JP2952438B2 - 熱式流量計 - Google Patents
熱式流量計Info
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- JP2952438B2 JP2952438B2 JP3268939A JP26893991A JP2952438B2 JP 2952438 B2 JP2952438 B2 JP 2952438B2 JP 3268939 A JP3268939 A JP 3268939A JP 26893991 A JP26893991 A JP 26893991A JP 2952438 B2 JP2952438 B2 JP 2952438B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体に生じる温度差を
検出して流体の流量を計測する熱式流量計に関する。
検出して流体の流量を計測する熱式流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱式流量計の一例として、流体を
通す管の途中に加熱部を設け、管の加熱部の上流側及び
下流側にそれぞれ対応させて上流側及び下流側温度セン
サを設けたものがある。この熱式流量計は、加熱部から
流体に時間当たり一定の熱量を供給した状態で、上流側
及び下流側温度センサで温度検出を行ない、両温度セン
サの検出温度差と加熱量に基づいて流体の質量流量を計
測するようにしている。
通す管の途中に加熱部を設け、管の加熱部の上流側及び
下流側にそれぞれ対応させて上流側及び下流側温度セン
サを設けたものがある。この熱式流量計は、加熱部から
流体に時間当たり一定の熱量を供給した状態で、上流側
及び下流側温度センサで温度検出を行ない、両温度セン
サの検出温度差と加熱量に基づいて流体の質量流量を計
測するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した熱
式流量計では、時間当たり一定の加熱量を流体側に供給
するので、流量がゼロ等のように少ないときには管や流
体の温度上昇が大きくなってしまう。特に、流体が液体
の場合には、その液体が沸騰して安全上問題となるばか
りでなく、気泡の発生により計測精度が低下する虞があ
る。
式流量計では、時間当たり一定の加熱量を流体側に供給
するので、流量がゼロ等のように少ないときには管や流
体の温度上昇が大きくなってしまう。特に、流体が液体
の場合には、その液体が沸騰して安全上問題となるばか
りでなく、気泡の発生により計測精度が低下する虞があ
る。
【０００４】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、流量が少ない場合に起こりうる過度の温度上昇を防
止できる熱式流量計を提供することを目的とする。
で、流量が少ない場合に起こりうる過度の温度上昇を防
止できる熱式流量計を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、流体を通す管に加熱部を設け、前記管の
前記加熱部の上流側及び下流側にそれぞれ上流側及び下
流側温度検出手段を設け、両温度検出手段の検出温度差
に基づいて前記流体の流量を計測する熱式流量計におい
て、前記管の上流側温度検出手段より上流側部分に第１
の冷却機構、前記管の下流側温度検出手段より下流側部
分に第２の冷却機構を設けたことを特徴とする。
成するために、流体を通す管に加熱部を設け、前記管の
前記加熱部の上流側及び下流側にそれぞれ上流側及び下
流側温度検出手段を設け、両温度検出手段の検出温度差
に基づいて前記流体の流量を計測する熱式流量計におい
て、前記管の上流側温度検出手段より上流側部分に第１
の冷却機構、前記管の下流側温度検出手段より下流側部
分に第２の冷却機構を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】このような構成とすれば、第１及び第２の冷却
機構を作動させることにより、上流側及び下流側温度検
出手段間の管が両側から冷却されて管及び内部流体の温
度上昇が抑制される。
機構を作動させることにより、上流側及び下流側温度検
出手段間の管が両側から冷却されて管及び内部流体の温
度上昇が抑制される。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例の熱式流量計を図１
ないし図４に基づいて説明する。図において、１は流体
を通す管で、この管１は肉厚の薄いステンレス等の金属
材料またはフッ素樹脂等の樹脂材料で構成されている。
管１の途中にはコイル状のヒータ２が密着した状態で嵌
装されている。ヒータ２は定電圧回路３に接続され、定
電圧回路３から電力を供給されることにより発熱して流
体を加熱するようになっている。なお、ヒータ２は管１
に密着して設けているので、管１内の流体を効率よく加
熱できるようになっている。
ないし図４に基づいて説明する。図において、１は流体
を通す管で、この管１は肉厚の薄いステンレス等の金属
材料またはフッ素樹脂等の樹脂材料で構成されている。
管１の途中にはコイル状のヒータ２が密着した状態で嵌
装されている。ヒータ２は定電圧回路３に接続され、定
電圧回路３から電力を供給されることにより発熱して流
体を加熱するようになっている。なお、ヒータ２は管１
に密着して設けているので、管１内の流体を効率よく加
熱できるようになっている。
【０００８】管１の、ヒータ２上流側部分及び下流側部
分には上流側及び下流側温度センサ４，５がそれぞれ設
けられている。上流側及び下流側温度センサ４，５のそ
れぞれは、小型のサーミスタ、薄膜の白金測温抵抗体ま
たは白金等の温度係数が大きい金属製の細線等により構
成されており、応答性の優れたものになっている。
分には上流側及び下流側温度センサ４，５がそれぞれ設
けられている。上流側及び下流側温度センサ４，５のそ
れぞれは、小型のサーミスタ、薄膜の白金測温抵抗体ま
たは白金等の温度係数が大きい金属製の細線等により構
成されており、応答性の優れたものになっている。
【０００９】上流側及び下流側温度センサ４，５に接続
して演算回路６が設けられている。演算回路６は、上流
側及び下流側温度センサ４，５のそれぞれが検出する上
流側及び下流側検出温度Ｔa ，Ｔb を入力して温度差Δ
Ｔ（ΔＴ＝Ｔb −Ｔa ）を求め、温度差ΔＴと流体の流
量Ｑとが次式の関係にあることに基づいて質量流量ρ・
Ｑを求めるようになっている。 ΔＴ＝ｋ・Ｐ／ρ・ＣP ・Ｑ ρ：流体の密度、Ｐ：熱量、ＣP ：流体の比熱、ｋ：係
数
して演算回路６が設けられている。演算回路６は、上流
側及び下流側温度センサ４，５のそれぞれが検出する上
流側及び下流側検出温度Ｔa ，Ｔb を入力して温度差Δ
Ｔ（ΔＴ＝Ｔb −Ｔa ）を求め、温度差ΔＴと流体の流
量Ｑとが次式の関係にあることに基づいて質量流量ρ・
Ｑを求めるようになっている。 ΔＴ＝ｋ・Ｐ／ρ・ＣP ・Ｑ ρ：流体の密度、Ｐ：熱量、ＣP ：流体の比熱、ｋ：係
数
【００１０】前記ヒータ２、上流側及び下流側温度セン
サ４，５を設けた部分を覆うように、管１には、断熱部
材７が設けられており、内部が外部温度の影響をほとん
ど受けないようになっている。断熱部材７内部の、上流
側部分には、管１に接触させて温度センサ８が設けられ
ていて、当該部における流体温度Ｔを検出する。
サ４，５を設けた部分を覆うように、管１には、断熱部
材７が設けられており、内部が外部温度の影響をほとん
ど受けないようになっている。断熱部材７内部の、上流
側部分には、管１に接触させて温度センサ８が設けられ
ていて、当該部における流体温度Ｔを検出する。
【００１１】管１の、断熱部材７より上流側部分に第１
の冷却機構９が設けられ、かつ管１の、断熱部材７より
下流側部分に第２の冷却機構10が設けられている。第１
及び第２の冷却機構９，10のそれぞれは、管１に嵌装し
て設けられた熱伝導性の優れた金属製の伝熱部材11と、
伝熱部材11に隣接して設けられて伝熱部材11を冷却す
る、ファン等の冷却強さを調整可能な冷却部材12とから
概略構成されている。
の冷却機構９が設けられ、かつ管１の、断熱部材７より
下流側部分に第２の冷却機構10が設けられている。第１
及び第２の冷却機構９，10のそれぞれは、管１に嵌装し
て設けられた熱伝導性の優れた金属製の伝熱部材11と、
伝熱部材11に隣接して設けられて伝熱部材11を冷却す
る、ファン等の冷却強さを調整可能な冷却部材12とから
概略構成されている。
【００１２】冷却部材12には比較制御回路13が接続され
ていて冷却部材12をコントロールして伝熱部材11ひいて
は伝熱部材11取付部における流体を冷却するようになっ
ている。すなわち、比較制御回路13は、図２に示すよう
に周囲温度または流体温度等に基づいてあらかじめ設定
した基準温度Ｔ0 を図示しない記憶部に格納する（ステ
ップS1）と共に、温度センサ８から検出温度Ｔを入力し
（ステップS2）、この検出温度Ｔと基準温度Ｔ0 との大
小を比較し、その比較結果に基づいて制御信号Ｉを冷却
部材12に出力し（ステップS3）、温度センサ８ひいては
伝熱部材11取付部における流体の温度が一定の温度にな
るように冷却部材12をコントロールしている（ステップ
S4）。なお、ステップS3では、Ｔ＞Ｔ0 の場合、Ｉを大
きくして冷却を強め、またＴ＜Ｔ0 の場合、Ｉを小さく
して冷却を弱めるようにしている。
ていて冷却部材12をコントロールして伝熱部材11ひいて
は伝熱部材11取付部における流体を冷却するようになっ
ている。すなわち、比較制御回路13は、図２に示すよう
に周囲温度または流体温度等に基づいてあらかじめ設定
した基準温度Ｔ0 を図示しない記憶部に格納する（ステ
ップS1）と共に、温度センサ８から検出温度Ｔを入力し
（ステップS2）、この検出温度Ｔと基準温度Ｔ0 との大
小を比較し、その比較結果に基づいて制御信号Ｉを冷却
部材12に出力し（ステップS3）、温度センサ８ひいては
伝熱部材11取付部における流体の温度が一定の温度にな
るように冷却部材12をコントロールしている（ステップ
S4）。なお、ステップS3では、Ｔ＞Ｔ0 の場合、Ｉを大
きくして冷却を強め、またＴ＜Ｔ0 の場合、Ｉを小さく
して冷却を弱めるようにしている。
【００１３】以上のように構成された熱式流量計では、
ヒータ２で流体に時間当たり一定の熱量を供給しつつ、
上流側及び下流側温度センサ４，５で温度検出を行な
い、両温度センサ４，５の検出温度差と加熱量に基づい
て流体の質量流量を計測するが、例えば検出温度Ｔが基
準温度Ｔ0 より高い時には、比較制御回路13が制御信号
Ｉとして大きな値のものを両冷却部材12に出力し、冷却
部材12の冷却を強める。すると、両伝熱部材11が冷却さ
れ、これに伴って断熱部材７内部側が管１を介して冷却
されることとなる。ここで、流体が流れていない場合と
流れている場合について、管１の温度を測定すると、例
えば図３に示すようにそれぞれ実線Ａ及び点線Ｂの特性
を得ることになるが、いずれの場合においても管１は一
定温度Ｔm以上になることはない。すなわち、流体が流
れていない場合には、管１の温度分布特性は実線Ａに示
すようになってヒータ２設置部で最大値をとるものの第
１及び第２の冷却機構９，10の冷却作用によりその値は
一定温度Ｔm 以上になることはない。また、流体が流れ
ている場合には，流体の流れに伴い、ヒータ２設置部か
ら若干下流側に位置した部分で最大値を示すように温度
分布がずれた状態になり（図３点線Ｂ）、かつ第１及び
第２の冷却機構９，10の冷却作用によりその最大値は、
流体が流れていない場合の最大値ひいては一定温度Ｔm
に比べ小さなものになっている。
ヒータ２で流体に時間当たり一定の熱量を供給しつつ、
上流側及び下流側温度センサ４，５で温度検出を行な
い、両温度センサ４，５の検出温度差と加熱量に基づい
て流体の質量流量を計測するが、例えば検出温度Ｔが基
準温度Ｔ0 より高い時には、比較制御回路13が制御信号
Ｉとして大きな値のものを両冷却部材12に出力し、冷却
部材12の冷却を強める。すると、両伝熱部材11が冷却さ
れ、これに伴って断熱部材７内部側が管１を介して冷却
されることとなる。ここで、流体が流れていない場合と
流れている場合について、管１の温度を測定すると、例
えば図３に示すようにそれぞれ実線Ａ及び点線Ｂの特性
を得ることになるが、いずれの場合においても管１は一
定温度Ｔm以上になることはない。すなわち、流体が流
れていない場合には、管１の温度分布特性は実線Ａに示
すようになってヒータ２設置部で最大値をとるものの第
１及び第２の冷却機構９，10の冷却作用によりその値は
一定温度Ｔm 以上になることはない。また、流体が流れ
ている場合には，流体の流れに伴い、ヒータ２設置部か
ら若干下流側に位置した部分で最大値を示すように温度
分布がずれた状態になり（図３点線Ｂ）、かつ第１及び
第２の冷却機構９，10の冷却作用によりその最大値は、
流体が流れていない場合の最大値ひいては一定温度Ｔm
に比べ小さなものになっている。
【００１４】上述したように、管１の温度を一定温度Ｔ
m 以上にさせないことにより、流体として液体を用いる
場合にも、流体の沸騰を防止して安全性を向上でき、さ
らに気泡の発生を防止して測定精度の向上を図ることが
できる。
m 以上にさせないことにより、流体として液体を用いる
場合にも、流体の沸騰を防止して安全性を向上でき、さ
らに気泡の発生を防止して測定精度の向上を図ることが
できる。
【００１５】また、上述したように、計測する流体の温
度に関わらず流体の温度を一定にして流量計測できるの
で、計測精度を高いものにすることができる。さらに、
このように高精度の計測を達成できることに伴って保証
温度範囲を広くすることができる。
度に関わらず流体の温度を一定にして流量計測できるの
で、計測精度を高いものにすることができる。さらに、
このように高精度の計測を達成できることに伴って保証
温度範囲を広くすることができる。
【００１６】上述したように第１及び第２の冷却機構
９，10で、管１の放熱量をコントロールできるので、応
答性の向上を図れる。本実施例の熱式流量計及び冷却機
構を有さない従来のものを対象にして、温度差について
の応答性能を測定したところ、図４に示すような特性
（実施例による応答性を実線Ｄで示し、従来のものによ
る応答性を点線Ｅで示す）が得られ、本発明のように第
１及び第２の冷却機構を設けることにより良好な応答性
を得られることを検証できた。
９，10で、管１の放熱量をコントロールできるので、応
答性の向上を図れる。本実施例の熱式流量計及び冷却機
構を有さない従来のものを対象にして、温度差について
の応答性能を測定したところ、図４に示すような特性
（実施例による応答性を実線Ｄで示し、従来のものによ
る応答性を点線Ｅで示す）が得られ、本発明のように第
１及び第２の冷却機構を設けることにより良好な応答性
を得られることを検証できた。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
た熱式流量計であるから、第１及び第２の冷却機構を作
動させることにより管及び流体の温度を一定値以下に維
持できるので、流体として液体を用いる場合にも、流体
の沸騰を防止して安全性を向上でき、さらに気泡の発生
を防止して測定精度の向上を図ることができる。
た熱式流量計であるから、第１及び第２の冷却機構を作
動させることにより管及び流体の温度を一定値以下に維
持できるので、流体として液体を用いる場合にも、流体
の沸騰を防止して安全性を向上でき、さらに気泡の発生
を防止して測定精度の向上を図ることができる。
【図１】本発明の一実施例の熱式流量計を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】同熱式流量計の比較制御回路の処理内容を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】同熱式流量計の管の温度分布を示す図である。
【図４】同熱式流量計の応答性能と従来の熱式流量計の
応答性能とを比較した図である。
応答性能とを比較した図である。
１ 管 ２ ヒータ ４ 上流側温度センサ ５ 下流側温度センサ ９ 第１の冷却機構 10 第２の冷却機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01F 1/68
Claims (1)
- 【請求項１】 流体を通す管に加熱部を設け、前記管の
前記加熱部の上流側及び下流側にそれぞれ上流側及び下
流側温度検出手段を設け、両温度検出手段の検出温度差
に基づいて前記流体の流量を計測する熱式流量計におい
て、前記管の上流側温度検出手段より上流側部分に第１
の冷却機構、前記管の下流側温度検出手段より下流側部
分に第２の冷却機構を設けたことを特徴とする熱式流量
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268939A JP2952438B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 熱式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3268939A JP2952438B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 熱式流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0579875A JPH0579875A (ja) | 1993-03-30 |
| JP2952438B2 true JP2952438B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=17465383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3268939A Expired - Fee Related JP2952438B2 (ja) | 1991-09-20 | 1991-09-20 | 熱式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2952438B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101767415B1 (ko) * | 2015-02-06 | 2017-08-14 | 한국원자력연구원 | 이상 유체 센서 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6533097B2 (ja) * | 2015-05-25 | 2019-06-19 | 新熱工業株式会社 | 気体加熱器及び気体加熱器の流量測定方法 |
| KR102075669B1 (ko) | 2018-10-26 | 2020-02-10 | 오재숙 | 신호 전송 커넥터 및 그 제조방법 |
| KR102137787B1 (ko) * | 2019-02-18 | 2020-07-24 | 오재숙 | 신호 전송 커넥터 및 그 제조방법 |
-
1991
- 1991-09-20 JP JP3268939A patent/JP2952438B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101767415B1 (ko) * | 2015-02-06 | 2017-08-14 | 한국원자력연구원 | 이상 유체 센서 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0579875A (ja) | 1993-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |