JPH0765916B2 - 挿入形熱式流量計 - Google Patents
挿入形熱式流量計Info
- Publication number
- JPH0765916B2 JPH0765916B2 JP61206636A JP20663686A JPH0765916B2 JP H0765916 B2 JPH0765916 B2 JP H0765916B2 JP 61206636 A JP61206636 A JP 61206636A JP 20663686 A JP20663686 A JP 20663686A JP H0765916 B2 JPH0765916 B2 JP H0765916B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detection element
- flow meter
- heat
- upstream
- type thermal
- 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 - Lifetime
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、挿入形熱式流量計の構造に関する。
従来技術 気体の流量計測において、質量流量を測定できる流量計
として熱式流量計が多く使用されているが最近では、自
動車用エンジンに供給する空気の軽量用，或いは半導体
の製造工程用として急速に用途が拡大されている。熱式
流量計は、気体の熱吸収，或いは熱放散量がその気体の
質量に比例することを利用した質量流量計である。即
ち、気体を加熱するのに要するエネルギは、熱の仕事当
量および気体の定圧比熱が一定であればこのエネルギに
よる気体の上昇温度と質量流量に比例するから、加熱エ
ネルギを一定にして上昇温度を測定するか、温度上昇を
一定にして与えるエネルギを測定することにより質量流
量が求められる。
として熱式流量計が多く使用されているが最近では、自
動車用エンジンに供給する空気の軽量用，或いは半導体
の製造工程用として急速に用途が拡大されている。熱式
流量計は、気体の熱吸収，或いは熱放散量がその気体の
質量に比例することを利用した質量流量計である。即
ち、気体を加熱するのに要するエネルギは、熱の仕事当
量および気体の定圧比熱が一定であればこのエネルギに
よる気体の上昇温度と質量流量に比例するから、加熱エ
ネルギを一定にして上昇温度を測定するか、温度上昇を
一定にして与えるエネルギを測定することにより質量流
量が求められる。
本出願人は、先に、特公昭57−51052号公報において、
熱伝導性の良好な１個のパイプ状物または金属薄液によ
り構成した金属体の前後面に、熱電対等の感温素子を設
けて上記金属体の内部に耐熱性電気絶縁物を介して加熱
用ヒータを設置した熱式流速または流量計の検出素子に
ついて提案した。
熱伝導性の良好な１個のパイプ状物または金属薄液によ
り構成した金属体の前後面に、熱電対等の感温素子を設
けて上記金属体の内部に耐熱性電気絶縁物を介して加熱
用ヒータを設置した熱式流速または流量計の検出素子に
ついて提案した。
従来技術の問題点 上述の従来技術は、応答性が優れ、構成が簡単であるこ
とから、安価であり量産に適するものであるが、加熱用
電気ヒータと検出用熱電対とが共通基板内に埋設される
ため、これら構成要素の品質管理，特に、絶縁処理等に
おいて難点があった。即ち、構成要素が完全に分離され
た形で埋設される方式ではないため、構成要素を内装
し、金属薄板をスポット溶接する段階での微小な変形が
電気絶縁性の劣化をもたらしたり、上流側と下流側との
検出用熱電対への熱伝導特性の差異が生ずる等の問題を
おこした。この結果、前記の特徴を充分に生かすために
は高度の熟練を要した。また、感温素子は互いに離間し
ているため流体温度分布の影響等を受け零点が不安定で
あり更には流量計が小形の場合は検出素子を直接内装す
ることも可能であるが、大形になると装着が困難であり
特に流速分布のある流れの中のどの地点に配設するか等
問題が多かった。
とから、安価であり量産に適するものであるが、加熱用
電気ヒータと検出用熱電対とが共通基板内に埋設される
ため、これら構成要素の品質管理，特に、絶縁処理等に
おいて難点があった。即ち、構成要素が完全に分離され
た形で埋設される方式ではないため、構成要素を内装
し、金属薄板をスポット溶接する段階での微小な変形が
電気絶縁性の劣化をもたらしたり、上流側と下流側との
検出用熱電対への熱伝導特性の差異が生ずる等の問題を
おこした。この結果、前記の特徴を充分に生かすために
は高度の熟練を要した。また、感温素子は互いに離間し
ているため流体温度分布の影響等を受け零点が不安定で
あり更には流量計が小形の場合は検出素子を直接内装す
ることも可能であるが、大形になると装着が困難であり
特に流速分布のある流れの中のどの地点に配設するか等
問題が多かった。
問題解決の手段 本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、熱検出素子と、加熱用ヒータ等の加熱体とを各々識
別に分離構成し、かつ、これらを一体に接合して板状に
した検出要素を流管に着脱自在な棒状体の先端に固設し
た挿入形の熱式流量計を提供するものである。
で、熱検出素子と、加熱用ヒータ等の加熱体とを各々識
別に分離構成し、かつ、これらを一体に接合して板状に
した検出要素を流管に着脱自在な棒状体の先端に固設し
た挿入形の熱式流量計を提供するものである。
実施例 第１図は、本発明による挿入形熱式流量計の一実施例を
説明するための概略構成図で、（Ａ）図は流体が流通す
る管体１に本発明による挿入形熱式流量計10を挿入配設
した様子を示す図で、挿入形熱式流量計10は、熱検出体
41の上流側に上流側熱検出素子42（以後、熱検出体42と
記す）と下流側に下流側熱検出素子43（以後、熱検出体
43と記す）とを一体板状にした検出要素４を先端に固着
した棒状体３と、検出要素４のリード線（図示せず）を
中継する端子ボックス６とからなり、挿入形熱式流量計
10は、管体１の管軸と直角な挿入孔に設けられた固定フ
ランジ２にフランジ５を介して取り付けられる。固定フ
ランジ２とフランジ５および棒状体３には、板状の検出
要素４の板状面と流体の流れ方向とが一致するように位
置決めするための位置決め指標（図示せず）が刻印され
ている。検出要素４は中央に加熱体41,両脇に隣接して
接合される熱検出体42,43からなる狭小な板状体で、棒
状体３の端部31にスポット溶接等により流れに平行する
ように固接され、検出要素４のリード線は棒状体３内を
挿通している。なお、（Ｂ）図は、（Ａ）図のＢ−Ｂ線
断面図である。検出要素４のより詳細な説明を（Ｃ）
（Ｄ）図に示す。（Ｃ）図は、加熱要素，熱検出要素を
各々抵抗線で構成した例を示すもので、加熱体41はニッ
ケル等の耐熱性のある熱良導体からなる薄肉の管状体40
1に、ニクロム線等のヒータ403が酸化マグネシウム等の
耐熱性電気絶縁体404により絶縁されて挿入された一種
のシース線を示すものである。一方、熱検出体42,43は
上述の管状体と同様の管状体401内に白金線のような抵
抗線402を耐熱性電気絶縁体404により絶縁されて挿入さ
れている。これら熱検出体42,43は等しい抵抗値をもつ
もので、各々ブリッジの検出辺に接続されて熱検出体4
2,43前後における流速の関数として変化する流体の温度
差を検出する。各々の熱検出体42,43は（Ｄ）図に示す
ように加熱体41を挟んだ近接して平面状に配列されてい
るので、流れが停止している状態では部分的に対流等が
あったとしてもこの近傍における流体の温度差は殆どな
く安定した温度が検出される。（Ｅ）図は熱良導材から
なる板状体44内に、中央にヒータ挿入穴442,このヒータ
挿入穴442の両脇に抵抗線挿入穴441を穿設し、前記
（Ｃ）図の場合と同様にして酸化マグネシア等の耐熱電
気絶縁材404により各々絶縁されたヒータ403および白金
等の抵抗線402が対向した位置に固設挿入されている。
（Ｆ）図は（Ｅ）図のFF矢視断面図を示すもので、同図
は、ヒータ403と抵抗線402とは離間して図示している
が、実際はより近接して配設している。また、（Ｆ）図
にしめすように板状体44は矩形断面であるがヒータ403
および抵抗線402が流体と近接して配設されるのであれ
ば流線形のように、抵抗を小さくすることによって有害
なカルマン渦による検出要素４が面方向に振動すること
を防ぐことができる形状のものはより好ましい。
説明するための概略構成図で、（Ａ）図は流体が流通す
る管体１に本発明による挿入形熱式流量計10を挿入配設
した様子を示す図で、挿入形熱式流量計10は、熱検出体
41の上流側に上流側熱検出素子42（以後、熱検出体42と
記す）と下流側に下流側熱検出素子43（以後、熱検出体
43と記す）とを一体板状にした検出要素４を先端に固着
した棒状体３と、検出要素４のリード線（図示せず）を
中継する端子ボックス６とからなり、挿入形熱式流量計
10は、管体１の管軸と直角な挿入孔に設けられた固定フ
ランジ２にフランジ５を介して取り付けられる。固定フ
ランジ２とフランジ５および棒状体３には、板状の検出
要素４の板状面と流体の流れ方向とが一致するように位
置決めするための位置決め指標（図示せず）が刻印され
ている。検出要素４は中央に加熱体41,両脇に隣接して
接合される熱検出体42,43からなる狭小な板状体で、棒
状体３の端部31にスポット溶接等により流れに平行する
ように固接され、検出要素４のリード線は棒状体３内を
挿通している。なお、（Ｂ）図は、（Ａ）図のＢ−Ｂ線
断面図である。検出要素４のより詳細な説明を（Ｃ）
（Ｄ）図に示す。（Ｃ）図は、加熱要素，熱検出要素を
各々抵抗線で構成した例を示すもので、加熱体41はニッ
ケル等の耐熱性のある熱良導体からなる薄肉の管状体40
1に、ニクロム線等のヒータ403が酸化マグネシウム等の
耐熱性電気絶縁体404により絶縁されて挿入された一種
のシース線を示すものである。一方、熱検出体42,43は
上述の管状体と同様の管状体401内に白金線のような抵
抗線402を耐熱性電気絶縁体404により絶縁されて挿入さ
れている。これら熱検出体42,43は等しい抵抗値をもつ
もので、各々ブリッジの検出辺に接続されて熱検出体4
2,43前後における流速の関数として変化する流体の温度
差を検出する。各々の熱検出体42,43は（Ｄ）図に示す
ように加熱体41を挟んだ近接して平面状に配列されてい
るので、流れが停止している状態では部分的に対流等が
あったとしてもこの近傍における流体の温度差は殆どな
く安定した温度が検出される。（Ｅ）図は熱良導材から
なる板状体44内に、中央にヒータ挿入穴442,このヒータ
挿入穴442の両脇に抵抗線挿入穴441を穿設し、前記
（Ｃ）図の場合と同様にして酸化マグネシア等の耐熱電
気絶縁材404により各々絶縁されたヒータ403および白金
等の抵抗線402が対向した位置に固設挿入されている。
（Ｆ）図は（Ｅ）図のFF矢視断面図を示すもので、同図
は、ヒータ403と抵抗線402とは離間して図示している
が、実際はより近接して配設している。また、（Ｆ）図
にしめすように板状体44は矩形断面であるがヒータ403
および抵抗線402が流体と近接して配設されるのであれ
ば流線形のように、抵抗を小さくすることによって有害
なカルマン渦による検出要素４が面方向に振動すること
を防ぐことができる形状のものはより好ましい。
以上の説明においての例として熱検出体を熱応答性の優
れた抵抗線をあげて説明したが、熱電対とか、サーミス
タ等の感温素子を用いることも可能である。このような
検出素子４は極めて小形にできるので棒状体３の長さを
選択することにより、検出要素４を平均流速点に配置し
た場合は、検出要素４で測定された流速と管体１の断面
積とを積算して正確な質量流量が求められる。従って、
棒状体３に位置寸法を刻んでおいてフランジ５を基準と
した挿入位置を予め定められた平均流速位置に固定する
ことにより広範囲な管口径に適用でき、同様に検出要素
４の面を規定する図示しない基準線を棒状体軸方向に刻
印することによりフランジ５に対する検出要素４の位置
が決められ、検出要素４の面が常に流れに面するように
することができる。なお、以上に述べた実施例は、従来
技術である気体流量計の問題点解決手段として提案した
ものであるが、測定流体は気体に限らず流体にも適用で
きる。
れた抵抗線をあげて説明したが、熱電対とか、サーミス
タ等の感温素子を用いることも可能である。このような
検出素子４は極めて小形にできるので棒状体３の長さを
選択することにより、検出要素４を平均流速点に配置し
た場合は、検出要素４で測定された流速と管体１の断面
積とを積算して正確な質量流量が求められる。従って、
棒状体３に位置寸法を刻んでおいてフランジ５を基準と
した挿入位置を予め定められた平均流速位置に固定する
ことにより広範囲な管口径に適用でき、同様に検出要素
４の面を規定する図示しない基準線を棒状体軸方向に刻
印することによりフランジ５に対する検出要素４の位置
が決められ、検出要素４の面が常に流れに面するように
することができる。なお、以上に述べた実施例は、従来
技術である気体流量計の問題点解決手段として提案した
ものであるが、測定流体は気体に限らず流体にも適用で
きる。
効果 上述のように、本発明によると、棒状体３の端部に挟小
な面状検出要素４を固設することにより任意な寸法の流
管に対して簡易に取り付けられ、また、検出要素４を平
均流速点に配置することにより安価に質量流量計が得ら
れる。しかも、加熱体41,熱検出体42等は極めて近接し
て平面状に固設してあるので流体温度変化による零点変
化もなく安定した計測ができる。また、検出要素４をシ
ース線で構成する場合は均一な特性の組合せが容易に得
られるので従来技術と比べてより簡易に組立てることが
でき一層安価となる。
な面状検出要素４を固設することにより任意な寸法の流
管に対して簡易に取り付けられ、また、検出要素４を平
均流速点に配置することにより安価に質量流量計が得ら
れる。しかも、加熱体41,熱検出体42等は極めて近接し
て平面状に固設してあるので流体温度変化による零点変
化もなく安定した計測ができる。また、検出要素４をシ
ース線で構成する場合は均一な特性の組合せが容易に得
られるので従来技術と比べてより簡易に組立てることが
でき一層安価となる。
第１図（Ａ）は、本発明による挿入形熱式流量計の概略
構成図、（Ｂ）は検出要素４のBB線断面図、（Ｃ）図は
検出要素４の詳細図、（Ｄ）図は（Ｃ）図のDD矢視断面
図、（Ｅ）は他の検出要素の一例を示す詳細図、（Ｆ）
図は（Ｅ）図のFF矢視断面図である。 １……管体,2……固定フランジ,3……棒状体,4……検出
要素,5……フランジ,6……端子ボックス,41……加熱体,
42……熱検出体,43……熱検出体,44……板状体。
構成図、（Ｂ）は検出要素４のBB線断面図、（Ｃ）図は
検出要素４の詳細図、（Ｄ）図は（Ｃ）図のDD矢視断面
図、（Ｅ）は他の検出要素の一例を示す詳細図、（Ｆ）
図は（Ｅ）図のFF矢視断面図である。 １……管体,2……固定フランジ,3……棒状体,4……検出
要素,5……フランジ,6……端子ボックス,41……加熱体,
42……熱検出体,43……熱検出体,44……板状体。
Claims (2)
- 【請求項１】管体を流れる流体内に、加熱体と、該加熱
体の上流側と下流側に各々上流側と下流側の熱検出素子
が設置され、該上流側と下流側の熱検出素子の出力差か
ら前記流体の流量を求める熱式流量計において、前記加
熱体と上流側および下流側の熱検出素子を各々熱良導性
の管状体内に絶縁埋設し、該管状体を一体板状に固着し
た検出要素を有し、該検出要素を前記の板状面を示す表
示手段が備えられた棒状体の先端に固着し、前記表示手
段に従って前記検出要素が流体の流れに平行するように
前記棒状体を前記管体に着脱自在に装着したことを特徴
とする挿入形熱式流量計。 - 【請求項２】前記検出要素における、加熱体と該加熱体
の上流側熱検出素子および下流側熱検出素子を狭小な熱
良導性の板状体内に隣接して絶縁埋設したことを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項に記載の挿入形熱式流量
計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206636A JPH0765916B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 挿入形熱式流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61206636A JPH0765916B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 挿入形熱式流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6361918A JPS6361918A (ja) | 1988-03-18 |
| JPH0765916B2 true JPH0765916B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=16526641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61206636A Expired - Lifetime JPH0765916B2 (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | 挿入形熱式流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765916B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07225158A (ja) * | 1994-02-15 | 1995-08-22 | Nippondenso Co Ltd | 温度センサ及び取り付け方法 |
| US5407531A (en) * | 1994-02-15 | 1995-04-18 | At&T Corp. | Method of fabricating a compound semiconductor device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2447617C3 (de) * | 1974-10-05 | 1980-09-04 | Ellenberger & Poensgen Gmbh, 8503 Altdorf | Kalorimetrischer Strömungswächter |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP61206636A patent/JPH0765916B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6361918A (ja) | 1988-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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