(57)【要約】【課題】前記計測休止期間をなくし効率の良い計測を可能とするだけでなく、流速０でも計測を可能とする流体の流速計測装置を提供することを目的とする。【解決手段】通電によりヒータ３は発熱を開始して、ヒータの温度は上昇し、感温体１及び感温体２に熱移動が生じ、感温体１の温度上昇による出力電圧１０がＶ２に到達することで比較機６からトリガー信号が出力され、論理素子８の出力がＬｏｗになり、ヒータ制御回路９はヒータ３への通電を停止する。これによって、感温体１及び感温体２に移動する熱が減り、感温体２で出力電圧がＶ１に到達することで比較機７からトリガー信号が出力され、論理素子８の出力がＨｉｇｈになり、ヒータ３への通電が開始される。この動作が繰り返し行われ、論理素子８から出力パルスが出力される。この出力パルスのパルス間隔Ｔ１及びＴ２を計測する。【選択図】図１
2008014729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータと、ヒータを挟んで配置された第１の感温体及び第２の感温体を備えたフローセンサと、
第１の感温体で検出される出力電圧と第１の基準電圧とを比較して前記出力電圧が前記第１の基準電圧を超えたとき信号を出力する第１の比較手段と、
第２の感温体で検出される出力電圧と第２の基準電圧とを比較して前記出力電圧が前記第２の基準電圧を超えたとき信号を出力するする第２の比較手段と、
第１の比較手段と第２の比較手段から得られた信号によって出力パルスを発生する論理素子と、
該論理素子から出力される出力パルスに応じて前記ヒータに電流を印加するヒータ制御回路と、を備え、
前記ヒータ制御回路は、前記第１の比較手段からの出力信号によって、前記ヒータへの通電を停止または減少させ、前記第２の比較手からの出力信号によって前記ヒータへの通電を開始または増加させ、前記ヒータ制御回路に供給される前記出力パルスのパルス間隔を計測することによって前記フローセンサ上を流れる流体の流速を計測することを特徴とする流体の流速計測装置。
【請求項２】
請求項１記載の流体の流速計測装置において、
前記第１の感温体と第２の感温体は、第１の感温抵抗体及び第２の感温抵抗体であり、
前記フローセンサは、流体温度検出用の第３の感温抵抗体を備え、
該第３の感温抵抗体に直列に第１の固定抵抗と第２の固定抵抗を接続し、
前記第１の感温抵抗体、前記第２の感温抵抗体、及び第１の固定抵抗と第２の固定抵抗と第３の感温抵抗体に、それぞれ一定の電流を流す第１、第２及び第３の定電流源を接続し、
前記第１の比較手段は、第１の固定抵抗と第２の固有抵抗と第３の感温抵抗体で発生した電圧を前記第１の基準電圧として第１の感温抵抗体で発生した電圧と比較し、
前記第２の比較手段は、第１の固定抵抗と第３の感温抵抗体で発生した電圧を前記第２の基準電圧として第２の感温抵抗体で発生した電圧と比較することを特徴とする流体の流速計測装置。
【請求項３】
請求項２記載の流体の流速計測装置において、
前記ヒータ制御回路は、積分回路を備え、当該積分回路によって定められた時定数でヒータへの通電を制御することを特徴とする流体の流速計測装置。
【請求項４】
請求項３記載の流体の流速計測装置において、
前記ヒータへの通電の減少及び増加に伴い生じる第１及び第２の感温抵抗体での電圧を前記積分回路で定められる時定数と一致するようにヒータ制御回路を制御することを特徴とする流体の流速計測装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項記載の流体の流速計測装置において、
前記ヒータへの通電の停止または減少及びヒータへの通電の開始または増加に伴い生じる第１の感温抵抗体と第２の感熱抵抗体との電圧差を検出する検出回路を備えたことを特徴とする流体の流速計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流速計測装置に係り、ヒータを発熱させてヒータで生じた熱が流体によって移動する速度を計測することによって流体の流速を計測する流体の流速計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体中でヒータを発熱させて、ヒータから流体によって移動する熱の速度や量を計測することで流体の流速を計測する技術が知られており、一例として、ヒータを挟んで上流側と下流側にサーモパイルを配置したフローセンサを用い、ヒータ発熱開始時から上流側サーモパイルと下流側サーモパイルで所定の出力差が生じるまでの時間を計測して熱の伝播時間を計測することで流体の流速を計測する方法が提案されている。（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３８１８３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この特許文献１記載の方法では、ヒータをオシレータによるタイミングで発熱させ、この熱がサーモパイルに到達するまでの時間によって、流速を計測する方法であるため、サーモパイルでヒータからの熱を検出した時間から次にヒータが発熱するまでの時間は計測休止期間となり、計測の効率が良くないだけでなく、流速０の状態ではサーモパイルの出力差が存在しないことから、流速０付近を計測することができないという問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、前記計測休止期間をなくし効率の良い計測を可能とするだけでなく、流速０でも計測を可能とする流体の流速計測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】
【０００４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ヒータと、ヒータを挟んで配置された第１の感温体及び第２の感温体を備えたフローセンサと、第１の感温体で検出される出力電圧と第１の基準電圧とを比較して前記出力電圧が前記第１の基準電圧を超えたとき信号を出力する第１の比較手段と、第２の感温体で検出される出力電圧と第２の基準電圧とを比較して前記出力電圧が前記第２の基準電圧を超えたとき信号を出力するする第２の比較手段と、第１の比較手段と第２の比較手段から得られた信号によって出力パルスを発生する論理素子と、該論理素子から出力される出力パルスに応じて前記ヒータに電流を印加するヒータ制御回路と、を備え、前記ヒータ制御回路は、前記第１の比較手段からの出力信号によって、前記ヒータへの通電を停止または減少させ、前記第２の比較手段からの出力信号によって前記ヒータへの通電を開始または増加させ、前記ヒータ制御回路に供給される前記出力パルスのパルス間隔を計測することによって前記フローセンサ上を流れる流体の流速を計測する流体の流速計測装置を特徴とする。
【０００５】
また請求項２の発明は、請求項１記載の流体の流速計測装置において、前記第１の感温体と第２の感温体は、第１の感温抵抗体及び第２の感温抵抗体であり、前記フローセンサは、流体温度検出用の第３の感温抵抗体を備え、該第３の感温抵抗体に直列に第１の固定抵抗と第２の固定抵抗を接続し、前記第１の感温抵抗体、前記第２の感温抵抗体、及び第１の固定抵抗と第２の固定抵抗と第３の感温抵抗体に、それぞれ一定の電流を流す第１、第２及び第３の定電流源を接続し、前記第１の比較手段は、第１の固定抵抗と第２の固有抵抗と第３の感温抵抗体で発生した電圧を前記第１の基準電圧として第１の感温抵抗体で発生した電圧と比較し、前記第２の比較手段は、第１の固定抵抗と第３の感温抵抗体で発生した電圧を前記第２の基準電圧として第２の感温抵抗体で発生した電圧と比較することを特徴とする。
また請求項３の発明は、請求項２記載の流体の流速計測装置において、前記ヒータ制御回路は、積分回路を備え、当該積分回路によって定められた時定数でヒータへの通電を制御することを特徴とする。
また請求項４の発明は、請求項３記載の流体の流速計測装置において、前記ヒータへの通電の減少及び増加に伴い生じる第１及び第２の感温抵抗体での電圧を前記積分回路で定められる時定数と一致するようにヒータ制御回路を制御することを特徴とする。
また請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか１項記載の流体の流速計測装置において、前記ヒータへの通電の停止または減少及びヒータへの通電の開始または増加に伴い生じる第１の感温抵抗体と第２の感熱抵抗体との電圧差を検出する検出回路を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、上記構成とすることによって、計測休止期間をなくし効率の良い計測を可能とするだけでなく、流速０でも計測を可能とする流体の流速計測装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
［実施例１］
図１は、本発明による一実施形態に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図である。
図中、１及び２は、サーモパイルからなる第１の感温体及び第２の感温体、３は通電することによって発熱する感温抵抗体からなるヒータ、４及び５は所定の電圧Ｖ１及びＶ２を第２の比較機７及び第１の比較機６に供給する電源、８は第１の比較機６及び第２の比較機７からのトリガー信号によって出力パルスを発生するフリップフロップ回路等の論理素子、９は当該出力パルスに応じて前記ヒータへの通電を制御するヒータ制御回路、３４は前記出力パルスのパルス間隔を計測して、流体の流速を演算する演算回路、３５は演算回路３４から出力された流体の流速を表示する表示手段である。
【０００８】
次に、本実施例による流体の流速計測装置の動作について、図２に基づいて説明する。図２は、本実施例による流体の流速計測装置の動作を説明するためのタイムチャートであり、図２は流体が正の向きに流れているときに本構成で電源投入した時の動作のタイミングである。なお、図１の第１の感温体１から第２の感温体２に向けて流体が流れる向き（矢印Ｘ）を正としている。
この流体の流速計測装置は、図示していないが論理素子８にパワーＯＮリセット信号（ｂ）などを加える事により開始され、これによって論理素子８の出力（ｅ）がＨｉｇｈになり、ヒータ制御回路９はヒータ３への通電を開始する。通電によりヒータ３は発熱を開始して、ヒータの温度は上昇し、空間を介して第１の感温体１及び第２の感温体２に移動する熱が増加する。この熱移動に伴い、第１の感温体１の温度上昇による出力電圧１０がＶ２に到達する（図２（ａ）参照）ことで第１の比較機６からトリガー信号（ｃ）が出力され、論理素子８の出力がＬｏｗになり、ヒータ制御回路９はヒータ３への通電を停止する。これによって、ヒータ３の温度は低下して行き空間を介して第１の感温体１及び第２の感温体２に移動する熱が減り、第２の感温体２で出力電圧がＶ１に到達することで第２の比較機７からトリガー信号（ｄ）が出力され、論理素子８の出力がＨｉｇｈになり、ヒータ３への通電が開始される。この動作が繰り返し行われ、論理素子８から出力パルスが出力される。この出力パルスのパルス間隔Ｔ１（ＯＮ時間）及びＴ２（ＯＦＦ時間）を計測することで予め求められているパルス間隔Ｔ１及びＴ２と流体の流速との関係線（検量線）から演算回路３４で演算して流速を計測し、表示手段３５で流速を表示するものである。
【０００９】
また、本実施例におけるヒータの制御方法は、第１の感温体１及び第２の感温体２が検出する温度上昇を十分与えられるだけの発熱温度で制御されるものであり、上述した一連の動作は、ヒータ温度が上昇・降下していく過程でなされているものである。ヒータの温度上昇・降下速度は、ヒータの熱容量で決まるものであり、このヒータの温度上昇・降下速度が全ての基準となる。このような場合、ヒータ発熱制御時においては、第１の感温体１ではヒータ温度上昇に伴う熱の移動が流体の流れによって阻害され、温度上昇速度は遅くなり、第２の感温体２では、ヒータの温度上昇に伴う熱が第２の感温体２へ移動するため、温度上昇速度は速くなる。一方、ヒータ非発熱制御時においては、第１の感温体１の降下速度が速くなり、第２の感温体２では、ヒータの温度降下に伴う熱が第２の感温体２へ移動するため、温度降下速度は遅くなる。
本実施例においては、ヒータ発熱制御時は第１の感温体１の温度上昇速度によって出力パルスのＨｉｇｈの時間を規定し、ヒータ非発熱制御時には第２の感温体２の温度降下速度によって出力パルスのＬｏｗの時間を規定するものであるので出力パルスのパルス周期を計測することで計測休止期間が無く流速計測を行う事ができる。
【００１０】
図３には、流体の流れが異なる状態時での第１の感温体１及び第２の感温体２の出力信号１０、１１（Ａ１、Ｂ１、Ｃ１参照）とヒータ制御信号（Ａ２、Ｂ２、Ｃ２参照）との検出タイミングを示す。（Ａ）は上記で説明したのと同様に、正の方向に流体が流れている状態である。（Ｂ）は流体が流れていない流速０の状態である。この流速０の状態においては、第１の感温体１と第２の感温体２の温度上昇速度及び温度降下速度が同一であり、流れがある状態の第１の感温体１と第２の感温体２の中間くらいに位置する温度上昇及び温度降下速度になる。（Ｃ）は流体が逆方向に流れている状態で、この場合、第１の感温体１が下流側となり、第２の感温体２に比べて温度上昇速度が速くなり、温度降下速度は遅くなる。よって図に示す動作になる。このように本方式においては流速が−から＋までの範囲で休止期間無く計測が行えるものである。
また、本実施例においては、感温体出力の検出レベルＶ１・Ｖ２によってヒータの発熱制御がなされるものであり、Ｖ１とＶ２の電圧レベルを検出可能な必要最低限の大きさとすることで、ヒータから感温体への微小な熱移動が計測でき、これにより上流側の感温体の反応が小さくなる高流速まで計測できるものである。
【００１１】
［実施例２］
図４は、本発明による他の実施形態に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図で、実施例１と同一構成については、同一符号を付し、説明を省略する。
図４中、１３及び１４は、感温抵抗体からなる感温体で、それぞれ第１の感温抵抗体及び第２の感温抵抗体、１５は流体温度検出用の感温抵抗体からなる第３の感温抵抗体、１６及び１７は、所定の抵抗値を有する第１の固有抵抗及び第２の固有抵抗、１８、１９、２０は、それぞれ第１の感温抵抗体１３、第２の感温抵抗体１４及び第３の感温抵抗体１５と第１及び第２の固有抵抗１６、１７に供給される定電流源である。
本実施例は、前述の実施例１とは、感温体として、サーモパイルに代えて感温抵抗体を使用した点において相違する。感温抵抗体によるフローセンサでは、ヒータも温度検出素子も同一プロセスで作成でき、更に同一形状にでき、これにより素子間の温度応答速度が同じになることに着目してなされたものであり、本実施例の特徴は、流速計測用の感温抵抗体と同一形状の感温抵抗体を用いて流体温度の基準とし、更には基準となる感温抵抗体に直列に固定抵抗を接続して、この固定抵抗の抵抗値をもって流速計測用の感温抵抗体の温度検出レベルとする温度補償を行ったことにある。
【００１２】
また、本実施例に用いる感温抵抗体からなるフローセンサの好適な構造を図５及び図６に示す。図５及び図６で示すフローセンサは、半導体プロセスを用いて作られたものであり、シリコンウエファからなる基台２２に、流体の流れＸ方向から順に開口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅが間隙２１ｆで連通されて形成されており、これらの開口２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ間にそれぞれ両端に接続端子１５ａ、１５ｂ、１３ａ、１３ｂ、３ａ、３ｂ、１４ａ、１４ｂを有して基台２２と連結された感温抵抗体１５、１３、３、１４が設けられており、隣り合った素子間での抵抗値のばらつきが小さいように形成されている。第１の感温抵抗体１３、第２の感温抵抗体１４及び第３の感温抵抗体１５は、発熱しない程度の微弱な定電流を通電し温度検出を行う。本実施例の場合３つの感温抵抗体１３、１４及び１５に通電される電流は同一の電流値である。このように構成することで、ヒータ３が非発熱状態では感温抵抗体１３、１４、１５の抵抗値は流体の温度が変化した場合においてもほぼ同一の抵抗値を示すので、感温抵抗体の両端で発生する電圧もほぼ同じになる。
感温抵抗体１５には固定抵抗１６、１７が直列に接続されており、感温抵抗体１５と固定抵抗１６で生じる電圧Ｖ１は、感温抵抗体１４で生じた電圧１１と比較するための電圧で、感温抵抗体１４が流体温度に対して固定抵抗１６の抵抗値で規定された分高い温度となるように設定している。また、感温抵抗体１５と固定抵抗１６と固定抵抗１７で生じる電圧Ｖ２は、感温抵抗体１３で生じた電圧１０と比較するための電圧であり、感温抵抗体１３が流体温度に対して固定抵抗１６、１７の合計の抵抗値で規定された分高い温度となるように設定している。ここで、感温抵抗体１５で生じる電圧を実施例１でのＧＮＤレベル（基準）として考えると本実施例の動作は、実施例１の図３と何ら変わらない動作となる。
【００１３】
また、上述した固定抵抗１６、１７は、感温抵抗体１３、１４の温度検出レベルを決定するものであるが、図５のようなフローセンサは、感温抵抗体感のばらつきが少ないことから、非常に小さな抵抗値とすることができる。
更には、定電流源１８、１９、２０に調整回路を付加し、感温抵抗体１３、１４、１５のばらつきにより生じる電圧差を小さくして、固定抵抗１６、１７を極小な抵抗値としても良い。これによって、感温抵抗体１３、１４の温度検出レベルは流体温度に対して微小に高い温度とすることができ、ヒータ３から移動するわずかな熱量を検出することが可能となる。
また、感温抵抗体１３での温度は、固定抵抗１６と１７で規定される温度以上に上昇することは無いため、感温抵抗体１５は図５に示すように感温抵抗体１３の更に上流に配置することでヒータの熱の影響をほとんど受け無なくなる。感温抵抗体１５は、周囲温度によって抵抗値が変化する感温抵抗体の温度補償用に設けたものであり、温度補償用の感温抵抗体１５も含めた全ての感温抵抗体を同一形状にすることが可能であり、同一熱容量とすることが出来、これにより温度応答速度も全て同じになるので、流体に急激な温度変化が発生した場合においても誤差無く流速計測が行える。
【００１４】
また、図４に示す構成から解るように、本実施例は非常に少ない部品点数で構成できるものであり、計測は全て抵抗値の比較によってなされるものである。よって、詳細が記載されていない定電流源１８、１９、２０についても相対的な誤差が無ければよいので１つの簡単な定電圧源を基準に容易に作ることができ、固定抵抗１６、１７は近年チップの金属皮膜抵抗で高性能で安価なものが普及しているので回路のコストを上げる要因にはならず、唯一高価な部品として比較機６、７があるが必要とする流速計測性能との兼ね合いで安価なものも選択できる。
また、本構成での出力はパルス出力であるため、ＡＤコンバータなどの部品も必要とせず流速に変換することが出来るので本実施例を用いた流速計測装置は安価なものとなる
【００１５】
［実施例３］
図７は、本発明による他の実施形態に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図で、実施例２と同一構成については、同一符号を付し、説明を省略する。なお、図７中２３はランプ積分回路用のリファレンス電源、２４はランプ積分回路用の固定抵抗、２５はランプ積分回路用のコンデンサ、２６はランプ積分回路用のオペアンプ、２７はアナログスイッチである。
本実施例においては、前述の実施例２のヒータ制御回路９として、積分回路を用いた構成としており、ヒータの発熱温度の上昇速度を回路時定数で規定したことを特徴とする。本実施例における積分回路はランプ積分回路であり、これによりヒータ３に加える電圧を時間経過に対して直線的に変化するものとしている。図７における動作を図８に示す。図８中（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）は、それぞれ、（Ａ）正方向に流れがある時のヒータに印加される電圧と、感温抵抗体１３で検出される電圧１０及び感温抵抗体１４で検出される電圧１１と、論理素子８から出力されるヒータ制御信号出力信号とを示し、同様に、（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｃ３）は、（Ｂ）流れが無い時、（Ｃ）逆方向に流れがある時におけるヒータに印加される電圧と、感温抵抗体１３で検出される電圧１０及び感温抵抗体１４で検出される電圧１１と、論理素子８から出力されるヒータ制御信号出力信号とを示す。
【００１６】
本実施例においては、感温抵抗体１３で生じる電圧１０がＶ２の電圧に到達することでヒータ制御信号をＬｏｗとし、感温抵抗体１４で生じる電圧１１がＶ１の電圧に到達することでヒータ制御信号をＨｉｇｈとする。上記動作はヒータ３の発熱温度上昇・降下の繰り返し周期がランプ積分回路で決められた時定数で決定されるため時定数を大きくすることで、ヒータの熱容量による電力の消耗を抑えることが出来る。
また、本実施例では、感温抵抗体１３での温度上昇量は流速を検出できる最小限の熱量に固定（Ｖ２の電圧値）されており、これによってヒータ発熱温度の上限値が決定される。言い換えるとヒータ発熱温度は、流速に応じて計測できる最小限の発熱温度に制御されるものである。このように、本実施例においては、無駄にヒータを発熱させず低消費電力の流速計測が実現できるものである。
【００１７】
［実施例４］
図９は、本発明による他の実施形態に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図で、実施例３と同一構成については、同一符号を付し、説明を省略する。なお、図９中２８はオペアンプ、２９は固定抵抗、３０、３１は差動増幅器、３６、３７、３８、３９、４０は加算機用固定抵抗、４１は加算機用オペアンプである。
本実施例においては、前述の実施例３記載のものと基本的には同一であるが、感温抵抗体１３、１４で検出された出力を差動増幅器３０、３１を介して入力された信号を加算機で加算してオペアンプ２８に入力し、ランプ積分回路の出力を制御して、流速を計測する感温抵抗体１３、１４の温度上昇・降下速度をランプ積分回路で決められた時定数と同じなるようにヒータ３を制御する事を特徴としている。
より具体的に説明すると、感温抵抗体１３、１４で発生する電圧１０、１１を感温抵抗体１５と固定抵抗２９で発生する電圧１２と比較増幅して、ヒータ３から感温抵抗体１３、１４に移動する熱によって生じる温度上昇・降下による電圧変化を差動増幅器３０、３１で取り出す。この信号を加算機で合成して、電圧ランプ信号４２と比較し、ヒータ３を制御する。電圧ランプ信号４２は、感温抵抗体１３、１４の温度によって制御されるものであるから、おのずとランプ電圧４２のスイング範囲は加算機からの出力信号と合致したレベルに安定する。この動作によって感温抵抗体１３、１４の温度上昇、降下速度は時間経過に対して直線的に変化するものとなる。
【００１８】
図１０に本構成による動作タイミングを示す。図中（Ａ１）、（Ａ２）は、それぞれ、（Ａ）正方向に流れがある時の感温抵抗体１３で検出される電圧１０及び感温抵抗体１４で検出される電圧１１と、論理素子８から出力されるヒータ制御信号出力信号とを示し、同様に、（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｃ１）、（Ｃ２）は、（Ｂ）流れが無い時、（Ｃ）逆方向に流れがある時における感温抵抗体１３で検出される電圧１０及び感温抵抗体１４で検出される電圧１１と、論理素子８から出力されるヒータ制御信号出力信号とを示す。
本構成によれば、感温抵抗体１３、１４の温度上昇速度の合成及び温度降下速度の合成が常に一定速度であり、この条件は流速や周囲温度によらず固定される。このことから、感温抵抗体１３、１４からフローセンサの基台２２に流出した熱量に応じてヒータ３から熱が補われるものであり、流速が生じ感温抵抗体１３と感温抵抗体１４に温度差が生じている場合においてもヒータ３から供給される熱量の比は流速によるものなので、前記基台２２に流出する熱量と同量の熱がヒータから供給される。よって、基台２２に流出する熱の影響は一切受けなくなる。
【００１９】
［実施例５］
図１１は、本発明による他の実施形態に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図で、実施例４と同一構成については、同一符号を付し、説明を省略する。
本実施例では、基本的な動作は前述の実施例４と同じであり、感温抵抗体１３の温度上昇・降下速度をヒータ制御回路９のランプ積分回路で定められた時定数により固定するものである。これによって、感温抵抗体１３が基準となり、感温抵抗体１４の温度上昇・降下速度が流速によって変化する。その結果、感温抵抗体１３、１４の温度上昇・降下速度はランプ積分回路の時定数で規定されるので、ヒータ発熱温度の影響が無くなり、これによって温度依存性がなくなり、また流体の熱伝導率の違いなどによる誤差もなくなり、感温抵抗体の経年劣化などによる影響も無くなる。このように、流速に応じてヒータ発熱温度が変化するので低流速から高流速まで安定した出力を得ることができる。さらに、本実施例のものは、実施例４のものに比べ、回路規模が小さくてすむが、感温抵抗体１３の温度上昇・降下速度が固定であるため、流速に対する出力パルスの変化は小さくなる。
【００２０】
［実施例６］
図１２は、本発明による他の実施形態に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図で、実施例３と同一構成については、同一符号を付し、説明を省略する。なお、図１２中３３は差動増幅器である。
本実施例のものでは、上流側と下流側の感温体の出力が流速０の時以外では交差しないことに注目してなされたものであり、前述の実施例２の構成に感温抵抗体１３、１４で発生する電圧差を差動増幅器３３によって検出する構成を付加したものである。この構成の付加によって、感温抵抗体１３、１４へのゴミの付着を検出可能としたものである。
このゴミ付着の検出について、図１３に基づいて説明する。図１３中（Ａ１）、（Ａ２）は、それぞれ、（Ａ）正方向に流れがある時の感温抵抗体１３で検出される電圧１０及び感温抵抗体１４で検出される電圧１１と、差動増幅器３３からの出力（流速０出力）４３とを示し、同様に、（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｄ１）、（Ｄ２）は、（Ｂ）流れが無い時、（Ｃ）逆方向に流れがある時及び（Ｄ）感温抵抗体１３にゴミが付着し、且つ流れがないときにおける感温抵抗体１３で検出される電圧１０及び感温抵抗体１４で検出される電圧１１と、差動増幅器３３からの出力（流速０出力）４３とを示す。
【００２１】
この図から明らかなように、流速０出力４３は、ゴミが付着していない状態では感温抵抗体１３、１４の出力が０Ｖを挟んでスイングすることは無いが、ゴミが感温抵抗体１３、１４のどちらか一方に付着した場合、（Ｄ２）に示すように、０Ｖを挟んでスイングすることになる。これは、ヒータ３から同じ熱量が感温抵抗体１３、１４に供給されてもゴミが付着している方は、熱容量が大きくなり、温度上昇速度及び温度降下速度が遅くなるために起こる現象である。よって本実施例による流速０出力４３の監視を行う事で、流体の種別などに影響されること無くゴミが感温抵抗体に付着したことを確実に検出できる。ゴミ付着時の処理に関しては、ゴミが付着している感温抵抗体に大電流を流してゴミを炭化するなどして粘着力をなくして取り除いたり、ゴミの大きさを流速０出力４３から予測して流速信号を補正したり、アラーム信号を発して清掃を促したりなど複数の手段が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による実施例１に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】本発明による実施例１に係る流体の流速計測装置の動作を示すタイムチャートである。
【図３】本発明による実施例１に係る流体の流速計測装置の動作を示す信号の波形図で、（Ａ）は正方向に流体の流れがある時の場合、（Ｂ）は流れがない時の場合、（Ｃ）は逆方向に流れがある時の場合についての波形図である。
【図４】本発明による実施例２に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図である。
【図５】本発明による実施例２に係る流体の流速計測装置で使用されるフローセンサの平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【図７】本発明による実施例３に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図である。
【図８】本発明による実施例３に係る流体の流速計測装置の動作を示す信号の波形図で、（Ａ）は正方向に流体の流れがある時の場合、（Ｂ）は流れがない時の場合、（Ｃ）は逆方向に流れがある時の場合についての波形図である。
【図９】本発明による実施例４に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図である。
【図１０】本発明による実施例４に係る流体の流速計測装置の動作を示す信号の波形図で、（Ａ）は正方向に流体の流れがある時の場合、（Ｂ）は流れがない時の場合、（Ｃ）は逆方向に流れがある時の場合についての波形図である。
【図１１】本発明による実施例５に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図である。
【図１２】本発明による実施例６に係る流体の流速計測装置の概略構成を示す回路図である。
【図１３】本発明による実施例６に係る流体の流速計測装置の動作を示す信号の波形図で、（Ａ）は正方向に流体の流れがある時の場合、（Ｂ）は流れがない時の場合、（Ｃ）は逆方向に流れがある時の場合、（Ｄ）は感温抵抗体にゴミが付着し、且つ、流れがない時の場合についての波形図である。
【符号の説明】
【００２３】
１…第１の感温体、２…第２の感温体、３…ヒータ、４…第２の基準電圧源、５…第１の基準電圧源、６…第１の比較機、７…第２の比較機、８…論理素子、９…ヒータ制御回路、Ｖ１…第２の基準電圧、Ｖ２…第１の基準電圧、１０…第２の感温体による検出電圧、１１…第１の感温体による検出電圧、１３…第１の感温抵抗体、１４…第２の感温抵抗体、１５…第３の感温抵抗体、１６…第１の固定抵抗、１７…第２の固有抵抗、１８…第１の定電流源、１９…第２の定電流源、２０…第３の定電流源、３４…演算回路、３５…表示手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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