(57)【要約】【課題】計測感度を向上する。【解決手段】電流Ｉ１を流した抵抗体ｒａをガス流に接触させ、ガス流による抵抗体ｒａの抵抗値の変化を電圧ｖａの変化として検出し、ガス流量を計測するガス流量計において、定電流源Ｇａにより一定の電流Ｉ１を供給する。【効果】抵抗体ｒａの抵抗値の変化がそのまま電圧ｖａの変化として現れるため、従来よりも計測感度を向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流を流した抵抗体をガス流に接触させ前記抵抗体の抵抗値の変化を検出してガス流量を計測するガス流量計において、定電流源により前記電流を供給することを特徴とするガス流量計。
【請求項２】
第１の電流を流した第１の抵抗体および第２の電流を流した第２の抵抗体をガスの流れ方向に並べて設置し、前記第１の抵抗体の抵抗値と前記第２の抵抗体の抵抗値の差の変化を検出してガス流量を計測するガス流量計において、第１の定電流源により前記第１の電流を供給し、第２の定電流源により前記第２の電流を供給することを特徴とするガス流量計。
【請求項３】
請求項２に記載のガス流量計において、前記第１の抵抗体は、前記ガスが流れる貫通穴を設けた基板の第１面側に積層されたスリット入り金属膜であり、前記第２の抵抗体は、前記基板の第２面側に積層されたスリット入り金属膜であることを特徴とするガス流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス流量計に関し、さらに詳しくは、計測感度を向上させたガス流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス流と接触すると抵抗値が変化する抵抗体と一定抵抗値の抵抗器を直列接続して定電圧源から電流を供給し、抵抗体と抵抗器の接続点の電圧を検出してガス流量を計測するガス流量計が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８１９８２号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のガス流量計において、抵抗体の抵抗値が「ｒｏ」から「ｒｏ＋Δｒ」に変化した状態を考える。この時の抵抗体と抵抗器の接続点の電圧変化Δｖ’は、抵抗器の抵抗値を「Ｒ」とすると、
Δｖ’＝Ｒ・Ｖ／（Ｒ＋ｒｏ＋Δｒ）−Ｒ・Ｖ／（Ｒ＋ｒｏ）
である。上式を、Ｖ／（Ｒ＋ｒｏ）＝ｉｏとして変形すると、
Δｖ’＝−Ｒ・ｉｏ・Δｒ／（Ｒ＋ｒｏ＋Δｒ）
となる。
しかし、Δｒが分子および分母に入っており、分子が増加（または減少）するときは分母も増加（または減少）するため、Δｒの変化よりΔｖ’の変化が小さくなり、計測感度が大きくならない問題点がある。
そこで、本発明の目的は、計測感度を向上させたガス流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、電流を流した抵抗体をガス流に接触させ前記抵抗体の抵抗値の変化を検出してガス流量を計測するガス流量計において、定電流源により前記電流を供給することを特徴とするガス流量計を提供する。
上記第１の観点によるガス流量計では、抵抗体の抵抗値がΔｒだけ変化したときの電圧変化Δｖは、
Δｖ＝Δｒ・Ｉｏ
となる。ここで、電流Ｉｏは一定だから、Δｒの変化がΔｖの変化にそのまま現れ、従来よりも計測感度が大きくなる。
なお、Ｉｏ＝ｉｏとなるように電流Ｉｏを選べば、Δｖ／Δｖ’＝２＋Δｒ／Ｒとなり、従来の２倍以上の計測感度が得られる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、第１の電流を流した第１の抵抗体および第２の電流を流した第２の抵抗体をガスの流れ方向に並べて設置し、前記第１の抵抗体の抵抗値と前記第２の抵抗体の抵抗値の差の変化を検出してガス流量を計測するガス流量計において、第１の定電流源により前記第１の電流を供給し、第２の定電流源により前記第２の電流を供給することを特徴とするガス流量計を提供する。
上記第２の観点によるガス流量計において、第１の抵抗体と一定抵抗値の第１の抵抗器を直列接続して定電流源から第１の電流Ｉ１を供給し、第２の抵抗体と一定抵抗値の第２の抵抗器を直列接続して定電流源から第２の電流Ｉ２を供給し、第１の抵抗体および第１の抵抗器の接続点の電圧および第２の抵抗体および第２の抵抗器の接続点の電圧を検出してガス流量を計測する回路を想定する。このとき、第１の抵抗体の抵抗値がΔｒだけ変化したときの第１の抵抗体および第１の抵抗器の接続点の電圧の変化Δｖ１は、
Δｖ１＝Δｒ・Ｉ１
となる。ここで、電流Ｉ１は一定だから、Δｒの変化がΔｖ１の変化にそのまま現れ、従来よりも計測感度が大きくなる。
なお、Ｉ１＝ｉｏとなるように電流Ｉ１を選べば、Δｖ１／Δｖ’＝２＋Δｒ／Ｒとなり、従来の２倍以上の計測感度が得られる。
他方、第２の抵抗体の抵抗値がΔｒだけ変化したときの第２の抵抗体および第２の抵抗器の接続点の電圧の変化Δｖ２は、
Δｖ２＝Δｒ・Ｉ２
となる。ここで、電流Ｉ２は一定だから、Δｒの変化がΔｖ２の変化にそのまま現れ、従来よりも計測感度が大きくなる。
なお、Ｉ２＝ｉｏとなるように電流Ｉ２を選べば、Δｖ２／Δｖ’＝２＋Δｒ／Ｒとなり、従来の２倍以上の計測感度が得られる。
【０００７】
第３の観点では、本発明は、上記構成のガス流量計において、前記第１の抵抗体は、前記ガスが流れる貫通穴を設けた基板の第１面側に積層されたスリット入り金属膜であり、前記第２の抵抗体は、前記基板の第２面側に積層されたスリット入り金属膜であることを特徴とするガス流量計を提供する。
上記第３の観点によるガス流量計では、薄膜型フローセンサを好適に使用できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のガス流量計によれば、計測感度を向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図に示す実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１に係るガス流量計１００を示す要部回路図である。
このガス流量計１００は、第１の抵抗体ｒａと一定抵抗値Ｒの第１の抵抗器Ｒａを直列接続して第１の定電流源Ｇａから第１の電流Ｉ１を供給し、第２の抵抗体ｒｂと一定抵抗値Ｒの第２の抵抗器Ｒｂを直列接続して第２の定電流源Ｇｂから第２の電流Ｉ２を供給し、第１の抵抗体ｒａおよび第１の抵抗器Ｒａの接続点の電圧ｖａと第２の抵抗体ｒｂおよび第２の抵抗器Ｒｂの接続点の電圧ｖｂの電圧差「ｖａ−ｖｂ」を差動増幅器２１により検出し、換算・表示部２２で電圧差「ｖａ−ｖｂ」をガス流量に換算して表示する構成になっている。
第１の抵抗体ｒａおよび第２の抵抗体ｒｂは、薄膜フローセンサ１１の一部である。
【００１１】
図２は薄膜型フローセンサ１１の側面図、図３は薄膜型フローセンサ１１の正面図、図４は薄膜型フローセンサ１１の背面図である。
薄膜型フローセンサ１１は、ガスが流れる貫通穴２を穿設した基板１の第１面側に金属薄膜３を積層し、その金属薄膜３にエッチングによりスリット４を形成し、ガスと接触しうる第１の抵抗体ｒａを構成し、その第１の抵抗体ｒａにリード線５，６を接続すると共に、基板１の第２面側に金属薄膜７を積層し、その金属薄膜７にエッチングによりスリット８を形成し、ガスと接触しうる第２の抵抗体ｒｂを構成し、その第２の抵抗体ｒｂにリード線９，１０を接続した構造になっている。
【００１２】
図１に戻り、ガス流量計１００において、第１の抵抗体ｒａの抵抗値がΔｒだけ変化したときの電圧ｖａの変化Δｖ１は、
Δｖ１＝Δｒ・Ｉ１
となる。ここで、電流Ｉ１は一定だから、Δｒの変化がΔｖ１の変化にそのまま現れ、従来よりも計測感度が大きくなる。
また、第２の抵抗体ｒｂの抵抗値がΔｒだけ変化したときの電圧ｖｂの変化Δｖ２は、
Δｖ２＝Δｒ・Ｉ２
となる。ここで、電流Ｉ２は一定だから、Δｒの変化がΔｖ２の変化にそのまま現れ、従来よりも計測感度が大きくなる。
【００１３】
薄膜型フローセンサ１１では、ガス流の上流側にある第１の抵抗体ｒａの抵抗値が減少し、ガス流の下流側にある第２の抵抗体ｒｂの抵抗値が増加する。従って、差動増幅器２１で検出する電圧差「ｖａ−ｖｂ」の変化は、｜Δｖ１｜＋｜Δｖ２｜となる。
【００１４】
実施例１のガス流量計１００によれば、抵抗体ｒａ，ｒｂの変化がそのまま電圧ｖａ，ｖｂの変化として現れるため、従来よりも計測感度を大きく出来る。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明によるガス流量計は、赤外線ガス分析装置などの分析機器に好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１に係るガス流量計を示す要部回路図である。
【図２】薄膜型フローセンサを示す側面図である。
【図３】薄膜型フローセンサを示す正面図である。
【図４】薄膜型フローセンサを示す背面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１                    基板
２                    貫通穴
３，７                金属薄膜
４，８                スリット
５，６，９，１０      リード線
１１                  薄膜型フローセンサ
２１                  差動増幅器
２２                  演算・表示部
１００                ガス流量計
Ｇａ，Ｇｂ            定電流源
ｒａ                  第１の抵抗体
ｒｂ                  第２の抵抗体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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