熱式質量流量センサーの仕組み
熱式質量流量計といえば、バイパスを使用するものを思い浮かべる方が多いと思います。その原理を図1に示します。
この構成では、質量流量はメイン流路そのものではなく、バイパス（またはセンサー流路）で測定される。このセンサーは層流領域で作動します。
バイパスは薄い金属壁のキャピラリーチューブで、チューブを加熱して温度を測定（「感知」）する金属ワイヤーで囲まれた2カ所にある。キャピラリーチューブの直径が小さいため、チューブを加熱する体積が少なくて済み、応答時間が速く、必要なエネルギーが少なくて済む。しかし、キャピラリーチューブの目詰まりを防ぐため、マスフローメーターの前にフィルターが必要である。
図1：作動原理マスフローセンサー（バイパス）
層流エレメント（装置のメイン流路にある流れの障害物）により、流体の比例部分がバイパス（またはセンサー流路）を通り、メイン流路と並行して流れる。
層流エレメント（またはフロー・スプリッター）は、高精度にエッチングされた流路を持つステンレス製ディスクのスタックで構成され、フローセンサーと同様の特性を持ちます。より高い流量の場合、ディスクには乱流の影響をフィルターするための追加セクションが装備されます。このエレメントを使用することで、様々なプロセス条件下でも、安定した信頼性の高いフロー・プロポーショニングが保証されます。
層流エレメントについてもっとお知りになりたいですか？バイパス原理を使用するthis critical element for flow metersブログをお読みください。
図2：マスフローセンサーを通した温度
ガス用マスフローセンサ - バイパス原理
センサーを流れるガスは、2つのヒーター（図1のRHT1とRHT2）によって温められる。チューブの温度は同じ2点で測定されるため、これらのヒーターもセンサーとなります。流量がない状態では、バイパスの2点間の温度差はゼロになります。流量が増加すると、流体が熱を運び去るため、最初の測定点（RHT1）の温度は低下します。同時に、第二測定点（RHT2）の温度は、流体が熱を運ぶため高くなります。流量が多いほど温度差は大きくなり、これは質量流量に正比例します。
ガス用「バイパス」マスフローセンサ付きブロンコスト機器
EL-FLOW Select、EL-FLOW Prestige、IN-FLOW、EX-FLOWように、流量に比例して流量制限を通過させるバイパスデバイスは、より高い精度と再現性が要求されるクリーンでドライなガスアプリケーションに適しています。EX-FLOWは危険場所（ATEX）でのガスフロー用途に適しています。
上記のバイパス原理のバリエーションとして、ブロンコストは 低圧力損失アプリケーションのための特別なコンフィギュレーション、 LOW-dP-FLOWシリーズを設計しました。このセンサーは約0.25から2.5mbarsの圧力しか必要としません。さらに、大きな流路は目詰まりのリスクを最小限にし、洗浄とパージを容易にします。したがって、この構成は腐食性ガスアプリケーションに適しています。
