媒体の流量を定量するための流量計及びその使用、並びに定量方法
【課題】媒体の低い値及び非常に大きな範囲の質量流量が比較的高い正確度で測定できる方法及び流量計を提供する。
【解決手段】この流量計１は、流量を測定すべき媒体を輸送するための流管２１，２２を備えている。この流管は、供給端部４及びその下流に配設された吐出し端部６を有している。流量計１には、流管の第一の位置で媒体の流量を測定するための第一の流量センサー１１が設けられている。流量計１には、流管の第二の位置で媒体の流量を測定するための第二の流量センサー１２が設けられている。
【解決手段】この流量計１は、流量を測定すべき媒体を輸送するための流管２１，２２を備えている。この流管は、供給端部４及びその下流に配設された吐出し端部６を有している。流量計１には、流管の第一の位置で媒体の流量を測定するための第一の流量センサー１１が設けられている。流量計１には、流管の第二の位置で媒体の流量を測定するための第二の流量センサー１２が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体の流量を定量するための流量計であって、該流量計は、流量を測定すべき媒体を流送するための流管を備え、流管は、第一の端部及びそれからある距離を置いた第二の端部を有し、かつ、流量計には、流管の第一の位置で媒体の流量を測定するための第一の流量センサーが設けられている流量計に関する。本発明はまた、そのような流量計の使用に関する。本発明はさらに、媒体の流量を定量するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような流量計は、例えばＥＰ２０７８９３６により、公知である。この公知の流量計には、システムチップが設けられており、また、この公知の流量計は、開口部が設けられている基板を備え、その開口部内には、流量を測定すべき媒体を流送するための窒化珪素の流管が存在する。ＥＰ２０６８９３６に記載されている流管は、コリオリ式流量センサーの一部を構成し、非常に低い質量流量を、１ｇ／時よりもはるか低い値まで測定するのに適している。別の実施形態では、流管は、いわゆる熱式流量センサーの一部を構成している。
【０００３】
公知の流量計及び公知の定量方法は、それらの正確度及び（又は）測定可能な範囲が限られている。公知の流量計は、非常に満足なものであるが、流量、例えば質量流量が、より正確に、かつ（あるいは）、より大きな測定範囲内で定量できる流量計及び定量方法に対するニーズが存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、流量、好ましくは質量流量を定量するための改良された流量計及び改良された方法を提供することである。さらに、流量、好ましくは非常に低い流量、例えば、１ｇ／時よりもはるかに低い値の質量流量が、比較的高い正確度で測定できる方法及び流量計を提供することが目的である。また、それに加えて、非常に大きな範囲の流量、特に質量流量が測定できる流量計及び定量方法を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、その目的を達成するために、冒頭で記載した種類の流量計を提供し、この流量計は、請求項１の特徴部分に記載した構成で特徴付けられている。この流量計は、流量を測定すべき媒体を流送するための流管を備えている。この流量計には、媒体の流量を測定するための第一の流量センサーが、流管の第一の位置に設けられている。この第一の位置は、第一の端部と第二の端部の間に在る。この流量計にはまた、媒体の流量を測定するための第二の流量センサーが、流管の第二の位置に設けられている。この第二の位置は、第一の端部と第二の端部の間に在る。第一の流量センサー及び第二の流量センサーは、流管を通る流れの流量が、互いに独立的に測定されるよう設計されていることが好ましい。第二の、追加の流量センサーは、測定すべき流量についての追加の情報が引き出せる追加の測定データをもたらすものである。この追加の情報は、流管を通る流れの流量をより正確に測定することを可能にし、かつ（あるいは）流量計の範囲を拡げること（以下でより詳細に説明する）ことを可能にするものである。したがって、この追加の流量センサーを用いることにより、改良された流量計が得られる。本発明の目的は、このようにして達成される。
【発明の効果】
【０００６】
従属項の［請求項２］〜［請求項１７］の主題事項は、効果的な形態である。以下、これら形態のいくつか及びそれらの利点をより詳細に説明する。
【０００７】
第一の流量センサー及び第二の流量センサーは、流量を流管の同じ位置で測定するよう設計することができる。しかしながら、二つの流量センサーの測定の独立性をさらに増大させるためには、第二の位置を第一の位置から隔てるのが好ましい。
【０００８】
一形態においては、第一の端部は、供給端部であり、また、第二の端部は、供給端部の下流に位置する吐出し端部である。
【０００９】
しかしながら、流管は、二つの端部の間に位置する別の開口部を備え、そして、この別の開口部は、流量を測定すべき媒体を供給又は吐き出すのに適したものとすることが可能である。好ましくは、この別の開口部は、第一の位置と第二の位置との間に位置しており、また、これらの位置は、好ましくは、上記したように、互いに或る距離、隔てられている。このような別の開口部によれば、第一の流量センサーと第二の流量センサーとを並列に位置させることが可能である。別の開口部がない場合は、流量センサーは、直列に位置させる。
【００１０】
注目すべきは、流管は、いくつかの流管部分を備えることができること、及び流管は、一体に構成された部品でなくてもよいことである。
【００１１】
流量計は、コリオリ式の流量センサーを備えることができる。コリオリ式流量センサーは、当業者には、それ自体公知のものである。第一の流量センサー又は第二の流量センサーは、コリオリ式とすることができる。第一の流量センサー及び第二の流量センサーが共にこのコリオリ式である一形態も考えられる。コリオリ式の流量センサーは、流管における流れで誘起された振動を基に流れの質量流量を測定するのに最適である。
【００１２】
一形態においては、流量計は、熱式流量センサーを備えている。このタイプの流量センサーは、当業者には、それ自体公知である。第一の流量センサー又は第二の流量センサーは、熱式流量センサーとすることができる。非常に効果的な一形態においては、以下に説明するように、第一の流量センサー及び第二の流量センサーの両方が、熱式流量センサーである。このようなセンサーは、非常に小さな流れで誘起される温度変化を利用して、非常に低い質量流量を測定するのに最適である。
【００１３】
流量計の精度は、第二の流量センサーによって発せられる少なくとも一つの信号を基に第一の流量センサーを校正するための校正手段を、流量計に備えれば、非常に効果的なやり方で向上させることができる。第二の流量センサーからの信号は、第一の流量センサーをチェックするのに使用でき、かつ、必要ならば、第一の流量センサーによって発せられる信号が流量を表わすように、第一の流量センサーを調整するのに使用できる。
【００１４】
流量センサーは、特定の測定範囲内の流量を測定するよう設計されている。ここで使用する「測定範囲」の用語は、流量センサーによって（正確に）測定され得る特定のパラメータの値の範囲を意味する、と理解されたい。この意味で、流量センサーによって測定できる下側の限界及び流量センサーによって測定できる上側の限界が重要である。流量センサーが、体積流量を測定するよう設計されている場合は、例えば、上記測定範囲は、ナノリットル／秒単位で表すことができる。第一の流量センサーは、第一の測定範囲内の流量を測定するよう設計されており、また、第二の流量センサーは、第二の測定範囲内の流量を測定するよう設計されている。
【００１５】
流量センサーのもう一つの重要な特性は、応答速度である。流量に変化が生ずる場合には、この変化は、流量センサーによって迅速に示されることが重要である。本発明による流量計の応答速度は、流量センサーを二つ使用しているため、比較的高く、精密な応答速度が可能である。
【００１６】
流量計の測定可能な範囲を簡単なやり方で拡大するためには、第一の測定範囲と第二の測定範囲とがオーバーラップするように流量センサーを選択すればよい。好ましくは、それら流量センサーは、第一の測定範囲と第二の測定範囲とが部分的にのみオーバーラップするよう構成する。これにより、測定可能な範囲は、簡単に拡大できる。
【００１７】
非常に効果的な一形態では、第一の流量センサーを熱式流量センサーにし、かつ、第二の流量センサーをコリオリ式の流量センサーとすることにより、第一の流量センサーの測定範囲を拡大し、かつ（あるいは）、校正することが可能である。
【００１８】
第一の流量センサー及び第二の流量センサーが共に熱式流量センサーである一形態では、好ましくは、第一の熱式流量センサーには、温度感知性がありかつ流管に熱的に接続されている第一の抵抗器要素及びそれに対して直列に電気的に接続できる第二の抵抗器要素と；第一の抵抗器要素と第二の抵抗器要素との間で電気的に接続できる第一の電圧測定要素と；第一の抵抗器要素の場所で流管を少なくとも部分的に加熱するための第一の加熱手段とを備えた第一のセンサー回路が設けられており、かつ、第二の熱式流量センサーには、温度感知性がありかつ流管に熱的に接続されている第三の抵抗器要素及びこれに対して直列に電気的に接続できる第四の抵抗器要素と；第三の抵抗器要素と第四の抵抗器要素との間で電気的に接続できる第二の電圧測定要素と；流管を第三の抵抗器要素の場所で少なくとも部分的に加熱するための第二の加熱手段とを備えた第二のセンサー回路が設けられている。この形態では、第一のセンサー回路は、極めて好ましくは、第二のセンサー回路に、上記第一のセンサー回路及び上記第二のセンサー回路がそれぞれホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分を構成するように、電気的に接続されている。流量は、この場合、流量が比較的正確なやり方で測定できるフルホイートストンブリッジで測定できる。この形態では、ホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分の両方は、流量を測定するのに別々に使用できる。ホイートストンブリッジの各半分は、別個の熱式流量センサーとみなすことができる。
【００１９】
好ましくは、流量計には、抵抗器要素のうちの二つからホイートストンブリッジの第一の半分を選択的に構成し、かつ、残りの抵抗器要素のうちの二つからホイートストンブリッジの第二の半分を選択的に構成する切換え手段が設けられている。切換え手段は、存在する四つの（又は可能的にはそれ以上の）抵抗器要素から四つの抵抗器要素を有するホイートストンブリッジを選択的に構成するのに使用できる。適切な切換えによれば、流量計における測定誤差を排除し、かつ、可能的には、ホイートストンブリッジ（第一の流量センサー）の第一の半分を、ホイートストンブリッジ（第二の流量センサー）の第二の半分によって得られる信号に基づいて補正又は校正することが可能になる。
【００２０】
流量計の正確度をさらに向上させるためには、ホイートストンブリッジにおける第二の抵抗器要素及び（又は）第四の抵抗器要素が、温度感知性を有することが好ましい。感温抵抗器要素は、流管に接続することができるが、システムチップの温度を測定するのに、それにより、その温度の変化について校正する目的で使用することもできる。
【００２１】
極めて好ましくは、第二の抵抗器要素及び（又は）第四の抵抗器要素は、流管に熱的に接続されている。
【００２２】
ホイートストンブリッジの第一の半分は、流管の第一の部分を通る流れの流量を測定するよう設計することができる。ホイートストンブリッジの第二の半分は、流管の第二の部分を通る流れの流量を測定するよう設計することができる。上記部分（第一の部分及び第二の部分）は、互いに同一にすることができる。しかしながら、上記第一の部分及び上記第二の部分が、互いに本質的に隔てられていることが好ましい。一形態においては、第一の抵抗器要素及び第二の抵抗器要素は、流管の第一の部分に接続されており、また、第三の抵抗器要素及び第四の抵抗器要素は、流管の第二の部分に接続されており、これら第一の部分及び第二の部分は、互いに本質的に隔てられている。
【００２３】
内部温度勾配の補正を可能にするためには、第一の部分及び第二の部分が、互いに対向して配設されていることが好ましい。上記部分は、互いに平行に延びていることが好ましい。すなわち、上記部分は、上記部分を通る流れの方向が、本質的に互いに対向するように配設されることが好ましい。結果として、熱式センサーからの信号に対する外部の温度勾配の影響は、平均化されることになる。
【００２４】
コンパクトで簡単な流量センサーを得るためには、第一の加熱手段が、少なくとも第一の抵抗器要素及び（又は）第二の抵抗器要素を備えることが好ましい。さらに、又は、このこととは別に、第二の加熱手段は、少なくとも第三の抵抗器要素及び（又は）第四の抵抗器要素を備えることができる。
【００２５】
本発明による流量計のさらなる利点は、異なる種類の媒体、すなわち、異なる気体及び（又は）液体に対して測定を行なうのに最適であることである。熱式流量センサーをコリオリ式流量センサーと共に使用する場合は、熱式流量センサーを、例えば、媒体の密度の差を補正するため校正することができる。
【００２６】
一つのアスペクトによれば、本発明は、本発明による流量計の使用に関する。かかる使用は、ユーザーが、比較的正確なやり方で流量を定量することを可能にするものである。加えて、この流量計の使用は、流量をより大きな測定範囲に亘って定量することを可能にするものである。流量計のこのような使用のさらなる利点は、既に上記したとおりである。
【００２７】
一つのアスペクトによれば、好ましくは上述した流量計により媒体の流量を定量する方法が提供される。この方法は、流管を用意するステップＡ；その流量を定量すべき媒体を流管を通して流送するステップＢ；流管の第一の位置で媒体の流量を測定するステップＣ；得られた一つ又はそれ以上の測定データに基づいて、媒体の流量を定量するステップＤで構成されている。この方法は、流管の第二の位置で媒体の流量を測定するためのさらなるステップＥで特徴付けられている。この方法によれば、流管を通る流れの流量は、二つの異なるステップを行なうことで測定される。好ましくは、上記ステップは、第一の測定が、たとえ第二の測定に影響したとしてもほとんど影響しないように、互いに独立して行なわれる。したがって、第二の位置で測定すれば、測定すべき流量についての追加の情報が引き出せる追加の測定データが得られることになる。上記追加の情報は、既により詳しく説明したように、流管を通る流れの流量をより正確に測定すること、及び（又は）、流量計の範囲を拡大することを可能にするものであるが、この方法に関しては、再び、より具体的に説明する。
従属項である［請求項２０］〜［請求項２６］の主題事項は、この方法の効果的な形態である。以下、これら形態のいくつか及びそれらの利点をより詳細に説明する。
【００２８】
この方法の一形態においては、第二の位置は、第一の位置と異なっている。二つの異なる位置で測定することによって、各種の測定の独立性がさらに高まる。
【００２９】
ステップＥは、好ましくは、ステップＣと同時に行なわれる。同時に測定すれば、各種の測定値を比較する際に、流量に対する時間の影響が、排除されるか、あるいは、影響の程度が少なくとも減ることになる。
【００３０】
既に説明したように、第一の測定範囲内の流量がステップＣで測定され、また、第二の測定範囲内の流量がステップＥで測定されることが、考えられる。上記測定範囲は、互いに同一にすることができるが、互いに異なるようにすることもできる。第一の測定範囲と第二の測定範囲の接続部は、オーバーラップさせることが可能である。第一の測定範囲と第二の測定範囲とは、部分的にのみオーバーラップさせることができる。また、測定範囲は、全くオーバーラップさせないことも考えられる。
【００３１】
ステップＣを第一の流量センサーで行い、この方法に、ステップＥで得られた一つ又はそれ以上の測定データに基づいて第一の流量センサーを補正し、かつ（あるいは）校正するさらなるステップを入れれば、非常に効果的である。
【００３２】
好適な一形態では、第一の流量センサーは、熱式流量センサーであり、また、ステップＥは、コリオリ式の第二の流量センサーで行なわれる。コリオリ式の流量センサーは、第一の流量センサー、例えば熱式流量センサーを補正し、かつ（あるいは）、校正するのに良好に使用できる。反対に、熱式流量センサーが、コリオリ式流量センサーを校正するのに使用できることは、言うまでもない。
【００３３】
以下、添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１ａ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図１ｂ】図１ａに示した流量計の平面図である。
【図１ｃ】図１ａに示した流量計の断面図である。
【図２ａ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図２ｂ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図２ｃ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図２ｄ】接続部の第一のダイヤグラムを示す。
【図２ｅ】接続部の第二のダイヤグラムを示す。
【図２ｆ】流量計の一実施形態における抵抗器を測定するための可能な回路の概略図である。
【図３ａ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図３ｂ】熱式流量センサーの斜視図である。
【図３ｃ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図３ｄ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図４ａ】本発明による流量計の一実施形態の概略平面図である。
【図４ｂ】本発明による流量計の一実施形態の概略平面図である。
【図４ｃ】本発明による流量計の一実施形態の概略平面図である。
【図４ｄ】本発明による流量計の一実施形態の概略平面図である。
【図５ａ】本発明による流量計の一実施形態の概略図である。
【図５ｂ】本発明による流量計の一実施形態の概略図である。
【図５ｃ】本発明による流量計の一実施形態の概略図である。
【図５ｄ】本発明による流量計の一実施形態の概略図である。
【図６】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１ａは、流量計１を示す。流量計１には、エッチングで作られた二つの開口部５１、５２を有する単結晶シリコン基板１６を備えたシステムチップが設けられている。モノリシックなシステムチップ１６は、支持体１４、例えば、その上に銅の導体を有するセラミック又はプラスチック材料のＰＣＢ（プリント回路基板）上に取り付けられた、互いに対向して配設された二つの永久磁石３１、３２と一ユニットに組み合わされている。基板１６は、Ｓｉウェーハから作られ、支持体１４に取り付けられている。システムチップと支持体との間の電気的接続部は、グループ８１、８２、８３におけるいわゆるボンドワイヤによって設けられている。
【００３６】
システムチップ内及びその上には、流量を測定すべき媒体を流送する流管２１、２２が設けられている。流管２１、２２は、供給端部４の形態をなす第一の端部４及びその下流に配設された吐出し端部６の形態をなす第二の端部６を備えている。流管には、流管２１、２２を通る流れの流量を第一の位置及び第二の位置で測定するための第一の流量センサー１１及び第二の流量センサー１２が設けられている。
【００３７】
流量計１は、第一の開口部５１内で自由に懸垂された、図示の実施形態における窒化珪素のコリオリ式管２１を有するコリオリ式流量センサー１１を備えている。このような流量計は、当業者にとっては、例えば、ＥＰ２０７８９３６（この文書は、本特許出願書に参照によって組み込まれている）により、それ自体公知のである。このようなセンサーを正しく理解するためには、コリオリ式管を通る流れの質量流量は、上記質量流量に関係付けられるコリオリ式管の振動量に通じると言えば十分である。この振動量は、読取り要素により、読み取ることができる。コリオリ式管は、ループ形であり、このループ形は、この場合、長方形である。他のループ形、例えば、三角形、台形又はＵ字形ももちろん考えられる。
【００３８】
図１に示したシステムチップは、ピラニ圧力センサー１８等の絶対圧センサー１８を、例えば、基板１６内に、あるいは、その上に組み込んで備えることができる。圧力センサー１８は、空圧用のコリオリ式管２１の測定された振動量を補正するのに使用できる。
【００３９】
流管の第二の位置には、第二の開口部５２内に固定的に懸垂された窒化珪素の管部２１を有する熱式流量センサー１２が設けられている。第二の位置は、第一の位置から隔てられている。図１ａに示した状態では、熱式流量センサー１２の管部２１は、開口部と完全に交差しており、また、吐出し端部を有する管部の接続部２３は、基板内の埋設チャネル２３となっている（図１ｂ参照）。熱式流量センサーは、当業者にとっては、それ自体公知であるが、多くのやり方で構成することができる。以下、熱式流量センサーの有り得るいくつかの実施形態をより詳しく説明する。
【００４０】
一実施形態においては、熱式流量センサーは、四つの抵抗器要素を有するホイートストンブリッジ（図示せず）を備えており、そのうちの少なくとも一つの感温抵抗器が、流管に熱的に接続されている。加熱要素は、感温抵抗器の近傍に配置された流管の一部を加熱する。管内の流れは、管内の質量流量にもよるが、下流方向に熱を運ぶことになる。その結果として、感温抵抗器の場所における温度は、感温抵抗器が、それぞれ、加熱要素の下流に配設されているか、あるいは、上流に配設されているかにより、上昇又は下降することになる。温度の上昇又は下降は、感温抵抗器の抵抗に変化をもたらし、これは、次いで、ホイートストンブリッジによって読み取って、流量、好ましくは、媒体の質量流量の測定値に関係付けることができる。
【００４１】
一実施形態（図示せず）においては、熱式流量センサーは、互いに対向して配設された、それぞれ感温抵抗器を有する二つの管部を備えている。各感温抵抗器は、ホイートストンブリッジの一つの半分に組み込まれている。熱式流量センサーの別の変形例も、もちろん考えられる。
【００４２】
それ自体公知である熱式センサーの一実施形態を図３ｂに示す。前出の図に示した熱式流量センサー３０１は、流管３２０を備えており、これは、基板３１４の開口部内に固定的に懸垂された二つの窒化珪素の管部３２１、３２２を備えている。媒体は、入口３０４及び出口３０６を有する埋設チャネルを介して、流管３２１、３２２を通して流れることができる。第一の管部上には、管部の中心に、二つのヒータ要素３４０が配置されている。ヒータ要素３４０はまた、第二の管部３２２上にも配置されている。ヒータ３４０の各側における二つの脚部３２１、３２２の間には、二つのサーモパイル３３１、３３２が対称的に配置されている。二つの脚部の間には、フィルム３４１、３４２が設けられており、このフィルム上には、サーモパイル３３１、３３２が支持されている。
【００４３】
熱式流量センサーの一実施形態（図示せず）においては、上記熱式流量センサーは、自由に懸垂された略Ｕ字形のループ形の管を備えている。自由な管の接続脚部の中心には、加熱抵抗器が配置されている。自由な管の二つの脚部の間には、脚部の間の温度差を測定するためのサーモパイルが配置されており、この温度差が、流量の目安である。このような流量センサーは、例えば、ＥＰ７７４６４９により公知である。このＵ字形の管は、Ｕ字形の接続脚部で、開口部の対向する壁部に取り付けることができ、あるいは、埋設チャネルを介して基板へと延びるようにすることができる（図２ｂに示した実施形態と同様）。両方の脚部上で、例えば、その中心にヒータ抵抗器を設けることによって、上記の熱式センサーのダブルバージョンが得られる。ヒータの各側で二つの脚部の間にサーモパイルを対称的に配置することができる。
【００４４】
図１ｂは、図１ａのシステムチップの平面図を示す。同様の部品は、同じ符号で示す。図は、システムチップが、第一の接続部４と第二の接続部６との間に延びている流管２０を備えていることを明確に示している。第一の開口部５１の場所では、流管２０は、コリオリ式流量計１１の一部を構成している。第二の開口部５２の場所では、流管２０は、熱式流量センサー１２の一部を構成している。媒体は、選択した接続部にもよるが、先ず、熱式流量センサー１２の流管部を通して流し、次いで、コリオリ式流量センサー１１の流管部を通して流すか、あるいは、その逆にすることができる。二つの流量センサーの選択すべき順序は、限定されていない。
【００４５】
図１ｃは、図１ａの装置を示し、熱式流量センサー１２の場所における断面図である。この図は、流管２０の接続部６（端部部分）と別の流管６１との間の流体接続が、圧力ブロック７１及び圧力ブロック１５によっていかに行なわれるかを明確に示すものである。
【００４６】
図２ａは、別の実施形態による流量計１０１を示す。図示の実施形態では、流量計１０１には、エッチングで作られた開口部１５２を有する単結晶シリコン基板１１４を備えたシステムチップが設けられている。システムチップは、図１ａを参照して説明したシステムチップと同様に作成することができる。
【００４７】
システムチップ内及びその上には、流量を測定すべき媒体を流送するための流管１２０が設けられている。流管１２０は、第一の端部１０４を供給端部１０４の形態で備えており、かつ、それから距離を隔てて、第二の端部１０６を、供給端部から下流に位置する吐出し端部１０６の形態で備えている。流管１２０は、二つの脚部１２１、１２２及び接続部１２３を有するループ形である。二つの脚部は、開口部１５２と完全に交差しており、また、基板内には、埋設チャネル１２３（点線で図示してある）が在り、これが、二つの脚部の接続部を構成している。流管には、流管１２０を通る流れの流量を第一の位置及び第二の位置で測定するための第一の熱式流量センサー１１１及び第二の熱式流量センサー１１２が、設けられている。
【００４８】
第一の熱式流量センサー１１１は第一の脚部１２１上に設けられている。第一の熱式流量センサー１１１には、第一の抵抗器要素１３３が設けられており、これは、温度感知性があり、流管１２１に熱的に接続されている。第二の抵抗器要素１３３は、第一の抵抗器要素１３３から隔てられた場所に設けられている。図示の実施形態では、上記第二の抵抗器要素は、温度感知性があり、流管１２１に熱的に接続されているが、これは、絶対的に必要なことではない。抵抗器要素１３１、１３２は第一のセンサー回路の一部を構成している。第一の抵抗器要素１３３は第二の抵抗器要素１３２と電気的に直列に接続されている。第一の電圧測定要素は、第一の抵抗器要素１３１と第二の抵抗器要素１３２との間で接続可能である。これら抵抗器要素は、第一の抵抗器要素１３１の場所で、流管を少なくとも部分的に加熱するための加熱手段を構成している。しかしながら、この目的を念頭に置いて、例えば、図３ｂを参照して上記したように、別個の加熱要素を設けることも可能である。
【００４９】
第二の熱式流量センサー１１２は第二の脚部１２２上に設けられている。第一の熱式流量センサーと同様に、第二の熱式流量センサー１１２には、温度感知性があり、流管１２２に熱的に接続されている第三の抵抗器要素１３３、及びそれと電気的に直列に接続できる第四の抵抗器要素１３４を備えた第二のセンサー回路が設けられている。図示の実施形態では、第四の抵抗器要素１３４は、温度感知性があり、流管１２２と熱的に接続されているが、これは、絶対的に必要なことではない。第二の電圧測定要素は、第三の抵抗器要素１３３と第四の抵抗器要素１３４との間で接続可能である。第二の脚部１２２もまた、第三の抵抗器要素１３３の場所で、流管１２２を少なくとも部分的に加熱するための加熱手段を備えている。この実施形態では、抵抗器要素は、加熱要素を構成しているが、他の実施形態も考えられる。
【００５０】
図２ｃは、図２ａにおける間隔を置いた二つの管部１２１、１２２の概略図である。管部１２１、１２２を通る流れの方向を、矢印Ｆ１、Ｆ２で示してある。第一の管部１２１では、流れは、図面の左から右に（矢印Ｆ１で示す方向に）生じ、第二の管部１２２では、流れは、反対の方向、すなわち、図面の右から左に（矢印Ｆ２で示す方向に）生じる。第一の管部１２１は、間隔を置いて配置された、温度感知性がある二つの抵抗器１３１、１３２を備えている。二つの抵抗器は、図２ａを参照して説明したように、ホイートストンブリッジの第一の半分の一部を構成している。抵抗器１３１、１３２もまた、管部１２１を加熱するための加熱要素として構成されている。第二の管部１２２は、第一の管部１２１と同様に構成されており、第二の管部１２２と熱的に接続されている二つの感温抵抗器１３３、１３４を備えている。上記抵抗器もまた、第二の管部を加熱するための加熱要素として機能する。破線Ｍ０、Ｍ０’は、管部を通る流れが全く無い場合の二つの管部の温度プロファイルを示す。
【００５１】
流れが生ずると、管部１２１、１２２の温度が変化する。これは、実線Ｍ１、Ｍ１’で概略的に示してある。第一の管部１２１では、管部の中心（長手方向中央位置）から上流の部分における温度は、その下流の部分における流れ及び上昇の結果として下降することになる。この下降及び上昇で流量の測定がなされる。同じことは、第二の管部１２２についても当てはまる。流れの結果として、温度は、第二の管部においても同様に連続的に下降し、かつ、上昇する。経時的な温度変化は、感温抵抗器１３１、１３２、１３３、１３４によって、比較的正確に定量でき、したがって、管部１２１、１２２を通る流れも測定可能である。（例えば、基板の一方の側は、他方の側より高温なので）流れの方向Ｆ１、Ｆ２におけるいかなる温度勾配も平均化され、したがって、第一の管部についての測定結果に対する温度勾配の影響は、第二の管部の測定結果に対する温度勾配の影響と正確に反対である。
【００５２】
図２ｄに示すように、第一の抵抗器要素１３１及び第二の抵抗器要素１３２は、ホイートストンブリッジの半分を構成するようなやり方で、電気的に接続することができる。基準抵抗器１５０、１５１を用いれば、流量の測定は、第一の抵抗器要素１３１及び（又は）第二の抵抗器要素１３２における抵抗変化に基づいて、定量することができる。第三の抵抗器要素１３３及び第四の抵抗器要素１３４は、ホイートストンブリッジの半分として接続し、基準抵抗器１５０、１５１をホイートストンブリッジの相補的な半分として用いて、同様に構成することができる。
【００５３】
特殊な一実施形態では、第一の熱式流量センサー１１１及び第二の熱式流量センサー１１２は、図２ｅで概略的に示したように、電気的に接続されており、第一のセンサー回路及び第二のセンサー回路はホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分をそれぞれ構成している。この場合、流量はフルホイートストンブリッジで測定できるので、流量は比較的正確なやり方で測定できる。この実施形態では、ホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分の両方は、流量を別個に測定するのに使用できる。したがって、ホイートストンブリッジの各半分は、別個の熱式流量センサーとみなすことができる。
【００５４】
特殊な一実施形態では、ホイートストンブリッジにおける抵抗器は、選択的に接続できる。流量計は、この目的のため、ホイートストンブリッジの第一の半分を抵抗器要素のうちの二つから選択的に構成し、かつ、ホイートストンブリッジの第二の半分を残りの抵抗器要素のうちの二つから選択的に構成する切換え手段を設けることができる。いくつかの構成が可能であり、それら構成は、図２ｆに示してある。流れ冷却抵抗器（抵抗器の場所の温度が下降する）を破線で示し、かつ、流れ加熱抵抗器（抵抗器の場所の温度が上昇する）を実線で示してある。
【００５５】
図２ｆにおいて、文字Ａで示した第一の構成では、流量を測定するのに使用できる測定回路が得られる。この構成では、ホイートストンブリッジの第一の半分は、低温抵抗器Ｒ１と高温抵抗器Ｒ２で構成され、ホイートストンブリッジの第二の半分も、低温抵抗器Ｒ４と高温抵抗器Ｒ３で構成されている。図２ｃに示した状態に対しては、Ｒ１は抵抗器要素１３１に対応し、Ｒ２は抵抗器要素１３２に対応し、Ｒ３は抵抗器要素１３４に対応し、Ｒ４は抵抗器要素１３３に対応する。高温抵抗器Ｒ２、Ｒ３は、ホイートストンブリッジにおいて、互いにいわば正反対の位置に配設されており、これは、低温抵抗器Ｒ１、Ｒ４も同様である。各種抵抗器の入替えが考えられるのは、言うまでもない。この構成Ａにおける前述の切換えは、固定誤差の補正に使用できる。
【００５６】
図２ｆにおいて、文字Ｂで示した第二の構成では、測定回路を校正するのに使用できる測定回路が得られる。この構成では、いわゆる共通オフセットが測定できる。この構成では、ホイートストンブリッジの第一の半分は、低温抵抗器Ｒ１と高温抵抗器Ｒ２で構成され、ホイートストンブリッジの第二の半分も、低温抵抗器Ｒ４と高温抵抗器Ｒ３で構成されている。高温抵抗器は、いわば互いに他に加えて配設されており、これは、低温抵抗器も同様である。各種抵抗器の入替えが考えられるのは、言うまでもない。
【００５７】
図２ｆにおいて、文字Ｃで示した第三の構成では、一般に互いに他と反対のホイートストンブリッジの二つの部分から、測定回路が得られる。ホイートストンブリッジの第一の半分は、全ての高温抵抗器Ｒ３、Ｒ２で構成され、一方、ホイートストンブリッジの第二の半分は、全ての低温抵抗器Ｒ１、Ｒ４で構成されている。ホイートストンブリッジの測定値は、この場合、ゼロに等しくなるはずである。ずれがある場合は、それについての補正が可能である。各種抵抗器の入替えが考えられるのは、言うまでもない。
【００５８】
図２ａの流量計１０１もまた、図１ａに示したコリオリ式流量センサー１１と組み合せて、熱式流量センサーとして使用可能である。
【００５９】
図２ｂは、図１ａの流量計１７１の図であるが、図１ａ〜ｃの熱式流量センサー１２が、図２ａの流量計１０１に取り替わっている。事実、ここでは、媒体の流量を三つの（異なる）位置で測定するための三つの流量センサーを有する流管を備えた流量計１７１となっている。
【００６０】
図３ａは、合計４個の熱式流量センサーを有する流量計２０１の一実施形態を示す。この流量計は、入口２０４及び出口２０６を有し、かつ、基板２１４の開口部内に自由に懸垂されている合計４個の管部２２１、２２２、２２３、２２４有する流管２２０を備えている。そして、埋設チャネル２２５、２２６、２２７を介して、ループ形のフロート管となっている。各管部は、半分のホイートストンブリッジを備え、各半分は、温度感知性があり、かつ、加熱要素としても働く二つの抵抗器要素（２３１、２３２；２３３、２３４；２３５、２３６；２３７、２３８）を備えている。半分のホイートストンブリッジ４個は、選択的に組み合わせて、フルホイートストンブリッジを構成することができる。この実施形態を用いれば、流れの方向（管部の長手方向）における温度勾配、及び、管部の面において、流れの方向に対して垂直な方向の温度勾配の両方を補正することができる。さらに、図２ｆを参照して上記したように、ホイートストン回路で個々の抵抗器を選択的に接続することができる。
【００６１】
図３ｃは、流管４２０上に設置した多数の熱式流量センサーを備えた流量計４０１の一実施形態を示す。この流管もまた、第一の端部４０４、及び、第二の端部４０６を有し、これらは、この実施形態では、それぞれ供給端部４０４及び吐出し端部４０６となっている。この実施形態においても、数個（合計４個）の管部４２１、４２２、４２３、４２４が、設けられており、これらは基板４１４の開口部の間で自由に延びている。各種の管部４２１、４２２、４２３、４２４は、埋設チャネル４２５、４２６、４２７を介して接続されており、ループ形の流管４２０を構成している。各管部の中心には、ヒータ要素が設けらている。隣接する管部は、図３ｂを参照して説明した熱式流量センサーと同様、それぞれのサーモパイル４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６によって接続されている。しかしながら、図３ｃの実施形態は、基板４１４の面内の温度勾配の補正が可能であるという利点を有している。
【００６２】
図３ｄは、二つの熱式流量センサー５３３、５５３が設けられた４個の管部５２１、５２２、５２３、５２４を備えた流管を有する流量計５０１の一実施形態を示す。管部は、埋設チャネル５２５、５２６、５２７を介して接続されている。管部は、それぞれ、各管部の中心にヒータ要素５４０が設けられている。上記ヒータ要素のそれぞれのどちらかの側には、サーモパイル５３３、５５３が、配置されている。各サーモパイルは、合計４個の管部に亘って、流れの方向と垂直に延びている。サーモパイル５３３、５５３を読み取るための接続部５３１、５３２、５５１、５５２が設けられている。この実施形態でも、基板５１４の面における温度勾配の補正が可能である。
【００６３】
図４ａ〜４ｄは、本発明による流量計の切替えを示す。図において、入口及び出口は一貫してそのようなものとして命名されている。しかしながら、当業者には、出口はまた入口としても使用できること、及びその逆も理解されよう。出口及び入口は、共に、さらなる開口部を利用することにより、出口又は入口としても同時に機能することができることが後に明らかとなるであろう。
【００６４】
図４ａは、入口６０４及び出口６０６を備えた流管６２０を有する流量計６０１の一実施形態を示す。流管６２０は、コリオリ式流量センサー６１１、及び、例えば図３ａ、図３ｃ又は図３ｄで示した熱式流量センサーの形態での熱式流量センサー６１２を備えている。しかしながら、例えば図３に示した二つの直列に接続されている熱式流量センサー６１２、６１３を備えた実施形態も考えられる。コリオリ式流量センサー６１１及び熱式流量センサー６１２、６１３の間には、さらなる入口又は出口６０５が設けられており、これらは、コリオリ式流量センサー６１１又は熱式流量センサー（複数も可）６１２、６１３をバイパスするために、選択的に使用することができる。
【００６５】
一実施形態においては、別の入口又は出口６０５を、唯一の供給開口部として使用できる。したがって、入口６０５は、供給端部となり、これにより、コリオリ式流量センサー６１１は、熱式流量センサー６１２、６１３と並列に配置されることになる。したがって、供給端部７０４は、吐出し開口部として働き、同じことは、吐出し端部７０６にも当てはまる。さらに、図１ｂに示した実施形態で言えば、ただ一つのコリオリ式流量センサー１１を、ただ一つの熱式流量センサー１２と並列に設置することが考えられる。
【００６６】
図４ｂは、入口７０４及び出口７０６を備えた流管７２０を有する流量計７０１を示す。流管７２０は、コリオリ式流量センサー７１１、及び、例えば図２ａに示したような二つの並列に接続されている熱式流量センサー７１２、７１３を備えている。このように、熱式流量センサーは、二つ以上の熱式流量センサーで効果的に構成することができる。Ｔ字形接続部７０５は、基板７１４に埋設されており、上記並列接続部を実現するため設けられている。
【００６７】
図４ｃは、入口８０４及び出口８０６を備えた流管８２０を有する流量計８０１を示す。流管８２０は、コリオリ式流量センサー８１１、及び、例えば図２ａに示したような熱式流量センサー８１２を備えている。上記流量計には、熱式流量センサーに並列に接続されている一つ又はそれ以上のシャントチューブ８２６、８２７が設けられており、これらシャントチューブは、基板８１４に埋設されている。シャントチューブ８２６、８２７の追加は、コリオリ式流量センサー８１１を通る流れの流量を、熱式流量センサー８１２に比べてより大きくし、したがって、流量を個々の流量センサーの範囲に合わせることを可能にするものである。
【００６８】
図４ｄは、コリオリ式流量センサー９１１、及び、例えば図２ａに示したような熱式流量センサー９１２を有する流量計９０１を示し、この場合、シャントチューブ９２６、９２７は、やや異なって配置されており、正確に言えば、コリオリ式流量センサー９１１は、熱式流量センサー９１２より低い流量を受け取るようになっている。
【００６９】
図５ａ〜５ｄは、少なくとも一つのコリオリ式流量センサー及び少なくとも一つの熱式流量センサーを備えた流管を有する流量計の測定範囲のグラフ表示を示す。コリオリ式流量センサーの測定範囲は、太い破線で示し、熱式流量センサーの測定範囲は、細い実線で示してある。流管を通る実際の媒体の質量流量は、横軸で示してある。センサーからの出力信号は、縦軸で示してある。
【００７０】
これらの図の全てにおいて、二つの流量センサーからの出力信号が重要である。第一の出力信号はＹ１軸で表し、第二の出力信号はＹ２軸で表してある。したがって、問題となる信号は、それぞれ、横軸で示した質量流量Ｘの特定の範囲を表す二つの信号である。
【００７１】
コリオリ式センサーは、本来、質量流量センサーである。したがって、信号は、実際の質量流量にのみ大いに依存する。熱式流量センサーは、より敏感であるが、さらに言えば、流れる媒体の密度及び容量にも敏感である。
【００７２】
図５ａは、コリオリ式センサー９５が、熱式流量センサーの校正手段としていかに使用できるかを示している。コリオリ式センサー９５は、特定の感度を有し、ｂからｅの質量流量範囲を有している。これは、熱式流量センサーを校正するのに使用できる。これは、出力信号を、変化しない質量流量でスケーリングすることによって行なうことができる。熱式流量センサーの傾きは、このようにして、特定の媒体の質量流量におけるその感度が、コリオリ式センサーの感度に対応するように校正することができる。この場合、信号９３は、コリオリ式センサーと同じ感度を有している。信号９１、９３は、感度が高すぎ、一方、信号９４は、低すぎる。
【００７３】
図５ｂは、熱式流量センサーからの信号が、熱式流量センサーの感度を調整するという目的のために、増幅によっていかに調整できるかを示すものである。二つのセンサーの感度は、特定の質量流量において、熱式流量センサーの適切な増幅量を選択することによって等しくなる。それにより、比較的大きなダイナミック範囲（ａ〜ｅ）を有する流量計が得られる。二つのセンサーの範囲は、部分的にオーバーラップしている。
【００７４】
図５ｃは、図４ｃを参照して説明したシャントの使い方を示すものである。図５ｃは、コリオリ式センサー９５と熱式流量センサー９１、９２、９３、９４との組合せから得られる出力信号を示す。信号９１は、シャント無しの熱式流量センサーを示す。シャントは、熱式流量センサーの感度を犠牲にして測定範囲を拡大することを可能にするものである。熱式流量センサーの下側の範囲は、質量流量軸Ｘでは、スケーリングされているが、出力信号軸Ｙ２では、スケーリングされていない。
【００７５】
図５ｄは、図４ｄを参照して上記したシャントの使い方を示すものである。図５ｄは、コリオリ式センサー９１、９３、９４、９５（シャント有り又は無し）と熱式流量センサー９２との組合せから得られる出力信号を示す。信号９１は、シャント無しのコリオリ式センサーを示す。シャントを使用すれば、測定可能な範囲は拡大するが、感度は、下がることになる。しかしながら、より多くのシャントを使用すれば、測定範囲の下限も拡大する。
【００７６】
最後に、図６は、エッチングで作られた二つの開口部５１、５２を有する単結晶シリコン基板１４を備えたシステムチップの一実施形態の概略平面図である。モノリシックシステムチップ１６は、互いに対向して配設された二つの永久磁石１０３１、１０３２を有する一つのユニットに組み合わせてあり、これは、図１を参照して上記したように、支持体（図示せず）に取り付けてある。システムチップ内及びその上には、流量を測定すべき媒体を流送するための流管１０２１、１０２２、１０２３が有る。この流管１０２１、１０２２、１０２３は、供給端部１００４の形態の第一の端部１００４及び供給端部の下流に配設された吐出し端部１００６の形態の第二の端部１００６を備えている。流管には、第一の流量センサー１０１１及び第二の流量センサー１０１２が設けられており、これらは共に、コリオリ式流量センサーの形態となっている。コリオリ式流量センサーでは、流管１０２１、１０２２を通る流れの流量は、第一の位置及び第二の位置で測定することができる。
【００７７】
第一のコリオリ式流量センサー１０１１は、第二のコリオリ式流量センサー１０１２に対向して配置されており、第一のコリオリ式流量センサー１０１１と第二のコリオリ式流量センサーとの間に、鏡映軸が形成されている。
【００７８】
図示の実施形態では、流量センサーは、並列に配置されている。しかしながら、第一のコリオリ式センサー１０１１を第二のコリオリ式センサー１０１２に接続する管１０１３の位置では、さらなる接続点が存在し、これは、媒体を供給もしくは吐き出すための開口部をなしている、と考えることができる。この接続点は、好ましくは、供給開口部として使用される。媒体は、供給端部１００４（この場合、この接続点は、吐出し開口部として使用されている）を介して、また、吐出し端部１００６を介して、システムチップを離れることになる。これは、二つのコリオリ式流量センサーの並列配置を可能にするものである。
【００７９】
直列配置では、二つのコリオリ式センサーで差動的に測定することができ、測定信号に対する局所的な外乱を除去することができる。また、コリオリ式センサーの個々の信号を加えることによって、２倍の大きさの信号を測定することができる。
【００８０】
並列配置では、第一のコリオリ式センサーに流れの一部のみを通し、第二のコリオリ式センサーに流れの別の一部を通すことが可能である。コリオリ式センサーは、同じ寸法にすることができるが、互いに異なる寸法にすることもでき、異なる流量範囲での測定に好適となる。したがって、第一の流量範囲では、第一のコリオリ式センサーを用いて測定し、第二の流量範囲では、第二のコリオリ式センサーを用いて測定することができ、この場合、第二の流量範囲は、第一の流量範囲と少なくとも部分的に異なっている。
【００８１】
図示の実施形態では、システムチップはまた、例えば、ピラニ圧力センサー１０１８などの絶対圧センサー１０１８を備えており、これは、空気の圧力に対して、コリオリ式管２１の測定された振動量を補正するのに使用される。
【００８２】
当業者には、本発明の以上の説明が、好適ないくつかの実施形態を基になされたものであることが理解されよう。しかしながら、本発明は、これらの実施形態に限定されない。
【００８３】
以上、本発明は、主として、システムチップを利用した実施形態を基に説明した。しかしながら、本発明を他の（より大きな）流量計に用いることも可能である。
【００８４】
等価な変形例、及び（又は）、当業者には自明である、あるいは、自明ではない変形例が、本発明の枠内で、想到可能である。前出の変形例は、添付の特許請求の範囲で定義した範囲内に入り得るものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体の流量を定量するための流量計であって、該流量計は、流量を測定すべき媒体を流送するための流管を備え、流管は、第一の端部及びそれからある距離を置いた第二の端部を有し、かつ、流量計には、流管の第一の位置で媒体の流量を測定するための第一の流量センサーが設けられている流量計に関する。本発明はまた、そのような流量計の使用に関する。本発明はさらに、媒体の流量を定量するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような流量計は、例えばＥＰ２０７８９３６により、公知である。この公知の流量計には、システムチップが設けられており、また、この公知の流量計は、開口部が設けられている基板を備え、その開口部内には、流量を測定すべき媒体を流送するための窒化珪素の流管が存在する。ＥＰ２０６８９３６に記載されている流管は、コリオリ式流量センサーの一部を構成し、非常に低い質量流量を、１ｇ／時よりもはるか低い値まで測定するのに適している。別の実施形態では、流管は、いわゆる熱式流量センサーの一部を構成している。
【０００３】
公知の流量計及び公知の定量方法は、それらの正確度及び（又は）測定可能な範囲が限られている。公知の流量計は、非常に満足なものであるが、流量、例えば質量流量が、より正確に、かつ（あるいは）、より大きな測定範囲内で定量できる流量計及び定量方法に対するニーズが存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、流量、好ましくは質量流量を定量するための改良された流量計及び改良された方法を提供することである。さらに、流量、好ましくは非常に低い流量、例えば、１ｇ／時よりもはるかに低い値の質量流量が、比較的高い正確度で測定できる方法及び流量計を提供することが目的である。また、それに加えて、非常に大きな範囲の流量、特に質量流量が測定できる流量計及び定量方法を提供することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、その目的を達成するために、冒頭で記載した種類の流量計を提供し、この流量計は、請求項１の特徴部分に記載した構成で特徴付けられている。この流量計は、流量を測定すべき媒体を流送するための流管を備えている。この流量計には、媒体の流量を測定するための第一の流量センサーが、流管の第一の位置に設けられている。この第一の位置は、第一の端部と第二の端部の間に在る。この流量計にはまた、媒体の流量を測定するための第二の流量センサーが、流管の第二の位置に設けられている。この第二の位置は、第一の端部と第二の端部の間に在る。第一の流量センサー及び第二の流量センサーは、流管を通る流れの流量が、互いに独立的に測定されるよう設計されていることが好ましい。第二の、追加の流量センサーは、測定すべき流量についての追加の情報が引き出せる追加の測定データをもたらすものである。この追加の情報は、流管を通る流れの流量をより正確に測定することを可能にし、かつ（あるいは）流量計の範囲を拡げること（以下でより詳細に説明する）ことを可能にするものである。したがって、この追加の流量センサーを用いることにより、改良された流量計が得られる。本発明の目的は、このようにして達成される。
【発明の効果】
【０００６】
従属項の［請求項２］〜［請求項１７］の主題事項は、効果的な形態である。以下、これら形態のいくつか及びそれらの利点をより詳細に説明する。
【０００７】
第一の流量センサー及び第二の流量センサーは、流量を流管の同じ位置で測定するよう設計することができる。しかしながら、二つの流量センサーの測定の独立性をさらに増大させるためには、第二の位置を第一の位置から隔てるのが好ましい。
【０００８】
一形態においては、第一の端部は、供給端部であり、また、第二の端部は、供給端部の下流に位置する吐出し端部である。
【０００９】
しかしながら、流管は、二つの端部の間に位置する別の開口部を備え、そして、この別の開口部は、流量を測定すべき媒体を供給又は吐き出すのに適したものとすることが可能である。好ましくは、この別の開口部は、第一の位置と第二の位置との間に位置しており、また、これらの位置は、好ましくは、上記したように、互いに或る距離、隔てられている。このような別の開口部によれば、第一の流量センサーと第二の流量センサーとを並列に位置させることが可能である。別の開口部がない場合は、流量センサーは、直列に位置させる。
【００１０】
注目すべきは、流管は、いくつかの流管部分を備えることができること、及び流管は、一体に構成された部品でなくてもよいことである。
【００１１】
流量計は、コリオリ式の流量センサーを備えることができる。コリオリ式流量センサーは、当業者には、それ自体公知のものである。第一の流量センサー又は第二の流量センサーは、コリオリ式とすることができる。第一の流量センサー及び第二の流量センサーが共にこのコリオリ式である一形態も考えられる。コリオリ式の流量センサーは、流管における流れで誘起された振動を基に流れの質量流量を測定するのに最適である。
【００１２】
一形態においては、流量計は、熱式流量センサーを備えている。このタイプの流量センサーは、当業者には、それ自体公知である。第一の流量センサー又は第二の流量センサーは、熱式流量センサーとすることができる。非常に効果的な一形態においては、以下に説明するように、第一の流量センサー及び第二の流量センサーの両方が、熱式流量センサーである。このようなセンサーは、非常に小さな流れで誘起される温度変化を利用して、非常に低い質量流量を測定するのに最適である。
【００１３】
流量計の精度は、第二の流量センサーによって発せられる少なくとも一つの信号を基に第一の流量センサーを校正するための校正手段を、流量計に備えれば、非常に効果的なやり方で向上させることができる。第二の流量センサーからの信号は、第一の流量センサーをチェックするのに使用でき、かつ、必要ならば、第一の流量センサーによって発せられる信号が流量を表わすように、第一の流量センサーを調整するのに使用できる。
【００１４】
流量センサーは、特定の測定範囲内の流量を測定するよう設計されている。ここで使用する「測定範囲」の用語は、流量センサーによって（正確に）測定され得る特定のパラメータの値の範囲を意味する、と理解されたい。この意味で、流量センサーによって測定できる下側の限界及び流量センサーによって測定できる上側の限界が重要である。流量センサーが、体積流量を測定するよう設計されている場合は、例えば、上記測定範囲は、ナノリットル／秒単位で表すことができる。第一の流量センサーは、第一の測定範囲内の流量を測定するよう設計されており、また、第二の流量センサーは、第二の測定範囲内の流量を測定するよう設計されている。
【００１５】
流量センサーのもう一つの重要な特性は、応答速度である。流量に変化が生ずる場合には、この変化は、流量センサーによって迅速に示されることが重要である。本発明による流量計の応答速度は、流量センサーを二つ使用しているため、比較的高く、精密な応答速度が可能である。
【００１６】
流量計の測定可能な範囲を簡単なやり方で拡大するためには、第一の測定範囲と第二の測定範囲とがオーバーラップするように流量センサーを選択すればよい。好ましくは、それら流量センサーは、第一の測定範囲と第二の測定範囲とが部分的にのみオーバーラップするよう構成する。これにより、測定可能な範囲は、簡単に拡大できる。
【００１７】
非常に効果的な一形態では、第一の流量センサーを熱式流量センサーにし、かつ、第二の流量センサーをコリオリ式の流量センサーとすることにより、第一の流量センサーの測定範囲を拡大し、かつ（あるいは）、校正することが可能である。
【００１８】
第一の流量センサー及び第二の流量センサーが共に熱式流量センサーである一形態では、好ましくは、第一の熱式流量センサーには、温度感知性がありかつ流管に熱的に接続されている第一の抵抗器要素及びそれに対して直列に電気的に接続できる第二の抵抗器要素と；第一の抵抗器要素と第二の抵抗器要素との間で電気的に接続できる第一の電圧測定要素と；第一の抵抗器要素の場所で流管を少なくとも部分的に加熱するための第一の加熱手段とを備えた第一のセンサー回路が設けられており、かつ、第二の熱式流量センサーには、温度感知性がありかつ流管に熱的に接続されている第三の抵抗器要素及びこれに対して直列に電気的に接続できる第四の抵抗器要素と；第三の抵抗器要素と第四の抵抗器要素との間で電気的に接続できる第二の電圧測定要素と；流管を第三の抵抗器要素の場所で少なくとも部分的に加熱するための第二の加熱手段とを備えた第二のセンサー回路が設けられている。この形態では、第一のセンサー回路は、極めて好ましくは、第二のセンサー回路に、上記第一のセンサー回路及び上記第二のセンサー回路がそれぞれホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分を構成するように、電気的に接続されている。流量は、この場合、流量が比較的正確なやり方で測定できるフルホイートストンブリッジで測定できる。この形態では、ホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分の両方は、流量を測定するのに別々に使用できる。ホイートストンブリッジの各半分は、別個の熱式流量センサーとみなすことができる。
【００１９】
好ましくは、流量計には、抵抗器要素のうちの二つからホイートストンブリッジの第一の半分を選択的に構成し、かつ、残りの抵抗器要素のうちの二つからホイートストンブリッジの第二の半分を選択的に構成する切換え手段が設けられている。切換え手段は、存在する四つの（又は可能的にはそれ以上の）抵抗器要素から四つの抵抗器要素を有するホイートストンブリッジを選択的に構成するのに使用できる。適切な切換えによれば、流量計における測定誤差を排除し、かつ、可能的には、ホイートストンブリッジ（第一の流量センサー）の第一の半分を、ホイートストンブリッジ（第二の流量センサー）の第二の半分によって得られる信号に基づいて補正又は校正することが可能になる。
【００２０】
流量計の正確度をさらに向上させるためには、ホイートストンブリッジにおける第二の抵抗器要素及び（又は）第四の抵抗器要素が、温度感知性を有することが好ましい。感温抵抗器要素は、流管に接続することができるが、システムチップの温度を測定するのに、それにより、その温度の変化について校正する目的で使用することもできる。
【００２１】
極めて好ましくは、第二の抵抗器要素及び（又は）第四の抵抗器要素は、流管に熱的に接続されている。
【００２２】
ホイートストンブリッジの第一の半分は、流管の第一の部分を通る流れの流量を測定するよう設計することができる。ホイートストンブリッジの第二の半分は、流管の第二の部分を通る流れの流量を測定するよう設計することができる。上記部分（第一の部分及び第二の部分）は、互いに同一にすることができる。しかしながら、上記第一の部分及び上記第二の部分が、互いに本質的に隔てられていることが好ましい。一形態においては、第一の抵抗器要素及び第二の抵抗器要素は、流管の第一の部分に接続されており、また、第三の抵抗器要素及び第四の抵抗器要素は、流管の第二の部分に接続されており、これら第一の部分及び第二の部分は、互いに本質的に隔てられている。
【００２３】
内部温度勾配の補正を可能にするためには、第一の部分及び第二の部分が、互いに対向して配設されていることが好ましい。上記部分は、互いに平行に延びていることが好ましい。すなわち、上記部分は、上記部分を通る流れの方向が、本質的に互いに対向するように配設されることが好ましい。結果として、熱式センサーからの信号に対する外部の温度勾配の影響は、平均化されることになる。
【００２４】
コンパクトで簡単な流量センサーを得るためには、第一の加熱手段が、少なくとも第一の抵抗器要素及び（又は）第二の抵抗器要素を備えることが好ましい。さらに、又は、このこととは別に、第二の加熱手段は、少なくとも第三の抵抗器要素及び（又は）第四の抵抗器要素を備えることができる。
【００２５】
本発明による流量計のさらなる利点は、異なる種類の媒体、すなわち、異なる気体及び（又は）液体に対して測定を行なうのに最適であることである。熱式流量センサーをコリオリ式流量センサーと共に使用する場合は、熱式流量センサーを、例えば、媒体の密度の差を補正するため校正することができる。
【００２６】
一つのアスペクトによれば、本発明は、本発明による流量計の使用に関する。かかる使用は、ユーザーが、比較的正確なやり方で流量を定量することを可能にするものである。加えて、この流量計の使用は、流量をより大きな測定範囲に亘って定量することを可能にするものである。流量計のこのような使用のさらなる利点は、既に上記したとおりである。
【００２７】
一つのアスペクトによれば、好ましくは上述した流量計により媒体の流量を定量する方法が提供される。この方法は、流管を用意するステップＡ；その流量を定量すべき媒体を流管を通して流送するステップＢ；流管の第一の位置で媒体の流量を測定するステップＣ；得られた一つ又はそれ以上の測定データに基づいて、媒体の流量を定量するステップＤで構成されている。この方法は、流管の第二の位置で媒体の流量を測定するためのさらなるステップＥで特徴付けられている。この方法によれば、流管を通る流れの流量は、二つの異なるステップを行なうことで測定される。好ましくは、上記ステップは、第一の測定が、たとえ第二の測定に影響したとしてもほとんど影響しないように、互いに独立して行なわれる。したがって、第二の位置で測定すれば、測定すべき流量についての追加の情報が引き出せる追加の測定データが得られることになる。上記追加の情報は、既により詳しく説明したように、流管を通る流れの流量をより正確に測定すること、及び（又は）、流量計の範囲を拡大することを可能にするものであるが、この方法に関しては、再び、より具体的に説明する。
従属項である［請求項２０］〜［請求項２６］の主題事項は、この方法の効果的な形態である。以下、これら形態のいくつか及びそれらの利点をより詳細に説明する。
【００２８】
この方法の一形態においては、第二の位置は、第一の位置と異なっている。二つの異なる位置で測定することによって、各種の測定の独立性がさらに高まる。
【００２９】
ステップＥは、好ましくは、ステップＣと同時に行なわれる。同時に測定すれば、各種の測定値を比較する際に、流量に対する時間の影響が、排除されるか、あるいは、影響の程度が少なくとも減ることになる。
【００３０】
既に説明したように、第一の測定範囲内の流量がステップＣで測定され、また、第二の測定範囲内の流量がステップＥで測定されることが、考えられる。上記測定範囲は、互いに同一にすることができるが、互いに異なるようにすることもできる。第一の測定範囲と第二の測定範囲の接続部は、オーバーラップさせることが可能である。第一の測定範囲と第二の測定範囲とは、部分的にのみオーバーラップさせることができる。また、測定範囲は、全くオーバーラップさせないことも考えられる。
【００３１】
ステップＣを第一の流量センサーで行い、この方法に、ステップＥで得られた一つ又はそれ以上の測定データに基づいて第一の流量センサーを補正し、かつ（あるいは）校正するさらなるステップを入れれば、非常に効果的である。
【００３２】
好適な一形態では、第一の流量センサーは、熱式流量センサーであり、また、ステップＥは、コリオリ式の第二の流量センサーで行なわれる。コリオリ式の流量センサーは、第一の流量センサー、例えば熱式流量センサーを補正し、かつ（あるいは）、校正するのに良好に使用できる。反対に、熱式流量センサーが、コリオリ式流量センサーを校正するのに使用できることは、言うまでもない。
【００３３】
以下、添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１ａ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図１ｂ】図１ａに示した流量計の平面図である。
【図１ｃ】図１ａに示した流量計の断面図である。
【図２ａ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図２ｂ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図２ｃ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図２ｄ】接続部の第一のダイヤグラムを示す。
【図２ｅ】接続部の第二のダイヤグラムを示す。
【図２ｆ】流量計の一実施形態における抵抗器を測定するための可能な回路の概略図である。
【図３ａ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図３ｂ】熱式流量センサーの斜視図である。
【図３ｃ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図３ｄ】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【図４ａ】本発明による流量計の一実施形態の概略平面図である。
【図４ｂ】本発明による流量計の一実施形態の概略平面図である。
【図４ｃ】本発明による流量計の一実施形態の概略平面図である。
【図４ｄ】本発明による流量計の一実施形態の概略平面図である。
【図５ａ】本発明による流量計の一実施形態の概略図である。
【図５ｂ】本発明による流量計の一実施形態の概略図である。
【図５ｃ】本発明による流量計の一実施形態の概略図である。
【図５ｄ】本発明による流量計の一実施形態の概略図である。
【図６】本発明による流量計の一実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１ａは、流量計１を示す。流量計１には、エッチングで作られた二つの開口部５１、５２を有する単結晶シリコン基板１６を備えたシステムチップが設けられている。モノリシックなシステムチップ１６は、支持体１４、例えば、その上に銅の導体を有するセラミック又はプラスチック材料のＰＣＢ（プリント回路基板）上に取り付けられた、互いに対向して配設された二つの永久磁石３１、３２と一ユニットに組み合わされている。基板１６は、Ｓｉウェーハから作られ、支持体１４に取り付けられている。システムチップと支持体との間の電気的接続部は、グループ８１、８２、８３におけるいわゆるボンドワイヤによって設けられている。
【００３６】
システムチップ内及びその上には、流量を測定すべき媒体を流送する流管２１、２２が設けられている。流管２１、２２は、供給端部４の形態をなす第一の端部４及びその下流に配設された吐出し端部６の形態をなす第二の端部６を備えている。流管には、流管２１、２２を通る流れの流量を第一の位置及び第二の位置で測定するための第一の流量センサー１１及び第二の流量センサー１２が設けられている。
【００３７】
流量計１は、第一の開口部５１内で自由に懸垂された、図示の実施形態における窒化珪素のコリオリ式管２１を有するコリオリ式流量センサー１１を備えている。このような流量計は、当業者にとっては、例えば、ＥＰ２０７８９３６（この文書は、本特許出願書に参照によって組み込まれている）により、それ自体公知のである。このようなセンサーを正しく理解するためには、コリオリ式管を通る流れの質量流量は、上記質量流量に関係付けられるコリオリ式管の振動量に通じると言えば十分である。この振動量は、読取り要素により、読み取ることができる。コリオリ式管は、ループ形であり、このループ形は、この場合、長方形である。他のループ形、例えば、三角形、台形又はＵ字形ももちろん考えられる。
【００３８】
図１に示したシステムチップは、ピラニ圧力センサー１８等の絶対圧センサー１８を、例えば、基板１６内に、あるいは、その上に組み込んで備えることができる。圧力センサー１８は、空圧用のコリオリ式管２１の測定された振動量を補正するのに使用できる。
【００３９】
流管の第二の位置には、第二の開口部５２内に固定的に懸垂された窒化珪素の管部２１を有する熱式流量センサー１２が設けられている。第二の位置は、第一の位置から隔てられている。図１ａに示した状態では、熱式流量センサー１２の管部２１は、開口部と完全に交差しており、また、吐出し端部を有する管部の接続部２３は、基板内の埋設チャネル２３となっている（図１ｂ参照）。熱式流量センサーは、当業者にとっては、それ自体公知であるが、多くのやり方で構成することができる。以下、熱式流量センサーの有り得るいくつかの実施形態をより詳しく説明する。
【００４０】
一実施形態においては、熱式流量センサーは、四つの抵抗器要素を有するホイートストンブリッジ（図示せず）を備えており、そのうちの少なくとも一つの感温抵抗器が、流管に熱的に接続されている。加熱要素は、感温抵抗器の近傍に配置された流管の一部を加熱する。管内の流れは、管内の質量流量にもよるが、下流方向に熱を運ぶことになる。その結果として、感温抵抗器の場所における温度は、感温抵抗器が、それぞれ、加熱要素の下流に配設されているか、あるいは、上流に配設されているかにより、上昇又は下降することになる。温度の上昇又は下降は、感温抵抗器の抵抗に変化をもたらし、これは、次いで、ホイートストンブリッジによって読み取って、流量、好ましくは、媒体の質量流量の測定値に関係付けることができる。
【００４１】
一実施形態（図示せず）においては、熱式流量センサーは、互いに対向して配設された、それぞれ感温抵抗器を有する二つの管部を備えている。各感温抵抗器は、ホイートストンブリッジの一つの半分に組み込まれている。熱式流量センサーの別の変形例も、もちろん考えられる。
【００４２】
それ自体公知である熱式センサーの一実施形態を図３ｂに示す。前出の図に示した熱式流量センサー３０１は、流管３２０を備えており、これは、基板３１４の開口部内に固定的に懸垂された二つの窒化珪素の管部３２１、３２２を備えている。媒体は、入口３０４及び出口３０６を有する埋設チャネルを介して、流管３２１、３２２を通して流れることができる。第一の管部上には、管部の中心に、二つのヒータ要素３４０が配置されている。ヒータ要素３４０はまた、第二の管部３２２上にも配置されている。ヒータ３４０の各側における二つの脚部３２１、３２２の間には、二つのサーモパイル３３１、３３２が対称的に配置されている。二つの脚部の間には、フィルム３４１、３４２が設けられており、このフィルム上には、サーモパイル３３１、３３２が支持されている。
【００４３】
熱式流量センサーの一実施形態（図示せず）においては、上記熱式流量センサーは、自由に懸垂された略Ｕ字形のループ形の管を備えている。自由な管の接続脚部の中心には、加熱抵抗器が配置されている。自由な管の二つの脚部の間には、脚部の間の温度差を測定するためのサーモパイルが配置されており、この温度差が、流量の目安である。このような流量センサーは、例えば、ＥＰ７７４６４９により公知である。このＵ字形の管は、Ｕ字形の接続脚部で、開口部の対向する壁部に取り付けることができ、あるいは、埋設チャネルを介して基板へと延びるようにすることができる（図２ｂに示した実施形態と同様）。両方の脚部上で、例えば、その中心にヒータ抵抗器を設けることによって、上記の熱式センサーのダブルバージョンが得られる。ヒータの各側で二つの脚部の間にサーモパイルを対称的に配置することができる。
【００４４】
図１ｂは、図１ａのシステムチップの平面図を示す。同様の部品は、同じ符号で示す。図は、システムチップが、第一の接続部４と第二の接続部６との間に延びている流管２０を備えていることを明確に示している。第一の開口部５１の場所では、流管２０は、コリオリ式流量計１１の一部を構成している。第二の開口部５２の場所では、流管２０は、熱式流量センサー１２の一部を構成している。媒体は、選択した接続部にもよるが、先ず、熱式流量センサー１２の流管部を通して流し、次いで、コリオリ式流量センサー１１の流管部を通して流すか、あるいは、その逆にすることができる。二つの流量センサーの選択すべき順序は、限定されていない。
【００４５】
図１ｃは、図１ａの装置を示し、熱式流量センサー１２の場所における断面図である。この図は、流管２０の接続部６（端部部分）と別の流管６１との間の流体接続が、圧力ブロック７１及び圧力ブロック１５によっていかに行なわれるかを明確に示すものである。
【００４６】
図２ａは、別の実施形態による流量計１０１を示す。図示の実施形態では、流量計１０１には、エッチングで作られた開口部１５２を有する単結晶シリコン基板１１４を備えたシステムチップが設けられている。システムチップは、図１ａを参照して説明したシステムチップと同様に作成することができる。
【００４７】
システムチップ内及びその上には、流量を測定すべき媒体を流送するための流管１２０が設けられている。流管１２０は、第一の端部１０４を供給端部１０４の形態で備えており、かつ、それから距離を隔てて、第二の端部１０６を、供給端部から下流に位置する吐出し端部１０６の形態で備えている。流管１２０は、二つの脚部１２１、１２２及び接続部１２３を有するループ形である。二つの脚部は、開口部１５２と完全に交差しており、また、基板内には、埋設チャネル１２３（点線で図示してある）が在り、これが、二つの脚部の接続部を構成している。流管には、流管１２０を通る流れの流量を第一の位置及び第二の位置で測定するための第一の熱式流量センサー１１１及び第二の熱式流量センサー１１２が、設けられている。
【００４８】
第一の熱式流量センサー１１１は第一の脚部１２１上に設けられている。第一の熱式流量センサー１１１には、第一の抵抗器要素１３３が設けられており、これは、温度感知性があり、流管１２１に熱的に接続されている。第二の抵抗器要素１３３は、第一の抵抗器要素１３３から隔てられた場所に設けられている。図示の実施形態では、上記第二の抵抗器要素は、温度感知性があり、流管１２１に熱的に接続されているが、これは、絶対的に必要なことではない。抵抗器要素１３１、１３２は第一のセンサー回路の一部を構成している。第一の抵抗器要素１３３は第二の抵抗器要素１３２と電気的に直列に接続されている。第一の電圧測定要素は、第一の抵抗器要素１３１と第二の抵抗器要素１３２との間で接続可能である。これら抵抗器要素は、第一の抵抗器要素１３１の場所で、流管を少なくとも部分的に加熱するための加熱手段を構成している。しかしながら、この目的を念頭に置いて、例えば、図３ｂを参照して上記したように、別個の加熱要素を設けることも可能である。
【００４９】
第二の熱式流量センサー１１２は第二の脚部１２２上に設けられている。第一の熱式流量センサーと同様に、第二の熱式流量センサー１１２には、温度感知性があり、流管１２２に熱的に接続されている第三の抵抗器要素１３３、及びそれと電気的に直列に接続できる第四の抵抗器要素１３４を備えた第二のセンサー回路が設けられている。図示の実施形態では、第四の抵抗器要素１３４は、温度感知性があり、流管１２２と熱的に接続されているが、これは、絶対的に必要なことではない。第二の電圧測定要素は、第三の抵抗器要素１３３と第四の抵抗器要素１３４との間で接続可能である。第二の脚部１２２もまた、第三の抵抗器要素１３３の場所で、流管１２２を少なくとも部分的に加熱するための加熱手段を備えている。この実施形態では、抵抗器要素は、加熱要素を構成しているが、他の実施形態も考えられる。
【００５０】
図２ｃは、図２ａにおける間隔を置いた二つの管部１２１、１２２の概略図である。管部１２１、１２２を通る流れの方向を、矢印Ｆ１、Ｆ２で示してある。第一の管部１２１では、流れは、図面の左から右に（矢印Ｆ１で示す方向に）生じ、第二の管部１２２では、流れは、反対の方向、すなわち、図面の右から左に（矢印Ｆ２で示す方向に）生じる。第一の管部１２１は、間隔を置いて配置された、温度感知性がある二つの抵抗器１３１、１３２を備えている。二つの抵抗器は、図２ａを参照して説明したように、ホイートストンブリッジの第一の半分の一部を構成している。抵抗器１３１、１３２もまた、管部１２１を加熱するための加熱要素として構成されている。第二の管部１２２は、第一の管部１２１と同様に構成されており、第二の管部１２２と熱的に接続されている二つの感温抵抗器１３３、１３４を備えている。上記抵抗器もまた、第二の管部を加熱するための加熱要素として機能する。破線Ｍ０、Ｍ０’は、管部を通る流れが全く無い場合の二つの管部の温度プロファイルを示す。
【００５１】
流れが生ずると、管部１２１、１２２の温度が変化する。これは、実線Ｍ１、Ｍ１’で概略的に示してある。第一の管部１２１では、管部の中心（長手方向中央位置）から上流の部分における温度は、その下流の部分における流れ及び上昇の結果として下降することになる。この下降及び上昇で流量の測定がなされる。同じことは、第二の管部１２２についても当てはまる。流れの結果として、温度は、第二の管部においても同様に連続的に下降し、かつ、上昇する。経時的な温度変化は、感温抵抗器１３１、１３２、１３３、１３４によって、比較的正確に定量でき、したがって、管部１２１、１２２を通る流れも測定可能である。（例えば、基板の一方の側は、他方の側より高温なので）流れの方向Ｆ１、Ｆ２におけるいかなる温度勾配も平均化され、したがって、第一の管部についての測定結果に対する温度勾配の影響は、第二の管部の測定結果に対する温度勾配の影響と正確に反対である。
【００５２】
図２ｄに示すように、第一の抵抗器要素１３１及び第二の抵抗器要素１３２は、ホイートストンブリッジの半分を構成するようなやり方で、電気的に接続することができる。基準抵抗器１５０、１５１を用いれば、流量の測定は、第一の抵抗器要素１３１及び（又は）第二の抵抗器要素１３２における抵抗変化に基づいて、定量することができる。第三の抵抗器要素１３３及び第四の抵抗器要素１３４は、ホイートストンブリッジの半分として接続し、基準抵抗器１５０、１５１をホイートストンブリッジの相補的な半分として用いて、同様に構成することができる。
【００５３】
特殊な一実施形態では、第一の熱式流量センサー１１１及び第二の熱式流量センサー１１２は、図２ｅで概略的に示したように、電気的に接続されており、第一のセンサー回路及び第二のセンサー回路はホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分をそれぞれ構成している。この場合、流量はフルホイートストンブリッジで測定できるので、流量は比較的正確なやり方で測定できる。この実施形態では、ホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分の両方は、流量を別個に測定するのに使用できる。したがって、ホイートストンブリッジの各半分は、別個の熱式流量センサーとみなすことができる。
【００５４】
特殊な一実施形態では、ホイートストンブリッジにおける抵抗器は、選択的に接続できる。流量計は、この目的のため、ホイートストンブリッジの第一の半分を抵抗器要素のうちの二つから選択的に構成し、かつ、ホイートストンブリッジの第二の半分を残りの抵抗器要素のうちの二つから選択的に構成する切換え手段を設けることができる。いくつかの構成が可能であり、それら構成は、図２ｆに示してある。流れ冷却抵抗器（抵抗器の場所の温度が下降する）を破線で示し、かつ、流れ加熱抵抗器（抵抗器の場所の温度が上昇する）を実線で示してある。
【００５５】
図２ｆにおいて、文字Ａで示した第一の構成では、流量を測定するのに使用できる測定回路が得られる。この構成では、ホイートストンブリッジの第一の半分は、低温抵抗器Ｒ１と高温抵抗器Ｒ２で構成され、ホイートストンブリッジの第二の半分も、低温抵抗器Ｒ４と高温抵抗器Ｒ３で構成されている。図２ｃに示した状態に対しては、Ｒ１は抵抗器要素１３１に対応し、Ｒ２は抵抗器要素１３２に対応し、Ｒ３は抵抗器要素１３４に対応し、Ｒ４は抵抗器要素１３３に対応する。高温抵抗器Ｒ２、Ｒ３は、ホイートストンブリッジにおいて、互いにいわば正反対の位置に配設されており、これは、低温抵抗器Ｒ１、Ｒ４も同様である。各種抵抗器の入替えが考えられるのは、言うまでもない。この構成Ａにおける前述の切換えは、固定誤差の補正に使用できる。
【００５６】
図２ｆにおいて、文字Ｂで示した第二の構成では、測定回路を校正するのに使用できる測定回路が得られる。この構成では、いわゆる共通オフセットが測定できる。この構成では、ホイートストンブリッジの第一の半分は、低温抵抗器Ｒ１と高温抵抗器Ｒ２で構成され、ホイートストンブリッジの第二の半分も、低温抵抗器Ｒ４と高温抵抗器Ｒ３で構成されている。高温抵抗器は、いわば互いに他に加えて配設されており、これは、低温抵抗器も同様である。各種抵抗器の入替えが考えられるのは、言うまでもない。
【００５７】
図２ｆにおいて、文字Ｃで示した第三の構成では、一般に互いに他と反対のホイートストンブリッジの二つの部分から、測定回路が得られる。ホイートストンブリッジの第一の半分は、全ての高温抵抗器Ｒ３、Ｒ２で構成され、一方、ホイートストンブリッジの第二の半分は、全ての低温抵抗器Ｒ１、Ｒ４で構成されている。ホイートストンブリッジの測定値は、この場合、ゼロに等しくなるはずである。ずれがある場合は、それについての補正が可能である。各種抵抗器の入替えが考えられるのは、言うまでもない。
【００５８】
図２ａの流量計１０１もまた、図１ａに示したコリオリ式流量センサー１１と組み合せて、熱式流量センサーとして使用可能である。
【００５９】
図２ｂは、図１ａの流量計１７１の図であるが、図１ａ〜ｃの熱式流量センサー１２が、図２ａの流量計１０１に取り替わっている。事実、ここでは、媒体の流量を三つの（異なる）位置で測定するための三つの流量センサーを有する流管を備えた流量計１７１となっている。
【００６０】
図３ａは、合計４個の熱式流量センサーを有する流量計２０１の一実施形態を示す。この流量計は、入口２０４及び出口２０６を有し、かつ、基板２１４の開口部内に自由に懸垂されている合計４個の管部２２１、２２２、２２３、２２４有する流管２２０を備えている。そして、埋設チャネル２２５、２２６、２２７を介して、ループ形のフロート管となっている。各管部は、半分のホイートストンブリッジを備え、各半分は、温度感知性があり、かつ、加熱要素としても働く二つの抵抗器要素（２３１、２３２；２３３、２３４；２３５、２３６；２３７、２３８）を備えている。半分のホイートストンブリッジ４個は、選択的に組み合わせて、フルホイートストンブリッジを構成することができる。この実施形態を用いれば、流れの方向（管部の長手方向）における温度勾配、及び、管部の面において、流れの方向に対して垂直な方向の温度勾配の両方を補正することができる。さらに、図２ｆを参照して上記したように、ホイートストン回路で個々の抵抗器を選択的に接続することができる。
【００６１】
図３ｃは、流管４２０上に設置した多数の熱式流量センサーを備えた流量計４０１の一実施形態を示す。この流管もまた、第一の端部４０４、及び、第二の端部４０６を有し、これらは、この実施形態では、それぞれ供給端部４０４及び吐出し端部４０６となっている。この実施形態においても、数個（合計４個）の管部４２１、４２２、４２３、４２４が、設けられており、これらは基板４１４の開口部の間で自由に延びている。各種の管部４２１、４２２、４２３、４２４は、埋設チャネル４２５、４２６、４２７を介して接続されており、ループ形の流管４２０を構成している。各管部の中心には、ヒータ要素が設けらている。隣接する管部は、図３ｂを参照して説明した熱式流量センサーと同様、それぞれのサーモパイル４３１、４３２、４３３、４３４、４３５、４３６によって接続されている。しかしながら、図３ｃの実施形態は、基板４１４の面内の温度勾配の補正が可能であるという利点を有している。
【００６２】
図３ｄは、二つの熱式流量センサー５３３、５５３が設けられた４個の管部５２１、５２２、５２３、５２４を備えた流管を有する流量計５０１の一実施形態を示す。管部は、埋設チャネル５２５、５２６、５２７を介して接続されている。管部は、それぞれ、各管部の中心にヒータ要素５４０が設けられている。上記ヒータ要素のそれぞれのどちらかの側には、サーモパイル５３３、５５３が、配置されている。各サーモパイルは、合計４個の管部に亘って、流れの方向と垂直に延びている。サーモパイル５３３、５５３を読み取るための接続部５３１、５３２、５５１、５５２が設けられている。この実施形態でも、基板５１４の面における温度勾配の補正が可能である。
【００６３】
図４ａ〜４ｄは、本発明による流量計の切替えを示す。図において、入口及び出口は一貫してそのようなものとして命名されている。しかしながら、当業者には、出口はまた入口としても使用できること、及びその逆も理解されよう。出口及び入口は、共に、さらなる開口部を利用することにより、出口又は入口としても同時に機能することができることが後に明らかとなるであろう。
【００６４】
図４ａは、入口６０４及び出口６０６を備えた流管６２０を有する流量計６０１の一実施形態を示す。流管６２０は、コリオリ式流量センサー６１１、及び、例えば図３ａ、図３ｃ又は図３ｄで示した熱式流量センサーの形態での熱式流量センサー６１２を備えている。しかしながら、例えば図３に示した二つの直列に接続されている熱式流量センサー６１２、６１３を備えた実施形態も考えられる。コリオリ式流量センサー６１１及び熱式流量センサー６１２、６１３の間には、さらなる入口又は出口６０５が設けられており、これらは、コリオリ式流量センサー６１１又は熱式流量センサー（複数も可）６１２、６１３をバイパスするために、選択的に使用することができる。
【００６５】
一実施形態においては、別の入口又は出口６０５を、唯一の供給開口部として使用できる。したがって、入口６０５は、供給端部となり、これにより、コリオリ式流量センサー６１１は、熱式流量センサー６１２、６１３と並列に配置されることになる。したがって、供給端部７０４は、吐出し開口部として働き、同じことは、吐出し端部７０６にも当てはまる。さらに、図１ｂに示した実施形態で言えば、ただ一つのコリオリ式流量センサー１１を、ただ一つの熱式流量センサー１２と並列に設置することが考えられる。
【００６６】
図４ｂは、入口７０４及び出口７０６を備えた流管７２０を有する流量計７０１を示す。流管７２０は、コリオリ式流量センサー７１１、及び、例えば図２ａに示したような二つの並列に接続されている熱式流量センサー７１２、７１３を備えている。このように、熱式流量センサーは、二つ以上の熱式流量センサーで効果的に構成することができる。Ｔ字形接続部７０５は、基板７１４に埋設されており、上記並列接続部を実現するため設けられている。
【００６７】
図４ｃは、入口８０４及び出口８０６を備えた流管８２０を有する流量計８０１を示す。流管８２０は、コリオリ式流量センサー８１１、及び、例えば図２ａに示したような熱式流量センサー８１２を備えている。上記流量計には、熱式流量センサーに並列に接続されている一つ又はそれ以上のシャントチューブ８２６、８２７が設けられており、これらシャントチューブは、基板８１４に埋設されている。シャントチューブ８２６、８２７の追加は、コリオリ式流量センサー８１１を通る流れの流量を、熱式流量センサー８１２に比べてより大きくし、したがって、流量を個々の流量センサーの範囲に合わせることを可能にするものである。
【００６８】
図４ｄは、コリオリ式流量センサー９１１、及び、例えば図２ａに示したような熱式流量センサー９１２を有する流量計９０１を示し、この場合、シャントチューブ９２６、９２７は、やや異なって配置されており、正確に言えば、コリオリ式流量センサー９１１は、熱式流量センサー９１２より低い流量を受け取るようになっている。
【００６９】
図５ａ〜５ｄは、少なくとも一つのコリオリ式流量センサー及び少なくとも一つの熱式流量センサーを備えた流管を有する流量計の測定範囲のグラフ表示を示す。コリオリ式流量センサーの測定範囲は、太い破線で示し、熱式流量センサーの測定範囲は、細い実線で示してある。流管を通る実際の媒体の質量流量は、横軸で示してある。センサーからの出力信号は、縦軸で示してある。
【００７０】
これらの図の全てにおいて、二つの流量センサーからの出力信号が重要である。第一の出力信号はＹ１軸で表し、第二の出力信号はＹ２軸で表してある。したがって、問題となる信号は、それぞれ、横軸で示した質量流量Ｘの特定の範囲を表す二つの信号である。
【００７１】
コリオリ式センサーは、本来、質量流量センサーである。したがって、信号は、実際の質量流量にのみ大いに依存する。熱式流量センサーは、より敏感であるが、さらに言えば、流れる媒体の密度及び容量にも敏感である。
【００７２】
図５ａは、コリオリ式センサー９５が、熱式流量センサーの校正手段としていかに使用できるかを示している。コリオリ式センサー９５は、特定の感度を有し、ｂからｅの質量流量範囲を有している。これは、熱式流量センサーを校正するのに使用できる。これは、出力信号を、変化しない質量流量でスケーリングすることによって行なうことができる。熱式流量センサーの傾きは、このようにして、特定の媒体の質量流量におけるその感度が、コリオリ式センサーの感度に対応するように校正することができる。この場合、信号９３は、コリオリ式センサーと同じ感度を有している。信号９１、９３は、感度が高すぎ、一方、信号９４は、低すぎる。
【００７３】
図５ｂは、熱式流量センサーからの信号が、熱式流量センサーの感度を調整するという目的のために、増幅によっていかに調整できるかを示すものである。二つのセンサーの感度は、特定の質量流量において、熱式流量センサーの適切な増幅量を選択することによって等しくなる。それにより、比較的大きなダイナミック範囲（ａ〜ｅ）を有する流量計が得られる。二つのセンサーの範囲は、部分的にオーバーラップしている。
【００７４】
図５ｃは、図４ｃを参照して説明したシャントの使い方を示すものである。図５ｃは、コリオリ式センサー９５と熱式流量センサー９１、９２、９３、９４との組合せから得られる出力信号を示す。信号９１は、シャント無しの熱式流量センサーを示す。シャントは、熱式流量センサーの感度を犠牲にして測定範囲を拡大することを可能にするものである。熱式流量センサーの下側の範囲は、質量流量軸Ｘでは、スケーリングされているが、出力信号軸Ｙ２では、スケーリングされていない。
【００７５】
図５ｄは、図４ｄを参照して上記したシャントの使い方を示すものである。図５ｄは、コリオリ式センサー９１、９３、９４、９５（シャント有り又は無し）と熱式流量センサー９２との組合せから得られる出力信号を示す。信号９１は、シャント無しのコリオリ式センサーを示す。シャントを使用すれば、測定可能な範囲は拡大するが、感度は、下がることになる。しかしながら、より多くのシャントを使用すれば、測定範囲の下限も拡大する。
【００７６】
最後に、図６は、エッチングで作られた二つの開口部５１、５２を有する単結晶シリコン基板１４を備えたシステムチップの一実施形態の概略平面図である。モノリシックシステムチップ１６は、互いに対向して配設された二つの永久磁石１０３１、１０３２を有する一つのユニットに組み合わせてあり、これは、図１を参照して上記したように、支持体（図示せず）に取り付けてある。システムチップ内及びその上には、流量を測定すべき媒体を流送するための流管１０２１、１０２２、１０２３が有る。この流管１０２１、１０２２、１０２３は、供給端部１００４の形態の第一の端部１００４及び供給端部の下流に配設された吐出し端部１００６の形態の第二の端部１００６を備えている。流管には、第一の流量センサー１０１１及び第二の流量センサー１０１２が設けられており、これらは共に、コリオリ式流量センサーの形態となっている。コリオリ式流量センサーでは、流管１０２１、１０２２を通る流れの流量は、第一の位置及び第二の位置で測定することができる。
【００７７】
第一のコリオリ式流量センサー１０１１は、第二のコリオリ式流量センサー１０１２に対向して配置されており、第一のコリオリ式流量センサー１０１１と第二のコリオリ式流量センサーとの間に、鏡映軸が形成されている。
【００７８】
図示の実施形態では、流量センサーは、並列に配置されている。しかしながら、第一のコリオリ式センサー１０１１を第二のコリオリ式センサー１０１２に接続する管１０１３の位置では、さらなる接続点が存在し、これは、媒体を供給もしくは吐き出すための開口部をなしている、と考えることができる。この接続点は、好ましくは、供給開口部として使用される。媒体は、供給端部１００４（この場合、この接続点は、吐出し開口部として使用されている）を介して、また、吐出し端部１００６を介して、システムチップを離れることになる。これは、二つのコリオリ式流量センサーの並列配置を可能にするものである。
【００７９】
直列配置では、二つのコリオリ式センサーで差動的に測定することができ、測定信号に対する局所的な外乱を除去することができる。また、コリオリ式センサーの個々の信号を加えることによって、２倍の大きさの信号を測定することができる。
【００８０】
並列配置では、第一のコリオリ式センサーに流れの一部のみを通し、第二のコリオリ式センサーに流れの別の一部を通すことが可能である。コリオリ式センサーは、同じ寸法にすることができるが、互いに異なる寸法にすることもでき、異なる流量範囲での測定に好適となる。したがって、第一の流量範囲では、第一のコリオリ式センサーを用いて測定し、第二の流量範囲では、第二のコリオリ式センサーを用いて測定することができ、この場合、第二の流量範囲は、第一の流量範囲と少なくとも部分的に異なっている。
【００８１】
図示の実施形態では、システムチップはまた、例えば、ピラニ圧力センサー１０１８などの絶対圧センサー１０１８を備えており、これは、空気の圧力に対して、コリオリ式管２１の測定された振動量を補正するのに使用される。
【００８２】
当業者には、本発明の以上の説明が、好適ないくつかの実施形態を基になされたものであることが理解されよう。しかしながら、本発明は、これらの実施形態に限定されない。
【００８３】
以上、本発明は、主として、システムチップを利用した実施形態を基に説明した。しかしながら、本発明を他の（より大きな）流量計に用いることも可能である。
【００８４】
等価な変形例、及び（又は）、当業者には自明である、あるいは、自明ではない変形例が、本発明の枠内で、想到可能である。前出の変形例は、添付の特許請求の範囲で定義した範囲内に入り得るものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体の流量を定量するための流量計であって、該流量計は、流量を測定すべき媒体を流送するための流管を備え、流管は、第一の端部と、該第一の端部から距離を置いて配設された第二の端部を有し、媒体の流量を流管の第一の位置で測定するための第一の流量センサーが設けられている流量計において、流量計には、流管の第二の位置で媒体の流量測定するための第二の流量センサーが設けられていることを特徴とする流量計。
【請求項２】
第二の位置は、第一の位置から隔てられていることとする請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
流量計は、コリオリ式の流量センサーを備えており、第一の流量センサーと第二の流量センサーの少なくとも一方は、コリオリ式であることとする請求項１または請求項２に記載の流量計。
【請求項４】
流量計は、熱式流量センサーを備え、第一の流量センサーと第二の流量センサーの少なくとも一方は、熱式流量センサーであることとする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項５】
流量計は、第二の流量センサーによって伝えられる少なくとも一つの信号に基づいて第一の流量センサーを校正するための校正手段を備えていることとする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項６】
第一の流量センサーは熱式流量センサーであり、第二の流量センサーはコリオリ式の流量センサーであることとする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項７】
第一の流量センサーは第一の測定範囲内の流量を測定するよう設計されており、第二の流量センサーは第二の測定範囲内の流量を測定するよう設計されていることとする請求項１ないし請求項６のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項８】
第一の測定範囲と第二の測定範囲とはオーバーラップしていることとする請求項７に記載の流量計。
【請求項９】
第一の測定範囲と第二の測定範囲とは部分的にのみオーバーラップしていることとする請求項８に記載の流量計。
【請求項１０】
第一の流量センサー及び第二の流量センサーは共に、熱式流量センサーであることとする請求項１ないし請求項５そして請求項７ないし請求項９のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項１１】
第一の熱式センサーには、
* 温度感知性があり、かつ、流管に熱的に接続されている第一の抵抗器要素及びこれ に電気的に直列な第二の抵抗器要素を備えた第一のセンサー回路と、
* 第一の抵抗器要素と第二の抵抗器要素との間を電気的に接続可能な第一の電圧測定 要素と、
* 流管を第一の抵抗器要素の場所で少なくとも部分的に加熱するための第一の加熱手 段と、
が設けられており、
かつ、第二の 熱式流量センサーには、
* 温度感知性があり、かつ、流管に熱的に接続されている第三の抵抗器要素及びこれ に電気的に直列な第四の抵抗器要素を備えた第二のセンサー回路と、
* 第三の抵抗器要素と第四の抵抗器要素との間を電気的に接続可能な第二の電圧測定 要素と、
* 流管を第三の抵抗器要素の場所で少なくとも部分的に加熱するための第二の加熱手 段と、
が設けられており、
第一のセンサー回路は、上記第一のセンサー回路及び上記第二のセンサー回路がそれぞれホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分を構成するように、第二のセンサー回路に電気的に接続されていることとする請求項１０に記載の流量計。
【請求項１２】
流量計には、抵抗器要素のうちの二つからホイートストンブリッジの第一の半分を選択的に構成し、かつ残りの抵抗器要素のうちの二つからホイートストンブリッジの第二の半分を選択的に構成するための切換え手段が設けられていることとする請求項１１に記載の流量計。
【請求項１３】
第二の抵抗器要素と第四の抵抗器要素の少なくとも一方は温度感知性を有することとする請求項１１又は請求項１２に記載の流量計。
【請求項１４】
第二の抵抗器要素と第四の抵抗器要素の少なくとも一方は流管に熱的に接続されていることとする請求項１１ないし請求項１３のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項１５】
第一の抵抗器要素及び第二の抵抗器要素は流管の第一の部分に接続されており、かつ、第三の抵抗器要素及び第四の抵抗器要素は流管の第二の部分に接続されており、これら第一の部分及び第二の部分は互いに隔てられていることとする請求項１１ないし請求項１４のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項１６】
第一の部分及び前記第二の部分は互いに対向して配設されており、好ましくは、互いに平行して延びていることとする請求項１５に記載の流量計。
【請求項１７】
第一の加熱手段が第一の抵抗器要素と第二の抵抗器要素の少なくとも一方を備える条件と、第二の加熱手段が第三の抵抗器要素と第四の抵抗器要素の少なくとも一方を備える条件との少なくとも一方の条件を具備していることとする請求項１１ないし請求項１６のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項１８】
請求項１１ないし請求項１７のうちのいずれか一つに記載の流量計の使用。
【請求項１９】
好ましくは請求項１１ないし請求項１７のうちのいずれか一つに記載の流量計によって、媒体の流量を定量する方法であって、該方法は、
Ａ） 流管を用意するステップと、
Ｂ） 流管を通る流れを定量すべき媒体を流送するステップと、
Ｃ） 流管の第一の位置で媒体の流量を測定するステップと、
Ｄ） 得られた一つ又はそれ以上の測定データに基づいて媒体の流量を定量するステップと、
を備え、
この方法は、
Ｅ） 媒体の流量を流管の第二の位置で測定するさらなるステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２０】
第二の位置は第一の位置とは異なることとする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ステップＥはステップＣと同時に行なわれることとする請求項１９又は請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ステップＣにて第一の測定範囲内の流量が測定され、かつ、ステップＥにて第二の測定範囲内の流量が測定されることとする請求項１９、請求項２０そして請求項２１のうちの一つに記載の方法。
【請求項２３】
第一の測定範囲及び第二の測定範囲はオーバーラップしていることとする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
第一の測定範囲及び第二の測定範囲は部分的にのみオーバーラップしていることとする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
ステップＣは第一の流量センサーで行なわれ、かつ、この方法は、ステップＥで得られた一つ又はそれ以上の測定データに基づいて、第一の流量センサーの補正と校正の少なくとも一方を行うさらなるステップを備えることとする請求項１９ないし請求項２４のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２６】
第一の流量センサーは熱式流量センサーであり、かつ、ステップＥはコリオリ式の第二の流量センサーで行なわれることとする請求項１９ないし請求項２５のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１】
媒体の流量を定量するための流量計であって、該流量計は、流量を測定すべき媒体を流送するための流管を備え、流管は、第一の端部と、該第一の端部から距離を置いて配設された第二の端部を有し、媒体の流量を流管の第一の位置で測定するための第一の流量センサーが設けられている流量計において、流量計には、流管の第二の位置で媒体の流量測定するための第二の流量センサーが設けられていることを特徴とする流量計。
【請求項２】
第二の位置は、第一の位置から隔てられていることとする請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
流量計は、コリオリ式の流量センサーを備えており、第一の流量センサーと第二の流量センサーの少なくとも一方は、コリオリ式であることとする請求項１または請求項２に記載の流量計。
【請求項４】
流量計は、熱式流量センサーを備え、第一の流量センサーと第二の流量センサーの少なくとも一方は、熱式流量センサーであることとする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項５】
流量計は、第二の流量センサーによって伝えられる少なくとも一つの信号に基づいて第一の流量センサーを校正するための校正手段を備えていることとする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項６】
第一の流量センサーは熱式流量センサーであり、第二の流量センサーはコリオリ式の流量センサーであることとする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項７】
第一の流量センサーは第一の測定範囲内の流量を測定するよう設計されており、第二の流量センサーは第二の測定範囲内の流量を測定するよう設計されていることとする請求項１ないし請求項６のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項８】
第一の測定範囲と第二の測定範囲とはオーバーラップしていることとする請求項７に記載の流量計。
【請求項９】
第一の測定範囲と第二の測定範囲とは部分的にのみオーバーラップしていることとする請求項８に記載の流量計。
【請求項１０】
第一の流量センサー及び第二の流量センサーは共に、熱式流量センサーであることとする請求項１ないし請求項５そして請求項７ないし請求項９のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項１１】
第一の熱式センサーには、
* 温度感知性があり、かつ、流管に熱的に接続されている第一の抵抗器要素及びこれ に電気的に直列な第二の抵抗器要素を備えた第一のセンサー回路と、
* 第一の抵抗器要素と第二の抵抗器要素との間を電気的に接続可能な第一の電圧測定 要素と、
* 流管を第一の抵抗器要素の場所で少なくとも部分的に加熱するための第一の加熱手 段と、
が設けられており、
かつ、第二の 熱式流量センサーには、
* 温度感知性があり、かつ、流管に熱的に接続されている第三の抵抗器要素及びこれ に電気的に直列な第四の抵抗器要素を備えた第二のセンサー回路と、
* 第三の抵抗器要素と第四の抵抗器要素との間を電気的に接続可能な第二の電圧測定 要素と、
* 流管を第三の抵抗器要素の場所で少なくとも部分的に加熱するための第二の加熱手 段と、
が設けられており、
第一のセンサー回路は、上記第一のセンサー回路及び上記第二のセンサー回路がそれぞれホイートストンブリッジの第一の半分及び第二の半分を構成するように、第二のセンサー回路に電気的に接続されていることとする請求項１０に記載の流量計。
【請求項１２】
流量計には、抵抗器要素のうちの二つからホイートストンブリッジの第一の半分を選択的に構成し、かつ残りの抵抗器要素のうちの二つからホイートストンブリッジの第二の半分を選択的に構成するための切換え手段が設けられていることとする請求項１１に記載の流量計。
【請求項１３】
第二の抵抗器要素と第四の抵抗器要素の少なくとも一方は温度感知性を有することとする請求項１１又は請求項１２に記載の流量計。
【請求項１４】
第二の抵抗器要素と第四の抵抗器要素の少なくとも一方は流管に熱的に接続されていることとする請求項１１ないし請求項１３のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項１５】
第一の抵抗器要素及び第二の抵抗器要素は流管の第一の部分に接続されており、かつ、第三の抵抗器要素及び第四の抵抗器要素は流管の第二の部分に接続されており、これら第一の部分及び第二の部分は互いに隔てられていることとする請求項１１ないし請求項１４のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項１６】
第一の部分及び前記第二の部分は互いに対向して配設されており、好ましくは、互いに平行して延びていることとする請求項１５に記載の流量計。
【請求項１７】
第一の加熱手段が第一の抵抗器要素と第二の抵抗器要素の少なくとも一方を備える条件と、第二の加熱手段が第三の抵抗器要素と第四の抵抗器要素の少なくとも一方を備える条件との少なくとも一方の条件を具備していることとする請求項１１ないし請求項１６のうちのいずれか一つに記載の流量計。
【請求項１８】
請求項１１ないし請求項１７のうちのいずれか一つに記載の流量計の使用。
【請求項１９】
好ましくは請求項１１ないし請求項１７のうちのいずれか一つに記載の流量計によって、媒体の流量を定量する方法であって、該方法は、
Ａ） 流管を用意するステップと、
Ｂ） 流管を通る流れを定量すべき媒体を流送するステップと、
Ｃ） 流管の第一の位置で媒体の流量を測定するステップと、
Ｄ） 得られた一つ又はそれ以上の測定データに基づいて媒体の流量を定量するステップと、
を備え、
この方法は、
Ｅ） 媒体の流量を流管の第二の位置で測定するさらなるステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２０】
第二の位置は第一の位置とは異なることとする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ステップＥはステップＣと同時に行なわれることとする請求項１９又は請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ステップＣにて第一の測定範囲内の流量が測定され、かつ、ステップＥにて第二の測定範囲内の流量が測定されることとする請求項１９、請求項２０そして請求項２１のうちの一つに記載の方法。
【請求項２３】
第一の測定範囲及び第二の測定範囲はオーバーラップしていることとする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
第一の測定範囲及び第二の測定範囲は部分的にのみオーバーラップしていることとする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
ステップＣは第一の流量センサーで行なわれ、かつ、この方法は、ステップＥで得られた一つ又はそれ以上の測定データに基づいて、第一の流量センサーの補正と校正の少なくとも一方を行うさらなるステップを備えることとする請求項１９ないし請求項２４のうちのいずれか一つに記載の方法。
【請求項２６】
第一の流量センサーは熱式流量センサーであり、かつ、ステップＥはコリオリ式の第二の流量センサーで行なわれることとする請求項１９ないし請求項２５のうちのいずれか一つに記載の方法。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図２ｆ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【図１ｂ】
【図１ｃ】
【図２ａ】
【図２ｂ】
【図２ｃ】
【図２ｄ】
【図２ｅ】
【図２ｆ】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−３３０２６（Ｐ２０１３−３３０２６Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−１２６６６２（Ｐ２０１２−１２６６６２）
【出願日】平成２４年６月４日（２０１２．６．４）
【出願人】（５９６１６７９７４）ベルキン ビーブイ (13)
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＲＫＩＮ Ｂ．Ｖ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１２６６６２（Ｐ２０１２−１２６６６２）
【出願日】平成２４年６月４日（２０１２．６．４）
【出願人】（５９６１６７９７４）ベルキン ビーブイ (13)
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＲＫＩＮ Ｂ．Ｖ．
【Ｆターム（参考）】
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