(57)【要約】【課題】流速レンジの広い流体の流速乃至流量の高精度な測定を実現する。【解決手段】ガスの流路Ｓ上に配置したマイクロヒータ３３を通電駆動する駆動回路がマイクロヒータ３３に出力する正弦波の駆動信号と、流路Ｓにおけるガスの流れ方向にマイクロヒータ３３から間隔をおいて配置したサーモパイル３５がマイクロヒータ３３から放出される熱を検出しその温度に応じて出力する流速信号との位相差に応じて、位相差信号出力回路が出力する位相差信号に基づいて、流路Ｓを流れるガスの流速を測定する流速計において、シリコンベース３１上にマイクロマシニング加工により形成されるマイクロヒータ３３とサーモパイル３５とを、流路Ｓにおけるガスの流速がゼロである際にサーモパイル３５が出力する流速信号の一波長以下の間隔をおいて配置する構成とした。【選択図】図１
2006138839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定対象の流体の流路上に配置した熱源を通電駆動する駆動手段が該熱源に出力する、一定の周期で電圧が変化する周期電圧波形の駆動信号と、前記流路における流体の流れ方向に前記熱源から間隔をおいて配置した温度センサが前記熱源により放出又は吸収される熱を検出しその温度に応じて出力する流速信号との位相差に応じて、位相差信号出力手段が出力する位相差信号に基づいて、前記流路を流れる流体の流速を測定する流速計において、
前記熱源及び前記温度センサは、ベース上にマイクロマシニング加工により形成されており、
前記熱源と前記温度センサとは、前記流路における流体の流れ方向に、該流路における流体の流速がゼロである際に前記温度センサが出力する前記流速信号の一波長以下の間隔をおいて配置されている、
ことを特徴とする流速計。
【請求項２】
前記駆動手段は、前記位相差信号をフィードバック信号として用い、前記駆動信号と前記流速信号とが時間の経過に対して一定の位相差を保つように前記駆動信号の周波数を前記位相差信号のレベルに応じて調整する駆動信号周波数調整手段を有しており、該駆動信号周波数調整手段により調整された前記駆動信号の周波数から、前記流路を流れる流体の流速を測定する請求項１記載の流速計。
【請求項３】
前記駆動信号は方形波であり、前記位相差信号出力手段は、前記駆動信号の周波数だけを選択的に通過させるバンドパスフィルタを用いて前記流速信号を前記駆動信号と同じ周波数の正弦波に波形整形した波形整形後流速信号と前記駆動信号との位相差に応じて、前記位相差信号を出力する請求項１又は２記載の流速計。
【請求項４】
被測定対象の流体の流路上に配置した熱源を通電駆動する駆動手段が該熱源に出力する、一定の周期で電圧が変化する周期電圧波形の駆動信号と、前記流路における流体の流れ方向に前記熱源から間隔をおいて配置した温度センサが前記熱源により放出又は吸収される熱を検出しその温度に応じて出力する流速信号との位相差に応じて、位相差信号出力手段が出力する位相差信号に基づいて、前記流路を流れる流体の流量を測定する流量計であって、
請求項１、２又は３記載の流速計を備え、
前記流速計により測定された前記流路を流れる流体の流速、及び、前記流路の既知の断面積を用いて、前記流路を流れる流体の流量を測定する、
ことを特徴とする流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス等の流体の流速乃至流量をその流路上において測定する流速計及び流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばガス等の流体の流量を流路上において測定する際に、既知の流路断面積に乗じて流量を求めるのに必要な、流路を流れる流体の速度を検出する技術として、流路上に配置したヒータを交流信号により通電駆動し、このヒータから流路における流体の流れ方向に間隔をおいて配置した温度センサが、ヒータから放出される熱の伝搬速度に応じて出力する交流信号と、ヒータの通電駆動に用いる交流信号との位相差を求める方法が知られている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−２６４５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した、温度センサの出力信号とヒータの通電駆動に用いる交流信号との位相差から流体の流速を求める方法は、流路を流れる流体の流速が変化すると、温度センサから出力される交流信号の位相が、流速に応じた量だけ変化することを利用して、流体の流速を求めるものであるが、交流信号には一周期毎に同じ位相箇所が一箇所ずつ存在するので、流量が異なっても位相が同じ交流信号を温度センサが出力する可能性がある場合には、温度センサが出力する交流信号と駆動信号との同じ周期目における位相差を検出しなければ、駆動信号と温度センサが出力する交流信号との位相差から流路を流れる流体の流速を正確に求めることができない。
【０００４】
そのため、温度センサの出力信号とヒータの通電駆動に用いる交流信号との位相差から流体の流速を求める方法を、低速から高速まで流速レンジの広い流体が流れる流路における流体の流速検出に用いるには、駆動信号と温度センサが出力する交流信号との位相差を同じ周期目で確実に検出できるようにするための、何らかの対策が必要であるという課題があった。
【０００５】
そして、上記した課題は、交流信号により通電駆動するのが、通電量によって放出する熱の量が変化するヒータである場合に限らず、例えば、ペルチェ素子のような、通電方向によって熱の放出と吸収とが切り換わり、かつ、通電量によって放出又は吸収する熱の量が変化するものを熱源として用いる場合にも、総じて当てはまるものである。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、流路における流体の流れ方向に間隔をおいて配置した熱源と温度センサを用い、上記した交流信号やこれを直線シフトした信号のような、一定の周期で電圧が変化する周期電圧波形の信号により通電駆動された熱源から伝搬される熱を検出した温度センサが出力する流速信号の、駆動信号との位相差に基づいて、流路を流れる流体の流速乃至流量を測定する際に、低速から高速まで流速レンジの広い流体が流れる流路における流体の流速を検出する場合であっても、流路を流れる流体の流速やこれに基づいて求められる流量を、高精度に測定できる流速計及び流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する請求項１乃至請求項３記載の本発明は流速計に関するものであり、請求項４記載の本発明は流量計に関するものである。
【０００８】
そして、請求項１に記載した本発明の流速計は、被測定対象の流体の流路上に配置した熱源を通電駆動する駆動手段が該熱源に出力する、一定の周期で電圧が変化する周期電圧波形の駆動信号と、前記流路における流体の流れ方向に前記熱源から間隔をおいて配置した温度センサが前記熱源により放出又は吸収される熱を検出しその温度に応じて出力する流速信号との位相差に応じて、位相差信号出力手段が出力する位相差信号に基づいて、前記流路を流れる流体の流速を測定する流速計において、前記熱源及び前記温度センサが、シリコンベース等の上にマイクロマシニング加工により形成されており、前記熱源と前記温度センサとが、前記流路における流体の流れ方向に、該流路における流体の流速がゼロである際に前記温度センサが出力する前記流速信号の一波長以下の間隔をおいて配置されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に記載した本発明の流速計は、請求項１に記載した本発明の流速計において、前記駆動手段が、前記位相差信号をフィードバック信号として用い、前記駆動信号と前記流速信号とが時間の経過に対して一定の位相差を保つように前記駆動信号の周波数を前記位相差信号のレベルに応じて調整する駆動信号周波数調整手段を有しており、該駆動信号周波数調整手段により調整された前記駆動信号の周波数から、前記流路を流れる流体の流速を測定するものとした。
【００１０】
さらに、請求項３に記載した本発明の流速計は、請求項１又は２記載の流速計において、前記駆動信号が方形波であり、前記位相差信号出力手段が、前記駆動信号の周波数だけを選択的に通過させるバンドパスフィルタを用いて前記流速信号を前記駆動信号と同じ周波数の正弦波に波形整形した波形整形後流速信号と前記駆動信号との位相差に応じて、前記位相差信号を出力するものとした。
【００１１】
また、請求項４に記載した本発明の流量計は、被測定対象の流体の流路上に配置した熱源を通電駆動する駆動手段が該熱源に出力する正弦波の駆動信号と、前記流路における流体の流れ方向に前記熱源から間隔をおいて配置した温度センサが前記熱源により放出又は吸収される熱を検出しその温度に応じて出力する流速信号との位相差に応じて、位相差信号出力手段が出力する位相差信号に基づいて、前記流路を流れる流体の流量を測定する流量計であって、請求項１、２又は３記載の流速計を備え、前記流速計により測定された前記流路を流れる流体の流速、及び、前記流路の既知の断面積を用いて、前記流路を流れる流体の流量を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載した本発明の流速計によれば、駆動手段が周期電圧波形の信号の駆動信号により熱源を通電駆動させると、熱源の通電量乃至放出（又は吸収）熱量が連続的に増減され、これに追従して温度センサが出力する流速信号のレベルが増減するので、流速信号は、駆動信号と同じ周波数の信号成分、又は、駆動信号の周波数の倍の周波数成分を含む周期電圧波形となる。
【００１３】
ところで、温度センサが出力する周期電圧波形の流速信号に含まれる、駆動信号と同じ周波数の信号成分、又は、駆動信号の周波数の倍の周波数成分は、駆動手段が熱源の通電駆動に用いる駆動信号との位相差が、流路を流れる流体の流速に応じて変化するので、温度センサが出力する周期電圧波形の流速信号の、駆動手段が熱源の通電駆動に用いる駆動信号との位相差の変動を監視すれば、流路を流れる流体の流速が測定されることになる。
【００１４】
但し、温度センサが出力する流速信号には一周期毎に同じ位相箇所が一箇所ずつ存在するので、流路を流れる流体の流速を、駆動手段が熱源の通電駆動に用いる駆動信号と温度センサが出力する流速信号との位相差から求める場合は、駆動信号と流速信号との同周期、同位相箇所の間で位相差を検出する必要がある。
【００１５】
しかし、駆動信号の特定の位相箇所と流速信号の同位相箇所とが、相前後して立て続けに検出されたとしても、両信号の検出された位相箇所が必ずしも同じ周期目の位相箇所どうしであるとは限らず、仮に、駆動信号と流速信号との同位相箇所を検出しても、駆動信号の検出した位相箇所と流速信号の検出した同位相箇所とが異なる周期目の位相箇所であると、それら検出した両信号の位相差から流路を流れる流体の流速を正しく求めることはできない。
【００１６】
ところで、温度センサが出力する流速信号の波長は、流路における流体の流速がゼロである際に温度センサが出力する流速信号の波長よりも短くなることはなく、流路における流体の流速が高くなればなるほど、温度センサが出力する流速信号の波長は長くなる。
【００１７】
そのため、請求項１に記載した本発明の流速計のように、熱源と温度センサとの、流路における流体の流れ方向の間隔を、流路における流体の流速がゼロである際に温度センサが出力する流速信号の一波長以下の長さとしておけば、温度センサが出力する流速信号の波長が、流路を流れる流体の流速の高低に拘わらず、熱源と温度センサとの、流路における流体の流れ方向の間隔よりも常に長くなることから、流速信号の出力する流速信号の位相は、流路を流れる流体の流速が如何なる値となっても、流速信号の一周期の範囲内でしか変動せず、換言すれば、流速信号の位相は流路を流れる流体の流速と一対一に対応することになる。
【００１８】
そして、流路における流体の流速がゼロである際に温度センサが出力する流速信号の一波長の長さは、現実的に極めて小さい寸法となるところ、マイクロマシニング加工によりシリコンベース等のベース上に熱源及び温度センサを形成すれば、そのような極めて小さい寸法であっても、熱源と温度センサとの、流路における流体の流れ方向の間隔を、流路における流体の流速がゼロである際に温度センサが出力する流速信号の一波長以下の長さとなるように形成することが可能となる。
【００１９】
よって、マイクロマシニング加工によりシリコンベース等のベース上に熱源及び温度センサを形成することで、温度センサが出力する流速信号が、流路を流れる流体の流速の高低に拘わらず、流速信号の一周期の範囲内で、流路を流れる流体の流速と一対一に対応する位相を持つ信号となるように、熱源と温度センサとを、流路における流体の流れ方向の間隔が、流路における流体の流速がゼロである際に温度センサが出力する流速信号の一波長以下の長さとなるように配置して、流速の範囲に制約なく流路を流れる流体の流速を高精度で測定することができる。
【００２０】
尚、請求項１に記載した本発明の流速計において、駆動手段の有する駆動信号周波数調整手段が、位相差信号をフィードバック信号として用いて、駆動信号と流速信号とが時間の経過に対して一定の位相差を保つように駆動信号の周波数を位相差信号のレベルに応じて調整する場合、位相差信号出力手段が出力する位相差信号に基づいた、流路を流れる流体の流速は、請求項２に記載した本発明の流速計のように、駆動信号周波数調整手段により調整された駆動信号の周波数を用いて測定することができる。
【００２１】
また、請求項１又は２に記載した本発明の流速計において、駆動信号が方形波である場合、位相差信号出力手段が出力する位相差信号は、駆動信号に追従して周期電圧波形状に増減する熱源の放出熱量に応じて温度センサが出力する、立ち上がり及び立ち下がりに若干の遅延による変形が生じた周期電圧波形の流速信号を、駆動信号の周波数だけを選択的に通過させるバンドパスフィルタを用いて駆動信号と同じ周波数の正弦波に波形整形した波形整形後流速信号と、駆動信号との位相差に応じたものとすることができる。
【００２２】
そして、請求項４に記載した本発明の流量計によれば、請求項１、２又は３に記載した本発明の流速計によって高精度で測定された、流路を流れる流体の流速を用いて、流路を流れる流体の流量を高精度で計測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明による流量計の実施形態を、流速計の実施形態と共に、図面を参照して説明する。
【００２４】
まず、本発明による流速計を適用した本発明の第１及び第２実施形態に係るガス流量計と、後に説明する本発明の第５及び第６実施形態に係るガス流量計とにおいて使用されるフローセンサの概略構成について、図１の説明図を参照して説明する。
【００２５】
図１中引用符号３で示すフローセンサは、例えば特開平９−２５７８２１号公報において図１を参照して説明されているような、Ｓｉ基板３１（請求項中のベースに相当）上に、マイクロマシニング加工によって、マイクロヒータ３３（請求項中の熱源に相当）及びサーモパイル３５（請求項中の温度センサに相当）を形成して構成されたものであり、ガス（請求項中の被測定対象の流体に相当）の流路Ｓ上に、マイクロヒータ３３が流体の流れ方向における上流側に、サーモパイル３５が下流側に位置するように配置されている。
【００２６】
このフローセンサ３では、マイクロヒータ３３を駆動信号により通電駆動することでマイクロヒータ３３が熱を放出し、マイクロヒータ３３から伝達された熱の温度に応じた起電力がサーモパイル３５に発生し、この起電力がサーモパイル３５から、流路Ｓを流れるガスの流量に応じた流速信号として出力されるように構成されている。
【００２７】
次に、上述したフローセンサ３を用いて流路Ｓを流れるガスの流量を測定する、本発明の第１実施形態に係るガス流量計の概略構成について、図２のブロック図を参照して説明する。
【００２８】
図２中引用符号１で示す第１実施形態のガス流量計は、前記フローセンサ３と、前記マイクロヒータ３３を正弦波状の駆動信号により通電駆動させる駆動回路５（請求項中の駆動手段に相当）と、前記サーモパイル３５から出力される流速信号を増幅するアンプ７と、アンプ７によって増幅された流速信号から駆動回路５の駆動信号と同じ周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタ９と、駆動回路５の駆動信号の位相に対するバンドパスフィルタ９を通過した流速信号の位相の差を検出し位相差検出信号（請求項中の位相差信号に相当）を出力する位相差検出回路１１（請求項中の位相差信号出力手段に相当）とを備えている。
【００２９】
また、第１実施形態のガス流量計１は、位相差検出回路１１からの位相差検出信号から流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量を演算するマイクロコンピュータ等の演算装置１３を備えている。
【００３０】
尚、前記駆動回路５は、図３に回路図で示すように、水晶発振器５１の発振周波数に応じた正弦波の信号を、その振幅の全幅に亘って正電位又は負電位となるように、後段のアンプ５３により直流シフトさせて、この正電位又は負電位の正弦波による信号を、前記駆動信号として前記フローセンサ３のマイクロヒータ３３に出力するように構成されている。
【００３１】
また、前記位相差検出回路１１は、図４に回路図で示すように、駆動回路５の駆動信号をコンデンサＣ１でカップリングし、電源Ｖｃｃ（本実施形態ではＤＣ５Ｖ）とプルアップ抵抗Ｒ１により、抵抗Ｒ２とプルアップ抵抗Ｒ１との分圧比により定まる電位にプルアップした後、抵抗Ｒ３，Ｒ４の中点に生成される駆動信号の振幅の中間電位（本実施形態では２．５Ｖ）のＤＣ電圧とコンパレータＡ１で比較し、コンパレータＡ１の比較出力をＲＳフリップフロップＦ／Ｆの入力Ｓに入力すると共に、バンドパスフィルタ９を通過した流速信号をコンデンサＣ２でカップリングし、電源Ｖｃｃとプルアップ抵抗Ｒ５により、抵抗Ｒ６とプルアップ抵抗Ｒ５との分圧比により定まる電位にプルアップした後、抵抗Ｒ３，Ｒ４の中点に生成される駆動信号の振幅の中間電位のＤＣ電圧とコンパレータＡ２で比較し、コンパレータＡ２の比較出力をＲＳフリップフロップＦ／Ｆの入力Ｒに入力して、駆動回路５の駆動信号の位相に対してバンドパスフィルタ９を通過した流速信号の位相がずれている期間、Ｈレベルの位相差検出信号をＲＳフリップフロップＦ／Ｆから出力するように構成されている。
【００３２】
尚、本実施形態では、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６に全て同じ抵抗値のものが使用されている。
【００３３】
さらに、前記演算装置１３は、位相差検出回路１１から出力された位相差検出信号を、流路Ｓを流れるガスの流速に換算するための換算式に関するデータや、換算したガスの流速から流路Ｓを流れるガスの流量を演算するために必要な、流路Ｓの断面積のデータ等を、内部のメモリに記憶している。
【００３４】
以上の構成による第１実施形態のガス流量計１では、駆動回路５がマイクロヒータ３３を通電駆動させるのに用いる、正弦波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号は、極性が正負の相互間で反転せず単にその電位が正弦波状に変化するだけであり、マイクロヒータ３３の通電量も正弦波状に増減されるので、マイクロヒータ３３から放出される熱を検出したサーモパイル３５が出力する流速信号の波形は、駆動信号と同じ周波数の波形となる。
【００３５】
駆動信号と同じ周波数の波形であるとはいえ、サーモパイル３５が出力する流速信号には、駆動信号と同じ基本周波数成分に加えて他の周波数成分が重畳されているのに対し、流速の変化に対する流速信号の位相差の変化は流速信号の周波数に依存して定まるため、基本周波数以外の周波数成分を含んでいるサーモパイル３５からの流速信号をそのままの波形で使用したのでは、位相差検出回路１１における駆動信号との位相差検出を正確に行うことができない。
【００３６】
しかし、この流速信号に含まれる基本周波数以外の周波数成分はバンドパスフィルタ９において除去されるので、位相差検出回路１１に入力されるのは、駆動信号の基本周波数による正弦波となる。
【００３７】
そして、サーモパイル３５が出力する流速信号の波形は、流路Ｓを流れるガスの流速が速ければ速いほど、位相が進んで駆動信号に対する位相の遅れが縮小し、かつ、振幅が増加するように変形するので、駆動回路５の駆動信号の位相に対するバンドパスフィルタ９を通過した流速信号の位相の差に応じたＨレベルの期間を有する位相差検出回路１１からの位相差検出信号のディーティー比は、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となる。
【００３８】
このため、位相差検出回路１１からの位相差検出信号を取り込んだ演算装置１３において、内部のメモリに記憶されたデータに基づいて、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量が高精度で測定されることになる。
【００３９】
ところで、例えば、流路Ｓの上流側に接続されているガスヒートポンプのような消費源が頻繁に燃焼と燃焼停止を繰り返す等の原因で、流路Ｓを流れるガスに脈動が生じていると、サーモパイル３５が出力する流速信号中に、本来のガスの流速に応じた周波数成分とは異なる、脈動の周波数に応じた周波数成分が重畳されてしまうことになる。
【００４０】
しかし、第１実施形態のガス流量計１では、アンプ７によって増幅された流速信号から駆動回路５の駆動信号と同じ周波数成分のみを通過させるバンドパスフィルタ９が、位相差検出回路１１の前段に設けられていることから、脈動の周波数に応じた周波数成分がバンドパスフィルタ９の通過の際に流速信号から除去されて、駆動信号と同じ周波数成分のみの流速信号が位相差検出回路１１に供給される。
【００４１】
よって、流路Ｓを流れるガスの流速のみに依存した駆動回路５の駆動信号に対する位相差に応じた位相差検出信号を位相差検出回路１１から出力させて、その位相差検出信号を取り込んだ演算装置１３において、内部のメモリに記憶されたデータに基づいて、ガス中に脈動が生じていてもその影響を受けずに、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【００４２】
尚、図１を参照して説明したフローセンサ３においては、マイクロマシニング加工によりシリコンベース３１上にマイクロヒータ３３とサーモパイル３５と形成するという特長を生かして、マイクロヒータ３３とサーモパイル３５との間隔が、流路Ｓにおけるガスの流速がゼロである際にサーモパイル３５が出力する流速信号の一波長以下の長さとなるように配置している。
【００４３】
これは、先に説明したように、サーモパイル３５が出力する正弦波状の流速信号が、流路Ｓを流れるガスの流速が速ければ速いほど、位相が進んで駆動信号に対する位相の遅れが縮小し、かつ、振幅が増加するように変形することに起因する。
【００４４】
即ち、マイクロヒータ３３とサーモパイル３５との間隔が、流路Ｓにおけるガスの流速がゼロである際にサーモパイル３５が出力する流速信号の一波長以下の長さであれば、サーモパイル３５が出力する流速信号のレベルは、流路Ｓを流れるガスの流速の高低に拘わらず、流速信号の一波長のうち、流路Ｓを流れるガスの流速に応じた位相箇所のレベルとなる。
【００４５】
よって、第１実施形態のガス流量計１によれば、サーモパイル３５が出力する流速信号のレベルが、流路Ｓを流れるガスの流速の高低に拘わらず、流速信号の一波長のうち、流路Ｓを流れるガスの流速と一対一に対応する位相箇所のレベルとなるようにして、流速の範囲に制約なく流路Ｓを流れる流体の流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【００４６】
次に、本発明の第２実施形態に係るガス流量計の概略構成について、図５のブロック図を参照して説明する。
【００４７】
図５中引用符号１Ａで示す第２実施形態のガス流量計は、位相差検出回路１１の後段に、位相差検出信号をそのデューティー比に応じた電圧の位相差平滑化信号に変換する平滑化回路２１と、平滑化回路２１からの位相差平滑化信号をオフセット調整するアンプ２３と、このアンプ２３によるオフセット調整後の位相差平滑化信号の値が一定になるように、これを制御信号としてマイクロヒータ３３の通電駆動用の駆動信号の周波数を調整する電圧制御発振回路（ＶＣＯ）２５（請求項中の駆動信号周波数調整手段、駆動手段に相当）と、駆動回路５に代えて使用される電圧制御発振回路２５がマイクロヒータ３３に出力する、正弦波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号を方形波に波形成形するインバータ２７とを、第１実施形態のガス流量計１に追加して設け、位相差検出回路１１の出力に代えてインバータ２７の出力を演算装置１３に入力するようにした点を除くと、その他は第１実施形態のガス流量計１と同様に構成されている。
【００４８】
そして、この第２実施形態のガス流量計１Ａでは、インバータ２７で方形波に波形成形された電圧制御発振回路２５からの駆動信号を取り込んだ演算装置１３が、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量を演算することになる。
【００４９】
このため、第２実施形態のガス流量計１Ａでは、当然、前記演算装置１３が内部のメモリに記憶している、流路Ｓを流れるガスの流速に換算するための換算式に関するデータは、電圧制御発振回路２５から出力されてインバータ２７により方形波に波形成形された駆動信号のデューティー比から、駆動信号の周波数を割り出すための換算式や、割り出した駆動信号の周波数を、流路Ｓを流れるガスの流速に換算するための換算式、あるいは、電圧制御発振回路２５から出力されてインバータ２７により方形波に波形成形された駆動信号のデューティー比から、流路Ｓを流れるガスの流速を直接割り出すための換算式に関するデータとなる。
【００５０】
以上の構成による第２実施形態のガス流量計１Ａでは、位相差検出回路１１からの位相差検出信号を平滑化回路２１で平滑化した位相差平滑化信号の、アンプ２３によるオフセット調整後の値は、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となるので、これが一定の値になるように、マイクロヒータ３３を通電駆動する駆動信号の周波数を電圧制御発振回路２５において調整すると、今度は、電圧制御発振回路２５において調整された駆動信号の周波数が、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となる。
【００５１】
このため、インバータ２７により方形波に波形成形された駆動信号を取り込んだ演算装置１３において、内部のメモリに記憶されたデータに基づいて、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【００５２】
そして、上述した第２実施形態のガス流量計１Ａにおいても、フローセンサ３のマイクロヒータ３３とサーモパイル３５との間隔が、流路Ｓにおけるガスの流速がゼロである際にサーモパイル３５が出力する流速信号の一波長以下の長さに設定されたフローセンサ３を用いることから、サーモパイル３５が出力する流速信号のレベルが、流路Ｓを流れるガスの流速の高低に拘わらず、流速信号の一波長のうち、流路Ｓを流れるガスの流速と一対一に対応する位相箇所のレベルとなるようにして、流速の範囲に制約なく流路Ｓを流れる流体の流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【００５３】
次に、本発明による流速計を適用した本発明の第３及び第４実施形態に係るガス流量計と、後に説明する本発明の第７及び第８実施形態に係るガス流量計とにおいて使用されるフローセンサの概略構成について、図６の説明図を参照して説明する。
【００５４】
図６中引用符号３Ａで示すフローセンサは、図１を参照して説明したフローセンサ３のマイクロヒータ３３に代えて、ペルチェ素子３７を用いて構成されたものであり、ガスの流路Ｓ上に、ペルチェ素子３７が流体の流れ方向における上流側に、サーモパイル３５が下流側に位置するように配置されている。
【００５５】
このフローセンサ３Ａでは、ペルチェ素子３７を駆動信号により通電駆動することで、電流の流れる方向に応じてペルチェ素子３７が熱を放出又は吸収し、ペルチェ素子３７から伝達された熱の温度に応じた起電力がサーモパイル３５に発生し、この起電力がサーモパイル３５から、流路Ｓを流れるガスの流量に応じた流速信号として出力されるように構成されている。
【００５６】
次に、上述したフローセンサ３Ａを用いて流路Ｓを流れるガスの流量を測定する、本発明の第３実施形態に係るガス流量計の概略構成について、図７のブロック図を参照して説明する。
【００５７】
図７中引用符号１Ｂで示す第３実施形態のガス流量計は、フローセンサ３をフローセンサ３Ａに替えた他、駆動回路５から直流シフト用のアンプ５３を省略して正電位と負電位とに跨った電位の正弦波による交流信号を、前記駆動信号として前記フローセンサ３Ａのペルチェ素子３７に出力する駆動回路５Ａを用いた点の他は、第１実施形態のガス流量計１と同様に構成されている。
【００５８】
以上の構成による第３実施形態のガス流量計１Ｂでは、駆動回路５Ａがペルチェ素子３７を、正電位と負電位とに跨った電位の正弦波による交流の駆動信号で通電駆動させても、極性が正負の相互間で反転した際にペルチェ素子３７を流れる電流の向きが反転し、反転前にペルチェ素子３７で生じていたペルチェ効果とは逆のペルチェ効果（暖→冷、又は、冷→暖）が発生し、ペルチェ素子３７の通電量の増減に対するペルチェ素子３７の放出乃至吸収熱量の増減傾向には、ペルチェ素子３７を流れる電流の向きの反転の前後に亘って逆転現象が発生しないので、ペルチェ素子３７により放出又は吸収される熱を検出したサーモパイル３５が出力する流速信号の波形は、駆動信号が、その極性が正負の相互間で反転する交流信号であるか、それとも、その極性が正負の相互間で反転しない直流（シフト）信号であるかに拘わらず、駆動信号と同じ周波数の正弦波状となる。
【００５９】
そして、サーモパイル３５が出力する正弦波状の流速信号の波形は、流路Ｓを流れるガスの流速が速ければ速いほど、位相が進んで駆動信号に対する位相の遅れが縮小し、かつ、振幅が増加するように変形するので、駆動回路５の駆動信号の位相に対するバンドパスフィルタ９を通過した流速信号の位相の差に応じたＨレベルの期間を有する位相差検出回路１１からの位相差検出信号のディーティー比は、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となる。
【００６０】
このため、位相差検出回路１１からの位相差検出信号を取り込んだ演算装置１３において、内部のメモリに記憶されたデータに基づいて、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量が高精度で測定されることになる。
【００６１】
そして、図６を参照して説明したフローセンサ３Ａにおいても、第１及び第２実施形態のガス流量計１，１Ａに用いるフローセンサ３と同様に、マイクロマシニング加工によりシリコンベース３１上にペルチェ素子３７とサーモパイル３５と形成するという特長を生かして、ペルチェ素子３７とサーモパイル３５との間隔が、流路Ｓにおけるガスの流速がゼロである際にサーモパイル３５が出力する流速信号の一波長以下の長さとなるように配置している。
【００６２】
よって、第３実施形態のガス流量計１Ｂによれば、サーモパイル３５が出力する流速信号のレベルが、流路Ｓを流れるガスの流速の高低に拘わらず、流速信号の一波長のうち、流路Ｓを流れるガスの流速と一対一に対応する位相箇所のレベルとなるようにして、流速の範囲に制約なく流路Ｓを流れる流体の流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【００６３】
尚、マイクロヒータ３３に代えてペルチェ素子３７を用いたフローセンサ３Ａは、上記のような作用をサーモパイル３５の出力にもたらすので、第２実施形態のガス流量計１Ａにおいて、フローセンサ３をフローセンサ３Ａに替え、かつ、正電位又は負電位の正弦波による駆動信号をマイクロヒータ３３に出力する電圧制御発振回路２５に代えて、第３実施形態のガス流量計１Ｂの駆動回路５Ａと同様に、正電位と負電位とに跨った電位の正弦波による交流信号を駆動信号としてフローセンサ３Ａのペルチェ素子３７に出力する電圧制御発振回路２５Ａを用いて、図８のブロック図に示すような第４実施形態のガス流量計１Ｃを構成しても、第２実施形態のガス流量計１Ａによって発揮されたのと同様の効果を得ることができる。
【００６４】
以上の第１及び第２実施形態のガス流量計１，１Ａでは、正弦波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号によりマイクロヒータ３３を駆動するものとしたが、本発明は、方形波のように一定の周期で電圧が変化する周期電圧波形の信号を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号でマイクロヒータ３３を駆動する場合にも適用可能である。
【００６５】
そこで、上述した第１実施形態のガス流量計１の変形例に相当し、方形波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号でマイクロヒータ３３を駆動する、本発明の第５実施形態に係るガス流量計の概略構成について、図９のブロック図を参照して説明する。
【００６６】
図９中引用符号１Ｄで示す第５実施形態のガス流量計は、第１実施形態のガス流量計１の駆動回路５に代えて、方形波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号によりマイクロヒータ３３を駆動する駆動回路５Ｄ（請求項中の駆動手段に相当）を用いた点を除くと、その他は第１実施形態のガス流量計１と同様に構成されている。
【００６７】
そして、駆動回路５Ｄとしては、改めて図示しての説明は省略するものの、例えば周知の無安定マルチバイブレータを用いることができる。
【００６８】
以上の構成による第５実施形態のガス流量計１Ｄでは、駆動回路５Ｄがマイクロヒータ３３を通電駆動させるのに用いる、方形波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号は、極性が正負の相互間で反転せず単にその電位が方形波状に変化するだけであり、したがって、マイクロヒータ３３の通電量も方形波状に増減されるので、マイクロヒータ３３からの放出熱量は、立ち上がり及び立ち下がりに若干の遅延による変形が生じた方形波状となり、マイクロヒータ３３から放出される熱を検出したサーモパイル３５が出力する流速信号の波形も、駆動信号と同じ周波数の立ち上がり及び立ち下がりに若干の遅延による変形が生じた方形波状となる。
【００６９】
ところで、方形波を直流シフトさせた正電位又は負電位のマイクロヒータ３３の駆動信号は、基本周波数成分に加えて高調波成分を含んでいるので、サーモパイル３５が出力する方形波状の流速信号にも、駆動回路５Ｂがマイクロヒータ３３を通電駆動させるのに用いる駆動信号と同様に、基本周波数以外の高調波成分が含まれているが、流速の変化に対する流速信号の位相差の変化量は流速信号の周波数に依存して定まるため、基本周波数以外の高調波成分を含んでいるサーモパイル３５からの流速信号をそのままの波形で使用したのでは、位相差検出回路１１における駆動信号との位相差検出を正確に行うことができない。
【００７０】
しかし、この流速信号に含まれる高調波成分はバンドパスフィルタ９において除去されるので、位相差検出回路１１に入力されるのは、駆動信号の基本周波数による正弦波となる。
【００７１】
そして、サーモパイル３５が出力してバンドバスフィルタ９を通過した正弦波の流速信号は、流路Ｓを流れるガスの流速が速ければ速いほど、位相が進んで駆動信号に対する位相の遅れが縮小し、かつ、振幅が増加するように変形するので、駆動回路５Ｄの駆動信号の位相に対するバンドパスフィルタ９を通過した流速信号の位相の差に応じたＨレベルの期間を有する位相差検出回路１１からの位相差検出信号のディーティー比は、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となる。
【００７２】
このため、位相差検出回路１１からの位相差検出信号を取り込んだ演算装置１３において、内部のメモリに記憶されたデータに基づいて、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【００７３】
次に、上述した第２実施形態のガス流量計１Ａの変形例に相当し、方形波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号でマイクロヒータ３３を駆動する、本発明の第６実施形態に係るガス流量計の概略構成について、図１０のブロック図を参照して説明する。
【００７４】
図１０中引用符号１Ｅで示す第６実施形態のガス流量計は、第２実施形態のガス流量計１Ａのアンプ２３によるオフセット調整後の位相差平滑化信号の値が一定になるように、これを制御信号としてマイクロヒータ３３の通電駆動用の駆動信号の周波数を調整するものとして、第２実施形態のガス流量計１Ａの電圧制御発振回路２５に代えて電圧制御発振回路２５Ｅ（請求項中の駆動信号周波数調整手段、駆動手段に相当）を用い、第５実施形態の駆動回路５Ｄに代えて使用される電圧制御発振回路２５Ｅがマイクロヒータ３３を駆動する、方形波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号を、インバータ２７を省略してそのまま演算装置１３に入力するようにした点を除くと、その他は第２実施形態のガス流量計１Ａと同様に構成されている。
【００７５】
尚、電圧制御発振回路２５Ｅとしては、改めて図示しての説明は省略するものの、例えば、外部から直流電圧を制御することで発振周波数を調整できる、例えば周知のエミッタ結合無安定マルチバイブレータを用いることができる。
【００７６】
この第６実施形態のガス流量計１Ｅでは、電圧制御発振回路２５Ｃからの駆動信号を取り込んだ演算装置１３が、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量を演算することになる。
【００７７】
このため、第６実施形態のガス流量計１Ｅでは、当然、前記演算装置１３が内部のメモリに記憶している、流路Ｓを流れるガスの流速に換算するための換算式に関するデータは、電圧制御発振回路２５Ｅから出力された駆動信号のデューティー比から、駆動信号の周波数を割り出すための換算式や、割り出した駆動信号の周波数を、流路Ｓを流れるガスの流速に換算するための換算式、あるいは、電圧制御発振回路２５Ｅから出力された駆動信号のデューティー比から、流路Ｓを流れるガスの流速を直接割り出すための換算式に関するデータとなる。
【００７８】
以上の構成による第６実施形態のガス流量計１Ｅでは、位相差検出回路１１からの位相差検出信号を平滑化回路２１で平滑化した位相差平滑化信号の、アンプ２３によるオフセット調整後の値は、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となるので、これが一定の値になるように、マイクロヒータ３３を通電駆動する駆動信号の周波数を電圧制御発振回路２５Ｅにおいて調整すると、今度は、電圧制御発振回路２５Ｅにおいて調整された駆動信号の周波数が、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となる。
【００７９】
このため、電圧制御発振回路２５Ｅから出力された駆動信号を取り込んだ演算装置１３において、内部のメモリに記憶されたデータに基づいて、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【００８０】
同様に、以上の第３及び第４実施形態のガス流量計１Ｂ，１Ｃでは、正電位と負電位とに跨った電位の正弦波による交流の駆動信号によりマイクロヒータ３３を駆動するものとしたが、本発明は、方形波のように一定の周期で電圧が変化する周期電圧波形の、正電位と負電位とに跨った電位の交流の駆動信号でペルチェ素子３７を駆動する場合にも適用可能である。
【００８１】
そこで、上述した第３実施形態のガス流量計１Ｂの変形例に相当し、正電位と負電位とに跨った電位の方形波による交流の駆動信号でペルチェ素子３７を駆動する、本発明の第７実施形態に係るガス流量計の概略構成について、図１１のブロック図を参照して説明する。
【００８２】
図１１中引用符号１Ｆで示す第７実施形態のガス流量計は、第３実施形態のガス流量計１Ｂの駆動回路５Ａに代えて、第５実施形態のガス流量計１Ｄの駆動回路５Ｄから直流シフト用の構成を省略して正電位と負電位とに跨った電位の方形波による交流信号を、前記駆動信号として前記フローセンサ３Ａのペルチェ素子３７に出力する駆動回路５Ｆ（請求項中の駆動手段に相当）を用いた点を除くと、その他は第３実施形態のガス流量計１Ｂと同様に構成されている。
【００８３】
そして、駆動回路５Ｆとしては、改めて図示しての説明は省略するものの、例えば周知の無安定マルチバイブレータを用いることができる。
【００８４】
以上の構成による第７実施形態のガス流量計１Ｆでは、駆動回路５Ｆがペルチェ素子３７を、正電位と負電位とに跨った電位の方形波による交流の駆動信号で通電駆動させても、極性が正負の相互間で反転した際にペルチェ素子３７を流れる電流の向きが反転し、反転前にペルチェ素子３７で生じていたペルチェ効果とは逆のペルチェ効果（暖→冷、又は、冷→暖）が発生し、ペルチェ素子３７の通電量の増減に対するペルチェ素子３７の放出乃至吸収熱量の増減傾向には、ペルチェ素子３７を流れる電流の向きの反転の前後に亘って逆転現象が発生しないので、ペルチェ素子３７により放出又は吸収される熱を検出したサーモパイル３５が出力する流速信号の波形は、駆動信号が、その極性が正負の相互間で反転する交流信号であるか、それとも、その極性が正負の相互間で反転しない直流（シフト）信号であるかに拘わらず、駆動信号と同じ周波数の立ち上がり及び立ち下がりに若干の遅延による変形が生じた方形波状となる。
【００８５】
ところで、正電位と負電位とに跨った電位の方形波によるペルチェ素子３７の駆動信号は、基本周波数成分に加えて高調波成分を含んでいるので、サーモパイル３５が出力する方形波状の流速信号にも、駆動回路５Ｆがペルチェ素子３７を通電駆動させるのに用いる駆動信号と同様に、基本周波数以外の高調波成分が含まれているが、流速の変化に対する流速信号の位相差の変化量は流速信号の周波数に依存して定まるため、基本周波数以外の高調波成分を含んでいるサーモパイル３５からの流速信号をそのままの波形で使用したのでは、位相差検出回路１１における駆動信号との位相差検出を正確に行うことができない。
【００８６】
しかし、この流速信号に含まれる高調波成分はバンドパスフィルタ９において除去されるので、位相差検出回路１１に入力されるのは、駆動信号の基本周波数による正弦波となる。
【００８７】
そして、サーモパイル３５が出力してバンドバスフィルタ９を通過した正弦波の流速信号は、流路Ｓを流れるガスの流速が速ければ速いほど、位相が進んで駆動信号に対する位相の遅れが縮小し、かつ、振幅が増加するように変形するので、駆動回路５Ｆの駆動信号の位相に対するバンドパスフィルタ９を通過した流速信号の位相の差に応じたＨレベルの期間を有する位相差検出回路１１からの位相差検出信号のディーティー比は、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となる。
【００８８】
このため、位相差検出回路１１からの位相差検出信号を取り込んだ演算装置１３において、内部のメモリに記憶されたデータに基づいて、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量が高精度で測定されることになる。
【００８９】
そして、図６を参照して説明したフローセンサ３Ａにおいても、第１、第２、第５、及び、第６実施形態のガス流量計１，１Ａ，１Ｄ，１Ｅに用いるフローセンサ３と同様に、マイクロマシニング加工によりシリコンベース３１上にペルチェ素子３７とサーモパイル３５と形成するという特長を生かして、ペルチェ素子３７とサーモパイル３５との間隔が、流路Ｓにおけるガスの流速がゼロである際にサーモパイル３５が出力する流速信号の一波長以下の長さとなるように配置している。
【００９０】
よって、第７実施形態のガス流量計１Ｆによれば、サーモパイル３５が出力する流速信号のレベルが、流路Ｓを流れるガスの流速の高低に拘わらず、流速信号の一波長のうち、流路Ｓを流れるガスの流速と一対一に対応する位相箇所のレベルとなるようにして、流速の範囲に制約なく流路Ｓを流れる流体の流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【００９１】
尚、マイクロヒータ３３に代えてペルチェ素子３７を用いたフローセンサ３Ａは、上記のような作用をサーモパイル３５の出力にもたらすので、第６実施形態のガス流量計１Ｅにおいて、フローセンサ３をフローセンサ３Ａに替え、かつ、電圧制御発振回路２５Ｅがマイクロヒータ３３を駆動する、方形波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号を、正電位又は負電位の方形波による駆動信号をマイクロヒータ３３に出力する電圧制御発振回路２５Ｅに代えて、第７実施形態のガス流量計１Ｆの駆動回路５Ｆと同様に、正電位と負電位とに跨った電位の方形波による交流信号を駆動信号としてフローセンサ３Ａのペルチェ素子３７に出力する電圧制御発振回路２５Ｇ（請求項中の駆動信号周波数調整手段、駆動手段に相当）を用いて、図１２のブロック図に示すような第８実施形態のガス流量計１Ｇを構成しても、第６実施形態のガス流量計１Ｅによって発揮されたのと同様の効果を得ることができる。
【００９２】
ちなみに、第１実施形態のガス流量計１で用いた駆動回路５は、第３実施形態のガス流量計１Ｂで用いた、駆動回路５から直流シフト用のアンプ５３を省略して正電位と負電位とに跨った電位の正弦波による交流信号を駆動信号として出力する駆動回路５Ａに替えてもよく、また、第２実施形態のガス流量計１Ａで用いた電圧制御発振回路２５は、第４実施形態のガス流量計１Ｂで用いた、正電位と負電位とに跨った電位の正弦波による信号を駆動信号として出力する電圧制御発振回路２５Ａに替えてもよい。
【００９３】
その場合には、駆動回路５Ａや電圧制御発振回路２５Ａがマイクロヒータ３３を通電駆動させるのに用いる正弦波の駆動信号は、極性が正負の相互間で反転し、マイクロヒータ３３の通電量が所謂半波整流波形状になり、電流と電圧の積である電力に比例するマイクロヒータ３３の放熱量は、マイクロヒータ３３の通電駆動に用いる駆動信号の２倍の周波数を持つ正弦波となるので、マイクロヒータ３３から放出される熱を検出したサーモパイル３５が出力する流速信号の波形は、マイクロヒータ３３の放出熱量に追従して、駆動信号の倍の周波数の正弦波となる。
【００９４】
このため、位相差検出回路１１では、駆動信号と、駆動信号の倍の周波数の正弦波となるサーモパイル３５からの流速信号との位相差が検出されることになる。
【００９５】
また、第３実施形態のガス流量計１Ｂで用いた駆動回路５Ａや、第７実施形態のガス流量計１Ｆで用いた駆動回路５Ｆは、第１実施形態のガス流量計１で用いた駆動回路５や、第５実施形態のガス流量計１Ｄで用いた駆動回路５Ｄに替えてもよく、また、第４実施形態のガス流量計１Ｂで用いた電圧制御発振回路２５Ａや、第８実施形態のガス流量計１Ｇで用いた電圧制御発振回路２５Ｇは、第２実施形態のガス流量計１Ａで用いた電圧制御発振回路２５や、第６実施形態のガス流量計１Ｅで用いた電圧制御発振回路２５Ｅに替えてもよい。
【００９６】
その場合には、駆動回路５や電圧制御発振回路２５がペルチェ素子３７を通電駆動させるのに用いる、正弦波や方形波を直流シフトさせた正電位又は負電位の駆動信号は、極性が正負の相互間で反転せず単にその電位が正弦波状や方形波状に変化するだけであり、ペルチェ素子３７に流れる電流の向きが同じ方向となるので、ペルチェ素子３７は熱を常に放出又は吸収し、その放出熱量又は吸収熱量が正弦波状や、立ち上がり及び立ち下がりに若干の遅延による変形が生じた方形波状に増減されることになる。
【００９７】
よって、駆動回路５，５Ｄや電圧制御発振回路２５，２５Ｅによりペルチェ素子３７を通電駆動する場合に、ペルチェ素子３７により放出又は吸収される熱を検出したサーモパイル３５が出力する流速信号の波形は、駆動回路５Ａ，５Ｆや電圧制御発振回路２５Ａ，２５Ｇによりペルチェ素子３７を通電駆動する場合と同様に、駆動信号と同じ周波数の正弦波状や方形波状となり、そのため、第３及び第４実施形態のガス流量計１Ｂ，１Ｃにおいて、駆動回路５や電圧制御発振回路２５によりペルチェ素子３７を通電駆動するように構成したり、第７及び第８実施形態のガス流量計１Ｆ，１Ｇにおいて、駆動回路５Ｄや電圧制御発振回路２５Ｅによりペルチェ素子３７を通電駆動するように構成しても、第３及び第４実施形態のガス流量計１Ｂ，１Ｃや第７及び第８実施形態のガス流量計１Ｆ，１Ｇと同様の効果を得ることができる。
【００９８】
尚、上記の各実施形態では、サーモパイル３５がマイクロヒータ３３やペルチェ素子３７よりも流体の流れ方向における下流側に位置する場合について説明したが、本発明は、サーモパイル３５がマイクロヒータ３３やペルチェ素子３７よりも流体の流れ方向における上流側に位置する場合についても、適用可能である。
【００９９】
その場合にも、サーモパイル３５がマイクロヒータ３３やペルチェ素子３７よりも流体の流れ方向における下流側に位置する場合と同じく、サーモパイル３５が出力する流速信号の波形は、流路Ｓを流れるガスの流速が速ければ速いほど、位相が進んで駆動信号に対する位相の遅れが縮小するように変形するので、駆動回路５，５Ａ，５Ｄ，５Ｆの駆動信号の位相に対するバンドパスフィルタ９を通過した流速信号の位相の差に応じたＨレベルの期間を有する位相差検出回路１１からの位相差検出信号のディーティー比や、位相差検出回路１１からの位相差検出信号を平滑化回路２１で平滑化した位相差平滑化信号の、アンプ２３によるオフセット調整後の値は、流路Ｓを流れるガスの流速を反映した値となる。
【０１００】
このため、サーモパイル３５がマイクロヒータ３３よりも流体の流れ方向における上流側に位置する場合でも、第１、第３、第５、及び、第７実施形態のガス流量計１，１Ｂ，１Ｄ，１Ｆにおける位相差検出回路１１からの位相差検出信号や、第２及び第４実施形態のガス流量計１Ａ，１Ｃにおけるインバータ２７により方形波に波形成形された駆動信号、あるいは、第６及び第８実施形態のガス流量計１Ｅ，１Ｇにおける電流制御発振回路２５Ｅ，２５Ｇから出力される方形波の駆動信号を取り込んだ演算装置１３において、内部のメモリに記憶されたデータに基づいて、流路Ｓを流れるガスの流速乃至流量を高精度で測定することができる。
【０１０１】
また、上記の各実施形態ではガスの流量を測定するガス流量計を例に取って説明したが、本発明は、ガス以外の気体や液体等、様々な流体の流速乃至流量測定について適用可能であり、また、流量を測定せずその前段階の流速のみ測定する場合についても、広く適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１及び第２実施形態に係るガス流量計において使用されるフローセンサの概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明による流速計を適用した本発明の第１実施形態に係るガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２の駆動回路の内部構成を示す回路図である。
【図４】図２の位相差検出回路の内部構成を示す回路図である。
【図５】本発明による流速計を適用した本発明の第２実施形態に係るガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第３及び第４実施形態に係るガス流量計において使用されるフローセンサの概略構成を示す説明図である。
【図７】本発明による流速計を適用した本発明の第３実施形態に係るガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【図８】本発明による流速計を適用した本発明の第４実施形態に係るガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【図９】本発明による流速計を適用した本発明の第５実施形態に係るガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明による流速計を適用した本発明の第６実施形態に係るガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明による流速計を適用した本発明の第７実施形態に係るガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明による流速計を適用した本発明の第８実施形態に係るガス流量計の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ  ガス流量計
５，５Ａ，５Ｄ，５Ｆ  駆動回路（駆動手段）
１１  位相差検出回路（位相差信号出力手段）
２５，２５Ａ，２５Ｅ，２５Ｇ  電圧制御発振回路（駆動信号周波数調整手段、駆動手段）
３１  Ｓｉ基板（ベース）
３３  マイクロヒータ（熱源）
３５  サーモパイル（温度センサ）
３７  ペルチェ素子（熱源）
Ｓ  流路
【図１】
2006138839.tif 000003
【図２】
2006138839.tif 000004
【図３】
2006138839.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2006138839.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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