JPH1054840A

JPH1054840A - 流速測定方法および流量計

Info

Publication number: JPH1054840A
Application number: JP8210760A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Saito; 俊晴斎藤; Norihiro Konda; 徳大根田
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 1998-02-24

Abstract

(57)【要約】【課題】非発達状態の流体の流量を正確かつ容易に計
測できる流量計測手段を提供する。【解決手段】流路中の流体の平均流速を測定する方法
において、流体中の複数の測定点で、少なくとも２方向
の流速を測定し、これら各測定点で得られた各方向の流
速を平均化し、各方向ごとの補正係数を乗じた和として
平均流速を求める平均流速の測定方法、及び、流速測定
手段を流路方向に沿う方向とこれと異なる少なくとも１
方向に沿ってその測定方向が向くように配置し、これら
の方向に向く熱式検出素子４ｘ，４ｙ，４ｚ等の測定手
段を配置した測定点を複数箇所形成してなる多方向の流
速検出手段、及びこれらの各検出手段からの電気的出力
を各方向ごとに平均し、各方向ごとの補正係数を乗じて
それらの和を算出する演算手段とを備える流量計。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、管路中を流れる流
体の流量を計測する流速測定方法および流量計に関す
る。さらに詳細には、流れが非発達な条件下において
も、正確に流量を計測することができる流速測定方法お
よび流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】管内を流れる気体や液体などの流体の流
量を計測する場合、これらの流体に不規則な乱れが発生
して流速分布が不均一となると、正確な流量を測定する
ことができない。これに対処するために、従来、流体の
流れを層流状態または発達した乱流状態としたうえで、
ある一点の流速を測定し、その測定値と既知の流速パタ
ーンおよび流路の断面積に基づいて流量を算出してい
た。流体をこのような層流状態または発達した乱流状態
にするためには、流路となる管に対して測定点の上流側
で管直径の１５倍。下流側で５倍の長さの直管構造とす
る必要がある。しかしながら、空気やガスあるいは冷却
水などの流体を通す導管において、このような長い直管
部を確保することは、導管を敷設した状態では殆ど不可
能であり、実用上望むことはできないものであった。

【０００３】このため、このような十分な長さの直管部
構造を確保できない場合の流量測定法として、流体の流
れの状態にかかわらず流量測定を可能とするために、複
数の流量計を組み合わせて流速分布の変化による出力の
変動を抑える相関式流量計や管路断面内の複数の位置で
の想定値を構造的に平均化してこれらの出力の変動を相
殺する測定方法が用いられていた。

【０００４】例えば、相関式流量計として、特公昭６０
−７２０４号公報に記載されているピトー管式流量計が
ある。図１４は、このピトー管式流量計の構造を示す一
部破断斜視図であり、図１５は、図１４のＢ−Ｂ線での
断面図である。この流量計は、高圧管９１と低圧管９２
とを組み合わせたピトー管９０からなり、これら高圧管
および低圧管は中空の鞘９３内の空間に収容されてい
る。低圧管９２および高圧管９１の先端には、それぞれ
高圧ポート９４および低圧ポート９５が開口しており、
低圧ポート９５はピトー管が挿入される導管の軸線上に
位置するように鞘に配置されており、高圧ポート９４は
鞘９３の上流側に配置された複数の上流側ポート９６に
連通してこれら複数の上流側ポート９６からの動圧が平
均化されて高圧ポート９５に加えられる。このような構
造のピトー管式流量計は、導管の直管部が管直径の数倍
程度であっても、安定した、高いＳ／Ｎ比の出力得るこ
とができる。

【０００５】また、最近では、半導体微細加工技術を用
いた熱式流量検出素子が作成され、極めてコンパクト
で、多数の素子を測定器上に並べて配置することができ
ることから、流体の流路内を広い範囲にわたって計測で
きる利点があり、これらの流体の計測手段として応用が
図られている。しかも、この半導体微細加工技術を用い
て製造される熱式流速検出素子は、極めて感度が高く、
例えば、流速が０．００５〜４０ｍ／ｓｅｃの広い範囲
にわたって計測可能であり、ミリ秒（ｍｓ）の応答時間
での測定が可能であり、また、微小なことから測定手段
が流量などに影響を与えない、消費電力が低い、量産に
よるコストダウンが見込めるなどの優れた特徴を有して
いる。

【０００６】この流速検出素子を用いた流量計を図１６
に示す、図１６において、熱式流量計１は、綱や不銹鋼
などの支持部材２に支持されたガラス基板３上に貼付ら
れた複数個の検出素子４からなり、作業時の保護のため
の保護カバー５が間隔保持部材６を介して取り付けら
れ、温度検出素子７を設けている。各検出素子４のコン
タクトパッド４４は、配線パターン３１側の接続パッド
３２と金線で接続され、配線パターンの端子接続用パッ
ド３３、および温度検出素子７のパッド３４はそれぞれ
接続線９を経て信号処理部８に接続される。

【０００７】図１７に温度検出素子と信号処理部の回路
構成を示す。この例は、熱式流速検出素子４−１〜４−
ｎを並列に接続した場合の回路構成を示す。信号処理部
８は、定電圧源８１と、演算回路８２と、表示部８３
と、電圧検出用抵抗８４とを有している。図に示すよう
に、各素子４のヒータ線には電圧Ｖcが電圧検出用抵抗
８４を介して印加される。そこで、電圧検出用抵抗８に
流れる電流Ｉは、次式で表わされる。

【０００８】

【数１】

【０００９】ヒータ線４３−１〜４３−ｎの合成抵抗を
ｒ′で表すと、抵抗８４の両端に表れる電圧Ｖsは、次
式で示される。Ｖs＝Ｉs・Ｒ＝［Ｖc／（Ｒ＋ｒ′）］・Ｒ＝Ｖc・Ｒ／（Ｒ＋ｒ′）

【００１０】すなわち、抵抗８４の両端に表れる電圧Ｖ
sは、ヒータ線４３−１〜４３−ｎの合成抵抗ｒ′の変
化に依存するから、これらの電気信号により、熱式流速
検出素子の抵抗変化すなわち流速変化を測定することが
できる。

【００１１】このような熱式流速検出素子による流量測
定は、各熱式流速検出素子と抵抗８４の接続体に一定電
圧Ｖcが印加され、流体に接したヒータ線の合成抵抗が
低下し、各熱式流速検出素子を流れる電流値が変化する
ことによって検出されるが、各流速検出素子は並列接続
しているので、定電圧電源を流れる電流値は各検出素子
４を流れる電流値の総和に等しく、定電圧電源を流れる
電流値を流量計の出力とすることによって、各熱式流速
素子４の出力の平均値が得られる。また、この流量計に
よれば、各素子が並列に接続されているため、いくつか
の素子が損傷しても、残る他の素子による計測が可能で
あって、直にその機能を失うことはなく、保安上優れた
特徴を有している。

【００１２】しかしながら、これらの各流量計は、流路
内の広範囲に亘って流速を測定できるものの、いずれも
流路内の流れが乱流であって、パターン化できないよう
な場合には、その測定値自体の精度にも拘らず、これら
の測定結果は実際の平均流量を的確に表すものとは言え
なかった。すなわち、それぞれの流量計および流速検出
素子は、流れが一定しない乱流である場合、これらを直
接平均化したり、ミクロな領域のカルマン渦等のうずの
流れの方向に沿った流速をそれぞれ計測して、平均化し
ていることとなり、これらの状態が、流路中の位置や流
速などによって一定しないものであることからすると、
このような流路に沿う方向の流れのみを前提にして流れ
の状態を、単に平均化したり、経験的にパターン化した
実験値により補正する方法では実際の流量を表すものと
ならない。

【００１３】特に、計測点が整圧器や曲がり管などの直
後の管路内では、渦流や戻り流を伴う不規則な乱れた状
態となるため、その方向成分もまた、一定方向とはなら
ず、前記の測定方法ではその影響を解消することはでき
なかった。このため、このような測定方法による場合、
測定された流量は必ずしも高精度かつ十分な信頼性ある
ものとは言えなかった。これに対処するため、実用上も
精度を向上するために、ガス管などに流量計を設置する
場合には、管路を少しでも直線にして、可能な限り乱れ
の影響を少なくすることを余儀なくされ、またそのよう
にして得られた測定結果も高精度を期しがたいことか
ら、簡便で高精度の流量測定手段が望まれていた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解消すべく案出されたものであり、非発達な状態
においても平均流量を容易にかつ高い精度で測定するこ
とを目的とする。また、本発明は、検出素子が消耗ある
いは損傷しても、残存する検出素子により直に機能を停
止することなく継続して計測可能な、保安上優れた流量
計を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するため、請求項１の発明では、流路中の流体の平均
流速を測定する方法において、流体中の複数の測定点
で、少なくとも２方向の流速を測定して、これら各測定
点で得られたそれぞれの方向の流速を平均化し、この平
均化した値に各方向ごとの補正係数を乗じて得た各方向
成分の和として平均流速を求める。請求項２の発明で
は、上記各流速測定点において、熱式流速検出素子を用
いて流速を測定する。請求項３の発明では、上記各流速
測定点において、タービン型流速検出素子を用いて流速
を測定する。

【００１６】また、請求項４の発明では、流速測定手段
を流路方向に沿う方向とこれと異なる少なくとも１方向
に沿ってその測定方向が向くように配置し、これらの各
方向に向く測定手段を配置した測定点を複数箇所形成し
てなる各方向の流速検出手段とを備える流量計を構成す
る。また、請求項４の発明では、請求項４記載の流量計
において、各検出手段からの出力を各方向ごとに平均
し、各方向ごとの補正係数を乗じてそれらの和を算出す
る演算手段とを備えた。請求項６の発明では、請求項４
記載の流量計において、流速測定手段を断面形状がコ字
状の方向成分限定用カバーで覆った。請求項７の発明で
は、請求項４記載の流量計において、流速測定手段をタ
ービン型流速検出素子とした。請求項８の発明では、流
速測定手段を流体の流れ方向に対して薄い面を有する板
状からなる支持体の表面および支持体の両表面間を結ぶ
開口内に取付けた。請求項９の発明では、請求項８記載
の流量計において、支持体の断面を流線形とした。

【００１７】すなわち、従来技術の説明において述べた
ように、熱式流速検出素子等により検出された流速は、
それぞれの測定点における乱流の渦などのそれぞれの方
向に沿った流速であって、方向を加味しない絶対値であ
るから、不規則な乱れが生じている場合、これを流路断
面に沿って平均しても目的とする流体の流路に沿う方向
の平均流速や平均流量とはならない。

【００１８】したがって、精度の高い測定値を得るに
は、これらの測定点における流路方向以外の流速成分を
求めて、補正する必要がある。流体の状態を表す各種の
性質には、温度、圧力、あるいは流速などがあり、これ
らの変化を測定することによって、これらの流体の流れ
の方向や流速を検出することができる。例えば、前記熱
式流速検出素子において、その温度変化を２点間で相互
に干渉させて複数の方向において計測すれば、それぞれ
の方向における温度変化の検出により、流れの方向と流
速を知ることができる。

【００１９】このようにして、例えば流路を横切る断面
に沿って、特定の複数の方向について、例えば、流路方
向、および流路方向に垂直な他の２方向について、ｘ，
ｙ，ｚ軸の３次元座標系として、流路に沿った方向をｘ
軸方向、流路方向に垂直な２方向をそれぞれ、ｙ軸およ
びｚ軸方向として、それぞれの方向の流体の流速を計測
する。複数の測定点について計測すれば、これらの計測
値から、該断面内の流路に沿う流れの方向成分が定ま
る。したがって、ｘ軸，ｙ軸およびｚ軸方向の流速を測
定し、それぞれの方向について多数のデータをとり、実
験的に確認した平均流速を対照して、各方向ごとの補正
係数を定める。流路内では著しい乱れを生じていること
から、流路方向のみでなく、流路に直角な方向について
も特定の条件に応じて、特定のパターンに従った変化が
生じていることが予測されるが、このように、流路方向
のみでなく、流路に直角なｙ軸およびｚ軸方向の流速の
測定値を実験的に求めたパラメータとして導入すること
によって、これらの乱流の影響を加味した平均流速が得
られる。

【００２０】このような流体の状態変化を検出する手段
として、前記の従来技術において説明した熱式流速検出
素子の原理を応用して、流体の流速とその方向を同時に
検出する検出素子がある。該検出素子の構造を図１０お
よびそのＡ−Ａ線に沿った断面図の図１１に示す。流体
の流速と方向を検出する検出素子は、シリコンなどの半
導体基板４１の上に形成した保護膜上に一対のヒータ線
４３を設けて構成される。ヒータ線４３の裏面側のシリ
コン基板４１には、ヒータ線４３に熱を伝えやすくする
ために凹部４５をエッチングなどにより形成する。ヒー
タ線４３を金等のボンディングワイヤにより電気的に接
続するためのコンタクトパッド４４を設ける。

【００２１】この熱式流速検出素子を用いて流速および
流れの方向を検出するには、流体中で、その流れの方向
がこれら一対のヒータ線を横切る方向に素子を配置し、
これらのヒータ線に発熱電流を通電すると、上流側と下
流側のヒータ線に温度差が生じる。この温度差による抵
抗変化を測定することによって、これら一対のヒータ線
を横切る流れの方向および流速を測定することができ
る。

【００２２】すなわち、一対のヒータ線に通電して発熱
させると、ヒータ線は流体によって冷却されて、その低
下した温度に応じてその抵抗値を変えるが、下流に位置
するヒータ線は上流のヒータ線によって流体が加熱され
るので、上流側のヒータ線との間に温度差が生じ、その
抵抗値に差が生じる。したがって、これら一対のヒータ
線の抵抗値の差によって、流れの向器を検出することが
できる。このとき、同時にこれら一対のヒータ線の電気
抵抗の変化から、前記したように流体の流速を検出する
ことも可能であり、これらの測定値から流体の所定の方
向における流速を知ることができる。

【００２３】図１２および図１３に、流体の状態変化を
検出する素子の他の例を示す。この素子は、２方向の流
量を検出できる素子であり、シリコンなどの半導体基板
４１の上に形成した保護膜上に二対のヒータ線４３Ｘお
よび４３Ｚを設けて構成される。ヒータ線４３の裏面側
のシリコン基板４１には、ヒータ線４３に熱を伝えやす
くするために凹部４５をエッチングなどにより形成す
る。ヒータ線４３を金等のボンディングワイヤにより電
気的に接続するためのコンタクトパッド４４を設ける。

【００２４】

【発明の実施の形態】この検出素子を用いて流体の３次
元立体方向の流速を測定するには、図１に示すように、
ｘ，ｙ，ｚ軸のそれぞれの方向に沿って流速検出素子４
ｘ，４ｙ，４ｚを配置する。このように流速検出素子を
設けた支持体２を流路内の所定の位置に多数配置するこ
とによって、流路内の各測定点におけるこれらｘ，ｙ，
ｚ軸のそれぞれの方向の流速を計測することができる。
また、図２に示すように、各検出素子４ｘ，４ｙ，４ｚ
を覆う整流板１０を設けることによって、それぞれの軸
方向以外の流れの影響を回避することができる。

【００２５】また、ヒータ線４３による流速とその流れ
の方向を測定するには、図３に示すように、ｘ，ｙ，ｚ
軸のそれぞれの方向に向けてヒータ線４３ｘ，４３ｙ，
４３ｚを配置してもよい。この場合も、ヒータ線に沿う
方向の温度変化が生じることから、それぞれの軸方向の
流速が測定できるが、支持体２上に破線で示した整流板
１０を配置することで精度を向上することができる。

【００２６】また、その他にタービンなどの機械式の流
速計も適用可能であって、図４に示すように、支持体上
にそれぞれｘ，ｙ，ｚ軸方向に沿ってタービン式流速計
１１ｘ，１１ｙ１１ｚを配置することによって、それぞ
れの方向を特定した流速を測定することができる。

【００２７】このようにして計測された、ｘ，ｙ，ｚ軸
に沿ったそれぞれの方向の流速は、基調としてｘ方向に
向かう流れがあるが、乱流成分としてその位置や流速に
よりその流れの方向が異なることから、ｘ軸方向以外の
ｙおよびｚ軸方向の流量成分についても測定して、実験
的に確認された平均流速との流速との関係をこれらをも
パラメータとして解釈すればよい。このような流体にお
ける乱れは極めて複雑な現象であるため、スーパーコン
ピュータによるシミュレーションによっても十分に解析
できず、厳密な流体理論からのアクセスは実際上困難で
あるが、このような手法によることにより、実用上十分
な精度を確保することが可能である。

【００２８】したがって、このようにして測定された
ｘ，ｙ，ｚ軸方向の流速を常法に従って各測定値につい
て平均化し、それぞれの方向について実験的に求めた補
正係数を乗じて、平均流速をその和として求めればよ
い。この場合、これらの測定手段によって得られたデー
タは、電気的な出力として扱うことができるので、その
解析および算出は従来の平均流速の測定、算出の場合と
同様の手法によって容易に行うことができる。

【００２９】したがって、本発明によれば、これら流路
中のｘ軸方向のみでなく、ｘ，ｙ，ｚ軸方向の流速成分
をも測定して、乱れによるこれらの方向の流れの影響を
加味した平均流速を得られることができるので、整圧器
の後方などで乱れが生じており、十分な流路長さが確保
できない場合においても、その測定点で生じている渦等
の乱れの有無にかかわらず正確な平均流速測定値を得る
ことができる。

【００３０】

【実施例】次に、本発明にかかる熱式流速方向検出素子
を用いて、流体の流量を測定する方法を具体的な設置例
を用いて説明する。図５において、本発明にかかる熱式
流量計１を設置するガス配管路は、７Ｋｇ／ｃｍ²ゲー
ジのガスが供給される高圧導管５１から、このガス圧を
２３０ｍｍ水中ゲージに減圧する整圧器５２を経て、整
圧器５２の出側に接続される１００ｍｍ径で７５０ｍｍ
長の導管５２、２００ｍｍ径で２７５０ｍｍ長の導管５
４及び３００ｍｍ径の導管５５に接続されてなる。熱式
流量計１は、導管５３の１００ｍｍ径から２００ｍｍ径
に拡大された点から３００ｍｍの位置に開けた小孔か
ら、導管５４の管路中にその直径方向にわたって挿入さ
れて設置される。この設置位置では、整圧器及び導管の
径の拡大した位置からせいぜいその導管直径の３倍に満
たないため、ガス流は非発達な乱流状態にある。

【００３１】図６に、熱式流量計１を導管内に挿入した
状態の詳細を示す。導管５４の所定の位置にネジを設け
た測定用の小孔を設け、支持体２上に熱式検出素子４を
貼り付けた本発明にかかる熱式流量計１を挿入し、ネジ
により密閉する。本発明で使用する熱式検出素子４は２
ｍｍ四方程度の微小な構造であるから、熱式流量計全体
の寸法は小さく、導管内の抵抗に影響を与えることはな
い。

【００３２】図６の鎖線Ｃで囲まれた部分の拡大図を図
７に示す。各熱式検出素子４ｘ，４ｚは、導管の流れ方
向に沿う方向およびこれに直角な図面縦方向に流量計１
の表面に沿って支持体２上に貼り付けられている。さら
に、流路を横切る紙面に垂直な方向には、流量計１の側
面に左右に連通する開口２１を設けてその開口内に横軸
に沿って検出素子４ｙを配置している。図中流れの流路
方向およびそれに直角な縦方向の検出素子４ｘ，４ｚが
流量計１の一面にしか設置されていないが、カルマン渦
は、左右対称に発生するため、このように近接した配置
の場合、その検出には片側のみ配置するだけでもよい。

【００３３】図６のＡ−Ａ線に沿う断面を図８に示す。
流量計１は、流れの状態を乱さないよう断面が流線形に
成形されており、その左右側面に流通する開口２１を設
けて、左右水平方向に沿う渦等の流れを受け入れるよう
構成されている。該開口２１内に接地された熱式検出素
子４ｙは、検出方向を左右水平方向すなわちＹ方向に向
けて配置される。図９は、図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図
で、その左右いずれか１面に流れの流路方向に沿って熱
式検出素子４ｘを配置し、その反対側には流れと直角の
縦方向に向けて熱式検出素子４ｚを配置する。このよう
な、流れ方向の検出素子４ｘと流れに直角方向の検出素
子４ｚの組合わせを、支持体の表面の左右に交互に配置
すること、すなわち、１面に検出素子４ｘを配置し他面
に検出素子４ｚを配置したその上下位置では１面に検出
素子４ｚを配置し他面に検出素子４ｘを配置することに
よって、測定精度を向上させることができる。

【００３４】これらの流量計の構造や熱式検出素子の配
置は、これらの例に限られるものではなく、支持部２の
平面部にのみ素子を配置した流量計を導管の断面にＹ軸
方向およびＺ軸方向に縦横に配置して、流れ流路方向の
ほか、流れに直角な方向の流れＹ軸およびＺ軸の成分を
計測することもできる。

【００３５】こうようにして検出された検出値から平均
流速を求める手法を説明する。流体の状態変化を検出す
る熱式検出素子が上記のように、流路方向をｘ軸、該軸
に直角の２方向をｙおよびｚ軸として、それぞれの方向
に向けて配置すると、これらの各素子はその検出点にお
けるそれぞれの方向の流速を検出する。そこで、これら
各方向ごとに、平均化する。平均化の手法は常法によっ
てよい。

【００３６】これらｘ，ｙおよびｚ軸方向の測定値のデ
ータを多数の測定点について取り、実験的に求めた平均
流速と対照することにより各方向軸ごとの補正係数を求
めて、次式により平均流速を積算する。

【００３７】

【数２】ここで、α＋β＋γ＝１．０になるように設定され、ｘ
₁，ｘ₂，ｘ₃，…ｘ_n、ｙ₁，ｙ₂，ｙ₃，…ｙ_n、ｚ₁，
ｚ₂，ｚ₃，…ｚ_nは、それぞれｘ，ｙ，ｚ軸方向の各測
定点における流速測定値である。α、β、γは、それぞ
れｘ，ｙ，ｚ軸方向の流速補正係数であって、実験的に
求められる。

【００３８】平均流速は、下記（４）式で求めることが
できる。平均流速＝Ｘ＋Ｙ＋Ｚ …… （４）

【００３９】また、本発明において用いる前記熱式検出
素子４ｘ，４ｙ，４ｚは、電気的抵抗体としての構造
上、この前記熱式検出素子と変わりはなく、定電圧源と
接続してその電気的抵抗変化を検出する抵抗体であるか
ら、前記従来技術における平均流量算出の場合と同じ並
列回路構成を取ることができることから、過酷な使用環
境の下で個々の検出素子が損傷した場合でも、損傷した
素子を除いて抵抗値を補正することにより、直ちに測定
不能に陥ることなく測定を継続できることから、保安管
理上も信頼度が高い利点がある。

【００４０】これらの熱式検出素子４による計測は、前
記の従来の熱式検出素子と同様に、素子の応答速度が極
めて速くｍｓのオーダーであるので、５〜１０回／秒の
サンプリングデータの読み込みを行い、これらからサン
プリング平均を取るか、或は、一定計測回数ごとにデー
タを更新して連続性を持たせた移動平均を取ればよい。

【００４１】以上の例においては、熱式検出素子および
温度検出素子を個々に基板上に形成するものであった
が、これらをシリコンなどの半導体基板上に、フォトリ
ソグラフィーなどの微細加工技術により作り込むことが
可能であって、この方法によれば各素子の大きさは極め
て小さく、かつ正確に複数の素子を同一基板上に多数作
成できるのであって、流量計全体を小型化できると共
に、量産によって安価に作成することが可能となる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非発達な乱れた状態にある流体の平均流量を正確かつ容
易に計測することができる。また、熱式検出素子により
構成することができることから、流量計自体が極めて小
型にでき、ガス配管などに挿入用の小穴を通して容易に
取りつけることができる。

【００４３】また、本発明の測定方法および流速計によ
れば、計測精度が高いことから、ガスの漏出等の検出等
広い用途に適している。半導体微細加工技術により、シ
リコン基板などに作り込むことが可能であって、極めて
小型にできると共に量産効果による大幅なコストダウン
が可能である、等の顕著な作用・効果を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる流量計における検出素子の配置
例を示す概念図。

【図２】本発明にかかる流量計における検出素子の設置
例の他の例を示す概念図。

【図３】本発明にかかる流量計におけるヒータ線型検出
素子の配置例を示す概念図。

【図４】本発明にかかる流量計におけるタービン流速計
の配置例を示す概念図。

【図５】本発明にかかる流量計を配管に設置した例を示
す図。

【図６】本発明にかかる流量計を配管内に設置した状態
を示す断面図。

【図７】図６の鎖線Ｃで囲まれた部分の拡大図。

【図８】図６のＡ−Ａ線の断面図。

【図９】図６のＢ−Ｂ線の断面図。

【図１０】本発明において使用する熱式検出素子の平面
図。

【図１１】図１０のＡ−Ａ線断面図。

【図１２】本発明において使用する２方向検出型熱式検
出素子の平面図。

【図１３】図１２のＢ−Ｂ線断面図。

【図１４】従来のピトー管式相関流量計の構成を示す斜
視図。

【図１５】図１４のＢ−Ｂ線断面図。

【図１６】従来の熱式流速検出素子を用いた流量計の構
成を示す斜視図。

【図１７】従来の熱式流速検出素子を用いた流量算出回
路図。

【符号の説明】

１熱式流量計２支持部材３ガラス基板４熱式検出素子５保護カバー６間隔保持部材７温度検出素子８信号処理部９接続線１０整流板１１タービン式流速計２１小孔３１配線パターン３２配線パターン側接続パッド３３接続端子用パッド３４温度検出素子用パッド４１シリコン基板４３ヒータ線４４コンタクトパッド４５凹部４６金線５１高圧導管５２整圧器５３導管（１００ｍｍ径）５４導管（２００ｍｍ径）５５導管（３００ｍｍ径）８１定電圧源８２演算回路８３表示部８４電圧検出用抵抗９０ピトー管９１高圧管９２低圧管９３鞘９４高圧ポート９５低圧ポート９６上流側ポート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】乱流となっている流路中の平均流速を測
定する流速測定方法において、流体中の複数の測定点で
少なくとも２方向の流速を測定して、これら各測定点で
得られたそれぞれの方向の流速を平均化し、この平均化
された値に各方向ごとの補正係数を乗じて得た各方向成
分の値の和として平均流速を求めることを特徴とする流
速測定方法。
【請求項２】熱式流速検出素子によって各測定点の流
速を検出することを特徴とする請求項１記載の流速測定
方法。
【請求項３】タービン型流速検出素子によって各測定
点の流速を検出することを特徴とする請求項１記載の流
速測定方法。
【請求項４】流速測定手段を流路方向に沿う方向とこ
れと異なる少なくとも一方向に沿ってその測定方向が向
くように配置し、これらの各方向の流速測定手段とを備
えることを特徴とする流量計。
【請求項５】各検出手段からの出力を各方向ごとに平
均し、各方向ごとの補正係数を乗じてそれらの和を算出
する演算手段とを備えることを特徴とする請求項４記載
の流量計。
【請求項６】流速測定手段を断面形状がコ字状の方向
成分限定用カバーで覆ったことを特徴とする請求項４記
載の流量計。
【請求項７】流速測定手段がタービン型流速検出素子
であることを特徴とする請求項４記載の流量計。
【請求項８】流速測定手段を流体の流れ方向に対して
薄い面を有する板状からなる支持体の表面および支持体
の両表面間を結ぶ開口内に取付けたことを特徴とする請
求項４記載の流量計。
【請求項９】支持体の断面が流線形である請求項８記
載の流量計。