
流れているときには、ヒータ１の熱は上流から下流へ運
ばれる。これによって、上流側にある温度センサ２から
はヒータ１の熱が奪い去られ、下流側にある温度センサ
３にはヒータ１の熱が運ばれる。従って、温度センサ２
の検出値は低くなり、温度センサ３の検出値は高くな
る。２つの検出値の差は流体の流速に応じて変わる。演
算部４は温度センサ２と３の検出値の差をブリッジ回路
等により検出し、検出した差もとに流体の流速を算出す
る。
【０００４】しかし、この従来例では次の問題点があっ
た。 （問題点１）図６は図５の流速センサにおけるヒータ１
と温度センサ２，３の配列を示した図である。図６にお
いて、５はヒータ１と温度センサ２，３を覆っている絶
縁膜である。絶縁膜５の表面５１上を流体が流れる。絶
縁膜５を介してヒータ１と温度センサ２，３は位置固定
されている。このような配列では、ヒータ１と温度セン
サ２，３は表面５１から同じ深さの位置にあるため、ヒ
ータ１の熱の影響が２つの温度センサに反映されにく
い。これにより、測定感度が悪いという問題点があっ
た。特に、低流速域でこの問題点が顕著になる。 （問題点２）温度センサ２と３はそれぞれ別々のセンサ
になっているため、２つのセンサの特性の違いにより検
出誤差が生じるという問題点があった。
た。 （問題点１）図６は図５の流速センサにおけるヒータ１
と温度センサ２，３の配列を示した図である。図６にお
いて、５はヒータ１と温度センサ２，３を覆っている絶
縁膜である。絶縁膜５の表面５１上を流体が流れる。絶
縁膜５を介してヒータ１と温度センサ２，３は位置固定
されている。このような配列では、ヒータ１と温度セン
サ２，３は表面５１から同じ深さの位置にあるため、ヒ
ータ１の熱の影響が２つの温度センサに反映されにく
い。これにより、測定感度が悪いという問題点があっ
た。特に、低流速域でこの問題点が顕著になる。 （問題点２）温度センサ２と３はそれぞれ別々のセンサ
になっているため、２つのセンサの特性の違いにより検
出誤差が生じるという問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した問題
点を解決するためになされたものであり、温度センサを
ヒータよりも流体の流れに近い位置に配置し、しかもヒ
ータの上流側と下流側に配置するセンサの一方を熱電対
の熱接点で構成し他方を冷接点で構成することにより、
低流速域での測定感度が良好で、しかもヒータの上流側
と下流側に配置したセンサの特性の相違による検出誤差
が生じない流速センサを実現することを目的とする。
点を解決するためになされたものであり、温度センサを
ヒータよりも流体の流れに近い位置に配置し、しかもヒ
ータの上流側と下流側に配置するセンサの一方を熱電対
の熱接点で構成し他方を冷接点で構成することにより、
低流速域での測定感度が良好で、しかもヒータの上流側
と下流側に配置したセンサの特性の相違による検出誤差
が生じない流速センサを実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は次の構成になっ
た流速センサである。 （１）流速測定の対象となる流体の流れの中に配置され
たヒータと、このヒータよりも流体の流れの上流側に配
置された第１の温度センサと、前記ヒータよりも流体の
流れの下流側に配置された第２の温度センサと、流体の
流れにより前記ヒータの熱が上流から下流へ運ばれるこ
とによって前記第１の温度センサの検出値と第２の温度
センサの検出値に生じる差をもとに流体の流速を算出す
る演算部と、を有する流速センサにおいて、第１の温度
センサ及び第２の温度センサはヒータよりも流れに近い
位置に配置されたことを特徴とする流速センサ。 （２）流速測定の対象となる流体の流れの中に配置され
たヒータと、このヒータよりも流体の流れの上流側に配
置された第１の温度センサと、前記ヒータよりも流体の
流れの下流側に配置された第２の温度センサと、流体の
流れにより前記ヒータの熱が上流から下流へ運ばれるこ
とによって前記第１の温度センサの検出値と第２の温度
センサの検出値に生じる差をもとに流体の流速を算出す
る演算部と、を有する流速センサにおいて、第１の温度
センサと第２の温度センサの一方は熱電対の熱接点をな
し他方は冷接点をなしていることを特徴とする流速セン
サ。
た流速センサである。 （１）流速測定の対象となる流体の流れの中に配置され
たヒータと、このヒータよりも流体の流れの上流側に配
置された第１の温度センサと、前記ヒータよりも流体の
流れの下流側に配置された第２の温度センサと、流体の
流れにより前記ヒータの熱が上流から下流へ運ばれるこ
とによって前記第１の温度センサの検出値と第２の温度
センサの検出値に生じる差をもとに流体の流速を算出す
る演算部と、を有する流速センサにおいて、第１の温度
センサ及び第２の温度センサはヒータよりも流れに近い
位置に配置されたことを特徴とする流速センサ。 （２）流速測定の対象となる流体の流れの中に配置され
たヒータと、このヒータよりも流体の流れの上流側に配
置された第１の温度センサと、前記ヒータよりも流体の
流れの下流側に配置された第２の温度センサと、流体の
流れにより前記ヒータの熱が上流から下流へ運ばれるこ
とによって前記第１の温度センサの検出値と第２の温度
センサの検出値に生じる差をもとに流体の流速を算出す
る演算部と、を有する流速センサにおいて、第１の温度
センサと第２の温度センサの一方は熱電対の熱接点をな
し他方は冷接点をなしていることを特徴とする流速セン
サ。
【０００７】
【作用】このような本発明では、第１の温度センサと第
２の温度センサをヒータよりも流れに近い位置に配置
し、これらのセンサの検出値の差から流体の流速を検出
する。また、第１の温度センサと第２の温度センサの一
方で熱電対の熱接点をなし、他方で冷接点をなし、熱接
点と冷接点の温度差により生じる熱電対の出力をもとに
流体の流速を検出する。
２の温度センサをヒータよりも流れに近い位置に配置
し、これらのセンサの検出値の差から流体の流速を検出
する。また、第１の温度センサと第２の温度センサの一
方で熱電対の熱接点をなし、他方で冷接点をなし、熱接
点と冷接点の温度差により生じる熱電対の出力をもとに
流体の流速を検出する。
【０００８】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示した構成図である。図１で前出
のものと同一のものは同一符号を付ける。図１で、６は
ヒータ１と温度センサ２，３が形成された基板である。
６１は空気スペースであり、ヒータ１と温度センサ２，
３がある位置の下に形成されている。空気スペース６１
は基板６の下面から上面の近くにまでわたって形成され
ている。空気スペース６１を設けたのは次の理由によ
る。すなわち、空気スペース６１を設けてヒータ１と温
度センサ２，３が形成された部分を薄くすると、この部
分の比熱が小さくなる。これによって、流体の流れによ
ってヒータ１の熱が温度センサ２，３に及ぼす影響が大
きくなり、測定感度が向上する。７はヒータ１と温度セ
ンサ２，３を覆っている絶縁膜である。絶縁膜７は、例
えば、基板６上でヒータ１と温度センサ２，３を覆う窒
化膜（ＳｉＮ膜）と、窒化膜の上を覆っている酸化膜
（ＳｉＯ2膜）とからなる。ヒータ１と温度センサ２，
３は絶縁膜７を介して位置固定されている。
は本発明の一実施例を示した構成図である。図１で前出
のものと同一のものは同一符号を付ける。図１で、６は
ヒータ１と温度センサ２，３が形成された基板である。
６１は空気スペースであり、ヒータ１と温度センサ２，
３がある位置の下に形成されている。空気スペース６１
は基板６の下面から上面の近くにまでわたって形成され
ている。空気スペース６１を設けたのは次の理由によ
る。すなわち、空気スペース６１を設けてヒータ１と温
度センサ２，３が形成された部分を薄くすると、この部
分の比熱が小さくなる。これによって、流体の流れによ
ってヒータ１の熱が温度センサ２，３に及ぼす影響が大
きくなり、測定感度が向上する。７はヒータ１と温度セ
ンサ２，３を覆っている絶縁膜である。絶縁膜７は、例
えば、基板６上でヒータ１と温度センサ２，３を覆う窒
化膜（ＳｉＮ膜）と、窒化膜の上を覆っている酸化膜
（ＳｉＯ2膜）とからなる。ヒータ１と温度センサ２，
３は絶縁膜７を介して位置固定されている。
【０００９】なお、図ではヒータ１と温度センサ２，３
が絶縁膜７に覆われている構成になっているが、絶縁膜
７はなくてもよい。例えば、ヒータ１と温度センサ２，
３は支持部材によって固定部に固定されている構成にな
っていてもよい。
が絶縁膜７に覆われている構成になっているが、絶縁膜
７はなくてもよい。例えば、ヒータ１と温度センサ２，
３は支持部材によって固定部に固定されている構成にな
っていてもよい。
【００１０】図２は図１の流速センサにおけるヒータ１
と温度センサ２，３の配列を示した図である。図２に示
すように、温度センサ２，３はヒータ１よりも絶縁膜７
の表面７１に近い位置にある。
と温度センサ２，３の配列を示した図である。図２に示
すように、温度センサ２，３はヒータ１よりも絶縁膜７
の表面７１に近い位置にある。
【００１１】図３は絶縁膜７の温度分布を示した図であ
る。図３の破線が等温線である。図３に示すように、絶
縁膜７の温度分布は、流体の影響によりヒータ１の横の
位置よりもヒータ１の上側にある位置の方が等温線が傾
いている。これにより、ヒータ１の横の位置よりもヒー
タ１の上側にある位置の方が、ヒータ１の上流側と下流
側との温度差が大きい。従って、温度センサ２，３とヒ
ータ１を表面７１からの深さが同じ位置に配置した従来
例に比べて、温度センサ２，３をヒータ１よりも表面７
１に近い位置に配置した本発明の方が、測定感度が良好
になる。特に、ヒータ１の両側の温度差が小さい低流速
域での測定感度が向上する。
る。図３の破線が等温線である。図３に示すように、絶
縁膜７の温度分布は、流体の影響によりヒータ１の横の
位置よりもヒータ１の上側にある位置の方が等温線が傾
いている。これにより、ヒータ１の横の位置よりもヒー
タ１の上側にある位置の方が、ヒータ１の上流側と下流
側との温度差が大きい。従って、温度センサ２，３とヒ
ータ１を表面７１からの深さが同じ位置に配置した従来
例に比べて、温度センサ２，３をヒータ１よりも表面７
１に近い位置に配置した本発明の方が、測定感度が良好
になる。特に、ヒータ１の両側の温度差が小さい低流速
域での測定感度が向上する。
【００１２】図４は温度センサ２，３の構成例を示した
図である。図４で、８１，８２は熱電対である。熱電対
８１と８２は直列に接続されている。８３は熱電対８
１，８２の熱接点、８４は熱電対８１，８２の冷接点で
ある。熱接点８３はヒータ１よりも流体の流れの上流側
に配置され、冷接点８４は下流側に配置されている。熱
接点８３が温度センサ２をなし、冷接点８４が温度セン
サ３をなしている。
図である。図４で、８１，８２は熱電対である。熱電対
８１と８２は直列に接続されている。８３は熱電対８
１，８２の熱接点、８４は熱電対８１，８２の冷接点で
ある。熱接点８３はヒータ１よりも流体の流れの上流側
に配置され、冷接点８４は下流側に配置されている。熱
接点８３が温度センサ２をなし、冷接点８４が温度セン
サ３をなしている。
【００１３】流体中にヒータを設けると、流体の流れに
よってヒータより上流側と下流側に温度差が生じる。従
来はこの温度差を別々に設けた２つのセンサによって測
定していた。図４の構成例では、熱電対は熱接点と冷接
点の温度差によって電圧を発生するという特性を利用
し、ヒータの上流側と下流側に熱電対の熱接点と冷接点
を配置し、ヒータの両側の温度差を直接測定している。
すなわち、ヒータの上流側と下流側に配置するセンサを
熱電対の２つの接点でなしている。これによって、２つ
のセンサの特性の違いによる検出誤差が生じない。
よってヒータより上流側と下流側に温度差が生じる。従
来はこの温度差を別々に設けた２つのセンサによって測
定していた。図４の構成例では、熱電対は熱接点と冷接
点の温度差によって電圧を発生するという特性を利用
し、ヒータの上流側と下流側に熱電対の熱接点と冷接点
を配置し、ヒータの両側の温度差を直接測定している。
すなわち、ヒータの上流側と下流側に配置するセンサを
熱電対の２つの接点でなしている。これによって、２つ
のセンサの特性の違いによる検出誤差が生じない。
【００１４】なお、図４の例では測定感度を向上させる
ために２つの熱電対を直列接続した構成になっている
が、熱電対を１つだけ設けた構成にしてもよい。また、
図４の例では熱接点８３をヒータ１よりも上流側に、冷
接点８４を下流側に配置しているが、熱接点８３と冷接
点８４の配列はこの逆であってもよい。
ために２つの熱電対を直列接続した構成になっている
が、熱電対を１つだけ設けた構成にしてもよい。また、
図４の例では熱接点８３をヒータ１よりも上流側に、冷
接点８４を下流側に配置しているが、熱接点８３と冷接
点８４の配列はこの逆であってもよい。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 温度センサをヒータよりも流体の流れに近い位置に配
置しているため、従来例に比べてヒータの熱の影響を温
度センサがより多く受ける。これによって、低流速域で
の測定感度を向上させることができる。 ヒータの上流側と下流側に配置するセンサの一方を熱
電対の熱接点で構成し他方を冷接点で構成し、ヒータの
上流側と下流側の温度差を熱電対で直接測定している。
これにより、ヒータの上流側と下流側に配置したセンサ
の特性の相違による検出誤差が生じない。
置しているため、従来例に比べてヒータの熱の影響を温
度センサがより多く受ける。これによって、低流速域で
の測定感度を向上させることができる。 ヒータの上流側と下流側に配置するセンサの一方を熱
電対の熱接点で構成し他方を冷接点で構成し、ヒータの
上流側と下流側の温度差を熱電対で直接測定している。
これにより、ヒータの上流側と下流側に配置したセンサ
の特性の相違による検出誤差が生じない。
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１の流速センサにおけるヒータと温度センサ
の配列を示した図である。
の配列を示した図である。
【図３】図１の流速センサにおける温度分布を示した図
である。
である。
【図４】図１の流速センサにおける温度センサの構成例
を示した図である。
を示した図である。
【図５】従来における流速センサの概略構成図である。
【図６】図５の流速センサにおけるヒータと温度センサ
の配列を示した図である。
の配列を示した図である。
１ ヒータ ２，３ 温度センサ ４ 演算部 ８１，８２ 熱電対 ８３ 熱接点 ８４ 冷接点
Claims (2)
- 【請求項１】 流速測定の対象となる流体の流れの中に
配置されたヒータと、 このヒータよりも流体の流れの上流側に配置された第１
の温度センサと、 前記ヒータよりも流体の流れの下流側に配置された第２
の温度センサと、 流体の流れにより前記ヒータの熱が上流から下流へ運ば
れることによって前記第１の温度センサの検出値と第２
の温度センサの検出値に生じる差をもとに流体の流速を
算出する演算部と、を有する流速センサにおいて、 第１の温度センサ及び第２の温度センサはヒータよりも
流れに近い位置に配置されたことを特徴とする流速セン
サ。 - 【請求項２】 流速測定の対象となる流体の流れの中に
配置されたヒータと、 このヒータよりも流体の流れの上流側に配置された第１
の温度センサと、 前記ヒータよりも流体の流れの下流側に配置された第２
の温度センサと、 流体の流れにより前記ヒータの熱が上流から下流へ運ば
れることによって前記第１の温度センサの検出値と第２
の温度センサの検出値に生じる差をもとに流体の流速を
算出する演算部と、を有する流速センサにおいて、 第１の温度センサと第２の温度センサの一方は熱電対の
熱接点をなし他方は冷接点をなしていることを特徴とす
る流速センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083690A JPH08278323A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 流速センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7083690A JPH08278323A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 流速センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08278323A true JPH08278323A (ja) | 1996-10-22 |
Family
ID=13809495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7083690A Pending JPH08278323A (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 流速センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08278323A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002533663A (ja) * | 1998-12-22 | 2002-10-08 | ゼンジリオン アクチエンゲゼルシャフト | 質量流量を測定する方法およびセンサ |
| EP3280896A4 (en) * | 2015-04-07 | 2018-12-05 | Westport Power Inc. | Operating a gaseous fuel injector |
| JP2019148532A (ja) * | 2018-02-28 | 2019-09-05 | マツダ株式会社 | 流量計測方法及びその装置 |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP7083690A patent/JPH08278323A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002533663A (ja) * | 1998-12-22 | 2002-10-08 | ゼンジリオン アクチエンゲゼルシャフト | 質量流量を測定する方法およびセンサ |
| EP3280896A4 (en) * | 2015-04-07 | 2018-12-05 | Westport Power Inc. | Operating a gaseous fuel injector |
| US10385788B2 (en) | 2015-04-07 | 2019-08-20 | Westport Power Inc. | Operating a gaseous fuel injector |
| JP2019148532A (ja) * | 2018-02-28 | 2019-09-05 | マツダ株式会社 | 流量計測方法及びその装置 |
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