(57)【要約】【課題】配管内を流れる流体の状態に依らずに漏洩箇所と漏洩量とを精度良くかつ簡便に検出する。【解決手段】流体を搬送する配管３において漏洩検出を希望する箇所（ブロック３ａ，３ｂ，３ｃ）の前記配管の各々に、順方向及び順方向とは反対の逆方向とに流れる流体について符号を変えて流量を測定する流量検出装置１ａ〜１ｅ，１ｇが設けられる。まず順方向に対して流れる流体の方向と符号との対応関係を全ての流量検出装置で同一にする。このとき、例えばブロック３ａにおいては、少なくとも一つの流量検出装置１ａにおいて順方向は前記箇所に向かい、他の少なくとも一つの流量検出装置１ｂ，１ｅにおいて逆方向は前記箇所に向かう。流量検出装置１ａが測定した流量ｆ１と、流量検出装置１ｂ，１ｅが測定した流量ｆ２，ｆ５の総和との差の絶対値が所定値を超える場合に漏洩を検出したと判断する。【選択図】図１
2005214642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を搬送する配管での漏洩を、流量検出装置を用いて検出する漏洩検出方法において、
漏洩検出を希望する箇所の前記配管の各々に、順方向及び前記順方向とは反対の逆方向とに流れる前記流体について符号を変えて流量を測定する前記流量検出装置を設け、
順方向に対して流れる流体の方向と前記符号との対応関係を全ての前記流量検出装置で同一にし、
少なくとも一つの前記流量検出装置において前記順方向は前記箇所に向かい、他の少なくとも一つの前記流量検出装置において前記逆方向は前記箇所に向かい、
前記順方向が前記箇所に向かう前記流量検出装置が測定した流量の総和と、前記逆方向が前記箇所に向かう前記流量検出装置が測定した流量の総和との差の絶対値が所定値を超える場合に漏洩を検出したと判断する、流体の漏洩検出方法。
【請求項２】
流体を搬送する配管での漏洩を検出する方法において用いられる流量検出装置であって、
第１接続点を介して直列に接続される第１発熱抵抗体及び第２発熱抵抗体と、
前記第１発熱抵抗体及び前記第２発熱抵抗体の直列接続に並列に接続され、第２接続点を介して直列に接続される第１抵抗体と第２抵抗体と、
前記第１発熱抵抗体及び前記第２発熱抵抗体の直列接続の両端に接続される一対の入力端と、
前記第１接続点と前記第２接続点に接続される一対の出力端と
を有する抵抗ブリッジと、
前記一対の入力端の一方に接続される出力端子と、
前記一対の入力端の他方に接続される第１入力端子と、
第１の固定電位が与えられる第２入力端子と
を有する加算回路と、
入力側が前記一対の出力端の間に接続される帰還回路と、
前記一対の入力端の他方と第２の固定電位との間に接続される第３抵抗体と
を備える、流量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の漏洩検出方法及び流量検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来は、流体が流れる配管のうち流入口と流出口とのそれぞれの近傍にのみ流量検出装置を設けて、流体の漏洩を検出していた。つまり、流入量の総和と流出量の総和とを比較することにより、流体の漏洩を検出する。例えば、流入量の総和と流出量の総和とがほぼ等しい場合には流体の漏洩がなく、それぞれの総和が異なる場合には流体の漏洩が生じていると判断できる。
【０００３】
なお、供給者側から需要者側へガス管を介してガスを送る場合において、供給者側と需要者側とに流量検出器を設け、ガスの供給量と需要量とを比較することでガスの漏れを検出する技術が特許文献１に開示されている。開閉可能なバルブが設けられた分岐部分を複数含む空気回路において、バルブの開閉により空気圧の異常を検出する技術が特許文献２に開示されている。
【０００４】
流量検出装置としては、容量式流量計と呼ばれる積算流量計が用いられることが多く、一般に使用されているガスメータのほとんどはこれである。
【０００５】
また、用途によってはマイクロフローセンサ等の熱式流量計が用いられることもある。しかし、一つの熱式流量計では精度良く流量を計測できる流量域が狭かった。例えば、低流量域用の熱式流量計を高流量域で使用すると流量に対する出力電圧の変化が小さくなって精度良く流量を計測できない等の問題があった。このため、特許文献３に開示されている技術のように、高流量域用の熱式流量計と低流量域用の熱式流量計とを備え、流量によって前記２種類の熱式流量計を使い分けていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３０３７００号公報
【特許文献２】特開昭６３−１６３１３４号公報
【特許文献３】特開２００３−１２１２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来から一般に用いられている容量式流量計を使った、流体の漏洩検出方法では、漏洩が生じた場合において、流体が正常時に流れる方向に流体が流れているときは漏洩を検出できる。しかし、逆方向に流体が流れたときには漏洩を検出することが困難である。また、計測できる流量範囲が狭いため、微小な漏洩量から通常の最大使用流量までの計測を一つの流量検出装置で行うことが困難である。
【０００８】
また、特許文献３に開示されている熱式流量計によれば、逆方向に流れる流体の流量を計測することが可能になるとともに、流量を計測できる流量域が広くなる。しかし、二種類の熱式流量計を使い分けるための制御が複雑化する。
【０００９】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、配管内を流れる流体の状態に依らずに漏洩箇所と漏洩量とを精度良くかつ簡便に検出する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明にかかる流量の漏洩検出方法は、流体を搬送する配管での漏洩を、流量検出装置を用いて検出する場合に用いられる。まず、漏洩検出を希望する箇所の前記配管の各々に、順方向及び前記順方向とは反対の逆方向とに流れる前記流体について符号を変えて流量を測定する前記流量検出装置を設ける。順方向に対して流れる流体の方向と前記符号との対応関係を全ての前記流量検出装置で同一にする。このとき、少なくとも一つの前記流量検出装置において前記順方向は前記箇所に向かい、他の少なくとも一つの前記流量検出装置において前記逆方向は前記箇所に向かう。そして、前記順方向が前記箇所に向かう前記流量検出装置が測定した流量の総和と、前記逆方向が前記箇所に向かう前記流量検出装置が測定した流量の総和との差の絶対値が所定値を超える場合に漏洩を検出したと判断する。
【００１１】
この発明にかかる流量検出装置は、流体を搬送する配管での漏洩を検出する方法において用いられる流量検出装置であり、抵抗ブリッジと、加算回路と、帰還回路と、第３抵抗体とを備える。前記抵抗ブリッジは、第１接続点を介して直列に接続される第１発熱抵抗体及び第２発熱抵抗体と、前記第１発熱抵抗体及び前記第２発熱抵抗体の直列接続に並列に接続され、第２接続点を介して直列に接続される第１抵抗体と第２抵抗体と、前記第１発熱抵抗体及び前記第２発熱抵抗体の直列接続の両端に接続される一対の入力端と、前記第１接続点と前記第２接続点に接続される一対の出力端とを有する。前記加算回路は、前記一対の入力端の一方に接続される出力端子と、前記一対の入力端の他方に接続される第１入力端子と、第１の固定電位が与えられる第２入力端子とを有する。前記帰還回路は、入力側が前記一対の出力端の間に接続される。前記第３抵抗体は、前記一対の入力端の他方と第２の固定電位との間に接続される。
【発明の効果】
【００１２】
この発明にかかる流量の漏洩検出方法によれば、流体が順方向に対して逆方向に流れた場合であっても、符号を含めた流量を検出することができるので、漏洩検出を希望する箇所への流体の流入量と流出量とを精度良く検出することができる。よって、流入量と流出量の比較により漏洩箇所と漏洩量を正確に検出することができる。また、漏洩箇所を特定するための労力が低減できる。
【００１３】
この発明にかかる流量検出装置によれば、第３抵抗体により一対の入力端の他方に発生した電圧が、加算回路に入力される。そして、その電圧と、第１の固定電位とが加算されて、一対の入力端の一方に出力される。これにより、一対の入力端の他方の電圧上昇に伴って、一対の入力端の一方の電圧も上昇する。よって、流量に基づいて帰還回路から出力される電圧が大流量領域においても飽和せず、広範囲に亘る流量領域で流量を精度良く測定できる。また、流体が流れる方向に依らず流量を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１及び図２は、本実施の形態にかかる流体搬送系を概念的に示す図であり、配管において漏洩がない場合が図１に、配管において漏洩がある場合が図２にそれぞれ示されている。流体は気体、液体のいずれでもよい。
【００１５】
流体搬送系は、流体の供給元４と流体の供給先５ａ，５ｂ，５ｃ、流体を搬送する配管３、流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇとを備える。配管３は、供給元４と供給先５ａ，５ｂ，５ｃとを接続する。具体的には、供給先５ｃは、接続点Ｊ２，Ｊ１をこの順に介して供給元４に接続される。供給先５ａは接続点Ｊ１に、供給先５ｂは接続点Ｊ２にそれぞれ接続される。
【００１６】
流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇは、順方向及び順方向とは反対の逆方向とに流れる流体について符号を変えて流量ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６を測定する。順方向の決め方は後述する。流量検出装置１ａは供給元４と接続点Ｊ１の間に、流量検出装置１ｂは供給先５ａと接続点Ｊ１との間に、流量検出装置１ｃは供給先５ｂと接続点Ｊ２の間に、流量検出装置１ｄ，１ｇは供給先５ｃと接続点Ｊ２の間に、流量検出装置１ｅは接続点Ｊ１，Ｊ２の間にそれぞれ設けられる。
【００１７】
配管３は、漏洩検出を希望する箇所ごとにブロック３ａ，３ｂ，３ｃを含む。ブロック３ａは、流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｅに囲まれた配管である。流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｅに対して接続点Ｊ１側の配管が漏洩検出を希望する箇所であり、この箇所の配管の各々に流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｅが設けられると把握できる。ブロック３ｂは、流量検出装置１ｃ，１ｅ，１ｇに囲まれた配管である。流量検出装置１ｃ，１ｅ，１ｇに対して接続点Ｊ２側の配管が漏洩検出を希望する箇所であり、この箇所の配管の各々に流量検出装置１ｃ，１ｅ，１ｇが設けられると把握できる。ブロック３ｃは、流量検出装置１ｇ，１ｄに囲まれた配管である。流量検出装置１ｇ，１ｄを接続する配管が漏洩検出を希望する箇所であり、この箇所の配管の各々に流量検出装置１ｇ，１ｄが設けられると把握できる。ブロック３ａ，３ｂは流量検出装置１ｅを介して隣接し、ブロック３ｂ，３ｃは流量検出装置１ｇを介して隣接する。
【００１８】
順方向は、例えば図１において流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇの近傍に示される矢印の方向に設定する。このとき、ブロック３ａでは、少なくとも一つの流量検出装置１ａにおいて順方向が漏洩検出を希望する箇所に向かい、他の少なくとも一つの流量検出装置１ｂ，１ｅにおいて逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう。ブロック３ｂでは、少なくとも一つの流量検出装置１ｅにおいて順方向が漏洩検出を希望する箇所に向かい、他の少なくとも一つの流量検出装置１ｃ，１ｇにおいて逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう。ブロック３ｃでは、少なくとも一つの流量検出装置１ｇにおいて順方向が漏洩検出を希望する箇所に向かい、他の少なくとも一つの流量検出装置１ｄにおいて逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう。
【００１９】
流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇは、流体が順方向に流れた場合に流量ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６が正の値となり、逆方向に流れた場合に負の値となるように、それぞれ設けられる。流量ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６が、流体が順方向に流れた場合に負の値、逆方向に流れた場合に正の値となるようにしてもよい。つまり、順方向に流れる流体の方向と流量の符号との対応関係が全ての流量検出装置で同一とする。
【００２０】
上述において順方向に対する流量ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６の符号を全て同一にしたが、少なくともブロック３ａにおいてはブロック３ａを囲む流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｅについて、ブロック３ｂにおいてはブロック３ｂを囲む流量検出装置１ｃ，１ｅ，１ｇについて、ブロック３ｃにおいてはブロック３ｃを囲む流量検出装置１ｇ，１ｄについて、それぞれ順方向に対する流量の符号を同一にしておけばよい。
【００２１】
ブロック３ａにおいて、順方向が接続点Ｊ１に向かう流量検出装置１ａが測定した流量ｆ１と、逆方向が接続点Ｊ１に向かう流量検出装置１ｂ，１ｅが測定した流量ｆ２，ｆ５の総和との差の絶対値Δｆ１を式（１）により求める。
【００２２】
【数１】
2005214642.tif 000003
【００２３】
同様にして、ブロック３ｂにおいては、流量検出装置１ｅが測定した流量ｆ５と、流量検出装置１ｃ，１ｇが測定した流量ｆ３，ｆ６の総和との差の絶対値Δｆ２を式（２）により求める。またブロック３ｃにおいては、流量検出装置１ｇが測定した流量ｆ６と、流量検出装置１ｄが測定した流量ｆ４との差の絶対値Δｆ３を式（３）により求める。
【００２４】
【数２】
2005214642.tif 000004
【００２５】
【数３】
2005214642.tif 000005
【００２６】
絶対値Δｆ１，Δｆ２，Δｆ３が、所定値ｐより小さい場合にはそれぞれブロック３ａ，３ｂ，３ｃでの漏洩がない。絶対値Δｆ１，Δｆ２，Δｆ３が、所定値ｐより大きい場合にはそれぞれブロック３ａ，３ｂ，３ｃで漏洩が生じていると判断し、絶対値Δｆ１，Δｆ２，Δｆ３が漏洩量に相当する。所定値ｐは例えば測定誤差である。所定値ｐは、ブロック３ａ，３ｂ，３ｃのそれぞれに異なる値を設定してもよい。絶対値Δｆ１，Δｆ２，Δｆ３と漏洩の有無との関係は、流体が順方向に対して逆方向に流れた場合にも適用することができる。
【００２７】
図１では、ブロック３ａ，３ｂ，３ｃのいずれにおいても漏洩がない場合が示されており、式（４）を満たす。
【００２８】
【数４】
2005214642.tif 000006
【００２９】
図２では、ブロック３ｂ，３ｃにおいて漏洩２ｂ，２ｃが生じた場合が示されており、式（５）を満たす。ここで、Ｌ２，Ｌ３は漏洩量を示す。
【００３０】
【数５】
2005214642.tif 000007
【００３１】
上述の漏洩を検出する方法は、次のように把握することができる。つまり、ブロック３ａにおいては、順方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう流量検出装置１ａが測定した流量ｆ１と、逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう流量検出装置１ｂ，１ｅが測定した流量ｆ２，ｆ５の総和との差の絶対値Δｆ１が所定値ｐを超える場合に漏洩を検出したと判断する。ブロック３ｂ，３ｃについても同様に把握することができる。
【００３２】
上述の把握において、順方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう流量検出装置は二つ以上あってもよい。この場合、それぞれの流量検出装置で測定される流量の総和が求められる。また、逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう流量検出装置は一つであってもよい。この場合、流量の総和は、その流量検出装置で測定される流量と把握される。
【００３３】
上述した流体の漏洩検出方法によれば、流体が順方向に対して逆方向に流れた場合であっても、符号を含めた流量を検出することができるので、漏洩検出を希望する箇所への流体の流入量と流出量とを精度良く検出することができる。よって、流入量と流出量の比較により漏洩箇所と漏洩量を正確に検出することができる。また、漏洩箇所を特定するための労力が低減できる。
【００３４】
実施の形態２．
実施の形態では、実施の形態１で説明された流体の漏洩検出方法を、例えば図３で示されるループ配管を備える流体搬送系において適用する。
【００３５】
流体搬送系は、流体の供給元４と流体の供給先５ａ，５ｂ、流体を搬送する配管３、流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇとを備える。配管３は、ループ配管を介して供給元４と供給先５ａ，５ｂとを接続する。具体的には、ループ配管は接続点Ｊ３，Ｊ４，Ｊ５を有し、供給元４は接続点Ｊ３に、供給先５ａは接続点Ｊ４に、供給先５ｂは接続点Ｊ５にそれぞれ接続される。
【００３６】
流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇは、順方向及び順方向とは反対の逆方向とに流れる流体について符号を変えて流量ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６を測定する。順方向の決め方は後述する。流量検出装置１ａは供給元４と接続点Ｊ３の間に、流量検出装置１ｂは接続点Ｊ３，Ｊ４との間に、流量検出装置１ｃは接続点Ｊ４，Ｊ５の間に、流量検出装置１ｄは接続点Ｊ５，Ｊ３の間に、流量検出装置１ｅは接続点Ｊ４と供給先５ａの間に，流量検出装置１ｇは供給先５ｂと接続点Ｊ５の間にそれぞれ設けられる。
【００３７】
配管３は、漏洩検出を希望する箇所ごとにブロック３ｄ，３ｅ，３ｇを含む。ブロック３ｄは、流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｄに囲まれた配管である。流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｄに対して接続点Ｊ３側の配管が漏洩検出を希望する箇所であり、この箇所の配管の各々に流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｄが設けられると把握できる。ブロック３ｅは、流量検出装置１ｂ，１ｃ，１ｅで囲まれた配管である。流量検出装置１ｂ，１ｃ，１ｅに対して接続点Ｊ４側の配管が漏洩検出を希望する箇所であり、この箇所の配管の各々に流量検出装置１ｂ，１ｃ，１ｅが設けられると把握できる。ブロック３ｇは、流量検出装置１ｃ，１ｄ，１ｇで囲まれた配管である。流量検出装置１ｃ，１ｄ，１ｇに対して接続点Ｊ５側の配管が漏洩検出を希望する箇所であり、この箇所の配管の各々に流量検出装置１ｃ，１ｄ，１ｇが設けられると把握できる。ブロック３ｄ，３ｅは流量検出装置１ｂを介して隣接し、ブロック３ｅ，３ｇは流量検出装置１ｃを介して隣接し、ブロック３ｇ，３ｄは流量検出装置１ｄを介して隣接する。
【００３８】
順方向は、例えば図３において流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇの近傍に示される矢印の方向に設定する。このとき、ブロック３ｄでは、少なくとも一つの流量検出装置１ａ，１ｄにおいて順方向が漏洩検出を希望する箇所に向かい、他の少なくとも一つの流量検出装置１ｂにおいて逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう。ブロック３ｅでは、少なくとも一つの流量検出装置１ｂにおいて順方向が漏洩検出を希望する箇所に向かい、他の少なくとも一つの流量検出装置１ｃ，１ｅにおいて逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう。ブロック３ｇでは、少なくとも一つの流量検出装置１ｃにおいて順方向は漏洩検出を希望する箇所に向かい、他の少なくとも一つの流量検出装置１ｄ，１ｇにおいて逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう。
【００３９】
そして、順方向に流れる流体の方向と流量ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５，ｆ６の符号との対応関係が全ての流量検出装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｇで同一とする。
【００４０】
実施の形態１と同様にして、ブロック３ｄ，３ｅ，３ｇのそれぞれにおいて、順方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう流量検出装置が測定した流量の総和と、逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう流量検出装置が測定した流量の総和との差の絶対値Δｆ４，Δｆ５，Δｆ６を式（６）〜（８）により求める。順方向若しくは逆方向が漏洩検出を希望する箇所に向かう流量検出装置が一つの場合には、流量の総和は、その流量検出装置で測定される流量と把握する。
【００４１】
【数６】
2005214642.tif 000008
【００４２】
【数７】
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【００４３】
【数８】
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【００４４】
絶対値Δｆ４，Δｆ５，Δｆ６が所定値ｐを超える場合に漏洩を検出したと判断する。所定値ｐは例えば測定誤差である。所定値ｐは、ブロック３ｄ，３ｅ，３ｇのそれぞれに異なる値を設定してもよい。絶対値Δｆ４，Δｆ５，Δｆ６と漏洩の有無との関係は、流体が順方向に対して逆方向に流れた場合にも適用することができる。
【００４５】
上述で説明した流体の漏洩検出方法によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
実施の形態３．
図４は、実施の形態１又は実施の形態２で説明される漏洩検出方法において用いられる流量検出装置を概念的に示す回路図である。流量検出装置は、抵抗ブリッジ１３と加算回路１１、帰還回路１２、固定抵抗ｒ５とを備える。
【００４７】
抵抗ブリッジ１３は発熱抵抗体ｒ１，ｒ２及び固定抵抗ｒ３，ｒ４を有する。発熱抵抗体ｒ１，ｒ２は接続点２１を介して直列に接続される。固定抵抗ｒ３，ｒ４は、接続点２２を介して直列に接続され、発熱抵抗体ｒ１，ｒ２の直列接続に接続点２３，２４を介して並列に接続される。接続点２３，２４は一対の入力端、接続点２１，２２は一対の出力端と把握できる。
【００４８】
発熱抵抗体ｒ１，ｒ２は、例えば図５に示されるように流体が流れる方向１００に対して発熱抵抗体ｒ２，ｒ１の順に配置され、例えば白金やニッケル等を材料とする。図５では、発熱抵抗体ｒ１，ｒ２がダイヤフラム１０２上に形成されている。ダイヤフラム１０２は、シリコン基板１０１上に形成されており、例えば絶縁体を材料とする。
【００４９】
加算回路１１はオペアンプＯＰ１及び固定抵抗ｒ７，ｒ８，ｒ９，ｒ１０，ｒ１１を有する。固定抵抗ｒ７，ｒ８は接続点２５を介して直列に接続され、固定抵抗ｒ７側の一端は基準電位、ここではグランドに、固定抵抗ｒ８側の他端はオペアンプＯＰ１の出力端に、接続点２５はオペアンプＯＰ１の反転入力端にそれぞれ接続される。固定抵抗ｒ９の一端には第１の固定電位、ここでは電源電圧Ｖｃが与えられ、抵抗ｒ９の他端はオペアンプＯＰ１の非反転入力端に接続される。固定抵抗ｒ１０，ｒ１１は接続点２６を介して直列に接続され、固定抵抗ｒ１０側の一端は抵抗ブリッジ１３の接続点２４に、固定抵抗ｒ１１側の他端は他の基準電位、ここではグランドに、接続点２６はオペアンプＯＰ１の非反転入力端にそれぞれ接続される。オペアンプＯＰ１の出力端は抵抗ブリッジ１３の接続点２３に接続される。
【００５０】
固定抵抗ｒ１０の一端、固定抵抗ｒ９の一端は、それぞれ加算回路１１の二つの入力端子として機能し、第１入力端子、第２入力端子と把握できる。オペアンプＯＰ１の出力端は加算回路１１の出力端子として機能する。
【００５１】
帰還回路１２はオペアンプＯＰ２及び固定抵抗ｒ６を有する。固定抵抗ｒ６はオペアンプＯＰ２の出力端と反転入力端との間に接続される。オペアンプＯＰ２は、反転入力端が抵抗ブリッジ１３の接続点２１に、非反転入力端が抵抗ブリッジ１３の接続点２２にそれぞれ接続される。
【００５２】
固定抵抗ｒ５は抵抗ブリッジ１３の接続点２４と第２の固定電位、ここではグランドとの間に接続される。
【００５３】
上述の流量検出装置において、発熱抵抗体ｒ１，ｒ２は第１、第２発熱抵抗体、固定抵抗ｒ３，ｒ４は第１、第２抵抗体、固定抵抗ｒ５は第３抵抗体と、接続点２１，２２は第１、第２接続点とそれぞれ把握すれば、流量検出装置は次のように把握できる。
【００５４】
つまり、流量検出装置は、抵抗ブリッジ１３と加算回路１１、帰還回路１２、第３抵抗体ｒ５とを備える。抵抗ブリッジ１３は、第１接続点２１を介して接続される第１発熱抵抗体ｒ１及び第２発熱抵抗体ｒ２と、第１発熱抵抗体ｒ１及び第２発熱抵抗体ｒ２の直列接続に並列に接続され、第２接続点２２を介して直列に接続される第１抵抗体ｒ３と第２抵抗体ｒ４と、第１発熱抵抗体ｒ１及び第２発熱抵抗体ｒ２の直列接続の両端に接続される一対の入力端と、第１接続点２１と第２接続点２２に接続される一対の出力端とを有する。
【００５５】
加算回路１１の出力端子は、抵抗ブリッジ１３の一対の入力端の一方（接続点２３）に接続される。またその第１入力端子は抵抗ブリッジ１３の一対の入力端の他方（接続点２４）に接続され、その第２入力端子は第１の固定電位、例えば電源電圧Ｖｃが与えられる。帰還回路１２は、入力側が抵抗ブリッジ１３の一対の出力端（第１接続点２１、第２接続点２２）の間に接続される。第３抵抗体は抵抗ブリッジ１３の一対の入力端の他方（接続点２４）と第２の固定電位、例えばグランドとの間に接続される。
【００５６】
図５で示される方向１００へ流体が流れると、発熱抵抗体ｒ２は冷却されて発熱抵抗体の抵抗Ｒ２が低下する。帰還回路１２では、接続点２１，２２での電圧Ｖ２１，Ｖ２２が等しくなるように、固定抵抗ｒ６に電流Ｉ６がオペアンプＯＰ２の出力端側から反転入力端側へと流れる。よって、発熱抵抗体ｒ２に流れる電流Ｉ２は増加する。電流Ｉ６は、発熱抵抗体ｒ１，ｒ２に流れる電流Ｉ１，Ｉ２を用いて式（９）で表されるので、帰還回路１２から出力される電圧Ｖｏｕｔは式（１０）で表される。式（１０）ではＶ２１＝Ｖ２２を考慮している。またＲ６は固定抵抗ｒ６の抵抗値であり、その他の固定抵抗ｒ１〜ｒ５，ｒ７〜ｒ１２の抵抗値についても同様にＲ１〜Ｒ５，Ｒ７〜Ｒ１２とする。
【００５７】
【数９】
2005214642.tif 000011
【００５８】
【数１０】
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【００５９】
式（１０）の第１項目は、接続点２３，２４での電圧Ｖ２３，Ｖ２４を用いて式（１１）で表される。電圧Ｖ２４は加算回路１１へ入力されて、電圧Ｖ２３は加算回路１１から出力される。このとき電圧Ｖ２３は式（１２）で表される。式（１２）では、オペアンプＯＰ１の増幅倍率が１に比べて大きいとして近似を用いている。電圧Ｖ２３は、電圧Ｖ２４が増加／減少するとそれに伴って増加／減少する。よって、電圧Ｖ２２は電圧Ｖ２４に依存して、電圧Ｖ２４が増加／減少するとそれに伴って電圧Ｖ２２も増加／減少する。
【００６０】
【数１１】
2005214642.tif 000013
【００６１】
【数１２】
2005214642.tif 000014
【００６２】
電圧Ｖ２４は式（１３）で表される。電圧Ｖ２４は、発熱抵抗体ｒ２に流れる電流Ｉ２に依存し、電流Ｉ２の増加／減少に伴って増加／減少する。
【００６３】
【数１３】
2005214642.tif 000015
【００６４】
式（１０）の第２項目は電流Ｉ１，Ｉ２の差に依存する。この差は、流体の流量によって生じる発熱抵抗体ｒ１，ｒ２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の差に依存する。
【００６５】
従来では、電圧Ｖ２３，Ｖ２４が固定されていたため、つまり電圧Ｖ２２が固定されていたため、出力電圧Ｖｏｕｔの流量に対する変化には式（１０）の第２項目が主に依存していた。このため、出力電圧Ｖｏｕｔは流量の増加とともに収束していた。図６は、流量と出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を示す図であり、従来の出力電圧Ｖｏｕｔの流量に対する変化が曲線２０１により示される。そして、曲線２０１に基づいて流量を求めていたので、大流量域では流量を精度良く得ることができなかった。
【００６６】
しかし、本実施の形態にかかる流量検出装置においては、流量の増加に対して電圧Ｖ２３，Ｖ２４が増加するので式（１０）の第１項目が収束せずに単調増加する。このため、電圧Ｖｏｕｔは大流量域においても収束しない。本実施の形態にかかる出力電圧Ｖｏｕｔの流量に対する変化が曲線２０２により示されている（図６）。よって、大流量域においても流量を精度良く得ることができる。
【００６７】
上述した流量検出装置は、流体が図５で示される方向１００と反対方向に流れた場合にも同様に適用することができる。この場合の流量と出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、流体が方向１００と同方向に流れた場合には、流体が流れていない場合の電圧Ｖ２２の値を基準にして流量の増加に伴い電圧Ｖｏｕｔが増加し、流体が方向１００と反対方向に流れた場合には、流体が流れていない場合の電圧Ｖ２２の値を基準にして流量の増加に伴い電圧Ｖｏｕｔが減少する。
【００６８】
実施の形態４．
図７は、本実施の形態にかかる流量検出装置を概念的に示す回路図であり、図４と同じ内容の要素には同符号を付している。図７で示される流量検出装置は、図４で示される流量検出装置に更に固定抵抗ｒ１２がオペアンプＯＰ２の出力端と非反転入力端との間に接続される。
【００６９】
図５で示される方向１００へ流体が流れると、実施の形態３と同様に、帰還回路１２から出力される電圧Ｖｏｕｔは式（１０）で表される。しかし、本実施の形態では、式（１０）の第１項目（Ｖ２２）が式（１１）とは異なる。つまり、以下のように動作する。
【００７０】
固定抵抗ｒ１２には電流Ｉ１２が流れる。固定抵抗ｒ３，ｒ４に流れる電流Ｉ３，Ｉ４を用いて、電流Ｉ１２は式（１４）で表される。このとき、電圧Ｖ２２は式（１５）で表される。比較のため式（１１）を式（１５）と同様の形式で表すと式（１６）になる。
【００７１】
【数１４】
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【００７２】
【数１５】
2005214642.tif 000017
【００７３】
【数１６】
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【００７４】
式（１５）と式（１６）とを比較すると、電圧Ｖ２２は本実施の形態の方が大きくなる。そして、電圧Ｖ２２が大きくなると、電圧Ｖ２１を電圧Ｖ２２に等しくするために発熱抵抗体ｒ２に流れる電流Ｉ２が更に大きくなる。よって、電圧Ｖｏｕｔの流量に対する変化率が大きくなる。本実施の形態にかかる出力電圧Ｖｏｕｔの流量に対する変化が曲線２０３により示されている（図６）。
【００７５】
よって、より精度良く大流量域における流量を検出することができる。また、流体が図５で示される方向１００と反対方向に流れた場合にも実施の形態３と同様に流量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態１で説明される、流体搬送系を概念的に示す図である。
【図２】実施の形態１で説明される、流体搬送系を概念的に示す図である。
【図３】実施の形態２で説明される、流体搬送系を概念的に示す図である。
【図４】実施の形態３で説明される、流量検出装置を概念的に示す回路図である。
【図５】発熱抵抗体の配置と流体の流れる方向を概念的に示す平面図である。
【図６】流量と出力電圧の関係を示す図である。
【図７】実施の形態４で説明される、流量検出装置を概念的に示す回路図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ａ〜１ｅ，１ｇ  流量検出装置、３  配管、１１  加算回路、１２  帰還回路、１３  抵抗ブリッジ、２１，２２  接続点、ｆ１〜ｆ６  流量、ｒ１，ｒ２  発熱抵抗体、ｒ３〜ｒ５  固定抵抗、Ｖｃ  第１の固定電位。
【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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