[发明专利]质量流量计及质量流量控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种流量传感器(flow sensor)，特别是涉及一种能够针对 每种样品气体(sample gas)来进行高精度的流量测量的流量传感器。

背景技术

关于此类质量流量计，已知有一种热式质量流量计，其包括：样品气 体所流经的主流路；传感器流路，从主流路分支以使样品气体分流，且设 置着对样品气体的质量流量进行检测的流量检测机构；以及旁通(bypass) 流路，设置在主流路上的传感器流路的分支点与合流点之间。而且，该热 式质量流量计中，流量检测机构包括：上游侧传感器部及下游侧传感器部， 在形成传感器流路的金属制的中空细管的外侧，将2个热敏电阻器 (thermal resistor)卷成卷(coil)状而形成；以及针对两个传感器部 而设置的电桥电路(bridge circuit)。

具体而言，中空细管通过热敏电阻器而受到加热，在未流经有样品气 体时，相对于中空细管的中心呈对称的温度分布。与此相对，当样品气体 在中空细管内流动时，通过上游侧传感器部而受到加热的样品气体流入下 游侧传感器部中，所以与上游侧传感器部相比，下游侧传感器部的温度会 变高，从而会在上游侧传感器部及下游侧传感器部间形成温度差。结果， 所述温度分布呈非对称。

此时的温度差(ΔT)与样品气体的质量流量之间成立有固定的关系， 因此通过利用电桥电路来检测温度差，而能够测量出质量流量(例如，参 照日本专利特开平7-271447号公报)。

然而，对于上述的质量流量计而言，如果在所设置的主流路中气体供 给压力(一次侧压力)发生变更(例如100kPa)，则测量流量会产生误 差，从而存在流量测量精度会降低的问题。

而且，也存在着因一次侧压力的变化所致的测量流量的误差会根据样 品气体的种类而有所不同的问题。

发明内容

对此，为了一举解决上述问题，本发明不仅使用一次侧压力来对测量 流量进行修正，而且还进行了以前从来没有过的全新设想，即，使用由样 品气体种类所决定的系数来进行修正。

也就是，本发明的质量流量计的特征在于包括：流量计算部，获取来 自传感器部的输出信号并计算出样品气体的测量流量，所述传感器部具有 设置在所述样品气体所流经的流路中的热敏电阻器；压力测量部，对所述 流路中的一次侧压力进行测量；以及流量修正部，使用由所述压力测量部 而获得的一次侧压力、及由所述样品气体所决定的气体系数，来对由所述 流量计算部而获得的测量流量进行修正。

只要是所述质量流量计，则不仅能尽可能地缩小由一次侧压力的变化 而引起的测量流量的误差，而且还采用了由样品气体所决定的气体系数来 对测量流量进行修正，因此可提高质量流量计的流量测量精度。

在一次侧压力发生变更的情况下，当该变更后的一次侧压力达到稳定 的状态时，为了对由该一次侧压力而引起的测量流量的误差进行修正，以 提高流量测量精度，较为理想的是，流量修正部利用由压力测量部而获得 的一次侧压力本身来对由流量计算部而获得的测量流量进行修正。

为了简化测量流量的修正并且尽可能地减小运算处理量，较为理想的 是，在所述一次侧压力设为P_in、预先设定的基准压力设为P_base、所述气体 系数设为α、所述测量流量设为Q_raw时，所述流量修正部根据下述的一次 式(primary expression)来计算出修正后的流量Q_offset。

[数学式1]

Q_offset＝Q_raw×{1-(P_base-P_in)×α}

而且，还考虑由所述流量修正部根据下述式来计算出修正后的流量 Q_offset。

[数学式2]