KR101519837B1 - flow meter using heat pulse - Google Patents

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KR101519837B1
KR101519837B1 KR1020140036464A KR20140036464A KR101519837B1 KR 101519837 B1 KR101519837 B1 KR 101519837B1 KR 1020140036464 A KR1020140036464 A KR 1020140036464A KR 20140036464 A KR20140036464 A KR 20140036464A KR 101519837 B1 KR101519837 B1 KR 101519837B1
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temperature measuring
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김택영
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엠케이프리시젼 주식회사
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Abstract

The present invention relates to a mass flow meter for measuring a mass flow rate of a fluid which flows through a conduit and, more specifically, to a purse heating type mass flow meter wherein a structure is simple and further, a measurement error is small and a measuring method thereof. According to the present invention, a thermal mass flow meter comprises: a heat generator (210) installed on a conduit (100) wherein a fluid (110) flows; a temperature measuring means (220) installed on the conduit (100); and a control means (230) which instructs the heat generator (210) to perform pulse-type heating, analyzes temperature change with the temperature measuring means (220), and measures a mass flow rate of the fluid (110).

Description

펄스히팅 방식 질량유량계 및 그 측정방법{flow meter using heat pulse}A pulse heating type mass flow meter and a flow meter using the same

본 발명은 도관을 흐르는 유체의 질량유량을 측정하는 질량유량계에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 도관 상에 열펄스를 발생시키는 열발생기를 설치하고 이의 하류지점에서 온도변화를 관찰하여 질량유량을 측정함으로써 구조가 단순할 뿐만 아니라 계측오차도 작은 펄스히팅 방식 질량유량계 및 그 측정방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a mass flow meter for measuring a mass flow rate of a fluid flowing through a conduit, more specifically, a heat generator for generating a heat pulse on a conduit and measuring a mass flow rate by observing a temperature change at a downstream point thereof The present invention relates to a pulse heating type mass flow meter having a simple structure and a small measurement error, and a measuring method thereof.

산업이 점점 고도화 되면서 발전소, 화학반응 공정, 빌딩 공조분야, 반도체 제조 등 다양한 분야에서 유체 특히 가스의 유량을 정밀하게 측정하는 것이 요구되고 있다.
As the industry becomes more sophisticated, it is required to precisely measure the flow rate of fluid, especially gas, in various fields such as power plant, chemical reaction process, building air conditioning field, and semiconductor manufacturing.

가스나 기체의 유량을 측정하는 대표적인 방법으로는 오리피스를 비롯한 차압유량계, 볼텍스 유량계, 초음파 유량계, 면적식 유량계 등이 있다. 이들 유량계들은 유체의 체적만을 측정하는 체적식 유량계로 비교적 구조가 간단하여 전통적으로 많이 사용되고는 있으나, 측정부위의 온도나 압력이 설계치와 달라지는 경우에는 온도나 압력에 따른 유체의 부피 팽창과 수축을 적절히 보상하지 못한다는 단점이 있었다.
Typical methods for measuring gas or gas flow include orifice, differential pressure flowmeter, vortex flowmeter, ultrasonic flowmeter, and area flowmeter. These flowmeters are volumetric flowmeters that only measure the volume of a fluid. However, if the temperature or pressure of the measurement site is different from the design value, the volume expansion and contraction There is a disadvantage that it can not compensate.

유체 주변의 압력이나 온도 영향을 받지 않고 질량유량을 비교적 정확하게 측정할 수 있는 방법으로 열식 질량유량계가 제안되었다. 열식 질량유량계는 흐르는 유체 내에 가열된 물체를 놓으면 유체와 가열된 물체 사이에 열전달이 일어나 가열된 물체가 냉각되고, 그 냉각되는 비율은 유속의 함수가 된다는 점을 이용하여 가열되는 물체의 온도변화를 측정함으로써 질량유량으로 환산하는 유량계이다. 열식 질량유량계는 유량 콘트롤용 밸브와 결합되어 질량유량제어기(Mass Flow Controller) 로 많이 사용되고 있다.
A thermal mass flowmeter has been proposed as a method to measure mass flow rate relatively accurately without being affected by pressure or temperature around the fluid. A thermal mass flowmeter uses the fact that when a heated object is placed in a flowing fluid, heat transfer occurs between the fluid and the heated object, the heated object is cooled, and the rate of cooling is a function of the flow rate. It is a flow meter that converts to mass flow rate by measuring. A thermal mass flowmeter is often used as a mass flow controller in combination with a flow control valve.

대표적인 열식 질량유량계로는 저유량 가스 측정용으로 많이 사용되는 바이패스 캐필러리(Bipass Capillary), 액체의 미소유량 측정용으로 활용되는 파이프 직접 가열식 유량계 및 대구경 덕트 등 대유량 측정에 적합한 삽입형 열식 유량계(Insertion Thermal Mass Flow Meter) 등이 있다.
Typical thermal mass flowmeters include Bipass Capillary, which is widely used for low-flow gas measurement, pipe direct heating type flow meter used for measuring minute flow of liquid, and insertion type thermal flow meter suitable for large flow measurement such as large diameter duct (Insertion Thermal Mass Flow Meter).

도 1을 이용하여 종래의 열식 질량유량계 원리를 좀 더 자세하게 설명한다. 관(1)을 흘러가는 유체(6)의 질량유량을 측정하고자 하는 경우, 관(1)의 내부(2)로 열선(3)을 삽입 배치하고 이와 병렬로 온도 보정용 콜드와이어(4)를 설치한다. 유체(6)가 흘러가는 상태에서 구동회로(5)를 이용하여 열선(3)이 일정한 온도를 유지하도록 전류를 인가한다. 고유량이 흘러갈 때는 열선(3)에 높은 전류가 필요하고 저유량인 경우에는 낮은 전류량으로도 열선(3)의 온도가 일정하게 유지된다. 대류열전달의 원리에 의해 열선(3)을 흐르는 전류와 질량유량간에는 단조증가함수의 관계가 있으므로 이에 의해 질량유량을 검출할 수 있다.
The principle of a conventional thermal mass flowmeter will be described in more detail with reference to FIG. In order to measure the mass flow rate of the fluid 6 flowing through the pipe 1, the hot wire 3 is inserted into the inside 2 of the pipe 1 and the cold wire 4 for temperature correction is installed do. In the state in which the fluid 6 flows, current is applied so that the heat ray 3 maintains a constant temperature by using the drive circuit 5. [ A high current is required for the heating wire 3 when the eigenvalue flows, and a temperature of the heating wire 3 is kept constant even if the current is low for a low flow rate. Due to the principle of convective heat transfer, a mass flow rate can be detected by a monotone increasing function between the current flowing through the heat line 3 and the mass flow rate.

비록 종래 열식 유량계가 유량 측정범위가 넓고 응답성이 뛰어나다는 장점은 있으나, 구조가 단순하지 않고 관(1)의 내부(2)에 열선(3)을 삽입하게 되므로 측정을 위한 유량변화를 피할 수 없다는 단점이 있다. 또한, 계측기 주변에서 발생하는 환경온도의 변화요인을 정확히 반영할 수 없어 미세한 유량의 측정에 있어서는 측정오차가 상당하는 문제점도 있다.Although the conventional thermal type flow meter has an advantage that the range of flow measurement is wide and the response is excellent, since the structure is not simple and the heat ray (3) is inserted into the inside (2) of the tube (1) There is no disadvantage. In addition, it is not possible to accurately reflect the factors of change in the environmental temperature occurring in the vicinity of the measuring instrument, and thus there is a problem that the measurement error is significant in the measurement of the minute flow rate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 구조가 간단하면서도 측정 대상인 유체의 질량유량 변화를 유발하지도 않을 뿐만 아니라, 측정부의 환경온도 변화에도 영향을 받지 않고 정확하게 측정할 수 있는 열식 질량유량계 및 그 측정방법을 제공함으로써 정확한 질량유량 모니터링 및 제어를 가능하게 하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thermal mass flow meter which is simple in structure and does not cause a change in the mass flow rate of a fluid to be measured but can be accurately measured without being influenced by environmental temperature changes of the measuring section, And to provide an accurate measurement of the mass flow rate.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 열식 질량유량계에 있어서, 유체(110)가 흘러가는 도관(100) 상에 설치되는 열발생기(210); 그 하류의 도관(100) 상에 설치되는 온도측정수단(220); 및 상기 열발생기(210)에 펄스형 히팅을 지시하고 온도측정수단(220)으로 온도변화를 분석하여 유체(110)의 질량유량을 계측하는 제어수단(230)을 포함하고, 상기 제어수단(230)은 펄스형 히팅이 종료된 직후부터 상기 온도측정수단(220)이 측정한 온도가 정점에 달할 때까지의 시간으로 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리를 나눈 값이 질량유량과 정비례한다는 수학식 3의 관계식을 이용하여 질량유량을 계측하되 하기 상관계수

Figure 112015020819134-pat00069
는 도관(100)의 내경 및 외경, 열발생기(210)의 부착 길이, 펄스히팅에 의한 가열시간, 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리에 따라 변하는 것이 특징인 펄스히팅 방식 질량유량계를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a thermal mass flow meter comprising: a heat generator 210 installed on a conduit 100 through which fluid 110 flows; Temperature measuring means 220 installed on the downstream conduit 100; And control means (230) for indicating pulse heating to the heat generator (210) and analyzing the temperature change by the temperature measuring means (220) to measure the mass flow rate of the fluid (110) Is a value obtained by dividing the distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220 by the time from when the pulse heating is completed to when the temperature measured by the temperature measuring means 220 reaches the peak, The mass flow rate is measured using the relational expression of Equation (3) that is proportional to the flow rate,
Figure 112015020819134-pat00069
Is characterized in that it varies depending on an inner diameter and an outer diameter of the conduit 100, an attachment length of the heat generator 210, a heating time by pulse heating, and a separation distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220. [ Mass flowmeter.

<수학식 3>&Quot; (3) &quot;

Figure 112014029906410-pat00001

Figure 112014029906410-pat00001

여기서,

Figure 112014029906410-pat00002
은 질량유량,
Figure 112014029906410-pat00003
은 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리,
Figure 112014029906410-pat00004
는 펄스형 히팅이 종료된 직후부터 온도측정수단(220)이 측정한 온도가 정점에 달할 때까지의 시간,
Figure 112014029906410-pat00005
는 캘리브레이션으로 결정되는 상관계수이다.
here,
Figure 112014029906410-pat00002
Mass flow rate,
Figure 112014029906410-pat00003
The distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220,
Figure 112014029906410-pat00004
The time from when the pulse type heating ends to when the temperature measured by the temperature measuring means 220 reaches the apex,
Figure 112014029906410-pat00005
Is a correlation coefficient determined by calibration.

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바람직하게는, 상기 열발생기(210)는 제어수단(230)의 제어신호에 따라 스퀘어 형태의 열펄스를 도관(100)상에 발생시키는 펄스히터인 것이 유리하다.
Advantageously, the heat generator 210 is a pulse heater that generates a square-shaped thermal pulse on the conduit 100 in accordance with a control signal from the control means 230.

또한, 상기 제어수단(230)은 시간계산기를 포함하는 것이 유리하다.
In addition, the control means 230 advantageously includes a time calculator.

본 발명은 다른 실시예로서 질량유량 제어기에 있어서, 위에 기재된 펄스히팅 방식 질량유량계; 및 도관(100)의 유량을 조절하는 밸브를 포함하고, 제어수단(230)은 상기 펄스히팅 방식 질량유량계가 계측한 질량유량을 기초로 밸브를 제어하는 질량유량 제어기를 제공한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a mass flow controller comprising: a pulse heating type mass flow meter described above; And a valve for controlling the flow rate of the conduit (100), and the control means (230) provides a mass flow controller for controlling the valve based on the mass flow rate measured by the pulse heating type mass flowmeter.

본발명은 또 다른 실시예로서 열식 질량유량계를 이용한 질량유량 측정방법에 있어서, 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리를 결정하는 제1단계(S100); 도관(100)에 열발생기(210)와 온도측정수단(220)을 부착하는 제2단계(S200); 표준 질량유량계를 이용하여 캘리브레이션 하는 제3단계(S300); 및 열발생기(210)로 열펄스를 발생하면서 온도측정수단(220)으로 온도변화를 계측하여 도관(100)의 질량유량을 결정하는 제4단계(S400)를 포함하고, 상기 제4단계(S400)은 열펄스가 종료된 직후부터 상기 온도측정수단(220)이 측정한 온도가 정점에 달할 때까지의 시간으로 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리를 나눈 값이 질량유량과 정비례한다는 수학식 3의 관계식을 이용하여 질량유량을 계측하되 하기 상관계수

Figure 112015020819134-pat00070
는 도관(100)의 내경 및 외경, 열발생기(210)의 부착 길이, 펄스히팅에 의한 가열시간, 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리에 따라 변하는 것이 특징인 질량유량 측정방법을 제공한다.According to still another embodiment of the present invention, there is provided a mass flow rate measurement method using a thermal mass flow meter, comprising: a first step (S100) of determining a separation distance between a heat generator (210) and a temperature measurement means (220); A second step (S200) of attaching the heat generator (210) and the temperature measuring means (220) to the conduit (100); A third step (S300) of calibrating using a standard mass flow meter; And a fourth step (S400) of determining a mass flow rate of the conduit (100) by measuring a temperature change by the temperature measuring means (220) while generating a thermal pulse at the heat generator (210) Is a value obtained by dividing the separation distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220 by the time from when the thermal pulse ends to when the temperature measured by the temperature measuring means 220 reaches the peak, And the mass flow rate is measured using the relational expression of Equation (3)
Figure 112015020819134-pat00070
Is characterized in that it varies depending on an inner diameter and an outer diameter of the conduit 100, an attachment length of the heat generator 210, a heating time by pulse heating, and a separation distance between the heat generator 210 and the temperature measurement means 220. [ &Lt; / RTI &gt;

<수학식 3>&Quot; (3) &quot;

Figure 112014029906410-pat00007

Figure 112014029906410-pat00007

여기서,

Figure 112014029906410-pat00008
은 질량유량,
Figure 112014029906410-pat00009
은 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리,
Figure 112014029906410-pat00010
는 펄스형 히팅이 종료된 직후부터 온도측정수단(220)이 측정한 온도가 정점에 달할 때까지의 시간,
Figure 112014029906410-pat00011
는 캘리브레이션으로 결정되는 상관계수이다.
here,
Figure 112014029906410-pat00008
Mass flow rate,
Figure 112014029906410-pat00009
The distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220,
Figure 112014029906410-pat00010
The time from when the pulse type heating ends to when the temperature measured by the temperature measuring means 220 reaches the apex,
Figure 112014029906410-pat00011
Is a correlation coefficient determined by calibration.

본 발명에서 제공하는 펄스히팅 방식의 질량유량계는 유체가 흘러가는 도관의 외부로 열발생기와 온도측정수단만을 부착하여 질량유량을 측정하게 되므로 종전의 열식 질량유량계에 비하여 구조가 간단하고, 측정 대상 유체의 유량변화를 유발하지 않아 정확한 유량측정이 가능하다.
The pulse heating type mass flow meter provided in the present invention has a simple structure compared to the conventional thermal mass flow meter because the mass flow rate is measured by attaching only the heat generator and the temperature measurement means to the outside of the conduit through which the fluid flows, So that accurate flow measurement is possible.

또한, 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계는 온도의 절대값을 측정하는 것이 아니라 온도측정수단이 부착된 위치에서의 최고온도가 발생하는 시간만을 계측하는 방식으로 질량유량계 주변의 환경온도에 영향을 받지 않는다는 장점이 있다.
In addition, the pulse heating type mass flowmeter of the present invention does not measure the absolute value of the temperature but measures the time when the maximum temperature occurs at the position where the temperature measuring means is attached. Therefore, it is not influenced by the ambient temperature around the mass flowmeter There is an advantage that it does not.

도 1은 종래기술을 설명하기 위한 열식 질량유량계의 측단면도
도 2는 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계를 나타내는 측면 설치도
도 3은 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계의 측정원리를 설명하기 위한 시간경과에 따른 도관과 내부 유체 온도분포 예시
도 4는 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계의 측정원리를 설명하기 위한 시간경과에 따른 도관과 내부 유체 사이의 열유속 분포 예시
도 5는 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계의 측정원리를 설명하기 위한 온도측정수단 설치부위의 시간에 따른 온도변화 예시
도 6은 온도측정수단 설치부의 최고온도 도달시간과 질량유량과의 상관관계 예시
도 7은 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계를 이용한 질량유량 측정 순서도Figure 1 is a side cross-sectional view of a thermal mass flow meter for describing the prior art;
2 is a side view showing a pulse heating type mass flow meter of the present invention
FIG. 3 is a graph showing the temperature distribution of the conduit and the internal fluid over time to explain the principle of measurement of the pulse heating type mass flowmeter of the present invention
FIG. 4 is a graph showing the distribution of heat fluxes between the conduit and the internal fluid over time to explain the principle of measurement of the pulse heating type mass flowmeter of the present invention
FIG. 5 is a graph showing an example of temperature change with time in a temperature measuring means installation region for explaining the principle of measurement of the pulse heating type mass flow meter of the present invention.
6 is an example of correlation between the maximum temperature reaching time and the mass flow rate of the temperature measuring means mounting portion
7 is a flow chart for mass flow measurement using the pulse heating type mass flow meter of the present invention

본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 도 2는 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계를 나타내는 측면 설치도이고, 도 3은 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계의 측정원리를 설명하기 위한 시간경과에 따른 도관과 내부 유체 온도분포 예시이다. 또한, 도 4는 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계의 측정원리를 설명하기 위한 시간경과에 따른 도관과 내부 유체 사이의 열유속 분포 예시이고, 도 5는 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계의 측정원리를 설명하기 위한 온도측정수단 설치부위의 시간에 따른 온도변화 예시이며, 도 6은 온도측정수단 설치부의 최고온도 도달시간과 질량유량과의 상관관계 예시이다. 도 7은 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계를 이용한 질량유량 측정 순서도이다. 종래기술과 다르지 않은 부분으로서 발명의 기술적 사상을 이해하는데 필요하지 않은 사항은 설명에서 제외하나, 본 발명의 기술적 사상과 그 보호범위가 이에 제한되는 것은 아니다.
Specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a side view showing a pulse heating type mass flow meter of the present invention, and FIG. 3 is an example of temperature distribution of a conduit and an internal fluid over time to explain a measurement principle of a pulse heating type mass flow meter of the present invention. 4 is a diagram illustrating a distribution of heat fluxes between a conduit and an internal fluid over time for explaining the principle of measurement of the pulse heating type mass flowmeter of the present invention, and FIG. 5 is a graph showing the measurement principle of the pulse heating type mass flowmeter of the present invention 6 is an illustration of the correlation between the maximum temperature reaching time and the mass flow rate of the temperature measuring means mounting portion. 7 is a mass flow rate measurement flowchart using the pulse heating type mass flow meter of the present invention. Although not necessary to understand the technical idea of the invention as a part that is not different from the prior art, it is excluded from the description, but the technical idea and the scope of protection of the present invention are not limited thereto.

먼저 도 2를 이용하여 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계(200)의 구성을 자세히 설명한다.
First, the configuration of the pulse heating type mass flow meter 200 of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계(200)는 유체(110)가 흘러가는 도관(100) 상에 설치되는 열발생기(210); 그 하류(유체가 흘러가는 하부를 말한다. 이하 이 출원에서 같은 의미를 갖는다)의 도관(100) 상에 설치되는 온도측정수단(220); 및 열발생기(210)에 펄스형 히팅을 지시하고 온도측정수단(220)으로 온도변화를 분석하여 유체(110)의 질량유량을 계측하는 제어수단(230)을 포함한다.
The pulse heating type mass flow meter 200 of the present invention includes a heat generator 210 installed on a conduit 100 through which a fluid 110 flows; Temperature measuring means 220 installed on the downstream side of the conduit 100 (the lower portion through which the fluid flows, which has the same meaning in the following application); And control means (230) for indicating pulse heating to the heat generator (210) and analyzing the temperature change by the temperature measuring means (220) to measure the mass flow rate of the fluid (110).

도관(100)의 두께는 열발생기(210)에서 발생하는 펄스형태의 히팅열이 쉽게 전도될 수 있도록 얇은 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
The thickness of the conduit 100 is preferably, but not limited to, thin so that the heating heat in the form of a pulse generated in the heat generator 210 can be easily conducted.

열발생기(210)는 도관(100)의 외주를 따라 설치된다. 상기 열발생기(210)는 제어수단(230)의 제어신호에 따라 스퀘어(square)형태의 열펄스(heat pulse)를

Figure 112014029906410-pat00012
시간 동안 도관(100) 상에 발생시키는 펄스히터를 포함한다. 열발생기(210)는 순간적인 열펄스가 도관(100) 및 유체(110)에 열저항 없이 전달될 수 있도록 긴밀하게 부착되는 것이 바람직하다.
The heat generator 210 is installed along the periphery of the conduit 100. The heat generator 210 generates a heat pulse in the form of a square in accordance with the control signal of the control means 230
Figure 112014029906410-pat00012
Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 100 &lt; / RTI &gt; for a period of time. The heat generator 210 is preferably closely attached so that a momentary thermal pulse can be delivered to the conduit 100 and the fluid 110 without thermal resistance.

상기 온도측정수단(220)은 열발생기(210)의 하류에

Figure 112014029906410-pat00013
만큼 이격되어 도관(100)의 외주를 따라 설치된다. 온도측정수단(220)은 제어수단(230)과 통신하여 측정된 온도를 전달하도록 된 통상의 전자식 써미스터(thermistor)일 수 있다.
The temperature measuring means 220 is disposed downstream of the heat generator 210
Figure 112014029906410-pat00013
And is installed along the outer periphery of the conduit 100. As shown in FIG. The temperature measuring means 220 may be a conventional electronic thermistor adapted to communicate the measured temperature in communication with the control means 230.

상기 제어수단(230)은 열발생기(210)에 펄스형으로 가열하도록 제어신호를 발신하고 온도측정수단(220)으로부터 온도 측정결과를 송신받아 시간 경과에 따른 온도변화를 분석하므로써 유체(110)의 질량유량을 계측한다. 제어수단(230)은 시간 경과를 고려하기 위하여 시간계산기(미도시)를 포함할 수 있다.
The control unit 230 transmits a control signal to the heat generator 210 in a pulse-like manner and analyzes the temperature change over time to receive the temperature measurement result from the temperature measurement unit 220, Measure the mass flow rate. The control means 230 may include a time calculator (not shown) to account for time lapse.

다음으로 도 3 내지 도 6을 이용하여 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계(200)를 이용한 질량유량 측정 원리를 실시예를 통해 자세히 설명한다.
Next, the principle of mass flow measurement using the pulse heating type mass flow meter 200 of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6 by way of examples.

도 3 및 도 4에서 음영 처리된 부분은 각각 열발생기(210)와 온도측정수단(220)이 설치된 부위를 표시한 것으로, 본 실시예에서는 열발생기(210)는 기준위치(미도시, 도 3의 x=0 위치)를 기준으로 10~25mm 부위에 15mm 크기로 부착되었으며, 온도측정수단(220)은 기준위치로부터 40mm 떨어진 위치에 부착되었다. 즉, 도 3과 도 4의 실시예의 경우,

Figure 112014029906410-pat00014
(도 2 참조)는 15mm이다.
The shaded portions in FIGS. 3 and 4 denote the portions where the heat generator 210 and the temperature measuring means 220 are installed, respectively. In this embodiment, the heat generator 210 has a reference position (not shown in FIG. 3 And the temperature measuring means 220 was attached at a position 40 mm away from the reference position. That is, in the case of the embodiment of FIGS. 3 and 4,
Figure 112014029906410-pat00014
(See Fig. 2) is 15 mm.

일반적으로 도관(100) 내에 유체(110)가 흐르지 않는 상태에서 열발생기(210)에서 열펄스를 발생시키면 도관(100)을 따라 양 방향으로 전도에 의한 열전달이 일어나 상기 열발생기(210)를 기준으로 온도의 피크가 발생하며, 열펄스가 종료되는 순간 최고온도가 발생하고 이후 온도가 서서히 감소하는 양상을 보인다. 즉, 한번의 열펄스가 종료된 후, 상기 온도측정수단(220)에서 측정하는 온도는 시간에 따라 단조(monotone) 감소하는 양상을 보인다.
Generally, when a heat pulse is generated in the heat generator 210 in a state where the fluid 110 does not flow in the conduit 100, heat transfer occurs in both directions along the conduit 100 by conduction, Peak temperature occurs at the end of the thermal pulse, and then the temperature gradually decreases. That is, after one heat pulse is completed, the temperature measured by the temperature measuring means 220 shows a monotone decreasing manner with time.

그러나, 상기 도관(100) 내에 유동이 존재하면 전도 열전달과 더불어 유체(110)에 의한 대류 열전달이 동시에 발생한다. 이러한 대류 열전달에 의하여 상기 열발생기(210) 중심의 온도 대칭성이 깨지고, 유동방향으로 온도 편이가 발생하며 온도 피크가 시간에 따라 하류로 이동하는 특성을 나타낸다.
However, if a flow is present in the conduit 100, conduction heat transfer and convection heat transfer by the fluid 110 occur at the same time. The temperature symmetry at the center of the heat generator 210 is broken due to the convective heat transfer, the temperature shift occurs in the flow direction, and the temperature peak moves downstream in time.

또한, 유동이 존재하면 상기 열발생기(210)가 설치된 지역을 통과하는 유체(110)가 가열된 후 하류로 이동하므로, 상기 열발생기(210) 하류 지역에서는 상기 도관(100)보다 유체(110)의 온도가 높아 유체(110)가 상기 도관(100)을 대류 열전달로써 가열하게 된다. 이에 따라 상기 도관(100) 하류 지역의 온도는 유동이 없을 때보다 상승한다.
The flow of the fluid 110 is lower than that of the conduit 100 in the region downstream of the heat generator 210 because the fluid 110 flowing through the region where the heat generator 210 is installed is heated and then moved to the downstream. The fluid 110 heats the conduit 100 by convective heat transfer. So that the temperature in the region downstream of the conduit 100 rises above that in the absence of flow.

이런 현상은 도 3에 도시된 열펄스가 종료되는 순간(t1)의 도관(100)과 유체(110)의 온도분포를 확인하면 명확하게 알 수 있는데, 도 3에서 볼 수 있듯이 시간 t1의 순간 열발생기(210)의 하류에서는 유체(110)의 온도(도 3의 일점쇄선)는 도관(100)의 온도(도 3의 실선)보다 높게 나타난다.
This phenomenon can be clearly seen by checking the temperature distribution of the conduit 100 and the fluid 110 at the instant t1 when the thermal pulse shown in FIG. 3 is completed. As can be seen from FIG. 3, The temperature of the fluid 110 (dashed-dotted line in Fig. 3) is higher than the temperature (solid line in Fig. 3) of the conduit 100 at the downstream of the generator 210.

즉, 열발생기(210) 하류에서 유체(110)의 온도가 상기 도관(100)보다 높아서 유체(110)로부터 상기 도관(100)으로 대류 열전달이 일어나고(도 4의 시간 t1에서의 열유속 분포 참조), 이런 현상은 한 펄스의 열 발생이 종료되었음에도 하류지역에 위치한 상기 도관(100)의 온도가 지속 상승하는 현상으로 이어진다(도 3 및 도 4의 t2~t6).
That is, the temperature of the fluid 110 below the heat generator 210 is higher than the conduit 100, so that convection heat transfer occurs from the fluid 110 to the conduit 100 (see the heat flux distribution at time t1 in FIG. 4) This phenomenon leads to a phenomenon in which the temperature of the conduit 100 located in the downstream region is continuously increased even though the heat generation of one pulse is terminated (t2 to t6 in FIGS. 3 and 4).

열발생기(210)에서의 열펄스가 종료된 이 후에는 시간이 경과함에 따라 새로 유입되는 상대적으로 낮은 온도의 유체(110) 때문에 상기 열발생기(210)에 근접한 하류지역의 상기 도관(100)부터 서서히 냉각되기 시작한다(도 3 및 도 4의 t2~t6). 열펄스에 의해 가열되었던 유체(110)도 하류로 이동하며 상기 도관(100)으로 열손실이 일어나 온도가 낮아지고(도 3 참조) 열유속의 절대치도 감소한다(도 4 참조).
After the heat pulse at the heat generator 210 is terminated, the conduit 100 in the downstream region, which is close to the heat generator 210 due to the relatively low temperature fluid 110, And gradually begins to cool (t2 to t6 in Fig. 3 and Fig. 4). Fluid 110, which has been heated by the thermal pulse, also moves downstream, resulting in heat loss in conduit 100, resulting in a lower temperature (see FIG. 3) and an absolute value of heat flux (see FIG.

다음으로 도 3 및 도 4를 이용하여 온도측정수단(220)이 설치된 부위에서의 시간에 따른 온도변화를 좀 더 자세히 설명한다.
3 and 4, the temperature change with time in the region where the temperature measuring means 220 is installed will be described in more detail.

상기 열발생기(210)로부터떨어진 상기 온도측정수단(220) 지역의 상기 도관(100) 온도는 유체(110) 온도보다 낮아 상기 열발생기(210)에서의 열펄스가 종료된 직후부터 가열(도 3의 t1)되기 시작하여 시간이 경과함에 따라 지속적으로 상승하고, 최고의 온도를 기록하는 시점에서 유체(110)의 온도와 거의 동일해진다(도 3의 t5). 이후 상기 도관(100)과 유체(110)의 온도가 역전되고, 상기 온도측정수단(220)의 온도는 지속적으로 하강하는 현상을 나타낸다(도 3의 t6).
From the heat generator 210 The temperature of the conduit 100 in the region of the temperature measuring means 220 which has dropped is lower than the temperature of the fluid 110 and starts to be heated immediately after the heat pulse in the heat generator 210 is terminated And becomes almost equal to the temperature of the fluid 110 at the time of recording the highest temperature (t5 in FIG. 3). Then, the temperature of the conduit 100 and the fluid 110 are reversed, and the temperature of the temperature measuring means 220 is continuously lowered (t6 in FIG. 3).

상기에 설명한 현상은 도 4에 도시한 대류에 의한 열유속(qif)을 분석함으로써 쉽게 확인할 수 있다. 시간이 경과함에 따라 상기 온도측정수단(220)이 설치된 지역의 열유속 qif가 양의 값으로 증가하다가(도 4의

Figure 112014029906410-pat00016
) 감소하기 시작하여 열유속이 0이 되며(도 4의
Figure 112014029906410-pat00017
), 이후 지속적으로 감소하여 음의 값이 된다(도 4의
Figure 112014029906410-pat00018
).
The above-described phenomenon can be easily confirmed by analyzing the heat flux qif by the convection shown in Fig. As the time elapses, the heat flux qif of the region where the temperature measuring means 220 is installed increases to a positive value
Figure 112014029906410-pat00016
) And the heat flux becomes zero (see Fig. 4
Figure 112014029906410-pat00017
), And then decreases continuously to become a negative value (see FIG. 4
Figure 112014029906410-pat00018
).

이에 따라, 상기의 열전달 현상에 의하여 상기 온도측정수단(220)의 온도는 도 5에 도시한 바와 같이 한 열펄스의 열 발생 종료 직후(도 5의

Figure 112014029906410-pat00019
)부터 저온 유체(110)의 유입에 의한 냉각 직전(도 5의
Figure 112014029906410-pat00020
)까지 상승하고 이후부터 하강하기 시작한다. 즉, 상기 온도측정수단(220)의 온도가 시간에 따라 증가 후 감소하므로 최고 온도가 발생하는 시간(도 5의
Figure 112014029906410-pat00021
)이 존재한다.
5, the temperature of the temperature measuring means 220 is maintained at a temperature immediately after the end of the heat generation of one column pulse
Figure 112014029906410-pat00019
) Immediately before cooling by the inflow of the low-temperature fluid 110
Figure 112014029906410-pat00020
) And starts to descend after that. That is, since the temperature of the temperature measuring means 220 increases with time and then decreases,
Figure 112014029906410-pat00021
).

열펄스의 종료 직후(

Figure 112014029906410-pat00022
)부터 상기 온도측정수단(220)의 온도가 최고가 되는 시간(
Figure 112014029906410-pat00023
)까지의 시간간격(
Figure 112014029906410-pat00024
, 이하 이 출원에서 '최고온도 도달시간'이라 한다)을 다음의 수학식 1과 같이 정의하면
Immediately after the end of the thermal pulse (
Figure 112014029906410-pat00022
) To the time when the temperature of the temperature measuring means 220 becomes maximum (
Figure 112014029906410-pat00023
) Of the time interval (
Figure 112014029906410-pat00024
, Hereinafter referred to as 'maximum temperature reaching time' in this application) is defined as the following Equation 1

Figure 112014029906410-pat00025
Figure 112014029906410-pat00025

통상적으로 대류 열전달은 유동장의 질량유량

Figure 112014029906410-pat00026
에 비례하므로 상기 도관(100)의 가열 및 냉각도 도관(100)을 흐르는 유체(110)의 질량유량의 지배를 받게 되어 다음의 수학식 2와 같은 관계를 갖는다.
Typically convective heat transfer is the mass flow rate of the flow field
Figure 112014029906410-pat00026
The heating and cooling of the conduit 100 is governed by the mass flow rate of the fluid 110 flowing through the conduit 100 and has the following relationship.

Figure 112014029906410-pat00027
Figure 112014029906410-pat00027

수치해석을 통한 이론 분석에 따르면 최고온도 도달시간

Figure 112014029906410-pat00028
는 도 6에 도시한 바와 같이 도관(100)을 흐르는 유체(110)의 질량유량
Figure 112014029906410-pat00029
에 반비례하는 특성을 갖는다. 본 출원의 발명자들은 다양한 수치실험 및 이론적 분석을 통해 상기 열발생기(210)와 상기 온도측정수단(220) 사이의 간격
Figure 112014029906410-pat00030
을 최고온도 도달시간
Figure 112014029906410-pat00031
로 나누면 질량유량
Figure 112014029906410-pat00032
과의 관계에서 다음의 수학식 3과 같은 상관식을 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.
According to theoretical analysis through numerical analysis,
Figure 112014029906410-pat00028
The mass flow rate of the fluid 110 flowing through the conduit 100, as shown in FIG. 6,
Figure 112014029906410-pat00029
. The inventors of the present application conducted various numerical experiments and theoretical analyzes to determine the interval between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220
Figure 112014029906410-pat00030
To the maximum temperature reaching time
Figure 112014029906410-pat00031
Divided by mass flow
Figure 112014029906410-pat00032
The following equation (3) can be obtained.

Figure 112014029906410-pat00033
Figure 112014029906410-pat00033

그 분석 결과는 도 6에 실선으로 도시하였다.
The analysis result is shown by a solid line in Fig.

도 6에 도시한 바와 같이 유체(110)의 질량유량

Figure 112014029906410-pat00034
과
Figure 112014029906410-pat00035
/
Figure 112014029906410-pat00036
는 특정 질량유량 영역에서 선형 정비례 관계를 나타내고, 실험에 의한 계측 또는 캘리브레이션으로 비례상수
Figure 112014029906410-pat00037
를 결정할 수 있다. 상기 비례상수
Figure 112014029906410-pat00038
는 본 발명의 질량유량계(200)의 기하학적 형상에 의하여 지배된다. 즉, 상기 도관(100)의 내경 및 외경, 상기 열발생기(210)의 부착길이 및 가열시간
Figure 112014029906410-pat00039
, 상기 열발생기(210)와 상기 온도측정수단(220) 사이의 간격
Figure 112014029906410-pat00040
등이 변수가 된다.
As shown in FIG. 6, the mass flow rate of the fluid 110
Figure 112014029906410-pat00034
and
Figure 112014029906410-pat00035
/
Figure 112014029906410-pat00036
Shows linear linear proportional relationship in the specific mass flow region, and the measurement or calibration by the experiment shows proportional constant
Figure 112014029906410-pat00037
Can be determined. The proportional constant
Figure 112014029906410-pat00038
Is governed by the geometry of the mass flow meter 200 of the present invention. That is, the inner diameter and outer diameter of the conduit 100, the attachment length of the heat generator 210,
Figure 112014029906410-pat00039
The interval between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220
Figure 112014029906410-pat00040
And so on.

결과적으로 열펄스의 열 발생 종료 직후부터 상기 온도측정수단(220)의 최고온도 도달시간

Figure 112014029906410-pat00041
를 측정함으로써 수학식 3을 이용하여 도관(100)을 흘러가는 유체(110)의 질량유량
Figure 112014029906410-pat00042
을 계측할 수 있게 된다.
As a result, immediately after the end of heat generation of the thermal pulse, the maximum temperature reaching time of the temperature measuring means 220
Figure 112014029906410-pat00041
The mass flow rate of the fluid 110 flowing through the conduit 100 using Equation (3)
Figure 112014029906410-pat00042
Can be measured.

본 발명의 제어수단(230)은 실험에 의한 계측 또는 캘리브레이션으로 결정되는 수학식 3의 상관계수

Figure 112014029906410-pat00043
및 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리
Figure 112014029906410-pat00044
를 기억해 두었다가, 실제 측정단계에서 열발생기(210)에 펄스형으로 가열하도록 제어신호를 발신하고 온도측정수단(220)으로부터 온도 측정결과를 송신받아 최고온도 도달시간
Figure 112014029906410-pat00045
를 측정함으로써 유체(110)의 질량유량을 수학식 3으로 계측한다.
The control means 230 of the present invention can be used to determine the correlation coefficient &lt; RTI ID = 0.0 &gt; (3) &lt; / RTI &
Figure 112014029906410-pat00043
And the distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220
Figure 112014029906410-pat00044
A control signal is sent to the heat generator 210 in a pulse-like manner in an actual measurement step, a temperature measurement result is received from the temperature measurement means 220,
Figure 112014029906410-pat00045
The mass flow rate of the fluid 110 is measured by the equation (3).

본 발명의 펄스히팅 방식의 질량유량계는 빠른 응답속도로 정밀하게 질량유량을 측정할 수 있으므로 통상의 질량유량 제어기에 특별한 수정 없이 적용되어 정확히 질량유량을 제어하게 할 수 있다. 즉, 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계는 도관(100)에 설치되어 유체(110)의 유량을 조절하는 밸브(미도시)와 함께 설치되어 상기 제어수단(230)이 펄스히팅 방식 질량유량계가 계측한 질량유량을 기초로 밸브를 제어하게 함으로써 정밀 유량제어용 질량유량 제어기로 활용될 수 있다.
The pulse heating type mass flowmeter of the present invention can precisely measure the mass flow rate at a high response speed, so that it can be accurately applied to a conventional mass flow controller without any modification to control the mass flow rate accurately. That is, the pulse heating type mass flowmeter of the present invention is installed in a conduit 100 together with a valve (not shown) for controlling the flow rate of the fluid 110 so that the control means 230 can measure the pulse heating type mass flowmeter By controlling the valve based on a mass flow rate, it can be utilized as a mass flow controller for precise flow control.

다음으로 도 7을 이용하여 본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계를 이용한 질량유량 측정방법을 상세히 설명한다.
Next, the mass flow measurement method using the pulse heating type mass flow meter of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

본 발명의 펄스히팅 방식 질량유량계를 이용한 질량유량 측정방법은 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리를 결정하는 제1단계(S100); 도관(100)에 열발생기(210)와 온도측정수단(220)을 부착하는 제2단계(S200); 표준 질량유량계를 이용하여 캘리브레이션 하는 제3단계(S300); 및 열발생기(210)로 열펄스를 발생하면서 온도측정수단(220)으로 온도변화를 계측하여 질량유량을 결정하는 제4단계(S400)를 포함하여 구성된다.
The mass flow rate measurement method using the pulse heating type mass flow meter of the present invention includes a first step (S100) of determining a separation distance between the heat generator (210) and the temperature measurement means (220); A second step (S200) of attaching the heat generator (210) and the temperature measuring means (220) to the conduit (100); A third step (S300) of calibrating using a standard mass flow meter; And a fourth step (S400) of measuring a temperature change by the temperature measuring means 220 while generating heat pulses by the heat generator 210 to determine a mass flow rate.

본 발명의 표준 질량유량계를 이용한 캘리브레이션 단계인 제3단계(S300)는 통상의 표준 질량계를 도관(100)에 배치시키는 제3a단계(S310); 도관(100)에 흐르는 유체(110)의 질량유량을 변화시켜 가면서 열발생기(210)의 열펄스에 의한 온도측정수단(220)에서의 최고온도 도달시간을 측정하는 제3b단계(S320); 및 수학식 3의 상관계수를 결정하고 제어수단(230)에 저장하는 제3c단계(S330)을 포함한다.
The third step (S300) of calibrating using the standard mass flowmeter of the present invention includes: (a3) step S310 of placing a conventional standard mass meter on the conduit 100; A third step S320 of measuring the maximum temperature reaching time of the temperature measuring means 220 by the heat pulse of the heat generator 210 while changing the mass flow rate of the fluid 110 flowing through the conduit 100; (S330) of determining the correlation coefficient of Equation (3) and storing it in the control means (230).

본 발명의 질량유량을 결정하는 제4단계(S400)는 제어수단(230)이 열펄스의 종료시각부터 온도측정수단(220)의 온도가 최고 온도를 기록하는 시각까지의 시간간격을 측정하고 저장된 상관계수와 수학식 3을 이용하여 질량유량을 결정하는 단계를 포함한다.
In the fourth step S400 of determining the mass flow rate of the present invention, the control unit 230 measures the time interval from the end time of the thermal pulse to the time when the temperature of the temperature measuring unit 220 records the maximum temperature, And determining the mass flow rate using the correlation coefficient and Equation (3).

본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It goes without saying that various modifications can be made.

100 : 도관 110 : 유체
200 : 질량유량계 210 : 열발생기
220 : 온도측정수단 230 : 제어수단100: conduit 110: fluid
200: mass flow meter 210: heat generator
220: temperature measuring means 230: control means

Claims (6)

열식 질량유량계에 있어서,
유체(110)가 흘러가는 도관(100) 상에 설치되는 열발생기(210); 그 하류의 도관(100) 상에 설치되는 온도측정수단(220); 및 상기 열발생기(210)에 펄스형 히팅을 지시하고 온도측정수단(220)으로 온도변화를 분석하여 유체(110)의 질량유량을 계측하는 제어수단(230)을 포함하고, 상기 제어수단(230)은 펄스형 히팅이 종료된 직후부터 상기 온도측정수단(220)이 측정한 온도가 정점에 달할 때까지의 시간으로 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리를 나눈 값이 질량유량과 정비례한다는 수학식 3의 관계식을 이용하여 질량유량을 계측하되 하기 상관계수
Figure 112015020819134-pat00071
는 도관(100)의 내경 및 외경, 열발생기(210)의 부착 길이, 펄스히팅에 의한 가열시간, 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리에 따라 변하는 것이 특징인 펄스히팅 방식 질량유량계

<수학식 3>
Figure 112015020819134-pat00046


여기서,
Figure 112015020819134-pat00047
은 질량유량,
Figure 112015020819134-pat00048
은 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리,
Figure 112015020819134-pat00049
는 펄스형 히팅이 종료된 직후부터 온도측정수단(220)이 측정한 온도가 정점에 달할 때까지의 시간,
Figure 112015020819134-pat00050
는 캘리브레이션으로 결정되는 상관계수
In the thermal mass flowmeter,
A heat generator 210 installed on the conduit 100 through which the fluid 110 flows; Temperature measuring means 220 installed on the downstream conduit 100; And control means (230) for indicating pulse heating to the heat generator (210) and analyzing the temperature change by the temperature measuring means (220) to measure the mass flow rate of the fluid (110) Is a value obtained by dividing the distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220 by the time from when the pulse heating is completed to when the temperature measured by the temperature measuring means 220 reaches the peak, The mass flow rate is measured using the relational expression of Equation (3) that is proportional to the flow rate,
Figure 112015020819134-pat00071
Is characterized in that it varies depending on an inner diameter and an outer diameter of the conduit 100, an attachment length of the heat generator 210, a heating time by pulse heating, and a separation distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220. [ Mass flow meter

&Quot; (3) &quot;
Figure 112015020819134-pat00046


here,
Figure 112015020819134-pat00047
Mass flow rate,
Figure 112015020819134-pat00048
The distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220,
Figure 112015020819134-pat00049
The time from when the pulse type heating ends to when the temperature measured by the temperature measuring means 220 reaches the apex,
Figure 112015020819134-pat00050
The correlation coefficient determined by the calibration
삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 열발생기(210)는 제어수단(230)의 제어신호에 따라 스퀘어 형태의 열펄스를 도관(100)상에 발생시키는 펄스히터인 것이 특징인 펄스히팅 방식 질량유량계
The pulse heating type mass flow meter according to claim 1, wherein the heat generator (210) is a pulse heater that generates a square-shaped thermal pulse on the conduit (100) in accordance with a control signal of the control means (230)
제 1 항에 있어서, 상기 제어수단(230)은 시간계산기를 포함하는 것이 특징인 펄스히팅 방식 질량유량계
The method of claim 1, wherein the control means (230) comprises a time calculator, wherein the pulse heating type mass flow meter
질량유량 제어기에 있어서, 제 1 항, 제3항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 펄스히팅 방식 질량유량계; 및 도관(100)의 유량을 조절하는 밸브를 포함하고, 제어수단(230)은 상기 펄스히팅 방식 질량유량계가 계측한 질량유량을 기초로 밸브를 제어하는 질량유량 제어기
A mass flow controller comprising: a pulse heating type mass flow meter according to any one of claims 1, 3 or 4; And a valve for regulating the flow rate of the conduit (100), and the control means (230) comprises a mass flow controller for controlling the valve based on the mass flow rate measured by the pulse heating type mass flowmeter
열식 질량유량계를 이용한 질량유량 측정방법에 있어서,
열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리를 결정하는 제1단계(S100); 도관(100)에 열발생기(210)와 온도측정수단(220)을 부착하는 제2단계(S200); 표준 질량유량계를 이용하여 캘리브레이션 하는 제3단계(S300); 및 열발생기(210)로 열펄스를 발생하면서 온도측정수단(220)으로 온도변화를 계측하여 도관(100)의 질량유량을 결정하는 제4단계(S400)를 포함하고, 상기 제4단계(S400)은 열펄스가 종료된 직후부터 상기 온도측정수단(220)이 측정한 온도가 정점에 달할 때까지의 시간으로 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리를 나눈 값이 질량유량과 정비례한다는 수학식 3의 관계식을 이용하여 질량유량을 계측하되 하기 상관계수
Figure 112015020819134-pat00072
는 도관(100)의 내경 및 외경, 열발생기(210)의 부착 길이, 펄스히팅에 의한 가열시간, 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리에 따라 변하는 것이 특징인 질량유량 측정방법

<수학식 3>
Figure 112015020819134-pat00052


여기서,
Figure 112015020819134-pat00053
은 질량유량,
Figure 112015020819134-pat00054
은 열발생기(210)와 온도측정수단(220)간의 이격거리,
Figure 112015020819134-pat00055
는 펄스형 히팅이 종료된 직후부터 온도측정수단(220)이 측정한 온도가 정점에 달할 때까지의 시간,
Figure 112015020819134-pat00056
는 캘리브레이션으로 결정되는 상관계수
In a mass flow rate measurement method using a thermal mass flow meter,
A first step (S100) of determining a separation distance between the heat generator (210) and the temperature measuring means (220); A second step (S200) of attaching the heat generator (210) and the temperature measuring means (220) to the conduit (100); A third step (S300) of calibrating using a standard mass flow meter; And a fourth step (S400) of determining a mass flow rate of the conduit (100) by measuring a temperature change by the temperature measuring means (220) while generating a thermal pulse at the heat generator (210) Is a value obtained by dividing the separation distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220 by the time from when the thermal pulse ends to when the temperature measured by the temperature measuring means 220 reaches the peak, And the mass flow rate is measured using the relational expression of Equation (3)
Figure 112015020819134-pat00072
Is characterized in that it varies depending on an inner diameter and an outer diameter of the conduit 100, an attachment length of the heat generator 210, a heating time by pulse heating, and a separation distance between the heat generator 210 and the temperature measurement means 220. [ Way

&Quot; (3) &quot;
Figure 112015020819134-pat00052


here,
Figure 112015020819134-pat00053
Mass flow rate,
Figure 112015020819134-pat00054
The distance between the heat generator 210 and the temperature measuring means 220,
Figure 112015020819134-pat00055
The time from when the pulse type heating ends to when the temperature measured by the temperature measuring means 220 reaches the apex,
Figure 112015020819134-pat00056
The correlation coefficient determined by the calibration
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