JP4981308B2 - Flow rate measuring device and fluid discrimination device - Google Patents
Flow rate measuring device and fluid discrimination device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4981308B2 JP4981308B2 JP2005336385A JP2005336385A JP4981308B2 JP 4981308 B2 JP4981308 B2 JP 4981308B2 JP 2005336385 A JP2005336385 A JP 2005336385A JP 2005336385 A JP2005336385 A JP 2005336385A JP 4981308 B2 JP4981308 B2 JP 4981308B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- fluid
- diaphragm
- flow
- sensor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
本発明は、流量計測装置及び流体判別装置に関し、より詳細には、フローセンサを用いて、流路内を流れるガス、水等の流体の流量を計測する流量計測装置、及び、判別対象流体の種類を判別する流体判別装置に関するものである。 The present invention relates to a flow rate measuring device and a fluid discriminating device, and more specifically, a flow rate measuring device that measures the flow rate of a fluid such as gas or water flowing in a flow path using a flow sensor, and a discrimination target fluid. The present invention relates to a fluid discrimination device for discriminating types.
流量測定対象となるガス、水等の流体の流量を計測する流量計測装置としては、熱型のフローセンサを用いたものが知られている。このフローセンサは、流体の温度よりも高い温度を有するヒータを流体の流れの中に配置し、このヒータによって加熱された流体の温度分布が流速の増加に伴って変化するという原理を利用したものである。 As a flow rate measuring device for measuring the flow rate of a fluid such as gas or water that is a flow rate measurement target, a device using a thermal type flow sensor is known. This flow sensor uses the principle that a heater having a temperature higher than the temperature of the fluid is placed in the fluid flow, and the temperature distribution of the fluid heated by the heater changes as the flow velocity increases. It is.
このようなフローセンサとしては、特許文献1に示すものが知られており、この従来の熱型のフローセンサを、図6及び図7の図面を参照して説明する。なお、図6は従来の熱型のフローセンサの構成を示す構成図である、図7は図6に示すフローセンサの断面図である。
As such a flow sensor, the one shown in
図6において、フローセンサ1は、Si基板(センサ基体)2、ダイアフラム3、ダイアフラム3上に形成された白金等からなるマイクロヒータ4、マイクロヒータ4の下流側でダイアフラム3上に形成された下流側サーモパイル5、マイクロヒータ4に図示しない電源から駆動電流を供給する電源端子6A,6B、マイクロヒータ4の上流側でダイアフラム3上に形成された上流側サーモパイル8、上流側サーモパイル8から出力される上流側温度信号を出力する第1出力端子9A,9B、下流側サーモパイル5から出力される下流側温度信号を出力する第2出力端子7A,7B、を備える。
In FIG. 6, the
また、フローセンサ1は、マイクロヒータ4に対して流体の流れ方向(PからQへの方向)と略直交方向に配置され、流体の物性状態情報を検出し、右側温度検出信号(第3温度検出信号に対応)を出力する右側サーモパイル11、この右側サーモパイル11から出力される右側温度検出信号を出力する第3出力端子12A,12B、マイクロヒータ4に対して流体の流れ方向と略直交方向に配置され、流体の物性状態情報を検出し、左側温度検出信号(第3温度検出信号に対応)を出力する左側サーモパイル13、この左側サーモパイル13から出力される左側温度検出信号を出力する第4出力端子14A,14B、流体温度を得るための抵抗15,16、この抵抗15,16からの流体温度信号を出力する出力端子17A,17Bを備える。右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13は、温度センサを構成する。
The
上流側サーモパイル8、下流側サーモパイル5、右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13は、熱電対から構成されている。この熱電対は、p++−Si及びAlにより構成され、冷接点5b,8bと温接点5a,8aとを有し、熱を検出し、冷接点5b,8bと温接点5a,8aとの温度差から熱起電力が発生することにより、温度検出信号を出力するようになっている。
The
また、図7に示すように、Si基板2には、ダイアフラム3が形成されており、このダイアフラム3には、マイクロヒータ4、上流側サーモパイル8、下流側サーモパイル5、右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13のそれぞれの温接点が形成されている。
As shown in FIG. 7, a
このように構成されたフローセンサ1によれば、マイクロヒータ4が、外部からの駆動電流により加熱を開始すると、マイクロヒータ4から発生した熱は、流体を媒体として、下流側サーモパイル5と上流側サーモパイル8のそれぞれの温接点5a,8aに伝達される。それぞれのサーモパイルの冷接点5b,8bは、Si基体(Si基板)上にあるので、基体温度になっており、それぞれの温接点は、ダイアフラム上にあるので、伝達された熱により加熱され、Si基体温度より温度が上昇する。そして、それぞれのサーモパイルは、温接点5a,8aと冷接点5b,8bの温度差より熱起電カを発生し、温度検出信号を出力する。
According to the
流体を媒体として伝達される熱は、流体の熱拡散効果とPからQに向かって流れる流体の流速との相乗効果によって、それぞれのサーモパイルに伝達される。すなわち、流速がない場合には、熱拡散によって上流側サーモパイル8と下流側サーモパイル5に均等に伝達され、上流側サーモパイル8からの上流側温度信号と下流側サーモパイル5からの下流側温度信号の差信号は、零になる。
The heat transferred by using the fluid as a medium is transferred to each thermopile by a synergistic effect of the heat diffusion effect of the fluid and the flow velocity of the fluid flowing from P to Q. That is, when there is no flow rate, the heat is diffused evenly to the
一方、流体に流速が発生すると、流速によって下流側サーモパイル5の温接点5aに伝達される熱量が多くなり、上流側サーモパイル8の温接点8aに伝達される熱量は少なくなるため、前記下流側温度信号と前記上流側温度信号との差信号は流速に応じた正値になる。
On the other hand, when a flow velocity is generated in the fluid, the amount of heat transferred to the hot junction 5a of the
一方、マイクロヒータ4が外部からの駆動電流により加熱を開始すると、マイクロヒータ4から発生した熱は、流体の流速の影響をほとんど受けずに流体の熱拡散効果のみによって、マイクロヒータ4に対して流体の流れ方向と略直交方向に配置された右側サーモパイル11に伝達される。また、マイクロヒータ4に対して流体の流れ方向と略直交方向に配置された左側サーモパイル13にも、同様な熱が伝達される。このため、右側サーモパイル11の起電力により第3出力端子12A,12Bから出力される右側温度検出信号、及び/または左側サーモパイル13の起電力により第4出力端子14A,14Bから出力される左側温度検出信号は、流体の物性状態に相関のあるデータであり、適当な処理をすることで物性状態情報を得ることもできる。
On the other hand, when the
流体の物性状態は、上流側サーモパイル8が出力する上流側温度信号と下流側サーモパイル5が出力する下流側温度信号及び上流側温度信号にも影響し、右側及び左側サーモパイル出力の大小と同様に変化する。したがって、原理的には、上流側温度信号や下流側温度信号を、あるいは、これらの差を、右側及び/又は左側サーモパイル出力によって除することで、熱拡散定数等の異なる流体であっても、即ち、いかなる種類の流体であっても、正確な流量を算出することができることになる。
The physical state of the fluid also affects the upstream temperature signal output from the
よって、図示しない流量計測装置は、第3出力端子12A,12Bから出力される右側温度検出信号、及び/または第4出力端子14A,14Bから出力される左側温度検出信号に基づき、流体の物性状態情報を算出し、上流側サーモパイル8からの上流側温度信号と下流側サーモパイル5からの下流側温度信号との差信号をその物性状態情報で補正することで、高精度の計測を実現するようにしてきた。
Therefore, the flow rate measuring device (not shown) is based on the right side temperature detection signal output from the third output terminals 12A and 12B and / or the left side temperature detection signal output from the fourth output terminals 14A and 14B. By calculating the information and correcting the difference signal between the upstream temperature signal from the
また一方、図10に示す横側温度センサのないフローセンサ101も流量計測装置として用いられる。図7は図10の断面図にもなっている。 On the other hand, the flow sensor 101 without the lateral temperature sensor shown in FIG. 10 is also used as the flow rate measuring device. FIG. 7 is also a cross-sectional view of FIG.
このようなフローセンサ101を用いる場合、流体の温度・圧力や種類によって変化する物性状態によって出力が変化しないようにマイクロヒータ104の制御を工夫する必要がある。例えば、加熱されたマイクロヒータ104の温度を基体温度(周囲温度)より一定温度だけ上昇するように制御する方法が知られている(特許文献2)。これは、基体102上に周囲温度を計測するための温度センサ15,16を配置して周囲温度を計測し、その周囲温度出力よりもヒータ104の温度を一定温度上昇させるようにアナログ回路で制御する。
When such a flow sensor 101 is used, it is necessary to devise control of the micro heater 104 so that the output does not change depending on the physical property state that changes depending on the temperature, pressure, and type of the fluid. For example, a method is known in which the temperature of the heated microheater 104 is controlled to rise by a certain temperature from the substrate temperature (ambient temperature) (Patent Document 2). This is done by arranging
このような方式の流量計測装置の場合、周囲温度より一定温度だけ高い温度にマイクロヒータ104が制御されているため、上流側サーモパイル108及び下流側サーモパイル105が計測する周囲温度に対する温度分布は、流体の流速のみに影響され、流体の物性状態に影響されにくくなり、高精度の計測を実現できていた。 In the case of such a flow rate measuring device, the microheater 104 is controlled to a temperature that is higher than the ambient temperature by a certain temperature, so the temperature distribution with respect to the ambient temperature measured by the upstream thermopile 108 and the downstream thermopile 105 It was affected only by the flow velocity of the fluid, and was less affected by the physical properties of the fluid, enabling high-accuracy measurement.
しかしながら、上述したフローセンサ1,101では、流体の物性状態に応じた補正や制御をしているにも係わらず、測定精度の再現性が悪いという問題が生じていた。特に大流量の計測、つまり、流速が速い場合に再現性が悪く、流量計測範囲の限界の一要因となっていた。
However, in the
そこで、この問題を鋭意調査したところ、マイクロヒータ4に電流が流れない状態、つまり、フローセンサ1が駆動されていない状態でも、その出力が変化していたことが判明した。以下にその詳細を説明する。
As a result of intensive investigation of this problem, it was found that the output changed even when no current flowed through the
図8は従来の温度差によるサーモパイルの出力を示す模式図であり、図9は従来のフローセンサで計測された流体温度と基体温度との温度差とセンサ出力器差(測定誤差)との関係を示したグラフである。そして、測定は、流体の標準状態における100L/minで計測されている。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a thermopile output due to a conventional temperature difference, and FIG. 9 is a relationship between a temperature difference between a fluid temperature and a substrate temperature measured by a conventional flow sensor and a sensor output device difference (measurement error). It is the graph which showed. And the measurement is measured at 100 L / min in the standard state of the fluid.
なお、図9中の縦軸が示す器差は、その単位が%RD(% of Reading:読値に対する百分率)となっている。そして、この%RDは、例えば、最大流量が100L/minのメータにおいて、10L/minの流量を計測した場合に、メータ出力が9L/minであると、その器差を−10%RDで示す。そして、このときの公差は−1%FS(計器の最大計測値に対する百分率)で示すことができる。 The unit indicated by the vertical axis in FIG. 9 is% RD (% of Reading: percentage of reading). For example, when the meter output is 9 L / min when the flow rate of 10 L / min is measured in a meter having a maximum flow rate of 100 L / min, this% RD indicates the instrumental difference as -10% RD. . And the tolerance at this time can be shown by -1% FS (percentage with respect to the maximum measured value of a meter).
図8に示すように、前述の温度差がないときは、ヒータに電力印加がない場合、温度センサ出力は出力V0になり、ヒータに電力が印加されたときは出力V2になるとする。この状態のフローセンサ1でガス温度が基体温度より上昇すると、その分出力V0も出力V2も温度上昇し、それぞれ出力V1と出力V3になる。ところが、フローセンサ1は常に電力が印加されているため、出力V0や出力V1を計測することはできず、本来、出力V2である出力が出力V3に変化してしまう。
As shown in FIG. 8, when there is no temperature difference, the temperature sensor output is output V0 when no power is applied to the heater, and the output is V2 when power is applied to the heater. When the gas temperature rises above the substrate temperature in the
実際に図6に示すフローセンサ1の出力を計測して誤差を評価した結果が図9である。その器差は、―30度の温度差で約+20%RD、+30度の温度差で約−20%RDであることが判明した。
FIG. 9 shows the result of actually measuring the output of the
図6のフローセンサ1(特許文献1参照)の場合、ヒータに印加される電圧が常にほぼ一定であることから、上流側サーモパイル8と下流側サーモパイル5の出力では、ガスとセンサ基体との温度差に起因する出力分はほぼ同等になり、その差出力を計測する場合は自動的にキャンセルされる。しかしながら、右側及び左側サーモパイル出力は差出力を取らないためキャンセルできない。上流側サーモパイル8と下流側サーモパイル5との差出力を右側及び/又は左側サーモパイル出力により補正されなければ精度の良い計測はできないため、フローセンサ1の出力精度が悪くなる。すなわち、ガスとセンサ基体との温度差に比例してフローセンサ1の出力が変化することを究明することができた。
In the case of the
一方、図10のフローセンサ101の場合、周囲温度を計測する温度センサ15,16は基体102上にあるため、周囲温度ではなく基体温度を計測してしまい、基体温度よりも一定温度だけ高くなるようにヒータ温度が設定される。従って、流体と基体とに温度差がある場合、基体温度に対するヒータ温度上昇は、マイクロヒータ104が流体を加熱する温度上昇とは異なってしまう。このため、上流側サーモパイル108と下流側サーモパイル105の差出力は、マイクロヒータ104が加熱する温度上昇分に比例してしまい、制御している設定温度上昇との比率分だけ上流側サーモパイル108と下流側サーモパイル105の差出力が変化し、流量計測の誤差になっていた。
On the other hand, in the case of the flow sensor 101 of FIG. 10, since the
これを解決する手段として特許文献3では、フローセンサ101をパルス駆動し、流体と基体との温度差のみに起因するセンサ出力でヒータを駆動したときのセンサ出力を補正する方法が提案されている。しかしながら、この方法では、流量を連続的に計測することができないという課題があった。
よって本発明は、上述した問題点に鑑み、連続的な計測であっても、計測精度を向上することができる流量計測装置を提供することを課題としている。 Therefore, in view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a flow rate measuring device capable of improving measurement accuracy even in continuous measurement.
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項1記載の流量計測装置は、図1の基本構成図に示すように、基体2の表面に設けられるダイアフラム3と、前記ダイアフラム3上に設けられて流路内を流れる流体を加熱するヒータ4と、前記ヒータ4に対する前記流路の上流側の前記ダイアフラム3上に設けられて前記流体の温度を検出して上流側温度信号を出力する上流側温度センサ8と、前記ヒータ4に対する前記流路の下流側の前記ダイアフラム3上に設けられて前記流体の温度を検出して下流側温度信号を出力する下流側温度センサ5と、を有するフローセンサ1を用いて、前記流体の流量を計測する流量計測装置において、前記基体2と同一の構成部材で形成される参照用基体2Aと、前記ダイアフラム3と同一の構成部材で形成されて前記参照用基体2Aの表面に設けられる参照用ダイアフラム3Aと、前記ダイアフラム3上における前記上流側温度センサ8の配置と同一になるように前記参照用ダイアフラム3A上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用上流側温度信号を出力する参照用上流側温度センサ8Aと、前記ダイアフラム3上における前記下流側温度センサ5の配置と同一になるように前記参照用ダイアフラム3A上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用下流側温度信号を出力する参照用下流側温度センサ5Aと、を有して、前記フローセンサ1と同一の前記流体の流れの影響を受けるように前記流路内に設けられる非加熱用参照部材1Aと、前記下流側温度センサ5が出力する下流側温度信号及び前記上流側温度センサ8が出力する上流側温度信号の差信号である温度差出力Vonから、前記参照用下流側温度センサ5Aが出力する参照用下流側温度信号及び前記参照用上流側温度センサ8Aが出力する参照用上流側温度信号の差信号である温度差出力Voffを減算したものと同一の出力を演算する流れ方向用減算手段41dと、前記流れ方向用減算手段41dによる演算結果に基づいて前記流体の流量を算出する流量算出手段41cと、を有することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the flow rate measuring device according to
上記請求項1に記載した本発明によれば、非加熱用参照部材1Aはフローセンサ1が設けられている流路内に、前記フローセンサ1と同一の前記流体の流れの影響を受けるように設けられる。そして、外部からの制御等によりヒータ4が加熱状態になると、フローセンサ1の下流側温度センサ5及び上流側温度センサ8からそれぞれ下流側温度信号及び上流側温度信号が取り込まれると共に、それらの各温度信号に対応した参照用下流側温度信号及び参照用上流側温度信号が、非加熱用参照部材1Aの参照用下流側温度センサ5A及び参照用上流側温度センサ8Aから取り込まれる。そして、流れ方向用減算手段41dによって下流側温度信号及び上流側温度信号の差信号である温度差出力Vonから参照用下流側温度信号及び参照用上流側温度信号の差信号である温度差出力Voffを減算したものと同一の出力が演算され、その演算結果に基づいた流体の流量が流量算出手段41cによって算出される。
According to the first aspect of the present invention, the non-heating reference member 1A is affected by the same fluid flow as the
上記項2記載の流量計測装置は、図1の基本構成図に示すように、基体2の表面に設けられるダイアフラム3と、前記ダイアフラム3上に設けられて流路内を流れる流体を加熱するヒータ4と、前記ヒータ4に対する前記流路の上流側の前記ダイアフラム3上に設けられて前記流体の温度を検出して上流側温度信号を出力する上流側温度センサ8と、前記ヒータ4に対する前記流路の下流側の前記ダイアフラム3上に設けられて前記流体の温度を検出して下流側温度信号を出力する下流側温度センサ5と、前記ダイアフラム3上に設けられて前記流体の流れ方向と略直交して前記ヒータ4を通る略直交方向における前記流体の温度を検出して横側温度信号を出力する横側温度センサ11,13と、を有するフローセンサ1を用いて、流体の流量を計測する流量計測装置において、前記基体2と同一の構成部材で形成される参照用基体2Aと、前記ダイアフラム3と同一の構成部材で形成される参照用ダイアフラム3Aと、前記ダイアフラム3上における前記横側温度センサ11,13の配置と略同一となるように、該参照用ダイアフラム3A上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用横側温度信号を出力する参照用横側温度センサ11A,13Aと、を有して、前記フローセンサ1と同一の前記流体の流れの影響を受けるように前記流路内に設けられる非加熱用参照部材1Aと、前記横側温度センサ11,13が出力する横側温度信号から、前記参照用横側温度センサ11A,13Aが出力する参照用横側温度信号を減算する横側用減算手段41aと、前記横側用減算手段41aが減算した横側温度信号に基づいて、前記略直交方向における前記温度分布に応じた前記流体の物性状態を示す物性状態情報を検出する物性状態情報検出手段41bと、前記下流側温度センサ5が出力する下流側温度信号と前記上流側温度センサ8が出力する上流側温度信号と前記物性状態情報検出手段41bが検出した物性状態情報とに基づいて前記流体の流量を算出する流量算出手段41cと、を有することを特徴とする。
As shown in the basic configuration diagram of FIG. 1, the flow rate measuring device according to
上記請求項2に記載した本発明によれば、非加熱用参照部材1Aはフローセンサ1が設けられている流路内に、前記フローセンサ1と同一の前記流体の流れの影響を受けるように設けられる。そして、ヒータ4が加熱状態になると、フローセンサ1の横側温度センサ11,13から横側温度信号が取り込まれると共に、この横側温度信号に対応する参照用横側温度信号が、非加熱用参照部材1Aの参照用横側温度センサ11A,13Aから取り込まれる。そして、取り込んだ横側温度信号から参照用横側温度信号を減算した横側温度信号に基づいて、流体の物性状態とを示す略直交方向における温度分布の広がり、変化等に応じた流体の物性状態を示す物性状態情報が物性状態情報検出手段41cによって算出される。そして、取り込んだ上流側温度信号及び下流側温度信号と検出した物性状態情報に基づいて流体の流量が流量算出手段41cによって算出される。
According to the second aspect of the present invention, the non-heating reference member 1A is affected by the same fluid flow as the
上記項3記載の発明は、図1の基本構成図に示すように、請求項2に記載の流量計測装置において、非加熱用参照部材1Aがさらに、前記ダイアフラム3上における前記上流側温度センサ8の配置と同一になるように前記参照用ダイアフラム3A上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用上流側温度信号を出力する参照用上流側温度センサ8Aと、前記ダイアフラム3上における前記下流側温度センサ5の配置と同一になるように前記参照用ダイアフラム3A上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用下流側温度信号を出力する参照用下流側温度センサ5Aと、を有して構成され、前記下流側温度センサ5が出力する下流側温度信号及び前記上流側温度センサ8が出力する上流側温度信号の差信号である温度差出力Vonから、前記参照用下流側温度センサ5Aが出力する参照用下流側温度信号及び前記参照用上流側温度センサ8Aが出力する参照用上流側温度信号の差信号である温度差出力Voffを減算したものと同一の出力を演算する流れ方向用減算手段41dをさらに設けて、前記流量算出手段41cが、前記流れ方向用減算手段41dによる演算結果と前記物性状態情報検出手段41bの検出した物性状態情報とに基づいて前記流体の流量を算出するようにしたことを特徴とする。
As shown in the basic configuration diagram of FIG. 1, the invention described in
上記請求項3に記載した本発明によれば、非加熱用参照部材1Aに設けられる参照用上流側温度センサ8A及び参照用下流側温度センサ5Aの各々は、フローセンサ1のヒータ4による熱的影響を受けない流体の温度を検出して参照用上流側温度信号及び参照用下流側温度信号を出力する。そして、その参照用上流側温度信号及び参照用下流側温度信号が取り込まれると、下流側温度センサ5が出力する下流側温度信号及び前記上流側温度センサ8が出力する上流側温度信号の差信号である温度差出力Vonから、流れ方向用減算手段41dによって参照用上流側温度信号及び参照用下流側温度信号の差信号である温度差出力Voffを減算したものと同一の出力が演算される。そして、それらの演算結果と物性状態情報に基づいた流体の流量が流量算出手段41cによって算出される。
According to the third aspect of the present invention, each of the reference upstream temperature sensor 8A and the reference downstream temperature sensor 5A provided on the non-heating reference member 1A is thermally generated by the
上記請求項4記載の発明は、図1の基本構成図に示すように、請求項1〜3の何れか1項に記載の流量計測装置において、前記非加熱用参照部材1Aが、前記フローセンサ1と同一の構成からなる他のフローセンサであることを特徴とする。
In the flow rate measuring device according to any one of
上記請求項4に記載した本発明によれば、流路内にフローセンサが設けられると、そのフローセンサと同一の構成からなる他のフローセンサが非加熱用参照部材としてフローセンサの上流側等に設けられる。
According to the present invention described in
上記課題を解決するため本発明によりなされた請求項5記載の流体判別装置は、図1の基本構成図に示すように、基体2の表面に設けられるダイアフラム3と、前記ダイアフラム3上に設けられて流路内を流れる流体を加熱するヒータ4と、前記ダイアフラム3上に設けられて前記流体の流れ方向と略直交して前記ヒータ4を通る略直交方向における前記流体の温度を検出して横側温度信号を出力する横側温度センサ11,13と、を有するフローセンサ1を用いて、判別対象流体の種類を判別する流体判別装置において、前記基体2と同一の構成部材で形成される参照用基体2Aと、前記ダイアフラム3と同一の構成部材で形成される参照用ダイアフラム3Aと、前記ダイアフラム3上における前記横側温度センサ11,13の配置と略同一となるように、該参照用ダイアフラム3A上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用横側温度信号を出力する参照用横側温度センサ11A,13Aと、を有して、前記フローセンサ1と同一の前記流体の流れの影響を受けるように前記流路内に設けられる非加熱用参照部材1Aと、前記横側温度センサ11,13が出力する横側温度信号から、前記参照用横側温度センサ11A,13Aが出力する参照用横側温度信号を減算する横側用減算手段41aと、前記横側用減算手段41aが減算した横側温度信号に基づいて、前記略直交方向における前記温度分布に応じた前記流体の物性状態を示す物性状態情報を検出する物性状態情報検出手段41bと、を有するとともに、前記物性状態情報検出手段41bが検出した物性状態情報に基づいて前記判別対象流体の種類を判別するようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the fluid discrimination device according to
上記請求項5に記載した本発明によれば、非加熱用参照部材1Aはフローセンサ1が設けられている流路内に例えばヒータ4が発生する温度分布の影響を受けないように設けられる。そして、ヒータ4が加熱状態になると、フローセンサ1の横側温度センサ11,13から横側温度信号が取り込まれると共に、この横側温度信号に対応する参照用横側温度信号が、非加熱用参照部材1Aの参照用横側温度センサ11A,13Aから取り込まれる。そして、取り込んだ横側温度信号から参照用横側温度信号を減算した横側温度信号に基づいて、流体の物性状態とを示す略直交方向における温度分布の広がり、変化等に応じた流体の物性状態を示す物性状態情報が物性状態情報検出手段41cによって算出される。そして、その物性状態情報に基づいて判別対象流体の種類が判別される。
According to the present invention described in
以上説明したように請求項1に記載した本発明の流量計測装置によれば、フローセンサにおける基体、ダイアフラム、下流側温度センサ及び上流側温度センサの構成が同一の非加熱用参照部材を、フローセンサと同一の流路内に設け、そして、フローセンサからヒータの加熱時の下流側温度信号及び上流側温度信号を取り込み、ヒータからの熱の影響を受けない非加熱用参照部材から参照用下流側温度信号及び参照用上流側温度信号を取り込み、下流側温度信号及び上流側温度信号の差信号である温度差出力Vonから参照用下流側温度信号及び参照用上流側温度信号の差信号である温度差出力Voffを減算したものと同一の出力を演算した結果に基づいて補正して流体の流量を算出するようにしたことから、ヒータの加熱状態であってもヒータの加熱の影響を受けていない非加熱用参照部材から、流体の計測期間中は常に最新の基体温度と流体温度との温度差に応じた参照用下流側温度信号及び参照用上流側温度信号を取り込むことができるため、流路の外部の温度変化等によって基体と流体との間に温度差が生じても、基体温度と流体温度とに温度差が生じたときに発生する温度センサのオフセット出力をキャンセルすることができるため、基体温度と流体温度とに温度差が生じてもフローセンサ出力精度を良い状態に保つことができる。また、フローセンサと同一の流体の流れの影響を受けるように、非加熱用参照部材を流路内に設けるようにしたことから、フローセンサに流れ込む流体と同等の影響を受けることになる。従って、フローセンサのヒータを駆動させた状態でもその非駆動状態に対応した下流側及び上流側温度信号を常に取り込むことができるため、流量計測装置におけるヒータ駆動の制御、補正処理等を複雑化することなく、流体に対する計測精度を向上させることができる。
As described above, according to the flow rate measuring device of the present invention described in
以上説明したように請求項2に記載した本発明の流量計測装置によれば、フローセンサにおける基体、ダイアフラム、及び横側温度センサの構成が同一の非加熱用参照部材を、フローセンサのヒータが発生する温度分布の影響を受けないように流路内に設け、そして、ヒータの加熱状態のときにフローセンサの横側温度センサから横側温度信号、非加熱用参照部材の参照用横側温度信号をそれぞれ取り込み、参照用横側温度信号を減算した横側温度信号に基づいて流体の物性状態情報を検出し、該物性状態情報に基づいて補正した上流側温度信号及び下流側温度信号に基づいて流体の流量を計測するようにしたことから、ヒータの加熱状態であっても常にヒータの加熱の影響を受けていない参照用横側温度信号を取り込むことができるため、流体の計測期間中は常に最新の物性状態情報を得ることが可能となり、流路の外部の温度変化等によって基体と流体との間に温度差が生じても、基体温度と流体温度とに温度差が生じたときに発生する温度センサのオフセット出力をキャンセルすることができるため、基体温度と流体温度とに温度差が生じてもフローセンサ出力精度を良い状態に保つことができる。また、フローセンサと同一の流体の流れの影響を受けるように、非加熱用参照部材を流路内に設けるようにしたことから、フローセンサに流れ込む流体と同等の影響を受けることになる。従って、フローセンサのヒータを駆動させた状態でもその非駆動状態に対応した横側温度信号を常に取り込むことができるため、流量計測装置におけるヒータ駆動の制御、補正処理等を複雑化することなく、様々な種類の流体に対する計測精度を向上させることができる。
As described above, according to the flow rate measuring device of the present invention described in
請求項3に記載の発明によれば、請求項2に記載の発明の効果に加え、非加熱用参照部材に参照用上流側温度センサ及び参照用下流側温度センサを設けて、それらの参照用のセンサから参照用上流側温度信号及び参照用下流側温度信号をさらに取り込んで、下流側温度信号及び上流側温度信号の差信号である温度差出力Vonから参照用下流側温度信号及び参照用上流側温度信号の差信号である温度差出力Voffを減算したものと同一の出力を演算するようにしたことから、測定精度の誤差因子をさらに減らすことができるため、計測精度のさらなる向上を図ることができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、請求項1〜3の何れか1項に記載の発明の効果に加え、フローセンサと同一の構成からなる他のフローセンサを非加熱用参照部材とするようにしたことから、フローセンサと非加熱用参照部材との構成の相違等による誤差をほぼ解消することができ、かつ、非加熱用参照部材として個別の構成部品を用いる必要が無くなるため、簡易で安価に製造することができる。
According to the invention described in
以上説明したように請求項5に記載した本発明の流体判別装置によれば、フローセンサにおける基体、ダイアフラム、及び横側温度センサの構成が同一の非加熱用参照部材を、フローセンサのヒータが発生する温度分布の影響を受けないように流路内に設け、そして、ヒータの加熱状態のときにフローセンサの横側温度センサから横側温度信号、非加熱用参照部材の参照用横側温度信号をそれぞれ取り込み、参照用横側温度信号を減算した横側温度信号に基づいて流体の物性状態情報を検出し、該物性状態情報に基づいて判別対象流体の種類を判別するようにしたことから、流体温度とフローセンサの基体温度との間に温度差が生じても、その温度差による誤差を解消することができるため、その正確な横側温度信号に基づいて物性状態情報を検出して流体を正確に判別することができる。従って、様々な種類の流体に判別の精度を向上させることができる。
As described above, according to the fluid discrimination device of the present invention described in
以下、上述した背景技術で説明したフローセンサ1、101(図6,7,10を参照)を用いて、流体の流量を計測する本発明に係る流量計測装置の一実施の形態を、図2〜図5の図面と上述した図面とを参照して説明する。なお、フローセンサ1、101の基本構成については、背景技術のところで説明しているので、詳細な説明は省略する。
Hereinafter, an embodiment of a flow rate measuring apparatus according to the present invention that measures the flow rate of a fluid using the
ここで、図2はフローセンサを用いた本発明の流量計測装置の設置例を説明するための図であり、図3は図2に示す流量計測装置の構成の一例を示すブロック図であり、図4は図3のCPUが実行する本発明に係る流量計測処理の一例を示すフローチャートである。 Here, FIG. 2 is a diagram for explaining an installation example of the flow rate measuring device of the present invention using a flow sensor, and FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the flow rate measuring device shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a flow rate measurement process according to the present invention executed by the CPU of FIG.
[第1の最良の形態]
図2において、本発明の流量計測装置20は、背景技術で説明したフローセンサ1を用いて、流体であるガスの流量を計測するものである。そして、フローセンサ1は、基体2から断熱された状態で基体表面に設けられるダイアフラム3と、該ダイアフラム3上に設けられて流路70内を流れるガスの温度よりも高い温度で前記流体を加熱して所定の温度分布を発生させるマイクロヒータ(ヒータ)4と、前記ヒータ4に対する前記流路70の上流側の前記ダイアフラム3上に設けられる前記基体2と前記ダイアフラム3との温度差に基づいて前記ガスの温度を検出して上流側温度信号を出力する上流側サーモパイル(上流側温度センサ)8と、前記マイクロヒータ4に対する前記流路70の下流側の前記ダイアフラム3上に設けられる前記基体2と前記ダイアフラム3との温度差に基づいて前記流体の温度を検出して下流側温度信号を出力する下流側サーモパイル(下流側温度センサ)5と、ダイアフラム3上に設けられて流体の流れ方向と略直交してヒータ4を通る略直交方向における前記温度分布に応じた前記流体の温度を検出して横側温度信号を出力する右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13(横側温度センサ)と、を有する。
[First best mode]
In FIG. 2, a flow
流量計測装置20は、上述したフローセンサ1内の下流側サーモパイル5からの下流側温度信号とフローセンサ1内の上流側サーモパイル8からの上流側温度信号との差信号を増幅する差動アンプ33と、フローセンサ1内の右側サーモパイル11からの右側温度検出信号を増幅するアンプ35aと、フローセンサ1内の左側サーモパイル13からの左側温度検出信号を増幅するアンプ35bと、予め定められたプログラムに従って動作するマイクロプロセッサ(MPU)40と、このMPU40によって制御されてマイクロヒータ4を駆動させる駆動部50と、を備えて構成される。そして、差動アンプ33とアンプ35a,bと駆動部50との各々はMPU40に接続されている。
The flow
さらに、流量計測装置20は、フローセンサ1のヒータ4が発生する温度分布の影響を受けないように流路70内に設けられる非加熱用参照部材1Aを有する。この非加熱用参照部材1Aは、図2に示すように、流路70内を流れるガスの流れ方向(図2中のPからQへの方向)と略直交方向となる流路70の断面上において、上方に設けているフローセンサ1と対向するように流路70の下方の内壁に設けられている。
Furthermore, the flow
なお、フローセンサ1と非加熱用参照部材1Aとの配置関係は、流路70における任意の壁面上でお互いに流れに対して略直交方向する位置に配置する、断面形状等が変化していない直線状の流路70における上流に非加熱用参照部材1Aと下流にフローセンサ1となるように配置するなど、種々異なる配置関係とすることができる。
Note that the arrangement relationship between the
また、流路70内における流れがほとんどない位置、流れの影響を受けない位置等に、非加熱用参照部材1Aを配置することも考えられるが、流れがない位置(淀み位置)のガスは、流れているガスと同一温度であるとは限らないため、そのような位置に配置することは適切でなく、上述した配置関係とすることが好ましい。
Further, it is conceivable to arrange the non-heating reference member 1A at a position where there is almost no flow in the
さらに、流路70の同一断面形状の同一位置に配置していれば、お互いの距離が離れていても大きな問題はないが、圧力損失が大きい場合は、それに伴う温度低下があるため、計測精度を若干低下させる可能性があるため、お互いの距離は近いことが好ましい。
Furthermore, as long as the
非加熱用参照部材1Aは、その基本構成が上述したフローセンサ1と同一であり、フローセンサ1の基体2と同一の構成部材で形成される参照用基体2Aと、該参照用基体2Aから断熱された状態でその表面に設けられ、かつ、フローセンサ1のダイアフラム3と同一の構成部材で形成される参照用ダイアフラム3Aと、前記ガスの流れ方向に対して右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13(横側温度センサ)と同一の方向となるように、該参照用ダイアフラム3A上に設けられて参照用基体2Aと温接点上のガスとの温度差に基づいて流体の温度を検出して参照用横側温度信号を出力する参照用右側サーモパイル11A及び参照用左側サーモパイル13A(参照用横側温度センサ)と、を有する。
The non-heating reference member 1A has the same basic configuration as that of the
さらに、非加熱用参照部材1Aは、流路70の上流側の参照用ダイアフラム3A上に設けられて前記上流側の参照用基体2Aと温接点上のガスとの温度差に基づいて流体の温度を検出して参照用上流側温度信号を出力する参照用上流側温度センサ8Aと、流路70の下流側の参照用ダイアフラム3A上に設けられて前記下流側の参照用基体2Aと温接点上のガスとの温度差に基づいて流体の温度を検出して参照用下流側温度信号を出力する参照用下流側温度センサ5Aと、を有する。
Further, the non-heating reference member 1A is provided on the reference diaphragm 3A on the upstream side of the
また、流量計測装置20は、上述した非加熱用参照部材1A内の参照用下流側サーモパイル5Aからの参照用下流側温度信号とその参照用上流側サーモパイル8Aからの参照用上流側温度信号との差信号を増幅する差動アンプ34と、非加熱用参照部材1A内の参照用右側サーモパイル11Aからの右側温度検出信号を増幅するアンプ36aと、その参照用左側サーモパイル13Aからの左側温度検出信号を増幅するアンプ36bと、をさらに備えて構成される。そして、差動アンプ34とアンプ36a,bとの各々はMPU40に接続されている。
Further, the flow
なお、本最良の形態では、フローセンサ1と同一の構成からなる他のフローセンサによって非加熱用参照部材1Aを構成していることから、非加熱用参照部材1Aにもフローセンサ1のヒータ4に相当するヒータは存在しているが、そのヒータは駆動させないようにしている。そして、非加熱用参照部材1Aは、その構成に限定するものではなく、例えば、ダイアフラム3と同一の形状に形成された参照用ダイアフラム3A上に、参照用右側サーモパイル11A及び参照用左側サーモパイル13Aのみを形成する形態、ダイアフラム3の外形よりも小さく形成した参照用ダイアフラム3A上を用いる形態など種々異なる形態とすることができる。
In the best mode, since the non-heating reference member 1A is constituted by another flow sensor having the same configuration as the
MPU40は、周知のように、予め定めたプログラムに従って各種の処理や制御などを行う中央演算処理装置(CPU)41、CPU41のためのプログラム等を格納した読み出し専用のメモリであるROM42、各種のデータを格納するとともにCPU41の処理作業に必要なエリアを有する読み出し書き込み自在のメモリであるRAM43等を有して構成している。
As is well known, the
ROM42には、フローセンサ1を用いてガスの流量を計測するのに当たり、CPU41(コンピュータ)を、上述した請求項中の横側用減算手段、物性状態情報検出手段、流量算出手段、及び、流れ方向減算手段として機能させるための各種プログラムを記憶している。
In the ROM 42, when the flow rate of gas is measured using the
CPU41は、下流側サーモパイル5及び上流側サーモパイル8からの下流側温度信号と上流側温度信号との差である差信号が差動アンプ33を介して入力され、かつ、参照用下流側サーモパイル5A及び参照用上流側サーモパイル8Aからの参照用下流側温度信号と参照用上流側温度信号との差である差信号が差動アンプ34を介して入力される。
The
なお、本最良の形態では、差動アンプ33を用いる場合について説明するが、本発明はこれに限定するものではなく、アンプで増幅して下流側温度信号及び上流側温度信号をそのままCPU41に入力するなど種々異なる形態とすることができる。
In the best mode, the case where the differential amplifier 33 is used will be described. However, the present invention is not limited to this, and the downstream temperature signal and the upstream temperature signal are directly input to the
CPU41は、右側サーモパイル11からの右側温度信号がアンプ35aを介して入力されると共に、左側サーモパイル13からの左側温度信号がアンプ35bを介して入力され、かつ、参照用右側サーモパイル11Aからの参照用右側温度信号がアンプ36aを介して入力されると共に、参照用左側サーモパイル13Aからの左側温度信号がアンプ36bを介して入力される。
The
なお、本最良の形態では、アンプ35a,b及びアンプ36a,bのそれぞれ2つを用いる方法について説明するが、例えば、2つの信号の和を出力する増幅回路を1つのアンプで構築する方法など種々異なる方法を用いることができる。 In this best mode, a method using two amplifiers 35a and 35b and two amplifiers 36a and 36b will be described. For example, a method of constructing an amplifier circuit that outputs the sum of two signals by one amplifier, etc. Different methods can be used.
駆動部50は、MPU40に接続しており、MPU40からの指示に応じてマイクロヒータ4に対する電力の供給を制御してマイクロヒータ4を駆動させる駆動回路等を有している。
The
次に、上述した構成におけるマイクロコンピュータ40のCPU41が実行する流量計測処理の一例を、図4に示すフローチャートを参照して以下に説明する。
Next, an example of the flow rate measurement process executed by the
図4に示す流量計測処理が起動されると、ステップS11において、マイクロヒータ4の加熱開始が駆動部50に指示され、その後ステップS12に進む。この指示に応じて駆動部50は、マイクロヒータ4に一定の電圧が印加されるように駆動させる。この結果、マイクロヒータ4の周りのガスが加熱されて、所定の温度分布が発生することになる。
When the flow rate measurement process shown in FIG. 4 is started, the driving
ステップS12において、右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13からアンプ35a,bを介して右側温度検出信号、左側温度検出信号が取り込まれ、それらの信号値がマイクロヒータ4の駆動時における温度分布出力V3onとしてRAM43に記憶され、その後ステップS13に進む。
In step S12, the right side temperature detection signal and the left side temperature detection signal are taken in from the right side thermopile 11 and the
ステップS13において、参照用右側サーモパイル11A及び参照用左側サーモパイル13Aからアンプ35a,bを介して右側温度検出信号及び左側温度検出信号(横側温度信号に相当)が取り込まれ、それらの信号値がマイクロヒータ4の非駆動時における温度分布出力V3offとしてRAM43に記憶され、その後ステップS14に進む。
In step S13, the right side temperature detection signal and the left side temperature detection signal (corresponding to the lateral side temperature signal) are taken in from the reference
ステップS14において、加熱時の温度分布出力V3onに対応して、フローセンサ1の下流側サーモパイル5及び上流側サーモパイル8がそれぞれ出力した上流側温度信号及び下流側温度信号の差信号が差動アンプ33を介して取り込まれ、その信号値が加熱時における温度差出力VonとしてRAM43に記憶され、その後ステップS15に進む。
In step S14, the difference signal between the upstream temperature signal and the downstream temperature signal output from the
ステップS15において、非加熱時の温度分布出力V3offに対応して、非加熱用参照部材1Aの参照用下流側サーモパイル5A及び参照用上流側サーモパイル8Aがそれぞれ出力した参照用上流側温度信号及び参照用下流側温度信号の差信号が差動アンプ34を介して取り込まれ、その信号値が非加熱時における温度差出力VoffとしてRAM43に記憶され、その後ステップS16に進む。
In step S15, corresponding to the temperature distribution output V3off at the time of non-heating, the reference upstream temperature signal and the reference reference output from the reference downstream thermopile 5A and the reference upstream thermopile 8A of the non-heating reference member 1A, respectively. The difference signal of the downstream temperature signal is taken in via the
ステップS16(横側減算手段、物性状態情報検出手段)において、RAM43の温度分布出力V3onと温度分布出力V3offとの差を求めることで、(V3on−V3off)なる流体の物性に応じた物性状態情報が算出されてRAM43に記憶され、その後ステップS17に進む。なお、この物性状態情報に基づいて流体の物性をある程度求めることもできる。 In step S16 ( lateral side subtracting means , physical property state information detecting means), the difference between the temperature distribution output V3on and the temperature distribution output V3off of the RAM 43 is obtained, whereby the physical property state information corresponding to the physical property of the fluid (V3on−V3off) Is calculated and stored in the RAM 43, and then the process proceeds to step S17. Note that the physical properties of the fluid can be determined to some extent based on the physical property state information.
ステップS17(流れ方向減算手段、流量算出手段)において、RAM43の温度差出力Von,Voff、物性状態情報(V3on−V3off)、後述する流量算出式を用いて算出されることで、1回の計測当たりの流量が算出されて流量情報としてRAM43に記憶され、その後、ステップS18において、流量情報は予め定められた例えば表示装置に出力されることで、表示装置に表示される。 In step S17 ( flow direction subtraction means , flow rate calculation means), the temperature difference outputs Von and Voff of the RAM 43, physical property state information (V3on-V3off), and a flow rate calculation formula described later are used for one measurement. The winning flow rate is calculated and stored in the RAM 43 as flow rate information. Thereafter, in step S18, the flow rate information is output to a predetermined display device, for example, and displayed on the display device.
なお、本最良の形態においては、流量算出式である(Von−Voff)/(V3on−V3off)を算出するための算出プログラムを予めROM42に記憶しているが、温度差出力Vonの補正が不要な場合は、Von/(V3on−V3off)となる流量算出式を算出するための算出プログラムをRAM42に記憶しておき、上述したステップS12の処理を削除することで対応することができる。 In this best mode, a calculation program for calculating (Von−Voff) / (V3on−V3off) which is a flow rate calculation formula is stored in the ROM 42 in advance, but correction of the temperature difference output Von is not necessary. In such a case, a calculation program for calculating a flow rate calculation formula of Von / (V3on−V3off) is stored in the RAM 42, and the processing in step S12 described above can be deleted.
ステップS19において、終了要求を受けたか否かが判定される。終了要求を受けていないと判定された場合は(S19でN)、ステップS12に戻り、一連の処理が繰り返される。なお、直ちにステップS12に戻る必要はなく、一定時間経過した後に戻るようにしてもよい。一方、終了要求を受けたと判定された場合は(S19でY)、ステップS20において、マイクロヒータ4の加熱終了が駆動部50に指示され、マイクロヒータ4の駆動が停止されると、その後処理が終了される。
In step S19, it is determined whether an end request has been received. If it is determined that an end request has not been received (N in S19), the process returns to step S12, and a series of processing is repeated. Note that it is not necessary to immediately return to step S12, and it may be possible to return after a predetermined time has elapsed. On the other hand, if it is determined that the end request has been received (Y in S19), the driving
ここで、上述した構成の流量計測装置が有効である理由を、従来の計測装置及びその計測方法とを比較して説明する。 Here, the reason why the flow rate measuring apparatus having the above-described configuration is effective will be described in comparison with a conventional measuring apparatus and its measuring method.
従来の計測では、1つのフローセンサ1を用いていたため、マイクロヒータ4を駆動している計測中には、マイクロヒータ4の非駆動時の温度センサ出力は計測されない。そのため、フローセンサ1として出力されるデータはVon/V3onになる。一方、本発明の出力されるデータはVon/(V3on−V3off)となり、ヒータ非駆動時の出力V3offが0であれば同じ出力になるが、基体2より流体の温度が高い場合は、温度センサ(サーモパイルの温接点)が載っているダイアフラム3の温度も上昇し、出力V3offは0ではなくなり、V3off>0となる。そして、ヒータ駆動時の出力V3onも温度差によるダイアフラム3の温度上昇の影響を同様に受けるため、温度差がないときに比べて出力V3offだけ出力が大きくなる。
In the conventional measurement, since one
基体2より流体の温度が低い場合も同様で、サーモパイルの温接点が載っているダイアフラム3の温度は低下し、出力V3offは0でなくなり、V3off<0となる。そして、ヒータ駆動時の出力V3onも温度差がないときに比べてV3off分だけ出力が小さくなる。このように、V3on出力は、流体と基体2の温度差によって変化し不安定なため、従来のフローセンサ出力Von/V3onでは出力が不安定になり、計測誤差が大きくなっていたが、本発明のフローセンサ出力Von/(V3on−V3off)では出力が安定するため、計測誤差を大幅に小さくすることになる。
The same applies to the case where the temperature of the fluid is lower than that of the
なお、(Von−Voff)/(V3on−V3off)をフローセンサ出力とする場合は、さらに計測精度を向上させる効果がある。Vonは、上流側サーモパイル8と下流側サーモパイル5との差出力であるため、それぞれの温接点の温度変化によってそれぞれのサーモパイル出力が変化する分についてはキャンセルされる効果があり、Von/(V3on−V3off)だけでも計測誤差を向上させることができる。しかし、ダイアフラム3の温度変化によるダイアフラム3の熱抵抗、熱容量などの変化により、Vonも僅かに変化している。そのため、Voffによる差出力をとり、(Von−Voff)/(V3on−V3off)をフローセンサ出力とすることで、さらに計測精度を向上させる効果がある。
When (Von−Voff) / (V3on−V3off) is used as the flow sensor output, there is an effect of further improving the measurement accuracy. Since Von is a differential output between the
次に、上述した構成の流量計測装置20における動作(作用)の一例を、図5の図面を参照して以下に説明する。なお、図5は本発明による温度差と器差との関係を示すグラフである。
Next, an example of the operation (action) in the flow
流量計測装置20によって上述した流量計測処理が実行されると、マイクロヒータ4が駆動される。そして、流量計測装置20は、フローセンサ1の右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13から温度分布出力V3on、上流側サーモパイル8及び下流側サーモパイル5から温度差出力Vonをそれぞれ取り込み、かつ、非加熱用参照部材1Aの参照用右側サーモパイル11A及び参照用左側サーモパイル13Aから温度分布出力V3off、参照用上流側サーモパイル8A及び参照用下流側サーモパイル5Aから温度差出力Voffをそれぞれ取り込む。
When the flow rate measuring process described above is executed by the flow
取り込んだ温度分布出力V3onと温度分布出力V3offとの差に基づいて物性状態情報を検出し、該物性状態情報と取り込んだ温度差出力Von,Voffと流量算出式とを用いてガスの流量を算出し、該流量を流量情報として例えば表示装置等に出力して表示させる。 Physical property state information is detected based on the difference between the captured temperature distribution output V3on and the temperature distribution output V3off, and the gas flow rate is calculated using the physical property state information, the captured temperature difference outputs Von, Voff and the flow rate calculation formula. Then, the flow rate is output as flow rate information to, for example, a display device and displayed.
以降も、ガスの計測期間中は、上述した処理を繰り返すことで、流量の計測時に、常に物性状態情報を検出し、この物性状態情報で上流及び下流温度センサ出力を補正して流量の算出を行う。 Thereafter, during the gas measurement period, the above-described processing is repeated, so that the physical property state information is always detected when the flow rate is measured, and the upstream and downstream temperature sensor outputs are corrected with this physical property state information to calculate the flow rate. Do.
上述した発明が解決しようとする課題で説明した測定条件と同一の測定条件で温度差と器差との関係を確認したところ、図5に示す結果を得ることができた。詳細には、センサ基体とガス温度差とを約−30〜30度の範囲で変化させたとき、図5に示すように、その器差は−30度のときが約1%、−15度のときが約0%、−5度のときが約0.5%、5度のときが約0%、15度のときが約0%、30度のときが約−1%という測定結果を得ることができた。つまり、このように本発明の流量計測装置20によって、温度差の変化による器差の発生を解消することができた。
When the relationship between the temperature difference and the instrumental difference was confirmed under the same measurement conditions as those described in the problem to be solved by the above-described invention, the result shown in FIG. 5 was obtained. Specifically, when the sensor base and the gas temperature difference are changed in a range of about -30 to 30 degrees, as shown in FIG. 5, the instrumental difference is about 1% when the temperature is -30 degrees, and -15 degrees. The measurement result is about 0% at -5 degrees, about 0.5% at -5 degrees, about 0% at 5 degrees, about 0% at 15 degrees, and about -1% at 30 degrees. I was able to get it. That is, in this way, the flow
以上説明したように本発明の流量計測装置20によれば、フローセンサ1における基体2、ダイアフラム3、右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13(横側温度センサ)の構成が同一の非加熱用参照部材1Aを、フローセンサ1のマイクロヒータ(ヒータ)4が発生する温度分布の影響を受けないように流路内に設け、そして、マイクロヒータ4の加熱状態のときにフローセンサ1の右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13から各横側温度信号、非加熱用参照部材1Aの各参照用横側温度信号をそれぞれ取り込み、これらの横側温度信号に基づいて流体の物性状態情報を検出し、該物性状態情報に基づいて補正した上流側温度信号及び下流側温度信号に基づいて流体の流量を計測するようにしたことから、マイクロヒータ4の加熱状態であってもその加熱の影響を受けていない参照用横側温度信号によって横側温度信号を補正できて、基体温度と流体温度とに温度差が生じたときに発生する温度センサのオフセット出力をキャンセルすることができるため、基体温度と流体温度とに温度差が生じてもフローセンサ出力精度を良い状態に保つことができる。従って、フローセンサ1のマイクロヒータ4を駆動させた状態でもその非駆動状態に対応した横側温度信号を常に取り込むことができるため、流量計測装置20におけるヒータ駆動の制御、補正処理等を複雑化することなく、連続的な計測であっても、様々な種類の流体に対する計測精度を向上させることができる。
As described above, according to the flow
また、非加熱用参照部材1Aをガス(流体)の流れの影響を受けるように流路70内のフローセンサ1に対する反対側壁面に設けるようにしたことから、フローセンサ1に流れ込むガスと同一温度の流体の影響を受けることになり、参照用右側サーモパイル11A及び参照用左側サーモパイル13A(参照用横側温度センサ)によってフローセンサ1のマイクロヒータ4の発生する熱の影響を受けない参照用横側温度信号を取り込むことができる。従って、より一層正確に横側温度信号を常に補正することができるため、様々な種類の流体に対する計測精度をより一層向上させることができる。
Further, since the non-heating reference member 1A is provided on the side wall surface opposite to the
さらに、非加熱用参照部材1Aに参照用上流側温度センサ8A及び参照用下流側温度センサ5Aを設けて、それらの参照用の各センサから参照用上流側温度信号及び参照用下流側温度信号をさらに取り込んで、上流側温度信号及び下流側温度信号についても補正するようにしたことから、測定精度の誤差因子をさらに減らすことができるため、計測精度のさらなる向上を図ることができる。 Further, a reference upstream temperature sensor 8A and a reference downstream temperature sensor 5A are provided on the non-heating reference member 1A, and a reference upstream temperature signal and a reference downstream temperature signal are received from each of these reference sensors. Further, since the upstream temperature signal and the downstream temperature signal are also corrected and corrected, the error factor of the measurement accuracy can be further reduced, so that the measurement accuracy can be further improved.
また、フローセンサ1と同一の構成からなる他のフローセンサを非加熱用参照部材1Aとするようにしたことから、フローセンサ1と非加熱用参照部材1Aとの構成の相違等による誤差をほぼ解消することができ、かつ、非加熱用参照部材1Aとして個別の構成部品を用いる必要が無くなるため、計測精度のさらなる向上を図ることができる。
In addition, since the other flow sensor having the same configuration as the
なお、上述した本最良の形態では、請求項中の各手段をMPU40によって実現する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、DSP(digital signal processor)、ASIC(application specific IC)で実現するなど種々異なる形態とすることができる。
In the above-described best mode, the case where each unit in the claims is realized by the
また、右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13からの各信号をアンプ35a,35bで増幅し、かつ、参照用右側サーモパイル11A及び参照用左側サーモパイル13Aからの各信号をアンプ36a,36bで増幅してMPU40に入力する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、上流側温度信号及び下流側温度信号に対する差動アンプ33,34と同様に上述したアンプ35a,35bと36a,36bを差動アンプに置き換えなど、アナログ回路上で自動的に補正(引き算)することで、MPU40における演算処理のさらなる簡単化を図ることもできる。
Further, each signal from the right thermopile 11 and the
また、上述した本最良の形態では、流量計測装置20について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、流量計測装置20をガスメータに組み込んで実現したり、水、薬品などの流体を計測する計器として実現するなど種々異なる形態とすることができる。
Further, in the above-described best mode, the flow
[第2の最良の形態]
上述した第1の最良の形態では、流体の物性状態情報に基づいて下流側及び上流側温度信号を補正する場合について説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、物性状態情報で補正しない流量計測装置についても有効である。そこで、第2の最良の形態では、物性状態情報を検出しないで、下流側及び上流側温度信号を補正して流量を計測する流量計測について説明する。
[Second best mode]
In the first best mode described above, the case where the downstream side and upstream side temperature signals are corrected based on the physical property state information of the fluid has been described. However, the present invention is not limited to this and is corrected by the physical property state information. It is also effective for a flow rate measuring device that does not. Therefore, in the second best mode, flow rate measurement in which the flow rate is measured by correcting the downstream and upstream temperature signals without detecting the physical property state information will be described.
フローセンサ1と非加熱用参照部材1Aと流量計測装置20との各々は、上述した第1の最良の形態と基本構成は同一であることから、異なる部分のみを説明する。
Since each of the
まず、図3において、フローセンサ1は、基体2、ダイアフラム3、マイクロヒータ4、下流側サーモパイル(温度センサ)5及び上流側サーモパイル(温度センサ)8、基体2の温度を検出する抵抗(基体温度検出手段:図6参照)15,16のみで構成する。そして、非加熱用参照部材1Aは、参照用基体2A、参照用ダイアフラム3A、参照用下流側サーモパイル5A及び参照用上流側サーモパイル8A(参照用横側温度センサ)のみで構成する。
First, in FIG. 3, a
流量計測装置20の構成については、図3中の右側サーモパイル11、左側サーモパイル13、参照用右側サーモパイル11A、及び、参照用左側サーモパイル13Aに対応した構成を削除することで対応する。
The configuration of the flow
流量計測装置20のROM42には、下流側温度サーモパイル5が出力する下流側温度信号及び前記上流側温度サーモパイル8が出力する上流側温度信号から、前記参照用下流側温度サーモパイル5Aが出力する参照用下流側温度信号及び前記参照用上流側温度サーモパイル8Aが出力する参照用上流側温度信号を減算する流れ方向用減算手段、前記流れ方向用減算手段が減算した下流側温度信号及び上流側温度信号に基づいて前記流体の流量を算出する流量算出手段等の各種手段としてCPU41を機能させるための各種プログラムを予め記憶しておく。
In the ROM 42 of the flow
流量計測装置20は、抵抗15,16の検出した基体2の基体温度を検出すると、その基体温度よりも一定温度高い温度に保持するように、マイクロヒータ4の電力供給を制御する。そして、その加熱状態において、フローセンサ1の下流側温度センサ5及び上流側温度センサ8からそれぞれ下流側温度信号ad及び上流側温度信号auを取り込むと共に、それらの各温度信号に対応した非加熱用参照部材1Aの参照用下流側温度信号bd及び参照用上流側温度信号buを、非加熱用参照部材1Aの参照用下流側温度センサ5A及び参照用上流側温度センサ8Aから取り込む。そして、例えば上流側温度信号au、下流側温度信号ad、参照用上流側温度信号bd、及び、参照用下流側温度信号buのそれぞれにより予め定められた補正用算出式(Q1=ad−au−bd+bu)で求められる補正データQ1を算出し、その補正データQ1に基づいて流体の流量を算出する。
When the flow
このような構成の流量計測装置20によれば、マイクロヒータ4の加熱状態であってもその加熱の影響を受けていない非加熱用参照部材1Aから、流体の計測期間中は常に最新の基体温度と流体温度との温度差に応じた参照用下流側温度信号及び参照用上流側温度信号を取り込むことができるため、流路70の外部の温度変化等によって基体2とダイアフラム3との間に温度差が生じても、基体温度と流体温度とに温度差が生じたときに発生する温度センサのオフセット出力をキャンセルすることができるため、基体温度と流体温度とに温度差が生じてもフローセンサ出力精度を良い状態に保つことができる。従って、フローセンサ1のマイクロヒータ4を駆動させた状態でもその非駆動状態に対応した下流側及び上流側温度信号を常に取り込むことができるため、流量計測装置におけるヒータ駆動の制御、補正処理等を複雑化することなく、連続的な計測であっても、流体に対する計測精度を向上させることができる。
According to the flow
[第3の最良の形態]
次に、第1の最良の形態で説明したフローセンサ1と非加熱用参照部材1Aを用いて、流体種類の判別を行う流体判別装置の最良の形態を以下に説明する。なお、従来の技術、第1,2の最良の形態のところで説明したものと同一あるいは相当する部分には同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Third best mode]
Next, the best mode of the fluid discriminating apparatus for discriminating the fluid type using the
流体判別装置は、上述した第1の最良の形態で説明した図6に示す流量計測装置20の構成のうち、アンプ35a,35b,36a,36bと、マイクロプロセッサ(MPU)40と、駆動部50と、を有している。そして、フローセンサ1は、基体2と、ダイアフラム3と、マイクロヒータ(ヒータ)4と、右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13(横側温度センサ)と、フローセンサ1と、非加熱用参照部材1Aと、を有する。そして、非加熱用参照部材1Aは、参照用基体2Aと、参照用ダイアフラム3Aと、参照用右側サーモパイル11A及び参照用左側サーモパイル13A(参照用横側温度センサ)と、を有する。
The fluid discriminating device includes an amplifier 35a, 35b, 36a, 36b, a microprocessor (MPU) 40, and a
ROM42はさらに、右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13が出力する横側温度信号から、参照用右側サーモパイル11A及び左側サーモパイル13Aが出力する参照用横側温度信号を減算する横側用減算手段、前記横側用減算手段が減算した横側温度信号に基づいて、流体の流れ方向と略直交してマイクロヒータ4を通る略直交方向における前記温度分布に応じた前記流体の物性状態を示す物性状態情報を検出する物性状態情報検出手段、物性状態情報検出手段41bが検出した物性状態情報に基づいて前記判別対象流体の種類を判別する流体判別手段等の各種手段としてCPU41を機能させるための流体判別プログラムを記憶している。
The ROM 42 further includes a lateral subtracting means for subtracting a reference lateral temperature signal output from the reference
流体判別装置は、流体判別プログラムを実行すると、マイクロヒータ4の加熱開始を駆動部50に指示して駆動部50駆動させて、マイクロヒータ4の周りに所定の温度分布を発生させる。そして、その加熱状態において、フローセンサ1の右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13から右側温度信号及び左側温度信号を取り込むとともに、非加熱用参照部材1Aの参照用右側サーモパイル11A及び参照用左側サーモパイル13Aから参照用右側温度信号及び参照用左側温度信号を取り込む。
When the fluid discrimination program executes the fluid discrimination program, it instructs the
右側温度信号及び左側温度信号を参照用右側温度信号及び参照用左側温度信号に基づいて補正し、該補正した右側温度信号及び左側温度信号が示す温度分布を検出し、該温度分布に基づいて流体の物性に応じた物性状態情報を検出する。そして、該物性状態情報と予め定められた物性判別情報との比較結果に基づいて流体種類を判別し、該判別結果を示す判別結果情報が図示しない表示装置、通信装置、音声出力装置等に出力されることで、判別結果を通知する。 The right temperature signal and the left temperature signal are corrected based on the reference right temperature signal and the reference left temperature signal, the temperature distribution indicated by the corrected right temperature signal and the left temperature signal is detected, and the fluid is detected based on the temperature distribution. The physical property state information corresponding to the physical property is detected. Then, the fluid type is determined based on a comparison result between the physical property state information and predetermined physical property determination information, and the determination result information indicating the determination result is output to a display device, a communication device, an audio output device, etc. (not shown). As a result, the determination result is notified.
以上説明した流体判別装置によれば、フローセンサ1における基体2、ダイアフラム3、右側サーモパイル11及び左側サーモパイル13(横側温度センサ)の配置構成が同一の非加熱用参照部材1Aを、フローセンサ1のマイクロヒータ4が発生する温度分布の影響を受けないように流路内に設け、そして、マイクロヒータ4の加熱状態のときにフローセンサ1の横側温度センサから横側温度信号、非加熱用参照部材1Aの参照用横側温度信号をそれぞれ取り込んで補正を行い、補正した横側温度信号に基づいて流体の物性状態情報を検出し、該物性状態情報に基づいて判別対象流体の種類を判別するようにしたことから、流体温度と基体温度との間に温度差が生じても、その温度差による誤差を解消することができるため、その横側温度信号に基づいて物性状態情報を検出して流体を正確に判別することができる。従って、様々な種類の流体に判別の精度を向上させることができる。
According to the fluid discriminating apparatus described above, the non-heating reference member 1A having the same arrangement configuration of the
1 フローセンサ(フローセンサ)
1A 非加熱用参照部材
3 ダイアフラム
3A 参照用ダイアフラム
4 ヒータ
5 下流側温度センサ
8 上流側温度センサ
11,13 横側温度センサ
11A,13A 参照用横側温度センサ
20 流量計測装置
41a 横側用減算手段(CPU)
41b 物性状態情報検出手段(CPU)
41c 流量算出手段(CPU)
41d 流れ方向用減算手段(CPU)
1 Flow sensor (flow sensor)
1A
41b Physical property state information detecting means (CPU)
41c Flow rate calculation means (CPU)
41d Flow direction subtraction means (CPU)
Claims (5)
前記基体と同一の構成部材で形成される参照用基体と、前記ダイアフラムと同一の構成部材で形成されて前記参照用基体の表面に設けられる参照用ダイアフラムと、前記ダイアフラム上における前記上流側温度センサの配置と同一になるように前記参照用ダイアフラム上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用上流側温度信号を出力する参照用上流側温度センサと、前記ダイアフラム上における前記下流側温度センサの配置と同一になるように前記参照用ダイアフラム上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用下流側温度信号を出力する参照用下流側温度センサと、を有して、前記フローセンサと同一の前記流体の流れの影響を受けるように前記流路内に設けられる非加熱用参照部材と、
前記下流側温度センサが出力する下流側温度信号及び前記上流側温度センサが出力する上流側温度信号の差信号である温度差出力Vonから、前記参照用下流側温度センサが出力する参照用下流側温度信号及び前記参照用上流側温度センサが出力する参照用上流側温度信号の差信号である温度差出力Voffを減算したものと同一の出力を演算する流れ方向用減算手段と、
前記流れ方向用減算手段による演算結果に基づいて前記流体の流量を算出する流量算出手段と、
を有することを特徴とする流量計測装置。 A diaphragm provided on the surface of the substrate; a heater provided on the diaphragm for heating a fluid flowing in the flow path; and provided on the diaphragm upstream of the flow path with respect to the heater to adjust the temperature of the fluid. An upstream temperature sensor that detects and outputs an upstream temperature signal, and a downstream side that is provided on the diaphragm downstream of the flow path with respect to the heater and detects the temperature of the fluid and outputs a downstream temperature signal In a flow rate measuring device that measures the flow rate of the fluid using a flow sensor having a temperature sensor,
A reference base formed of the same constituent member as the base, a reference diaphragm formed of the same constituent member as the diaphragm and provided on the surface of the reference base, and the upstream temperature sensor on the diaphragm A reference upstream temperature sensor provided on the reference diaphragm to detect the temperature of the fluid and outputting a reference upstream temperature signal, and the downstream temperature on the diaphragm A reference downstream temperature sensor that is provided on the reference diaphragm so as to have the same sensor arrangement and detects a temperature of the fluid and outputs a reference downstream temperature signal. A non-heating reference member provided in the flow path so as to be affected by the same fluid flow as the sensor;
Reference downstream side output by the reference downstream temperature sensor from a temperature difference output Von that is a difference signal between the downstream temperature signal output by the downstream temperature sensor and the upstream temperature signal output by the upstream temperature sensor. Subtracting means for flow direction that calculates the same output as the subtracted temperature difference output Voff that is a difference signal between the temperature signal and the reference upstream temperature signal output by the reference upstream temperature sensor;
A flow rate calculating means for calculating a flow rate of the fluid based on a calculation result by the flow direction subtracting means;
A flow rate measuring device comprising:
前記基体と同一の構成部材で形成される参照用基体と、前記ダイアフラムと同一の構成部材で形成される参照用ダイアフラムと、前記ダイアフラム上における前記横側温度センサの配置と略同一となるように、該参照用ダイアフラム上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用横側温度信号を出力する参照用横側温度センサと、を有して、前記フローセンサと同一の前記流体の流れの影響を受けるように前記流路内に設けられる非加熱用参照部材と、
前記横側温度センサが出力する横側温度信号から、前記参照用横側温度センサが出力する参照用横側温度信号を減算する横側用減算手段と、
前記横側用減算手段が減算した横側温度信号に基づいて、前記略直交方向における前記温度分布に応じた前記流体の物性状態を示す物性状態情報を検出する物性状態情報検出手段と、
前記下流側温度センサが出力する下流側温度信号と前記上流側温度センサが出力する上流側温度信号と前記物性状態情報検出手段が検出した物性状態情報とに基づいて前記流体の流量を算出する流量算出手段と、
を有することを特徴とする流量計測装置。 A diaphragm provided on the surface of the substrate; a heater provided on the diaphragm for heating a fluid flowing in the flow path; and provided on the diaphragm upstream of the flow path with respect to the heater to adjust the temperature of the fluid. An upstream temperature sensor that detects and outputs an upstream temperature signal, and a downstream side that is provided on the diaphragm downstream of the flow path with respect to the heater and detects the temperature of the fluid and outputs a downstream temperature signal A temperature sensor, a lateral temperature sensor that is provided on the diaphragm and detects a temperature of the fluid in a substantially orthogonal direction passing through the heater and approximately orthogonal to the flow direction of the fluid, and outputs a lateral temperature signal; In a flow measurement device that measures the flow rate of a fluid using a flow sensor having
The reference base formed of the same constituent member as the base, the reference diaphragm formed of the same constituent member as the diaphragm, and the arrangement of the lateral temperature sensor on the diaphragm are substantially the same. A reference lateral temperature sensor provided on the reference diaphragm for detecting a temperature of the fluid and outputting a reference lateral temperature signal, and the same fluid flow as the flow sensor. A non-heating reference member provided in the flow path so as to be affected by
A lateral subtraction means for subtracting a reference lateral temperature signal output by the reference lateral temperature sensor from a lateral temperature signal output by the lateral temperature sensor;
Physical property state information detecting means for detecting physical property state information indicating the physical state of the fluid according to the temperature distribution in the substantially orthogonal direction based on the lateral temperature signal subtracted by the lateral subtracting unit ;
A flow rate for calculating the flow rate of the fluid based on the downstream temperature signal output from the downstream temperature sensor, the upstream temperature signal output from the upstream temperature sensor, and the physical property state information detected by the physical property state information detecting means. A calculation means;
A flow rate measuring device comprising:
前記下流側温度センサが出力する下流側温度信号及び前記上流側温度センサが出力する上流側温度信号の差信号である温度差出力Vonから、前記参照用下流側温度センサが出力する参照用下流側温度信号及び前記参照用上流側温度センサが出力する参照用上流側温度信号の差信号である温度差出力Voffを減算したものと同一の出力を演算する流れ方向用減算手段をさらに設けて、
前記流量算出手段が、前記流れ方向用減算手段による演算結果と前記物性状態情報検出手段の検出した物性状態情報とに基づいて前記流体の流量を算出するようにしたことを特徴とする請求項2に記載の流量計測装置。 A non-heating reference member is further provided on the reference diaphragm so as to be the same as the arrangement of the upstream temperature sensor on the diaphragm, and detects the temperature of the fluid and outputs a reference upstream temperature signal. The reference upstream temperature sensor is provided on the reference diaphragm so as to be the same as the arrangement of the downstream temperature sensor on the diaphragm, and detects the temperature of the fluid to generate a reference downstream temperature signal. A downstream reference temperature sensor for output, and
Reference downstream side output by the reference downstream temperature sensor from a temperature difference output Von that is a difference signal between the downstream temperature signal output by the downstream temperature sensor and the upstream temperature signal output by the upstream temperature sensor. A flow direction subtraction means for calculating the same output as the difference signal obtained by subtracting the temperature difference output Voff , which is a difference signal between the temperature signal and the reference upstream temperature signal output from the reference upstream temperature sensor;
3. The flow rate of the fluid is calculated by the flow rate calculation unit based on a calculation result by the subtraction unit for the flow direction and physical property state information detected by the physical property state information detection unit. The flow rate measuring device described in 1.
前記基体と同一の構成部材で形成される参照用基体と、前記ダイアフラムと同一の構成部材で形成される参照用ダイアフラムと、前記ダイアフラム上における前記横側温度センサの配置と略同一となるように、該参照用ダイアフラム上に設けられて前記流体の温度を検出して参照用横側温度信号を出力する参照用横側温度センサと、を有して、前記フローセンサと同一の前記流体の流れの影響を受けるように前記流路内に設けられる非加熱用参照部材と、
前記横側温度センサが出力する横側温度信号から、前記参照用横側温度センサが出力する参照用横側温度信号を減算する横側用減算手段と、
前記横側用減算手段が減算した横側温度信号に基づいて、前記略直交方向における前記温度分布に応じた前記流体の物性状態を示す物性状態情報を検出する物性状態情報検出手段と、を有するとともに、
前記物性状態情報検出手段が検出した物性状態情報に基づいて前記判別対象流体の種類を判別するようにしたことを特徴とする流体判別装置。 A diaphragm provided on the surface of the substrate, a heater provided on the diaphragm for heating the fluid flowing in the flow path, and a substantially provided on the diaphragm and passing through the heater substantially orthogonal to the fluid flow direction. In a fluid discrimination apparatus that discriminates the type of fluid to be discriminated using a flow sensor having a lateral temperature sensor that detects a temperature of the fluid in an orthogonal direction and outputs a lateral temperature signal.
The reference base formed of the same constituent member as the base, the reference diaphragm formed of the same constituent member as the diaphragm, and the arrangement of the lateral temperature sensor on the diaphragm are substantially the same. A reference lateral temperature sensor provided on the reference diaphragm for detecting a temperature of the fluid and outputting a reference lateral temperature signal, and the same fluid flow as the flow sensor. A non-heating reference member provided in the flow path so as to be affected by
A lateral subtraction means for subtracting a reference lateral temperature signal output by the reference lateral temperature sensor from a lateral temperature signal output by the lateral temperature sensor;
Physical property state information detecting means for detecting physical property state information indicating the physical property state of the fluid according to the temperature distribution in the substantially orthogonal direction based on the lateral temperature signal subtracted by the lateral subtracting unit. With
A fluid discriminating apparatus characterized in that the type of the discrimination target fluid is discriminated based on the physical property state information detected by the physical property state information detecting means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005336385A JP4981308B2 (en) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Flow rate measuring device and fluid discrimination device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005336385A JP4981308B2 (en) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Flow rate measuring device and fluid discrimination device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007139674A JP2007139674A (en) | 2007-06-07 |
JP4981308B2 true JP4981308B2 (en) | 2012-07-18 |
Family
ID=38202718
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005336385A Expired - Fee Related JP4981308B2 (en) | 2005-11-21 | 2005-11-21 | Flow rate measuring device and fluid discrimination device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4981308B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0829227A (en) * | 1994-07-12 | 1996-02-02 | Ricoh Co Ltd | Micro bridge type thermosensitive semiconductor flow velocity detection element and device using the same |
JP3759377B2 (en) * | 2000-06-07 | 2006-03-22 | 矢崎総業株式会社 | Flow rate detector for gas meter |
JP2001355800A (en) * | 2000-06-14 | 2001-12-26 | Nippon Applied Flow Kk | Gas supply device |
JP4261797B2 (en) * | 2001-10-01 | 2009-04-30 | 矢崎総業株式会社 | Gas flow meter |
-
2005
- 2005-11-21 JP JP2005336385A patent/JP4981308B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007139674A (en) | 2007-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100485944B1 (en) | Thermal flow sensor, method and apparatus for identifying fluid, flow sensor, and method and apparatus for flow measurement | |
JP5209232B2 (en) | Thermal flow meter | |
KR100791431B1 (en) | Fluid Metering and Fluid Metering Methods | |
EP2230491A2 (en) | Method of calibrating a thermal mass flowmeter | |
JP4981308B2 (en) | Flow rate measuring device and fluid discrimination device | |
JP2008185424A (en) | Gas concentration detector | |
JP4907959B2 (en) | Flow sensor correction unit, fluid discrimination device, and flow measurement device | |
JP2002168663A (en) | Flow measurement device and leak detection device | |
JP3706283B2 (en) | Flow sensor circuit | |
JP3527657B2 (en) | Flow sensor failure determination apparatus and method | |
JP2008215870A (en) | Fluid measuring device and fluid measuring method | |
JP4648662B2 (en) | Driving method and driving circuit of flow sensor | |
JP2010054251A (en) | Thermal flow sensor | |
JPH05107093A (en) | Thermal flowmeter | |
JP3766601B2 (en) | Flow sensor and flow measurement device | |
JP2001281182A (en) | Humidity detector | |
JP5522826B2 (en) | Thermal flow meter | |
JP2879256B2 (en) | Thermal flow meter | |
JP2008046143A (en) | Thermal fluid sensor and flow sensor | |
JP5511120B2 (en) | Gas concentration detector | |
JP2007147429A (en) | Flow sensor, flow measurement device, and fluid discrimination device | |
JP4205243B2 (en) | Temperature compensation method, temperature compensation circuit and sensor using the same | |
JP6434238B2 (en) | Flow meter and correction value calculation method | |
JP2009288096A (en) | Thermal flow sensor | |
JPH10142249A (en) | Flow sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080221 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110324 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110329 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110526 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120315 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120410 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120420 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150427 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |