(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を加熱する加熱部と、
流体の流れる方向に前記加熱部を跨いで並んで設けられ、加熱された流体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の流量を算出する流量算出部と、
所定の基準面に対する、前記温度検出部の傾斜角度を算出する角度算出手段と、
前記流量と、前記傾斜角度と、流量補正値の関係を記憶する記憶部と、
前記記憶部において記憶された前記流量補正値を使用して前記流量を補正する流量補正部と、を備え、
前記角度算出手段は、
流体が流れていない場合の前記温度検出部の出力に基づいて、前記傾斜角度を算出する、
流量測定装置。
【請求項２】
前記温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部をさらに備え、
前記記憶部は、前記特性値と、前記傾斜角度と、特性補正値の関係をさらに記憶し、
前記流量補正部は、前記記憶部において記憶された前記特性補正値を使用して前記流量をさらに補正する、
請求項１に記載の流量測定装置。
【請求項３】
流体を加熱する加熱部と、
流体の流れる方向に前記加熱部を跨いで並んで設けられ、加熱された流体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の流量を算出する流量算出部と、
所定の基準面に対する、前記温度検出部の傾斜角度を算出する角度算出手段と、
前記流量と、前記傾斜角度と、流量補正値の関係を記憶する記憶部と、
前記記憶部において記憶された前記流量補正値を使用して前記流量を補正する流量補正部と、を備え、
第二の加熱部と、
流体の流れを遮る方向に前記第二の加熱部を跨いで並んで設けられる第二の温度検出部と、
前記第二の温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部と、をさらに備え、
前記角度算出手段は、さらに前記第二の温度検出部の出力に基づいて、所定の基準面に対する、前記第二の温度検出部の傾斜角度を算出する、
流量測定装置。
【請求項４】
流体を加熱する加熱部と、
流体の流れる方向に前記加熱部を跨いで並んで設けられ、加熱された流体の温度を検出する温度検出部と、
前記温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の流量を算出する流量算出部と、
第二の加熱部と、
流体の流れを遮る方向に前記第二の加熱部を跨いで並んで設けられる第二の温度検出部と、
前記第二の温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部と、
前記第二の温度検出部の出力に基づいて、所定の基準面に対する、前記第二の温度検出部の傾斜角度を算出する角度算出手段と、
前記流量と、前記第二の温度検出部の傾斜角度と、流量補正値の関係を記憶し、さらに前記特性値と、前記第二の温度検出部の傾斜角度と、特性補正値の関係を記憶する記憶部と、
前記記憶部において記憶された前記流量補正値及び前記特性補正値を使用して前記流量を補正する流量補正部と、を備える、
流量測定装置。
【請求項５】
前記特性値は、流体の圧力、種類、及び温度のうち少なくとも何れかを表す、
請求項２から４のうち何れか１項に記載の流量測定装置。
【請求項６】
地中に埋設される埋設型ガスメータであって、
前記埋設型ガスメータに流入するガスが流れる流管と、
請求項１から５のうち何れか１項に記載の流量測定装置と、を備え、
前記流量測定装置は、前記流管に設置され、前記流管を流れるガスの流量を検出する、
埋設型ガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量測定装置及び埋設型ガスメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
流路内を流れる流体の流量を算出する方法の１つとして、例えば、ヒータとサーモパイルを備える熱式のフローセンサを流路内に設け、ヒータによって流体を加熱し、加熱された流体の温度分布情報をサーモパイルによって検出し、検出された温度分布情報を基に流体の流量を算出する方法がある。ヒータとサーモパイルを備える熱式のフローセンサを流路内に設ける発明に関しては、例えば、特許文献１−４に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３６５８３２１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２４７２６６号公報
【特許文献３】特開２０１６−２１７８１３号公報
【特許文献４】特開２０１６−２１７８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ヒータによって流体を加熱した場合、ヒータの近傍では対流現象が起こり、熱が水平面に対して上方へ運ばれることが考えられる。よって、熱式のフローセンサを流路内に設置する際、その設置角度が異なると、対流現象によって運ばれた熱の影響を受けて、サーモパイルからの出力値が変化する虞がある。すなわち、本発明者は、熱式のフローセンサの設置角度によって、流路内の流量の測定結果にばらつきが生じ、精度の高い流量の測定を行うことができないことを見出した。【０００５】
本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、熱式のフローセンサの設置角度が異なる場合であっても、精度の高い流量測定技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。【０００７】
すなわち本発明の一側面に係る流量測定装置は、流体を加熱する加熱部と、流体の流れる方向に前記加熱部を跨いで並んで設けられ、加熱された流体の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の流量を算出する流量算出部と、所定の基準面に対する、前記温度検出部の傾斜角度を算出する角度算出手段と、前記流量と、前記傾斜角度と、流量補正値の関係を記憶する記憶部と、前記記憶部において記憶された前記流量補正値を使用して前記流量を補正する流量補正部と、を備える。【０００８】
ここで、所定の基準面とは、予め定めておく基準となる面であって、例えば水平面、垂直面といった面である。【０００９】
当該構成によれば、流体の流れによって生じた熱の分布を温度検出部によって検出し、流体の流量を算出することができる。また、所定の基準面に対する温度検出部の傾斜角度を算出することができる。そして、記憶部に記憶される流量補正値の中から、算出した流量と、傾斜角度とに対応する、最も適した流量補正値を選択し、選択した流量補正値を使用して流量を補正することができる。【００１０】
すなわち、当該構成は、算出された流量から対流現象によって生じた熱の移動の影響を取り除く補正を行うことができる。また、当該補正は、傾斜角度に基づいている。よって、傾斜角度に応じて、流量を精密に補正することができ、精度高く流量を算出することができる。【００１１】
上記一側面に係る流量測定装置において、前記角度算出手段は、流体が流れていない場合の前記温度検出部の出力に基づいて、前記傾斜角度を算出してもよい。【００１２】
当該構成によれば、温度検出部の出力は、流体の流れの影響を受けていない対流現象によって生じた熱の分布を検出した出力となる。よって、傾斜角度を精度高く算出することができる。【００１３】
上記一側面に係る流量測定装置において、前記温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部をさらに備え、前記記憶部は、前記特性値と、前記傾斜角度と、特性補正値の関係をさらに記憶し、前記流量補正部は、前記記憶部において記憶された前記特性補正値を使用して前記流量をさらに補正してもよい。【００１４】
当該構成によれば、流体の流量に加えて特性値を算出することができる。そして、記憶部に記憶される特性補正値の中から、算出した特性値と、傾斜角度とに対応する特性補正値を選択し、選択した特性補正値を使用して流量をさらに補正することができる。【００１５】
すなわち、当該構成は、算出された流量から対流現象によって生じた熱の移動の影響を取り除く補正を行うことができる。そして当該補正は、流体の特性及び傾斜角度に基づいている。よって、傾斜角度に応じて、流量を精密に補正することができる。また、当該補正を流体の流量及び傾斜角度に基づく補正に加えることによって、流量の算出の精度をさらに高めることができる。【００１６】
上記一側面に係る流量測定装置において、第二の加熱部と、流体の流れを遮る方向に前記第二の加熱部を跨いで並んで設けられる第二の温度検出部と、前記第二の温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部と、をさらに備え、前記角度算出手段は、さらに前記第二の温度検出部の出力に基づいて、所定の基準面に対する、前記第二の温度検出部の傾斜角度を算出してもよい。【００１７】
当該構成によれば、第二の温度検出部の出力は、流体の流れによる温度分布の変化の影響が低減された出力となる。すなわち、第二の温度検出部の出力を使用して算出される流体の特性値及び傾斜角度は、精度の高い値である。よって、流量の補正の際に当該特性値及び傾斜角度を使用し、流量の補正の精度を高めることができる。【００１８】
また、当該構成によれば、２つの傾斜角度を算出することができる。よって、流量測定装置の傾きを立体的に把握することができる。そして、２つの傾斜角度に応じて、流量を補正することができる。よって、流量を精密に補正することができ、精度高く流量を算出することができる。【００１９】
また、上記一側面に係る流量測定装置において、流体を加熱する加熱部と、流体の流れる方向に前記加熱部を跨いで並んで設けられ、加熱された流体の温度を検出する温度検出部と、前記温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の流量を算出する流量算出部と、第二の加熱部と、流体の流れを遮る方向に前記第二の加熱部を跨いで並んで設けられる第二の温度検出部と、前記第二の温度検出部から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部と、前記第二の温度検出部の出力に基づいて、所定の基準面に対する、前記第二の温度検出部の傾斜角度を算出する角度算出手段と、前記流量と、前記第二の温度検出部の傾斜角度と、流量補正値の関係を記憶し、さらに前記特性値と、前記第二の温度検出部の傾斜角度と、特性補正値の関係を記憶する記憶部と、前記記憶部において記憶された前記流量補正値及び前記特性補正値を使用して前記流量を補正する流量補正部と、を備えてもよい。【００２０】
当該構成によれば、流体の流れによって生じた熱の分布を温度検出部によって検出し、流体の流量を算出することができる。また、第二の温度検出部の出力に基づいて傾斜角度と特性値を算出することができる。ここで、第二の温度検出部の出力は、流体の流れによる温度分布の変化の影響が低減された出力となる。すなわち、第二の温度検出部の出力を使用して算出される流体の特性値及び傾斜角度は、精度の高い値である。そして、記憶部に記憶される流量補正値及び特性補正値の中から、算出した流量、特性値、及び傾斜角度に対応する、最も適した流量補正値及び特性補正値を選択し、選択した流量補正値及び特性補正値を使用して流量を補正することができる。すなわち、流量の補正の際に使用される特性値及び傾斜角度は精度の高い値であるため、流量の補正の精度は高いものとなる。【００２１】
上記一側面に係る流量測定装置において、前記特性値は、流体の圧力、種類、及び温度のうち少なくとも何れかを表してもよい。【００２２】
当該構成によれば、流体の圧力、流体の種類、流体の温度のうち少なくとも何れかに基づいて流量を補正することができる。すなわち、流体の複数の特性に基づいて流量を補正することができるため、流量の算出の精度を高めることができる。【００２３】
また、地中に埋設される埋設型ガスメータであって、前記埋設型ガスメータに流入するガスが流れる流管と、上記一側面に係る流量測定装置と、を備え、前記流量測定装置は、前記流管に設置され、前記流管を流れるガスの流量を検出する、埋設型ガスメータであってもよい。【００２４】
当該構成によれば、ガスメータは密閉されるため、ガスメータの内部の流管内は、外部の環境の変化を受けづらく、温湿度等の環境が安定する。よって、当該構成によれば、精度の高い流量測定が可能となる。【００２５】
また、当該構成によれば、流管の直管長を可及的に長くとることができる。よって、流管のガスの流れは、曲線状の配管内を流れるガスの流れと比較して安定化する。よって、当該構成によれば、精度の高い流量測定が可能となる。【００２６】
また、当該構成によれば、内部に各種センサを設ける場合、流量測定装置及び各種センサは直線状に配置可能となる。よって、各種センサが直線状ではなく不規則に配置される場合と比較し、流管を直線状に配置することが容易となる。すなわち、当該構成は簡易な構造となり、当該構成を形成する部材も削減することが容易となる。よって、ガスの測定の効率化が実現され、また製造コストは低減される。【００２７】
また、当該構成によれば、１つの流量測定装置によってガスの流量が検出されるため、小型化が実現される。また、対流による流量測定誤差の影響が低減される水平配管構造が可能となる。【００２８】
また、従来のガスメータが地中に埋設される場合、ガスメータに設けられる流量測定装置の設置角度を地上から認識することは困難と考えられる。よって、流量測定装置の設置角度が水平面に対して傾いている場合に、測定される流量を当該傾きに応じて補正することは困難と考えられる。一方、当該構成によれば、流量測定装置の設置角度が水平面に対して傾いている場合であっても、流量測定装置によって測定されるガスは、流量測定装置の設置角度に応じて自動的に補正される。よって、高精度な流量測定が可能となる。また、地表面が元々傾いている場合など、流量測定装置が所望の角度に設置されることが困難な状況であっても、流量測定装置によって測定されるガスは、流量測定装置の設置角度に応じて自動的に補正される。すなわち、当該構成によれば、設置環境によらず高精度な流量測定を可能とする利便性の高い装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、熱式のフローセンサの設置角度が異なる場合であっても、精度の高い流量測定技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本実施形態に係る流量測定装置の一例を模式的に例示する。
【図２】図２では、流量測定装置が流路部へ設置された一例を模式的に例示する。
【図３】図３は、本実施形態に係る検出素子の拡大図の一例を模式的に例示する。
【図４】図４は、流量測定装置の断面の一例を模式的に例示する。
【図５】図５は、流量測定装置が流管部材に固定された際の概要図の一例を模式的に例示する。
【図６Ａ】図６Ａは、流管部材に流体が流れていない状態でマイクロヒータが起動している際の温度分布の一例を模式的に例示する。
【図６Ｂ】図６Ｂは、流管部材に流体が流れている状態でマイクロヒータを起動している際の温度分布の一例を模式的に例示する。
【図７】図７は、流量測定装置の機能構成を示すブロック図の一例を模式的に例示する。
【図８】図８は、例えばサーモパイルの出力と設置角度との対応関係を記載した対応関係表の一例を模式的に例示する。
【図９】図９は、対応関係表の算出手順を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。
【図１０Ａ】図１０Ａは、流量補正値の一例を模式的に例示する。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、圧力補正値の一例を模式的に例示する。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、流体種補正値の一例を模式的に例示する。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、温度補正値の一例を模式的に例示する。
【図１１】図１１は、流量測定装置の処理手順を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。
【図１２】図１２は、流量測定装置及び流管部材の斜視図の一例を模式的に例示する。
【図１３】図１３は、検出素子と流体の気流の流れとの関係の一例を模式的に例示する。
【図１４】図１４は、流量測定装置の機能構成を示すブロック図の一例を模式的に例示する。
【図１５】図１５は、主流路部と副流路部の２つの流路部を備える流管部材に流量測定装置を備える一例を模式的に例示する。
【図１６】図１６は、副流路部の部分拡大図の一例を模式的に例示する。
【図１７】図１７は、流管部材に流量測定装置が設けられた際の断面図の一例を模式的に例示する。
【図１８】図１８は、流量測定装置が、例えば地中に埋設されるガスメータに設置される概要の一例を模式的に例示する。
【図１９】図１９は、ガスメータの部分拡大図の一例を模式的に例示する。
【図２０】図２０は、電子基板の構成の概要の一例を模式的に例示する。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００３２】
§１  適用例
図１を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る流量測定装置１００の一例を模式的に例示する。流量測定装置１００は、検出素子１と、制御部２と、検出素子１及び制御部２が実装される回路基板３と、を備える。流管部材４の中には、所定の流体が流れる。そして、流管部材４の上部には、流路部５が１つ形成される。そして、流量測定装置１００は、検出素子１が流路部５内に位置するように、流管部材４に固定される。また、検出素子１には、マイクロヒータ及びマイクロヒータを跨いで並んで設けられるサーモパイルを備える。サーモパイルの形状は、略長方形である。検出素子１は、いわゆる熱式のフローセンサである。
【００３３】
ここで、流体の流量は次のように算出される。流管部材４に流体が流れている際に、マイクロヒータが起動されると、マイクロヒータ近傍が加熱される。そして、サーモパイルからは、マイクロヒータ近傍における温度に関する信号が出力される。流体が流れている際にマイクロヒータによって加熱を行うと、マイクロヒータからの熱は、流体の流れの影響を受けて偏って拡散される。この偏った熱拡散は、サーモパイルによって測定され、流体の流量は算出される。
【００３４】
ところで、マイクロヒータによって流体の加熱が行われると、マイクロヒータの近傍では、対流現象が起こり、熱が水平面に対して上方へ運ばれる。図２では、例えば水平面に対する、マイクロヒータ６とサーモパイル７Ａ、７Ｂとが並ぶ方向の角度が略９０度となるように、流量測定装置１００が流路部５へ設置された例を示している。流量測定装置１００が上記の角度に設置される場合、サーモパイル７Ａ又は７Ｂは、流体の流れによって生じた熱の拡散を純粋に検出しているのではなく、対流現象によって生じた熱の移動を含む熱の拡散を検出していることとなる。つまり、対流現象によって生じた熱の影響を考慮して流量を補正する必要がある。
【００３５】
また、図２の例では、流量測定装置１００の設置角度が略９０度の場合を示しているが、設置角度が９０度以外の場合であっても、対流現象によって生じた熱の移動の影響は、サーモパイル７Ａ、７Ｂの出力に含まれることとなり、その影響の度合いは、設置角度に依存することとなる。すなわち、流量測定装置１００の設置角度を算出し、設置角度に応じた流量の補正を行う必要がある。また、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力に含まれる、対流現象によって生じた熱の移動の影響の度合いは、流体の流量、特性にも依存する。よって、流体の流量、特性も考慮し、流量の補正を行う必要がある。
【００３６】
流量測定装置１００の設置角度は、次のように算出される。まず、流量測定装置１００の設置角度を算出するにあたり、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と、流量測定装置１００の設置角度との関係を予め作成しておく。作成手順は、まず、流量測定装置１００を、流路部５の内部に、ある設置角度で設置する。そして、流量測定装置１００が設けられる場所において流体の流れを止める。そして、マイクロヒータ６を起動し、マイクロヒータ６の近傍を加熱する。すると、マイクロヒータ６の近傍では、対流現象が起こり、熱が水平面に対して上方へ運ばれる。そして、対流現象によって発生した熱の分布情報は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂによって検出され、サーモパイル７Ａ又は７Ｂから所定の信号が出力される。そして、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と、流量測定装置１００の設置角度との関係を記憶しておく。そして、流量測定装置１００の設置角度を変更し、上記の作業を繰り返す。このような手順によってサーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と、流量測定装置１００の設置角度との関係は、予め作成される。
【００３７】
次に、流量測定装置１００の設置角度は下記のように求めることができる。まず、流量測定装置１００を流路部５に設置し、流量測定装置１００が設けられる場所において流体の流れを止める。そして、マイクロヒータ６を起動し、マイクロヒータ６の近傍を加熱する。すると、マイクロヒータ６の近傍では、対流現象が起こり、熱が水平面に対して上方へ運ばれる。そして、対流現象によって発生した熱の分布情報は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂによって検出され、サーモパイル７Ａ又は７Ｂから所定の信号が出力される。そして、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と、予め作成しておいたサーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と流量測定装置１００の設置角度との関係とを使用して、流量測定装置１００の設置角度を算出する。
【００３８】
また、マイクロヒータ６の近傍での熱の拡散は、流体の流量のみならず、流体の特性に依存する。換言すれば、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力から、流体の特性を算出することができる。
【００３９】
上記で算出した流量測定装置１００の設置角度、及び流体の特性を使用して、算出した流量から対流現象によって生じた熱の移動の影響を排除する補正を行う。流量の補正を行うにあたり、流体の特性、及び設置角度に関連する補正係数を予め決定しておく。そして、流量に補正係数を乗じることによって、流量の補正は実行される。このような手順によって、精度の高い流量を算出することができる。
【００４０】
以上のように、本実施形態では、熱式のフローセンサの設置角度が異なる場合であっても、精度の高い流量測定技術を提供することができる。
【００４１】
§２  構成例
［ハードウェア構成］
次に、本実施形態に係る流量測定装置の一例について説明する。本実施形態に係る流量測定装置１００は、例えばガスメータ、空調(ダクト内空間に設置)、医療機器、燃料電池の内部の流管内に設けられ、流管内を流れる流体の流量を測定することができる。流量測定装置１００は、図１に示すように、検出素子１と、制御部２と、検出素子１及び制御部２が実装される回路基板３と、を備える。
【００４２】
図３は、本実施形態に係る検出素子１の拡大図の一例を模式的に例示する。検出素子１は、マイクロヒータ６及びサーモパイル７Ａ、７Ｂを備える。ここで、マイクロヒータ６は、本発明の「加熱部」の一例である。また、サーモパイル７Ａ、７Ｂは、本発明の「温度検出部」の一例である。マイクロヒータ６は、例えばポリシリコンで形成された抵抗体であり、検出素子１の中央部分に設けられる。また、サーモパイル７Ａ、７Ｂは、マイクロヒータ６を跨いで並んで設けられる。
【００４３】
また、図４は、流量測定装置１００の断面の一例を模式的に例示する。マイクロヒータ６及びサーモパイル７Ａ、７Ｂの上下には絶縁薄膜８が形成される。また、サーモパイル７Ａ、７Ｂの下方の回路基板３には、キャビティ９が設けられる。また、図５は、流量測定装置１００が流管部材４に固定された際の概要図の一例を模式的に例示する。検出素子１は、流路部５の中央部分に嵌まるように設置される。また、検出素子１は、サーモパイル７Ａが流体の流れる方向の上流側、サーモパイル７Ｂが下流側となるように設置される。
【００４４】
［流量検出原理］
次に、検出素子１を用いた流量検出の原理を説明する。図６Ａは、流管部材４に流体が流れていない状態でマイクロヒータ６が起動している際の温度分布の一例を模式的に例示する。一方、図６Ｂは、流管部材４に流体が流れている状態でマイクロヒータ６を起動している際の温度分布の一例を模式的に例示する。流管部材４に流体が流れていない場合、マイクロヒータ６からの熱は、マイクロヒータ６を中心として対称に拡散する。よって、サーモパイル７Ａと７Ｂの出力には差は生じない。一方、流管部材４に流体が流れている場合、マイクロヒータ６からの熱は、流体の流れの影響を受け、マイクロヒータ６を中心として対称に広がらず、下流のサーモパイル７Ｂ側へ、より拡散していく。よって、サーモパイル７Ａと７Ｂの出力に差は生じる。また、流体の流量が多いほど、上記の出力の差は大きくなる。上記の流体の流量とサーモパイル７Ａと７Ｂの出力の差との関係は、例えば下記の数１のように表される。
【数１】
0006844720.tif 000002
ここで、ΔＶは流体の流量、ＴＡはサーモパイル７Ａの出力値、ＴＢはサーモパイル７Ｂの出力値を表す。また、ｖｆは流体の流速、Ａ及びｂは定数である。本実施形態では上記のような原理に従って流量を算出する。
【００４５】
また、マイクロヒータ６の近傍での熱の拡散は、流体の流量のみならず、流体の種類等の特性に依存する。換言すれば、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力から、流体の種類等の特性を算出することができる。また、サーモパイル７Ａ及び７Ｂの出力は、温度に関する信号である。よって、マイクロヒータ６を停止すれば、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力から流体の温度を検出できることは、勿論のことである。
【００４６】
［機能構成］
図７は、流量測定装置１００の機能構成を示すブロック図の一例を模式的に例示する。制御部２は、サーモパイル７Ａ及び７Ｂから出力される信号を受信し、サーモパイル７Ａと７Ｂの出力の差分から流体の流量を算出する流量算出部１０を備える。流量算出部１０は、本発明の「流量算出部」の一例である。サーモパイル７Ａと７Ｂの出力の差分から流体の流量を算出する際には、数１が用いられる。
【００４７】
ところで、マイクロヒータ６によって流体の加熱が行われると、マイクロヒータ６の近傍では、対流現象が起こり、熱が水平面に対して上方へ運ばれる。図２では、例えば水平面に対する、マイクロヒータ６とサーモパイル７Ａ、７Ｂとが並ぶ方向の角度が略９０度となるように、流量測定装置１００が流路部５へ設置された例を示している。サーモパイル７Ａ及び７Ｂは、流体の流れによって生じた熱の拡散を純粋に検出しているのではなく、対流現象によって生じた熱の移動を含む熱の拡散を検出していることとなる。つまり、対流現象によって生じた熱の影響を考慮して流量を補正する必要がある。また、対流現象によって生じた熱の移動の影響の度合いは、流量測定装置１００の設置角度、流体の流量、流体の圧力・種類・温度といった特性に依存することとなる。よって、流量測定装置１００の設置角度、流体の流量、流体の圧力・種類・温度といった特性を考慮して算出された流量を補正する必要がある。
【００４８】
そこで、制御部２は、流量測定装置１００の設置角度を算出する設置角度算出部１１を備える。ここで、設置角度とは、水平面に対する、マイクロヒータ６とサーモパイル７Ａ、７Ｂとが並ぶ方向のサーモパイル７Ａ（短手方向）の角度のことであり、本発明の「傾斜角度」の一例である。すなわち、設置角度算出部１１は、水平面に対して、流体の流れる方向の角度を算出することとなる。そして、水平面は、本発明の「所定の基準面」の一例である。また、設置角度算出部１１は、本発明の「角度算出手段」の一例である。図７では、設置角度算出部１１は、サーモパイル７Ａから出力される信号を受信する一例を示している。また、制御部２は、算出された設置角度と、流体の流量又は流体の圧力・種類・温度といった特性に基づいて流量を補正する流量補正部１２を備える。
【００４９】
また、設置角度算出部１１では、流量測定装置１００の設置角度の算出の際に、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と、流量測定装置１００の設置角度との対応関係表１３が使用される。そして、流量測定装置１００は、記憶部１４を備え、対応関係表１３は、記憶部１４に記憶される。図８は、例えばサーモパイル７Ａの出力と設置角度との対応関係を記載した対応関係表１３の一例を模式的に例示する。対応関係表１３は、予め作成されておくべきものである。対応関係表１３は、サーモパイル７Ｂの出力と設置角度との対応関係を記載したものであってもよい。そして、図９は、対応関係表１３の算出手順を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。また、以下で図９に示す対応関係表１３の算出手順の詳細を説明する。なお、以下の算出手順は一例に過ぎず、算出手順内の各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する算出手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
【００５０】
（ステップＳ１０１）
まず、流量測定装置１００を、流路部５の内部に、ある設置角度で設置する。
【００５１】
（ステップＳ１０２）
次に、流量測定装置１００が設けられる場所において流体の流れを止める。
【００５２】
（ステップＳ１０３）
次に、マイクロヒータ６を起動し、マイクロヒータ６の近傍を加熱する。すると、マイクロヒータ６の近傍では、対流現象が起こり、熱が水平面に対して上方へ運ばれる。
【００５３】
（ステップＳ１０４）
対流現象によって発生した熱の分布情報は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂによって検出され、サーモパイル７Ａ又は７Ｂから所定の信号が出力される。
【００５４】
（ステップＳ１０５）
サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と設置角度との関係を記憶する。そして、設置角度を変更し、上記のステップＳ１０１−ステップＳ１０５を繰り返す。
【００５５】
（ステップＳ１０６）
所望のサーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と設置角度との関係を記憶した場合、ステップＳ１０１−ステップＳ１０５の繰り返しは終了される。ここで、設置角度の刻み幅は何度でもよい。
【００５６】
上記の手順によって作成された対応関係表１３は、記憶部１４に予め記憶される。
【００５７】
また、制御部２は、流量補正部１２において流量を補正する際に使用する流体の圧力を算出する圧力算出部１５を備える。ここで、圧力算出部１５は、本発明の「特性値算出部」の一例である。圧力算出部１５は、流量算出部１０において算出された流量情報を受信し、流量と流路部５の断面積や流体密度などから圧力を算出する。
【００５８】
また、制御部２は、流量補正部１２において流量を補正する際に使用する流体の種類を導出する流体種導出部１６を備える。ここで、流体種導出部１６は、本発明の「特性値算出部」の一例である。流体種導出部１６は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂから出力される信号を受信する。図７では、サーモパイル７Ａから出力される信号を受信する一例を示している。
【００５９】
また、制御部２は、流量補正部１２において流量を補正する際に使用する流体の温度を算出する温度算出部１７を備える。ここで、温度算出部１７は、本発明の「温度算出部」の一例である。温度算出部１７は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂから出力される信号を受信する。図７では、サーモパイル７Ａから出力される信号を受信する一例を示している。
【００６０】
また、記憶部１４には、算出された流量から対流現象によって生じた熱の移動の影響を取り除く補正値が記憶されている。当該補正値は、流量補正部１２において流量を補正する際に使用される。補正値のうちの１つは、設置角度と流体の流量に関する流量補正値である。図１０Ａは、流量補正値の一例を模式的に例示する。流量補正値は、本発明の「流量と、傾斜角度と、流量補正値の関係」の一例である。
【００６１】
また、補正値のうちの１つは、設置角度と流体の圧力に関する圧力補正値である。図１０Ｂは、圧力補正値の一例を模式的に例示する。圧力補正値は、本発明の「特性値と、傾斜角度と、特性補正値の関係」の一例である。
【００６２】
また、補正値のうちの１つは、設置角度と流体の種類に関する流体種補正値である。図１０Ｃは、流体種補正値の一例を模式的に例示する。流体種補正値は、本発明の「特性値と、傾斜角度と、特性補正値の関係」の一例である。
【００６３】
また、補正値のうちの１つは、設置角度と流体の温度に関する温度補正値である。図１０Ｄは、温度補正値の一例を模式的に例示する。温度補正値は、本発明の「特性値と、傾斜角度と、特性補正値の関係」の一例である。
【００６４】
§３  動作例
次に、図１１を用いて、流量測定装置１００の動作例を説明する。図１１は、流量測定装置１００の処理手順を示すフローチャートの一例を模式的に例示する。なお、以下で説明する処理手順は一例に過ぎず、各処理は可能な限り変更されてよい。また、以下で説明する処理手順について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
【００６５】
（ステップＳ２０１）
流路部５に流体が流れている状態において、マイクロヒータ６を起動する。マイクロヒータ６が起動されると、マイクロヒータ６の近傍が加熱される。そして、サーモパイル７Ａ及び７Ｂからは、マイクロヒータ６の近傍における温度に関する信号が出力される。サーモパイル７Ａ及び７Ｂの出力は流量算出部１０へ送信される。そして、流量算出部１０において、サーモパイル７Ａ及び７Ｂの出力の差分に基づいて、流体の流量は算出される。
【００６６】
（ステップＳ２０２）
圧力算出部１５において、圧力は、流量算出部１０から受信した流量情報と、流路部５の断面積や流体密度などから算出される。
【００６７】
（ステップＳ２０３）
サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力は、流体種導出部１６へ送信される。そして、流体種導出部１６において、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力に基づいて、流体の種類が導出される。
【００６８】
（ステップＳ２０４）
サーモパイル７Ａ、７Ｂの出力は、温度算出部１７へ送信される。そして、温度算出部１７において、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力に基づいて、流体の温度は算出される。ただし、温度算出部１７へ送信されるサーモパイル７Ａ、７Ｂの出力は、マイクロヒータ６の運転が停止した状態の時の出力である。
【００６９】
（ステップＳ２０５）
次に、ステップＳ２０５では、流量測定装置１００の設置角度を算出する。
（ステップＳ２０５−１）
流量測定装置１００が設けられる場所において流体の流れを止める。
【００７０】
（ステップＳ２０５−２）
マイクロヒータ６の近傍では、対流現象が起こり、熱が水平面に対して上方へ運ばれている。流体の流れが止まると、流体の流れに影響されず、対流現象によって発生した熱の分布情報は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂによって検出され、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力は、設置角度算出部１１へ送信される。
【００７１】
（ステップＳ２０５−３）
設置角度算出部１１は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力を受信する。そして、記憶部１４に記憶される対応関係表１３を参照して、受信したサーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力値に最も近い出力値に対応する設置角度を流量測定装置１００の設置角度と決定する。ただし、設置角度算出部１１は、対応関係表１３を参照して、受信したサーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力値に最も近い前後２つの出力値に対応する設置角度を按分して、流量測定装置１００の設置角度を算出してもよい。ステップＳ２０５では、上記のような手順によって流量測定装置１００の設置角度を求めることができる。
【００７２】
また、設置角度算出部１１は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力から設置角度を算出しているが、サーモパイル７Ａ及び７Ｂの出力の差分から設置角度を算出してもよい。この場合、サーモパイル７Ａ及び７Ｂの出力の差分と、設置角度との対応関係表１３が予め作成される。
【００７３】
（ステップＳ２０６）
ステップＳ２０６では、記憶部１４に記憶されている、流量の補正をする際に使用する補正値の中から、流量補正部１２において流量の補正を行う際に使用する補正値を決定する。
【００７４】
（ステップＳ２０６−１）
ステップＳ２０６−１では、流量補正値の決定を行う。ステップＳ２０１において算出された流量と、ステップＳ２０５において算出された設置角度に最も適した流量補正値を、図１０Ａに示すような流量補正値データから選択する。
【００７５】
（ステップＳ２０６−２）
ステップＳ２０６−２では、圧力補正値の決定を行う。ステップＳ２０２において算出された圧力と、ステップＳ２０５において算出された設置角度に最も適した圧力補正値を、図１０Ｂに示す圧力補正値データから選択する。
【００７６】
（ステップＳ２０６−３）
ステップＳ２０６−３では、流体種補正値の決定を行う。ステップＳ２０３において導出された流体の種類と、ステップＳ２０５において算出された設置角度に最も適した流体種補正値を、図１０Ｃに示す流体種補正値データから選択する。
【００７７】
（ステップＳ２０６−４）
ステップＳ２０６−４では、温度補正値の決定を行う。ステップＳ２０４において算出された流体の温度と、ステップＳ２０５において算出された設置角度に最も適した温度補正値を、図１０Ｄに示す温度補正値データから選択する。
【００７８】
（ステップＳ２０７）
ステップＳ２０７では、ステップＳ２０６において決定された各補正値を使用して、流量の補正を行う。具体的には、流量補正部１２は、ステップＳ２０１にて流量算出部１０において算出された流量に、ステップＳ２０６において決定された流量補正値、圧力補正値、流体種補正値、及び温度補正値を乗じる。
【００７９】
上記のステップＳ２０１からステップＳ２０７を実行し、流量測定装置１００は、流量の補正を行う。
【００８０】
［作用・効果］
以上のように、本実施形態では、流量測定装置１００は、流体の流れによって生じた熱の分布を、熱式のフローセンサである検出素子１によって検出し、流体の流量を算出することができる。また、流量測定装置１００は、流体の圧力、流体の種類、及び流体の温度といった流体の特性も求めることができる。
【００８１】
また、流量測定装置１００は、水平面に対する、マイクロヒータ６とサーモパイル７Ａ、７Ｂとが並ぶ方向の角度（設置角度）を算出することができる。
【００８２】
そして、記憶部１４に記憶される流量補正値、圧力補正値、流体種補正値、及び温度補正値の中から、算出した流量、流体の圧力・種類・温度といった特性と設置角度に最も適した補正値をそれぞれ選択し、選択した流量補正値、圧力補正値、流体種補正値、及び温度補正値を、算出した流量に乗じることによって、流量を補正している。すなわち、流量測定装置１００は、算出された流量から対流現象によって生じた熱の移動の影響を取り除いている。そしてこの補正は、流体の流量、圧力・種類・温度といった特性と、流量測定装置１００の設置角度に基づいている。よって、流量測定装置１００の設置角度に応じて、流量を精密に補正することができ、精度高く流量を算出することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、流量測定装置１００の設置角度を算出する際に、流体の流れを止めている。よって、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力は、流体の流れの影響を受けていない対流現象によって生じた熱の分布を検出した出力となる。よって、設置角度を精度高く算出することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、流体の圧力、流体の種類、及び流体の温度といった、流体の複数の特性に基づいて流量を補正しているため、流量の算出の精度を高めることができる。
【００８５】
§４  変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。
【００８６】
＜４．１＞
図１２は、流量測定装置１００Ａ及び流管部材４Ａの斜視図の一例を模式的に例示する。図１２に示されるように、流量測定装置１００Ａは、検出素子１と制御部２に加え、検出素子１８を備える。また、流管部材４Ａは、図示しないが流管部材４の流路部５のように流体の流れに沿って１つの流路を備えており、検出素子１と検出素子１８は、この１つの流路に流体の流れを遮る方向に並んで設けられる。検出素子１８は、検出素子１と同じタイプの熱式のフローセンサであり、検出素子１と同様にマイクロヒータ６Ａとサーモパイル７Ｃ、７Ｄを備える。ここで、マイクロヒータ６Ａは、本発明の「第二の加熱部」の一例である。また、サーモパイル７Ｃ、７Ｄは、本発明の「第二の温度検出部」の一例である。
【００８７】
図１３は、検出素子１８と流体の気流の流れとの関係の一例を模式的に例示する。検出素子１８は、マイクロヒータ６Ａとサーモパイル７Ｃ、７Ｄが流体の流れを遮る方向に並び、流管部材４Ａに備わる１つの流路に設けられる。
【００８８】
ここで、流体の流れによって温度分布は下流側に偏るため、流れを遮る方向の温度分布の変化は、流体の流れ方向の温度分布の変化に比べて小さい。このため、温度分布の変化によるサーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力特性の変化を低減することができる。したがって、流体の流れによる温度分布の変化の影響を低減して、検出素子１８による特性値の測定が可能である。
【００８９】
また、マイクロヒータ６Ａの長手方向が流体の流れ方向に沿って配置されているため、マイクロヒータ６Ａは流体の流れ方向に亘って広範囲に流体を加熱することが可能となる。このため、流体の流れによって温度分布が下流側に偏った場合であっても、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力特性の変化を低減することができる。したがって、流体の流れによる温度分布の変化の影響を低減して、検出素子１８による特性値の測定が可能である。
【００９０】
さらに、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの長手方向が流体の流れ方向に沿って配置されているため、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄは流体の流れ方向に亘って広範囲に温度を検出することが可能となる。このため、流体の流れによって温度分布が下流側に偏った場合であっても、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力特性の変化を低減することができる。したがって、流体の流れによる温度分布の変化の影響を低減して、特性値の測定ができる。
【００９１】
図１４は、流量測定装置１００Ａの機能構成を示すブロック図の一例を模式的に例示する。流量測定装置１００Ａは、サーモパイル７Ｃ又は７Ｄの出力を受信し、サーモパイル７Ｃ又は７Ｄの出力を求め、水平面に対する、マイクロヒータ６Ａとサーモパイル７Ｃ、７Ｄとが並ぶ方向の角度を算出する設置角度算出部１１Ａを備える。すなわち、設置角度算出部１１Ａは、例えば、水平面に対して、流体の流れを遮る方向の角度を算出することとなる。ここで、設置角度算出部１１Ａによって算出される設置角度は、本発明の「第二の温度検出部の傾斜角度」の一例である。また、サーモパイル７Ｃ又は７Ｃの出力と、流量測定装置１００の設置角度との関係は、予め作成しておく。そして、サーモパイル７Ｃ又は７Ｄの出力と、流量測定装置１００の設置角度との関係から流量測定装置１００Ａの設置角度を算出する。
【００９２】
ただし、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力は、流体の流れによる影響が低減されている。よって、設置角度算出部１１Ａにおいて設置角度を算出する際に、ステップＳ２０５−１のように流体の流れを止める必要はない。
【００９３】
また、流量測定装置１００Ａの記憶部１４は、水平面に対する、マイクロヒータ６Ａとサーモパイル７Ｃ、７Ｄとが並ぶ方向の角度と、流体の流量又は流体の圧力・種類・温度といった特性に関する補正値が記憶されている。
【００９４】
また、本変形例では、流体種導出部１６、及び温度算出部１７は、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力を受信し、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力の平均値を求める。そして、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力の平均値から流体の種類、流体の温度を算出する。
【００９５】
［作用・効果］
上記のような流量測定装置１００Ａであれば、設置角度、流体の種類、流体の温度を算出する際に、流体の流れによる温度分布の変化の影響が低減されたサーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力を使用している。よって、精度高く設置角度、流体の種類、流体の温度を算出することができる。また、上記の精度高く算出された設置角度、流体の種類、流体の温度を使用して流量の補正の精度を高めることができる。また、本変形例では、設置角度算出部１１Ａにおいて設置角度を算出する際に、ステップＳ２０５−１のように流体の流れを止める必要はない。よって、設置角度を簡易に検出することができる。
【００９６】
＜４．２＞
＜４．１＞の変形例では、設置角度算出部１１Ａにおいて、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力を使用し、水平面に対して流体の流れを遮る方向の角度を算出していたが、さらに設置角度算出部１１において、水平面に対して流体の流れる方向の角度が算出されてもよい。
【００９７】
上記の流量測定装置１００Ａの場合、記憶部１４は、水平面に対して流体の流れる方向の角度と、流量、圧力・流体種・温度に関する補正値、及び水平面に対して流体の流れを遮る方向の角度と、流量、圧力・流体種・温度に関する補正値が記憶される。
【００９８】
［作用・効果］
上記のような、流量測定装置１００Ａは、＜４．１＞の変形例での効果に加えて、検出素子１によって、設置角度算出部１１において水平面に対して流体の流れる方向の角度と、また検出素子１８によって設置角度算出部１１Ａにおいて水平面に対して流体の流れを遮る方向の角度の２つの設置角度を算出することができる。よって、流量測定装置１００Ａの傾きを立体的に把握することができる。また、２つの設置角度に応じて、算出される流量補正することができる。よって、流量を精密に補正することができ、精度高く流量を算出することができる。
【００９９】
＜４．３＞
＜４．１＞、＜４．２＞の変形例では、検出素子１と検出素子１８は、流管部材４Ａの１つの流路に設けられたが、検出素子１と検出素子１８は、別々の流路に設けられてもよい。図１５は、主流路部１９と副流路部２０の２つの流路部を備える流管部材４Ｂに流量測定装置１００Ｂを備える一例を模式的に例示する。
【０１００】
ここで、流量測定装置１００Ｂは、円盤状の回路基板２１と、回路基板２１の外表面を覆うカバー２２と、回路基板２１と流管部材４Ｂとを粘着させるシール２３を備える。また、流管部材４Ｂには、主流路部１９と副流路部２０の２つの流路部が備わる。主流路部１９は、管状部材である。副流路部２０は、主流路部１９の側方向に位置しており、その内部には、副流路が形成されている。図１6は、副流路部２０の部分拡大図の一例を模式的に例示する。主流路部１９と副流路部２０は、流入用流路２４及び流出用流路２５を介して通ずる。副流路部２０は、流入用流路２４から分岐し、検出素子１が設けられる第一流路２６と、同じく流入用流路２４から分岐し、検出素子１８が設けられる第二流路２７を備える。また、流入用流路２４から分岐した第一流路２６と第二流路２７は、合流して流出用流路２５となる。
【０１０１】
第一流路２６は、略コの字型の流路である。第一流路２６は、長手方向（主流路部１９と平行な方向）の途中に、流体の流量検出に用いられる検出素子１が設けられる検出素子配置部分２８Ａを有している。
【０１０２】
第二流路２７も、第一流路２６と同様に、略コの字型の流路である。第二流路２７は、長手方向（主流路部１９と平行な方向）の途中に、流体の熱拡散率を測定する検出素子１８が設けられる検出素子配置部分２８Ｂを有している。ここで、検出素子１８のマイクロヒータ６Ａ及びサーモパイル７Ｃ，７Ｄは、図示しないが、流体の流れを遮る方向に並んで設けられる。
【０１０３】
流量測定装置１００Ｂの流管部材４Ｂへの固定方法は以下の通りである。まず、副流路部２０と回路基板２１とをシール２３によって粘着させる。その後、回路基板２１の表面をカバー２２によって覆う。このような固定方法によって、副流路部２０の内部の気密性は確保される。よって、流管部材４Ｂの外部の空気が、副流路部２０に侵入し、流量や物性値の検出に影響を及ぼすことはない。
【０１０４】
図１７は、流管部材４Ｂに流量測定装置１００Ｂが設けられた際の断面図の一例を模式的に例示する。流管部材４Ｂは、副流路部２０の近傍に抵抗体２９を備える。主流路部１９に流体が流れると、流体の一部は、抵抗体２９によって流れを妨げられ、流入用流路２４を通って、副流路部２０へ流れ込む。そして、副流路部２０から分岐する第一流路２６と第二流路２７には、温度、圧力などの物性が等しい流体が流れ込む。
【０１０５】
［作用・効果］
このような、流量測定装置１００Ｂでは、第一流路２６及び第二流路２７に分流する流体の流量を、それぞれの流路の幅を調整することで個別に制御することが可能である。このため、検出素子１の検出レンジに応じて第一流路２６を流れる流体の流量を制御し、検出素子１８の検出レンジに応じて第二流路２７を流れる流体の流量を制御することができる。
【０１０６】
したがって、流量測定装置１００Ｂは、それぞれの検出素子の固有の検出レンジに応じた最適な流量で、流体の物性値を検出することができるので、検出精度を高めることができる。よって、精度高く流量、特性値を算出し、補正することができる。
【０１０７】
＜４．４＞
また、上記の実施形態では、検出素子１又は１８によって、流量測定装置の設置角度は算出されていたが、傾斜センサを設け、検出素子１及び１８を使用せずに、流量測定装置の設置角度を検出してもよい。ここで、傾斜センサは、本発明の「角度算出手段」の一例である。この場合、設置角度算出部は、傾斜センサから出力される信号を受信し、所定の基準面に対するサーモパイルの傾斜角度、すなわち流量測定装置の設置角度を算出する。当該変形例であれば、サーモパイルの出力を用いずに流量測定装置の設置角度を検出することができる。
【０１０８】
また、上記の実施形態では、流量測定装置の設置角度の基準面は水平面としていたが、基準となるような面であれば何でもよい。
【０１０９】
また、上記の実施形態では、サーモパイルの出力から設置角度を算出していたが、設置角度を算出せずに流量の補正を行ってもよい。
【０１１０】
また、上記の実施形態における設置角度は、サーモパイルの出力と、サーモパイルの出力の差分情報を用いることで、方向の制限なく算出され得る。すなわち、例えば、設置角度算出部１１は、サーモパイル７Ａ又は７Ｂの出力と、サーモパイル７Ａ及び７Ｂの出力の差分情報を用いることで、水平面に対して、流体の流れる方向の設置角度に加えて、流体の流れを遮る方向の設置角度を算出することもできる。また、例えば、設置角度算出部１１Ａは、サーモパイル７Ｃ又は７Ｄの出力と、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力の差分情報を用いることで、水平面に対して、流体の流れを遮る方向の設置角度に加えて、流体の流れる方向の設置角度を算出することもできる。
【０１１１】
また、上記の実施形態の変形例では、サーモパイル７Ｃ及び７Ｄの出力の平均値から流量測定装置の設置角度、流体の種類、流体の温度を算出していたが、サーモパイル７Ｃあるいは７Ｄの片側の出力から流量測定装置の設置角度、流体の種類、流体の温度を算出してもよい。
【０１１２】
＜４．５＞
図１８は、流量測定装置１００Ｃが、例えば地中に埋設されるガスメータ５０に設置される概要の一例を模式的に例示する。従来のガスメータは、建築フィット性の視点から、小型化、埋設化が指向されてきた。従来のガスメータの一例として、膜式のガスメータが存在するが、計量原理の制約から小型化は困難であった。そこで、タービン式、フルイディック式のガスメータの開発が行われたが、充分な成果は得られていない。そこで、現在では、ＵＳＭ（Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｍｅｔｅｒ）を実用化することにより、ガスメータの小型化が達成されている。
【０１１３】
しかしながら、従来のガスメータでは、供給ガスの圧力監視を行う圧力センサ（大気圧を基準とする）の安全装置が組み込まれているため、圧力センサを組み込むガスメータの筐体には、大気との通気口を設ける必要があり、水没の可能性がある地下への埋設は困難であった。
【０１１４】
図１８に示されるガスメータ５０は、地中埋設型のガスメータであって、例えば家５１においてガスが使用される機器５２へ供給されるガスが通過する地中の配管５３の途中に設けられる。そして、流量測定装置１００Ｃは、ガスメータ５０の内部に設けられ、ガスの流量を測定する。
【０１１５】
図１９は、ガスメータ５０の部分拡大図の一例を模式的に例示する。ガスメータ５０は、内部にガスが通過する流管部材５４を備える。ガスメータ５０は、配管５３の途中に設けられ、流管部材５４と、配管５３とを連結させ、連結部分５５Ａ、５５Ｂを夫々固定する接続ネジ５６Ａ、５６Ｂを備える。ここで、ガスメータ５０は、連結部分５５Ａの連結方向と連結部分５５Ｂの連結方向とが同じ方向を向くように（図１９の例では横方向）設けられる。
【０１１６】
そして、ガスメータ５０は、流管部材５４の内部を通過するガスを測定する流量測定装置１００Ｃを備える。そして、ガスメータ５０は、流量測定装置１００Ｃの他に、流管部材５４内を流れるガスの供給圧力を検知する絶対圧センサ５７を備える。ここで、絶対圧センサ５７は、流量測定装置１００Ｃと直線状に並ぶように設けられる。また、ガスメータ５０は、流管部材５４内のガスの流れを遮断する遮断弁５８を備える。また、ガスメータ５０は、電子基板５９を備える。図２０は、電子基板５９の構成の概要の一例を模式的に例示する。電子基板５９の表面には金属によって配線パターンが形成され、当該配線パターンと流量測定装置１００Ｃとは電気的に接続される。そして、電子基板５９の表面には、流量測定装置１００Ｃからの出力を計測する計測用カスタムＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）６０が実装される。また、電子基板５９の配線パターンは、遮断弁５８と電気的に接続される。そして、遮断弁５８の開度は、電子基板５９の表面に実装される素子によって制御される。また、ガスメータ５０は、電子基板５９上に、地震を感知し、揺れが所定値以上である場合に遮断弁５８を作動させてガスの流通を遮断するための感震センサ６１を備える。また、電子基板５９の裏面には、絶対圧センサ５７が実装される。また、ガスメータ５０は、流量測定装置１００Ｃ、遮断弁５８、及び絶対圧センサ５７等を駆動させるための電力を発生させる電池６２を電子基板５９上に備える。また、ガスメータ５０は、上記の流量測定装置１００Ｃ、絶対圧センサ５７、遮断弁５８、電子基板５９および電子基板５９上の各種素子、及び流管部材５４等を保護する筐体６３を備える。
【０１１７】
上記のようなガスメータ５０によれば、ガスメータ５０に設けられる絶対圧センサ５７は大気との通気口を必要としないため、筐体６３は密閉可能となる。よって、ガスメータ５０は埋設可能となる。また、上記のガスメータ５０は密閉されるため、流管部材５４内は、外部の環境の変化を受けづらく、温湿度等の環境が安定する。よって、上記のガスメータ５０によれば、精度の高い流量測定が可能となる。
【０１１８】
また、上記のようなガスメータ５０によれば、流管部材５４と、配管５３とが連結される連結部分５５Ａ、５５Ｂの連結方向が同一方向を向いている。よって、流管部材５４の直管長を可及的に長くとることができる。よって、流管部材５４内のガスの流れは、曲線状の配管内を流れるガスの流れと比較して安定化する。よって、上記のガスメータ５０によれば、精度の高い流量測定が可能となる。
【０１１９】
また、上記のようなガスメータ５０によれば、流量測定装置１００Ｃや絶対圧センサ５７等の各種センサは直線状に配置されている。よって、各種センサが直線状ではなく不規則に配置される場合と比較し、流管部材５４を直線状に配置することが容易となる。すなわち、ガスメータ５０を簡易な構造とすることができ、ガスメータ５０を形成する部材も削減することが容易となる。よって、ガスの測定の効率化が実現され、またガスメータ５０の製造コストは低減される。
【０１２０】
また、上記のようなガスメータ５０によれば、流量測定装置１００Ｃのような１つの素子によってガスの流量が検出されるため、ガスメータ５０の小型化が実現される。また、対流による流量測定誤差の影響が低減される水平配管構造が可能となる。
【０１２１】
また、従来のガスメータが地中に埋設される場合、ガスメータに設けられる流量測定装置の設置角度を地上から認識することは困難と考えられる。よって、流量測定装置の設置角度が水平面に対して傾いている場合に、測定される流量を当該傾きに応じて補正することは困難と考えられる。しかしながら、上記のような流量測定装置１００Ｃを備えた埋設型ガスメータ５０の場合、流量測定装置１００Ｃの設置角度が水平面に対して傾いている場合であっても、流量測定装置１００Ｃによって測定されるガスは、流量測定装置１００Ｃの設置角度に応じて自動的に補正される。よって、高精度な流量測定が可能となる。また、地表面が元々傾いている場合など、流量測定装置１００Ｃが所望の角度に設置されることが困難な状況であっても、流量測定装置１００Ｃによって測定されるガスは、流量測定装置１００Ｃの設置角度に応じて自動的に補正される。すなわち、ガスメータ５０は、設置環境によらず高精度な流量測定を可能とする利便性の高い装置である。
【０１２２】
また、上記のガスメータ５０に設けられる遮断弁５８は、流量測定装置１００Ｃ及び絶対圧センサ５７と直線状に並ぶように配置するとなおよい。このように遮断弁５８を設けることによって、遮断弁５８の開度が変更された場合であっても、流管部材５４の内部のガスの流れの乱れは低減され、流量測定装置１００Ｃ又は絶対圧センサ５７によるガスの計測に及ぼす影響は低減されるからである。
【０１２３】
以上で開示した実施形態や変形例はそれぞれ組み合わせる事ができる。
【０１２４】
なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
流体を加熱する加熱部（６）と、
流体の流れる方向に前記加熱部（６）を跨いで並んで設けられ、加熱された流体の温度を検出する温度検出部（７Ａ、７Ｂ）と、
前記温度検出部（７Ａ、７Ｂ）から出力された検出信号に基づいて流体の流量を算出する流量算出部（１０）と、
所定の基準面に対する、前記温度検出部（７Ａ、７Ｂ）の傾斜角度を算出する角度算出手段（１１）と、
前記流量と、前記傾斜角度と、流量補正値の関係を記憶する記憶部（１４）と、
前記記憶部（１４）において記憶された前記流量補正値を使用して前記流量を補正する流量補正部（１２）と、を備える、
流量測定装置（１００）。
＜発明２＞
前記角度算出手段（１１）は、
流体が流れていない場合の前記温度検出部（７Ａ、７Ｂ）の出力に基づいて、前記傾斜角度を算出する、
発明１に記載の流量測定装置（１００）。
＜発明３＞
前記温度検出部（７Ａ、７Ｂ）から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部（１５、１６、１７）をさらに備え、
前記記憶部（１４）は、前記特性値と、前記傾斜角度と、特性補正値の関係をさらに記憶し、
前記流量補正部（１２）は、前記記憶部（１４）において記憶された前記特性補正値を使用して前記流量をさらに補正する、
発明１又は２に記載の流量測定装置（１００）。
＜発明４＞
第二の加熱部（６Ａ）と、
流体の流れを遮る方向に前記第二の加熱部（６Ａ）を跨いで並んで設けられる第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）と、
前記第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部（１５、１６、１７）と、をさらに備え、
前記角度算出手段（１１Ａ）は、さらに前記第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）の出力に基づいて、所定の基準面に対する、前記第二の温度検出部の傾斜角度を算出する、
発明１又は２に記載の流量測定装置（１００Ａ、１００Ｂ）。
＜発明５＞
流体を加熱する加熱部（６）と、
流体の流れる方向に前記加熱部（６）を跨いで並んで設けられ、加熱された流体の温度を検出する温度検出部（７Ａ、７Ｂ）と、
前記温度検出部（７Ａ、７Ｂ）から出力された検出信号に基づいて流体の流量を算出する流量算出部（１０）と、
第二の加熱部（６Ａ）と、
流体の流れを遮る方向に前記第二の加熱部（６Ａ）を跨いで並んで設けられる第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）と、
前記第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）から出力された検出信号に基づいて流体の特性値を算出する特性値算出部（１５、１６、１７）と、
前記第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）の出力に基づいて、所定の基準面に対する、前記第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）の傾斜角度を算出する角度算出手段（１１Ａ）と、
前記流量と、前記第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）の傾斜角度と、流量補正値の関係を記憶し、さらに前記特性値と、前記第二の温度検出部（７Ｃ、７Ｄ）の傾斜角度と、特性補正値の関係を記憶する記憶部（１４）と、
前記記憶部（１４）において記憶された前記流量補正値及び前記特性補正値を使用して前記流量を補正する流量補正部（１０）と、を備える、
流量測定装置（１００Ａ、１００Ｂ）。
＜発明６＞
前記特性値は、流体の圧力、種類、及び温度のうち少なくとも何れかを表す、
発明３から５のうち何れか１項に記載の流量測定装置（１００、１００Ａ、１００Ｂ）。
＜発明７＞
地中に埋設される埋設型ガスメータ（５０）であって、
前記埋設型ガスメータ（５０）に流入するガスが流れる流管（５４）と、
発明１から６のうち何れか１項に記載の流量測定装置（１００Ｃ）と、を備え、
前記流量測定装置（１００Ｃ）は、前記流管（５４）に設置され、前記流管（５４）を流れるガスの流量を検出する、
埋設型ガスメータ（５０）。
【符号の説明】
【０１２５】
１、１８・・・検出素子
２・・・制御部
３、２１・・・回路基板
４、４Ａ、４Ｂ・・・流管部材
５・・・流路部
６、６Ａ・・・マイクロヒータ
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ・・・サーモパイル
８・・・絶縁薄膜
９・・・キャビティ
１０・・・流量算出部
１１、１１Ａ・・・設置角度算出部
１２・・・流量補正部
１３・・・対応関係表
１４・・・記憶部
１５・・・圧力算出部
１６・・・流体種導出部
１７・・・温度算出部
１９・・・主流路部
２０・・・副流路部
２２・・・カバー
２３・・・シール
２４・・・流入用流路
２５・・・流出用流路
２６・・・第一流路
２７・・・第二流路
２８Ａ・・・検出素子配置部分
２８Ｂ・・・検出素子配置部分
２９・・・抵抗体
５０・・・埋設型ガスメータ
５１・・・家
５２・・・機器
５３・・・配管
５４・・・流管部材
５５Ａ、５５Ｂ・・・連結部分
５６Ａ、５６Ｂ・・・接続ネジ
５７・・・絶対圧センサ
５８・・・遮断弁
５９・・・電子基板
６０・・・計測用カスタムＩＣ
６１・・・感震センサ
６２・・・電池
６３・・・筐体
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ・・・流量測定装置 
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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