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JP2022107940A - thermal flow meter - Google Patents

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JP2022107940A
JP2022107940A JP2021002659A JP2021002659A JP2022107940A JP 2022107940 A JP2022107940 A JP 2022107940A JP 2021002659 A JP2021002659 A JP 2021002659A JP 2021002659 A JP2021002659 A JP 2021002659A JP 2022107940 A JP2022107940 A JP 2022107940A
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JP
Japan
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temperature
heater
fluid
pipe
tube
Prior art date
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Pending
Application number
JP2021002659A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
大揮 加藤
Daiki Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】流量の測定精度や再現性に影響を与えることなく、助走距離を確保する。【解決手段】導入管101は、測定対象の流体が輸送される上流側の配管104aに接続されている。また、測定管102は、導入管101に接続されてセンサ部103が設けられている。また、測定管102の下流側には、配管104bが接続される。導入管101の管軸および測定管102の管軸は、共通とされ、かつ各々が直線とされている。また、導入管101の管長Dは、「D=導入管101の内径×レイノルズ数×0.065」より長くされている。【選択図】 図1An object of the present invention is to secure a run-up distance without affecting flow rate measurement accuracy and reproducibility. An introduction pipe (101) is connected to an upstream pipe (104a) through which a fluid to be measured is transported. Further, the measurement tube 102 is connected to the introduction tube 101 and provided with a sensor section 103 . A pipe 104 b is connected to the downstream side of the measurement pipe 102 . The tube axis of the introduction tube 101 and the tube axis of the measurement tube 102 are common and straight. In addition, the length D of the introduction tube 101 is longer than "D=inner diameter of introduction tube 101*Reynolds number*0.065". [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、熱式流量計に関する。 The present invention relates to a thermal flowmeter.

流路を流れる流体の流量や流速を測定する技術が工業・医療分野などで幅広く利用されている。流量や流速を測定する装置としては、電磁流量計、渦流量計、コリオリ式流量計、熱式流量計など様々な種類があり、用途に応じて使い分けられている。熱式流量計は、気体も測定対象とすることも可能であり、センサを配管の外周面に設置することで、圧力損失が基本的にはなく、質量流量が測定できるなどの利点がある(特許文献1)。 Techniques for measuring the flow rate and flow velocity of a fluid flowing through a channel are widely used in the industrial and medical fields. There are various types of devices for measuring flow rates and flow velocities, such as electromagnetic flowmeters, vortex flowmeters, Coriolis flowmeters, and thermal flowmeters. Thermal flowmeters can also measure gases, and by installing the sensor on the outer peripheral surface of the pipe, there is basically no pressure loss, and there are advantages such as being able to measure mass flow rates ( Patent document 1).

熱式流量計では、センサの箇所を通過する流体が、この箇所より上流側において発達した流れであることが、精度良く流量を測定する上で重要となる。 In a thermal flow meter, it is important for accurate flow rate measurement that the fluid passing through the sensor should be a flow that develops upstream from this point.

特開2006-349577号公報JP 2006-349577 A

ここで、上述した流れが発達するために必要な助走距離を確保するため、センサを設けた測定管の前段に、従来、さらに配管やチューブなどをつなげていた。ところが、この取り付けのための継手の締め付け方や、取り付けた追加の管の微妙な曲がり具合が、測定精度・再現性に影響をもたらすという問題があった。特に、高流量域になると流速分布の乱れが大きくなるため、上述した追加の管による問題が、流量レンジ拡大の妨げになっていた。 Here, in order to secure the run-up distance required for the above-mentioned flow to develop, conventionally, pipes, tubes, etc. were connected to the preceding stage of the measuring pipe provided with the sensor. However, there is a problem that the method of tightening the joint for this attachment and the slight degree of bending of the attached additional pipe affect the measurement accuracy and reproducibility. In particular, in a high flow rate range, the disturbance of the flow velocity distribution becomes large, so the above-mentioned problem due to the additional pipe hinders expansion of the flow rate range.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、流量の測定精度や再現性に影響を与えることなく、助走距離が確保できるようにすることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to secure a run-up distance without affecting flow rate measurement accuracy and reproducibility.

本発明に係る熱式流量計は、測定対象の流体が輸送される配管に接続された導入管と、導入管に接続されてセンサ部が設けられた測定管とを備え、センサ部は、測定管の外壁に接して設けられて流体を加熱するヒータおよび測定管の外壁に接して設けられて流体の温度を測定する温度測定部を備え、ヒータの温度とヒータの熱影響を受けない位置における流体の温度との差が設定されている設定温度差となるようにヒータを駆動しているときの、ヒータに加熱された流体における熱拡散の状態に対応するセンサ値を出力するように構成され、導入管の管軸および測定管の管軸は、共通とされ、かつ各々が直線とされ、導入管の管長は、導入管の内径×レイノルズ数×0.065より長くされている。 A thermal flow meter according to the present invention includes an introduction pipe connected to a pipe through which a fluid to be measured is transported, and a measurement pipe connected to the introduction pipe and provided with a sensor section. A heater is provided in contact with the outer wall of the pipe to heat the fluid, and a temperature measuring unit is provided in contact with the outer wall of the measurement pipe to measure the temperature of the fluid. It is configured to output a sensor value corresponding to the state of heat diffusion in the fluid heated by the heater when the heater is driven so that the difference from the temperature of the fluid becomes the set temperature difference. , the axis of the introduction tube and the axis of the measurement tube are common and straight, and the length of the introduction tube is longer than the inner diameter of the introduction tube*Reynolds number*0.065.

請求項1上記熱式流量計の一構成例において、導入管は、円管とされている。 Claim 1 In one structural example of the thermal flow meter, the introduction pipe is a circular pipe.

上記熱式流量計の一構成例において、導入管は、矩形管とされ、矩形の1つの辺の長さをaとし、辺の隣辺の長さをbとして、導入管の内径Dは、D=2ab/(a+b)とする。 In one configuration example of the thermal flowmeter, the introduction pipe is a rectangular pipe, and the length of one side of the rectangle is a, the length of the adjacent side of the rectangle is b, and the inner diameter D of the introduction pipe is Let D=2ab/(a+b).

上記熱式流量計の一構成例において、導入管は、剛体から構成されている。 In one configuration example of the thermal flowmeter, the introduction pipe is composed of a rigid body.

上記熱式流量計の一構成例において、測定管は、導入管のセンサ部が設けられた部分と同一の内径とされている。 In one configuration example of the thermal flow meter, the measuring pipe has the same inner diameter as that of the portion of the introduction pipe where the sensor section is provided.

上記熱式流量計の一構成例において、測定管のセンサ部の上流側の直前に設けられた絞り部をさらに備える。 In one configuration example of the thermal flow meter, the measuring pipe further includes a constriction section provided immediately before the sensor section on the upstream side.

上記熱式流量計の一構成例において、測定管および導入管は、一体に形成されている。 In one configuration example of the thermal flowmeter, the measurement pipe and the introduction pipe are integrally formed.

上記熱式流量計の一構成例において、温度測定部は、ヒータより上流側でヒータの熱影響を受けない位置の流体の温度を測定し、センサ部は、ヒータの温度と温度測定部が測定した流体の温度との差が設定温度差となるようにヒータを駆動しているときの、ヒータの電力をセンサ値として出力する。 In one configuration example of the thermal flowmeter, the temperature measurement unit measures the temperature of the fluid upstream of the heater and is not affected by the heat of the heater, and the sensor unit measures the temperature of the heater and the temperature measurement unit. The electric power of the heater when the heater is driven so that the difference from the temperature of the fluid that has been measured becomes the set temperature difference is output as the sensor value.

上記熱式流量計の一構成例において、温度測定部は、第1温度測定部、第2温度測定部、第3温度測定部から構成され、第1温度測定部は、ヒータより上流側でヒータの熱影響を受けない位置の流体の温度を測定し、第2温度測定部は、ヒータより上流側でヒータの熱影響を受ける位置の流体の温度を測定し、第3温度測定部は、ヒータより下流側でヒータの熱影響を受ける位置の流体の温度を測定し、センサ部は、ヒータの温度と、第1温度測定部が測定した流体の温度との差が設定温度差となるようにヒータを駆動しているときの、第2温度測定部が測定した流体の温度と第3温度測定部が測定した流体の温度との温度差をセンサ値として出力する。 In one configuration example of the thermal flowmeter, the temperature measurement unit is composed of a first temperature measurement unit, a second temperature measurement unit, and a third temperature measurement unit. The second temperature measurement unit measures the temperature of the fluid at a position that is not affected by the heat of the heater upstream of the heater, and the third temperature measurement unit measures the temperature of the fluid that is affected by the heat of the heater. The temperature of the fluid is measured at a position further downstream that is affected by the heat of the heater, and the sensor unit adjusts the difference between the temperature of the heater and the temperature of the fluid measured by the first temperature measurement unit to be the set temperature difference. A temperature difference between the temperature of the fluid measured by the second temperature measuring section and the temperature of the fluid measured by the third temperature measuring section when the heater is driven is output as a sensor value.

以上説明したように、本発明によれば、導入管の管軸および測定管の管軸を、共通として各々を直線とし、導入管の管長は、導入管の内径×レイノルズ数×0.065より長くしたので、流量の測定精度や再現性に影響を与えることなく、助走距離が確保できる。 As described above, according to the present invention, the tube axis of the introduction tube and the tube axis of the measurement tube are common and each is straight, and the tube length of the introduction tube is given by the inner diameter of the introduction tube x Reynolds number x 0.065. Since it is made longer, the run-up distance can be secured without affecting the flow rate measurement accuracy and reproducibility.

図1は、本発明の実施の形態に係る熱式流量計の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a thermal flowmeter according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の実施の形態に係る熱式流量計のより詳細な一部構成を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a more detailed partial configuration of the thermal flowmeter according to the embodiment of the present invention. 図3は、本発明の実施の形態に係る熱式流量計のより詳細な一部構成を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing a more detailed partial configuration of the thermal flowmeter according to the embodiment of the present invention. 図4は、本発明の実施の形態に係る他の熱式流量計の構成を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram showing the configuration of another thermal flowmeter according to the embodiment of the invention.

以下、本発明の実施の形態に係る熱式流量計100について図1,図2を参照して説明する。熱式流量計100は、導入管101、測定管102、およびセンサ部103を備える。導入管101および測定管102は、測定対象の流体が輸送される配管104a,104bに、接続されて用いられる。熱式流量計100は、配管104a,104bを流れる液体や気体などの流体の流量を計測する。 A thermal flowmeter 100 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. A thermal flow meter 100 includes an introduction tube 101 , a measurement tube 102 and a sensor section 103 . The introduction pipe 101 and the measurement pipe 102 are used by being connected to pipes 104a and 104b through which the fluid to be measured is transported. The thermal flowmeter 100 measures the flow rate of fluid such as liquid and gas flowing through the pipes 104a and 104b.

導入管101は、測定対象の流体が輸送される上流側の配管104aに接続されている。また、測定管102は、導入管101に接続されてセンサ部103が設けられている。また、測定管102の下流側には、配管104bが接続される。導入管101は、プラスチック、ガラス、サファイア、金属(例えば鋼)などの剛体から構成することができる。剛体から構成された導入管101は、測定精度・再現性に影響をもたらす管の変形などが発生しない。測定管102も、導入管と同様に、剛体から構成することができる。 The introduction pipe 101 is connected to an upstream pipe 104a through which the fluid to be measured is transported. Further, the measurement tube 102 is connected to the introduction tube 101 and provided with a sensor section 103 . A pipe 104 b is connected to the downstream side of the measurement pipe 102 . The introduction tube 101 can be constructed from a rigid body such as plastic, glass, sapphire, metal (eg steel). The introduction tube 101, which is made of a rigid body, does not cause deformation of the tube that affects measurement accuracy and reproducibility. The measurement tube 102, like the introduction tube, can also be constructed from a rigid body.

センサ部103は、測定管102の外壁に接して設けられている。センサ部103は、温度測定部111、ヒータ112、制御部113、電力計測部114を備える。温度測定部111は、測定管102の外壁に接して設けられている。ヒータ112は、温度測定部111の下流側の測定管102の外壁に接して設けられている。温度測定部111、ヒータ112は、例えば、熱伝導性接着剤により測定管102の外壁に接着固定されている。温度測定部111は、液体や気体などの流体の温度を測定する。 The sensor section 103 is provided in contact with the outer wall of the measurement tube 102 . The sensor section 103 includes a temperature measurement section 111 , a heater 112 , a control section 113 and a power measurement section 114 . The temperature measurement part 111 is provided in contact with the outer wall of the measurement tube 102 . The heater 112 is provided in contact with the outer wall of the measuring pipe 102 on the downstream side of the temperature measuring section 111 . The temperature measurement unit 111 and the heater 112 are adhered and fixed to the outer wall of the measurement tube 102 with, for example, a thermally conductive adhesive. The temperature measurement unit 111 measures the temperature of fluid such as liquid and gas.

ここで、導入管101の管軸および測定管102の管軸は、共通とされ、かつ各々が直線とされている。また、導入管101の管長Dは、「D=導入管101の内径×レイノルズ数×0.065」より長くされている。流体が発達した流れとなるために必要な助走距離D(導入管101の管長D)は、レイノルズ数と配管寸法(内径)により決定され、層流の場合、上式で求めることができる。例えば、導入管101は、円管とすることができる。 The axis of the introduction tube 101 and the axis of the measurement tube 102 are common and straight. Further, the length D of the introduction tube 101 is set longer than "D=inner diameter of the introduction tube 101*Reynolds number*0.065". The run-up distance D (pipe length D of the introduction pipe 101) required for the fluid to develop a developed flow is determined by the Reynolds number and pipe dimensions (inner diameter), and can be obtained by the above equation in the case of laminar flow. For example, the introduction tube 101 can be a circular tube.

また、導入管101は、矩形管とすることができる。この場合、断面視で導入管101の内側の矩形の1つの辺の長さをaとし、辺の隣辺の長さをbとすると、導入管101の内径Dは、D=2ab/(a+b)とすることができる。 Also, the introduction tube 101 can be a rectangular tube. In this case, if the length of one side of the rectangle inside the introduction tube 101 in cross section is a and the length of the adjacent side of the side is b, the inner diameter D of the introduction tube 101 is D=2ab/(a+b ).

ここで、測定管102は、導入管101のセンサ部103が設けられた部分と同一の内径とすることができる。例えば、測定管102および導入管101は、一体に形成されたものとすることができる。 Here, the measurement tube 102 can have the same inner diameter as the portion of the introduction tube 101 where the sensor section 103 is provided. For example, the measurement tube 102 and the introduction tube 101 can be integrally formed.

センサ部103は、図2に示すように、温度測定部111、ヒータ112、制御部113、電力計測部114を備える。温度測定部111は、測定管102の外壁に接して設けられている。ヒータ112は、温度測定部111の下流側の測定管102の外壁に接して設けられている。温度測定部111、ヒータ112は、例えば、熱伝導性接着剤により測定管102の外壁に接着固定されている。温度測定部111は、流体の温度を測定する。 The sensor unit 103 includes a temperature measurement unit 111, a heater 112, a control unit 113, and a power measurement unit 114, as shown in FIG. The temperature measurement part 111 is provided in contact with the outer wall of the measurement tube 102 . The heater 112 is provided in contact with the outer wall of the measuring pipe 102 on the downstream side of the temperature measuring section 111 . The temperature measurement unit 111 and the heater 112 are adhered and fixed to the outer wall of the measurement tube 102 with, for example, a thermally conductive adhesive. A temperature measurement unit 111 measures the temperature of the fluid.

ここで、センサ部103は、ヒータ112の温度と、ヒータ112の熱影響を受けない位置における流体の温度との差が、設定されている設定温度差となるようにヒータ112を駆動しているときの、ヒータ112に加熱された流体における熱拡散の状態に対応するセンサ値を出力する。実施の形態において、制御部113が、ヒータ112の温度と、温度測定部111で測定されるヒータ112の熱影響を受けない位置、例えばヒータ112より上流における流体の温度との差が、予め設定されている設定温度差となるように、ヒータ112を制御して駆動する。 Here, the sensor unit 103 drives the heater 112 so that the difference between the temperature of the heater 112 and the temperature of the fluid at a position not affected by the heat of the heater 112 becomes the set temperature difference. A sensor value corresponding to the state of thermal diffusion in the fluid heated by the heater 112 is output. In the embodiment, the controller 113 presets the difference between the temperature of the heater 112 and the temperature of the fluid upstream of the heater 112, which is measured by the temperature measuring unit 111 and is not affected by the heat of the heater 112. The heater 112 is controlled and driven so as to achieve the preset temperature difference.

また、電力計測部114は、制御部113により制御されているヒータ112の電力を計測して出力する。センサ部103を構成する電力計測部114から出力される電力がセンサ値となる。流量算出部115は、電力計測部114が計測して出力したヒータ112の電力(センサ値)より、流体の流量を算出する。 Also, the electric power measurement unit 114 measures and outputs the electric power of the heater 112 controlled by the control unit 113 . The power output from the power measuring unit 114 that constitutes the sensor unit 103 is the sensor value. The flow rate calculation unit 115 calculates the flow rate of the fluid from the power (sensor value) of the heater 112 measured and output by the power measurement unit 114 .

よく知られているように、ヒータ112の温度とヒータ112の熱影響を受けない位置における流体の温度との差が設定温度差となるようにヒータ112を駆動しているときの、ヒータ112が消費している電力と、流体の流量との間には相関がある。また、この相関関係は、同じ流体/流量/温度において再現性がある。従って、上述したように、ヒータ112が制御部113に制御されている状態で、電力計測部114が計測した電力より、流量算出部115において、所定の相関係数(定数)を用いることで流量が算出できる。 As is well known, when the heater 112 is driven such that the difference between the temperature of the heater 112 and the temperature of the fluid at a position not affected by the heat of the heater 112 becomes the set temperature difference, the heater 112 There is a correlation between the power being consumed and the flow rate of the fluid. Also, this correlation is repeatable for the same fluid/flow rate/temperature. Therefore, as described above, in a state in which the heater 112 is controlled by the control unit 113, the flow rate is can be calculated.

なお、図3に示すように、温度測定部(第1温度測定部)111、ヒータ112、制御部113、温度測定部(第2温度測定部)116、温度測定部(第3温度測定部)117からセンサ部103’を構成することもできる。各温度測定部は、測定管102の外壁に接して設けられている。 Note that, as shown in FIG. 3, a temperature measurement unit (first temperature measurement unit) 111, a heater 112, a control unit 113, a temperature measurement unit (second temperature measurement unit) 116, and a temperature measurement unit (third temperature measurement unit) 117 may constitute the sensor unit 103'. Each temperature measurement unit is provided in contact with the outer wall of the measurement tube 102 .

制御部113は、ヒータ112の温度と、温度測定部111で測定されるヒータ112の熱影響を受けない位置、例えばヒータ112より上流における流体の温度との差が、予め設定されている設定温度差となるように、ヒータ112を制御して駆動する。 The control unit 113 determines that the difference between the temperature of the heater 112 and the position not affected by the heat of the heater 112 measured by the temperature measurement unit 111, for example, the temperature of the fluid upstream of the heater 112, is set to a preset temperature. The heater 112 is controlled and driven so as to make the difference.

温度測定部116は、温度測定部111より下流側でかつヒータ112の上流側において、測定管102の外壁に接して設けられている。また、温度測定部117は、ヒータ112の下流側において、測定管102の外壁に接して設けられている。温度測定部116,温度測定部117は、流体の温度を測定する。 The temperature measuring section 116 is provided downstream of the temperature measuring section 111 and upstream of the heater 112 so as to be in contact with the outer wall of the measuring pipe 102 . Also, the temperature measurement unit 117 is provided in contact with the outer wall of the measurement pipe 102 on the downstream side of the heater 112 . A temperature measurement unit 116 and a temperature measurement unit 117 measure the temperature of the fluid.

温度測定部116が測定している流体の温度と、温度測定部117が測定している流体の温度との温度差より、流体の流量を算出することができる。この例では、温度測定部116が測定している流体の温度と、温度測定部117が測定している流体の温度との温度差が、センサ値となる。 The flow rate of the fluid can be calculated from the temperature difference between the temperature of the fluid measured by the temperature measurement unit 116 and the temperature of the fluid measured by the temperature measurement unit 117 . In this example, the sensor value is the temperature difference between the fluid temperature measured by the temperature measurement unit 116 and the fluid temperature measured by the temperature measurement unit 117 .

よく知られているように、ヒータ112の温度とヒータ112の熱影響を受けない位置における流体の温度との差が、予め設定されている設定温度差となるようにヒータ112を駆動しているときの、ヒータ112より上流の流体の温度とヒータ112より下流の流体の温度との温度差と、流体の流量との間には相関がある。また、この相関関係は、同じ流体/流量/温度において再現性がある。従って、上述したように、ヒータ112が制御部113に制御されている状態で、温度測定部116が測定した温度と温度測定部117が測定した温度との差(温度差)より、所定の相関係数(定数)を用いることで流量が算出できる。 As is well known, the heater 112 is driven so that the difference between the temperature of the heater 112 and the temperature of the fluid at a position not affected by the heat of the heater 112 becomes a preset temperature difference. There is a correlation between the temperature difference between the temperature of the fluid upstream of the heater 112 and the temperature of the fluid downstream of the heater 112 and the flow rate of the fluid. Also, this correlation is repeatable for the same fluid/flow rate/temperature. Therefore, as described above, in a state where the heater 112 is controlled by the control unit 113, the difference (temperature difference) between the temperature measured by the temperature measurement unit 116 and the temperature measured by the temperature measurement unit 117 is used to determine a predetermined phase. The flow rate can be calculated by using a relational coefficient (constant).

上述したように、実施の形態によれば、導入管101の管軸および測定管102の管軸は、共通とされ、かつ各々が直線とされている状態とし、また、導入管101の管長は、導入管101の内径×レイノルズ数×0.065より長くしたので、流量の測定精度や再現性に影響を与えることなく、助走距離が確保できるようになる。導入管101および測定管102を剛体から構成すれば、外力によりこれらが変形することが抑制できるので、例えば、管の微妙曲がり具合による測定精度・再現性の低下が防げる。 As described above, according to the embodiment, the tube axis of the introduction tube 101 and the tube axis of the measurement tube 102 are common and straight, and the length of the introduction tube 101 is , the inner diameter of the introduction pipe 101×Reynolds number×0.065, so that the run-up distance can be secured without affecting the measurement accuracy and reproducibility of the flow rate. If the introduction pipe 101 and the measurement pipe 102 are made of a rigid body, deformation of these pipes due to an external force can be suppressed.

また、測定管102および導入管101を、一体に形成されたものとすれば、測定管102に、継手などを用いて導入管101を接続する必要が無く、継ぎ目などがない状態とすることができる。この結果、上記構成とすることで、継手の締め付け方や、継手や継ぎ目の存在などによる、測定精度・再現性の低下が防げる。 In addition, if the measurement tube 102 and the introduction tube 101 are integrally formed, there is no need to connect the introduction tube 101 to the measurement tube 102 using a joint or the like, and a seamless state can be achieved. can. As a result, with the above configuration, it is possible to prevent deterioration in measurement accuracy and reproducibility due to the way joints are tightened, the existence of joints and seams, and the like.

ところで、熱式流量計100は、図4に示すように、測定管102aのセンサ部103の上流側の直前に設けられた絞り部105をさらに備えることができる。絞り部105を設けることで、センサ部103の領域における測定管102aを流れる測定対象の流体の流速分布が乱れを、さらに抑制することができる。 By the way, as shown in FIG. 4, the thermal flowmeter 100 can further include a constriction section 105 provided immediately before the upstream side of the sensor section 103 of the measuring pipe 102a. By providing the narrowed portion 105, it is possible to further suppress the disturbance of the flow velocity distribution of the fluid to be measured flowing through the measurement pipe 102a in the region of the sensor portion 103. FIG.

以上に説明したように、本発明によれば、導入管の管軸および測定管の管軸を、共通として各々を直線とし、導入管の管長は、導入管の内径×レイノルズ数×0.065より長くしたので、流量の測定精度や再現性に影響を与えることなく、助走距離が確保できるようになる。 As described above, according to the present invention, the axis of the introduction tube and the axis of the measurement tube are common and each is straight, and the length of the introduction tube is the inner diameter of the introduction tube x Reynolds number x 0.065. Since it is made longer, it becomes possible to secure the run-up distance without affecting the measurement accuracy and reproducibility of the flow rate.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。 It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and many modifications and combinations can be implemented by those skilled in the art within the technical concept of the present invention. It is clear.

100…熱式流量計、101…導入管、102…測定管、103…センサ部、104a,104b…配管。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Thermal type flowmeter, 101... Introduction pipe, 102... Measurement pipe, 103... Sensor part, 104a, 104b... Piping.

Claims (9)

測定対象の流体が輸送される配管に接続された導入管と、前記導入管に接続されてセンサ部が設けられた測定管とを備え、
前記センサ部は、前記測定管の外壁に接して設けられて前記流体を加熱するヒータおよび前記測定管の外壁に接して設けられて前記流体の温度を測定する温度測定部を備え、前記ヒータの温度と前記ヒータの熱影響を受けない位置における前記流体の温度との差が設定されている設定温度差となるように前記ヒータを駆動しているときの、前記ヒータに加熱された前記流体における熱拡散の状態に対応するセンサ値を出力するように構成され、
前記導入管の管軸および前記測定管の管軸は、共通とされ、かつ各々が直線とされ、
前記導入管の管長は、前記導入管の内径×レイノルズ数×0.065より長くされている
ことを特徴とする熱式流量計。
An introduction pipe connected to a pipe through which a fluid to be measured is transported, and a measurement pipe connected to the introduction pipe and provided with a sensor unit,
The sensor unit includes a heater that is provided in contact with the outer wall of the measurement tube to heat the fluid, and a temperature measurement unit that is provided in contact with the outer wall of the measurement tube and measures the temperature of the fluid. in the fluid heated by the heater when the heater is driven such that the difference between the temperature and the temperature of the fluid at a position not affected by the heat of the heater is a set temperature difference configured to output a sensor value corresponding to a state of heat diffusion;
the tube axis of the introduction tube and the tube axis of the measurement tube are common and straight,
The thermal flowmeter, wherein the length of the introduction pipe is longer than the inner diameter of the introduction pipe×Reynolds number×0.065.
請求項1記載の熱式流量計において、
前記導入管は、円管とされていることを特徴とする熱式流量計。
The thermal flow meter according to claim 1,
A thermal flow meter, wherein the introduction pipe is a circular pipe.
請求項1記載の熱式流量計において、
前記導入管は、矩形管とされ、
矩形の1つの辺の長さをaとし、前記辺の隣辺の長さをbとして、前記導入管の内径Dは、D=2ab/(a+b)とすることを特徴とする熱式流量計。
The thermal flow meter according to claim 1,
The introduction tube is a rectangular tube,
A thermal flowmeter characterized in that the length of one side of a rectangle is a, the length of the adjacent side of the rectangle is b, and the inner diameter D of the introduction pipe is D=2ab/(a+b). .
請求項1~3のいずれか1項に記載の熱式流量計において、
前記導入管は、剛体から構成されていることを特徴とする熱式流量計。
In the thermal flow meter according to any one of claims 1 to 3,
A thermal flowmeter, wherein the introduction pipe is made of a rigid body.
請求項1~4のいずれか1項に記載の熱式流量計において、
前記測定管は、前記導入管の前記センサ部が設けられた部分と同一の内径とされていることを特徴とする熱式流量計。
In the thermal flow meter according to any one of claims 1 to 4,
A thermal flowmeter, wherein the measurement pipe has the same inner diameter as that of the portion of the introduction pipe where the sensor section is provided.
請求項5記載の熱式流量計において、
前記測定管の前記センサ部の上流側の直前に設けられた絞り部をさらに備えることを特徴とする熱式流量計。
The thermal flow meter according to claim 5,
A thermal flowmeter, further comprising a restrictor provided just before the upstream side of the sensor section of the measuring pipe.
請求項1~6のいずれか1項に記載の熱式流量計において、
前記測定管および前記導入管は、一体に形成されていることを特徴とする熱式流量計。
The thermal flow meter according to any one of claims 1 to 6,
A thermal flowmeter, wherein the measurement pipe and the introduction pipe are integrally formed.
請求項1~7のいずれか1項に記載の熱式流量計において、
前記温度測定部は、前記ヒータより上流側で前記ヒータの熱影響を受けない位置の前記流体の温度を測定し、
前記センサ部は、前記ヒータの温度と前記温度測定部が測定した前記流体の温度との差が前記設定温度差となるように前記ヒータを駆動しているときの、前記ヒータの電力を前記センサ値として出力する
ことを特徴とする熱式流量計。
In the thermal flow meter according to any one of claims 1 to 7,
The temperature measuring unit measures the temperature of the fluid at a position upstream of the heater and not thermally affected by the heater,
The sensor unit measures the electric power of the heater when the heater is driven so that the difference between the temperature of the heater and the temperature of the fluid measured by the temperature measuring unit becomes the set temperature difference. A thermal flow meter characterized by outputting as a value.
請求項1~7のいずれか1項に記載の熱式流量計において、
前記温度測定部は、第1温度測定部、第2温度測定部、第3温度測定部から構成され、
前記第1温度測定部は、前記ヒータより上流側で前記ヒータの熱影響を受けない位置の前記流体の温度を測定し、
前記第2温度測定部は、前記ヒータより上流側で前記ヒータの熱影響を受ける位置の前記流体の温度を測定し、
前記第3温度測定部は、前記ヒータより下流側で前記ヒータの熱影響を受ける位置の前記流体の温度を測定し、
前記センサ部は、前記ヒータの温度と、前記第1温度測定部が測定した前記流体の温度との差が前記設定温度差となるように前記ヒータを駆動しているときの、前記第2温度測定部が測定した前記流体の温度と前記第3温度測定部が測定した前記流体の温度との温度差を前記センサ値として出力する
ことを特徴とする熱式流量計。
In the thermal flow meter according to any one of claims 1 to 7,
The temperature measurement unit is composed of a first temperature measurement unit, a second temperature measurement unit, and a third temperature measurement unit,
The first temperature measuring unit measures the temperature of the fluid at a position upstream of the heater and not thermally affected by the heater,
The second temperature measuring unit measures the temperature of the fluid at a position on the upstream side of the heater that is thermally affected by the heater,
The third temperature measuring unit measures the temperature of the fluid at a position downstream of the heater that is thermally affected by the heater,
The sensor unit detects the second temperature when the heater is driven such that the difference between the temperature of the heater and the temperature of the fluid measured by the first temperature measurement unit is the set temperature difference. A thermal flowmeter, wherein a temperature difference between the temperature of the fluid measured by the measuring unit and the temperature of the fluid measured by the third temperature measuring unit is output as the sensor value.
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