JPS59151020A - 熱式空気流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は熱式流速計に係り、特に、流速が、時間的に変
化する変動流を測定するに好適な熱式流速計に関する。

〔従来技術〕

熱式流速計は、例えば特開昭５５−４８６１４号に示す
ように、電気抵抗体を加熱し、この電気抵抗体から周囲
の流体に伝わる熱量が流速により変化することを利用し
て、流速を測定するものである。電気抵抗側は、一般に
、任意の支持部材に支持される。支持部材の電気抵抗体
側は高温に他端は周囲の流体と同じ温度に維持される。

したがって、支持部材を介して高温側から低温側に熱が
移動する現象が生じる。この支持部材を介゛して移動す
る熱量は、流速によって変化する。そのため、測定誤差
を生じると共にさらに流速変化時の応答性が極めて悪く
なる。

〔発明の目的〕

本発明は、支持部材における移動熱量と電気抵抗体から
周囲の流体に伝わる熱量の比を小さくして、測定誤差を
防止しかつ流速変化時の応答性の高い熱式流速計を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、支持部材における移動熱量を電気抵抗体から
周囲の流体に伝わる熱量に比べ相対的に小さくするため
に、電気抵抗体の長さｔｌと直径ｄ１の比Ａｘ／ｄｌｔ
５より大とし、かつ、支持部材の長さｔ２と直径ｄ２の
比ｔ２／ｄ２′ｆ：ｌＯ以上とすることを特徴とする。

〔発明の実施例〕

第１図〜第４図は、本発明を用いた実施例を示す。被測
定流体が流れる流路に吸気筒１を設置し、該姫路に整流
ｍ３を設け、この中に、流側測定用の熱線プローブ７、
温度補償用グローブ８が設けられる。なお、ベンチュリ
部４、整流筒３は、熱線プローブ７で検昶した流速信号
を定数倍すれば吸気路２を流れる流量が正確に測定でき
るように、吸気路２内の流れの速度分布が一様になるよ
うに設けられた部材である。なお、自動車エンジンの吸
入空気流量を測定する場合には、通常、給気筒１の上流
には、エアクリーナ（図示せず）、下流は、エンジンに
接続される。第２図は、第１図の変形例で、吸気路２ヶ
分岐したバイパス通路９゜１０に熱線グローブ７、温度
補償用グローブ８を設けて、バイパス通路の流速を測定
して、吸気路２を通過する流量を推定する方式である。

この構成によれば、エンジン不調時に生じるバック７ア
イアの火炎に直接、熱線グローブ７、温度補償用プロー
ブ８が、さらされないので、第１図の構成に比べ耐久性
に優れるという特長がある。第３図は、流速検出部の詳
細図である。熱線プローブ７、温度補償用プローブ８と
も、白金イリジウム、ステンレス線、鋼線等からな、る
リード線１１で支持され、さらにリード線１１は、電気
的絶縁性を有する樹脂等からなるホルダ１１に埋め込ま
れた支持部材１２にスポット溶接あるいは、ロー付けに
より接続される。リード線１１．支持部材１２は、熱線
グローブ７、温度補償用グローブ８を内体中に支持する
と共に、電子回路５と７，８を電気的に接続する電気４
線の機能を持つ。第４図は、熱線プローブ７、温度補償
プローブ８の詳細図である。中壁セラミック１６とリー
ド線１１は、接合剤１７にて接合される。セラミック１
６の上に白金線１４を巻き、その上を、ガラスまたは、
耐熱性樹脂から成る被覆材にて被覆する。なお、白金線
１４と、リード線１１は、スポット溶接または、ロー付
けにて接合される。また、熱線プローブ７縣度補償グロ
ーブ８は第４図に示す以外に、抵抗体全白金厚膜、白金
薄膜で形成し、抵抗値調整は、レーザトリミングにて行
う方法を用いても良い。

第５図は、第４図の構成の熱線グローブにて、空気流速
をステップ的に変化させた時の、熱線流速計の信号の応
答性の実験結果である。第４図中に示したプローブの長
さｔｌ　と直径ｄｌの比ｔｘ／ｄ１で実験結果は、良く
整理できる。これを、第６図で説明する。第６図は、熱
線プローブ７の温度分布の模式図である。プローブの端
面Ａ部は、白金線が巻かれていないこと、また、リード
線、　　　　　　１１で冷却されるために図のように、
グローブ中央部に比べて温度は低下する。図のように温
度の低下する部分の長さ＋１．とじて、’ｔ、ｆ計算に
より求めると、 となる。

また、リード線１１の影響も と表わせる。烙らに、ｔｅ１４の値は、空気流速の影響
も受け、空気流速が高い程、ｔｅ／ｌｌ　の値は、大き
くなる。従って、空気流速が変化すると、ｔ　ｅ　／１
１の値が変化する。即ちプローブ内の温度分布が変化す
る結果、第５図のような応答性を示すことになり、しか
も、（１）（２１式に示すように、全気流速の変化に伴
うプローブ内の温度分布は、大となり、第５図に示すよ
うに、ｔ１／’ｄ１が小さい程、応答性は、悪くなる。

また、第８図にｔ２／ｄ２が応答性に及ぼす影響を示す
。一般に自動車エンジンの電子燃料噴射ソーチの吸入空
気流量計の応答性は、９５％応答で、少なくとも０．１
秒以下でなければならない。この点からグローブの長さ
と直径の比Ａ１／ｄ　ｓは５以上、リード線１１の長さ
と直径の比７２　／ｄ　２は、１０以上である必要があ
る。

次に、熱線グローブ７の温度について検討する。

第１図、第２図に用いる熱線流速計の椰動回路は、特願
昭５３−１１７０５１’号、特公昭４９−４８８９３号
で公知の、定温度差型熱線流速計駆動回路、即ち、空気
温度と熱線プローブ１１の温度の差を空気温度に依らず
、はぼ一定に保つ方式を用いる。

自動皐エンジンの吸入突気流量計は通常、生気温度−４
０〜１５０Ｃで精度と耐久性が要求嘔れる。

第４図に示す熱縁グローブ７で耐熱上問題となるのは、
被覆材１５である。本発明では、被覆材として、ガラス
を用いると、ガラスの融点の関係から熱線プローブ７の
温度は、４００Ｃ以上とすることは、できない。即ち、
空気温度と熱線プローブの温度差は、２５０Ｃ以下とす
る必要がある。

一方、吸入空気中に含まれる水滴が、熱線プローブ７に
付着すると、熱線流速計の信号は、誤差を生ずる。また
、水滴は、吸入空気中の塵埃と一緒になって熱線プロー
ブ７の表面に付着すると、塵埃全プローブ表面に保持す
る作用をし、熱線流速計の信号に誤差を生じさせる。従
って、吸入空気中の水滴で熱線プローブ７に付着したも
のは、瞬時に蒸発嘔せる。即ち、熱線プローブの温度を
水の沸点以上にする必要がある。通常、エンジン暖機後
の吸入空気温度は０〜１５０Ｃであるので、熱線プロー
ブの温度と空気温度の差は１００Ｃ以上とする必要があ
る。従って、熱線プローブの温度と空気温度の差は、１
００〜２５０Ｃに設定する必要がある。

〔発明の効果〕

本発明による熱線式流量計は、空気流速変化時の応答性
が高く、シかも耐久性のある構造で、かつ塵埃等の付着
が少なく経時変化を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の一実施例のシステム図であ
る。第５図は、熱線グローブの長さと直径の比４＋／ｄ
１’ｚ変えた時の応答性の実験結果である。第６図は、
熱線グローブの温度分布の模式図である。第７図は、熱
線プローブの温度分布の実験結果である。第８図は、熱
線プローブのリード線１１の長さと直径ｔ２／ｄ２を変
えた時の応答性の実験結果である。 ７・・・熱線プローブ、８・・・温度補償プローブ、１
１・・・リード線。 第　　２　図 ０ｂ ぜ ↑ −Ｓ　’ｐ２０４ｒＩｓ 、０ｆＩｖｓ→２０ｆｒＬ／Ｓ 侃Ｊ＝／θ 第　　ｂ　　図 ８２０吋 ４白ＳＯ＝ 憾１００− ０− ．４ｉ）　Ｖｅ１０Ｃｒｔ’ｉ −ｊｗ蟇 第　　８　図 ’１２　＝７ 手続補正書（自発） 特許庁長官若杉和夫　殿 事件の表示 昭和５８年特許願第　２４６５９　　号発明の名称　　
熱式空気流量針 補正をする者 事件との関係　　特許出願人 名　称（５１０）株式会社　日　立　Ｖ　　（乍　所代
　　　理　　　人 茅５　目 ＠ヒ２θ侯Ｓ ン 第７　固 ７川＝＝＝）コ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、円柱型セラミックの外衣面に温度依存性の抵抗体を
   形成し、電気導体のリード線にて流体中に支持する熱式
   空気流速計において、該円柱型セラミックの長さと直径
   の比を５以上、かつ、リード線の長さと直径の比を１０
   以上としたことを特徴とする熱式空気流量計。