JP5077712B2 - 熱式流速計測装置、熱式流速計測装置の流速計測方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、熱式流速計測装置、熱式流速計測装置の流速計測方法及びプログラムに関するものである。
一般的に、熱式流速計は、流体温度を検知する温度補償用感温抵抗体と流量や流速等を検知する検出用感温抵抗体とを有し、さらに、これらの両感温抵抗体の温度差が常に一定となるように検出用感温抵抗体に駆動電圧を印加して電流を供給して加熱する加熱手段を備えている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
しかし、従来の熱式流速計測装置では、検出用感温抵抗体に、常時、駆動電圧を印加して電流を供給するため、消費電力が大きくなってしまう。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、消費電力を低減することが可能な熱式流速計測装置、熱式流速計測装置の流速計測方法及びプログラムを提供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る熱式流速計測装置は、
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサと、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する電圧印加制御部と、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータが示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する流速取得部と、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納するパラメータ格納部と、
前記パラメータ格納部を参照し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定し、前記流速取得部が取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定するパラメータ設定部と、を備え、
前記パラメータ格納部が格納する前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率が、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定され、
前記パラメータ格納部が格納する前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間が、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定され、
前記パラメータ格納部が格納する前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔よりも広く設定された、ことを特徴とする。
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサと、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する電圧印加制御部と、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータが示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する流速取得部と、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納するパラメータ格納部と、
前記パラメータ格納部を参照し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定し、前記流速取得部が取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定するパラメータ設定部と、を備え、
前記パラメータ格納部が格納する前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率が、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定され、
前記パラメータ格納部が格納する前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間が、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定され、
前記パラメータ格納部が格納する前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔よりも広く設定された、ことを特徴とする。
本発明の第２の観点に係る熱式流速計測装置は、
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサと、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する電圧印加制御部と、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータが示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する流速取得部と、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定し、前記流速取得部が取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定するパラメータ設定部と、を備え、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率が、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定され、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間が、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定され、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定された、ことを特徴とする。
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサと、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する電圧印加制御部と、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータが示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する流速取得部と、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定し、前記流速取得部が取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定するパラメータ設定部と、を備え、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率が、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定され、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間が、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定され、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定された、ことを特徴とする。
本発明の第３の観点に係る熱式流速計測装置の流速計測方法は、
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置の流速計測方法であって、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止するステップと、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得するステップと、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した前記流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定するステップと、を備え、
前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率が、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定され、
前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間が、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定され、
前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータに示す計測間隔が、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔よりも広く設定された、ことを特徴とする。
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置の流速計測方法であって、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止するステップと、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得するステップと、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した前記流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定するステップと、を備え、
前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率が、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定され、
前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間が、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定され、
前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータに示す計測間隔が、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔よりも広く設定された、ことを特徴とする。
本発明の第４の観点に係る熱式流速計測装置の流速計測方法は、
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置の流速計測方法であって、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止するステップと、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得するステップと、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定するステップと、を備え、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率が、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定され、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間が、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定され、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定された、ことを特徴とする。
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置の流速計測方法であって、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止するステップと、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得するステップと、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定するステップと、を備え、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率が、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定され、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間が、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定され、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定された、ことを特徴とする。
本発明の第５の観点に係るプログラムは、
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置に設けられたコンピュータに、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する手順、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する手順、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した前記流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定する手順、を実行させ、
前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率を、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定させ、
前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間を、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定させ、
前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータに示す計測間隔を、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔パラメータに示す前記計測間隔よりも広く設定させるためのものである。
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置に設けられたコンピュータに、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する手順、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する手順、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した前記流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定する手順、を実行させ、
前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率を、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定させ、
前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間を、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定させ、
前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータに示す計測間隔を、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔パラメータに示す前記計測間隔よりも広く設定させるためのものである。
本発明の第６の観点に係るプログラムは、
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置に設けられたコンピュータに、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する手順、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する手順、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定する手順、を実行させ、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率を、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定させ、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間を、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定させ、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔を、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定させるためのものである。
電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置に設けられたコンピュータに、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する手順、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する手順、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定する手順、を実行させ、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率を、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定させ、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間を、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定させ、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔を、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定させるためのものである。
本発明によれば、消費電力を低減することができる。
以下、本発明の実施形態に係る熱式流速計測装置を図面を参照して説明する。
本実施形態に係る熱式流速計測装置は、図１に示すように、スイッチトランジスタＳＷ１と、流速センサ１００と、制御部２００と、表示部３００と、を備える。尚、直流電源ＰＳは、流速センサ１００に電源電圧Ｖccを印加する電源である。電源電圧Ｖccは、例えば、３Ｖである。
本実施形態に係る熱式流速計測装置は、図１に示すように、スイッチトランジスタＳＷ１と、流速センサ１００と、制御部２００と、表示部３００と、を備える。尚、直流電源ＰＳは、流速センサ１００に電源電圧Ｖccを印加する電源である。電源電圧Ｖccは、例えば、３Ｖである。
この熱式流速計測装置は、簡素な構成で気体の流速や流量を測定することができ、例えば、温熱環境評価指数ＰＭＶ（Predicted Mean Vote，予測温冷感申告）を算出するシステムにおいて、室内の風速を計測する際、特に有用である。
スイッチトランジスタＳＷ１は、直流電源ＰＳと流速センサ１００との間を接続、遮断するためのものであり、ｎ形バイポーラトランジスタによって構成される。スイッチトランジスタＳＷ１のコレクタは、直流電源ＰＳの正極に接続される。
流速センサ１００は、流体の流速を検出する定温度型のものであり、加熱温度センサ１０１と、周囲環境温度センサ１０２と、抵抗Ｒ１，Ｒ２と、を備える。
抵抗Ｒ１，Ｒ２は、電流制限抵抗であり、抵抗Ｒ１の一端、抵抗Ｒ２の一端は、スイッチトランジスタＳＷ１の一端（エミッタ）に接続される。
加熱温度センサ１０１は、電源電圧Ｖccが印加されて加熱し、計測対象の流体中に配置されて流体の流速に対応する電圧を出力するセンサであり、例えば、サーミスタによって構成される。加熱温度センサ１０１の一端は、抵抗Ｒ１の他端に接続され、他端は接地される。加熱温度センサ１０１と抵抗Ｒ１との接続点をノードＮ１とする。
周囲環境温度センサ１０２は、加熱温度センサ１０１の周囲の温度を計測するセンサであり、例えば、サーミスタによって構成される。周囲環境温度センサ１０２の一端は、抵抗Ｒ２の一端に接続され、他端は接地される。周囲環境温度センサ１０２と抵抗Ｒ２との接続点をノードＮ２とする。
制御部２００は、加熱温度センサ１０１の温度が一定になるように流速センサ１００に印加する電圧を制御するものである。制御部２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成される。
制御部２００は、図２に示すように、時刻ｔ１０において流速センサ１００に電圧を印加して加熱を開始し、予め設定された時刻ｔ１１において、ノードＮ１の電圧Ｖ101、ノードＮ２の電圧Ｖ102の測定を開始する。この時刻ｔ１０〜ｔ１１を、センサ加熱時間Time[heat]とし、時刻ｔ１１において、制御部２００が測定した電圧Ｖ101，Ｖ102を、それぞれ、測定値Ｖ101[t11]，Ｖ102[t11]とする。
そして、制御部２００は、予め設定された時刻ｔ１２において、ノードＮ１の電圧Ｖ101、ノードＮ２の電圧Ｖ102の測定し、流速センサ１００への電圧印加を停止して加熱を停止する。
この時刻ｔ１１〜ｔ１２を、流速計測時間Time[meas]とし、時刻ｔ１０〜ｔ１２を、流速センサ１００に電圧を印加して流速センサ１００を動作させる流速センサ動作時間Time[act]とする。そして、時刻ｔ１２において、制御部２００が測定した電圧Ｖ101，Ｖ102を、それぞれ、測定値Ｖ101[t12]，Ｖ102[t12]とする。
制御部２００は、時刻ｔ１２〜ｔ２０の間、流速センサ１００への電圧印加を停止して加熱を停止させる。この時刻ｔ１２〜ｔ２０を待機時間Time[wait]とする。このように待機時間Time[wait]を設けることによって省電力化が図られる。
そして、制御部２００は、時刻ｔ２０から、再び、流速センサ１００に電圧を印加して、加熱を開始する。時刻ｔ２０〜時刻ｔ２２、時刻ｔ２０〜ｔ２１、ｔ２１〜ｔ２２も、それぞれ、同様に、流速センサ動作時間Time[act]、センサ加熱時間Time[heat]、流速計測時間Time[meas]とする。制御部２００は、このような電圧制御と測定とを、繰り返し行う。
尚、流速センサ動作時間Time[act]に対する待機時間Time[wait]を長くすることによって、消費電力は低下する。一方、待機時間Time[wait]が長くなるに従って、計測精度は低下する。このため、計測精度が要求される場合には、待機時間Time[wait]を短くする必要がある。
制御部２００は、このような電圧制御と測定とを行うため、流速算出部２０１と、メモリ２０２と、計測間隔切替判断部２０３と、電源制御部２０４と、を備える。
流速算出部２０１は、加熱温度センサ１０１の出力電圧値と周囲環境温度センサ１０２の出力電圧値とから、流速を示す流速算出パラメータγを算出するものである。
流速算出部２０１は、計測間隔切替判断部２０３によって、計測間隔パラメータとして、センサ加熱時間Time[heat]と流速計測時間Time[meas]とが設定される。センサ加熱時間Time[heat]と流速計測時間Time[meas]とが設定されると、流速算出部２０１は、図２に示す時刻ｔ１１において、それぞれ、電圧Ｖ101，Ｖ102を測定して測定値Ｖ101[t11]，Ｖ102[t11]を取得し、時刻ｔ１２において、それぞれ、電圧Ｖ101，Ｖ102を測定して測定値Ｖ101[t12]，Ｖ102[t12]を取得する。
流速算出部２０１は、取得した測定値Ｖ101[t11]，Ｖ102[t11]，Ｖ101[t12]，Ｖ102[t12]に基づいて流速算出パラメータγを算出する。
流速算出部２０１は、以下のようにして流速算出パラメータγを算出する。
図２に示す時刻ｔ１１における温度センサ１０１,１０２の抵抗値を、それぞれ、Ｒ101[t11]，Ｒ102[t11]として、流速算出部２０１は、計測した測定値Ｖ101[t11]，Ｖ102[t11]に基づいて抵抗値Ｒ101[t11]，Ｒ102[t11]を算出する。
図２に示す時刻ｔ１１における温度センサ１０１,１０２の抵抗値を、それぞれ、Ｒ101[t11]，Ｒ102[t11]として、流速算出部２０１は、計測した測定値Ｖ101[t11]，Ｖ102[t11]に基づいて抵抗値Ｒ101[t11]，Ｒ102[t11]を算出する。
図２に示す時刻ｔ１２における温度センサ１０１,１０２の抵抗値を、それぞれ、Ｒ101[t12]，Ｒ102[t12]として、流速算出部２０１は、既知の方法を用い、計測値Ｖ101[t12]，Ｖ102[t12]に基づいて抵抗値Ｒ101[t12]，Ｒ102[t12]を算出する。
次に、図２に示す時刻ｔ１１における加熱温度センサ１０１、周囲環境温度センサ１０２のそれぞれの温度Temp101[t11]，Temp102[t11]として、流速算出部２０１は、既知の方法を用い、抵抗値Ｒ101[t11]，Ｒ102[t11]に基づいて温度Temp101[t11]，Temp102[t11]を算出する。
また、図２に示す時刻ｔ１１における温度センサ１０１,１０２の温度を、それぞれ、Temp101[t12]，Temp102[t12]として、流速算出部２０１は、既知の方法を用い、抵抗値Ｒ101[t12]，Ｒ102[t12]に基づいて温度Temp101[t12]，Temp102[t12]を算出する。
加熱温度センサ１０１の流速計測時間Time[meas]内における流速センサ発熱量をｄTempとして、流速算出部２０１は、次の式（１）に従って、この流速センサ発熱量ｄTempを算出する。
ｄTemp＝Temp101[t12]−Temp101[t11] ・・・・・・（１）
ｄTemp＝Temp101[t12]−Temp101[t11] ・・・・・・（１）
また、加熱温度センサ１０１の流速計測時間Time[meas]内における流速センサ仕事量をｄＷとして、流速算出部２０１は、次の式（２）に従って、この流速センサ仕事量ｄＷを算出する。
・・・・・・（２）
また、流速算出部２０１は、次の式（３）で表される流速センサ温度差分値diffTempを算出する。
diffTemp＝Temp102[t11]−Temp101[t12] ・・・・・・（３）
diffTemp＝Temp102[t11]−Temp101[t12] ・・・・・・（３）
そして、流速算出部２０１は、次の式（４）で表される流速算出パラメータγを算出する。
・・・・・・（４）
但し、α：流速センサ１００の仕事量の効率を表す流速算出パラメータ
β：無風時における風速に対する流速センサ温度差分値の
影響度合を表す流速算出パラメータ
・・・・・・（４）
但し、α：流速センサ１００の仕事量の効率を表す流速算出パラメータ
β：無風時における風速に対する流速センサ温度差分値の
影響度合を表す流速算出パラメータ
流速算出部２０１は、このようにして流速算出パラメータγを算出すると、算出した流速算出パラメータγを計測間隔切替判断部２０３に供給する。
メモリ２０２は、流速算出部２０１と計測間隔切替判断部２０３とが使用するパラメータ、制御部２００が実行するプログラムのデータ等を格納するメモリである。このメモリ２０２には、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）が用いられる。
メモリ２０２は、図３に示すような計測モード−パラメータ対応表、図４に示すような境界値範囲表の各データを記憶する。
図３に示す計測モード−パラメータ対応表は、計測モードと各パラメータとの関係を示すものである。
パラメータには、電源制御パラメータと計測間隔パラメータと流速算出パラメータα，βとがある。電源制御パラメータは、流速センサ１００に電圧を印加する時間を示すパラメータであり、流速センサ動作時間Time[act]と待機時間Time[wait]とからなる。
流速センサ動作時間Time[act]と待機時間Time[wait]とは、例えば、ミリ秒単位で記述される。
計測間隔パラメータは、計測間隔を示すパラメータであり、センサ加熱時間Time[heat]と流速計測時間Time[meas]とからなる。センサ加熱時間Time[heat]と流速計測時間Time[meas]とは、例えば、ミリ秒単位で記述される。
流速算出パラメータα，βは、流速算出パラメータγを算出するためのパラメータであり、式（４）に用いられるα、βからなる。
計測モードは、各パラメータの値を決定するためのモードであり、本実施形態では、計測モードを、通常モードと高精度モードとの２つのモードとする。通常モードは、消費電力を低減しつつ、流速を計測するモードであり、高精度モードは、通常モードよりも計測精度を高めて流速を計測することが可能なモードである。
尚、各パラメータの値は、計測精度と消費電力との関係を考慮して実験等によって求められた値である。
具体的に、電源制御パラメータについては、Time[wait]/Time[act]＝ｋ１として、通常モード時の比率ｋ１は、高精度モード時の比率ｋ１と比較して大きくなっている。
即ち、待機時間Time[wait]では、電力が流速センサ１００に供給されないため、比率ｋ１が大きくなると、電力が供給される時間比率が小さくなり、計測精度は低下するものの消費電力は低減されることになる。
また、計測間隔パラメータについては、高精度モード時のセンサ加熱時間Time[heat]、流速計測時間Time[meas]は、通常モード時のそれぞれの時間と比較して長くなっている。
これに伴い、高精度モード時の流速センサ動作時間Time[act]、待機時間Time[wait]も、通常モード時のそれそれの時間と比較して長くなっている。即ち、高精度モード時では、通常モード時と比較して、消費電力は大きくなるものの、加熱温度センサ１０１を十分に加熱してから長い時間間隔で流速を計測することになり、計測精度が高められる。
図４に示す境界値範囲表は、流速算出部２０１が算出した流速算出パラメータγと、流速算出パラメータγの境界値範囲θと、の関係を示す図である。
流速センサ１００の出力電圧Ｖ101，Ｖ102は変動するものであり、流速算出部２０１が算出する流速算出パラメータγも変動し、算出した流速算出パラメータγは、複数回計測すると、図５に示すように、中央値を中心として分布する。境界値範囲θは、この流速算出パラメータγの分布に対して範囲を設定するためのものである。
流速センサ１００の出力電圧Ｖ101，Ｖ102は変動するものであり、流速算出部２０１が算出する流速算出パラメータγも変動し、算出した流速算出パラメータγは、複数回計測すると、図５に示すように、中央値を中心として分布する。境界値範囲θは、この流速算出パラメータγの分布に対して範囲を設定するためのものである。
計測間隔切替判断部２０３は、流速算出部２０１から供給された流速算出パラメータγに基づいて電源制御する手順と流速算出とを実行するタイミングを決定するものである。
計測間隔切替判断部２０３は、流速算出部２０１から流速算出パラメータγが供給されると、図４に示す境界値範囲表を参照して、流速算出パラメータγに対応する境界値範囲θとを比較する。
計測間隔切替判断部２０３は、通常モードにおいて供給された流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まっているときは、即ち、境界値範囲θ内であるときは、計測モードを継続して通常モードに決定する。
一方、計測間隔切替判断部２０３は、通常モードにおいて供給された流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まっていないとき、即ち、境界値範囲θを超えたときは、流速算出パラメータγが変化したことを示す。計測間隔切替判断部２０３は、この場合にのみ、計測モードを高精度モードに決定する。従って、流体の流速が変動しても、流速算出部２０１が算出した流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まっていれば、通常モードが保持されて省電力化が図られることになる。
計測間隔切替判断部２０３は、図３に示す計測モード−パラメータ対応表を参照して、決定した計測モードの電源制御パラメータを電源制御部２０４に設定し、決定した計測モードの計測間隔パラメータ、流速算出パラメータα，βを流速算出部２０１に設定する。
電源制御部２０４は、直流電源ＰＳと流速センサ１００との接続、遮断を制御するものである。
電源制御部２０４は、計測間隔切替判断部２０３によって、電源制御パラメータが設定され、設定された電源制御パラメータに従って、スイッチトランジスタＳＷ１をオン、オフする。
電源制御部２０４の出力端は、スイッチトランジスタＳＷ１のベースに接続される。そして、電源制御部２０４は、設定された流速センサ動作時間Time[act]、スイッチトランジスタＳＷ１にＨｉｇｈレベルの信号をベースに供給してスイッチトランジスタＳＷ１をオンして、流速センサ１００に電圧を印加する。
電源制御部２０４は、流速センサ動作時間Time[act]経過後、設定された待機時間Time[wait]、スイッチトランジスタＳＷ１にＬｏｗレベルの信号をベースに供給してスイッチトランジスタＳＷ１をオフして、流速センサ１００への電圧印加を停止する。
表示部３００は、流速算出部２０１が算出した流速を表示するためのものである。
次に本実施形態に係る熱式流速計測装置の動作を説明する。
制御部２００は、メモリ２０２からプログラムデータを読み出し、図６に示すフローチャートに従って、流速計測処理を実行する。
制御部２００は、メモリ２０２からプログラムデータを読み出し、図６に示すフローチャートに従って、流速計測処理を実行する。
制御部２００の電源制御部２０４は、予め設定された通常モードの電源制御パラメータに基づいて、スイッチトランジスタＳＷ１に信号を供給して、直流電源ＰＳから流速センサ１００に電流を供給する（ステップＳ１１）。
流速算出部２０１は、電源制御部２０４が流速センサ１００へ電力を供給している間、予め設定してある通常の計測間隔パラメータに基づき、流速センサ１００の加熱温度センサ１０１、周囲環境温度センサ１０２の出力電圧を計測する（ステップＳ１２）
流速算出部２０１は、加熱温度センサ１０１、周囲環境温度センサ１０２の出力電圧値Ｖ101，Ｖ102を、測定値Ｖ101[t11]，Ｖ102[t11]，Ｖ101[t12]，Ｖ102[t12]として取得し、式（１）〜（４）に従い、流速算出パラメータγを算出する（ステップＳ１３）。流速算出部２０１は、算出した流速算出パラメータγを計測間隔切替判断部２０３に供給する。
計測間隔切替判断部２０３は、流速算出部２０１から流速算出パラメータγが供給されると、メモリ２０２に格納された図３に示すγ−境界値範囲表を参照し、流速算出パラメータγに対応する境界値範囲θを取得する（ステップＳ１４）。
計測間隔切替判断部２０３は、流速算出パラメータγと境界値範囲θとを比較して、流速算出パラメータγが境界値範囲θを超えるか否か、即ち、流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まるか否かの範囲内か否かを判定する（ステップＳ１５）。
流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まる（範囲θ内）場合（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）、計測間隔切替判断部２０３は、予め設定された通常の電源制御パラメータ、計測間隔パラメータ、流速算出パラメータα，βの再設定を行わず、測定値Ｖ101[t11]，Ｖ102[t11]，Ｖ101[t12]，Ｖ102[t12]をメモリ２０２に格納する。そして、制御部２００は、この速度計測処理を終了させる。
一方、流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まらない（範囲θを超える）場合（ステップＳ１５；Ｎｏ）、計測間隔切替判断部２０３は、流速算出部２０１に、流速算出パラメータγの破棄を指示するとともに、メモリ２０２から、高精度モードの電源制御パラメータ、計測間隔パラメータ、流速算出パラメータα，βの読み込みを行う（ステップＳ１７）。
計測間隔切替判断部２０３は、電源制御部２０４に対して、読み込んだ電源制御パラメータを再設定し、流速算出部２０１に対して、読み込んだ計測間隔パラメータ、流速算出パラメータα，βを再設定する（ステップＳ１８）。そして、制御部２００は、この速度計測処理を終了させる。
次に、この流速計測処理を具体的に説明する。
計測間隔切替判断部２０３は、計測モードを通常モードとして、メモリ２０２の図３に示す計測モード−パラメータ対応表を参照し、通常モードの電源制御パラメータとして、流速センサ動作時間Time[act]＝120(ms)、待機時間Time[wait]＝880(ms)を取得し、計測間隔パラメータとして、センサ加熱時間Time[heat]＝70(ms)、流速計測時間Time[meas]＝50(ms)を取得する。
計測間隔切替判断部２０３は、計測モードを通常モードとして、メモリ２０２の図３に示す計測モード−パラメータ対応表を参照し、通常モードの電源制御パラメータとして、流速センサ動作時間Time[act]＝120(ms)、待機時間Time[wait]＝880(ms)を取得し、計測間隔パラメータとして、センサ加熱時間Time[heat]＝70(ms)、流速計測時間Time[meas]＝50(ms)を取得する。
電源制御部２０４は、計測間隔切替判断部２０３によって、流速センサ動作時間Time[act]＝120(ms)、待機時間Time[wait]＝880(ms)が設定されると、図７に示すように、時刻ｔ３０から、スイッチトランジスタＳＷ１を120(ms)、オンする（ステップＳ１１）。
また、流速算出部２０１は、計測間隔切替判断部２０３によって、センサ加熱時間Time[heat]＝70(ms)、流速計測時間Time[meas]＝50(ms)が設定が設定されると、時刻ｔ３０から70(ms)経過したときに、測定値Ｖ101[t11]，Ｖ102[t11]を取得し、さらに50(ms)経過したときに、測定値Ｖ101[t12]，Ｖ102[t12]を取得する（ステップＳ１２）。
流速算出部２０１が、このとき算出した流速算出パラメータγが１になった場合（ステップＳ１３）、計測間隔切替判断部２０３が境界値範囲θを読み込むと（ステップＳ１４）、流速算出パラメータγは、図８（ａ）に示すように、境界値範囲θ＝0.96〜1.04に収まる（ステップＳ１５；Ｙｅｓ）。このため、計測間隔切替判断部２０３は、計測モードを通常モードとしたまま、パラメータの再設定を行わない（ステップＳ１６）。
電源制御部２０４は、時刻ｔ３０から120(ms)経過後、スイッチトランジスタＳＷ１を880(ms)、オフして、流速センサ１００への電圧供給を停止する。そして、電源制御部２０４は、880(ms)経過した時刻ｔ４０になると、再び、流速センサ１００に電圧を印加する（ステップＳ１１）。
計測モードが通常モードのまま、時間が経過し、時刻ｔ５０から120msが経過した時刻ｔ５２において、流速算出部２０１が算出した流速算出パラメータγが1.1となって（γ＝1.1）、図８（ｂ）に示すように、境界値範囲θ＝0.96〜1.04に収まらない（ステップＳ１５；Ｎｏ）。この場合、計測間隔切替判断部２０３は、流速算出部２０１が算出した流速算出パラメータγ＝1.1を破棄する。
その上で、計測間隔切替判断部２０３は、メモリ２０２の図３に示す計測モード−パラメータ対応表から、高精度モードの電源制御パラメータとして、Time[act]＝250(ms)、Time[wait]＝250(ms)を取得し、高精度モードの計測間隔パラメータとして、センサ加熱時間Time[heat]＝150(ms)、流速計測時間Time[meas]＝１０0(ms)を取得する（ステップＳ１７）。
電源制御部２０４は、計測間隔切替判断部２０３によって、この電源制御パラメータが再設定されると、時刻ｔ５２から250(ms)、スイッチトランジスタＳＷ１をオフして、流速センサ１００への電圧印加を停止する。
そして、電源制御部２０４は、250(ms)経過後の時刻ｔ６０から250(ms)、スイッチトランジスタＳＷ１をオンして、流速センサ１００に電圧を印加する。
制御部２００がこのような流速計測処理を実行したときの従来の熱式流速計測装置の動作と本実施形態の熱式流速計測装置の動作とを比較した例を図９に示す。
この図９（ａ）に示すように、流速の変化が穏やかな場合、図９（ｂ）に示す従来の熱式流速計測装置の流速計測処理と図９（ｃ）に示す本実施形態の熱式流速計測装置の流速計測処理とでは、消費電力にあまり大きな差はない。
しかし、図９（ａ）に示すように、流速の変化が激しい場合、従来の熱式流速計測装置の流速計測処理では、図９（ｂ）に示すように、流速の変化率が変わるたびに、流速の計測精度を高めるために、消費電力は大きくなる。
一方、本実施形態の熱式流速計測装置の流速計測処理では、図９（ｃ）に示すように、通常モードにおいて、流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まって十分な精度が保たれていれば、高精度モードに切り替わらないため、従来の熱式流速計測装置の流速計測処理よりも、消費電力は低減される。
以上説明したように、本実施形態によれば、待機時間Time[wait]を設け、間欠的に流速センサ１００に電源電圧を印加するようにした。また、センサ加熱時間Time[heat]を設け、加熱温度センサ１０１を加熱してから流速計測を行うようにした。従って、計測精度を損なうことなく、消費電力を低減することができる。
また、流速の変化が穏やかな場合のように、通常モードにおいて算出した流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まっているときは、通常モードの電源制御パラメータに基づいて電圧制御を行うようにした。
一方、流速の変化が激しい場合のように、通常モードにおいて算出した流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まらないときにのみ、制御部２００は、高精度モードの電源制御パラメータに基づいて電源制御を行うようにした。
即ち、通常の流速計測において、流速算出パラメータγの算出結果が十分な精度を保っているならば、計測モードを高精度モードに切り替えず、流速算出パラメータγの算出結果が境界値範囲に収まらないときにのみ、高精度に流速を計測するようにした。
従って、消費電力を低減しても、計測精度を損なうことなく、流速の計測を行うことができる。
尚、本発明を実施するにあたっては、種々の形態が考えられ、上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、流速算出部２０１は、図４に示すような境界値範囲表を用いて流速算出パラメータγと境界値範囲θとを比較した。しかし、流速算出部２０１は、図１０に示すような流速算出パラメータγ−流速との対応表を用いて流速算出パラメータγを流速に変換するようにしてもよい。
例えば、上記実施形態では、流速算出部２０１は、図４に示すような境界値範囲表を用いて流速算出パラメータγと境界値範囲θとを比較した。しかし、流速算出部２０１は、図１０に示すような流速算出パラメータγ−流速との対応表を用いて流速算出パラメータγを流速に変換するようにしてもよい。
上記実施形態では、計測モードを、通常モードと高精度モードとの２つとして説明した。しかし、計測モードは、この２つに限られるものではなく、３つ以上としてもよい。
図３に示す各パラメータの値は、前述のように、計測精度と消費電力との関係を考慮して実験等によって求められた値であり、これらの値に限定されるものではない。図４、図１０についても同様である。
上記実施形態では、メモリ２０２は、ＥＥＰＲＯＭとして説明した。しかし、メモリ２０２はＥＥＰＲＯＭに限られるものではなく、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等であってもよい。
上記実施形態では、図３に示す計測モード−パラメータ対応表を格納したメモリ２０２を備え、通常モードにおいて流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まらない場合、計測間隔切替判断部２０３が計測モード−パラメータ対応表を参照して計測モードを高精度モードに変更するようにした。計測間隔切替判断部２０３は、このようにして電源制御パラメータ、時間間隔パラメータ、流速算出パラメータα，βを変更して各パラメータを再設定し、流速を計測するようにした。
しかし、流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まらない場合、計測間隔切替判断部２０３は、流速算出パラメータγが境界値範囲θに収まるまで、電源制御パラメータが示す流速センサ動作時間Time[act]と待機時間Time[wait]及び計測間隔パラメータが示す加熱時間Time[heat]と流速計測時間Time[meas]のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更するようにしてもよい。
この場合、計測モード（計測モード−パラメータ対応表）を設けなくても、流速算出パラメータγと境界値範囲θとの関係から、計測精度を損なうことなく流速を計測することができ、しかも消費電力を低減するという効果を得ることもできる。
１００ 流速センサ
２００ 制御部
１０１ 加熱温度センサ
１０２ 周囲環境温度センサ
２０１ 流速算出部
２０２ メモリ
２０３ 計測間隔切替判断部
２０４ 電源制御部
ＳＷ１ スイッチトランジスタ
２００ 制御部
１０１ 加熱温度センサ
１０２ 周囲環境温度センサ
２０１ 流速算出部
２０２ メモリ
２０３ 計測間隔切替判断部
２０４ 電源制御部
ＳＷ１ スイッチトランジスタ
Claims (7)
- 電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサと、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する電圧印加制御部と、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータが示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する流速取得部と、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納するパラメータ格納部と、
前記パラメータ格納部を参照し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定し、前記流速取得部が取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定するパラメータ設定部と、を備え、
前記パラメータ格納部が格納する前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率が、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定され、
前記パラメータ格納部が格納する前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間が、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定され、
前記パラメータ格納部が格納する前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔よりも広く設定された、
ことを特徴とする熱式流速計測装置。 - 電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサと、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する電圧印加制御部と、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータが示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する流速取得部と、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定し、前記流速取得部が取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、前記電圧印加制御部、前記流速取得部に設定するパラメータ設定部と、を備え、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率が、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定され、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間が、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定され、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定された、
ことを特徴とする熱式流速計測装置。 - 前記計測間隔パラメータが示す計測間隔で第１の時刻と第２の時刻とが設定され、
前記流速取得部は、前記第１の時刻で計測した前記第１の電圧と前記第２の電圧、前記第２の時刻で計測した前記第１の電圧と前記第２の電圧に基づいて前記加熱温度センサの温度及び前記周囲環境温度センサの温度を取得し、取得した両温度と予め設定された流速算出パラメータα、βとを用い、式（１）〜（４）に従って流速算出パラメータγを算出し、算出した流速算出パラメータγを流速として取得する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱式流速計測装置。
ｄTemp＝Temp101[t2]−Temp101[t1]
但し、
t1：計測間隔パラメータが示す計測間隔で設定された第１の時刻
t2：計測間隔パラメータが示す計測間隔で設定された第２の時刻（t1＜t2）
Temp101[t1]：第１の時刻t1における加熱温度センサの温度
Temp101[t2]：第２の時刻t2における加熱温度センサの温度
・・・（１）
diffTime＝Temp102[t1]−Temp101[t2]
但し、
Temp102[t1]：第１の時刻t1における周囲環境温度センサの温度
Temp101[t2]：第２の時刻t2における加熱温度センサの温度
・・・（３）
- 電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置の流速計測方法であって、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止するステップと、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得するステップと、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した前記流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定するステップと、を備え、
前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率が、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定され、
前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間が、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定され、
前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔よりも広く設定された、
ことを特徴とする熱式流速計測装置の流速計測方法。 - 電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置の流速計測方法であって、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止するステップと、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得するステップと、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定するステップと、を備え、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率が、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定され、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間が、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定され、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔が、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定された、
ことを特徴とする熱式流速計測装置の流速計測方法。 - 電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置に設けられたコンピュータに、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する手順、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する手順、
前記動作時間と前記待機時間との比率によって省電力化される第１の計測モード、前記第１の計測モードよりも高精度に前記流速の計測が可能な第２の計測モードのそれぞれの計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、格納し、前記第１の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した前記流速の変化が予め設定された範囲を超えたときにのみ、前記第２の計測モードにおける前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定する手順、を実行させ、
前記電源制御パラメータの前記動作時間に対する待機時間の前記第１の計測モードにおける比率を、前記第２の計測モードにおける前記比率よりも大きく設定させ、
前記電源制御パラメータが示す前記第２の計測モードにおける動作時間を、前記第１の計測モードにおける前記動作時間よりも長く設定させ、
前記第２の計測モードにおける前記計測間隔パラメータに示す計測間隔を、前記第１の計測モードにおける前記計測間隔パラメータに示す前記計測間隔よりも広く設定させるためのプログラム。 - 電源電圧が印加されて加熱し、計測する流体中に配置されて前記流体の流速に対応する第１の電圧を出力する加熱温度センサ及び前記電源電圧が印加されて前記加熱温度センサの周囲温度に対応する第２の電圧を出力する周囲環境温度センサを有する熱式流速センサを備えた熱式流速計測装置に設けられたコンピュータに、
前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加する動作時間と前記電源電圧の印加を停止する待機時間とを示す電源制御パラメータが設定されて、設定された前記動作時間、前記熱式流速センサに前記電源電圧を印加し、前記動作時間が経過したときに、設定された前記待機時間、前記電源電圧の印加を停止する手順、
前記熱式流速センサの前記第１の電圧、前記第２の電圧を、前記動作時間内で計測する計測間隔を示す計測間隔パラメータが設定され、設定された計測間隔パラメータに示す計測間隔で前記第１の電圧と前記第２の電圧とをそれぞれ計測し、計測したそれぞれの前記第１の電圧と前記第２の電圧とに基づいて流速を取得する手順、
前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定し、取得した流速の変化が予め設定された範囲を超えたとき、前記電源制御パラメータが示す前記動作時間と前記待機時間及び前記計測間隔パラメータが示す計測間隔のうちの少なくとも一方、もしくは両方を変更し、変更した前記電源制御パラメータ、前記計測間隔パラメータを、それぞれ、設定する手順、を実行させ、
前記変更する前の前記電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率を、前記変更した電源制御パラメータが示す前記動作時間に対する待機時間の比率よりも大きく設定させ、
前記変更した電源制御パラメータが示す動作時間を、前記変更する前の電源制御パラメータが示す動作時間よりも長く設定させ、
前記変更した計測間隔パラメータが示す計測間隔を、前記変更する前の前記計測間隔パラメータが示す計測間隔よりも広く設定させるためのプログラム。
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| JP2009251479A JP5077712B2 (ja) | 2009-10-30 | 2009-10-30 | 熱式流速計測装置、熱式流速計測装置の流速計測方法及びプログラム |
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