JPH1038652A - 熱式質量流量計 - Google Patents
熱式質量流量計Info
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- JPH1038652A JPH1038652A JP8193218A JP19321896A JPH1038652A JP H1038652 A JPH1038652 A JP H1038652A JP 8193218 A JP8193218 A JP 8193218A JP 19321896 A JP19321896 A JP 19321896A JP H1038652 A JPH1038652 A JP H1038652A
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- heating temperature
- pipe
- measurement
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価に製作することができしかも安定性と高
感度を確保できるように改良された熱式質量流量計を提
供するにある。 【解決手段】 バイパス管路に流れる流体を所定の分流
比で分流して流す測定管路に設けられる一対の加熱測温
センサを用いて先の流体の質量流量を測定する熱式質量
流量計において、先の加熱測温センサとして、裏面に金
属膜を施した絶縁フイルムの上に所定の抵抗パターンを
形成し先の測定管路に接着剤を介して取り付けるように
したものである。
感度を確保できるように改良された熱式質量流量計を提
供するにある。 【解決手段】 バイパス管路に流れる流体を所定の分流
比で分流して流す測定管路に設けられる一対の加熱測温
センサを用いて先の流体の質量流量を測定する熱式質量
流量計において、先の加熱測温センサとして、裏面に金
属膜を施した絶縁フイルムの上に所定の抵抗パターンを
形成し先の測定管路に接着剤を介して取り付けるように
したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイパス管路に流
れるガスなどの流体を所定の分流比で分流して流す測定
管路に設けられる一対の加熱測温センサを用いて流体の
質量流量を測定する熱式質量流量計に係り、特に、安価
に製作することができしかも安定性と高感度を確保でき
るように改良された熱式質量流量計に関する。
れるガスなどの流体を所定の分流比で分流して流す測定
管路に設けられる一対の加熱測温センサを用いて流体の
質量流量を測定する熱式質量流量計に係り、特に、安価
に製作することができしかも安定性と高感度を確保でき
るように改良された熱式質量流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は従来の熱式質量流量計の構成を示
す構成図である。バイパス管路１０に流れるガスの流量
Ｑを分流して測定流量Ｑ1として流す測定管路１１がコ
の字状にバイパス管路１０に固定され、残りの流量Ｑ2
は絞り機構１２を介して流出される。
す構成図である。バイパス管路１０に流れるガスの流量
Ｑを分流して測定流量Ｑ1として流す測定管路１１がコ
の字状にバイパス管路１０に固定され、残りの流量Ｑ2
は絞り機構１２を介して流出される。
【０００３】この測定管路１１の内径は０．２ｍｍ〜
０．３ｍｍと極めて細いので、大きな圧力損失が生じる
ので、バイパス管路１０には、分流比（Ｑ1／Ｑ2）を一
定にするため絞り機構１２が挿入され、測定管路１１で
生じる圧力損失とバランスがとられている。
０．３ｍｍと極めて細いので、大きな圧力損失が生じる
ので、バイパス管路１０には、分流比（Ｑ1／Ｑ2）を一
定にするため絞り機構１２が挿入され、測定管路１１で
生じる圧力損失とバランスがとられている。
【０００４】この測定管路１１には、一対の加熱測温セ
ンサ１３、１４がコイル状に巻かれて固定されており、
これらの加熱測温センサ１３、１４は、抵抗１５、１６
とでブリッジを構成している。
ンサ１３、１４がコイル状に巻かれて固定されており、
これらの加熱測温センサ１３、１４は、抵抗１５、１６
とでブリッジを構成している。
【０００５】加熱測温センサ１３と１４との直列回路
と、抵抗１５と１６との直列回路とは互いに並列に接続
され、これらの接続端はブリッジの電源端となり、この
電源端にはスイッチ１７を介して電源１８から直流の電
圧が印加されている。
と、抵抗１５と１６との直列回路とは互いに並列に接続
され、これらの接続端はブリッジの電源端となり、この
電源端にはスイッチ１７を介して電源１８から直流の電
圧が印加されている。
【０００６】そして、加熱測温センサ１３と１４との接
続点と、抵抗１５と１６との接続端は、ブリッジの出力
端１９、２０として構成され、この出力端１９、２０に
は測定流量Ｑ1の質量流量ρＱ1（ρ：流体の密度）に起
因して加熱測温センサ１３と１４に生じる電圧差が現れ
る。
続点と、抵抗１５と１６との接続端は、ブリッジの出力
端１９、２０として構成され、この出力端１９、２０に
は測定流量Ｑ1の質量流量ρＱ1（ρ：流体の密度）に起
因して加熱測温センサ１３と１４に生じる電圧差が現れ
る。
【０００７】上流側の加熱測温センサ１３は熱を奪われ
て温度が下がり、逆に下流側の加熱測温センサ１４は熱
が与えられて温度が上がる。このときの温度差と流体の
質量流量との間には一定の関係が成り立っているので、
この関係を用いてブリッジ回路により、質量流量を検出
することができる。
て温度が下がり、逆に下流側の加熱測温センサ１４は熱
が与えられて温度が上がる。このときの温度差と流体の
質量流量との間には一定の関係が成り立っているので、
この関係を用いてブリッジ回路により、質量流量を検出
することができる。
【０００８】ところで、この加熱測温センサ１３と１４
の具体的な構成は、図８に示すようになっている。図８
は加熱測温センサ１３と１４の全体構成を示している。
以下、これについて説明する。
の具体的な構成は、図８に示すようになっている。図８
は加熱測温センサ１３と１４の全体構成を示している。
以下、これについて説明する。
【０００９】上流側の加熱測温センサ１３と下流側の加
熱測温センサ１４とは互いに所定距離Ｌ1だけ離間して
配置されているが、これらは測定管路１１の周面に絶縁
層２１を介して抵抗体として機能する細線２２、２３が
巻きつけられている。
熱測温センサ１４とは互いに所定距離Ｌ1だけ離間して
配置されているが、これらは測定管路１１の周面に絶縁
層２１を介して抵抗体として機能する細線２２、２３が
巻きつけられている。
【００１０】加熱測温センサ１３と１４は、測定管路１
１への熱伝達が良好で且つ安定であり、上流側の加熱測
温センサ１３と下流側の加熱測温センサ１４の電気的特
性と熱的特性が等しいことが求められる。
１への熱伝達が良好で且つ安定であり、上流側の加熱測
温センサ１３と下流側の加熱測温センサ１４の電気的特
性と熱的特性が等しいことが求められる。
【００１１】このため、細線２２、２３は、数μの極め
て細い径の線が用いられて所定の抵抗値が限られたスペ
ース内で確保されるようにし、さらに密着度を確保する
ためこの細線２２、２３には適当な張力を加えながら測
定管路１１に均一に巻きつけられる。
て細い径の線が用いられて所定の抵抗値が限られたスペ
ース内で確保されるようにし、さらに密着度を確保する
ためこの細線２２、２３には適当な張力を加えながら測
定管路１１に均一に巻きつけられる。
【００１２】特に、非絶縁性の細線２２、２３は、線間
の絶縁を確保しながら、密集して巻かれ、また熱伝導を
確保するために測定管路１１の周囲には絶縁層２１が薄
くかつ均一に塗布されている。
の絶縁を確保しながら、密集して巻かれ、また熱伝導を
確保するために測定管路１１の周囲には絶縁層２１が薄
くかつ均一に塗布されている。
【００１３】図９は、抵抗体として機能する細線の他の
構成を示している。この場合は、絶縁材２４が塗布され
た細線２５が、測定管路１１の上に直接巻きつけられる
構成となっている。
構成を示している。この場合は、絶縁材２４が塗布され
た細線２５が、測定管路１１の上に直接巻きつけられる
構成となっている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような熱式質量流量計は、加熱測温センサを作る際に、
数μの細線を限られたスペース内に所定の抵抗値にな
るように適当な張力を加えながら均一に巻きつけるの
で、その作業は大変である。また、非絶縁性の細線で
は線間の絶縁を確保しながら密集して巻くのに多大の工
数を必要とし、さらに絶縁層を薄くかつ均一に塗布す
ることも容易ではない。
ような熱式質量流量計は、加熱測温センサを作る際に、
数μの細線を限られたスペース内に所定の抵抗値にな
るように適当な張力を加えながら均一に巻きつけるの
で、その作業は大変である。また、非絶縁性の細線で
は線間の絶縁を確保しながら密集して巻くのに多大の工
数を必要とし、さらに絶縁層を薄くかつ均一に塗布す
ることも容易ではない。
【００１５】図９に示すような絶縁材が塗布された細線
を測定管路の上に直接巻きつける形式の場合には、細線
に薄く絶縁材を塗布するのも大変である上に、スペース
フアクタが悪化するという問題もある。
を測定管路の上に直接巻きつける形式の場合には、細線
に薄く絶縁材を塗布するのも大変である上に、スペース
フアクタが悪化するという問題もある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するための主な構成として、バイパス管路に流れる
流体を所定の分流比で分流して流す測定管路に設けられ
る一対の加熱測温センサを用いて先の流体の質量流量を
測定する熱式質量流量計において、先の加熱測温センサ
として、裏面に金属膜を施した絶縁フイルムの上に所定
の抵抗パターンを形成し先の測定管路に接着剤を介して
取り付けるようにしたものである。
解決するための主な構成として、バイパス管路に流れる
流体を所定の分流比で分流して流す測定管路に設けられ
る一対の加熱測温センサを用いて先の流体の質量流量を
測定する熱式質量流量計において、先の加熱測温センサ
として、裏面に金属膜を施した絶縁フイルムの上に所定
の抵抗パターンを形成し先の測定管路に接着剤を介して
取り付けるようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１は本発明の１実施形態の構
成を示す縦断面図である。図７に示す測定管路とバイパ
ス管路に対応する部分のみの構成を示すが、同一の機能
を有する部分には同一の符号を付してある。
て図を用いて説明する。図１は本発明の１実施形態の構
成を示す縦断面図である。図７に示す測定管路とバイパ
ス管路に対応する部分のみの構成を示すが、同一の機能
を有する部分には同一の符号を付してある。
【００１８】バイパス管路１０に流れるガスの流量Ｑを
分流して測定流量Ｑ1として流す測定管路１１がコの字
状にバイパス管路１０に固定され、残りのガスの流量Ｑ
2は絞り機構１２を介して流出される。
分流して測定流量Ｑ1として流す測定管路１１がコの字
状にバイパス管路１０に固定され、残りのガスの流量Ｑ
2は絞り機構１２を介して流出される。
【００１９】この測定管路１１には、一定の電力が供給
され発熱している一対の加熱測温センサ２６、２７が設
けられているので、これらの加熱測温センサ２６、２７
から測定流体に伝達される熱流が流量によって変化する
のを検出することにより、測定管路１１に流れる流量を
検出することができる。
され発熱している一対の加熱測温センサ２６、２７が設
けられているので、これらの加熱測温センサ２６、２７
から測定流体に伝達される熱流が流量によって変化する
のを検出することにより、測定管路１１に流れる流量を
検出することができる。
【００２０】この場合に、流体に伝達される熱流は体積
流量Ｑ1ではなく、流体の密度をρ、比熱をｃとすれば
（ρｃＱ1）に比例し、比熱ｃが一定であれば質量流量
ρＱ1に比例する。従って、流れが層流であれば、分流
比（Ｑ1／Ｑ2）は一定であるので、質量流量ρＱ1を測
定することにより、全体の質量流量ρＱを求めることが
できる。
流量Ｑ1ではなく、流体の密度をρ、比熱をｃとすれば
（ρｃＱ1）に比例し、比熱ｃが一定であれば質量流量
ρＱ1に比例する。従って、流れが層流であれば、分流
比（Ｑ1／Ｑ2）は一定であるので、質量流量ρＱ1を測
定することにより、全体の質量流量ρＱを求めることが
できる。
【００２１】ところで、この加熱測温センサ２６と２７
の具体的な構成は、図２に示すようになっている。図２
は加熱測温センサ２６と２７の全体構成を示し、図３は
加熱測温センサ２６と２７の具体的な構成を示す斜視図
である。
の具体的な構成は、図２に示すようになっている。図２
は加熱測温センサ２６と２７の全体構成を示し、図３は
加熱測温センサ２６と２７の具体的な構成を示す斜視図
である。
【００２２】加熱測温センサ２６は上流側に、加熱測温
センサ２７は下流側に互いに所定距離Ｌ1だけ離れて配
置されている（図２）。これ等の加熱測温センサ２６
（２７）は、抵抗体２６ａ（２７ａ）と、これ等の抵抗
体２６ａ（２７ａ）を接続する電極２６ｂ、２６ｃ（２
７ｂ、２７ｃ）と、これらを搭載するポリイミドの絶縁
体である絶縁フイルム２８で構成されている（図３）。
センサ２７は下流側に互いに所定距離Ｌ1だけ離れて配
置されている（図２）。これ等の加熱測温センサ２６
（２７）は、抵抗体２６ａ（２７ａ）と、これ等の抵抗
体２６ａ（２７ａ）を接続する電極２６ｂ、２６ｃ（２
７ｂ、２７ｃ）と、これらを搭載するポリイミドの絶縁
体である絶縁フイルム２８で構成されている（図３）。
【００２３】抵抗体２６ａ（２７ａ）の材料は、温度係
数の直線性が良好なニッケルであり、蒸着法などにより
絶縁フイルム２８の上に薄膜状に形成され、その裏面に
は金属膜２９が形成されている。
数の直線性が良好なニッケルであり、蒸着法などにより
絶縁フイルム２８の上に薄膜状に形成され、その裏面に
は金属膜２９が形成されている。
【００２４】この場合、加熱測温センサ２６と２７は、
熱伝達が良好でかつ安定に動作し、これ等の加熱測温セ
ンサ２６と２７の抵抗体２６ａ、２７ａと流体までの熱
コンダクタンスが大きくかつ安定であることが必要とな
る。
熱伝達が良好でかつ安定に動作し、これ等の加熱測温セ
ンサ２６と２７の抵抗体２６ａ、２７ａと流体までの熱
コンダクタンスが大きくかつ安定であることが必要とな
る。
【００２５】このためには、絶縁フイルム２８は熱伝導
率が小さいので薄くかつ均一であることが必要であり、
さらに抵抗体２６ａ、２７ａと絶縁フイルム２８と測定
管路１１との間の密着性が良くその経年変化が少ないこ
とも必要となる。
率が小さいので薄くかつ均一であることが必要であり、
さらに抵抗体２６ａ、２７ａと絶縁フイルム２８と測定
管路１１との間の密着性が良くその経年変化が少ないこ
とも必要となる。
【００２６】その上、測定回路は加熱測温センサ２６と
２７の抵抗体２６ａと２７ａ及び抵抗１５と１６でブリ
ッジの各辺を構成するが、ブリッジはその平衡を保つ必
要があるので、加熱測温センサ２６と２７の電気的特性
と熱的特性が互いに等しくかつ安定であることが必要で
ある。
２７の抵抗体２６ａと２７ａ及び抵抗１５と１６でブリ
ッジの各辺を構成するが、ブリッジはその平衡を保つ必
要があるので、加熱測温センサ２６と２７の電気的特性
と熱的特性が互いに等しくかつ安定であることが必要で
ある。
【００２７】図４はステンレス鋼などよりなる測定管路
１１に図３に示す加熱測温センサ２６を設置した状態を
示す断面図である。測定管路１１への設置には銀などの
金属フイラーを含有する導電性ペースト３０を用いてい
るので、熱伝導が良好であり、かつペーストの厚さのバ
ラツキが熱伝達に与える影響も少ない。
１１に図３に示す加熱測温センサ２６を設置した状態を
示す断面図である。測定管路１１への設置には銀などの
金属フイラーを含有する導電性ペースト３０を用いてい
るので、熱伝導が良好であり、かつペーストの厚さのバ
ラツキが熱伝達に与える影響も少ない。
【００２８】また、絶縁フイルム２８のポリイミドフイ
ルムは熱伝導率が金属に比べると３桁程度小さいことか
らフイルムの厚さは熱応答の点でできるだけ薄いことが
好ましいが、絶縁フイルム２８のポリイミドフイルムの
厚みが薄くなると単独では曲りが発生して取り扱いが困
難となる。
ルムは熱伝導率が金属に比べると３桁程度小さいことか
らフイルムの厚さは熱応答の点でできるだけ薄いことが
好ましいが、絶縁フイルム２８のポリイミドフイルムの
厚みが薄くなると単独では曲りが発生して取り扱いが困
難となる。
【００２９】しかし、ポリイミドフイルム製の絶縁フイ
ルム２８の裏面には金属膜２９が設けられているので、
この剛性で曲がりをカバーすることができる上にこの金
属膜２９は導電性ペースト３０との接合をも容易にす
る。
ルム２８の裏面には金属膜２９が設けられているので、
この剛性で曲がりをカバーすることができる上にこの金
属膜２９は導電性ペースト３０との接合をも容易にす
る。
【００３０】なお、抵抗体２６ａと２７ａの材料は、温
度係数が一定であれば目的を達成させることができ、ま
た抵抗体２６ａと２７ａのパターンの形成についても蒸
着法だけではなく、スパッタ法によっても形成すること
ができる。
度係数が一定であれば目的を達成させることができ、ま
た抵抗体２６ａと２７ａのパターンの形成についても蒸
着法だけではなく、スパッタ法によっても形成すること
ができる。
【００３１】以上、説明したように、図１〜図４に示す
構成によれば、抵抗体２６ａ（２７ａ）は蒸着法などに
よって形成されるので、一対の抵抗体２６ａと２７ａと
の間で特性のバラツキが小さく、さらに上下流の抵抗体
２６ａと２７ａの間の距離Ｌ 1も正確に設定することが
できる。
構成によれば、抵抗体２６ａ（２７ａ）は蒸着法などに
よって形成されるので、一対の抵抗体２６ａと２７ａと
の間で特性のバラツキが小さく、さらに上下流の抵抗体
２６ａと２７ａの間の距離Ｌ 1も正確に設定することが
できる。
【００３２】また、均一で高絶縁性のフイルムを絶縁フ
イルム２８として用いるので、均一な熱伝達特性が得ら
れると共に良好な絶縁性を確保することができ、さらに
絶縁フイルム２８の裏面に設けられた金属膜２９と銀な
どのフイラーを含む導電性ペースト３０を用いて測定管
路１１に固定するので、密着性に裏打ちされて熱伝達特
性も向上する。
イルム２８として用いるので、均一な熱伝達特性が得ら
れると共に良好な絶縁性を確保することができ、さらに
絶縁フイルム２８の裏面に設けられた金属膜２９と銀な
どのフイラーを含む導電性ペースト３０を用いて測定管
路１１に固定するので、密着性に裏打ちされて熱伝達特
性も向上する。
【００３３】図５は本発明の他の実施の形態を示す構成
図である。この実施の形態は図１に示す絞り機構１２が
省略された構成となっている。図１に示す構成では測定
管路１１の内径が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍと極めて細く
大きな圧力損失を生じるので、バイパス管路１０に絞り
機構１２を設けて測定管路１１に分流させている。
図である。この実施の形態は図１に示す絞り機構１２が
省略された構成となっている。図１に示す構成では測定
管路１１の内径が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍと極めて細く
大きな圧力損失を生じるので、バイパス管路１０に絞り
機構１２を設けて測定管路１１に分流させている。
【００３４】このため、流体中にわずかなゴミが混入し
ていると、これらのゴミが絞り機構１２の隙間やバイパ
ス管路１０に付着して流路を閉塞し、正確な流量測定を
するための大きな障害になっている。さらに、分流比を
決定する絞り機構１２の形状、寸法は、その精度維持に
多大な製造コストを必要とすることを余儀なくされてい
る。
ていると、これらのゴミが絞り機構１２の隙間やバイパ
ス管路１０に付着して流路を閉塞し、正確な流量測定を
するための大きな障害になっている。さらに、分流比を
決定する絞り機構１２の形状、寸法は、その精度維持に
多大な製造コストを必要とすることを余儀なくされてい
る。
【００３５】そこで、図５に示す構成では、絞り機構１
２を用いない直管方式とし、かつ図３に示すプリント製
法によって製造されるシート状の抵抗体２６ａと２７ａ
を用いることにより、効果的にこの直管方式を実現す
る。
２を用いない直管方式とし、かつ図３に示すプリント製
法によって製造されるシート状の抵抗体２６ａと２７ａ
を用いることにより、効果的にこの直管方式を実現す
る。
【００３６】図５において、バイパス管路３１と測定管
路３２に各々流れる流量Ｑ4とＱ3との分流比は、各管路
における圧力損失によって決定される。ここで、流量Ｑ
3によって測定管路３２に生じる圧力損失をΔＰ3、バイ
パス管路３１に生じる圧力損失をΔＰ4とすると、ΔＰ3
＝ΔＰ4になるように、流量Ｑ4とＱ3は分流して流れ
る。
路３２に各々流れる流量Ｑ4とＱ3との分流比は、各管路
における圧力損失によって決定される。ここで、流量Ｑ
3によって測定管路３２に生じる圧力損失をΔＰ3、バイ
パス管路３１に生じる圧力損失をΔＰ4とすると、ΔＰ3
＝ΔＰ4になるように、流量Ｑ4とＱ3は分流して流れ
る。
【００３７】流れを層流状態とすると、圧力損失は、主
として管摩擦により決定され、λ3（Ｌ3／Ｄ3）（Ｖ3 2
／２ｇ）で示される。ここで、λ3は測定管路３２の管
摩擦係数でλ3＝６４／Ｒe、Ｌ3は測定管路３２の長
さ、Ｄ3は測定管路３２の内径、Ｖ3は測定管路３２内の
流速である。
として管摩擦により決定され、λ3（Ｌ3／Ｄ3）（Ｖ3 2
／２ｇ）で示される。ここで、λ3は測定管路３２の管
摩擦係数でλ3＝６４／Ｒe、Ｌ3は測定管路３２の長
さ、Ｄ3は測定管路３２の内径、Ｖ3は測定管路３２内の
流速である。
【００３８】したがって、測定管路３２に生じる圧力損
失ΔＰ3は、ΔＰ3∝Ｖ3Ｌ3Ｑ3／Ｄ3 4となり、測定管路
３２の内径Ｄ3の４乗に逆比例する。ここで、内径Ｄ3を
１ｍｍとすると、図１の場合は０．２５ｍｍであること
から、図５の場合は、圧力損失が（０．２５／１）4≒
０．００４に減少する。
失ΔＰ3は、ΔＰ3∝Ｖ3Ｌ3Ｑ3／Ｄ3 4となり、測定管路
３２の内径Ｄ3の４乗に逆比例する。ここで、内径Ｄ3を
１ｍｍとすると、図１の場合は０．２５ｍｍであること
から、図５の場合は、圧力損失が（０．２５／１）4≒
０．００４に減少する。
【００３９】このことから、バイパス管路３１の中に絞
り機構を挿入して大きな圧力損失を確保しなくても、管
摩擦のみでも十分に実現可能であり、またスパン変更
（分流比の変更）に際してバイパス管路３１の内径を変
更することにより行うことができる。
り機構を挿入して大きな圧力損失を確保しなくても、管
摩擦のみでも十分に実現可能であり、またスパン変更
（分流比の変更）に際してバイパス管路３１の内径を変
更することにより行うことができる。
【００４０】しかし、図１に示す場合に比べて測定管路
３２の内径Ｄ3を大きく選定するので、加熱測温センサ
２６と２７で発生した熱が流体に効率良く伝達し難くな
ると共に測定管路３２の熱容量が増加し、十分な信号レ
ベルを得るに必要な管内壁温度の上昇を確保出来なくな
るおそれが生じる。
３２の内径Ｄ3を大きく選定するので、加熱測温センサ
２６と２７で発生した熱が流体に効率良く伝達し難くな
ると共に測定管路３２の熱容量が増加し、十分な信号レ
ベルを得るに必要な管内壁温度の上昇を確保出来なくな
るおそれが生じる。
【００４１】そこで、図２と図３に示す加熱測温センサ
２６と２７は、絶縁フイルム２８が高温に耐えられる薄
いポリイミドフイルムを使用して、抵抗体２６ａ、２７
ａを高温に加熱して良好に熱伝達を行う。
２６と２７は、絶縁フイルム２８が高温に耐えられる薄
いポリイミドフイルムを使用して、抵抗体２６ａ、２７
ａを高温に加熱して良好に熱伝達を行う。
【００４２】さらに、λ0を熱伝導率、Ｓを発熱体との
接触面積、Ｌを発熱体の長さ、ΔＴを発熱体と流体との
温度差とすると、熱の伝導量ｑはｑ＝（λ0Ｓ／Ｌ）Δ
Ｔで示されるので、発熱体、つまり抵抗体２６ａ及び２
７ａと測定管路３２との間の接触面積Ｓを大きくするこ
とが感度を向上させる上で必要である。
接触面積、Ｌを発熱体の長さ、ΔＴを発熱体と流体との
温度差とすると、熱の伝導量ｑはｑ＝（λ0Ｓ／Ｌ）Δ
Ｔで示されるので、発熱体、つまり抵抗体２６ａ及び２
７ａと測定管路３２との間の接触面積Ｓを大きくするこ
とが感度を向上させる上で必要である。
【００４３】このために、絶縁フイルム２８の裏面には
このポリイミドフイルムの薄膜化による曲がりを防ぐと
共に良好な熱伝導を維持する金属膜２９を配置し、さら
に熱伝導の良い導電性ペースト３０を用いて測定管路３
２に密着して固着する構成となっている。
このポリイミドフイルムの薄膜化による曲がりを防ぐと
共に良好な熱伝導を維持する金属膜２９を配置し、さら
に熱伝導の良い導電性ペースト３０を用いて測定管路３
２に密着して固着する構成となっている。
【００４４】図６は図５に示された加熱測温センサ２６
と２７の部分の詳細を示す縦断面図である。測定管路３
０の上に導電性ペースト３０を用いて、加熱測温センサ
２６と２７を固定し、この上を対流による熱損失を防ぐ
ために断熱材３３で覆った構成としている。
と２７の部分の詳細を示す縦断面図である。測定管路３
０の上に導電性ペースト３０を用いて、加熱測温センサ
２６と２７を固定し、この上を対流による熱損失を防ぐ
ために断熱材３３で覆った構成としている。
【００４５】このように、熱伝導率の異なる部材（ｉ＝
１、２、…）が重なったときの熱の伝導量ｑはｑ＝ＳΔ
Ｔ／［Σ（Ｌi／λi）］で示されるので、熱伝導率が大
きくかつ薄いものにして伝導による熱流を大きくしてい
る。
１、２、…）が重なったときの熱の伝導量ｑはｑ＝ＳΔ
Ｔ／［Σ（Ｌi／λi）］で示されるので、熱伝導率が大
きくかつ薄いものにして伝導による熱流を大きくしてい
る。
【００４６】
【発明の効果】以上、発明の実施の形態と共に具体的に
説明したように、請求項１に記載された発明によれば、
一対の加熱測温センサとして絶縁フイルムの上に抵抗パ
ターンを形成して測定管路に取り付けるようにしたの
で、上流側と下流側の抵抗パターンの特性のバラツキを
小さく抑えることができ、特性の揃った熱式質量流量計
を得ることができる。
説明したように、請求項１に記載された発明によれば、
一対の加熱測温センサとして絶縁フイルムの上に抵抗パ
ターンを形成して測定管路に取り付けるようにしたの
で、上流側と下流側の抵抗パターンの特性のバラツキを
小さく抑えることができ、特性の揃った熱式質量流量計
を得ることができる。
【００４７】また、請求項１に記載された発明によれ
ば、一対の加熱測温センサとして上流側と下流側の抵抗
パターン間の距離を正確に設定することができるので、
感度のバラツキの少ない熱式質量流量計を得ることがで
きる。
ば、一対の加熱測温センサとして上流側と下流側の抵抗
パターン間の距離を正確に設定することができるので、
感度のバラツキの少ない熱式質量流量計を得ることがで
きる。
【００４８】さらに、請求項１に記載された発明によれ
ば、均一性の良好な絶縁フイルムを基板として用いかつ
絶縁フイルムの裏面に金属膜を施して測定管路に接着剤
を介して固定するようにしたので、熱伝達特性を良好に
保持することができる。
ば、均一性の良好な絶縁フイルムを基板として用いかつ
絶縁フイルムの裏面に金属膜を施して測定管路に接着剤
を介して固定するようにしたので、熱伝達特性を良好に
保持することができる。
【００４９】次に、請求項２に記載された発明によれ
ば、請求項１に記載された構成により感度の向上が期待
できるので、バイパス管路の中に絞り機構を配置するこ
とにより分流比の選択が容易となり、より広範囲のスパ
ン変更に対応することが可能となる。
ば、請求項１に記載された構成により感度の向上が期待
できるので、バイパス管路の中に絞り機構を配置するこ
とにより分流比の選択が容易となり、より広範囲のスパ
ン変更に対応することが可能となる。
【００５０】請求項３に記載された発明によれば、バイ
パス管路の中に絞り機構を配置しないようにしたので、
ゴミなどの付着によるバイパス管路の閉塞トラブルを低
減させることができる。
パス管路の中に絞り機構を配置しないようにしたので、
ゴミなどの付着によるバイパス管路の閉塞トラブルを低
減させることができる。
【００５１】請求項４に記載された発明によれば、抵抗
パターンとしてニッケルを、接着剤として導電性ペース
トを用いるようにしたので、温度に対して直線性が良好
でかつ熱伝達特性の良好な熱式質量流量計を得ることが
できる。
パターンとしてニッケルを、接着剤として導電性ペース
トを用いるようにしたので、温度に対して直線性が良好
でかつ熱伝達特性の良好な熱式質量流量計を得ることが
できる。
【００５２】請求項５に記載された発明によれば、絶縁
フイルムとしてポリイミドを用いる構成にしたので、高
絶縁性を確保することができると共に抵抗パターンに流
す電流を増やすことができ、このため全体として高感度
の熱式質量流量計を得ることができる。
フイルムとしてポリイミドを用いる構成にしたので、高
絶縁性を確保することができると共に抵抗パターンに流
す電流を増やすことができ、このため全体として高感度
の熱式質量流量計を得ることができる。
【図１】本発明の１実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１に示す加熱測温センサ全体構成を示す斜視
図である。
図である。
【図３】図２に示す加熱測温センサの具体的な構成を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図４】図３に示す加熱測温センサを測定管路に設置し
たときの縦断面図である。
たときの縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す縦断面図であ
る。
る。
【図６】図５に示された加熱測温センサを測定管路に設
置したときの縦断面図である。
置したときの縦断面図である。
【図７】従来の熱式質量流量計の構成を示す構成図であ
る。
る。
【図８】図７に示す加熱測温センサを具体的に示す構成
図である。
図である。
【図９】図７に示す加熱測温センサの抵抗体の他の構成
を示す構成図である。
を示す構成図である。
１０、３１ バイパス管路 １１、３２ 測定管路 １２ 絞り機構 １３、１４、２６、２７ 加熱測温センサ ２１ 絶縁層 ２６ａ、２７ａ 抵抗体 ２６ｂ、２６ｃ、２７ｂ、２７ｃ 電極 ２８ 絶縁フイルム ２９ 金属膜 ３０ 導電性ペースト ３３ 断熱材
Claims (5)
- 【請求項１】バイパス管路に流れる流体を所定の分流比
で分流して流す測定管路に設けられる一対の加熱測温セ
ンサを用いて前記流体の質量流量を測定する熱式質量流
量計において、 前記加熱測温センサとして、裏面に金属膜を施した絶縁
フイルムの上に所定の抵抗パターンを形成し前記測定管
路に接着剤を介して取り付けたことを特徴とする熱式質
量流量計。 - 【請求項２】前記バイパス管路の中に絞り機構を配置し
て前記測定管路に流れる流量を所定値に確保することを
特徴とする請求項１記載の熱式質量流量計。 - 【請求項３】前記バイパス管路の中に絞り機構を配置し
ないで前記測定管路に流れる流量を所定値に確保するこ
とを特徴とする請求項１記載の熱式質量流量計。 - 【請求項４】前記抵抗パターンとしてニッケルを、前記
接着剤として導電性ペーストを用いたことを特徴とする
請求項１又は２記載の熱式質量流量計。 - 【請求項５】前記絶縁フイルムとしてポリイミドを用い
たことを特徴とする請求項１又は２記載の熱式質量流量
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193218A JPH1038652A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 熱式質量流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8193218A JPH1038652A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 熱式質量流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1038652A true JPH1038652A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16304284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8193218A Pending JPH1038652A (ja) | 1996-07-23 | 1996-07-23 | 熱式質量流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1038652A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001336958A (ja) * | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Stec Inc | 流量検出機構 |
| WO2003052356A1 (en) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | Wook Hyun Kim | Mass flow measurment sensor for mass flow controller |
| JP2003254807A (ja) * | 2002-03-06 | 2003-09-10 | Stec Inc | 熱式センサおよびその設置方法ならびにマスフローメータ |
| JP2004059337A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Tokyo Gas Co Ltd | 水素製造プラント制御装置および水素製造装置ならびに水素製造方法 |
| JP2005233693A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Smc Corp | 流速センサ |
| JP2006145524A (ja) * | 2004-11-23 | 2006-06-08 | Krohne Ag | 質量流量計の作動方法 |
| JP2008032544A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Shimadzu Corp | 電子部品実装体 |
| CN102141422A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-08-03 | 北京航空航天大学 | 适用于小卫星单相流体热控回路的流量-温度一体化测量装置 |
| JP5479641B1 (ja) * | 2013-07-23 | 2014-04-23 | 株式会社テムテック研究所 | 熱式流量計 |
| WO2015151638A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | 日立金属株式会社 | 熱式質量流量測定方法、当該方法を使用する熱式質量流量計、及び当該熱式質量流量計を使用する熱式質量流量制御装置 |
| JP2018045293A (ja) * | 2016-09-12 | 2018-03-22 | 株式会社デンソーウェーブ | 絶縁型信号伝達装置、電子機器 |
| US20180306618A1 (en) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Trane International Inc. | Adhesive flow meter |
-
1996
- 1996-07-23 JP JP8193218A patent/JPH1038652A/ja active Pending
Cited By (17)
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| CN106133484A (zh) * | 2014-03-31 | 2016-11-16 | 日立金属株式会社 | 热式质量流量测定方法、使用该方法的热式质量流量计以及使用该热式质量流量计的热式质量流量控制装置 |
| JPWO2015151638A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-13 | 日立金属株式会社 | 熱式質量流量測定方法、当該方法を使用する熱式質量流量計、及び当該熱式質量流量計を使用する熱式質量流量制御装置 |
| CN106133484B (zh) * | 2014-03-31 | 2019-10-15 | 日立金属株式会社 | 热式质量流量测定方法、流量计以及流量控制装置 |
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