JPS6236523B2 - - Google Patents
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- JPS6236523B2 JPS6236523B2 JP56006836A JP683681A JPS6236523B2 JP S6236523 B2 JPS6236523 B2 JP S6236523B2 JP 56006836 A JP56006836 A JP 56006836A JP 683681 A JP683681 A JP 683681A JP S6236523 B2 JPS6236523 B2 JP S6236523B2
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- Japan
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- circuit
- fluid
- heating
- temperature sensing
- Prior art date
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、電流により加熱された抵抗線を使
用して流体の流速を測定する熱線パルス流量計に
関するものである。
用して流体の流速を測定する熱線パルス流量計に
関するものである。
被測定流体の流管の上流側において、被測定流
体を熱パルスにより加熱し、この加熱された被測
定流体を被測定流体の加熱位置から所定距離隔つ
た流管の下流側において検出し加熱時から検出時
までの時間を測定することにより、被測定流体の
流速を測定し、それに基づいて被測定流体の流量
を測定することが行なわれている。
体を熱パルスにより加熱し、この加熱された被測
定流体を被測定流体の加熱位置から所定距離隔つ
た流管の下流側において検出し加熱時から検出時
までの時間を測定することにより、被測定流体の
流速を測定し、それに基づいて被測定流体の流量
を測定することが行なわれている。
一方超音波を使用し、超音波の伝播時間から流
速を測定し、この流速に基づいて流量を測定する
方法も用いられている。しかし超音波は流体の組
成によつてその伝播時間が大幅に変化する難点が
ある。例えば超音波のHe中の伝播速度は０℃に
おいて19.0×104m2／S2であり、空気中ではこれ
が11.0×104m2／S2となる。これに比して、熱線
型の流量計では被測定流体の組成に影響されずに
流速の測定が可能であり、検出器も超音波の場合
に比して高精度で且つ熱線の太さや長さなどの影
響がなく配設位置で特性が定まる構造の簡単なも
のを容易に得ることが出来る。この場合、被測定
流体の流量をＬml／secとし、測定用の流管の断
面積をＳcm2とすると、被測定流体の平均流速ｖは
次式で与えられる。
速を測定し、この流速に基づいて流量を測定する
方法も用いられている。しかし超音波は流体の組
成によつてその伝播時間が大幅に変化する難点が
ある。例えば超音波のHe中の伝播速度は０℃に
おいて19.0×104m2／S2であり、空気中ではこれ
が11.0×104m2／S2となる。これに比して、熱線
型の流量計では被測定流体の組成に影響されずに
流速の測定が可能であり、検出器も超音波の場合
に比して高精度で且つ熱線の太さや長さなどの影
響がなく配設位置で特性が定まる構造の簡単なも
のを容易に得ることが出来る。この場合、被測定
流体の流量をＬml／secとし、測定用の流管の断
面積をＳcm2とすると、被測定流体の平均流速ｖは
次式で与えられる。
ｖ＝Ｌ／Ｓ（cm／sec） (1)
流管内の上流側に設けられた被測定流体の加熱
部と、流管の下流側に設けられた感温部間の距離
をｄ（cm）とし、加熱部における被測定流体への
加熱時から、感温部における加熱された被測定流
体の検出迄に要する時間をＴとすると、次式が成
立する。
部と、流管の下流側に設けられた感温部間の距離
をｄ（cm）とし、加熱部における被測定流体への
加熱時から、感温部における加熱された被測定流
体の検出迄に要する時間をＴとすると、次式が成
立する。
Ｔ＝１／ＬS.d（sec） (2)
加熱部の発熱体として、直径Ｄ、長さｌのＷ線
を使用し、Ｗ線の密度をＰ（ｇ／cm3）その熱伝導
率をCp（cal／ｇ〓）抵抗値をＲ、印加電圧をＶ
その通電時間をｔとすると、被測定流体に与えら
れる熱量△Ｔは、次式で与えられる。
を使用し、Ｗ線の密度をＰ（ｇ／cm3）その熱伝導
率をCp（cal／ｇ〓）抵抗値をＲ、印加電圧をＶ
その通電時間をｔとすると、被測定流体に与えら
れる熱量△Ｔは、次式で与えられる。
(2)式で明らかなように、被測定流体の流量Ｌが
増加して行くと、これに反比例して時間Ｔが減少
して行く。このため、特にその被測定流体の流量
が大幅に変化するような測定系においては、加熱
部においての被測定流体の加熱時間周期の設定が
困難となる。即ちこの加熱時間周期を余り大きく
設定すると、被測定流体の流量の変化に正確に追
従した測定が出来なくなる。一方、加熱時間周期
を余り短かくすると単位時間ごとに流管の下流側
で検出される流体に前の時間周期における加熱の
影響が与えられて、その検出が不正確になる。
増加して行くと、これに反比例して時間Ｔが減少
して行く。このため、特にその被測定流体の流量
が大幅に変化するような測定系においては、加熱
部においての被測定流体の加熱時間周期の設定が
困難となる。即ちこの加熱時間周期を余り大きく
設定すると、被測定流体の流量の変化に正確に追
従した測定が出来なくなる。一方、加熱時間周期
を余り短かくすると単位時間ごとに流管の下流側
で検出される流体に前の時間周期における加熱の
影響が与えられて、その検出が不正確になる。
この発明は、この従来の熱線パルス流量計にお
ける難点を解決し、被測定流体の流量に対応して
加熱部における発熱時間周期を変化可能とし、広
い範囲の流量変化に応じて、常に正確で効率のよ
い流量測定が可能な熱線パルス流量計を提供する
ものである。
ける難点を解決し、被測定流体の流量に対応して
加熱部における発熱時間周期を変化可能とし、広
い範囲の流量変化に応じて、常に正確で効率のよ
い流量測定が可能な熱線パルス流量計を提供する
ものである。
この発明においては、被測定流路内の被測定流
体に対して所定の位置において瞬時的に被測定流
体を加熱する加熱手段が設けられ、この加熱手段
により加熱された被測定流体の通過位置に感温素
子が設けられる。前記感温素子に接続され、加熱
された被測定流体が通過するのを検出する感温回
路部が設けられる。また前記加熱手段による加熱
から前記感温回路部の検出までの時間を計測し、
前記感温回路部の検出から前記計測時間と等しい
時間だけ更に経過後に前記加熱手段を駆動する時
間設定回路が設けられ、この時間設定回路による
加熱手段の駆動周期に対応して前記被測定流体の
流量を測定する手段が設けられる。また前記被測
定流体の流量が所定値以下になつたことを検出す
るタイマ手段が設けられ、そのタイマ手段の検出
中、前記加熱手段を一定周期で駆動する。（この
ように被測定流体の流量が所定値以下になつた場
合、例えば流れがほゞ止つたような場合にも一定
周期（例えば10Hz程度）で加熱手段を駆動してい
ると、流れが急に再開された場合にも即応してそ
の流量を測定することができる。） 以下、この発明の熱線パルス流量計をその実施
例に基づき、図面を使用して詳細に説明する。
体に対して所定の位置において瞬時的に被測定流
体を加熱する加熱手段が設けられ、この加熱手段
により加熱された被測定流体の通過位置に感温素
子が設けられる。前記感温素子に接続され、加熱
された被測定流体が通過するのを検出する感温回
路部が設けられる。また前記加熱手段による加熱
から前記感温回路部の検出までの時間を計測し、
前記感温回路部の検出から前記計測時間と等しい
時間だけ更に経過後に前記加熱手段を駆動する時
間設定回路が設けられ、この時間設定回路による
加熱手段の駆動周期に対応して前記被測定流体の
流量を測定する手段が設けられる。また前記被測
定流体の流量が所定値以下になつたことを検出す
るタイマ手段が設けられ、そのタイマ手段の検出
中、前記加熱手段を一定周期で駆動する。（この
ように被測定流体の流量が所定値以下になつた場
合、例えば流れがほゞ止つたような場合にも一定
周期（例えば10Hz程度）で加熱手段を駆動してい
ると、流れが急に再開された場合にも即応してそ
の流量を測定することができる。） 以下、この発明の熱線パルス流量計をその実施
例に基づき、図面を使用して詳細に説明する。
第１図はこの発明の構成を示す図で、流管１１
内に被測定流体Ｆが導入され、この流管１１の上
流側において、流管１１内周面に被測定流体Ｆの
流れ方向に直角に乱流発生体１２が設けられる。
この乱流発生体１２は、例えば被測定流体Ｆの流
れに直角な面上に、金属線でメツシユ状体が形成
された構成を有する。
内に被測定流体Ｆが導入され、この流管１１の上
流側において、流管１１内周面に被測定流体Ｆの
流れ方向に直角に乱流発生体１２が設けられる。
この乱流発生体１２は、例えば被測定流体Ｆの流
れに直角な面上に、金属線でメツシユ状体が形成
された構成を有する。
流管１１に導入される被測定流体Ｆは一般には
層流で流れに直角な面内で、或る速度分布を有す
る。この導入された層流状の被測定流体Ｆは、こ
の乱流発生体により乱流となり、流れに直角な面
内で一様な平均速度を有する状態になる。
層流で流れに直角な面内で、或る速度分布を有す
る。この導入された層流状の被測定流体Ｆは、こ
の乱流発生体により乱流となり、流れに直角な面
内で一様な平均速度を有する状態になる。
流管１１内においてこの乱流発生体１２の下流
側に発熱体１３が、流管１１の直径方向に張りわ
たされる。この発熱体１３は、例えば直径５μの
Ｗ線で形成され、この発熱体１３から被測定流体
を加熱する熱パルスが被測定流体に与えられる。
即ち、発熱回路部１４が設けられ、この発熱回路
部１４では加熱パルス幅設定回路１０から発生し
た所定のパルス幅の加熱パルスＳHによつて加熱
回路１８が励起され、励起された加熱回路１８に
接続された発熱体１３が発熱して被測定流体がこ
の熱パルスによつて加熱される。
側に発熱体１３が、流管１１の直径方向に張りわ
たされる。この発熱体１３は、例えば直径５μの
Ｗ線で形成され、この発熱体１３から被測定流体
を加熱する熱パルスが被測定流体に与えられる。
即ち、発熱回路部１４が設けられ、この発熱回路
部１４では加熱パルス幅設定回路１０から発生し
た所定のパルス幅の加熱パルスＳHによつて加熱
回路１８が励起され、励起された加熱回路１８に
接続された発熱体１３が発熱して被測定流体がこ
の熱パルスによつて加熱される。
流管１１に対してこの発熱回路部１４の下流側
には感温回路部１５が設けられる。感温回路部１
５においては、感温素子１９の出力端子間に感温
回路２０が接続され、この感温回路２０の出力端
には増幅整形回路２１が接続されて、この増幅整
形回路２１の出力端にフイルター９が接続され
る。感温素子１９で検出された加熱された被測定
流体に対応したパルスが増幅整形され、フイルタ
ー９により直流分が阻止され、フイルター９の出
力信号は正帰還回路８を経て、シユミツト回路７
に与えられ、シユミツト回路７の出力端から作動
信号ＳDが得られる。
には感温回路部１５が設けられる。感温回路部１
５においては、感温素子１９の出力端子間に感温
回路２０が接続され、この感温回路２０の出力端
には増幅整形回路２１が接続されて、この増幅整
形回路２１の出力端にフイルター９が接続され
る。感温素子１９で検出された加熱された被測定
流体に対応したパルスが増幅整形され、フイルタ
ー９により直流分が阻止され、フイルター９の出
力信号は正帰還回路８を経て、シユミツト回路７
に与えられ、シユミツト回路７の出力端から作動
信号ＳDが得られる。
増幅整形回路２１の出力段には図示していない
比較回路が接続され、この比較回路に与えられて
いる基準信号設定器からの基準信号と検出パルス
ＳSが比較され、これが基準値を越えると、シユ
ミツト回路７からは、作動信号ＳDが発せられ
る。この作動信号ＳDによつて時間設定回路１６
が駆動され、所定時間後に時間設定回路１６から
時間設定信号ＳTが発せられる。
比較回路が接続され、この比較回路に与えられて
いる基準信号設定器からの基準信号と検出パルス
ＳSが比較され、これが基準値を越えると、シユ
ミツト回路７からは、作動信号ＳDが発せられ
る。この作動信号ＳDによつて時間設定回路１６
が駆動され、所定時間後に時間設定回路１６から
時間設定信号ＳTが発せられる。
被測定流体は例えば呼気及び吸気に伴なうもの
などあり、いずれの場合の測定にも対応出来るよ
うに被測定流体に対しては発熱回路部１４により
周期的に発熱体１３から加熱パルスが与えられて
加熱が行なわれている。即ちパルス発生器５から
は例えば10Hzのパルス信号がスイツチ回路６を経
てパルス幅設定回路１０に与えられていて、常時
は加熱回路１８へ、このパルス発生器５のパルス
信号に対応した加熱パルスＳHが発せられてい
る。パルス幅設定回路１０の出力端にパルスカウ
ンタ演算回路３が接続され、パルスカウンタ演算
回路３の出力端に表示器２が接続されて、加熱パ
ルスＳHによる加熱回路１８の起動周期と対応し
て被測定流体の流量が演算表示されるような構成
となつている。
などあり、いずれの場合の測定にも対応出来るよ
うに被測定流体に対しては発熱回路部１４により
周期的に発熱体１３から加熱パルスが与えられて
加熱が行なわれている。即ちパルス発生器５から
は例えば10Hzのパルス信号がスイツチ回路６を経
てパルス幅設定回路１０に与えられていて、常時
は加熱回路１８へ、このパルス発生器５のパルス
信号に対応した加熱パルスＳHが発せられてい
る。パルス幅設定回路１０の出力端にパルスカウ
ンタ演算回路３が接続され、パルスカウンタ演算
回路３の出力端に表示器２が接続されて、加熱パ
ルスＳHによる加熱回路１８の起動周期と対応し
て被測定流体の流量が演算表示されるような構成
となつている。
被測定流体の流量が測定レンジの最小流量を僅
か越えると、一致回路２６からの時間設定信号Ｓ
Tによつて加熱パルス発生回路部１７が駆動され
るように構成されている。即ち一致回路２６の出
力端はパルス幅設定回路１０に接続されると共
に、タイマー４に接続され、このタイマー４の出
力端はスイツチ回路６のゲート端子に接続され
る。タイマー４は時間設定信号ＳTが要求される
最小流量に対応する周期より僅かに小さな値にな
ると、ゲート信号Ｓgを発してスイツチ回路６の
ゲートを閉じる。時間設定回路１６には例えば、
加熱パルス発生回路部１７のパルス幅設定回路１
０からの加熱パルスＳHによつて計数が開始され
例えば発振周波数が20KHzの発振器２５の発振
信号を計数するアツプダウンカウンタ２４が設け
られている。このアツプダウンカウンタ２４は、
被測定流体が発熱体１３と検出体１９間を流れる
時間の間計数を持続し、感温回路部１５からの作
動信号ＳDによつてダウンカウントを行なう。こ
のダウンカウント数が加熱パルスＳHで計数が開
始されてすでに完了している計数値に一致したこ
とが、カウンタ２４の出力端に接続された一致回
路２６で検出されると、時間設定回路１６から時
間設定信号ＳTが発せられる。
か越えると、一致回路２６からの時間設定信号Ｓ
Tによつて加熱パルス発生回路部１７が駆動され
るように構成されている。即ち一致回路２６の出
力端はパルス幅設定回路１０に接続されると共
に、タイマー４に接続され、このタイマー４の出
力端はスイツチ回路６のゲート端子に接続され
る。タイマー４は時間設定信号ＳTが要求される
最小流量に対応する周期より僅かに小さな値にな
ると、ゲート信号Ｓgを発してスイツチ回路６の
ゲートを閉じる。時間設定回路１６には例えば、
加熱パルス発生回路部１７のパルス幅設定回路１
０からの加熱パルスＳHによつて計数が開始され
例えば発振周波数が20KHzの発振器２５の発振
信号を計数するアツプダウンカウンタ２４が設け
られている。このアツプダウンカウンタ２４は、
被測定流体が発熱体１３と検出体１９間を流れる
時間の間計数を持続し、感温回路部１５からの作
動信号ＳDによつてダウンカウントを行なう。こ
のダウンカウント数が加熱パルスＳHで計数が開
始されてすでに完了している計数値に一致したこ
とが、カウンタ２４の出力端に接続された一致回
路２６で検出されると、時間設定回路１６から時
間設定信号ＳTが発せられる。
第２図の実施例に示すように、スイツチ回路６
の出力信号Ｓnもしくは時間設定信号ＳTがトラン
ジスタ３０のベースＴpに与えられ、トランジス
タ３０から発せられる駆動信号Ｓpによつてパル
ス幅設定回路１０から所定パルス幅の加熱パルス
ＳHが発せられる。この加熱パルスＳHがトランジ
スタ３２のベースに与えられて、トランジスタ３
２のエミツタにそのベースが接続されているトラ
ンジスタ３３が導通状態となり、そのエミツタと
アース間に接続されている発熱体１３に瞬時的に
加熱電流が流れる。
の出力信号Ｓnもしくは時間設定信号ＳTがトラン
ジスタ３０のベースＴpに与えられ、トランジス
タ３０から発せられる駆動信号Ｓpによつてパル
ス幅設定回路１０から所定パルス幅の加熱パルス
ＳHが発せられる。この加熱パルスＳHがトランジ
スタ３２のベースに与えられて、トランジスタ３
２のエミツタにそのベースが接続されているトラ
ンジスタ３３が導通状態となり、そのエミツタと
アース間に接続されている発熱体１３に瞬時的に
加熱電流が流れる。
前述のように常時はパルス発生器５からのパル
ス信号に対応したスイツチ回路６の出力信号Ｓn
によりパルス幅設定回路１０が駆動され、時間設
定信号ＳTが最小流量に対応する周期より僅かに
小さくなると、ゲート信号Ｓgによりスイツチ回
路６がゲートを閉じて、パルス幅設定回路１０は
時間設定信号ＳTによつて駆動される。
ス信号に対応したスイツチ回路６の出力信号Ｓn
によりパルス幅設定回路１０が駆動され、時間設
定信号ＳTが最小流量に対応する周期より僅かに
小さくなると、ゲート信号Ｓgによりスイツチ回
路６がゲートを閉じて、パルス幅設定回路１０は
時間設定信号ＳTによつて駆動される。
発熱体１３が加熱されると、その加熱時に発熱
体１３部分を流れる被測定流体が加熱される。こ
の加熱された被測定流体が感温素子１９部分を通
過すると、感温素子１９が加熱されて、その抵抗
値が上昇する。この感温素子１９を一辺とするブ
リツジ３４が構成され、そのブリツジ３４の検出
端子間に増幅器３５が接続される。被測定流体に
温度変化が生じてブリツジ３４が不平衡状態にな
ると、増幅器３５から検出信号ＳCが発せられ
る。
体１３部分を流れる被測定流体が加熱される。こ
の加熱された被測定流体が感温素子１９部分を通
過すると、感温素子１９が加熱されて、その抵抗
値が上昇する。この感温素子１９を一辺とするブ
リツジ３４が構成され、そのブリツジ３４の検出
端子間に増幅器３５が接続される。被測定流体に
温度変化が生じてブリツジ３４が不平衡状態にな
ると、増幅器３５から検出信号ＳCが発せられ
る。
第１図の実施例では感温素子１９は第１、第２
の感温素子１９−１，１９−２からなり、それぞ
れが互にその位置をずらして配設されている。例
えば呼気の測定を行なう場合に、第１の感温素子
１９−１に対してずらして配設された第２の感温
素子１９−２が呼気に対して人体から与えられる
熱量を分離検出するので、感温回路２０で被測定
流体に対して人体から与えられる熱量の影響を除
去した測定を行なうことが出来る。又呼気及び吸
気を測定する場合には、第５図に示すように発熱
体１３を狭んで両側に二組の感温素子１９，１
９′を配設すればよい。この検出信号ＳCが抵抗３
７とコンデンサ３８よりなる積分回路３６に与え
られ、積分回路３６の出力は、コンデンサ３９に
与えられて、検出信号ＳC中の直流分が阻止され
る。直流分が阻止された検出信号ＳCが増幅器４
０，４１により増幅整形されて、増幅器４１の出
力端に整形された検出パルスＳCが得られる。こ
の検出パルスＳCが感温回路部１５の比較増幅器
４２の非反転入力端子に与えられる。
の感温素子１９−１，１９−２からなり、それぞ
れが互にその位置をずらして配設されている。例
えば呼気の測定を行なう場合に、第１の感温素子
１９−１に対してずらして配設された第２の感温
素子１９−２が呼気に対して人体から与えられる
熱量を分離検出するので、感温回路２０で被測定
流体に対して人体から与えられる熱量の影響を除
去した測定を行なうことが出来る。又呼気及び吸
気を測定する場合には、第５図に示すように発熱
体１３を狭んで両側に二組の感温素子１９，１
９′を配設すればよい。この検出信号ＳCが抵抗３
７とコンデンサ３８よりなる積分回路３６に与え
られ、積分回路３６の出力は、コンデンサ３９に
与えられて、検出信号ＳC中の直流分が阻止され
る。直流分が阻止された検出信号ＳCが増幅器４
０，４１により増幅整形されて、増幅器４１の出
力端に整形された検出パルスＳCが得られる。こ
の検出パルスＳCが感温回路部１５の比較増幅器
４２の非反転入力端子に与えられる。
一方、増幅器４１の出力端子は、比較増幅器４
３の非反転入力端子に接続され、比較増幅器４３
の出力端子には、ダイオード４４の陰極側が接続
される。ダイオード４４の陽極側はコンデンサ４
５の一端に接続され、このコンデンサ４５の他端
は接地される。ダイオード４４の陽極側は、比較
増幅器４６の非反転端子に接続され、比較増幅器
４３と４６との非反転端子が互に接続される。比
較増幅器４６の出力端は抵抗４７及び４８を介し
て可変抵抗器４９の可変端子に接続される。抵抗
４７と４８の接続点は比較増幅器４２の反転入力
端に接続される。
３の非反転入力端子に接続され、比較増幅器４３
の出力端子には、ダイオード４４の陰極側が接続
される。ダイオード４４の陽極側はコンデンサ４
５の一端に接続され、このコンデンサ４５の他端
は接地される。ダイオード４４の陽極側は、比較
増幅器４６の非反転端子に接続され、比較増幅器
４３と４６との非反転端子が互に接続される。比
較増幅器４６の出力端は抵抗４７及び４８を介し
て可変抵抗器４９の可変端子に接続される。抵抗
４７と４８の接続点は比較増幅器４２の反転入力
端に接続される。
ダイオード４４の陽極側にはダイオード５０の
陰極側が接続され、このダイオード５０の陽極側
はマルチバイブレータ５１の出力端に接続され
る。比較増幅器４２の出力端には、反転回路５２
が接続されている。
陰極側が接続され、このダイオード５０の陽極側
はマルチバイブレータ５１の出力端に接続され
る。比較増幅器４２の出力端には、反転回路５２
が接続されている。
比較増幅器４１の出力端に得られる検出パルス
ＳCが予め設定した所定値より小さな波高値であ
ると、比較増幅器４３の出力信号は所定値より小
さく、ダイオード４４は導通状態にある。ダイオ
ード４４の導通状態では、コンデンサ４５の電荷
が放電し、比較増幅器４６の出力端には負電圧が
現われて、反転回路５２の出力端には作動信号Ｓ
Dが発生しない。
ＳCが予め設定した所定値より小さな波高値であ
ると、比較増幅器４３の出力信号は所定値より小
さく、ダイオード４４は導通状態にある。ダイオ
ード４４の導通状態では、コンデンサ４５の電荷
が放電し、比較増幅器４６の出力端には負電圧が
現われて、反転回路５２の出力端には作動信号Ｓ
Dが発生しない。
しかし、検出パルスＳCの波高値が所定の設定
値を越えると、ダイオード４４が遮断状態とな
り、比較増幅器４２の反転端子に所定の基準電圧
が設定され、反転回路５２の出力端子に作動信号
ＳDが発生する。マルチバイブレータ５１の励起
端子t1にリセツト信号を与えると、コンデンサ４
５に正パルスが印加されて、リセツト操作を行な
うことが出来る。
値を越えると、ダイオード４４が遮断状態とな
り、比較増幅器４２の反転端子に所定の基準電圧
が設定され、反転回路５２の出力端子に作動信号
ＳDが発生する。マルチバイブレータ５１の励起
端子t1にリセツト信号を与えると、コンデンサ４
５に正パルスが印加されて、リセツト操作を行な
うことが出来る。
作動信号ＳDは、第３図に示すように、NOR回
路６０の入力端子に与えられ、NOR回路６０の
出力端子はNOR回路６１の一つの入力端子に接
続される。NOR回路６１の出力端子はNOR回路
６０の他の入力端子に接続される。NOR回路６
１の出力端子はNOR回路６２の一つの入力端子
に接続される。NOR回路６２の出力端子はNOR
回路６３の一つの入力端子に接続され、この
NOR回路６３の出力端子はNOR回路６２の他の
入力端子に接続されている。NOR回路６３の他
の入力端子には、NAND回路６４の出力端子が接
続され、このNAND回路６４の一つの入力端子に
コンデンサ６５の一端が接続され、コンデンサ６
５の他端は接地される。
路６０の入力端子に与えられ、NOR回路６０の
出力端子はNOR回路６１の一つの入力端子に接
続される。NOR回路６１の出力端子はNOR回路
６０の他の入力端子に接続される。NOR回路６
１の出力端子はNOR回路６２の一つの入力端子
に接続される。NOR回路６２の出力端子はNOR
回路６３の一つの入力端子に接続され、この
NOR回路６３の出力端子はNOR回路６２の他の
入力端子に接続されている。NOR回路６３の他
の入力端子には、NAND回路６４の出力端子が接
続され、このNAND回路６４の一つの入力端子に
コンデンサ６５の一端が接続され、コンデンサ６
５の他端は接地される。
NAND回路６４のコンデンサ６５が接続される
端子には、抵抗６６を介して所定の電源が印加さ
れる。コンデンサ６５の両極板間にはスタートス
イツチ６７が接続されている。NOR回路６２の
出力端には反転回路６８の入力端子が接続されこ
の反転回路６８の出力端子はNAND回路６９の一
つの入力端子に接続される。NAND回路６９の他
の入力端子には発振器２５から20KHzの基準信
号が与えられている。反転回路６８の出力端子が
他の反転回路７０を介してNAND回路７１の一つ
の入力端子に接続される。このNAND回路７１の
入力端子には発振器２５から20KHzの基準信号
が与えられる。
端子には、抵抗６６を介して所定の電源が印加さ
れる。コンデンサ６５の両極板間にはスタートス
イツチ６７が接続されている。NOR回路６２の
出力端には反転回路６８の入力端子が接続されこ
の反転回路６８の出力端子はNAND回路６９の一
つの入力端子に接続される。NAND回路６９の他
の入力端子には発振器２５から20KHzの基準信
号が与えられている。反転回路６８の出力端子が
他の反転回路７０を介してNAND回路７１の一つ
の入力端子に接続される。このNAND回路７１の
入力端子には発振器２５から20KHzの基準信号
が与えられる。
NAND回路６９及び７１のそれぞれの出力端子
は、NOR回路７２のそれぞれの入力端子に接続
される。このNOR回路７２の出力端子は、直列
に接続されたアツプダウンカウンタ７３，７４及
び７５のクロツク端子にそれぞれ接続される。又
カウンタ７３，７４及７５のそれぞれの制御端子
ｔcには、反転回路６８の出力端子が接続されて
いる。
は、NOR回路７２のそれぞれの入力端子に接続
される。このNOR回路７２の出力端子は、直列
に接続されたアツプダウンカウンタ７３，７４及
び７５のクロツク端子にそれぞれ接続される。又
カウンタ７３，７４及７５のそれぞれの制御端子
ｔcには、反転回路６８の出力端子が接続されて
いる。
カウンタ７３，７４及び７５の各出力端子ｔp
１，ｔp2，ｔp3及び各制御端子が一括された端子
が、NOR回路７６の入力端子にそれぞれ接続さ
れる。このNOR回路７６の出力端子はNOR回路
７７を介してNAND回路６４の入力端子の一つに
接続されている。
１，ｔp2，ｔp3及び各制御端子が一括された端子
が、NOR回路７６の入力端子にそれぞれ接続さ
れる。このNOR回路７６の出力端子はNOR回路
７７を介してNAND回路６４の入力端子の一つに
接続されている。
始動時においては、第３図のスイツチ６７が投
入され、同時に第２図のトランジスタ３０のベー
スＴpに対してスイツチ回路６の出力信号Ｓnが与
えられてパルス幅設定回路１０から加熱パルスＳ
Hが発せられる。この加熱パルスＳHがNOR回路
６１の入力端子T1に与えられるので、NOR回路
６２の出力端子の信号の論理値が“１”となる。
反転回路６８を介して、各カウンタ７３，７４，
７５の制御端子ｔcの信号の論理値は“０”に設
定され、各カウンタ７３，７４，７５はクロツク
端子に与えられる発振器２５の20KHzの信号を
計数して行く。
入され、同時に第２図のトランジスタ３０のベー
スＴpに対してスイツチ回路６の出力信号Ｓnが与
えられてパルス幅設定回路１０から加熱パルスＳ
Hが発せられる。この加熱パルスＳHがNOR回路
６１の入力端子T1に与えられるので、NOR回路
６２の出力端子の信号の論理値が“１”となる。
反転回路６８を介して、各カウンタ７３，７４，
７５の制御端子ｔcの信号の論理値は“０”に設
定され、各カウンタ７３，７４，７５はクロツク
端子に与えられる発振器２５の20KHzの信号を
計数して行く。
被測定流体に与えられた熱パルスが感温素子１
９で検出されて、反転回路５２から作動信号ＳD
が発せられると、この作動信号ＳDは、NOR回路
６０の入力端子T2に与えられる。然る時には、
NOR回路６２の出力端子の信号の論理値は
“０”となり、反転回路６８を介して、各カウン
タ７３，７４，７５の制御端子ｔcの信号の論理
値が“１”となつて、各カウンタはダウンカウン
ト動作に制御されクロツク端子に与えられる信号
で、すでに計数されている計数値をダウンカウン
トして行く。
９で検出されて、反転回路５２から作動信号ＳD
が発せられると、この作動信号ＳDは、NOR回路
６０の入力端子T2に与えられる。然る時には、
NOR回路６２の出力端子の信号の論理値は
“０”となり、反転回路６８を介して、各カウン
タ７３，７４，７５の制御端子ｔcの信号の論理
値が“１”となつて、各カウンタはダウンカウン
ト動作に制御されクロツク端子に与えられる信号
で、すでに計数されている計数値をダウンカウン
トして行く。
すでに計数されている計数値が計数され尽して
出力端子ｔp1，ｔp2，ｔp3の信号がすべて論理値
“０”となると、この時すでに制御端子ｔcの信号
の論理値は“０”となつているので、これが
NOR回路７６で検知され、NOR回路７６の出力
端に時間設定信号ＳTが現われる。この時間設定
信号ＳTはタイマー４に与えられ、時間設定信号
ＳTの周期が最小流量に対応する周期より僅かに
小さくなると、タイマー４はゲート信号Ｓgを発
する。このゲート信号Ｓgが発せられるとこれが
第３図には図示していない第１図のスイツチ回路
６に与えられてそのゲートを閉じパルス発生器５
からのパルス信号のパルス幅設定回路１０への入
力を阻止し、時間設定信号ＳTがトランジスタ３
０のベースに入力信号として与えられて、この時
間設定信号ＳTによつて加熱パルス発生回路１７
が駆動されて、加熱回路１８からの加熱パルスに
より被測定流体が加熱される状態となる。
出力端子ｔp1，ｔp2，ｔp3の信号がすべて論理値
“０”となると、この時すでに制御端子ｔcの信号
の論理値は“０”となつているので、これが
NOR回路７６で検知され、NOR回路７６の出力
端に時間設定信号ＳTが現われる。この時間設定
信号ＳTはタイマー４に与えられ、時間設定信号
ＳTの周期が最小流量に対応する周期より僅かに
小さくなると、タイマー４はゲート信号Ｓgを発
する。このゲート信号Ｓgが発せられるとこれが
第３図には図示していない第１図のスイツチ回路
６に与えられてそのゲートを閉じパルス発生器５
からのパルス信号のパルス幅設定回路１０への入
力を阻止し、時間設定信号ＳTがトランジスタ３
０のベースに入力信号として与えられて、この時
間設定信号ＳTによつて加熱パルス発生回路１７
が駆動されて、加熱回路１８からの加熱パルスに
より被測定流体が加熱される状態となる。
この実施例においては、加熱パルスが発せられ
て、感温回路部１５でそれが検出される迄の時間
Ｔの２倍の間隔で時間設定信号ＳTに基づく加熱
パルスが遂次発せられる。時間設定信号ＳTの周
期が最小流量に対応する周期より僅かに増加する
と、タイマー４はゲート信号Ｓgによりスイツチ
回路６のゲートを開いて、加熱回路１８はパルス
発生器５からのパルス信号に基いて加熱されるこ
とになる。
て、感温回路部１５でそれが検出される迄の時間
Ｔの２倍の間隔で時間設定信号ＳTに基づく加熱
パルスが遂次発せられる。時間設定信号ＳTの周
期が最小流量に対応する周期より僅かに増加する
と、タイマー４はゲート信号Ｓgによりスイツチ
回路６のゲートを開いて、加熱回路１８はパルス
発生器５からのパルス信号に基いて加熱されるこ
とになる。
以上のようにこの発明によると、常時は被測定
流体はパルス発生器５のパルス信号により周期的
に加熱され、呼気吸気いずれの流量測定にも対応
可能な状態とされ、時間設定信号ＳTの周期が所
定値以下になると被測定流体はこの周期で加熱さ
れて感温回路部１５で検出される。時間設定信号
ＳTは発熱体１３を加熱により感温回路部１５で
加熱された流体を検出するまでの時間Ｔの２倍の
間隔に設定されることにより発熱体１３及び感温
素子１９に十分冷却する時間を与えることが可能
であり、被測定流体の温度検出には、前の加熱パ
ルスの加熱の温度の悪影響が生じ難いので、呼吸
流量計のように比較的流量が大きく、上記時間Ｔ
が短い場合にも常に高精度の流量測定が可能であ
り、高流量部のダイナミツクレンジを大幅に広げ
ることができる。第４図はこの発明の熱線パルス
流量計で得られた流量ｌと加熱時から検出時まで
の時間との関係を示すもので、広い流量について
直線性がきわめて良好であることが示されてい
る。
流体はパルス発生器５のパルス信号により周期的
に加熱され、呼気吸気いずれの流量測定にも対応
可能な状態とされ、時間設定信号ＳTの周期が所
定値以下になると被測定流体はこの周期で加熱さ
れて感温回路部１５で検出される。時間設定信号
ＳTは発熱体１３を加熱により感温回路部１５で
加熱された流体を検出するまでの時間Ｔの２倍の
間隔に設定されることにより発熱体１３及び感温
素子１９に十分冷却する時間を与えることが可能
であり、被測定流体の温度検出には、前の加熱パ
ルスの加熱の温度の悪影響が生じ難いので、呼吸
流量計のように比較的流量が大きく、上記時間Ｔ
が短い場合にも常に高精度の流量測定が可能であ
り、高流量部のダイナミツクレンジを大幅に広げ
ることができる。第４図はこの発明の熱線パルス
流量計で得られた流量ｌと加熱時から検出時まで
の時間との関係を示すもので、広い流量について
直線性がきわめて良好であることが示されてい
る。
以上詳細に説明したように、この発明によると
被測定流体に対しての加熱パルスの印加間隔が被
測定流体の流速、流量に追従して自動的に変化さ
れるので、流量変動の激しい流体、例えば呼吸の
流量の測定に対しても効率のよい測定が可能であ
る。
被測定流体に対しての加熱パルスの印加間隔が被
測定流体の流速、流量に追従して自動的に変化さ
れるので、流量変動の激しい流体、例えば呼吸の
流量の測定に対しても効率のよい測定が可能であ
る。
従つて、消費電力も少なく感温回路部での検出
が前回の加熱パルスによる悪影響を受けず、流体
の種類、温度及び周囲温度の影響を受けず、誤差
の少ない正確な被測定流体の流量の測定が可能と
なる。被測定流体の流量が所定値（例えば測定レ
ンジの最小値）以下でも固定周期で加熱手段が駆
動されているので、流量が所定値以上に急変した
場合にも即応してその変化した流量が測定でき
る。従つて流れが一時止まり急に再開される呼
気、吸気の測定にも適用することが可能となる。
また定量的検出時における校正も検出系の幾何学
的寸法のみに依存して簡単である。測定流量は低
流量から高流量まで広範囲に及び、例えば人間の
呼吸気量の測定も充分に可能である。
が前回の加熱パルスによる悪影響を受けず、流体
の種類、温度及び周囲温度の影響を受けず、誤差
の少ない正確な被測定流体の流量の測定が可能と
なる。被測定流体の流量が所定値（例えば測定レ
ンジの最小値）以下でも固定周期で加熱手段が駆
動されているので、流量が所定値以上に急変した
場合にも即応してその変化した流量が測定でき
る。従つて流れが一時止まり急に再開される呼
気、吸気の測定にも適用することが可能となる。
また定量的検出時における校正も検出系の幾何学
的寸法のみに依存して簡単である。測定流量は低
流量から高流量まで広範囲に及び、例えば人間の
呼吸気量の測定も充分に可能である。
第１図はこの発明の熱線パルス流量計の実施例
の全体の構成を示すブロツク図、第２図、第３図
はそれぞれこの発明の熱線パルス流量計の実施例
の主要部の回路図、第４図はこの発明の熱線パル
ス流量計で得られる被測定流体の流量と検出時間
との関係を示す図、第５図はこの発明の熱線パル
ス流量計の実施例における発熱体と検出体の配設
状態を示す図である。
の全体の構成を示すブロツク図、第２図、第３図
はそれぞれこの発明の熱線パルス流量計の実施例
の主要部の回路図、第４図はこの発明の熱線パル
ス流量計で得られる被測定流体の流量と検出時間
との関係を示す図、第５図はこの発明の熱線パル
ス流量計の実施例における発熱体と検出体の配設
状態を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被測定流路内の被測定流体に対して所定の位
置において、瞬時的に前記被測定流体を加熱する
加熱手段と、 この加熱手段により加熱された前記被測定流体
の通過位置に設けられる感温素子と、 前記感温素子に接続され、加熱された被測定流
体が通過するのを検出する感温回路部と、 前記加熱手段による加熱から前記感温回路部の
検出までの時間を計測し、前記感温回路部の検出
から前記計測時間と等しい時間だけ更に経過後に
前記加熱手段を駆動する時間設定回路と、 この時間設定回路による加熱手段の駆動周期に
対応して前記被測定流体の流量を測定する手段
と、 前記被測定流体の流量が所定値以下になつたこ
とを検出するタイマー手段と、 そのタイマー手段の検出中、前記加熱手段を一
定周期で駆動するパルス発生器と、 を具備する熱線パルス流量計。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56006836A JPS57120816A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Heat ray pulse flowmeter |
| PCT/JP1982/000017 WO1982002591A1 (fr) | 1981-01-19 | 1982-01-18 | Debitmetre du type a impulsions d'energie calorifique |
| DE19823231663 DE3231663C2 (de) | 1981-01-19 | 1982-01-18 | Messvorrichtung zum Messen der Str¦mungsgeschwindigkeit und/oder des Durchflussvoluments eines Fluids |
| US06/422,975 US4483200A (en) | 1981-01-19 | 1982-01-18 | Thermal pulse flowmeter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56006836A JPS57120816A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Heat ray pulse flowmeter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57120816A JPS57120816A (en) | 1982-07-28 |
| JPS6236523B2 true JPS6236523B2 (ja) | 1987-08-07 |
Family
ID=11649314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56006836A Granted JPS57120816A (en) | 1981-01-19 | 1981-01-19 | Heat ray pulse flowmeter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57120816A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002088640A1 (fr) * | 2001-04-26 | 2002-11-07 | Hiroyoshi Koizumi | Procede et materiel de mesure d'un debit |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4542650A (en) * | 1983-08-26 | 1985-09-24 | Innovus | Thermal mass flow meter |
| GB9607257D0 (en) * | 1996-04-04 | 1996-06-12 | British Gas Plc | Liquid metering |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2527378B2 (de) * | 1975-06-19 | 1977-07-14 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren und vorrichtung zur dosierung von mehrkomponenten-fluessigsystemen |
-
1981
- 1981-01-19 JP JP56006836A patent/JPS57120816A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002088640A1 (fr) * | 2001-04-26 | 2002-11-07 | Hiroyoshi Koizumi | Procede et materiel de mesure d'un debit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57120816A (en) | 1982-07-28 |
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