Transcript 大流量マスフローメータCML 製品概要とアプリケーション

氣體流量檢測
CMG系列
CMG的特徵
體積精巧 , 高精密度 , 安裝簡單
 方向表示可改變、不可選擇安裝方向
 LED顯示 , 觀測簡易
（數位顯示流量・等顯示均能簡單測定、管
理）
 上下限警報的設定、瞬間流量輸出類比值等亦
可簡單顯示至盤體
 計測質量流量時、不須補正溫度和壓力
 流孔板的bypass構造 , 低壓損亦不易受模糊
的影響
 可自行診斷 , 並簡單應付故障

計測原理（Sensor的構造）
現正使用山武獨步開發之熱式流速Sensor
１．構造
μＦセンサチップは、シリコンマイクロマシニング技術、及び薄膜形成技術により製作され
た１辺が１.７mm、厚さ０.５mm の高感度, 高速応答の熱型フローセンサです（図１）。
基台（シリコンチップ）の表面上に絶縁膜層を形成し、その内部にはヒータ（Rh）、 上流側
温度センサ（Ru）、下流側温度センサ（Rd）、 周囲温度センサ（Rr）が白金薄膜で形成されてい
ます。白金薄膜は温度に応じて抵抗値が変化し、測温抵抗体として機能します。ヒータ（Rh）
は基台の中央部にあり、その両側に上流側温度センサ（Ru）と下流側温度センサ（Rd）が、ま
た周囲温度センサは基台の周辺部に配置されています。ヒータ（Rh）と上流側、下流側温度セ
ンサ（Ru,、Rd）がある基台の中央部は、その下部のシリコンが異方性エッチングにより除去さ
れ、基台と熱的に絶縁されたダイアフラム構造となっています。
下 流 側 温 度 セ ン サ （ Rd）
上 流 側 温 度 セ ン サ （ Ru）
ダイアフラム
ダイアフラム
1.7 mm
Rr
A
FLOW
絶縁膜層
Ru Rh Rd
A'
周 囲 温 度 セ ン サ （ Rr）
シリコンチップ
0.5 mm
ヒ ー タ （ Rh）
図１ マイクロフローセンサチップ
キャビティー
A-A' 断面
計測原理（Sensor的計測原
理）
熱式Sensor計測質量流量。不需要補正溫壓！
2.計測原理
周囲温度センサ（Rr）で検出される流体温度より一定温度だけ高くなるようにヒータ（Rh）
を駆動すると、流れの無いときは図２(a) のようにヒータ両側の温度分布は対称になり上流側
温度センサ（Ru）と下流側温度センサ（Rd）の温度は等しくなります。
ここに流れが生じると図２(b) のようにヒータ両側の温度分布の対称性が崩れ、上流側温度
センサ（Ru）の受ける温度は低下し、下流側温度センサ（Rd）の受ける温度は上昇します。
この温度差（抵抗値の差）をブリッジ回路で検出することにより、流れに応じた電気出力が
得られます。このようにマイクロフローセンサは熱を利用した計測原理を用いているため、出
力は気体の熱伝導率に関係しており質量流量の計測ができます。
またマイクロフローセンサはサイズが小さいだけでなく、ヒータ、温度センサの検出エレメ
ントが基台と熱的に絶縁されたダイアフラム内に形成されているため、高感度（１cm/s 程度の
超低流速も計測可能）・高速応答（１ms 程度）・低消費電力の特長を実現し、さらにヒータを挟
んだ温度センサの配置が左右対称になっているため逆流の計測も可能です。
?
Ru Rh Rd
(a) 無流量狀態
圖2
?
Flow
Ru Rh Rd
(b) 接收流量狀態
Micro Flow Sensor 計測原理 ( A-A’ 切面)
CMG的構造



採用bypass設計之構造 , 實現低壓損之功能
Bypass設計之構造 , 不易受到微塵的影響
其本體無須移動 , 機械使用壽命長
マイクロフロー
センサチップ
バイパス
流路
流れ方向
オリフィス
プレート
メイン
流路
図３．
CMG的構造圖
マイクロフロー
センサチップ
バイパス
流路
マイクロフロー
センサチップ
オリフィス
プレート
流速をあげる
ための絞り
絞り
バイパス
流路
オリフィス
プレート
CMG壓損
空氣
都 市 氣體
（13A）
空氣
都 市 氣體
（13A）
4m3/h
Model
4m3/h時
140Pa
90Pa
10m3/h
Model
10m3/h時
215Pa
140Pa
80m3/h Model
80m3/h時
40A
50A
500Pa
285Pa
320Pa
183Pa
30m3/h
Model
30m3/h時
210Pa
135Pa
150m3/h Model
150m3/h時
40A
50A
1300Pa
550Pa
832Pa
352Pa
（大氣壓力下的壓損）
CMG TBZ SPEC上的比較(1)
顯示
構造
計測
型號
CMG401N150110XXX
CMG501N150110XXX
TBZ150-0 50AX10KF 10L/P 100MS
TBZ150-3.5 50AX10K 100L/P 100MS
流量計測範圍
（精密度保證範圍）
顯示範圍
顯示開始流量
累計資料顯示範圍
顯示基準溫度
顯示方式
口徑
面間
耐壓
保護構造
計測原理
計測精密度
補正溫壓精密度
綜合精密度
15.0～150.0
12.5～150.0
0.0～170.0
6.0～
0.00～99999999.99
０～25℃可選擇5℃刻度範圍
LED辨識性優良
可選擇40A、50A
220
未達到1MPa
IP54
熱式Sensor（質量流量計）
RD　± 4%
補正溫壓 , 無誤差
120m3/h時　± 4.8m3/h
60m3/h時　± 2.4m3/h
0.00～9999999.99
出貨時指定
LCD辨識性低
50A
220
345kPa以下
IPX2
渦輪式（體積流量計）
FS　± 1%
RD　± 2%
120m3/h時　± 3.9m3/h
60m3/h時　± 1.62m3/h
應答性
100msec 的平均移動
步驟應答
1.6sec
開始 , 結束的應答亦同一
即使頻繁啟停 , 誤差也很少
?
開始應答優良 , 但結束應答則不優良
頻繁啟停時 , 誤差大
CMG TBZ SPEC上的比較(2)
型號
CMG401N150110XXX
CMG501N150110XXX
TBZ150-0 50AX10KF 10L/P 100MS
TBZ150-3.5 50AX10K 100L/P 100MS
電源
電壓
可選擇DC24V、AC100V、AC200V
電池
配線至螺絲端子
開放性連結輸出
公定壽命7年 , 原廠維修(含維修費)
出力
構造
累計脈衝
瞬間流量輸出
4～20mA輸出
其他
開放性連結輸出力
脈衝幅度 100msec （特殊品）
100L/P （10L/P 為特殊對應）
無瞬間輸出
專用累計脈衝 , 必須具備瞬間流量計算器
可設定瞬間流量上 ,下限警報
可設定累計 EVENT
可選擇 Relay輸出、 Open-connect 輸出
無
構造
配線至螺絲端子
可接續電線管 , 保有密封性
專用接頭
低流量時的指示
瞬間流量、累計流量的動作範圍
低流量時的瞬間流量即使顯示最小精密度仍以大幅
度的刻度表示
CMG TBX SPEC上的比較(1)
顯示
構造
計測
型號
CMG250N030100XXX
TBX30
流量計測範圍
（精密度保證範圍）
顯示範圍
顯示開始流量
累計資料顯示範圍
顯示基準溫度
顯示方式
口徑
面間
耐壓
保護構造
計測原理
計測精密度
補正溫壓精密度
應答性
3.0～30.0
4.0～30.0
0.0～35.0
1.5～
0.00～99999999.99
０～25℃可選擇5℃刻度範圍
LED辨識性優良
25A
100
150kPa
IP54
熱式Sensor（質量流量計）
RD　± 4%
補正溫壓 , 無誤差
0.00～9999999.99
出貨時指定
LCD辨識性低
25A
170
150kPa
－
渦輪式（體積流量計）
FS　± 1%
無
100msec 的平均移動
步驟應答
1.6sec
開始 , 結束的應答亦同一
即使頻繁啟停 , 誤差也很少
?
開始應答優良 , 但結束應答則不優良
頻繁啟停時 , 誤差大
電壓
可選擇DC24V、AC100V、AC200V
電池
CMG TBX SPEC上的比較(2)
流量計比較表
型號
CMG250N030100XXX
TBX30
構造
配線至螺絲端子
公定壽命7年 , 原廠維修(含維修費)
累計
開放性連結輸出
脈衝幅度 100msec
可選擇１０ L/P、100L/P 、1000L/P
開放性連結輸出力
脈衝幅度 100msec （特殊品）
100L/P （10L/P 為特殊對應）
瞬間流量輸出
可選擇 1～5V、4～20mA輸出
可scaling 輸出範圍
可以汎用指示計顯示
無瞬間輸出
專門累計脈衝 , 必須具備瞬間流量計算器
警報
可設定瞬間流量上 /下限警報
可設定累計 EVENT
可選擇 Relay輸出 , Open-connect 輸出
無
構造
配線至螺絲端子
可接續電線管 , 保有密封性
專用接頭
CMG TBX 啟停時的應答特性
下述構成之時間應答的比較實驗
気圧計
コンプレサー
エアー
TBX
CMG
バルブ
圧力計
流量
機器
10ｍ３／ｈ
（Normal）
20ｍ３／ｈ
（Normal）
ＴＢＸ
ＣＭＧ
ＴＢＸ
ＣＭＧ
流 量 開 始的
應答時間
1.4ｓｅｃ
1.7ｓｅｃ
1.2ｓｅｃ
1.7ｓｅｃ
停止時的
應答時間
28ｓｅｃ
1.7ｓｅｃ
29.5ｓｅｃ
1.7ｓｅｃ
流量開始以及停止時 , 其應答時間的差異會造成誤差！
CMG TBX 啟停時的精密度
TBX啟停時 , 其誤差增加
‘＋’！
ON-OFF
タイマ
気圧計
コンプレサー
エアー
TBX
30号
膜式
メータ
CMG
バルブ
圧力計
10m3/h時
TBX瞬時値表示
CMG瞬時値表示
ON時間
ON回数
TBX積算値
CMG積算値
膜式メータ積算値
TBX誤差
CMG誤差
圧力計
20m3/h時
11.1m3／h
（10.24Nm3/h）
9.9m3／h
１時間２分３３秒
62回
12.5m3
（11.57Nm3）
10.09Nm3
10.82m3
（9.98Nm3）
15.50%
1.10%
TBX瞬時?表示
CMG瞬時?表示
ON時間
ON回?
TBX積算?
CMG積算?
膜式表計算?
TBX誤差
CMG誤差
21.5m3／h　（
20.35Nm3/h）
20.1m3／h
１時間８分３６
．３秒
68回
26.69m3（
25.26Nm3）
22.98Nm3
24.26m3（
22.68Nm3）
10.00%
1.30%
CMGの機能





瞬間流量上下限警報
立即察覺流量異常。
累計計算
精準檢測其規定流量的流動情形。
維修期間亦可檢測！
類比輸出的範圍
可設定輸出範圍至欲檢測之流量區域內。
基準溫度的變更
５℃刻度內 , 可變更基準温度
脈衝重量的變更
可變更累計脈衝之重量。
CMG的自行診斷功能
診斷為逆流則以負數顯示
 Sensor異常的診斷
 記憶異常的診斷
 登錄資料異常的診斷
