(57)【要約】【課題】流量センサの表面へのゴミ等の付着を効果的に防止し、その計測精度を長期に亘って維持することのできる簡易な構成の熱式流量計を提供する。【解決手段】所定の流路に組み込まれた複数の流量センサ、例えば低速流量センサと高速流量センサとを選択的に用いて前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測手段を備えた熱式流量計において、特に流量計測に用いる流量センサであるか否かに拘わらず上記各流量センサのヒータ素子を同時に発熱駆動し、熱流による流体（ガス）の自然対流を生起して該流体に含まれるゴミのセンサ素子表面への付着を防止する。【選択図】　　　図１
2004093160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒータ素子と、このヒータ素子を間にして流体の通流方向にそれぞれ設けられた第１および第２の温度センサとを備えてなり、所定の流路に組み込まれた複数の流量センサと、
これらの各流量センサのヒータ素子を同時に発熱駆動するヒータ駆動手段と、前記流量センサの出力を選択的に取り込んで前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測手段と
を備えたことを特徴とする熱式流量計。
【請求項２】
前記複数の流量センサは、低流量域計測用の低速流量センサおよび高流量域計測用の高速流量センサからなる請求項１に記載の熱式流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、常に安定に流量計測を行い得る熱式流量計に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
ガスメータ等として用いられる流量計は、例えば図３に示すような熱式流量センサを用いて所定の流体通路（ガス引込管）を通流する流体（ガス）の流量を求め、この流量を積算することで、例えば１ヶ月毎の流体通流量（ガス使用量）を求めように構成される。
【０００３】
ちなみに上記熱式流量センサは、基本的にはシリコン基台Ｂ上に設けた発熱抵抗体からなるヒータ素子Ｒｈを間にして、流体の通流方向Ｆに測温抵抗体からなる一対の温度センサＲｕ，Ｒｄを設けた素子構造を有する。そして上記ヒータ素子Ｒｈから発せられる熱の拡散度合い（温度分布）が前記流体の通流によって変化することを利用し、前記温度センサＲｕ，Ｒｄの熱による抵抗値変化から前記流体の流量Ｑを検出する如く構成される。尚、図中Ｒｒは、前記ヒータ素子Ｒｈから離れた位置に設けられた測温抵抗体からなる温度センサであって、周囲温度の計測に用いられる。
【０００４】
また最近ではこの種の熱式流量センサを複数個用い、これらの各流量センサによりそれぞれ計測される流量を平均化することでその計測精度を高めたり、或いは低流量域計測用の低速流量センサと高流量域計測用の高速流量センサと選択的に用いることでその計測精度を高めることが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述した熱式流量センサを長期に亘って使用している際、センサ表面に付着するゴミ等によってその検出感度が低下することが否めない。この検出感度の低下は流量計測精度の低下の要因となるもので、前述したように、例えば１ヶ月毎の流体通流量（ガス使用量）を求める上で問題となる。そこで従来より、専ら、前記熱式流量センサが設けられる流路（配管）の上流側に金網等のフィルタを設ける等の対策を講じている。しかしこのようなフィルタを設けても、センサ表面へのゴミ等の付着を防止するには限界がある。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、流量センサの表面へのゴミ等の付着を効果的に防止し、その計測精度を長期に亘って維持することのできる簡易な構成の熱式流量計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る熱式流量計は、熱式流量センサが備えるヒータ素子を発熱駆動した際、これによって生じる熱流により流体（ガス）中に含まれるゴミ等のセンサ素子表面への付着が生じ難いと言う現象に着目したもので、
所定の流路に組み込まれた複数の流量センサ、例えば低流量域計測用の低速流量センサと高流量域計測用の高速流量センサとを選択的に用いて前記流路を通流する流体の流量を計測する流量計測手段を備えた熱式流量計において、特に流量計測に用いる流量センサであるか否かに拘わらず、上記各流量センサのヒータ素子を同時に発熱駆動するようにしたことを特徴としている。
【０００８】
即ち、本発明に係る熱式流量計は、ガス引込管等の所定の流路に組み込まれた複数の熱式流量センサのヒータ素子のそれぞれを、その熱式流量センサを用いて流量計測を行うか否かに拘わらず発熱駆動することで各熱式流量センサの表面に熱流による自然対流を生起し、これによって流体（ガス）中に含まれるゴミ等のセンサ素子表面への付着を防止することで、その計測精度を長期に亘って維持するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る熱式流量計について説明する。
図１はこの実施形態に係る熱式流量計の要部概略構成図で、１０，２０は前述した図３に示す素子構造を有する熱式流量センサである。ちなみにこれらの熱式流量センサ１０，２０は、ヒータ素子Ｒｈと温度センサＲｕ，Ｒｄとの離間距離Ｌ１を短く設定した高流量域計測用の高速流量センサ１０と、上記離間距離Ｌ２を長く設定した低流量域計測用の低速流量センサ２０とからなる。
【００１０】
この実施形態に係る熱式流量計は、上述した２種類の高速流量センサ１０と低速流量センサ２０とをガス引き込み管等の流体通流路にそれぞれ設けてなり、該流体通路を通流する流体（ガス）の流量に応じて上記各流量センサ１０，２０を択一的に用いて流量計測を行うように構成される。
その制御装置としてのＣＰＵ（演算処理装置）３０は、前記各流量センサ１０，２０のヒータ駆動回路１１，２１を所定の計測周期毎に同時に駆動する制御部３１と、前記各流量センサ１０，２０の検出回路１２，２２を介してそれぞれ検出されるセンサ出力Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を選択的に取り込むスイッチ（セレクタ）３２とを備える。このスイッチ３２は、流量に応じてセンサ選択手段３３により動作制御されるもので、流量が多い（高速）場合には高速流量センサ１０を選択し、流量が少ない（低速）場合には低速流量センサ２０を選択する。
【００１１】
このようにしてスイッチ３３を介して選択的に取り込まれる前記流量センサ１０，２０からのセンサ出力Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２は流量算出手段３４に与えられ、前記制御部３１による流量センサ１０，２０の駆動に同期して上記センサ出力Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２に相当する流量Ｑが算出される。このようにして求められる流量Ｑが前記センサ選択手段３３に与えられて、前記流量センサ１０，２０の選択制御に用いられる。
【００１２】
即ち、上述した如く構成された熱式流量計において前記制御部３１は、例えば図２に示すように２つの流量センサ１０，２０の各ヒータ素子Ｒｈをそれぞれ発熱駆動するヒータ駆動信号Ｈ１，Ｈ２を同時に出力すると共に、上記流量センサ１０，２０からそれぞれ出力されるセンサ出力Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を選択的に用いて流量Ｑを計測する為のサンプリング信号Ｓ１，Ｓ２を上記ヒータ駆動信号Ｈ１，Ｈ２に同期して選択的に出力している。そして流量算出手段３４においては上記サンプリング信号Ｓ１，Ｓ２に従って、高速流量センサ１０から出力されるセンサ出力Ｖｏｕｔ１を用いて流量Ｑを算出し、或いは低速流量センサ２０から出力されるセンサ出力Ｖｏｕｔ２を用いて流量Ｑを算出するものとなっている。
【００１３】
尚、ここではヒータ駆動信号Ｈ１，Ｈ２に同期したサンプリング信号Ｓ１，Ｓ２により、ヒータ素子Ｒｈを発熱駆動する直前のセンサ出力と、ヒータ素子Ｒｈの発熱が安定した時点でのセンサ出力とをそれぞれ求めるものとなっている。このようにしてヒータ素子Ｒｈのオン／オフ状態でのセンサ出力をそれぞれ求めることで、流量センサ１０，２０のゼロ点補正を行った高精度な流量測定が実現されている。
【００１４】
かくして上述した如く構成された熱式流量計によれば、複数の熱式流量センサ１０，２０を選択的に用いて流量計測を行う場合であっても、これらの熱式流量センサ１０，２０のヒータ素子Ｒｈを同時に発熱駆動するので、各熱式流量センサ１０，２０の表面に熱流による流体（ガス）の自然対流を生起して該流体（ガス）に含まれるゴミ等のセンサ素子表面への付着を効果的に防止することができる。特に流量に応じて一方の流量センサ１０（２０）だけを定期的に用いて流量計測するような場合であっても、他方の流量センサ２０（１０）のヒータ素子Ｒｈも同時に発熱駆動されるので、流量計測に用いられていない他方の流量センサ２０（１０）の表面にゴミが付着するような不具合を招来することがない。
【００１５】
従って簡易にして効果的に複数の流量センサ１０，２０の表面を常に清浄に保つことができるので、長期間に亘って安定して信頼性の高い流量計測を行うことが可能となる。しかも定期的にガス引込管等から複数の流量センサ１０，２０を取り外してその表面を清掃する等の作業が不要なので、そのメインテナンスの簡素化を図り得る等の実用上多大なる効果が奏せられる。
【００１６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。ここでは２つの流量センサを備えた熱式流量計を例に説明したが、流量計に組み込む流量センサの数は特に限定されるものではない。要は、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、熱式流量センサが備えるヒータ素子を発熱駆動することにより流体（ガス）中に含まれるゴミ等のセンサ素子表面への付着が生じ難いと言う現象を有効に活用して、複数の流量センサを選択的に用いて流量計測する場合においても、これらの各流量センサのヒータ素子を同時に発熱駆動するので、センサ素子表面へのゴミに付着を効果的に防止し、その計測精度を長期に亘って維持することのできる簡易な構成の熱式流量計を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱式流量計の要部概略構成図。
【図２】複数の流量センサにおけるヒータ素子の発熱駆動タイミングと、上記流量センサを選択的に用いた流量計測タイミングとの関係を示す図。
【図３】熱式流量センサの概略的な素子構造を示す図。
【符号の説明】
１０　高速流量センサ
２０　低速流量センサ
３１　制御部
３２　スイッチ
３３　センサ選択手段
３４　流量算出手段
【図１】
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【図２】
2004093160.tif 000004
【図３】
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