氣體流量檢測CMG系列

CMG的特徵 體積精巧 體積精巧 , , 高精密度 高精密度 , , 安裝簡單安裝簡單 方向表示可改變方向表示可改變、、不可選擇安裝方向不可選擇安裝方向 LEDLED 顯示 顯示 , , 觀測簡易觀測簡易 （（數位顯示流量數位顯示流量・・等顯示均能簡單測定等顯示均能簡單測定、、管管理理））

上下限警報的設定上下限警報的設定、、瞬間流量輸出類比值等亦瞬間流量輸出類比值等亦可簡單顯示至盤體可簡單顯示至盤體

計測質量流量時計測質量流量時、、不須補正溫度和壓力不須補正溫度和壓力 流孔板的流孔板的 bypassbypass 構造 構造 , , 低壓損亦不易受模低壓損亦不易受模

糊的影響糊的影響 可自行診斷 可自行診斷 , , 並簡單應付故障並簡單應付故障

現正使用山武獨步開發之熱式流速 Sensor計測原理（ Sensor的構造）

１．構造　　　 μ Ｆ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 . ７ mm 、厚さ０ . ５ mm 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。　　

図１ マイクロフローセンサチップ

シリコンチップ

ダイアフラム

Rr周囲温度センサ（ ）

Rhヒータ（ ）

Ru上流側温度センサ（ ）

Rd下流側温度センサ（ ）

A'A

0.5 mm

1.7 mmFLOW

A-A' 断面キャビティー

絶縁膜層ダイアフラム

Ru Rh RdRr

計測原理（ Sensor的計測原理）

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（１ cm/s 程度の　　超低流速も計測可能）・高速応答（１ ms 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。

圖 2 Micro　Flow　Sensor　 計測原理 ( A-A’　 切面 )

Flow

(b)　 接收流量狀態

?

(a)　 無流量狀態

?

RhRu Rd RhRu Rd

熱式 Sensor計測質量流量。不需要補正溫壓！

CMG的構造 採用採用 bypassbypass 設計之構造 設計之構造 , , 實現低壓損之功能實現低壓損之功能 BypassBypass 設計之構造 設計之構造 ,, 不易受到微塵的影響不易受到微塵的影響 其本體無須移動 其本體無須移動 , , 機械使用壽命長機械使用壽命長

バイパス流路

オリフィスプレート

メイン流路

流れ方向

マイクロフローセンサチップ

図３．

CMG的構造圖

マイクロフローセンサチップ

流速をあげるための絞り

絞り

オリフィスプレート

バイパス流路

オリフィスプレート

バイパス流路

マイクロフローセンサチップ

CMG壓損4m3/hModel

10m3/hModel

30m3/hModel

4m3/h時 10m3/h時 30m3/h時空氣 140Pa 215Pa 210Pa

都 市 氣 體（13A）

90Pa 140Pa 135Pa

40A 50A 40A 50A

空氣 500Pa 285Pa 1300Pa 550Pa

都 市 氣 體（13A）

320Pa 183Pa 832Pa 352Pa

80m3/h Model 150m3/h Model

80m3/h時 150m3/h時

（大氣壓力下的壓損）

CMG 　 TBZ 　 SPEC上的比較(1)

型號 CMG401N150110XXXCMG501N150110XXX

TBZ150- 0 50AX10KF 10L/ P 100MSTBZ150- 3. 5 50AX10K 100L/ P 100MS

流量計測範圍（精密度保證範圍）

15. 0～150. 0 12. 5～150. 0

顯示範圍 0. 0～170. 0顯示開始流量 6. 0～累計資料顯示範圍 0. 00～99999999. 99 0. 00～9999999. 99顯示基準溫度 ０～25℃可選擇5℃刻度範圍 出貨時指定顯示方式 LED辨識性優良 LCD辨識性低口徑 可選擇40A、50A 50A面間 220 220耐壓 未達到1MPa 345kPa以下保護構造 IP54 IPX2計測原理 熱式Sensor（質量流量計） 渦輪式（體積流量計）計測精密度 RD ± 4% FS ± 1%補正溫壓精密度 補正溫壓 , 無誤差 RD ± 2%綜合精密度 120m3/ h ±時 4. 8m3/ h

60m3/ h ±時 2. 4m3/ h120m3/ h ±時 3. 9m3/ h60m3/ 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

顯示

構造

計測

CMG 　 TBZ 　 SPEC上的比較(2)

型號 CMG401N150110XXXCMG501N150110XXX

TBZ150- 0 50AX10KF 10L/ P 100MSTBZ150- 3. 5 50AX10K 100L/ P 100MS

電壓 可選擇DC24V、AC100V、AC200V 電池

構造 配線至螺絲端子 公定壽命7年 , 原廠維修(含維修費)累計脈衝 開放性連結輸出 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 4～20mA輸出 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

其他 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

出力

電源

CMG 　 TBX 　 SPEC上的比較(1)

型號 CMG250N030100XXX TBX30

流量計測範圍（精密度保證範圍）

3. 0～30. 0 4. 0～30. 0

顯示範圍 0. 0～35. 0顯示開始流量 1. 5～累計資料顯示範圍 0. 00～99999999. 99 0. 00～9999999. 99顯示基準溫度 ０～25℃可選擇5℃刻度範圍 出貨時指定顯示方式 LED辨識性優良 LCD辨識性低口徑 25A 25A面間 100 170耐壓 150kPa 150kPa保護構造 IP54 －計測原理 熱式Sensor（質量流量計） 渦輪式（體積流量計）計測精密度 RD ± 4% FS ± 1%補正溫壓精密度 補正溫壓 , 無誤差 無應答性 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

電壓 可選擇DC24V、AC100V、AC200V 電池

顯示

構造

計測

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１０L/ 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scal i ng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

TBX CMG

バルブ

コンプレサーエアー

圧力計

気圧計

下述構成之時間應答的比較實驗

流量 機器 流 量 開 始的應答時間

停止時的應答時間

10ｍ３／ｈ ＴＢＸ 1. 4ｓｅｃ 28ｓｅｃ（Normal ） ＣＭＧ 1. 7ｓｅｃ 1. 7ｓｅｃ20ｍ３／ｈ ＴＢＸ 1. 2ｓｅｃ 29. 5ｓｅｃ（Normal ） ＣＭＧ 1. 7ｓｅｃ 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TBXTBX啟停時 啟停時 , , 其誤差增加‘其誤差增加‘＋＋’’ ！！

TBX CMG

バルブ

コンプレサーエアー

圧力計

気圧計

30号膜式

メータ

圧力計

ON-OFFタイマ

TBX瞬時値表示 11. 1m3 h／10. 24Nm3/ h（ ）

CMG瞬時値表示 9. 9m3 h／ON時間 １時間２分３３秒ON回数 62回TBX積算値 12. 5m3

11. 57Nm3（ ）CMG積算値 10. 09Nm3

膜式メータ積算値 10. 82m39. 98Nm3（ ）

TBX誤差 15. 50%

CMG誤差 1. 10%

TBX ?瞬時 表示 21. 5m3／h （20. 35Nm3/ h）

CMG ?瞬時 表示 20. 1m3／h

ON時間 １時間８分３６．３秒

ON ?回 68回TBX ?積算 26. 69m3（

25. 26Nm3）CMG ?積算 22. 98Nm3

?膜式表計算 24. 26m3（22. 68Nm3）

TBX誤差 10. 00%

CMG誤差 1. 30%

10m3/h 時 20m3/h 時

CMGの機能 瞬間流量上下限警報瞬間流量上下限警報　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　立即察覺流量異常立即察覺流量異常。。 累計計算累計計算　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　精準檢測其規定流量的流動情形精準檢測其規定流量的流動情形。　　　　。　　　　　　維修期間亦可檢測維修期間亦可檢測！！

類比輸出的範圍類比輸出的範圍 可設定輸出範圍至欲檢測之流量區域內可設定輸出範圍至欲檢測之流量區域內 　。　。 基準溫度的變更基準溫度的變更　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　５℃　　５℃刻度內 刻度內 , , 可變更可變更基準温度基準温度 脈衝重量的變更脈衝重量的變更　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　可變更累計脈衝之重量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診斷為逆流則以負數顯示 SensorSensor 異常的診斷異常的診斷 記憶異常的診斷記憶異常的診斷 登錄資料異常的診斷登錄資料異常的診斷