JP3274564B2 - Gas flow meter - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、熱式流量計のように気
体の種類によって測定値が変化する気体用流量計に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas flow meter such as a thermal flow meter whose measured value changes depending on the type of gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】熱式流量計は、気体の流れの中にヒータ
を設け、このヒータから気体によって奪われる熱量が気
体の流量と関係することを利用した流量計である。この
熱式流量計では、例えば特開平４−４７２２５号公報に
示されるように、気体の温度から一定温度だけヒータ温
度を上昇させるようにヒータを制御し、ヒータを制御す
る電流から流量を求める方法と、一定電流または一定電
力でヒータを加熱し、流量に応じて変化するヒータ温度
から流量を求める方法とがある。2. Description of the Related Art A thermal flow meter is a flow meter utilizing a heater provided in a gas flow and utilizing the fact that the amount of heat taken by the heater from the heater is related to the flow rate of the gas. In this thermal type flow meter, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-47225, a method of controlling a heater so as to raise the heater temperature from a gas temperature by a certain temperature and obtaining a flow rate from a current for controlling the heater. And a method in which a heater is heated with a constant current or constant power, and a flow rate is obtained from a heater temperature that changes according to the flow rate.
【０００３】図１０は従来の熱式流量計の構成を示すブ
ロック図である。この熱式流量計は、気体５０が通過す
る配管５１内に配設された温度センサ５２とヒータ５３
とを備えている。温度センサ５２は気体５０の温度を測
定するためのものである。熱式流量計は、更に、ヒータ
５３に流れる電流を測定するヒータ電流測定部５４と、
ヒータ５３の温度を測定するヒータ温度測定部５５と、
ヒータ電流測定部５４、ヒータ温度測定部５５および温
度センサ５２の各出力に基づいてヒータ５３を一定温度
に制御あるいは一定電流または一定電力で駆動するヒー
タ制御部５６と、ヒータ電流測定部５４またはヒータ温
度測定部５５の出力に基づいて流量を演算する流量演算
部５７とを備えている。ヒータ温度測定部５５は、例え
ばヒータ５３に流れる電流とヒータ５３の両端の電圧と
からヒータ５３の抵抗値を求め、この抵抗値からヒータ
５３の温度を求める。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional thermal flow meter. This thermal type flow meter comprises a temperature sensor 52 and a heater 53 disposed in a pipe 51 through which a gas 50 passes.
And The temperature sensor 52 is for measuring the temperature of the gas 50. The thermal flow meter further includes a heater current measuring unit 54 that measures a current flowing through the heater 53,
A heater temperature measuring unit 55 for measuring the temperature of the heater 53;
A heater control unit 56 for controlling the heater 53 to a constant temperature or driving it with a constant current or constant power based on the outputs of the heater current measuring unit 54, the heater temperature measuring unit 55, and the temperature sensor 52; A flow rate calculating section 57 for calculating the flow rate based on the output of the temperature measuring section 55; The heater temperature measuring unit 55 obtains a resistance value of the heater 53 from, for example, a current flowing through the heater 53 and a voltage between both ends of the heater 53, and obtains a temperature of the heater 53 from the resistance value.
【０００４】この熱式流量計では、ヒータ温度を一定に
制御する方法の場合には、ヒータ制御部５６は、ヒータ
温度測定部５５で測定したヒータ温度が、温度センサ５
２で測定した気体の温度よりも一定温度だけ上昇するよ
うにヒータ５３を制御する。そして、流量演算部５７
は、ヒータ電流測定部５４で測定したヒータ電流に基づ
いて流量を求める。一方、電流または電力を一定に制御
する方法の場合には、ヒータ制御部５６は、ヒータ電流
測定部５４で測定したヒータ電流が一定になるようにヒ
ータ５３を制御する。そして、流量演算部５７は、ヒー
タ温度測定部５５で測定したヒータ温度に基づいて流量
を求める。In this thermal flow meter, when the heater temperature is controlled to be constant, the heater control unit 56 controls the temperature of the heater 5
The heater 53 is controlled so as to rise by a certain temperature from the gas temperature measured in Step 2. Then, the flow rate calculation unit 57
Calculates the flow rate based on the heater current measured by the heater current measuring unit 54. On the other hand, in the case of controlling the current or the electric power to be constant, the heater control unit 56 controls the heater 53 so that the heater current measured by the heater current measuring unit 54 becomes constant. Then, the flow rate calculating section 57 calculates the flow rate based on the heater temperature measured by the heater temperature measuring section 55.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、気体の種類
が変わると、気体の熱伝導率や比熱等が変わるため、同
じ流量であっても、ヒータから気体によって奪われる熱
量が変わる。その結果、気体の種類が変わると、同じ流
量であっても、ヒータ電流またはヒータ温度の測定値が
変わることになる。By the way, when the kind of gas changes, the heat conductivity and specific heat of the gas change, so that the amount of heat taken by the gas from the heater changes even at the same flow rate. As a result, when the type of gas changes, the measured value of the heater current or the heater temperature changes even at the same flow rate.
【０００６】図１１はヒータ温度を一定に制御する方法
の場合における流量とヒータ電流との関係を示す特性図
である。この図に示すように、ある気体の場合の流量と
ヒータ電流との関係６１と、他の気体の場合の流量とヒ
ータ電流との関係６２とは、互いに異なる特性となる。
また、図１１は電流または電力を一定に制御する方法の
場合における流量とヒータ温度との関係を示す特性図で
ある。この図に示すように、ある気体の場合の流量とヒ
ータ温度との関係６３と、他の気体の場合の流量とヒー
タ温度との関係６４も、互いに異なる特性となる。その
ため、従来の熱式流量計では、気体の種類が変わると、
正しい流量の計測ができないという問題点があった。FIG. 11 is a characteristic diagram showing the relationship between the flow rate and the heater current in the case of controlling the heater temperature to be constant. As shown in this figure, a relationship 61 between the flow rate and the heater current for a certain gas and a relationship 62 between the flow rate and the heater current for another gas have different characteristics.
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between the flow rate and the heater temperature in the case of controlling the current or the power to be constant. As shown in this figure, the relationship 63 between the flow rate and the heater temperature for a certain gas and the relationship 64 between the flow rate and the heater temperature for another gas also have different characteristics. Therefore, in the conventional thermal flow meter, when the type of gas changes,
There was a problem that a correct flow rate could not be measured.
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、熱式流量計のように気体の種類によ
って測定値が変化する気体用流量計において、気体の種
類が変わった場合でも正確に流量を測定できるようにし
た気体用流量計を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to solve the problem that the type of gas changes in a gas flow meter such as a thermal flow meter whose measured value changes depending on the type of gas. However, it is an object of the present invention to provide a gas flowmeter capable of accurately measuring a flow rate.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の気体用流
量計は、流量および気体の種類に応じて変化するパラメ
ータを測定する測定手段と、この測定手段の測定値が変
化したときに、変化に要した時間を検出する変化時間検
出手段と、この変化時間検出手段の検出値に基づいて、
測定手段の測定値の変化が流量の変化によるものか気体
の種類の変更によるものかを判別する判別手段と、この
判別手段の判別結果と測定手段の測定値とに基づいて流
量を演算する流量演算手段とを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas flow meter for measuring a parameter which changes according to a flow rate and a kind of a gas. A change time detecting means for detecting a time required for the change, and a detection value of the change time detecting means,
Determining means for determining whether a change in the measured value of the measuring means is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas; and a flow rate for calculating the flow rate based on the determination result of the determining means and the measured value of the measuring means. Calculation means.
【０００９】この気体用流量計では、測定手段によっ
て、流量および気体の種類に応じて変化するパラメータ
が測定され、変化時間検出手段によって、測定手段の測
定値が変化したときに、変化に要した時間が検出され、
この変化時間検出手段の検出値に基づいて、判別手段に
よって、測定手段の測定値の変化が流量の変化によるも
のか気体の種類の変更によるものかが判別され、この判
別手段の判別結果と測定手段の測定値とに基づいて、流
量演算手段によって流量が演算される。In this gas flow meter, the parameter which changes according to the flow rate and the type of gas is measured by the measuring means, and when the measured value of the measuring means changes by the change time detecting means, the change is required. Time is detected,
Based on the value detected by the change time detecting means, the determining means determines whether the change in the measured value of the measuring means is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas. The flow rate is calculated by the flow rate calculating means based on the measured value of the means.
【００１０】請求項２記載の気体用流量計は、流量およ
び気体の種類に応じて変化するパラメータを測定する測
定手段と、この測定手段の測定値が変化したときに、測
定値の変化率を検出する変化率検出手段と、この変化率
検出手段の検出値に基づいて、測定手段の測定値の変化
が流量の変化によるものか気体の種類の変更によるもの
かを判別する判別手段と、この判別手段の判別結果と測
定手段の測定値とに基づいて流量を演算する流量演算手
段とを備えたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a gas flow meter, comprising: a measuring means for measuring a parameter which changes according to a flow rate and a type of gas; and a rate of change of the measured value when the measured value of the measuring means changes. Rate-of-change detecting means for detecting, based on a value detected by the rate-of-change detecting means, determining means for determining whether a change in the measured value of the measuring means is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas, A flow rate calculating means for calculating a flow rate based on the determination result of the determining means and the measurement value of the measuring means.
【００１１】この気体用流量計では、測定手段によっ
て、流量および気体の種類に応じて変化するパラメータ
が測定され、変化率検出手段によって、測定手段の測定
値が変化したときの変化率が検出され、この変化率検出
手段の検出値に基づいて、判別手段によって、測定手段
の測定値の変化が流量の変化によるものか気体の種類の
変更によるものかが判別され、この判別手段の判別結果
と測定手段の測定値とに基づいて、流量演算手段によっ
て流量が演算される。In this gas flow meter, the measuring means measures a parameter which changes in accordance with the flow rate and the type of gas, and the change rate detecting means detects the rate of change when the measured value of the measuring means changes. Based on the value detected by the change rate detecting means, the determining means determines whether the change in the measured value of the measuring means is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas. The flow rate is calculated by the flow rate calculating means based on the measurement value of the measuring means.
【００１２】請求項３記載の気体用流量計は、流量およ
び気体の種類に応じて変化するパラメータを測定する測
定手段と、この測定手段の測定値が変化したときに、変
化に要した時間を検出する変化時間検出手段と、測定手
段の測定値が変化したときに、測定値の変化率を検出す
る変化率検出手段と、変化時間検出手段の検出値および
変化率検出手段の検出値に基づいて、測定手段の測定値
の変化が流量の変化によるものか気体の種類の変更によ
るものかを判別する判別手段と、この判別手段の判別結
果と測定手段の測定値とに基づいて流量を演算する流量
演算手段とを備えたものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a gas flow meter, comprising: a measuring means for measuring a parameter which changes according to a flow rate and a kind of gas; and a time required for the change when the measured value of the measuring means changes. A change time detecting means for detecting, a change rate detecting means for detecting a change rate of the measured value when the measured value of the measuring means changes, and a change time detecting means based on the detected value of the change time detecting means and the detected value of the change rate detecting means. Determining means for determining whether the change in the measured value of the measuring means is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas; and calculating the flow rate based on the determination result of the determining means and the measured value of the measuring means. And a flow rate calculating means.
【００１３】この気体用流量計では、測定手段によっ
て、流量および気体の種類に応じて変化するパラメータ
が測定され、変化時間検出手段によって、測定手段の測
定値が変化したときに、変化に要した時間が検出され、
変化率検出手段によって、測定手段の測定値が変化した
ときの変化率が検出され、変化時間検出手段の検出値お
よび変化率検出手段の検出値に基づいて、判別手段によ
って、測定手段の測定値の変化が流量の変化によるもの
か気体の種類の変更によるものかが判別され、この判別
手段の判別結果と測定手段の測定値とに基づいて、流量
演算手段によって流量が演算される。[0013] In this gas flow meter, the parameter that changes in accordance with the flow rate and the type of gas is measured by the measuring means. When the measured value of the measuring means changes by the change time detecting means, the change is required. Time is detected,
The rate of change when the measured value of the measuring means changes is detected by the change rate detecting means, and the measured value of the measuring means is determined by the determining means based on the detected value of the change time detecting means and the detected value of the change rate detecting means. It is determined whether the change is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas. The flow rate is calculated by the flow rate calculating means based on the determination result of the determining means and the measurement value of the measuring means.
【００１４】請求項４記載の気体用流量計は、請求項１
または３記載の気体用流量計において、判別手段が、測
定手段の測定値が変化する前において流量演算手段によ
って求められた流量に応じて、変化時間検出手段の検出
値に基づく判別の基準を変更するものである。The gas flow meter according to the fourth aspect is the first aspect of the invention.
Alternatively, in the gas flow meter according to 3, the determining means changes a determination criterion based on the detected value of the change time detecting means in accordance with the flow rate obtained by the flow rate calculating means before the measured value of the measuring means changes. Is what you do.
【００１５】請求項５記載の気体用流量計は、請求項１
または４のいずれかに記載の気体用流量計において、測
定手段が、気体を加熱するヒータと、このヒータを一定
温度に制御あるいは一定電流または一定電力で駆動する
ヒータ制御手段と、ヒータに流れる電流を検出するヒー
タ電流検出手段と、ヒータの温度を検出するヒータ温度
検出手段とを有し、ヒータ電流検出手段の検出値または
ヒータ温度検出手段の検出値を測定値として出力するも
のである。The gas flow meter according to the fifth aspect is the first aspect of the invention.
Or the gas flow meter according to any one of the above, wherein the measuring means comprises: a heater for heating the gas; a heater control means for controlling the heater to a constant temperature or driving the heater with a constant current or constant power; And a heater temperature detector for detecting the temperature of the heater, and outputs a detected value of the heater current detector or a detected value of the heater temperature detector as a measured value.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図１ないし図９は本発明の一実施例
に係るものである。本実施例は、本発明を熱式流量計に
適用したものである。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 9 relate to one embodiment of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a thermal flow meter.
【００１７】図１は本実施例の気体用流量計の構成を示
すブロック図である。この図に示すように、本実施例の
気体用流量計は、気体１０が通過する配管１１内に配設
された温度センサ１２とヒータ１３とを備えている。温
度センサ１２は気体１０の温度を測定するためのもので
ある。気体用流量計は、更に、ヒータ１３に流れる電流
を測定するヒータ電流測定部１４と、ヒータ１３の温度
を測定するヒータ温度測定部１５と、ヒータ電流測定部
１４、ヒータ温度測定部１５および温度センサ１２の各
出力に基づいてヒータ１３を一定温度に制御あるいは一
定電流または一定電力で駆動するヒータ制御部１６とを
備えている。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a gas flow meter according to this embodiment. As shown in this figure, the gas flow meter of the present embodiment includes a temperature sensor 12 and a heater 13 disposed in a pipe 11 through which a gas 10 passes. The temperature sensor 12 is for measuring the temperature of the gas 10. The gas flow meter further includes a heater current measuring unit 14 that measures a current flowing through the heater 13, a heater temperature measuring unit 15 that measures the temperature of the heater 13, a heater current measuring unit 14, a heater temperature measuring unit 15, and a temperature. A heater control unit 16 controls the heater 13 at a constant temperature or drives it with a constant current or constant power based on each output of the sensor 12.
【００１８】気体用流量計は、更に、ヒータ電流測定部
１４またはヒータ温度測定部１５の測定値が変化したと
きに、変化に要した時間を検出する変化時間検出部１７
と、ヒータ電流測定部１４またはヒータ温度測定部１５
の測定値が変化したときに、測定値の変化率を検出する
変化率検出部１８と、変化時間検出部１７の検出値およ
び変化率検出部１８の検出値に基づいて、ヒータ電流測
定部１４またはヒータ温度測定部１５の測定値の変化が
流量の変化によるものか気体の種類の変更によるものか
を判別し、ヒータ電流測定部１４またはヒータ温度測定
部１５の測定値から流量を演算する際の演算式の係数を
決定する判別部１９と、この判別部１９によって決定さ
れた係数とヒータ電流測定部１４またはヒータ温度測定
部１５の測定値とに基づいて流量を演算する流量演算部
２０とを備えている。The gas flow meter further includes a change time detecting section 17 for detecting the time required for the change when the measured value of the heater current measuring section 14 or the heater temperature measuring section 15 changes.
And a heater current measuring unit 14 or a heater temperature measuring unit 15
The change rate detector 18 detects the change rate of the measured value when the measured value changes, and the heater current measuring section 14 detects the change in the heater current based on the detected value of the change time detector 17 and the detected value of the change rate detector 18. Alternatively, it is determined whether the change in the measured value of the heater temperature measuring unit 15 is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas, and the flow rate is calculated from the measured value of the heater current measuring unit 14 or the heater temperature measuring unit 15. A determination unit 19 for determining a coefficient of the arithmetic expression of (1), a flow rate calculation unit 20 for calculating a flow rate based on the coefficient determined by the determination unit 19 and a measurement value of the heater current measurement unit 14 or the heater temperature measurement unit 15; It has.
【００１９】図２は本実施例の気体用流量計におけるヒ
ータの制御、ヒータ電流の測定およびヒータ温度の測定
に係わる部分の構成の一例を示す回路図である。この図
に示す例では、ヒータ１３は、配管１１内に配設された
ヒータ本体２１と、このヒータ本体２１に対して直列に
接続された電源２２、可変抵抗器２３および電流計２４
と、ヒータ本体２１の両端の電圧を検出する電圧計２５
とを備えている。図１におけるヒータ電流測定部１４は
電流計２４によって実現される。ヒータ温度測定部１５
は、電流計２４によって検出されるヒータ本体２１に流
れる電流と電圧計２５によって検出されるヒータ本体２
１の両端の電圧とからヒータ１３（ヒータ本体２１）の
抵抗値を求め、この抵抗値からヒータ１３の温度を求め
る。ヒータ制御部１６は、ヒータ温度を一定に制御する
方法の場合には、ヒータ温度測定部１５で測定したヒー
タ温度が、温度センサ１２で測定した気体の温度よりも
一定温度だけ上昇するように、可変抵抗器２３を制御す
ることによってヒータ１３を制御する。一方、電流また
は電力を一定に制御する方法の場合には、ヒータ制御部
１６は、ヒータ電流測定部１４（電流計２４）で測定し
たヒータ電流が一定になるように、可変抵抗器２３を制
御することによってヒータ１３を制御する。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a part relating to control of a heater, measurement of a heater current, and measurement of a heater temperature in the gas flow meter of the present embodiment. In the example shown in this figure, the heater 13 includes a heater main body 21 disposed in the pipe 11, a power source 22, a variable resistor 23, and an ammeter 24 connected in series to the heater main body 21.
And a voltmeter 25 for detecting a voltage between both ends of the heater main body 21.
And The heater current measurement unit 14 in FIG. Heater temperature measurement unit 15
Are the current flowing through the heater body 21 detected by the ammeter 24 and the heater body 2 detected by the voltmeter 25.
The resistance value of the heater 13 (heater main body 21) is determined from the voltage at both ends of the heater 1 and the temperature of the heater 13 is determined from the resistance value. In the case of the method of controlling the heater temperature to be constant, the heater control unit 16 controls the heater temperature measured by the heater temperature measurement unit 15 to be higher than the gas temperature measured by the temperature sensor 12 by a constant temperature. The heater 13 is controlled by controlling the variable resistor 23. On the other hand, in the case of controlling the current or the power to be constant, the heater control unit 16 controls the variable resistor 23 so that the heater current measured by the heater current measuring unit 14 (ammeter 24) becomes constant. Thus, the heater 13 is controlled.
【００２０】また、ヒータ温度測定部１５、ヒータ制御
部１６、変化時間検出部１７、変化率検出部１８、判別
部１９および流量演算部２０は、例えばマイクロコンピ
ュータによって実現される。また、温度センサ１２、ヒ
ータ１３、ヒータ電流測定部１４、ヒータ温度測定部１
５およびヒータ制御部１６が測定手段を構成する。The heater temperature measuring section 15, the heater control section 16, the change time detecting section 17, the change rate detecting section 18, the determining section 19 and the flow rate calculating section 20 are realized by a microcomputer, for example. Further, the temperature sensor 12, the heater 13, the heater current measuring unit 14, the heater temperature measuring unit 1
5 and the heater control unit 16 constitute a measuring unit.
【００２１】次に、本実施例の気体用流量計の動作につ
いて説明する。この気体用流量計では、ヒータ制御部１
６は、ヒータ温度を一定に制御する方法の場合には、ヒ
ータ温度測定部１５で測定したヒータ温度が、温度セン
サ１２で測定した気体の温度よりも一定温度だけ上昇す
るようにヒータ１３を制御する。そして、流量演算部２
０は、ヒータ電流測定部１４で測定したヒータ電流に基
づいて流量を求める。ヒータ電流に基づいて流量を求め
る場合の演算式は、下式のように表される。なお、Ｉは
ヒータ電流、Ｇは流量、Ａ、Ｂは係数である。Next, the operation of the gas flow meter of this embodiment will be described. In this gas flow meter, the heater control unit 1
6 is a method for controlling the heater temperature so that the heater temperature measured by the heater temperature measuring unit 15 is higher than the gas temperature measured by the temperature sensor 12 by a constant temperature. I do. And the flow rate calculation unit 2
“0” determines the flow rate based on the heater current measured by the heater current measurement unit 14. An arithmetic expression for obtaining the flow rate based on the heater current is represented as the following expression. Here, I is a heater current, G is a flow rate, and A and B are coefficients.
【００２２】[0022]
【数１】Ｇ＝（ＡＩ2 −Ｂ）2 G = (AI 2 −B) 2
【００２３】一方、電流または電力を一定に制御する方
法の場合には、ヒータ制御部１６は、ヒータ電流測定部
１４で測定したヒータ電流が一定になるようにヒータ１
３を制御する。そして、そして、流量演算部２０は、ヒ
ータ温度測定部１５で測定したヒータ温度に基づいて流
量を求める。電流を一定に制御してヒータ温度に基づい
て流量を求める場合の演算式は、下式のように表され
る。なお、Ｒはヒータ１３の温度に対応するヒータ１３
の抵抗値、Ｇは流量、Ｃ、Ｄは係数である。On the other hand, in the case of a method of controlling the current or the power to be constant, the heater control section 16 controls the heater 1 so that the heater current measured by the heater current measuring section 14 becomes constant.
3 is controlled. Then, the flow rate calculating section 20 calculates the flow rate based on the heater temperature measured by the heater temperature measuring section 15. An arithmetic expression in the case where the current is controlled to be constant and the flow rate is obtained based on the heater temperature is expressed as the following expression. Note that R is the heater 13 corresponding to the temperature of the heater 13.
, G is a flow rate, and C and D are coefficients.
【００２４】[0024]
【数２】Ｇ＝（ＣＲ−Ｄ）2 ## EQU2 ## G = (CR-D) 2
【００２５】また、ヒータ電流測定部１４またはヒータ
温度測定部１５の測定値が変化したとき、変化時間検出
部１７は変化に要した時間を検出し、変化率検出部１８
は変化率を検出する。そして、判別部１９は、変化時間
検出部１７によって検出された変化時間および変化率検
出部１８によって検出された変化率に基づいて、ヒータ
電流測定部１４またはヒータ温度測定部１５の測定値の
変化が流量の変化によるものか気体の種類の変更による
ものかを判別する。判別部１９は、具体的には、以下の
２つの条件を満足する場合に、気体の種類の変更による
ものと判定し、他の場合には流量の変化によるものと判
定する。When the measured value of the heater current measuring section 14 or the heater temperature measuring section 15 changes, the change time detecting section 17 detects the time required for the change, and the change rate detecting section 18
Detects the rate of change. Then, the determination unit 19 determines a change in the measured value of the heater current measurement unit 14 or the heater temperature measurement unit 15 based on the change time detected by the change time detection unit 17 and the change rate detected by the change rate detection unit 18. Is determined due to a change in the flow rate or a change in the type of gas. Specifically, when the following two conditions are satisfied, the determination unit 19 determines that the change is due to a change in the type of gas, and otherwise determines that the change is due to a change in the flow rate.
【００２６】〔条件１〕：変化時間が所定の範囲内（例
えば０．５〜２秒）であること。 〔条件２〕：変化率が所定の範囲内であること。[Condition 1]: The change time is within a predetermined range (for example, 0.5 to 2 seconds). [Condition 2]: The change rate is within a predetermined range.
【００２７】ここで、上記の２つの条件の意味について
図３ないし図６を参照して説明する。図３はヒータ温度
を一定に制御する方法の場合において、流量が一定で気
体の種類が変わったときの時間とヒータ電流との関係を
示す特性図、図４はヒータ温度を一定に制御する方法の
場合において、気体の種類は変わらず流量が変化（増
加）したときの時間とヒータ電流との関係を示す特性図
である。また、図５は電流または電力を一定に制御する
方法の場合において、流量が一定で気体の種類が変わっ
たときの時間とヒータ温度との関係を示す特性図、図６
は電流または電力を一定に制御する方法の場合におい
て、気体の種類は変わらず流量が変化（増加）したとき
の時間とヒータ温度との関係を示す特性図である。これ
らの図において、ｔ、ｔ´は変化時間、ａ、ａ´は変化
前の測定値、ｂ、ｂ´は変化後の測定値を示す。Here, the meaning of the above two conditions will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the heater current and the time when the flow rate is constant and the type of gas is changed in the case of controlling the heater temperature constant. FIG. 4 is a method for controlling the heater temperature constant. FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship between a time when the flow rate changes (increases) without changing the type of gas and the heater current in the case of FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the time and the heater temperature when the flow rate is constant and the gas type is changed in the case of controlling the current or the power to be constant.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a time when a flow rate changes (increases) without changing a gas type and a heater temperature in a method of controlling a current or an electric power to be constant. In these figures, t and t 'indicate the change time, a and a' indicate the measured values before the change, and b and b 'indicate the measured values after the change.
【００２８】これらの図に示すように、一般に、流量が
一定で気体の種類が変わったときの変化時間ｔは、気体
の種類は変わらず流量が変化したときの変化時間ｔ´よ
りも長い。従って、この変化時間が短い（例えば０．５
未満）の場合にはヒータ電流またはヒータ温度の変化が
流量の変化によるものである可能性が高く、変化時間が
ある程度長い（例えば０．５〜２秒）の場合にはヒータ
電流またはヒータ温度の変化が気体の種類の変更による
ものである可能性が高い。〔条件１〕は以上の考察に基
づくものである。As shown in these figures, in general, the change time t when the flow rate is constant and the gas type changes is longer than the change time t 'when the gas type does not change and the flow rate changes. Therefore, the change time is short (for example, 0.5
In the case of (less than), it is highly possible that the change in the heater current or the heater temperature is caused by the change in the flow rate. It is likely that the change is due to a change in the type of gas. [Condition 1] is based on the above considerations.
【００２９】また、図３ないし図６に示すように、流量
が一定で気体の種類が変わったときの変化率ｂ／ａは、
変化の前後の気体の種類（例えば空気と１３Ａガス）に
よって略一定である。これに対し、気体の種類は変わら
ず流量が変化したときの変化率ｂ´／ａ´は一定しな
い。従って、変化率が一定値の近傍の所定の範囲内にあ
る場合にはヒータ電流またはヒータ温度の変化が気体の
種類の変更によるものである可能性が高く、変化率が一
定値の近傍の所定の範囲内にない場合にはヒータ電流ま
たはヒータ温度の変化が流量の変化によるものである可
能性が高い。〔条件２〕は以上の考察に基づくものであ
る。As shown in FIGS. 3 to 6, when the flow rate is constant and the type of gas changes, the rate of change b / a is:
It is substantially constant depending on the type of gas (for example, air and 13A gas) before and after the change. On the other hand, the rate of change b '/ a' when the flow rate changes without changing the type of gas is not constant. Therefore, when the rate of change is within a predetermined range near a constant value, it is highly likely that the change in heater current or heater temperature is due to a change in the type of gas, and the rate of change near the constant value is a predetermined value. If it is not within the range, it is highly possible that the change in the heater current or the heater temperature is due to the change in the flow rate. [Condition 2] is based on the above considerations.
【００３０】なお、本実施例では、２つの条件を共に満
足する場合に気体の種類の変更によるものと判別するよ
うにしているが、変化時間検出部１７と変化率検出部１
８の一方のみを設け、〔条件１〕と〔条件２〕の一方の
みを設定し、この条件を満足する場合に気体の種類の変
更によるものと判別するようにしても良い。In this embodiment, when both of the conditions are satisfied, it is determined that the change is caused by a change in the type of gas. However, the change time detecting unit 17 and the change rate detecting unit 1 are used.
8, only one of [Condition 1] and [Condition 2] may be set, and when this condition is satisfied, it may be determined that the change is due to a change in the type of gas.
【００３１】判別部１９は、ヒータ電流またはヒータ温
度の変化が気体の種類の変更によるものと判別した場合
には、流量演算部２０においてヒータ電流またはヒータ
温度から流量を演算する際の演算式の係数を、変更後の
気体に対応するものに変更する。なお、気体の種類が３
種類以上ある場合には、変更の前後の気体の種類に応じ
て変化率が異なることから、変化率に基づいて変更後の
気体の種類を判別し、その気体に対応する係数に変更す
るようにしても良い。When the determination unit 19 determines that the change in the heater current or the heater temperature is due to the change in the type of gas, the flow rate calculation unit 20 calculates the flow rate from the heater current or the heater temperature. Change the coefficient to one corresponding to the gas after the change. The gas type is 3
If there is more than one type, the rate of change differs depending on the type of gas before and after the change, so determine the type of gas after the change based on the rate of change and change the coefficient to the coefficient corresponding to that gas. May be.
【００３２】ところで、ヒータ温度を一定に制御する方
法の場合において、流量変化に基づくヒータ電流の変化
は、流量が小さいときには図８に示すように緩やかにな
り、流量が大きいときには図９に示すように急になる。
電流または電力を一定に制御する方法の場合における流
量変化に基づくヒータ温度の変化も同様である。従っ
て、流量が小さいときにおける変化時間ｔ1 は、流量が
大きいときにおける変化時間ｔ2 よりも長くなる。そこ
で、ヒータ電流が変化する前において流量演算部２０に
よって求められた流量に応じて、前述の（条件１）にお
ける所定の範囲を、流量が大きいほど短い方に、また流
量が小さいほど長い方に変更するようにしても良い。By the way, in the method of controlling the heater temperature to be constant, the change in the heater current based on the change in the flow rate becomes gentle as shown in FIG. 8 when the flow rate is small, and as shown in FIG. 9 when the flow rate is large. Suddenly.
The same applies to a change in the heater temperature based on a change in the flow rate in the case where the current or the power is controlled to be constant. Therefore, the change time t 1 when the flow rate is small is longer than the change time t 2 when the flow rate is large. Therefore, in accordance with the flow rate obtained by the flow rate calculation unit 20 before the heater current changes, the predetermined range in the above (condition 1) is set such that the larger the flow rate, the shorter the range, and the smaller the flow rate, the longer the range. It may be changed.
【００３３】次に、図７の流れ図を参照して、本実施例
の気体用流量計の動作をまとめて説明する。本実施例の
気体用流量計では、まず、使用者が、最初に測定する気
体の種類に応じて、流量演算部２０において流量を演算
する際の演算式の係数（係数初期値）を設定する（ステ
ップＳ１０１）。次に、ヒータ制御部１６がヒータ１３
を一定温度に制御あるいは一定電流または一定電力で駆
動する。そして、ヒータ温度を一定に制御する方法の場
合にはヒータ電流測定部１４の測定値を、電流または電
力を一定に制御する方法の場合にはヒータ温度測定部１
５の測定値を、変化時間検出部１７、変化率検出部１８
および流量演算部２０にそれぞれ入力する（ステップＳ
１０２）。Next, the operation of the gas flow meter of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. In the gas flow meter of the present embodiment, first, the user sets a coefficient (coefficient initial value) of an arithmetic expression when calculating the flow rate in the flow rate calculating unit 20 according to the type of gas to be measured first. (Step S101). Next, the heater control unit 16
Is controlled at a constant temperature or driven with a constant current or constant power. In the method of controlling the heater temperature to be constant, the measured value of the heater current measuring unit 14 is used. In the method of controlling the current or the power to be constant, the heater temperature measuring unit 1 is used.
The measured value of 5 is supplied to the change time detecting section 17 and the change rate detecting section 18.
And flow rate calculation unit 20 (step S
102).
【００３４】次に、変化時間検出部１７および変化率検
出部１８は、それぞれヒータ電流測定部１４またはヒー
タ温度測定部１５の測定値に変化があったか否かを判断
する（ステップＳ１０３）。変化がない場合（Ｎ）は、
流量演算部２０により流量を演算する（ステップＳ１０
８）。一方、変化がある場合（ステップＳ１０３；Ｙ）
は、変化時間検出部１７が変化時間を検出し（ステップ
Ｓ１０４）、変化率検出部１８が変化率を検出する（ス
テップＳ１０５）。そして、判定部１９が、上述の２つ
の条件を用いて、ヒータ電流測定部１４またはヒータ温
度測定部１５の測定値の変化が気体の種類の変更による
ものか否かを判断する（ステップＳ１０６）。気体の種
類の変更によるものではないと判断した場合（Ｎ）は、
そのまま流量演算部２０により流量を演算する（ステッ
プＳ１０８）。気体の種類の変更によるものと判断した
場合（ステップＳ１０６；Ｙ）は、判別部１９は、流量
演算部２０においてヒータ電流またはヒータ温度から流
量を演算する際の演算式の係数を変更し（ステップＳ１
０７）、流量演算部２０は変更後の係数を用いて流量を
演算する（ステップＳ１０８）。気体用流量計は、流量
演算後、測定を終了するか否かを判断し（ステップＳ１
０９）、測定を終了しない場合（Ｎ）はステップＳ１０
２へ戻り、測定を終了する場合（Ｙ）は動作を終了す
る。Next, the change time detecting section 17 and the change rate detecting section 18 determine whether or not the measured values of the heater current measuring section 14 and the heater temperature measuring section 15 have changed (step S103). If there is no change (N),
The flow rate is calculated by the flow rate calculation unit 20 (step S10).
8). On the other hand, when there is a change (Step S103; Y)
The change time detection unit 17 detects the change time (step S104), and the change rate detection unit 18 detects the change rate (step S105). Then, using the above two conditions, the determination unit 19 determines whether the change in the measurement value of the heater current measurement unit 14 or the heater temperature measurement unit 15 is due to a change in the type of gas (step S106). . If it is determined that this is not due to a change in the type of gas (N),
The flow rate is directly calculated by the flow rate calculation unit 20 (step S108). If it is determined that the change is due to the change in the type of gas (step S106; Y), the determination unit 19 changes the coefficient of the arithmetic expression used to calculate the flow rate from the heater current or the heater temperature in the flow rate calculation unit 20 (step S106). S1
07), the flow rate calculation unit 20 calculates the flow rate using the changed coefficient (step S108). After calculating the flow rate, the gas flow meter determines whether to end the measurement (step S1).
09) If the measurement is not completed (N), step S10
Returning to step 2, if the measurement is to be terminated (Y), the operation is terminated.
【００３５】以上説明したように本実施例によれば、ヒ
ータ電流測定部１４またはヒータ温度測定部１５の測定
値が変化したときに、その変化が流量の変化によるもの
か気体の種類の変更によるものかを判別し、気体の種類
の変更によるものと判別した場合にはヒータ電流または
ヒータ温度から流量を演算する際の演算式の係数を変更
するようにしたので、気体の種類が変わった場合でも正
確に流量を測定することができる。従って、例えば、本
実施例の気体用流量計をガスメータとして用いた場合、
設置時には空気用の流量計になっていたものが、空気抜
きしてガスに置換された時点で、ガス用の係数に自動的
に変更され、自動的にガス用の流量計として使用するこ
とが可能となる。As described above, according to this embodiment, when the measured value of the heater current measuring unit 14 or the heater temperature measuring unit 15 changes, the change is caused by the change of the flow rate or the change of the gas type. If the type of gas changes because the coefficient of the calculation formula for calculating the flow rate from the heater current or heater temperature is changed if it is determined that the change is due to the change in the type of gas, However, the flow rate can be measured accurately. Therefore, for example, when the gas flow meter of the present embodiment is used as a gas meter,
At the time of installation, what had been a flow meter for air was changed to a gas coefficient when the air was vented and replaced with gas, and it can be used as a gas flow meter automatically. Becomes
【００３６】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば、ヒータ１３の温度は、ヒータ１３の近傍に温度
センサを設けて、この温度センサによって検出するよう
にしても良い。The present invention is not limited to the above embodiment,
For example, the temperature of the heater 13 may be detected by providing a temperature sensor near the heater 13 and using the temperature sensor.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし３お
よび５のいずれかに記載の気体用流量計によれば、測定
手段の測定値が変化したときに、その変化が流量の変化
によるものか気体の種類の変更によるものかを判別し、
この判別結果と測定手段の測定値とに基づいて流量を演
算するようにしたので、気体の種類が変わった場合でも
正確に流量を測定することができるという効果がある。As described above, according to the gas flow meter according to any one of the first to third and fifth aspects, when the measured value of the measuring means changes, the change is caused by the change in the flow rate. And whether it is due to a change in the type of gas,
Since the flow rate is calculated based on this determination result and the measurement value of the measuring means, there is an effect that the flow rate can be accurately measured even when the type of gas changes.
【００３８】また、請求項４記載の気体用流量計によれ
ば、測定手段の測定値が変化する前において流量演算手
段によって求められた流量に応じて、変化時間検出手段
の検出値に基づく判別の基準を変更するようにしたの
で、上記効果に加え、流量に応じて変化時間が変化する
場合でも、測定値の変化が流量の変化によるものか気体
の種類の変更によるものかを精度良く判別することがで
きるという効果がある。Further, according to the gas flow meter of the present invention, the discrimination based on the detection value of the change time detecting means according to the flow rate obtained by the flow rate calculating means before the measured value of the measuring means changes. In addition to the above effects, even if the change time changes according to the flow rate, it is possible to accurately determine whether the change in the measured value is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas. There is an effect that can be.
【図１】本発明の一実施例の気体用流量計の構成を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a gas flow meter according to one embodiment of the present invention.
【図２】図１の気体用流量計におけるヒータの制御、ヒ
ータ電流の測定およびヒータ温度の測定に係わる部分の
構成の一例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a configuration of a part related to heater control, heater current measurement, and heater temperature measurement in the gas flow meter of FIG.
【図３】ヒータ温度を一定に制御する方法の場合におい
て、流量が一定で気体の種類が変わったときの時間とヒ
ータ電流との関係を示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between time and heater current when a flow rate is constant and a gas type is changed in a method of controlling a heater temperature to be constant.
【図４】ヒータ温度を一定に制御する方法の場合におい
て、気体の種類は変わらず流量が変化したときの時間と
ヒータ電流との関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a heater current and a time when a flow rate changes without changing a gas type in a method of controlling a heater temperature to be constant.
【図５】電流または電力を一定に制御する方法の場合に
おいて、流量が一定で気体の種類が変わったときの時間
とヒータ温度との関係を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between time and heater temperature when the flow rate is constant and the gas type is changed in the case of controlling the current or the power to be constant.
【図６】電流または電力を一定に制御する方法の場合に
おいて、気体の種類は変わらず流量が変化したときの時
間とヒータ温度との関係を示す特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between time and heater temperature when the flow rate changes without changing the type of gas in the case of controlling the current or the power to be constant.
【図７】本発明の一実施例の気体用流量計の動作を示す
流れ図である。FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the gas flow meter according to one embodiment of the present invention.
【図８】ヒータ温度を一定に制御する方法の場合におい
て、流量が小さいときの流量変化に基づくヒータ電流の
変化を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a change in heater current based on a change in flow rate when the flow rate is small in a method of controlling the heater temperature to be constant.
【図９】ヒータ温度を一定に制御する方法の場合におい
て、流量が大きいときの流量変化に基づくヒータ電流の
変化を示す特性図である。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a change in heater current based on a change in flow rate when the flow rate is large in the case of controlling the heater temperature to be constant.
【図１０】従来の熱式流量計の構成を示すブロック図で
ある。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a conventional thermal flow meter.
【図１１】従来の熱式流量計においてヒータ温度を一定
に制御する方法の場合における流量とヒータ電流との関
係を示す特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between a flow rate and a heater current in the case of a method of controlling a heater temperature to be constant in a conventional thermal flow meter.
【図１２】従来の熱式流量計において電流または電力を
一定に制御する方法の場合における流量とヒータ温度と
の関係を示す特性図である。FIG. 12 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a flow rate and a heater temperature in the case of a method of controlling current or power to be constant in a conventional thermal flow meter.
１２ 温度センサ １３ ヒータ １４ ヒータ電流測定部 １５ ヒータ温度測定部 １６ ヒータ制御部 １７ 変化時間検出部 １８ 変化率検出部 １９ 判別部 ２０ 流量演算部 Reference Signs List 12 temperature sensor 13 heater 14 heater current measuring unit 15 heater temperature measuring unit 16 heater control unit 17 change time detecting unit 18 change rate detecting unit 19 discriminating unit 20 flow rate calculating unit
Claims (5)
パラメータを測定する測定手段と、 この測定手段の測定値が変化したときに、変化に要した
時間を検出する変化時間検出手段と、 この変化時間検出手段の検出値に基づいて、前記測定手
段の測定値の変化が流量の変化によるものか気体の種類
の変更によるものかを判別する判別手段と、 この判別手段の判別結果と前記測定手段の測定値とに基
づいて流量を演算する流量演算手段とを具備することを
特徴とする気体用流量計。A measuring means for measuring a parameter which changes according to a flow rate and a type of gas; a change time detecting means for detecting a time required for the change when a measured value of the measuring means changes; Determining means for determining whether a change in the measured value of the measuring means is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas based on a value detected by the changing time detecting means; and a determination result of the determining means and the measurement Flow rate calculating means for calculating the flow rate based on the measured value of the means.
パラメータを測定する測定手段と、 この測定手段の測定値が変化したときに、測定値の変化
率を検出する変化率検出手段と、 この変化率検出手段の検出値に基づいて、前記測定手段
の測定値の変化が流量の変化によるものか気体の種類の
変更によるものかを判別する判別手段と、 この判別手段の判別結果と前記測定手段の測定値とに基
づいて流量を演算する流量演算手段とを具備することを
特徴とする気体用流量計。2. A measuring means for measuring a parameter which changes according to a flow rate and a kind of gas; a change rate detecting means for detecting a change rate of the measured value when a measured value of the measuring means changes; Determining means for determining whether a change in the measured value of the measuring means is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas based on a value detected by the change rate detecting means; and a determination result of the determining means and the measurement Flow rate calculating means for calculating the flow rate based on the measured value of the means.
パラメータを測定する測定手段と、 この測定手段の測定値が変化したときに、変化に要した
時間を検出する変化時間検出手段と、 前記測定手段の測定値が変化したときに、測定値の変化
率を検出する変化率検出手段と、 前記変化時間検出手段の検出値および前記変化率検出手
段の検出値に基づいて、前記測定手段の測定値の変化が
流量の変化によるものか気体の種類の変更によるものか
を判別する判別手段と、 この判別手段の判別結果と前記測定手段の測定値とに基
づいて流量を演算する流量演算手段とを具備することを
特徴とする気体用流量計。3. A measuring means for measuring a parameter which changes according to a flow rate and a type of gas; a change time detecting means for detecting a time required for the change when a measured value of the measuring means changes; When the measurement value of the measurement means changes, a change rate detection means for detecting a change rate of the measurement value, based on the detection value of the change time detection means and the detection value of the change rate detection means, Determining means for determining whether the change in the measured value is due to a change in the flow rate or a change in the type of gas; flow rate calculating means for calculating the flow rate based on the determination result of the determining means and the measurement value of the measuring means And a flow meter for gas.
が変化する前において前記流量演算手段によって求めら
れた流量に応じて、前記変化時間検出手段の検出値に基
づく判別の基準を変更することを特徴とする請求項１ま
たは３記載の気体用流量計。4. The discriminating means changes a criterion for discrimination based on the detected value of the change time detecting means according to the flow rate obtained by the flow rate calculating means before the measured value of the measuring means changes. The gas flow meter according to claim 1 or 3, wherein
と、このヒータを一定温度に制御あるいは一定電流また
は一定電力で駆動するヒータ制御手段と、前記ヒータに
流れる電流を検出するヒータ電流検出手段と、前記ヒー
タの温度を検出するヒータ温度検出手段とを有し、前記
ヒータ電流検出手段の検出値または前記ヒータ温度検出
手段の検出値を測定値として出力することを特徴とする
請求項１ないし４のいずれかに記載の気体用流量計。5. A heater for heating a gas, a heater controller for controlling the heater to a constant temperature or driving the heater with a constant current or a constant power, and a heater current detector for detecting a current flowing through the heater. And a heater temperature detecting means for detecting a temperature of the heater, wherein a detected value of the heater current detecting means or a detected value of the heater temperature detecting means is output as a measured value. 5. The gas flow meter according to any one of 4 to 4,
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