(57)【要約】【課題】  質量流量を非貫入式に測定する。【解決手段】  チューブの外壁に沿って配置され予め決められた長さを有するプローブと、第１点で該プローブを加熱するためのヒーターと、該プローブの温度を測定し、それを表す第１信号Ｔhを発生するための第１温度測定デバイスと、該プローブのもう１つの温度を測定し、それを表す第２信号Ｔtを発生するための第２温度測定デバイスと、周囲温度を測定し、それを表す信号Ｔaを発生するための第３温度測定デバイスと、温度差信号の比に基づき質量流量信号を発生するための回路とを具備する。【選択図】  図１
2005321373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チューブを通して流れる媒体の質量流量を測定するための非貫入式センサーに於いて、前記センサーが、
前記チューブの外壁に沿って配置された予め決められた長さを有するプローブと、
前記プローブの該長さに沿う第１点で前記プローブを加熱するための手段と、
前記プローブの温度を測定しそれを表す第１信号Ｔhを発生するために前記第１点に配置された第１温度測定デバイスと、
前記プローブのもう１つの温度を測定しそれを表す第２信号Ｔtを発生するために前記プローブの該長さに沿う第２点に配置された第２温度測定デバイスと、
周囲温度を測定しそれを表す信号Ｔaを発生するために前記プローブから或る距離離れて前記チューブの該外壁に沿って配置された第３温度測定デバイスと、
温度差信号の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）に基づき質量流量信号を発生するための前記第１、第２そして第３温度測定デバイスに接続された手段とを具備することを特徴とする該センサー。
【請求項２】
該プローブが該チューブの該外壁の外周に捲かれ、それと熱的に接触することを特徴とする請求項１の該センサー。
【請求項３】
該第１点が該プローブの１端に近接しており、該第２点が前記１端から実質的に離れて前記プローブの該長さに沿っていることを特徴とする請求項２の該センサー。
【請求項４】
該加熱手段が該第１点で該プローブと熱的に接触した加熱要素を備えることを特徴とする請求項１の該センサー。
【請求項５】
該加熱手段が、該第１点で該プローブと熱的に接触する熱蓄積ユニットと、熱エネルギーを前記熱蓄積ユニットに印加するためのヒーター要素と、を備えることを特徴とする請求項１の該センサー。
【請求項６】
該第１、第２そして第３温度測定デバイスが差温度信号（Ｔh−Ｔa）及び（Ｔt−Ｔa）を提供するために一緒に接続されていることを特徴とする請求項１の該センサー。
【請求項７】
該第１，第２そして第３温度測定デバイスの各々が熱電対を備えることを特徴とする請求項１の該センサー。
【請求項８】
該プローブが該チューブの該外壁の外周に捲かれ、それと熱的に接触する金属外装された熱電対ハウジングを備えており、該第２温度測定デバイスが前記熱電対ハウジング内に配置された熱電対を備えることを特徴とする請求項１の該センサー。
【請求項９】
該第３温度測定デバイスが該チューブの該外壁の外周に捲かれ、それと熱的に接触する金属外装された熱電対ハウジングと、前記熱電対ハウジング内に配置された熱電対と、を備えることを特徴とする請求項１の該センサー。
【請求項１０】
該発生する手段がアナログ処理回路を備えることを特徴とする請求項１の該センサー。
【請求項１１】
チューブを通って流れる媒体の質量流量を非貫入式に測定する方法に於いて、前記方法が、
前記チューブの外壁に沿って予め決められた長さを有するプローブを配置する過程と、
前記プローブの該長さに沿う第１点で前記第１プローブを加熱する過程と、
前記第１点で前記プローブの温度Ｔhを測定する過程と、
前記プローブの該長さに沿う第２点で前記プローブのもう１つの温度Ｔtを測定する過程と、
前記プローブから或る距離離れた前記チューブの該外壁に沿う周囲温度Ｔaを測定する過程と、そして
温度差測定値の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）に基づき前記質量流量を測定する過程とを具備することを特徴とする該方法。
【請求項１２】
該チューブの該外壁の外周に該プローブを捲く過程と、該プローブを該外壁と熱的に接触させる過程と、を具備することを特徴とする請求項１の該方法。
【請求項１３】
該第２点を、該プローブの該長さに沿って該第１点から実質的な距離だけ分離する過程を具備することを特徴とする請求項１２の該方法。
【請求項１４】
該加熱する過程が加熱要素を該第１点の該プローブと熱的に接触して配置する過程を備えることを特徴とする請求項１１の該方法。
【請求項１５】
該加熱する過程が該第１点の該プローブと熱的に接触して熱蓄積ユニットを配置する過程と、前記熱蓄積ユニットに熱エネルギーを印加する過程と、を備えることを特徴とする請求項１１の該方法。
【請求項１６】
該質量流量を測定する過程が差温度測定値Ｔh−Ｔa及びＴt−Ｔaを提供する過程を備えることを特徴とする請求項１１の該方法。
【請求項１７】
該質量流量を測定する過程が温度差測定値の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）を与えるために該差温度測定値Ｔh−Ｔa及びＴt−Ｔaをアナログ処理する過程を備えることを特徴とする請求項１６の該方法。
【請求項１８】
該プローブを配置する該過程が、該チューブの該外壁の外周に金属外装された熱電対ハウジングを捲き、前記ハウジングを該外壁と熱的に接触させる過程を備えており、該温度Ｔtが前記熱電対ハウジング内で測定されることを特徴とする請求項１１の該方法。
【請求項１９】
該温度Ｔaを測定する該過程が該チューブの該外壁の外周に金属外装された熱電対ハウジングを捲き、前記ハウジングを該外壁と熱的に接触させる過程を備えており、該温度Ｔaが前記熱電対ハウジング内で測定されることを特徴とする請求項１１の該方法。
【請求項２０】
チューブを通って流れる媒体の質量流量を測定するための非貫入式センサーに於いて、前記センサーが、
前記チューブの外壁の外周に捲かれ、それと熱的に接触する予め決められた長さを有する熱電対ハウジングと、
前記ハウジングに熱を印加するために前記ハウジングの１端に配置された加熱要素と、
前記１端で前記ハウジングの温度Ｔhを測定するために前記１端に配置された第１熱電対と、
前記ハウジングの該長さに沿う点に配置されており、前記点で前記ハウジングの温度Ｔtを測定するために該配置されている第２熱電対と、
周囲温度Ｔaを測定するために前記ハウジングから或る距離離れて前記チューブの該外壁に沿って配置された第３熱電対とを具備しており、
該第１、第２そして第３熱電対は温度差測定値信号（Ｔh−Ｔa）及び（Ｔt−Ｔa）をもたらすために相互接続されており、そして該センサーは又、
温度差信号の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）に基づき質量流量信号を発生するために前記温度差測定値信号に接続されたアナログ回路を具備することを特徴とする該センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に質量流量センサー（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｓｅｎｓｏｒｓ）に関し、特にチューブを通して流れる媒体（ｍｅｄｉｕｍ）の質量流量（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ）を非貫入式（ｎｏｎ−ｉｎｔｒｕｓｉｖｅｌｙ）に測定するセンサーと方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱型の貫入式質量流量センサー（Ｉｎｔｒｕｓｉｖｅ  ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｓｅｎｓｏｒｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｔｙｐｅ）は一般に加熱されたプローブをチューブ壁を通して媒体の流れストリーム（ｆｌｏｗ  ｓｔｒｅａｍ）内に配置する過程を有する。該質量流量は、該プローブの長さに沿った２点、好ましくは該プローブのベースと先端、で測定された熱的勾配（ｔｈｅｒｍａｌ  ｇｒａｄｉｅｎｔ）に関係する対流熱伝達係数（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ  ｈｅａｔ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）とのそれの関係により測定される。この様な貫入式質量流量センサーの１例は、２００２年１２月３日に公告され、”プローブ熱伝導を用いた質量流量測定用の方法とセンサー（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  Ｆｏｒ  Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  Ｕｓｉｎｇ  Ｐｒｏｂｅ  Ｈｅａｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ）”の名称の、本出願と同じ譲り受け人に譲り渡された、特許文献１で提供される。
【０００３】
或る応用では貫入式センサー、すなわち、流れチューブの壁を貫通する少なくとも１つのプローブを有するセンサーを許容出来ない。加えて、電源が限定される応用では、該流れストリーム内でのセンサープローブの電力消費が該電源の容量を越えるかも知れない。更に、該流れストリーム内に貫入式プローブを配置することは圧力降下を生じ、それは該チューブを通る媒体の流れを望ましくなく限定するかも知れない。
【０００４】
従って、望ましいことは媒体流れ内で圧力降下を生じず、低電力消費で機能する非貫入式の代わりの質量流量センサーと方法である。本発明はこの様な代わりの非貫入式質量流量センサーと方法を提供する。
【特許文献１】米国特許第６、４８７、９０４号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１側面に依れば、チューブを通して流れる媒体の質量流量を測定するための非貫入式センサーは、該チューブの外壁（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｗａｌｌ）に沿って配置される予め決められた長さを有するプローブ（ｐｒｏｂｅ）と、該プローブの該長さに沿う第１点で該プローブを加熱する手段と、該プローブの温度を測定し、そしてそれを表す第１信号Ｔhを発生するために該第１点に配置された第１温度測定デバイス（ｆｉｒｓｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）と、該プローブのもう１つの温度を測定し、それを表す第２信号Ｔtを発生するために該プローブの長さに沿う該第２点に配置された第２温度測定デバイスと、周囲温度（ａｍｂｉｅｎｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を測定し、そしてそれを表す信号Ｔaを発生するために該プローブから或る距離離れて該チューブの該外壁に沿って配置された第３温度測定デバイスと、そして温度差信号の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）に基づき質量流量信号を発生するために該第１，第２そして第３温度測定デバイスに接続された手段とを具備する。
【０００６】
本発明のもう１つの側面に依れば、チューブを通って流れる媒体の質量流量を非貫入式に測定する方法は、予め決められた長さを有するプローブを該チューブの外壁に沿って配置する過程と、該プローブの長さに沿う第１点で該第１プローブを加熱する過程と、該第１点のプローブの温度Ｔhを測定する過程と、該プローブの長さに沿う第２点で該プローブのもう１つの温度Ｔtを測定する過程と、該プローブから或る距離離れた該チューブの外壁に沿った周囲温度Ｔaを測定する過程と、そして温度差測定値の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）に基づき質量流量を測定する過程と、を具備する。
【実施例１】
【０００７】
本発明の原理を具体化するのに好適な非貫入式質量流量センサーが図１の図解で示されている。図１を参照すると、媒体の流れを含む流れチューブ（ｆｌｏｗ  ｔｕｂｅ）１０が提供されるが、該媒体は矢印１２の方向に該チューブを通る、例えば、気体又は液体であってもよい。本実施例では、該流れチューブ１０はステンレス鋼製であるが、本発明は他の材料にも同様に成立することは理解されよう。予め決められた長さを有するプローブ１４が該流れチューブ１０の外壁（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｗａｌｌ）１６に沿って配置される。本実施例では、例えば、金属外装された熱電対ハウジング（ｍｅｔａｌ  ｓｈｅａｔｈｅｄ  ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ  ｈｏｕｓｉｎｇ）であってもよい該プローブ１４は該外壁１６の外周に捲かれる。該プローブは、例えば、該壁１６に該プローブを蝋付け（ｂｒａｚｉｎｇ）することにより該外壁１６と熱的に接触させられてもよい。本発明の広い原理から逸れることなく該プローブ１４を該壁１６と接的に接触させる他の方法があることは理解されよう。
【０００８】
例えば、白金抵抗温度計（Ｐｌａｔｉｎｕｍ  ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｔｈｅｒｍｏｍｅｔｅｒ）｛ピーアールテー（ＰＲＴ）｝であってもよい加熱要素（ｈｅａｔｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）１８は、該プローブの長さに沿う第１点２２で該プローブ１４を加熱（Ｉ2Ｒ）するために電源２０により電力を与えられる。本実施例では、該第１点２２は該プローブ１４の１端又はベース（ｂａｓｅ）にある。該加熱要素１８は熱蓄積ユニット（ｈｅａｔ  ｓｔｏｒａｇｅ  ｕｎｉｔ）２４内に埋め込まれてもよく、該ユニットは該第１点２２での加熱温度の安定化を提供するために、例えば、銅の加熱ブロック（ｈｅａｔｉｎｇ  ｂｌｏｃｋ  ｏｆ  Ｃｏｐｐｅｒ）であってもよい。該加熱ブロック２４は該プローブ１４のベース２２と熱的に結合されており、熱損失を減じるために外部温度から絶縁されてもよい。例えば熱電対であってもよい、第１温度測定デバイス（ｆｉｒｓｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）２６は該プローブ１４の該第１点２２の温度Ｔhを測定しそれを表す信号をワイヤ２８上に発生する（ｇｅｎｅｒａｔｅ  ａ  ｓｉｇｎａｌ  ｏｖｅｒ  ｗｉｒｅｓ  ２８  ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ  ｔｈｅｒｅｏｆ）ため加熱ブロック２４と熱的に結合されている。
【０００９】
例えば、熱電対の様な、第２温度検出デバイス（Ａ  ｓｅｃｏｎｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）が該プローブ１４の長さ内で該長さに沿う第２点３０に配置されるが、それは該第２点で該プローブの温度Ｔｔを測定し、それを表す信号をワイヤ３２上に発生するためである。好ましくは、該第２温度検出デバイスは該プローブ１４の先端に配置され、それはそのベースから実質的距離にあるのがよい。第３温度測定デバイス（Ａ  ｔｈｉｒｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）３４は、周囲温度Ｔaを測定するために該プローブ１４から或る距離３６離れて該チューブ１０の外壁１６に沿って配置される。該距離３６は、例えば、該チューブ１０の直径の２倍の桁であってもよい。該第３温度測定デバイスは、該外壁１６の外周に捲かれた、例えば、金属外装された熱電対ハウジングと、周囲温度Ｔａを測定し、それを表す信号をワイヤ３８上に発生するために該ハウジング内に配置された熱電対と、を含んでもよい。該熱電対ハウジング３４は、例えば、蝋付けにより壁１６と熱的に接触させられてもよい。
【００１０】
該第１、第２そして第３の熱電対からのそれぞれのワイヤ対２８，３２及び３８はコネクター又は接続ターミナル４０に提供され、そこでは該ワイヤは差温度信号Ｔh−Ｔa及びＴt−Ｔaを提供するよう一緒に接続されるが、それは次の説明から更に明らかになるであろう。該信号Ｔh−Ｔa及びＴt−Ｔaは差温度信号の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）に基づく質量流量信号４４を発生するための回路４２に提供される。図１の実施例で回路要素４０及び４２として使うために好適な例示的回路実施例が図５で示される。
【００１１】
図５を参照すると、温度Ｔhを測定する熱電対のワイヤ２８は相互接続箱（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｂｏｘ）４０のターミナル５０及び５２に接続され、温度Ｔaを測定する熱電対のワイヤ３８は該箱４０のターミナル５４及び５６に接続されそして温度Ｔtを測定する熱電対のワイヤ３２は該箱４０のターミナル５８及び６０に接続される。熱電対Ｔaの１つの相互接続ターミナル（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ  ｔｅｒｍｉｎａｌ）５６は大地又は回路４２の共通電位（ｃｏｍｍｏｎ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）に接続され、Ｔaのもう１つの相互接続ターミナル５４は、ターミナル５０での温度差信号Ｔh−Ｔaを創る仕方で熱電対Ｔhのターミナル５４へ跳び越えている（ｊｕｍｐｅｒｅｄ）。又Ｔaのもう１つの相互接続ターミナル５４はターミナル６０で温度差信号Ｔt−Ｔaを創る仕方で熱電対Ｔtのターミナル５８へ跳び越えている。
【００１２】
ターミナル５０は約１００の閉ループ利得（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ  ｇａｉｎ）を有する反転増幅器回路（ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｃｉｒｃｕｉｔ）６２に接続される。回路６２は、例えば、オーピー２００（ＯＰ２００）でもよい演算増幅器（ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）、入力抵抗Ｒ１（１ｋΩ）そしてフイードバック抵抗Ｒ２（１００ｋΩ）を含む。同様に、ターミナル６０は約１００の閉ループ利得を有する反転増幅器回路６４と接続される。回路６４は、例えば、オーピー２００（ＯＰ２００）でもよい演算増幅器、入力抵抗Ｒ３（１ｋΩ）そしてフイードバック抵抗Ｒ４（１００ｋΩ）を含む。温度差信号の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）に基づき質量流量信号ＶOを作るために増幅器６２及び６４の出力は双整合電界効果トランジスター（ｄｕａｌ  ｍａｔｃｈｅｄ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（ＦＥＴ）対及び双演算増幅器回路構成（ｄｕａｌ  ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ  ａｍｐｌｉｆｉｅｒ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）に接続される。
【００１３】
特に、増幅器６２の出力は抵抗器Ｒ５（１０ｋΩ）を通して、例えば、ＯＰ２００でもよい演算増幅器６６の非反転（＋）入力と、例えば、整合された対の２Ｎ５９１２でもよいＦＥＴｓ（Ｆ１，Ｆ２）の１つＦ１のドレイン（ｄｒａｉｎ）と、に接続される。増幅器６６の（＋）入力は仮想回路大地（ｖｉｒｔｕａｌ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｇｒｏｕｎｄ）にある。増幅器６６の出力はＦＥＴｓの該対であるＦ１及びＦ２のゲートに接続されそれをドライブする。Ｆ１のソースは基準電圧に接続される。従って、Ｆ１のドレイン又はチャンネル電流Ｉ２は温度差信号Ｔh−Ｔaに比例する。同様に、増幅器６４の出力は抵抗器Ｒ６（１０ｋΩ）を通して該対のＦＥＴｓのＦ１およびＦ２のもう１つＦ２のドレインに、そして又もう１つの演算増幅器６８の反転（−）入力に接続される。増幅器６８の該（＋）入力は仮想回路大地にある。ＦＥＴのＦ２のソース対ドレインは増幅器６８の出力対（−）入力間に接続される。かくして、Ｆ２のチャンネル電流Ｉ１は温度差信号Ｔt−Ｔaに比例する。前記説明の回路構成に基づき、質量流量を表す増幅器６８の出力電圧Ｖ0は（Ｉ２／Ｉ１）Ｖrefに等しくそれは温度差の比（Ｔh−Ｔa）／（Ｔt−Ｔa）に比例する。
【００１４】
本回路の実施例はアナログ回路要素で説明されたが、丁度同じ様に、個別温度測定信号Ｔh，Ｔa、そしてＴtはデジタル化され、それから質量流量を決定するためマイクロコントローラーシステムにより処理されてもよい。この目的用の例示的マイクロコントローターシステムが、その構造と動作のより詳しい詳細を提供するためにここに引用により組み入れられた、上記で参照された公告済みの特許文献１で説明されている。
【００１５】
該プローブ１４は該流れチューブ１０の外壁１６に沿い、そしてそれと熱的に接触するよう蝋付けされているので、該プローブ１４からの熱は該壁１６を通して該チューブ１０を流れる媒体へ伝達される。従って、該媒体流量が増大すると、該壁１６を通して伝達される熱の量が増加し、より多くの熱が該プローブ１４から除去される。これらの条件下でＴtはＴhに対し低下する。同様に、該媒体流量が減じると、ＴtはＴhに対し増加する。本実施例では、Ｔhは一定に保持されず、Ｔt及びＴhが両者共その比で周囲温度Ｔaに付いて補償される限り、変化することが許される。加えて、該プローブ１４の長さに沿う熱電対測定値Ｔh及びＴtの分離は、例えば、該媒体の熱流束（ｈｅａｔ  ｆｌｕｘ）、該チューブの材料、該プローブの熱伝導等の様な多くの要因に左右される。
【００１６】
本実施例に関し下記条件でテストが行われた。熱電対ハウジング１４及び３４は直径約６．３５ｍｍ（４分の１インチ）のステンレス鋼の流れチューブ１０の外壁１６に銀蝋付けされた。窒素ガスが室温で約０．６８９ＭＰａ絶対圧（１００ｐｓｉａ）の圧力で媒体として使われた。該加熱要素は室温で７４．６Ωのヒーター抵抗を作るよう並列に構成された２つのピーアールテーエスであり、１３４ｍａの電流でドライブされた。毎分の標準リットル（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｌｉｔｅｒｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）｛エスエルピーエム（ｓｌｐｍ）｝で実際の媒体流量設定（ａｃｔｕａｌ  ｍｅｄｉｕｍ  ｆｌｏｗ  ｓｅｔｔｉｎｇ）を測定するためにクリチカルオリフイス型デバイス（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｏｒｉｆｉｃｅ  ｔｙｐｅ  ｄｅｖｉｃｅ）を有する標準流量センサー（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｆｌｏｗ  ｓｅｎｓｏｒ）が使われた。電圧の形での質量流量読み値が各設定について記録された。５つの例示的流量設定のテスト結果が図３の表にリスト化されており、図２のグラフで黒ドットとしてプロットされている。図３の表を参照し、左から右へ移動すると、第１及び第２列はそれぞれボルト及びエスエルピーエムで標準流量センサーの出力を表す。左から右への第３列はテスト下の実施例の出力Ｖ0を表す。最後の３つの列は該標準流量読み値とテスト下の実施例からの流量読み値の間の比較を表す。図２のテストプロットは０．９９７９の相関値（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）Ｒ2を有する表現：Ｙ＝０．０５６５Ｘ−０．２９８７により近似される線形関数を生じる。
【００１７】
又本実施例（テストセンサー）の時間応答（ｔｉｍｅ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を該標準流量センサーのそれと比較するためテストが行われた。図４はこの様な時間応答の比較を例示する時間グラフである。図４を参照すると、縦座標は、その電圧がエスエルピーエム（ｓｌｐｍ）で流量を表す該センサーの各々の出力電圧の測定値であり、該横座標の各インクレメント（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）は分で時間を表す。図４に記録された例示的応答テスト中、流量は時間に期間中に６つの異なるレベルに変更され、該標準及びテストセンサーの出力電圧が時間記録された。
【００１８】
図４で、該標準及びテスト流量センサーの時間応答カーブはそれぞれ電圧出力レベルＬ１−Ｌ６及びＬ１’−Ｌ６’により表される。本例で、該標準流量センサーのレベルＬ１−Ｌ６は下記すなわち：２．０ボルト（２８．３１ｓｌｐｍ）、０．５０ボルト（６．９６４ｓｌｐｍ）、１．０ボルト（１４．０５ｓｌｐｍ）、１．５ボルト（２１．１６ｓｌｐｍ）、２．０ボルト（２８．３１ｓｌｐｍ）、そして２．２ボルト（３１．１８ｓｌｐｍ）の電圧と流量に対応する。又該テスト流量センサーのレベルＬ１’−Ｌ６’は下記すなわち：１．３ボルト、０．０６５ボルト、０．５２ボルト、０．９２ボルト、１．３ボルト、そして１．４４ボルトの電圧に対応する。該テストセンサーが該標準センサーと丁度同じ様に良く流量の変化に応答することを注意されたい。図４の点Ｐ１０で、該テストセンサーのヒーター電圧は、該テストセンサーが回復するために如何に長く掛かるかを決定するために７から１０ボルトへ変えられた。本例では該テストセンサーは約１分内に回復した。
【００１９】
本実施例の非貫入式センサーは該流れチューブ自身の圧力降下の他の媒体内圧力降下が無い結果となる。又、加熱される要素は該ヒーターブロック（それは熱的に分離されてもよい）とプローブ熱電対ハウジングのみであり、該流れチューブへの熱伝達は非常に限られるので、該センサーは低電力消費で機能する。これの理由は、該ヒーターにより発生される熱は該加熱ブロックを該流体温度の上に保つのに充分であり、そして該加熱ブロックを外部温度から絶縁し、該Ｔtセンサーへの伝導路を良い信号を得るために最小となるよう設計することにより熱損失が制御されてもよいからである。従って該熱損失は実質的に該測定用に使われる。
【００２０】
本発明が１つ以上の実施例に関連してここに上記で説明されたが、この様な説明は単に例に依り提示されたと理解されるべきである。従って、何れにせよ本発明を例示の実施例に限定するよう意図されてはいない。寧ろ、本発明はここに付属する請求項の記述に従って幅広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の原理を具体化するのに好適な例示用非貫入式質量流量センサーの図解である。
【図２】該例示用質量流量センサーの実施例のテスト結果のグラフである。
【図３】該例示用質量流量センサーの実施例のテスト結果をリスト化した表である。
【図４】該例示用質量流量センサーの実施例の応答特性を例示する時間グラフである。
【図５】質量流量を決定するための図１の実施例で使うための例示用回路の略線図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  流れチューブ
１２  媒体流れ方向
１４  プローブ
１６  外壁
１８  加熱要素
２０  電源
２２  ベース、第１点
２４  加熱ブロック
２６  第１温度測定デバイス
２８  ワイヤ
３０  第２点
３２  ワイヤ
３４  第３温度測定デバイス
３６  距離
３８  ワイヤ
４０  相互接続箱
４２  回路
４４  質量流量信号
５０，５２，５４、５６，５８、６０  ターミナル
６２，６４，６６，６８  演算増幅器
Ｆ１，Ｆ２  ＦＥＴ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５、Ｒ６  抵抗器
【図１】
2005321373.tif 000003
【図２】
2005321373.tif 000004
【図３】
2005321373.tif 000005
【図４】
2005321373.tif 000006
【図５】
2005321373.tif 000007