(57)【要約】【課題】  比較的簡便な制御機構によって流体の温度と流量との細かな制御が可能であり、振動や暴走が起こり難い流量温度制御装置を提供すること。【解決手段】  流体が流れる配管Ｐに設けられ流体の流量を調整可能な流量調整機構２と、配管の流量調整機構の下流側に配置される入口温度センサ３Ａと、入口温度センサよりも下流側に配置された発熱体４と、発熱体の近傍に配置される出口温度センサ３Ｂと、制御部Ｃとを備え、制御部が、流体の吐出流量及び吐出温度と、入口温度センサの位置における流体の入口温度と、出口温度センサの位置における流体の出口温度と、に対応した発熱体の出力と流量調整機構による流体の流量とを格納したデータベースに基づいて、発熱体の出力を設定すると共に流量の調整を行い、流体の温度を制御する。【選択図】図１
2019159515.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる配管に設けられ前記流体の流量を調整可能な流量調整機構と、
前記配管の前記流量調整機構の下流側又は上流側に配置される入口温度センサと、
前記配管の前記入口温度センサよりも下流側に配置され発熱可能な発熱体と、
前記配管の前記入口温度センサよりも下流側かつ前記発熱体の近傍に配置される出口温度センサと、
前記流量調整機構及び前記発熱体を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記流体の吐出流量と、前記流体の吐出温度と、前記入口温度センサの位置における前記流体の入口温度と、前記出口温度センサの位置における前記流体の出口温度と、に対応した前記発熱体の出力と前記流量調整機構による前記流体の流量とを格納したデータベースに基づいて、前記発熱体の出力を設定すると共に前記流量調整機構により流量の調整を行い、前記流体の温度を制御することを特徴とする流量温度制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流量温度制御装置において、
前記制御部が、前記吐出流量と前記吐出温度と前記入口温度センサで測定した前記入口温度とが入力された際に、前記データベースに基づいて対応する前記発熱体の出力と前記流量調整機構による流量とを設定し、
前記設定後、前記出口温度センサで測定した前記出口温度の実測値が、前記データベースにおいて対応する前記出口温度の設定値の許容範囲を超えているとき、前記出口温度の設定値と実測値との差に応じて前記流量調整機構による流量を補正することを、前記出口温度の実測値が前記許容範囲以内になるまで繰り返すことを特徴とする流量温度制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の流量温度制御装置において、
前記入口温度センサ及び前記出口温度センサが、前記配管に設置した絶縁性フィルムと、
前記絶縁性フィルムにサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、
前記薄膜サーミスタ部に形成された一対の対向電極とを備えていることを特徴とする流量温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管を流れる流体の流量と温度とを調整可能な流量温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管を流れる流体の温度を制御する装置として、例えば特許文献１には、作動流体を冷却液で冷却するための熱交換器と、熱交換器を流れる作動流体又は冷却液の流量を制御する流量制御弁と、熱交換器を出た作動流体を加熱する電気的な発熱体と、発熱体を出た作動流体の温度を目標温度に制御するために、発熱体の出力パワーを操作する発熱体制御部と、熱交換器の冷却能力を制御するために、流量制御弁を操作する弁制御部とを備え、弁制御部が、作動流体の現在温度が目標温度に到達する前の過渡時に、現在温度の変化速度に応じて流量制御弁を操作する過渡時弁制御手段と、現在温度が目標温度に到達した後の整定時に、発熱体の出力パワーを所定の適正出力範囲内に収めるように、流量制御弁を操作する整定時弁制御手段とを有する流量温度制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２８２４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、流体の温度を目標温度に制御するために流量と温度とを個別に制御すると、一方の制御によって他方の制御値を調整し直すことが必要になるという問題があった。例えば、流体が気体である場合、温度上昇によって体積膨張が起こり、一定の流量制御値では質量流量が減少してしまうことで、流量の制御値を調整し直す必要がある。また、相互の制御を交互に行うと、制御に必要な時間が長くなってしまい、また同時に独立して制御を行うと、場合によっては振動や暴走が起こる恐れがある。上記特許文献１の装置では、流体の温度を目標温度に制御するために発熱体の出力パワーを操作すると共に流量制御弁を操作して、温度と流量とをそれぞれ制御しているが、現在温度の変化速度を用いるなど複雑な制御機構が必要になるという不都合があった。また、通常、発熱体の出力は安定になるまで時間がかかるため、細かな制御が難しいという問題もあった。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、比較的簡便な制御機構によって流体の温度と流量との細かな制御が可能であり、振動や暴走が起こり難い流量温度制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係る流量温度制御装置は、流体が流れる配管に設けられ前記流体の流量を調整可能な流量調整機構と、前記配管の前記流量調整機構の下流側又は上流側に配置される入口温度センサと、前記配管の前記入口温度センサよりも下流側に配置され発熱可能な発熱体と、前記配管の前記入口温度センサよりも下流側かつ前記発熱体の近傍に配置される出口温度センサと、前記流量調整機構及び前記発熱体を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記流体の吐出流量と、前記流体の吐出温度と、前記入口温度センサの位置における前記流体の入口温度と、前記出口温度センサの位置における前記流体の出口温度と、に対応した前記発熱体の出力と前記流量調整機構による前記流体の流量とを格納したデータベースに基づいて、前記発熱体の出力を設定すると共に前記流量調整機構により流量の調整を行い、前記流体の温度を制御することを特徴とする。
【０００７】
この流量温度制御装置では、制御部が、流体の吐出流量と、流体の吐出温度と、入口温度センサの位置における流体の入口温度と、出口温度センサの位置における流体の出口温度と、に対応した発熱体の出力と流量調整機構による流体の流量とを格納したデータベースに基づいて、発熱体の出力を設定すると共に流量調整機構により流量の調整を行い、流体の温度を制御するので、流量のみの簡便な制御だけで温度の制御ができ、振動や暴走が起こり難く、安定した細かな制御が可能になる。特に、入口温度センサと出口温度センサとによる２つの温度センサで流量と温度との両方を評価し、両方を考慮したデータベースを用いるため、処理能力の小さな制御機構を用いて簡便な制御を行うことが可能である。
【０００８】
第２の発明に係る流量温度制御装置は、第１の発明において、前記制御部が、前記吐出流量と前記吐出温度と前記入口温度センサで測定した前記入口温度とが入力された際に、前記データベースに基づいて対応する前記発熱体の出力と前記流量調整機構による流量とを設定し、前記設定後、前記出口温度センサで測定した前記出口温度の実測値が、前記データベースにおいて対応する前記出口温度の設定値の許容範囲を超えているとき、前記出口温度の設定値と実測値との差に応じて前記流量調整機構による流量を補正することを、前記出口温度の実測値が前記許容範囲以内になるまで繰り返すことを特徴とする。
すなわち、この流量温度制御装置では、制御部が、出口温度センサで測定した出口温度の実測値が、データベースにおいて対応する出口温度の設定値の許容範囲を超えているとき、出口温度の設定値と実測値との差に応じて流量調整機構による流量を補正することを、出口温度の実測値が許容範囲以内になるまで繰り返すので、素早くかつ精度良く温度の調整が可能になる。つまり、出口温度の設定値と実測値との差が大きいほど流量調整機構による流量の補正量を大きくして温度の変化量を大きくし、逆に出口温度の設定値と実測値との差が小さいほど流量調整機構による流量の補正量を小さくして温度の変化量を小さくすることで、温度差に応じた細かな制御が可能になる。
【０００９】
第３の発明に係る流量温度制御装置は、第１又は第２の発明において、前記入口温度センサ及び前記出口温度センサが、前記配管に設置した絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムにサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、前記薄膜サーミスタ部に形成された一対の対向電極とを備えていることを特徴とする。
すなわち、この流量温度制御装置では、入口温度センサ及び出口温度センサが、配管に設置した絶縁性フィルムと、絶縁性フィルムに入口温度センサ及び出口温度センサが、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、薄膜サーミスタ部に形成された一対の対向電極とを備えているので、柔軟性を有し、配管の形状に対応させて設置可能である。また、膜状の薄膜サーミスタ部が面接触することで、線状の抵抗体やチップサーミスタ等を用いた温度センサに比べて、より高精度な温度測定が可能になる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係る流量温度制御装置によれば、制御部が、流体の吐出流量と、流体の吐出温度と、入口温度センサの位置における流体の入口温度と、出口温度センサの位置における流体の出口温度と、に対応した発熱体の出力と流量調整機構による流体の流量とを格納したデータベースに基づいて、発熱体の出力を設定すると共に流量調整機構により流量の調整を行い、流体の温度を制御するので、流量のみの簡便な制御だけで温度の制御ができ、振動や暴走が起こり難く、安定した細かな制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る流量温度制御装置の一実施形態において、配管に取り付けた状態を示す斜視図である。
【図２】本実施形態において、絶縁性フィルムに設けられた入口温度センサ（ａ），発熱体（ｂ）及び出口温度センサ（ｃ）を示す平面図である。
【図３】本実施形態において、流量温度制御装置による制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る流量温度制御装置における一実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００１３】
本実施形態の流量温度制御装置１は、図１に示すように、気体や液体等の流体が流れる配管Ｐに設けられ流体の流量を調整可能な流量調整機構２と、配管Ｐの流量調整機構２の下流側又は上流側に配置される入口温度センサ３Ａと、配管Ｐの入口温度センサ３Ａよりも下流側に配置され発熱可能な発熱体４と、配管Ｐの入口温度センサ３Ａよりも下流側かつ発熱体４の近傍に配置される出口温度センサ３Ｂと、流量調整機構２及び発熱体４を制御する制御部Ｃとを備えている。
【００１４】
なお、本実施形態では、入口温度センサ３Ａは、流量調整機構２の下流側の近傍に設置されている。この入口温度センサ３Ａは、発熱体４で加熱される前の流体の温度を測定するものであり、発熱体４は、入口温度センサ３Ａに発熱の影響を与えない程度に下流側に離間して設置されている。
上記流量調整機構２は、例えばニードルバルブ等が採用される。
【００１５】
上記制御部Ｃは、流体の吐出流量Ｆfと、流体の吐出温度Ｔfと、入口温度センサ３Ａの位置における流体の入口温度Ｔinと、出口温度センサ３Ｂの位置における流体の出口温度Ｔoutと、に対応した発熱体４の出力（発熱体出力）Ｐと流量調整機構２による流体の流量（流量制御値）Ａとを格納したデータベースに基づいて、発熱体４の出力Ｐを設定すると共に流量調整機構２により流量（流量制御値）Ａの調整を行い、流体の温度を制御する機能を有している。
【００１６】
上記制御部Ｃは、入口温度センサ３Ａ及び出口温度センサ３Ｂに接続され、測定された入口温度Ｔin及び出口温度Ｔoutがそれぞれ入力可能になっている。
すなわち、制御部Ｃは、吐出流量Ｆfと吐出温度Ｔfと入口温度センサ３Ａで測定した入口温度Ｔinとが入力された際に、データベースに基づいて対応する発熱体４の出力Ｐと流量調整機構２による流量Ａとを設定し、この設定後、出口温度センサ３Ｂで測定した出口温度Ｔoutの実測値Ｔoutｐが、データベースにおいて対応する出口温度Ｔoutの設定値Ｔoutｔの許容範囲を超えているとき、出口温度Ｔoutの設定値Ｔoutｔと実測値Ｔoutｐとの差に応じて流量調整機構２による流量Ａinを補正することを、出口温度Ｔoutの実測値Ｔoutｐが許容範囲以内になるまで繰り返す。
【００１７】
上記入口温度センサ３Ａ及び出口温度センサ３Ｂは、図２に示すように、配管Ｐに設置した絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂと、絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂにサーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部５と、薄膜サーミスタ部５に形成された一対の対向電極６とを備えている。
なお、本実施形態では、一対の対向電極６は、薄膜サーミスタ部５の上に形成されている。
【００１８】
上記絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂは、帯状に形成されており、配管Ｐの略全周にわたって巻回されている。
また、入口温度センサ３Ａ，出口温度センサ３Ｂ及び発熱体４は、絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂ，７Ｃの長手方向に互いに平行に延在して設けられている。
したがって、入口温度センサ３Ａ，出口温度センサ３Ｂ及び発熱体４は、配管Ｐの略全周にわたって延在している。
【００１９】
絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、例えば厚さ７．５〜１２５μｍのポリイミド樹脂シートで形成されている。なお、絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂ，７Ｃは、他にＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート，ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート，ＬＣＰ：液晶ポリマー等でも作製できる。
【００２０】
上記薄膜サーミスタ部５は、フレキシブル性を有したサーミスタ膜であって、例えばスパッタリングで成膜されたＭ−Ａｌ−Ｎ膜（但し、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を示す）である。
すなわち、薄膜サーミスタ部５は、一般式：ＭｘＡｌｙＮｚ（但し、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を示す。０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９８、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。なお、これらの膜については、フレキシブル性と良好なサーミスタ特性とが確認されている。また、薄膜サーミスタ部５には、サーミスタ特性を大きく変えない範囲内において、酸素が含まれていてもよい。
【００２１】
なお、本実施形態では、特にＴｉ−Ａｌ−Ｎのサーミスタ材料で絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂの長手方向に延在した帯状に形成された薄膜サーミスタ部５を採用している。すなわち、この薄膜サーミスタ部５は、一般式：ＴｉｘＡｌｙＮｚ（０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９５、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。
【００２２】
上記発熱体４は、ミアンダ状に折り返しジグザグに屈曲した線状や帯状にパターン形成された発熱体であって、例えば通電により加熱する抵抗加熱が可能なニッケル膜やサーミスタ膜等の電気抵抗膜４ａでパターン形成されている。特に、発熱体４と薄膜サーミスタ部５とを同じ材料で形成することが好ましい。本実施形態では、上記Ｔｉ−Ａｌ−Ｎで発熱体４も形成している。この場合、薄膜サーミスタ部５をスパッタリング等で形成する際に、同時に発熱体４も成膜し、パターニングも両者を同時に行う。
【００２３】
上記一対の対向電極６は、互いに対向して櫛型状にパターン形成された櫛型電極であり、交互に配された複数の櫛部６ａを有している。
これら一対の対向電極６は、例えば膜厚５〜１００ｎｍのＣｒ又はＮｉＣｒの接合層と、該接合層上にＡｕ等の貴金属で膜厚５０〜１０００ｎｍ形成された電極層とを有している。
【００２４】
一対の対向電極６の基端部には、一対のセンサ用パッド部６ｂが設けられており、外部の回路（制御部Ｃ）と接続可能とされている。
また、発熱体４の両端部には、一対の発熱体用パッド部４ｂが設けられている。すなわち、発熱体４の電気抵抗膜４ａは、絶縁性フィルム７Ｃの一端近傍に配された一方の発熱体用パッド部４ｂから絶縁性フィルム７Ｃの長手方向に直線状に延在し、絶縁性フィルム７Ｃの他端近傍で折り返した後、絶縁性フィルム７Ｃの一端近傍までミアンダ形状を有して他方の発熱体用パッド部４ｂまで延在している。
【００２５】
なお、ポリイミド樹脂等で形成された薄い絶縁性保護膜を、センサ用パッド部６ｂ及び発熱体用パッド部４ｂを除き、一対の対向電極６を含む薄膜サーミスタ部５上や発熱体４上に、スクリーン印刷等で部分的にパターン形成しても構わない。
図１中、流体の流れる方向は、二点鎖線の矢印で示している。また、図２中、一対の対向電極６、薄膜サーミスタ部５及び電気抵抗膜４ａには、ハッチングを施している。
【００２６】
次に、本実施形態の流量温度制御装置１による制御方法について、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
まず、運転開始する際に、コントロールパネル等から制御部Ｃに対して設定したい吐出流量Ｆf及び吐出温度Ｔfを入力する（ステップＳ１）。例えば、吐出流量Ｆf＝１．０ｌ／ｍｉｎ、吐出温度Ｔｆ＝４５℃とする。
次に、制御部Ｃは、入口温度Ｔinを入口温度センサ３Ａから読み込んで入力する（ステップＳ２）。例えば読み込んだ入口温度Ｔinは、Ｔin＝２３℃とする。
【００２７】
次に、制御部Ｃは、入力された吐出流量Ｆf，吐出温度Ｔf，入口温度Ｔinに基づいて、記録されているデータベースから、対応する発熱体出力Ｐ及び流量制御値Ａを読み出し（ステップＳ３）、発熱体４及び流量調整機構２に発熱体出力Ｐ及び流量制御値Ａの設定値を送る（ステップＳ４）。例えば、以下の表１（表５及び表６の抜粋）では、Ｐ＝２．１６１、Ａ＝４．１６０を設定値とする。
【００２８】
【表１】
2019159515.tif 000003
【００２９】
次に、制御部Ｃは、一定の待機時間の後（あらかじめ設定した応答時間、例えば２秒）、出口温度センサ３Ｂの実測値Ｔoutｐを読み込む（ステップＳ５）。
この実測値Ｔoutｐとデータベース中の出口温度Ｔout（表１では５５．３６℃）との差があらかじめ設定した許容範囲以内ならば、乖離なしと判定する（ステップＳ６）。例えば、出口温度センサ３Ｂの実測値Ｔoutｐが５５．３１℃で、許容範囲が±０．１℃であれば、５５．２６〜５５．４６℃の範囲内なので乖離なしとする。
【００３０】
乖離なしの場合、運転継続の可否をコントロールパネル等から制御部Ｃに対して入力することで（ステップＳ９）、制御部Ｃが運転を継続するか終了するかの判断を行い（ステップＳ１０）、継続する場合は、再びステップＳ１に戻り、終了の場合は運転を終了する。
【００３１】
また、実測値Ｔoutｐとデータベース中の出口温度Ｔoutとの差が許容範囲より大きければ、乖離があるとして流量制御値Ａを補正する（ステップＳ７，Ｓ８）。
その際にΔＴout／ΔＡの値、出口温度Ｔoutの設定値Ｔoutｔ及び実測値Ｔoutｐを用いて、以下の式により現在の流量制御値Ａの設定値Ａｉｎを補正した設定値Ａａｄに修正する（ステップＳ８）。
【数１】
2019159515.tif 000004
なお、この式の上記αは制御の感度を表す係数であり、１以下の値を用いて変動を小さくする場合がある。
【００３２】
例えば、αを０．７と設定したとき、出口温度Ｔoutの実測値ＴoutｐがＴoutｐ＝５５．００℃であれば、修正後のＡａｄは、以下の式となる。
【数２】
2019159515.tif 000005
このように制御部Ｃは、流量制御値Ａを修正し、設定した待機時間の後に出口温度センサ３Ｂの実測値Ｔoutｐを読み込み（ステップＳ５）、再びステップＳ６の操作を行なう。
【００３３】
以上の例では、入口温度Ｔin、吐出流量Ｆf、吐出温度Ｔfなどがデータベースのテーブルに存在する値であるが、データベース中の値の中間値であった場合には、どちらかの値を用いる、あるいは、補間して求めるという２つの方法が採用可能である。
【００３４】
なお、データベースのテーブルの代わりに、テーブルを求めた際の計算式を用いる場合には、入口温度Ｔin、吐出流量Ｆf、吐出温度Ｔfなどが中間の値であっても計算式から発熱体出力Ｐ、出口温度Ｔout、流量制御値Ａを求めることができる。本実施形態では、この計算式による結果がデータベースとなっている。なお、本実施形態では、上記計算式に基づいて予め算出した値をデータベースとして用いているが、上記計算式自体をデータベースとし、この計算式を用いて制御時に算出した値を用いても構わない。すなわち、本発明では、上記計算式自体をデータベースとしてもよい。
【００３５】
データベースのテーブルを用いる場合の補間法の１つとしては線形補間がある。補間して求める条件が入口温度Ｔin_o＝２３．３℃、吐出流量Ｆf_o＝１．０４ｌ／ｍｉｎ、吐出温度Ｔf_o＝４５．６℃である場合を例に示す。
以下のように入口温度Ｔin1、Ｔin2、吐出流量Ｆf1などを設定する。
Ｔin1（＝２３℃）＜Ｔin_o＜Ｔin2（＝２４℃）
Ｆf1（＝１．０ｌ／ｍｉｎ）＜Ｆf_o＜Ｆf2（＝１．１ｌ／ｍｉｎ）
Ｔf1（＝４５℃）＜Ｔf_o＜Ｔf2（＝４６℃）
【数３】
2019159515.tif 000006
【００３６】
入口温度Ｔin、吐出流量Ｆf、吐出温度Ｔfにおける発熱体出力Ｐの値をＰ（Ｔin，Ｆf，Ｔf）と表すと、発熱体出力Ｐについての一般式は、以下のようになる。
【数４】
2019159515.tif 000007
【００３７】
データベースでは、以下の表２（表５及び表６から関連するデータを抜粋）となっている。
【表２】
2019159515.tif 000008
【００３８】
上記一般式にデータベースに基づいて入力すると以下のような数値となる。
発熱体出力Ｐ（２３．３，１．０４，４５．６）＝２．２４８
また、Ｔout（２３．３，１．０４，４５．６）、Ａ（２３．３，１．０４，４５．６）についても同様にして計算すると以下のような数値となる。
出口温度Ｔout（２３．３，  １．０４，  ４５．６）＝５６．６０
流量制御値Ａ（２３．３，１．０４，４５．６）＝４．３６２
【００３９】
（１）なお、上記データベースを作成する場合、データ取得用の流量温度制御装置１による実験系を作製する。
（２）まず、装置仕様の入口温度Ｔin、吐出流量Ｆf、吐出温度Ｔfを含む範囲についてデータ取得のための条件マトリクスを作成する。
例えば、入口温度Ｔin、吐出流量Ｆf、吐出温度Ｔfについて、以下の３条件ずつを設定し、３×３×３＝２７通りの条件でデータをとるためのマトリクスを以下の表３のように作成する。
Ｔin-s：１５、２０、２５  （℃）
Ｆf-s：０．４、１．２、２．０  （ｌ／ｍｉｎ）
Ｔf-s：４０、５０、６０  （℃）        （「-ｓ」は設定値の意味）
【００４０】
【表３】
2019159515.tif 000009
【００４１】
（３）条件マトリクスの１条件について、入口温度Ｔin、吐出流量Ｆf、吐出温度Ｔfが指定に近づくように流体の温度、流量制御値Ａ、発熱体出力Ｐを調整し、そのときの入口温度Ｔin，吐出流量Ｆf，吐出温度Ｔf，流量制御値Ａ及び発熱体出力Ｐを記録する。
【００４２】
（４）上記（２）で定めた各条件について、上記（３）の方法でデータを取得する。
（５）上記（３）（４）で得られたデータセットを用いて、発熱体出力Ｐ，流量制御値Ａ，出口温度Ｔoutを、それぞれ入口温度Ｔin，吐出流量Ｆf，吐出温度Ｔfの関数として近似式（データベースを得るための計算式）を作成する。
例えば、一次式で近似した近似式を作成する。
上記（２）の条件マトリクス（表３）に対して、以下の表４のようなデータが取得されたとする。
【００４３】
【表４】
2019159515.tif 000010
【００４４】
発熱体出力Ｐ，出口温度Ｔout，流量制御値Ａをそれぞれ入口温度Ｔin，吐出流量Ｆf，吐出温度Ｔfの一次式として最小２乗法で近似すると、以下の式が得られる。
Ｐ＝−０．０４３４Ｔin＋１．０１３６Ｆf＋０．１００１Ｔf−２．３５９０
Ｔout＝−０．４２８７Ｔin＋１０．８０２８Ｆf＋１．５５９３Ｔf−１５．７５３８
Ａ＝−０．０００８Ｔin＋４．９８９６Ｆf＋０．００４１Ｔf−０．９９６０
ΔＴout／ΔＡ＝２．１６５    （この場合は定数）
なお、一次式で近似式を得るとき、場合によっては精度が低くなるので、その場合には高次の項を入れても構わない。
なお、この例は、直径１０ｍｍの配管Ｐに本実施形態の流量温度制御装置１を設けた場合に、空気を流した際のデータである。
【００４５】
（６）上記（３）（４）で得られたデータセットを用いて、吐出流量Ｆfが微小量変化するときの出口温度Ｔoutの変化量と流量制御値Ａの変化量の比「ΔＴout／ΔＡ」とを求める。
具体的方法の一例としては、上記（５）の近似式を用いて、以下の式で計算する。
ΔＴout／ΔＡ=(∂Ｔout／∂Ｆf)／(∂Ａ／∂Ｆf)
【００４６】
（７）上記（５）（６）の結果を用いて、入口温度Ｔin，吐出流量Ｆf，吐出温度Ｔfの組み合わせに対して、対応する発熱体出力Ｐ，流量制御値Ａ，出口温度Ｔout，ΔＴout／ΔＡを示すデータベースを作成する。
すなわち、上記データベースは、入力値が吐出流量Ｆｆ，吐出温度Ｔf，入口温度Ｔinであり、出力値が発熱体出力Ｐ，流量制御値Ａ，出口温度Ｔout，変化比ΔＴout/ΔＡとされたデータである。
【００４７】
なお、本実施形態では、上記近似式による結果を所定の間隔等で表にしたテーブルをデータベースとしている。例えば、入口温度Ｔin及び吐出温度Ｔfを１℃間隔、吐出流量Ｆfを０．１ｌ／ｍｉｎ間隔で作成すれば、そのデータベースの一部（Ｔin＝２３℃、Ｆf＝１．０ｌ／ｍｉｎ、Ｔf＝４５℃の前後）は以下の表５及び表６のようになる。
【００４８】
【表５】
2019159515.tif 000011
【表６】
2019159515.tif 000012
【００４９】
このように本実施形態の流量温度制御装置１では、制御部Ｃが、流体の吐出流量Ｆfと、流体の吐出温度Ｔfと、入口温度センサ３Ａの位置における流体の入口温度Ｔinと、出口温度センサ３Ｂの位置における流体の出口温度Ｔoutと、に対応した発熱体４の出力Ｐと流量調整機構２による流体の流量Ａとを格納したデータベースに基づいて、発熱体４の出力Ｐを設定すると共に流量調整機構２により流量Ａの調整を行い、流体の温度を制御するので、流量Ａのみの簡便な制御だけで温度の制御ができ、振動や暴走が起こり難く、安定した細かな制御が可能になる。特に、入口温度センサ３Ａと出口温度センサ３Ｂとによる２つの温度センサで流量Ａと温度との両方を評価し、両方を考慮したデータベースを用いるため、処理能力の小さな制御機構を用いて簡便な制御を行うことが可能である。
【００５０】
また、制御部Ｃが、出口温度センサ３Ｂで測定した出口温度Ｔoutの実測値Ｔoutｐが、データベースにおいて対応する出口温度Ｔoutの設定値Ｔoutｔの許容範囲を超えているとき、出口温度Ｔoutの設定値Ｔoutｔと実測値Ｔoutｐとの差に応じて流量調整機構２による流量Ａを補正することを、出口温度Ｔoutの実測値Ｔoutｐが許容範囲以内になるまで繰り返すので、素早くかつ精度良く温度の調整が可能になる。つまり、出口温度Ｔoutの設定値Ｔoutｔと実測値Ｔoutｐとの差が大きいほど流量調整機構２による流量Ａの補正量を大きくして温度の変化量を大きくし、逆に出口温度Ｔoutの設定値Ｔoutｔと実測値Ｔoutｐとの差が小さいほど流量調整機構２による流量Ａの補正量を小さくして温度の変化量を小さくすることで、温度差に応じた細かな制御が可能になる。
【００５１】
さらに、入口温度センサ３Ａ及び出口温度センサ３Ｂが、配管Ｐに設置した絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂと、絶縁性フィルム７Ａ，７Ｂに入口温度センサ３Ａ及び出口温度センサ３Ｂが、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部５と、薄膜サーミスタ部５に形成された一対の対向電極６とを備えているので、柔軟性を有し、配管Ｐの形状に対応させて設置可能である。また、膜状の薄膜サーミスタ部５が面接触することで、線状の抵抗体やチップサーミスタ等を用いた温度センサに比べて、より高精度な温度測定が可能になる。
【００５２】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５３】
例えば、上記実施形態では、薄膜サーミスタ部の上に一対の対向電極が形成されているが、薄膜サーミスタ部の下、すなわち薄膜サーミスタ部と絶縁性フィルムとの間に一対の対向電極を形成しても構わない。
また、発熱体は、絶縁性フィルムに電気抵抗膜をパターン形成することが好ましいが、発熱体をニクロム線等の電気抵抗線とし、配管の外周面に直接巻き付けても構わない。
【符号の説明】
【００５４】
１…流量温度制御装置、２…流量調整機構、３Ａ…入口温度センサ、３Ｂ…出口温度センサ、４…発熱体、５…薄膜サーミスタ部、６…対向電極、７Ａ，７Ｂ，７Ｃ…絶縁性フィルム、Ｃ…制御部、Ｐ…配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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