JPS5892957A - 熱式流量計 - Google Patents
熱式流量計Info
- Publication number
- JPS5892957A JPS5892957A JP56190858A JP19085881A JPS5892957A JP S5892957 A JPS5892957 A JP S5892957A JP 56190858 A JP56190858 A JP 56190858A JP 19085881 A JP19085881 A JP 19085881A JP S5892957 A JPS5892957 A JP S5892957A
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- Japan
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- temperature
- sensitive resistor
- metal film
- flow
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
- G01F1/692—Thin-film arrangements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は熱式流量計に関し、特に、流路内に感温抵抗体
を配置するとともに、該感温抵抗体へ発熱用電流を供給
する制御回路によシ流れ内への熱放散量と発熱量とをバ
ランスさせることによシ、該感温抵抗体の温度をほぼ一
定に維持しながら流量検出信号を取シ出す形式の熱式流
量計に関する。
を配置するとともに、該感温抵抗体へ発熱用電流を供給
する制御回路によシ流れ内への熱放散量と発熱量とをバ
ランスさせることによシ、該感温抵抗体の温度をほぼ一
定に維持しながら流量検出信号を取シ出す形式の熱式流
量計に関する。
この種の熱式流量計は例えば自動車用エンジンの吸気流
量を検出するのに好適なものである。即ち、自動車等の
エンジン制御にあっては１点火時期、空燃比、ＥＧ几（
排ガス環流システム）或いはｌ５Ｃ（アイドルスピード
コントロール）など各種の制御態様が実施されているが
、これらのエンジン制御は１通常、エンジン回転数や吸
気負圧などと共に吸気流量を検出し、これらの検出信号
によジエンジン状態を常時検知しながら行なわれている
。本発明による熱式流量計はこのような自動車用エンジ
ンの吸気流量検知に好適なものであるが、これに限定さ
れるものではなくその他の気体あるいは液体の流量検知
に対しても使用することができる。
量を検出するのに好適なものである。即ち、自動車等の
エンジン制御にあっては１点火時期、空燃比、ＥＧ几（
排ガス環流システム）或いはｌ５Ｃ（アイドルスピード
コントロール）など各種の制御態様が実施されているが
、これらのエンジン制御は１通常、エンジン回転数や吸
気負圧などと共に吸気流量を検出し、これらの検出信号
によジエンジン状態を常時検知しながら行なわれている
。本発明による熱式流量計はこのような自動車用エンジ
ンの吸気流量検知に好適なものであるが、これに限定さ
れるものではなくその他の気体あるいは液体の流量検知
に対しても使用することができる。
この種の熱式流量計として、セラミック等の絶縁材料で
形成された円柱状支持体の表面に抵抗体としての白金等
の金属薄膜を形成した感温抵抗体を使用したものが提案
されている。この感温抵抗体は流れの中に設置され、流
量に応じてこの感温抵抗体から持ち去られる熱量に対応
する電気的出力が取シ出されるようになっている。この
場合。
形成された円柱状支持体の表面に抵抗体としての白金等
の金属薄膜を形成した感温抵抗体を使用したものが提案
されている。この感温抵抗体は流れの中に設置され、流
量に応じてこの感温抵抗体から持ち去られる熱量に対応
する電気的出力が取シ出されるようになっている。この
場合。
感温抵抗体の温度と吸気温度との差がほぼ一定になるよ
うに電子回路で制御され１例えば、吸気温度が２（ｌの
とき感温抵抗体の温度を１９０Ｃとし、また吸気温度が
５０Ｃのとき感温抵抗体の温度を２２０Ｃとするように
その差が一定の１７０Ｃになるよう°制御される。
うに電子回路で制御され１例えば、吸気温度が２（ｌの
とき感温抵抗体の温度を１９０Ｃとし、また吸気温度が
５０Ｃのとき感温抵抗体の温度を２２０Ｃとするように
その差が一定の１７０Ｃになるよう°制御される。
第１図は従来の熱式流量計の感温抵抗体を例示する図で
あり、感温抵抗体１はセラミック（アルミナ等）などの
絶縁体で作られた円柱状支持体の表面に抵抗体として白
金等の金属膜３が形成されている。この感温抵抗体１の
両端部には電極部が形成されその部分には導体金属から
なるサポート４が接合されている。感温抵抗体１の両端
部の電極部を除く中間部分で抵抗が形成され、サポート
４を通して供給される電流によシ抵抗体が発熱しその熱
量は矢印Ａで示す方向に流れる被測定流体によって奪わ
れる。しかして、感温抵抗体から流体へ放散する（熱伝
達により）熱量に見合う電流を供給するようこの電流を
制御して該感温抵抗体の温度をほぼ一定に維持すること
により、該電流を供給するに要する電圧の値から流量を
検知するようになっている。
あり、感温抵抗体１はセラミック（アルミナ等）などの
絶縁体で作られた円柱状支持体の表面に抵抗体として白
金等の金属膜３が形成されている。この感温抵抗体１の
両端部には電極部が形成されその部分には導体金属から
なるサポート４が接合されている。感温抵抗体１の両端
部の電極部を除く中間部分で抵抗が形成され、サポート
４を通して供給される電流によシ抵抗体が発熱しその熱
量は矢印Ａで示す方向に流れる被測定流体によって奪わ
れる。しかして、感温抵抗体から流体へ放散する（熱伝
達により）熱量に見合う電流を供給するようこの電流を
制御して該感温抵抗体の温度をほぼ一定に維持すること
により、該電流を供給するに要する電圧の値から流量を
検知するようになっている。
しかして、従来の感温抵抗体にあっては１図示の如く、
金属膜３からなる抵抗体を円柱状支持体の全面に形成し
ていた。このため、第２図に示す如く感温抵抗体１を流
れの中に設置した場合、該感温抵抗体の上流側に流れの
ない空隙が生じると共にこの空隙部分を中心とした上流
側に時間経過と共に塵埃が堆積し、熱伝達係数の変化に
因る測定誤差或いは測定値の経時変化が生じるという問
題があった。
金属膜３からなる抵抗体を円柱状支持体の全面に形成し
ていた。このため、第２図に示す如く感温抵抗体１を流
れの中に設置した場合、該感温抵抗体の上流側に流れの
ない空隙が生じると共にこの空隙部分を中心とした上流
側に時間経過と共に塵埃が堆積し、熱伝達係数の変化に
因る測定誤差或いは測定値の経時変化が生じるという問
題があった。
即ち、空隙部分５では流速がほとんどないよどみが生じ
流速がある他の部分に対し抵抗体３からの熱放散効果が
異なることになり、このために測′：：１ 定誤差が生じるという問題があった。これに加え。
流速がある他の部分に対し抵抗体３からの熱放散効果が
異なることになり、このために測′：：１ 定誤差が生じるという問題があった。これに加え。
前記空隙部分５を中心とした上流側には塵埃が堆積する
ため、この塵埃の堆積量によっても抵抗体からの熱放散
効果が他の正常部分と異なることになり、流量測定値に
経時弯化を起し正確な測定が困難であるという問題があ
った。
ため、この塵埃の堆積量によっても抵抗体からの熱放散
効果が他の正常部分と異なることになり、流量測定値に
経時弯化を起し正確な測定が困難であるという問題があ
った。
更に、従来の熱式流量計では感温抵抗体の下流側面をも
含む全面に金属膜が形成されているので、自動車用エン
ジンの吸気通路の場合の如く、吸入排気の繰シ返しにょ
電流れに脈動が生じこの脈動が激しくなると、エンジン
側から逆流することにな９この逆流をも正流と同様に検
知してしまうという欠点があった。即ち、エンジン吸気
量の検出においては、吸い込む量だけ検知したいのに吸
気とは逆方向の流量をも同時に検出するため、゛実際の
平均流量よりも逆流分だけ大きい検出値を出力し、この
ため検出誤差が生じるという問題があった。
含む全面に金属膜が形成されているので、自動車用エン
ジンの吸気通路の場合の如く、吸入排気の繰シ返しにょ
電流れに脈動が生じこの脈動が激しくなると、エンジン
側から逆流することにな９この逆流をも正流と同様に検
知してしまうという欠点があった。即ち、エンジン吸気
量の検出においては、吸い込む量だけ検知したいのに吸
気とは逆方向の流量をも同時に検出するため、゛実際の
平均流量よりも逆流分だけ大きい検出値を出力し、この
ため検出誤差が生じるという問題があった。
本発明の目的は１以上述べたような従来技術の欠点を解
消し、抵抗体表面の塵埃堆積による経時変化を防止し得
る一熱式流量計を提供することである。
消し、抵抗体表面の塵埃堆積による経時変化を防止し得
る一熱式流量計を提供することである。
本発明は、感温抵抗体の上流側に抵抗体を形成する金属
膜が付着しない部分を帯状に設けることによシ前記目的
を達成しようとするものである。
膜が付着しない部分を帯状に設けることによシ前記目的
を達成しようとするものである。
即ち、本発明によれば、円柱状支持体の表面に金属膜を
形成した感温抵抗体を有し、該感温抵抗体を流れの中に
設置し、流量に応じて感温抵抗体から持ち去ら扛る熱量
に対応する電気的出力を発生する熱式流量計において、
前記感温抵抗体の上流側に、前記支持体の軸方向表面に
前記金属膜を形成しない部分を帯状に設けることを特徴
とする熱式流量計が提供される。
形成した感温抵抗体を有し、該感温抵抗体を流れの中に
設置し、流量に応じて感温抵抗体から持ち去ら扛る熱量
に対応する電気的出力を発生する熱式流量計において、
前記感温抵抗体の上流側に、前記支持体の軸方向表面に
前記金属膜を形成しない部分を帯状に設けることを特徴
とする熱式流量計が提供される。
この場合、前記感温抵抗体の下流側にも前記支持体の軸
方向表面に前記金属膜を形成しない部分を帯状に設けれ
ば、自動車用エンジンの吸気の場合のように逆流によっ
て脈動が生じた場合でも。
方向表面に前記金属膜を形成しない部分を帯状に設けれ
ば、自動車用エンジンの吸気の場合のように逆流によっ
て脈動が生じた場合でも。
この逆流を除く正流のみを検知して正確な吸気流量測定
を行なうことができる。
を行なうことができる。
以下第３図ないし第５図を参照して本発明の詳細な説明
する。
する。
第３図及び第４図は本発明の第１の実施例を説明する図
であシ、感温抵抗体１の上流側即ち被測定流体の流れ方
向Ａに対面する側に、支持体２の軸方向表面に沿って、
金属膜３を形成しない部分が帯状に設けられている。ま
た、感温抵抗体１の下流側にも、前記支持体２の軸方向
表面に、前記金属膜３を形成しない部分が帯状に設けら
れている。その他の構成は第１図について説明した感温
抵抗体の場合と実質上回じであシ、感温抵抗体１の両側
部に形成される電極部（図示せず）には導電性のサポー
ト４，４がそれぞれ接続されている。
であシ、感温抵抗体１の上流側即ち被測定流体の流れ方
向Ａに対面する側に、支持体２の軸方向表面に沿って、
金属膜３を形成しない部分が帯状に設けられている。ま
た、感温抵抗体１の下流側にも、前記支持体２の軸方向
表面に、前記金属膜３を形成しない部分が帯状に設けら
れている。その他の構成は第１図について説明した感温
抵抗体の場合と実質上回じであシ、感温抵抗体１の両側
部に形成される電極部（図示せず）には導電性のサポー
ト４，４がそれぞれ接続されている。
感温抵抗体１の上流側に形成される金属膜のない帯状部
分の円周角度即ち第４図中に示す角度θ１は例えば６０
度ないし１７０度の範囲に選定することが好ましく、一
方感温抵抗体の下流側の金属膜を形成しない帯状部分の
円周角度即ち第４図中の角度θ２は４０度ないし９０度
程度の範囲に選定することが好ましいが、感温抵抗体１
の両側の金属膜３を有する部分の円周角はそれぞれ９０
度或いはそれ以上設けることが好ましい。例□ えば第４図中で、θ、を１２０度に選定した場合は、下
流側のθ、はせいぜい６０度程度とし、両側の金属膜を
有する部分はそれぞれ少なくとも９０度分は残しておく
ことが好ましい。
分の円周角度即ち第４図中に示す角度θ１は例えば６０
度ないし１７０度の範囲に選定することが好ましく、一
方感温抵抗体の下流側の金属膜を形成しない帯状部分の
円周角度即ち第４図中の角度θ２は４０度ないし９０度
程度の範囲に選定することが好ましいが、感温抵抗体１
の両側の金属膜３を有する部分の円周角はそれぞれ９０
度或いはそれ以上設けることが好ましい。例□ えば第４図中で、θ、を１２０度に選定した場合は、下
流側のθ、はせいぜい６０度程度とし、両側の金属膜を
有する部分はそれぞれ少なくとも９０度分は残しておく
ことが好ましい。
第５図は本発明の熱式流量計の第２実施例の断面図であ
シ、第４図の断面に相当する部分を示す図である。
シ、第４図の断面に相当する部分を示す図である。
この第５図の場合は、感温抵抗体１の上流側即ち被測定
流体の流れ方向Ａに対向する側にのみ。
流体の流れ方向Ａに対向する側にのみ。
金属膜３を形成しない部分が支持体２の軸方向表面に帯
状に形成されている。下流側には金属膜を形成しない部
分は設けられていない。この第５図に示す実施例は流れ
に大きな脈動がなく逆流によって測定値に大きな誤差が
生じる虞れがない場合に使用するのに好適である。この
第５図中の角度θ１即ち金属膜を形成しない部分の円周
角度も。
状に形成されている。下流側には金属膜を形成しない部
分は設けられていない。この第５図に示す実施例は流れ
に大きな脈動がなく逆流によって測定値に大きな誤差が
生じる虞れがない場合に使用するのに好適である。この
第５図中の角度θ１即ち金属膜を形成しない部分の円周
角度も。
第４図の場合と同様、６０度ないし１７０度程鹿の範囲
内に選定することが好ましい。
内に選定することが好ましい。
以上第３図ないし第５図について説明したような金属膜
を形成しない帯体部分の製作方法として□ は、支持体２の表面を予めマスクで被覆をして白金或い
はニッケル等の抵抗体の金属粒子をスパッターで付着さ
せる方法、支持体”２の全表面に白金等の金属膜をスパ
ッターで付着させた後金属膜が必要な部分をマスクして
逆スパッターにより金属膜不要部分の金属膜を離脱させ
る方法、或いは支持体２の全表面にスパッターで金属膜
を形成した後この金属膜を熱処理して一部溶融状態とし
てメタルに近い状態にし、しかる後必要部分にマスクし
て不要部分の金属膜をレーザで溶かし７１或いはサンド
プラッシとで削シ取ったシして抵抗体を削除する方法な
どがある。ここでぃうスパッターとは１．白金或いはニ
ッケル等の金属ターゲット（付着すべき金属）と支持体
２（金属膜を形成すべき部材）とをアルゴンガス中にお
き、これら両者間に電圧をかけてアルゴンガス粒子を金
属ターゲットに衝突させて金属分子をたたき出すと共に
、その金属粒子を支持体に電気的に付着させる方法であ
り、前記逆スパッターとは前述のスパッターとは逆に支
持体２に付着した金属膜をアルゴンガス粒子でたたき出
す方法で、１この場合は前述のスパッターとは逆の極性
が与えられる。
を形成しない帯体部分の製作方法として□ は、支持体２の表面を予めマスクで被覆をして白金或い
はニッケル等の抵抗体の金属粒子をスパッターで付着さ
せる方法、支持体”２の全表面に白金等の金属膜をスパ
ッターで付着させた後金属膜が必要な部分をマスクして
逆スパッターにより金属膜不要部分の金属膜を離脱させ
る方法、或いは支持体２の全表面にスパッターで金属膜
を形成した後この金属膜を熱処理して一部溶融状態とし
てメタルに近い状態にし、しかる後必要部分にマスクし
て不要部分の金属膜をレーザで溶かし７１或いはサンド
プラッシとで削シ取ったシして抵抗体を削除する方法な
どがある。ここでぃうスパッターとは１．白金或いはニ
ッケル等の金属ターゲット（付着すべき金属）と支持体
２（金属膜を形成すべき部材）とをアルゴンガス中にお
き、これら両者間に電圧をかけてアルゴンガス粒子を金
属ターゲットに衝突させて金属分子をたたき出すと共に
、その金属粒子を支持体に電気的に付着させる方法であ
り、前記逆スパッターとは前述のスパッターとは逆に支
持体２に付着した金属膜をアルゴンガス粒子でたたき出
す方法で、１この場合は前述のスパッターとは逆の極性
が与えられる。
以上第３図ないし第５図について説明した実施例によれ
ば、感温抵抗体１の上流側に塵埃が堆積しても抵抗体（
金属膜３）の放熱特性に変化がなく、従って長期間使用
しても感温抵抗体の熱伝達特性に変化がなく長期間の使
用によっても出力特性が一定に維持され（経時変化がな
く）常に正しい流量検知を行なうことができる信頼性に
優れた熱式流量計が得られる。
ば、感温抵抗体１の上流側に塵埃が堆積しても抵抗体（
金属膜３）の放熱特性に変化がなく、従って長期間使用
しても感温抵抗体の熱伝達特性に変化がなく長期間の使
用によっても出力特性が一定に維持され（経時変化がな
く）常に正しい流量検知を行なうことができる信頼性に
優れた熱式流量計が得られる。
また、第３図及び第４図の実施例によれば、感温抵抗体
１の下流側にも金属膜３を形成しない部分を設けたので
、逆流成分は検知せず正流成分のみを検知する５ことに
よシ、激しい脈動領域でも出力特性が適正値に維持され
真の平均流量に近い正確な流量値を検出し得る熱式流量
計が得られる。
１の下流側にも金属膜３を形成しない部分を設けたので
、逆流成分は検知せず正流成分のみを検知する５ことに
よシ、激しい脈動領域でも出力特性が適正値に維持され
真の平均流量に近い正確な流量値を検出し得る熱式流量
計が得られる。
更に第３図及び第４図の実施例の場合には下流側に金属
膜が形成されていないので、エンジンの吸気量測定の場
合のようにエンジンからの逆流時に生ずるバツクファイ
ヤーに対しても抵抗体が対面しないことにな＃）１従っ
てバツクファイヤーのフレーム（火炎）等によって抵抗
体が損傷するおそれがなく、バツクファイヤーに対して
も出力特性が変化せず常に正しい流量検知を行ない得る
熱式流量計が得られる。
膜が形成されていないので、エンジンの吸気量測定の場
合のようにエンジンからの逆流時に生ずるバツクファイ
ヤーに対しても抵抗体が対面しないことにな＃）１従っ
てバツクファイヤーのフレーム（火炎）等によって抵抗
体が損傷するおそれがなく、バツクファイヤーに対して
も出力特性が変化せず常に正しい流量検知を行ない得る
熱式流量計が得られる。
以上の説明から明らかな如く１本発明によれば、流れの
中に設置される感温抵抗体の上流側に塵埃が堆積しても
熱伝達特性即ち流量に応じて感温抵抗体から持ち去られ
る熱量の特性に変化が生ぜず。
中に設置される感温抵抗体の上流側に塵埃が堆積しても
熱伝達特性即ち流量に応じて感温抵抗体から持ち去られ
る熱量の特性に変化が生ぜず。
常に電気的出力の特性を一定に維持する゛ことができ、
もって長期間の使用においても正確な流量検出を行なう
ことができる熱式流量計が得られる。
もって長期間の使用においても正確な流量検出を行なう
ことができる熱式流量計が得られる。
第１図は従来の熱式流量計の要部を例示する斜視図、第
２図は感温抵抗体の周囲の流れの状態を例示する説明図
、第３図は本発明による熱式流量計の一実施例の要部を
示す斜視図、第４図は第３図中の感温抵抗体の断面図、
第５図は本発明の熱式流量計の他の実施例の第４図に相
当する部分の断面図である。 １・・・感温抵抗体、２・・・円柱状支持体、３・・・
金属膜（抵抗体）、４・・・サポート、Ａ・・・被測定
流体の流れ方向、θ８．θ２・・・金属膜を形成しない
部分の円Ｈ釦Ｌ 案 ２ 口 第 ３ 図 ％４−図 第５図
２図は感温抵抗体の周囲の流れの状態を例示する説明図
、第３図は本発明による熱式流量計の一実施例の要部を
示す斜視図、第４図は第３図中の感温抵抗体の断面図、
第５図は本発明の熱式流量計の他の実施例の第４図に相
当する部分の断面図である。 １・・・感温抵抗体、２・・・円柱状支持体、３・・・
金属膜（抵抗体）、４・・・サポート、Ａ・・・被測定
流体の流れ方向、θ８．θ２・・・金属膜を形成しない
部分の円Ｈ釦Ｌ 案 ２ 口 第 ３ 図 ％４−図 第５図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、円柱状支持体の表面に金属膜を形成した感温抵抗体
を有し、該感温抵抗体を流れの中に設置し。 流量に応じて感温抵抗体から持ち去られる熱量に対応す
る電気的出力を発生する熱式流量計において、前記感温
抵抗体の上流側に、前記支持体の軸方向表面に前記金属
膜を形成しない部分を帯状に設けることを特徴とする熱
式流量計。 ２、前記感温抵抗体の下流側にも、前記支持体の軸方向
表面に前記金属膜を形成しない部分を帯状に設けること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱式流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190858A JPS5892957A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 熱式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190858A JPS5892957A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 熱式流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892957A true JPS5892957A (ja) | 1983-06-02 |
Family
ID=16264938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56190858A Pending JPS5892957A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 熱式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5892957A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2599153A1 (fr) * | 1986-05-23 | 1987-11-27 | Djorup Robert | Anemometre a transducteur thermique directionnel |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56190858A patent/JPS5892957A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2599153A1 (fr) * | 1986-05-23 | 1987-11-27 | Djorup Robert | Anemometre a transducteur thermique directionnel |
| JPS6325562A (ja) * | 1986-05-23 | 1988-02-03 | ロバ−ト・エス・ディジョラップ | 指向性を有する熱作用型風速測定トランスジュ−サ |
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