特許 7507011 ガス濃度流量測定装置、酸素濃縮装置、およびガス濃度流量測定装置の組み立て方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-19

(45)【発行日】2024-06-27

(54)【発明の名称】ガス濃度流量測定装置、酸素濃縮装置、およびガス濃度流量測定装置の組み立て方法

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/667 20220101AFI20240620BHJP

   G01F 1/66 20220101ALI20240620BHJP

   G01N 29/024 20060101ALI20240620BHJP

   A61M 16/10 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

G01F1/667 A

G01F1/66 101

G01N29/024

A61M16/10 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020093010

(22)【出願日】2020-05-28

(65)【公開番号】P2021188980

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2023-05-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000112602

【氏名又は名称】フクダ電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112689

【弁理士】

【氏名又は名称】佐原 雅史

(74)【代理人】

【識別番号】100128934

【弁理士】

【氏名又は名称】横田 一樹

(72)【発明者】

【氏名】本多 茂

(72)【発明者】

【氏名】溝田 巌

(72)【発明者】

【氏名】上山 喜弘

(72)【発明者】

【氏名】竹内 雅彦

【審査官】羽飼 知佳

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０３０９５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３２９６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１０５８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２０９２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０８６２１５６０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２１０５７２１１９（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ １／６６－ １／６６７

Ｇ０１Ｎ ２９／０２－２９／０３６

Ａ６１Ｍ １６／００－１６／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスが流通する測定流路を形成する測定部と、
前記測定流路における上流側および下流側にそれぞれ配置された一対の超音波センサと、
前記ガスの温度を測定する温度センサと、
一方の前記超音波センサから発信された超音波の伝搬速度と、他方の前記超音波センサから発信された超音波の伝搬速度との差分に基づいて前記ガスの流量を算出するとともに、前記ガスの流量および前記超音波の伝搬速度から前記超音波の音速を算出し、前記音速と前記ガスの温度と前記ガスの成分とに基づいて前記ガス中の特定の成分の濃度を算出する演算制御装置と、
少なくとも前記超音波センサおよび前記温度センサを電気的に接続する装置基板パターンを有する装置基板と、
を備え、
前記温度センサは、
前記装置基板の表面上に配置されて前記ガスに接触可能な位置に配置されたセンサ本体部と、
センサ本体部に設けられたセンサ端子と、
を有し、
前記装置基板は、前記センサ端子を前記装置基板パターンに電気的に接続する装置基板ランドを有し、
前記測定部には、前記測定流路に連通して、内側に前記温度センサを配置可能なセンサ流路が形成され、
前記測定流路は前記装置基板の表面に対して該装置基板の表面に直交する基板上下方向に離れた位置に配置されて前記装置基板の表面に沿って延び、かつ、前記センサ流路は前記測定流路と前記装置基板との間に配置され、
前記測定部は、
前記装置基板の表面に対向して配置されて前記装置基板に前記測定部を支持させる対向面と、
前記対向面に形成されて前記センサ流路を前記装置基板の表面に向けて開口させる基板側開口と、
を有し、
前記温度センサは前記基板側開口を通じて前記センサ流路に配置され、
前記測定部は、前記基板側開口を囲むように前記対向面に形成された測定部側接触面を有し、
前記測定部側接触面と前記装置基板の表面とに接触して挟まれたシールリングと、
前記測定部と前記装置基板とを近接させるように固定する付勢固定部と、
をさらに備えるガス濃度流量測定装置。

【請求項2】

前記測定部は、前記測定部側接触面に連続して形成されて前記シールリングの径方向を向くとともに前記シールリングの径方向から前記シールリングに接触可能な径方向接触面をさらに有する請求項１に記載のガス濃度流量測定装置。

【請求項3】

前記測定部は、前記対向面に形成されて前記装置基板の表面から離れる方向に凹むとともに前記シールリングが配置されるリング保持溝をさらに有し、
前記リング保持溝は、前記測定部側接触面、および前記径方向接触面によって形成されている請求項２に記載のガス濃度流量測定装置。

【請求項4】

前記センサ流路は、前記測定流路から前記装置基板の表面に向かって延びる第一中継流路と、前記第一中継流路に連通して前記温度センサ周りに形成されたセンサ周囲流路と、前記センサ周囲流路に連通して前記装置基板から離れるように延びる第二中継流路と、
を含む請求項１から３のいずれか一項に記載のガス濃度流量測定装置。

【請求項5】

前記測定部には、
前記第一中継流路と前記測定流路とを連通する第一流路開口と、
前記第一中継流路とセンサ周囲流路とを連通する第二流路開口とが形成され、
前記温度センサは、前記装置基板の表面に直交する基板上下方向に、前記第一流路開口および前記第二流路開口と並んで配置されている請求項４に記載のガス濃度流量測定装置。

【請求項6】

前記測定部には、
前記測定流路の下流側に配置されて前記ガスを前記測定流路から導出口まで導出する導出流路が形成され、
前記導出流路には、上流側から下流側に向かって前記第一中継流路、前記センサ周囲流路、前記第二中継流路、および前記第二中継流路に連通するとともに前記導出口を有する流出側流路がこの順に形成されている請求項４または５に記載のガス濃度流量測定装置。

【請求項7】

前記測定部には、
前記測定流路の上流側に配置されて導入口から供給される前記ガスを前記測定流路に導入する導入流路が形成され、
前記導入流路には、上流側から下流側に向かって前記第二中継流路に連通するとともに前記導入口を有する流入側流路、前記第二中継流路、前記センサ周囲流路、および前記第一中継流路がこの順に形成されている請求項４または５に記載のガス濃度流量測定装置。

【請求項8】

前記ガスとしての酸素含有ガス中の酸素濃度、および前記酸素含有ガスの流量を測定する請求項１から７のいずれか一項に記載のガス濃度流量測定装置と、
前記ガス濃度流量測定装置を組み込んだ濃縮装置本体と、
を備える酸素濃縮装置。

【請求項9】

ガスの濃度および流量を測定するガス濃度流量測定装置の組み立て方法であって、
前記ガスの温度を測定する温度センサのセンサ端子を、前記装置基板の装置基板パターンに電気的に接続された装置基板ランドに電気的に接続する工程と、
前記ガスが流通する測定流路と、前記測定流路に連通するセンサ流路とを形成している測定部を、前記センサ流路を前記装置基板の表面に向けて開口させる基板側開口を通じて前記温度センサが前記センサ流路に配置されるように、前記装置基板の表面に押し付けて前記装置基板に固定する工程と、
超音波を発信および受信可能な超音波センサを、前記測定流路の上流側と下流側とに配置し、かつ、前記装置基板パターンに電気的に接続する工程と、
一方の前記超音波センサから発信されて前記測定流路内を通過する超音波の伝搬速度と他方の前記超音波センサから発信されて前記測定流路内を通過する超音波の伝搬速度との差分に基づいて前記ガスの流量を算出するとともに前記ガスの流量および前記超音波の伝搬速度から前記超音波の音速を算出して前記音速と前記ガスの温度と前記ガスの成分とに基づいて前記ガス中の特定の成分の濃度を算出する演算制御装置を設ける工程と、
を含み、
前記測定部が前記装置基板に固定された状態において、該測定部は、
前記装置基板の表面に対向して配置されて前記装置基板に前記測定部を支持させる対向面と、
前記対向面に形成されて前記センサ流路を前記装置基板の表面に向けて開口させる前記基板側開口と、
前記基板側開口を囲むように前記対向面に形成された測定部側接触面と、
を有し、
前記測定部を前記装置基板に固定する工程では、前記測定流路が前記装置基板の表面に対して該装置基板の表面に直交する基板上下方向に離れた位置に配置されて前記装置基板の表面に沿って延びるように配置し、かつ、前記センサ流路を前記測定流路と前記装置基板との間に配置し、前記測定部側接触面と前記装置基板の表面とに接触するように該測定部側接触面と該装置基板の表面との間にシールリングを挟むとともに、前記測定部と前記装置基板とを近接させるように固定するガス濃度流量測定装置の組み立て方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスの濃度および流量を測定するガス濃度流量測定装置と、ガス濃度流量測定装置を組み込んだ酸素濃縮装置と、ガス濃度流量測定装置の組み立て方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されているようにガスの流通する測定管に超音波送受信器を対向して配置して、ガスの流量および濃度を計測する超音波式のガス濃度流量測定装置が知られている。

【0003】

このようなガス濃度流量測定装置は酸素濃縮装置にも使用されている。特許文献２に示すように酸素濃縮装置は、例えば空気を圧縮した後に空気中の窒素を取り除き、高濃度の酸素を生成する装置である。なお酸素濃縮装置は、例えば呼吸不全等の理由により在宅で酸素を補給しなければならない患者に対して酸素を供給するために用いられる装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許６３０５２０９号公報

【文献】特許５４９９２６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、従来の超音波式のガス濃度流量測定装置では、ガス濃度を測定するため、ガス温度を測定する温度センサが設けられている。この温度センサは、ガス濃度流量測定装置においてガスに接触する位置に設置される必要があるため、温度センサの設置位置に制約があり、温度センサを取り付ける作業に手間を要する。

【0006】

そこで本発明は、構造を簡素化して温度センサを容易に設置することが可能なガス濃度流量測定装置を提供する。

【0007】

本発明の一態様に係るガス濃度流量測定装置は、ガスが流通する測定流路を形成する測定部と、前記測定流路における上流側および下流側にそれぞれ配置された一対の超音波センサと、前記ガスの温度を測定する温度センサと、一方の前記超音波センサから発信された超音波の伝搬速度と、他方の前記超音波センサから発信された超音波の伝搬速度との差分に基づいて前記ガスの流量を算出するとともに、前記ガスの流量および前記超音波の伝搬速度から前記超音波の音速を算出し、前記音速と前記ガスの温度と前記ガスの成分とに基づいて前記ガス中の特定の成分の濃度を算出する演算制御装置と、少なくとも前記超音波センサおよび前記温度センサを電気的に接続する装置基板パターンを有する装置基板と、を備え、前記温度センサは、前記装置基板の表面上に配置されて前記ガスに接触可能な位置に配置されたセンサ本体部と、センサ本体部に設けられたセンサ端子と、を有し、前記装置基板は、前記センサ端子を前記装置基板パターンに電気的に接続する装置基板ランドを有している。

【0008】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定部には、前記測定流路に連通して、内側に前記温度センサを配置可能なセンサ流路が形成されていてもよい。

【0009】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定流路は前記装置基板の表面に対して該装置基板の表面に直交する基板上下方向に離れた位置に配置されて前記装置基板の表面に沿って延び、かつ、前記センサ流路は前記測定流路と前記装置基板との間に配置されていてもよい。

【0010】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定部は、前記装置基板の表面に対向して配置されて前記装置基板に前記測定部を支持させる対向面と、前記対向面に形成されて前記センサ流路を前記装置基板の表面に向けて開口させる基板側開口と、を有し、前記温度センサは前記基板側開口を通じて前記センサ流路に配置されていてもよい。

【0011】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定部は、前記基板側開口を囲むように前記対向面に形成された測定部側接触面を有し、前記測定部側接触面と前記装置基板の表面とに接触して挟まれたシールリングと、前記測定部と前記装置基板とを近接させるように固定する付勢固定部と、をさらに備えていてもよい。

【0012】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定部は、前記測定部側接触面に連続して形成されて前記シールリングの径方向を向くとともに前記シールリングの径方向から前記シールリングに接触可能な径方向接触面をさらに有していてもよい。

【0013】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定部は、前記対向面に形成されて前記装置基板の表面から離れる方向に凹むとともに前記シールリングが配置されるリング保持溝をさらに有し、前記リング保持溝は、前記測定部側接触面、および前記径方向接触面によって形成されていてもよい。

【0014】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記センサ流路は、前記測定流路から前記装置基板の表面に向かって延びる第一中継流路と、前記第一中継流路に連通して前記温度センサ周りに形成されたセンサ周囲流路と、前記センサ周囲流路に連通して前記装置基板から離れるように延びる第二中継流路と、を含んでいてもよい。

【0015】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定部には、前記第一中継流路と前記測定流路とを連通する第一流路開口と、前記第一中継流路とセンサ周囲流路とを連通する第二流路開口とが形成され、前記温度センサは、前記装置基板の表面に直交する基板上下方向に、前記第一流路開口および前記第二流路開口と並んで配置されていてもよい。

【0016】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定部には、前記測定流路の下流側に配置されて前記ガスを前記測定流路から導出口まで導出する導出流路が形成され、前記導出流路には、上流側から下流側に向かって前記第一中継流路、前記センサ周囲流路、前記第二中継流路、および前記第二中継流路に連通するとともに前記導出口を有する流出側流路がこの順に形成されていてもよい。

【0017】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記測定部には、前記測定流路の上流側に配置されて導入口から供給される前記ガスを前記測定流路に導入する導入流路が形成され、前記導入流路には、上流側から下流側に向かって前記第二中継流路に連通するとともに前記導入口を有する流入側流路、前記第二中継流路、前記センサ周囲流路、および前記第一中継流路がこの順に形成されていてもよい。

【0018】

また上記のガス濃度流量測定装置では、前記壁部は、前記流路開口を囲むように筒状をなしていてもよい。

【0019】

また本発明の一態様に係る酸素濃縮装置は、前記ガスとしての酸素含有ガス中の酸素濃度、および前記酸素含有ガスの流量を測定する上記のガス濃度流量測定装置と、前記ガス濃度流量測定装置を組み込んだ濃縮装置本体と、を備えている。

【0020】

また本発明の一態様に係る組み立て方法は、ガスの濃度および流量を測定するガス濃度流量測定装置の組み立て方法であって、前記ガスの温度を測定する温度センサのセンサ端子を、前記装置基板の装置基板パターンに電気的に接続された装置基板ランドに電気的に接続する工程と、前記ガスが流通する測定流路と、前記測定流路に連通するセンサ流路とを形成している測定部を、前記センサ流路を前記装置基板の表面に向けて開口させる基板側開口を通じて前記温度センサが前記センサ流路に配置されるように、前記装置基板の表面に押し付けて前記装置基板に固定する工程と、超音波を発信および受信可能な超音波センサを、前記測定流路の上流側と下流側とに配置し、かつ、前記装置基板パターンに電気的に接続する工程と、一方の前記超音波センサから発信されて前記測定流路内を通過する超音波の伝搬速度と他方の前記超音波センサから発信されて前記測定流路内を通過する超音波の伝搬速度との差分に基づいて前記ガスの流量を算出するとともに前記ガスの流量および前記超音波の伝搬速度から前記超音波の音速を算出して前記音速と前記ガスの温度と前記ガスの成分とに基づいて前記ガス中の特定の成分の濃度を算出する演算制御装置を設ける工程と、を含んでいる。

【発明の効果】

【0021】

上記のガス濃度流量測定装置等によれば、構造を簡素化して温度センサを容易に設置することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係る酸素濃縮装置の全体図である。

【図2】上記酸素濃縮装置の構成を示すブロック図である。

【図3】上記酸素濃縮装置におけるガス濃度流量測定装置のブロック図である。

【図4】上記酸素濃縮装置におけるガス濃度流量測定装置の全体斜視図である。

【図5】上記酸素濃縮装置におけるガス濃度流量測定装置の全体斜視図であって、構成部品に分解して示す図である。

【図6】上記ガス濃度流量測定装置における測定部の断面図であって、図５のＩ－Ｉ断面図である。

【図7】上記ガス濃度流量測定装置における測定部の要部を装置基板側から見た図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
（全体構成）
図１および図２に示すように、本実施形態の酸素濃縮装置１は、患者に酸素を供給する装置であり、外部から取り込んだ空気Ａを濃縮し、高濃度（例えば、９０％程度）の酸素含有ガスＧを生成する。具体的には酸素濃縮装置１は、吸気フィルタ１１、圧縮機１２、窒素吸着機構１３、タンク１４、および筐体１２０（図１参照）を有する濃縮装置本体１００と、濃縮装置本体１００に組み込まれたガス濃度流量測定装置１５とを備えている。

【0024】

酸素濃縮装置１では、筐体１２０の背面に設けられた吸気フィルタ１１を介して外部から取り込まれた空気Ａを圧縮機１２で圧縮し、圧縮された空気Ａに含まれる窒素を窒素吸着機構１３で触媒（図示省略）に吸着させて高濃度の酸素を含有する酸素含有ガス（酸素および窒素を含有するガス）Ｇを生成し、患者へ供給可能とする。以下、酸素含有ガスＧを単に「ガスＧ」とする。

【0025】

ここで図２に示すように窒素吸着機構１３は一対の吸着塔１３ａ、１３ｂを備えている。一対の吸着塔１３ａ、１３ｂの中にはゼオライト等の触媒が充填されている。吸着塔１３ａおよび１３ｂのうちの一方を加圧して触媒に窒素を吸着させ、他方を減圧して触媒に吸着されている窒素を放出し、次の加圧に備える。このように窒素吸着機構１３では、一対の吸着塔１３ａ、１３ｂを交互に加圧および減圧させて高濃度の酸素が生成される。窒素吸着機構１３で生成された高濃度の酸素はタンク１４に蓄えられる。タンク１４に蓄えられた酸素は、ガスＧとしてガス濃度流量測定装置１５を通った後に患者に供給される。すなわち、本実施形態の酸素濃縮装置１はＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式を採用している。

【0026】

ここで酸素濃縮装置１の各構成部品は、不図示の制御ユニットによって統括的に制御される。制御ユニットは、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成され、各種制御を実行する。ＣＰＵは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能を実現する。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。ＲＯＭは、ＣＰＵで実行されるプログラムを記憶する。

【0027】

図１に示すように筐体１２０は略直方体形状をなしている。筐体１２０には操作ボタン１２１、ディスプレイ１２２、および、ガス濃度流量測定装置１５に接続されてガスＧを吐出する吐出チューブ（ゴムチューブ等）１２３が設けられている。

【0028】

（ガス濃度流量測定装置）
次にガス濃度流量測定装置１５の詳細について説明する。
ガス濃度流量測定装置１５は筐体１２０に組み込まれている。図２に示すように、ガス濃度流量測定装置１５は、タンク１４の下流側に設けられて、ガスＧ中の酸素の濃度および流量を計測可能となっている。より具体的には図３に示すように、ガス濃度流量測定装置１５は超音波式の測定装置であって、測定部２０と、温度センサ３０と、演算制御装置４０と、装置基板５０と、超音波センサ６０と、圧力センサ７０と、比例弁８０とを備えている。

【0029】

（装置基板）
図４および図５に示すように装置基板５０は、矩形のプリント基板であって、基材５１、基材５１に設けられて伝導体によって形成された装置基板パターン５２、および、基材５１を貫通する装置基板ホール５１ａ周りに設けられて装置基板パターン５２に電気的に接続される複数の装置基板ランド５３を有している。なお装置基板ホール５１ａは、後述する各電子部品を挿入実装するための孔であるが、装置基板ホール５１ａの無い装置基板ランド５３も設けられて、後述する各電子部品が装置基板５０に面実装されてもよい。装置基板ランド５３には後述する素子基板６２や温度センサ３０が電気的に接続される。

【0030】

（温度センサ）
次に温度センサ３０について詳細に説明する。
図５に示すように温度センサ３０は、装置基板５０の表面上に設けられている。温度センサ３０は、後述する測定流路Ｆを流通するガスＧの温度Ｔを測定流路Ｆの下流側で測定可能となっている。

【0031】

具体的には図６に示すように、温度センサ３０はセンサ本体部３１と、センサ端子３２とを有している。
センサ本体部３１は装置基板５０の表面上に配置されている。センサ本体部３１は後述する測定部２０によって覆われることでガスＧに接触可能となっている。

【0032】

センサ端子３２はセンサ本体部３１の表面に設けられている。センサ端子３２が装置基板５０の表面側で装置基板ランド５３にはんだ付けされることで温度センサ３０が面実装され、装置基板パターン５２（図４参照）に電気的に接続されている。よって温度センサ３０は装置基板５０に直付けされている。なお温度センサ３０は面実装されなくともよく、センサ端子３２が装置基板ホール５１ａに挿通された上で装置基板ランド５３に接続される挿入実装によって設けられてもよい。

【0033】

（圧力センサ）
圧力センサ７０は、温度センサ３０と同じように装置基板５０の表面上に設けられている。圧力センサ７０は後述する測定流路Ｆを流通するガスＧの圧力を測定流路Ｆの上流側で測定可能となっている。圧力センサ７０は装置基板ランド５３にはんだ付けによって固定されて装置基板パターン５２（図４参照）に電気的に接続されている。圧力センサ７０で測定されたガスＧの圧力は、例えば後述する演算制御装置４０（図３参照）における演算において、圧力によって変動し得る定数を確定する際に用いられる。

【0034】

（測定部）
図４および図５に示すように測定部２０は、装置基板５０の表面上に固定されて設けられている。以下、装置基板５０を基準として表面から離れる方向を基板上方とし、装置基板５０の表面と反対側の裏面から離れる方向を基板下方とする。測定部２０は筒状をなしている。より具体的には測定部２０は、測定管（流路形成部）２１と、測定管２１の両端部に設けられた超音波センサ取付部２２、温度センサ取付部２３、吐出口部２４、吸込口部２５、および圧力センサ取付部２６とを有している。

【0035】

（測定管）
測定管２１は、タンク１４（図３参照）からのガスＧが流通する測定流路Ｆを内側に形成する円筒状をなしている。測定流路Ｆは装置基板５０の表面に対して装置基板５０の表面に直交する基板上下方向に離れた位置に配置されて、装置基板５０の表面に沿って延びている。測定管２１は例えばＡＢＳ樹脂等の樹脂材料によって形成されている。以下、測定管２１の延びる方向を測定部長手方向とする。また測定部長手方向に直交する測定管２１の径方向を測定部径方向とし、測定管２１の周方向を測定部周方向とする。

【0036】

図６に示すように測定管２１には、測定部長手方向の下流側の端部において基板下方に向かって開口する第一流路開口２１ａが形成されている。第一流路開口２１ａの周りには、第一流路開口２１ａを囲むとともに測定管２１の外周面から基板下方に向かって突出する円筒状の壁部２１ｂが設けられている。壁部２１ｂは測定管２１から装置基板５０の表面と離れた位置まで突出している。また壁部２１ｂの内側は基板上下方向に延びる第一中継流路Ｃ１となっている。壁部２１ｂにおける装置基板５０側の端部には、第一中継流路Ｃ１を開口させる第二流路開口２１ｃが形成されている。第一流路開口２１ａと第二流路開口２１ｃとは、基板上下方向に並んで配置されている。

【0037】

（超音波センサ取付部）
超音波センサ取付部２２は、測定管２１における測定部長手方向の両端部、すなわち測定流路Ｆの上流側および下流側の端部に一つずつ設けられている。本実施形態では超音波センサ取付部２２は測定管２１と同じ樹脂によって測定管２１と一体成型されている。超音波センサ取付部２２は測定管２１よりも外径が大径の筒状をなしている。図５に示すように各々の超音波センサ取付部２２には、測定部長手方向に貫通して測定流路Ｆにつながる断面円形状の孔である開口２２ａが形成されている。

【0038】

（温度センサ取付部）
図４および図５に示すように、温度センサ取付部２３は、測定流路Ｆの下流側の超音波センサ取付部２２Ｘに近接する位置で、測定管２１の外周面から基板下方に突出して設けられて円筒状をなしている。本実施形態では温度センサ取付部２３は測定管２１と同じ樹脂によって測定管２１と一体成型されている。図６に示すように温度センサ取付部２３の内側には、測定流路Ｆにつながる空間Ｓが形成されている。空間Ｓは上記の第一中継流路Ｃ１を介して測定流路Ｆに連通している。

【0039】

温度センサ取付部２３の空間Ｓは装置基板５０から基板上方に延びる円柱状の空間である。図７に示すように空間Ｓにおける測定部長手方向のちょうど真ん中の位置には上記の壁部２１ｂおよび第一中継流路Ｃ１が配置されている。そして壁部２１ｂは、空間Ｓ内に配置されている。空間Ｓにおける壁部２１ｂの第二流路開口２１ｃよりも基板下方側の領域がセンサ周囲流路Ｃ２となっている。よってセンサ周囲流路Ｃ２は第二流路開口２１ｃを介して第一中継流路Ｃ１に連通している。
また温度センサ取付部２３の空間Ｓのうち、第二流路開口２１ｃよりも基板上方側における壁部２１ｂの周囲の領域は第二中継流路Ｃ３となっている。よって第二中継流路Ｃ３はセンサ周囲流路Ｃ２に連通して装置基板５０から離れるように基板上下方向に延びている。

【0040】

また温度センサ取付部２３における空間Ｓは基板下方に向かって開口している。温度センサ取付部２３は、装置基板５０上の温度センサ３０におけるセンサ本体部３１を基板上方から覆うとともに、装置基板５０の表面に接して設けられている。この状態で温度センサ３０がセンサ周囲流路Ｃ２に配置されている。ここで温度センサ３０は基板上下方向に第一流路開口２１ａおよび第二流路開口２１ｃと並んで配置されている。すなわち温度センサ３０は基板上下方向に第一流路開口２１ａおよび第二流路開口２１ｃの直下に配置されている。換言すると空間Ｓにおいて測定部径方向および測定部長手方向の略真ん中の位置に温度センサ３０が配置され、基板上方から見て第一流路開口２１ａおよび第二流路開口２１ｃの形成範囲内に温度センサ３０が配置されている。なお基板上下方向は、必ずしも鉛直方向に一致する方向でなくともよい。

【0041】

具体的には温度センサ取付部２３は、装置基板５０の表面に対向する対向面２３ａと、対向面２３ａに空間Ｓを開口させる基板側開口２３ｂとを有している。図７に示すように、対向面２３ａが装置基板５０の表面に接触していることで、装置基板５０上に温度センサ取付部２３が支持されている。対向面２３ａには基板上方に向かってボルト穴２３ｃが形成されている。ボルト（付勢固定部）３５が装置基板５０の裏面から装置基板５０を貫通してボルト穴２３ｃに螺合することによって、温度センサ取付部２３が装置基板５０へ近接する方向に付勢されて固定されている。なお、ボルト３５に代えて結束バンド等の他の付勢固定部によって温度センサ取付部２３が装置基板５０に固定されてもよい。

【0042】

基板側開口２３ｂは、ボルト穴２３ｃに干渉しない位置で対向面２３ａに形成されている。基板側開口２３ｂは空間Ｓを装置基板５０の表面に向けて開口させている。温度センサ３０のセンサ本体部３１は、この基板側開口２３ｂを通じて空間Ｓにおけるセンサ周囲流路Ｃ２に配置されるとともに温度センサ取付部２３によって基板上方、測定部長手方向、および基板面方向（装置基板５０の表面に沿う測定部径方向）から覆われている。また基板側開口２３ｂの外周側に上記のボルト穴２３ｃが形成されている。さらに本実施形態では基板側開口２３ｂの周方向に１８０度互いに離れた位置で、基板面方向（測定部径方向）に並んでボルト穴２３ｃが一対形成されている。

【0043】

また図７に示すように、温度センサ取付部２３の対向面２３ａには装置基板５０から離れる方向に凹むリング保持溝２３ｄが形成されている。リング保持溝２３ｄは基板側開口２３ｂとボルト穴２３ｃの間に形成され、基板側開口２３ｂを囲むように環状をなしている。

【0044】

リング保持溝２３ｄは、装置基板５０に対向して基板下方を向く測定部側接触面２３ｄ１と、測定部側接触面２３ｄ１における外周側の端縁から基板下方に延びる径方向外側接触面２３ｄ２と、径方向外側接触面２３ｄ２に対向して測定部側接触面２３ｄ１における内周側の端縁から基板下方に延びる径方向内側接触面２３ｄ３とによって形成されている。

【0045】

さらに温度センサ取付部２３には、位置決め部材２３ｅが設けられている。位置決め部材２３ｅは温度センサ取付部２３から測定部長手方向に延びる腕部２３ｆと、腕部２３ｆの先端から基板下方に向かって突出する突起２３ｇとを有している。腕部２３ｆは測定管２１と装置基板５０との間に配置されている。突起２３ｇは装置基板５０に形成された位置決め孔５０ｂに、装置基板５０の表面側から挿入される（図５参照）。

【0046】

（シールリング）
ここで例えば樹脂製のパッキンであるシールリング２７（図５参照）がリング保持溝２３ｄに配置されている。ボルト３５によって装置基板５０に温度センサ取付部２３が固定された状態で、シールリング２７は測定部側接触面２３ｄ１と装置基板５０の表面とに接触して挟まれて弾性変形した状態となる。またシールリング２７は径方向外側接触面２３ｄ２と径方向内側接触面２３ｄ３とに接触可能に、これらの面２３ｄ２、２３ｄ３に挟まれた状態となっている。シールリング２７は、例えば測定部側接触面２３ｄ１と装置基板５０の表面とに接触して挟まれて弾性変形した状態で径方向外側接触面２３ｄ２および径方向内側接触面２３ｄ３に接触している。なお必ずしも径方向外側接触面２３ｄ２および径方向内側接触面２３ｄ３にシールリング２７が接触していなくともよい。

【0047】

（吐出口部）
吐出口部２４は、測定流路Ｆの下流側の超音波センサ取付部２２Ｘに近接する位置で温度センサ取付部２３に設けられている。本実施形態では吐出口部２４は温度センサ取付部２３と同じ樹脂によって温度センサ取付部２３と一体成型されている。図５に示すように吐出口部２４は円筒状をなしている。図６に示すように吐出口部２４の内側には流出側流路Ｃ４が形成されている。吐出口部２４は温度センサ取付部２３から装置基板５０の表面に沿って測定部径方向の外側へ突出している。吐出口部２４の先端には流出側流路Ｃ４を開口させる導出口２４ａが形成されている。

【0048】

また吐出口部２４は、流出側流路Ｃ４と空間Ｓにおける第二中継流路Ｃ３とを連通する空間側開口２４ｂを有している。空間側開口２４ｂは空間Ｓにおいて第二流路開口２１ｃよりも基板上方の位置で基板面方向（測定部径方向）に開口している。よって空間側開口２４ｂと、測定管２１における第一流路開口２１ａとの間には壁部２１ｂが配置されている。この結果、図７に矢印で示すように、測定流路ＦのガスＧは第一流路開口２１ａから壁部２１ｂの内側の第一中継流路Ｃ１を通って基板下方に温度センサ３０に向かって流通してセンサ周囲流路Ｃ２に流入した後に、壁部２１ｂの外側の第二中継流路Ｃ３を通って基板上方に向かって流通する。その後、空間側開口２４ｂを通じて流出側流路Ｃ４に流入し、導出口２４ａから導出される。よって測定部２０における測定流路Ｆの下流側には、上流側から下流側に向かって第一中継流路Ｃ１、センサ周囲流路Ｃ２、第二中継流路Ｃ３、および流出側流路Ｃ４がこの順に形成されている。すなわち測定流路Ｆの下流側には第一中継流路Ｃ１、センサ周囲流路Ｃ２、および第二中継流路Ｃ３を含むセンサ流路ＣＳが形成され、センサ流路ＣＳおよび流出側流路Ｃ４を含む導出流路Ｆ１が形成されている（図６参照）。ここでセンサ流路ＣＳ（空間Ｓ）は基板上下方向に測定流路Ｆと装置基板５０との間に配置されていることになる。

【0049】

（吸込口部）
図５に戻って、吸込口部２５は、測定流路Ｆの上流側の超音波センサ取付部２２Ｙに近接する位置で測定管２１の外周面から装置基板５０の表面に沿って測定部径方向の外側へ突出して吐出口部２４と平行に延びている。本実施形態では吸込口部２５は測定管２１と同じ樹脂によって測定管２１と一体成型されている。吸込口部２５は円筒状をなして内側に流入側流路Ｃ５が形成されている。吸込口部２５の先端には流入側流路Ｃ５を開口させる導入口２５ａが形成されている。また流入側流路Ｃ５は測定流路Ｆに連通し、ガスＧを測定流路Ｆに導入する導入流路として機能する。吸込口部２５は後述の比例弁８０を介してタンク１４に接続されている（図２参照）。タンク１４からは比例弁８０および吸込口部２５の導入口２５ａを介して測定流路ＦにガスＧが流入するようになっている。

【0050】

（圧力センサ取付部）
圧力センサ取付部２６は、吸込口部２５に設けられている。本実施形態では圧力センサ取付部２６は吸込口部２５と同じ樹脂によって圧力センサ取付部２６と一体成型されている。圧力センサ取付部２６は円筒状をなし、吸込口部２５から基板下方に突出している。圧力センサ取付部２６の内側には吸込口部２５の内側につながる空間（不図示）が形成されている。この空間は基板下方に向かって開口し、装置基板５０に設けられた圧力センサ７０を基板上方から覆うようにして装置基板５０の表面に接して圧力センサ取付部２６が設けられている。圧力センサ取付部２６は例えば爪７５によって装置基板５０に取り付けられている。

【0051】

（比例弁）
比例弁８０は装置基板５０の表面上に固定されて設けられている。比例弁８０は測定管２１に対して吸込口部２５および吐出口部２４が設けられた側で、装置基板５０の端縁５０ａに沿って、測定部長手方向に吸込口部２５と吐出口部２４との間に配置されている。比例弁８０は、濃縮装置本体１００の操作ボタン１２１で指定された数値に基づき、測定流路Ｆを流通するガスＧの流量を制御する。

【0052】

比例弁８０には、比例弁８０に対して装置基板５０の端縁５０ａから装置基板５０の表面に沿う基板面方向（測定部径方向）に一部が突出するとともに、装置基板５０と比例弁８０との間に介在された比例弁ブラケット８１が設けられている。比例弁ブラケット８１は、例えばボルト８５によって比例弁８０に取り付けられている。比例弁ブラケット８１は、比例弁８０を基板下方から支持するとともに、基板下方に突出する爪８１ａによって装置基板５０に取り付けられている。また比例弁ブラケット８１には、タンク１４に接続される入口部８２と、吸込チューブ８４を介して吸込口部２５に接続される出口部８３とが設けられている。

【0053】

入口部８２は装置基板５０の端縁５０ａに沿って、測定部長手方向に吸込口部２５の側に向かって延びる円筒状をなしている。出口部８３は入口部８２に併設され、入口部８２を挟んで比例弁８０とは装置基板５０の表面に沿う基板面方向（測定部径方向）に反対側に配置されている。出口部８３は入口部８２と同様に装置基板５０の端縁５０ａに沿って測定部長手方向に吸込口部２５の側に向かって延びる円筒状をなしている。入口部８２と出口部８３とは比例弁８０を介して連通している。入口部８２および出口部８３と比例弁８０との間にはパッキン８６が介在されている。

【0054】

よってタンク１４内のガスＧが入口部８２に流入し、比例弁８０を経由して出口部８３に流入し、吸込チューブ８４を介して吸込口部２５から測定流路Ｆに流入する。また後述する演算制御装置４０（図２参照）によって算出されるガスＧの流量が操作ボタン１２１で指定された流量となるように、比例弁８０が演算制御装置４０によってフィードバック制御されるようになっている。

【0055】

（超音波センサ）
各々の超音波センサ６０は、測定部２０における超音波センサ取付部２２に一つずつ設けられている。よって超音波センサ６０は測定流路Ｆの上流側および下流側に対向して配置されている。各々の超音波センサ６０は、超音波素子６１と、超音波素子６１を支持する素子基板６２と、素子基板６２に設けられた基板端子６３とを有している。

【0056】

（超音波素子）
超音波素子６１は、超音波を発信および受信可能な送受信器である。超音波素子６１は、測定部２０における超音波センサ取付部２２の開口２２ａ内に配置されている。測定流路Ｆの上流側の超音波素子６１Ａから発信された超音波は、測定流路Ｆの下流側の超音波素子６１Ｂによって受信可能となっている。一方で、測定流路Ｆの下流側の超音波素子６１Ｂから発信された超音波は、測定流路Ｆの上流側の超音波素子６１Ａによって受信可能となっている。超音波素子６１は円柱状をなしており、開口２２ａ内に設置された状態で測定部長手方向に延びている。

【0057】

（素子基板）
素子基板６２の表面は超音波素子６１に対向して設けられている。素子基板６２は矩形のプリント基板であって、超音波素子６１と電気的に接続されている。

【0058】

素子基板６２は、測定部２０に対して測定部長手方向に対向して配置された状態で、ボルト９０によって素子基板６２が測定部２０の超音波センサ取付部２２に固定されている。この際、ボルト９０によって素子基板６２と測定部２０とが測定部長手方向に近接するように付勢されて固定される。

【0059】

素子基板６２において、測定部長手方向に測定部２０の側を向く表面にシールリング６９が接触して設けられている。シールリング６９は樹脂製のパッキンである。シールリング６９は超音波素子６１および開口２２ａの外周側に設けられ、ボルト９０によって素子基板６２が測定部２０へ固定された状態、すなわち素子基板６２が測定部２０に押し付けられた状態で、素子基板６２の表面と超音波センサ取付部２２との間にシールリング６９が挟まれて接触することで、シールリング６９が押しつぶされて弾性変形し、素子基板６２と超音波センサ取付部２２との間の隙間がシールされている。

【0060】

（基板端子）
基板端子６３は素子基板６２に支持されて、測定部長手方向に超音波素子６１と同じ側に設けられている。また基板端子６３の一端は素子基板６２に電気的に接続されている。また基板端子６３の他端は、素子基板６２から基板下方に向かって突出している。そして基板端子６３の他端は装置基板５０のホール５１ａに挿通されて、装置基板ランド５３に対してはんだ付けによって電気的に接続されている。

【0061】

そして本実施形態では素子基板６２の表面が、装置基板５０の表面に対して交差する（直交する）ように、素子基板６２が基板上方に向かって装置基板５０に立設されており、素子基板６２が装置基板５０の表面上に露出している。

【0062】

（演算制御装置）
図２に戻って演算制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭなどから構成されている。ＣＰＵは、いわゆる中央演算処理装置であり、各種プログラムが実行されて各種機能を実現する。ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として使用される。ＲＯＭは、ＣＰＵで実行されるプログラムを記憶する。本実施形態では演算制御装置４０は装置基板５０の裏面に設けられている（図５参照）。

【0063】

演算制御装置４０は、上流側の超音波素子６１Ａから発信されて下流側の超音波素子６１Ｂで受信されるまでの超音波の伝搬速度ｖ_ＦＷＤ〔ｍ／ｓ〕と、下流側の超音波素子６１Ｂから発信されて上流側の超音波素子６１Ａで受信されるまでの超音波の伝搬速度ｖ_ＲＥＶ〔ｍ／ｓ〕とを算出し、これらの伝搬速度ｖ_ＦＷＤ、ｖ_ＲＥＶの差分に基づいて測定流路Ｆを流通するガスＧの流量Ｑ〔ｍ^３／ｓ〕を算出する。

【0064】

上記の伝搬速度ｖ_ＦＷＤ、ｖ_ＲＥＶは、以下の式（１）、（２）によって算出される。なお、測定流路Ｆの長さ（超音波素子６１Ａ、６１Ｂ間の距離）をＬ〔ｍ〕とする。また、上流側の超音波素子６１Ａから発信されて下流側の超音波素子６１Ｂで受信されるまでの超音波の伝搬時間をｔ_ＦＷＤ〔ｓ〕とし、下流側の超音波素子６１Ｂから発信されて上流側の超音波素子６１Ａで受信されるまでの超音波の伝搬時間をｔ_ＲＥＶ〔ｓ〕とする。

【0065】

【数1】

【数2】

【0066】

ここで演算制御装置４０は、上記式（１）、（２）、および以下の式（３）、（４）から導かれる以下の式（５）によって測定流路Ｆを流通するガスＧの流速ｖ〔ｍ／ｓ〕を算出する。なお測定流路Ｆ内での超音波の音速をｃ〔ｍ／ｓ〕とする。

【0067】

【数3】

【数4】

【0068】

【数5】

【0069】

そして演算制御装置４０は以下の式（６）によって、測定流路Ｆを流通する酸素の流量Ｑ〔ｍ^３／ｓ〕を算出する。なお測定流路Ｆの流路断面積をＡ〔ｍ^２〕とする。演算制御装置４０は算出された流量Ｑが予め設定された流量となるように、比例弁８０の開度を制御する。

【0070】

【数6】

【0071】

次に、演算制御装置４０は上記の式（１）から（５）から導かれる以下の式（７）によって測定流路Ｆ内での超音波の音速ｃ〔ｍ／ｓ〕を算出する。

【0072】

【数7】

【0073】

ここで、ガス中を伝搬する超音波の音速ｃ〔ｍ／ｓ〕は、ガスの平均分子量Ｍ〔ｇ／ｍｏｌ〕と、ガスの温度Ｔ〔Ｋ〕との関数で表現できる。すなわち音速ｃ〔ｍ／ｓ〕は以下の式（８）によって算出される。なお、ｋは比熱比、Ｒは気体定数である。ガスＧの温度Ｔ〔Ｋ〕は温度センサ３０で測定した値であり、本実施形態では測定流路Ｆを流通するガスＧが酸素と窒素の２分子からなる混合ガスであるとしてｋ＝１．４とする。

【0074】

【数8】

【0075】

演算制御装置４０は、上記式（７）、（８）から、測定流路Ｆ中のガスＧの平均分子量Ｍ〔ｇ／ｍｏｌ〕を算出する。そして算出された平均分子量Ｍ〔ｇ／ｍｏｌ〕を基に、以下の式（９）によってガスＧ中の酸素濃度Ｐ_Ｏ２〔％〕を算出する。なお、Ｍ_Ｏ２〔ｇ／ｍｏｌ〕は酸素の分子量であり、Ｍ_Ｎ２〔ｇ／ｍｏｌ〕は窒素の分子量である。Ｍ_Ｏ２＝３２、Ｍ_Ｎ２＝２８である。なお演算制御装置４０は、酸素濃度が予め設定された値となるように上記の制御ユニット（不図示）へ信号を送信し、この制御ユニットで窒素吸着機構１３の制御が行われる。

【0076】

【数9】

【0077】

次に、図５を参照してガス濃度流量測定装置１５の組み立て方法について説明する。
まず、上記の超音波センサ６０を一対準備する（ステップＳＴ１）。その後、測定部２０の開口２２ａの各々の内側に、一つずつ超音波素子６１を配置するようにして超音波センサ取付部２２に対して測定部長手方向に素子基板６２を押しつけ、ボルト９０によって超音波センサ６０を測定部２０に固定する（ステップＳＴ２）。そして、比例弁８０、温度センサ３０、圧力センサ７０、および演算制御装置４０を装置基板５０に固定して、これらを装置基板５０に電気的に接続する（ステップＳＴ３）。ステップＳＴ３では、温度センサ３０のセンサ端子を装置基板５０の表面側から装置基板ランド５３にはんだ付けすることで、装置基板パターン５２に対して温度センサ３０を電気的に接続する。

【0078】

その後、測定部２０を装置基板５０に固定するとともに、装置基板５０に対して測定部２０に固定された素子基板６２の基板端子６３を電気的に接続する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４では、温度センサ３０のセンサ本体部３１が、温度センサ取付部２３の基板側開口２３ｂを通じて空間Ｓにおけるセンサ周囲流路Ｃ２に配置されるように、温度センサ取付部２３を装置基板５０の表面に押し付けて測定部２０を装置基板５０に固定する。なお比例弁８０および演算制御装置４０はステップＳＴ４の後に装置基板５０に固定されてもよい。

【0079】

以上説明した本実施形態の酸素濃縮装置１では、ガス濃度流量測定装置１５でガスＧの濃度を測定する際に必要なガスＧの温度を測定する温度センサ３０を、装置基板５０に直付けしている。このため装置基板５０に対して他の部品を介在させずに温度センサ３０を装置基板５０に設けることができる。したがって構造を簡素化して温度センサ３０を容易に設置することが可能である。

【0080】

また装置基板５０上に温度センサ３０を設けたことで、ガス濃度流量測定装置１５のコンパクト化が可能となる。

【0081】

また空間Ｓを形成する温度センサ取付部２３が測定管２１から装置基板５０に向かって延びている。そして温度センサ取付部２３には空間Ｓを装置基板５０の表面に向けて開口させる基板側開口２３ｂが設けられている。このため、温度センサ取付部２３の対向面２３ａを装置基板５０の表面に押し付けることによって容易に温度センサ３０を空間Ｓにおけるセンサ周囲流路Ｃ２に配置できる。空間Ｓは測定流路Ｆに連通しているので、温度センサ取付部２３の対向面２３ａを装置基板５０の表面に押し付けることで、必然的に温度センサ３０におけるセンサ本体部３１がガスＧに接触可能な位置に配置される。よってガス濃度流量測定装置１５の組み立ての作業性を向上することができる。

【0082】

また温度センサ取付部２３は対向面２３ａによって装置基板５０に支持される。すなわち、対向面２３ａが測定部２０における装置基板５０への支持面としても機能し、温度センサ取付部２３が装置基板５０への支持柱として機能する。

【0083】

また温度センサ取付部２３と装置基板５０との間にはシールリング２７が設けられている。このため対向面２３ａを装置基板５０の表面に押し付けた際には、温度センサ取付部２３と装置基板５０の表面との間がシールされる。よって温度センサ３０周りのガスＧが測定部２０の外へ漏れ出てしまうことを回避できる。

【0084】

さらにシールリング２７はリング保持溝２３ｄに配置されている。したがってガス濃度流量測定装置１５の組み立て時におけるシールリング２７の位置ずれを回避することができる。

【0085】

また温度センサ３０が基板上下方向に第一流路開口２１ａおよび第二流路開口２１ｃと並んで配置されているため、測定流路Ｆから流出したガスＧが第一中継流路Ｃ１からダイレクトに温度センサ３０に向かって流通し、温度センサ３０に対してより多くのガスＧを接触させることができる。よって温度センサ３０によるガスＧの温度の測定精度を向上することができる。

【0086】

また測定管２１における第一流路開口２１ａの周りには、測定管２１の外周面から装置基板５０の表面に向かって突出する壁部２１ｂが形成されている。したがって測定流路Ｆの第一流路開口２１ａから流出したガスＧは、壁部２１ｂによって形成された第一中継流路Ｃ１によって基板下方へ案内されてセンサ周囲流路Ｃ２にある温度センサ３０に接触した後に、壁部２１ｂの外側の第二中継流路Ｃ３を基板上方へ向かい、空間側開口２４ｂから流出側流路Ｃ４へ流入する。すなわちガスＧを温度センサ３０へ向かわせた後に、温度センサ３０から離れるように案内する流路を、壁部２１ｂによって空間Ｓ内に形成することができる。この結果、温度センサ３０により多くのガスＧを接触させることができ、ガスＧの測定精度を向上することができる。

【0087】

本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、上記実施形態では温度センサ取付部２３の対向面２３ａを装置基板５０の表面に押し付けて温度センサ３０を空間Ｓに配置しているが、このような構造に限定されない。例えば温度センサ取付部２３を装置基板５０上の温度センサ３０を囲むように装置基板５０側に設けた後、温度センサ取付部２３とは別体の測定管２１を温度センサ取付部２３に取り付けてもよい。

【0088】

また測定管２１の外周面に設けられた壁部２１ｂは筒状をなす場合に限定されない。壁部２１ｂは、例えば空間側開口２４ｂと第一流路開口２１ａとの間に配置されて測定管２１の外周面から基板下方に突出する板状またはブロック状等をなしていてもよい。すなわち壁部２１ｂによって第一中継流路Ｃ１を形成する場合に限定されない。

【0089】

また温度センサ３０は測定流路Ｆよりも上流側に設けられてもよい。この場合、流入側流路Ｃ５と空間Ｓとが連通するように温度センサ取付部２３を設けるようにすることで、導入流路を構成する流入側流路Ｃ５、第二中継流路Ｃ３、センサ周囲流路Ｃ２、および第一中継流路Ｃ１を上流側から下流側に向かって設ける。
また第一中継流路Ｃ１、センサ周囲流路Ｃ２、および第二中継流路Ｃ３をすべて同径の管路状に設けてもよい。

【0090】

さらにリング保持溝２３ｄに代えて、温度センサ取付部２３には対向面２３ａから突出するように、径方向外側接触面２３ｄ２や径方向内側接触面２３ｄ３を有する突起を形成してもよい。

【0091】

また、装置基板５０上における測定部２０、演算制御装置４０、および比例弁８０の設置位置は上述の場合に限定されない。例えば演算制御装置４０および比例弁８０は装置基板５０とは別の場所に設置されてもよい。また、装置基板５０に対する測定部２０の固定方法も上述の場合に限定されない。また圧力センサ７０の設置位置も上述の場合に限定されない。

【0092】

また、上記のガス濃度流量測定装置１５は、酸素濃縮装置１以外の装置にも使用可能である。また酸素濃縮装置１はＰＳＡ方式の装置に限定されることなく、膜分離方式などの他の方式を用いた装置であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0093】

本発明のガス濃度流量測定装置等によれば、構造を簡素化して温度センサを容易に設置することが可能である。

【符号の説明】

【0094】

１ 酸素濃縮装置
１５ ガス濃度流量測定装置
２０ 測定部
２１ 測定管（流路形成部）
２１ａ 第一流路開口
２１ｂ 壁部
２１ｃ 第二流路開口
２３ 温度センサ取付部
２３ａ 対向面
２３ｂ 基板側開口
２３ｄ リング保持溝
２３ｄ１ 測定部側接触面
２３ｄ２ 径方向外側接触面
２３ｄ３ 径方向内側接触面
２４ａ 導出口
２４ｂ 空間側開口
２５ａ 導入口
２７ シールリング
３０ 温度センサ
３１ センサ本体部
３２ センサ端子
３５ ボルト（付勢固定部）
４０ 演算制御装置
５０ 装置基板
５１ａ 装置基板ホール
５２ 装置基板パターン
５３ 装置基板ランド
６０ 超音波センサ
６１（６１Ａ、６１Ｂ） 超音波素子
６２ 素子基板
６３ 基板端子
６９ シールリング
８０ 比例弁
１００ 濃縮装置本体
Ｆ 測定流路
Ｃ１ 第一中継流路
Ｃ２ センサ周囲流路
Ｃ３ 第二中継流路
Ｃ４ 流出側流路
Ｃ５ 流入側流路
ＣＳ センサ流路
Ｆ１ 導出流路
Ａ 空気
Ｇ 酸素含有ガス
Ｓ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】