CN107430019A - 热式流量传感器 - Google Patents

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Abstract

热式流量传感器具备：第1温度传感器20，其对配管10的外壁面中的规定位置的温度进行检测；导热元件50，其以离开第1温度传感器20的状态被配置于配管的外壁面上，通过加热或者冷却配管10的外壁面而与测定介质进行热交换；第2温度传感器30，其对配管10的外壁面的被导热元件50加热或者冷却的部分的温度进行检测；以及控制部60，其进行规定的处理。并且，在导热元件50与配管10的外壁面之间配置对导热元件50与配管10之间的热通量进行直接检测的热通量传感器40，由控制部60基于由第1温度传感器20检测出的温度、由第2温度传感器30检测出的温度、由热通量传感器直接检测出的热通量对测定介质的流量进行检测。

Description

热式流量传感器
技术领域
本发明涉及检测在配管内流动的测定介质的流量的热式流量传感器。
背景技术
作为以往的热式流量传感器例如存在专利文献1所记载的热式流量传感器。即，该热式流量传感器具备第1温度传感器、导热元件、第2温度传感器。第1温度传感器通过检测配管的温度而对在配管内流动的测定介质的温度进行检测。另外，导热元件与第1温度传感器相比被配置于测定介质的流动方向的下游侧，在其与测定介质(配管)之间进行热的交换。而且，第2温度传感器对外部空气的温度进行检测。此外，第1温度传感器被充分地离开导热元件而配置，以便不受与配管内的导热元件进行热交换的部分的温度的影响。
在这样的热式流量传感器中，由第2温度传感器检测外部空气的温度，基于外部空气的温度运算导热元件与配管之间的热通量。而且，使用该热通量和由第1温度传感器检测出的测定介质的温度来运算测定介质的流量。
专利文献1：日本特开2004-69667号公报
然而，在上述专利文献1的热式流量传感器中，检测外部空气的温度，基于外部空气的温度对导热元件与配管之间的热通量进行运算(即推测)，因此存在检测精度容易降低这样的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而完成的，目的在于提供一种能够抑制检测精度的降低的热式流量传感器。
本发明的热式流量传感器的一个方式，具备：第1温度传感器，其通过对配管的外壁面中的规定位置的温度进行检测而检测在配管内的通路中流动的测定介质的温度；导热元件，其以离开第1温度传感器的状态被配置于配管的外壁面上，通过对配管的外壁面进行加热或者冷却而与测定介质进行热交换；第2温度传感器，其对配管的外壁面中的被导热元件加热或者冷却的部分的温度进行检测；以及控制部，其进行规定的处理。
而且，特征在于：在导热元件与配管的外壁面之间配置有对导热元件与配管之间的热通量进行检测的热通量传感器，控制部基于由第1温度传感器检测出的温度、由第2温度传感器检测出的温度、由热通量传感器检测出的热通量对测定介质的流量进行检测。
据此，在导热元件与配管的外壁面之间配置热通量传感器，由热通量传感器直接检测导热元件与配管之间的热通量。因此，能够抑制热通量的检测精度降低，能够抑制测定介质的流量的检测精度降低。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式中的热式流量传感器的配置构成的示意图。
图2是从背面保护部件侧观察图1所示的热通量传感器的俯视图。
图3是从表面保护部件侧观察图1所示的热通量传感器的俯视图。
图4是沿着图2以及图3的IV-IV线的剖视图。
图5是沿着图2以及图3的V-V线的剖视图。
图6是表示本发明的第2实施方式中的热式流量传感器的配置构成的示意图。
图7是从背面保护部件侧观察图6所示的热通量传感器的俯视图。
图8是从表面保护部件侧观察图6所示的热通量传感器的俯视图。
图9是沿着图7以及图8的IX-IX线的剖视图。
图10是从背面保护部件侧观察本发明的第3实施方式中的热通量传感器的俯视图。
图11是从表面保护部件侧观察图10所示的热通量传感器的俯视图。
图12是沿着图10以及图11的XII-XII线的剖视图。
图13是本发明的第4实施方式中的导热元件以及热通量传感器的剖视图。
图14是表示本发明的第5实施方式中的热式流量传感器的配置构成的示意图。
具体实施方式
下面基于附图对本发明的实施方式进行说明。此外，在以下的各实施方式彼此中，对于相互相同或等同的部分赋予相同附图标记来进行说明。
(第1实施方式)
对本发明的第1实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式的热式流量传感器是对在配管10内流动的测定介质的流量进行检测的传感器，具备：对温度进行检测的第1温度传感器20以及第2温度传感器30、对热通量进行检测的热通量传感器40、对配管10进行加热的导热元件50、控制部60。
配管10由SUS等的金属部件构成，在内部具有测定介质流动的通路11。在本实施方式中，将在配管10内流动的测定介质的流动方向设为从纸面左侧向右侧来进行说明。
第1温度传感器20以及第2温度传感器30由热敏电阻等构成，以相互分离的状态被配置于配管10的外壁面。在本实施方式中，第1温度传感器20与第2温度传感器30相比被配置于测定介质的流动方向上游侧(图1中纸面左侧)。另外，第1温度传感器20以及第2温度传感器30与控制部60连接，将与所配置的部分的配管10的外壁面的温度对应的检测信号向控制部60输出。
此外，具体内容将在后述，第1温度传感器20对配管10的外壁面中的未被导热元件50加热的部分的温度进行检测，第2温度传感器30对配管10的外壁面中的被导热元件50加热的部分的温度进行检测。换句话说，第1温度传感器20与第2温度传感器30相比在测定介质的流动方向上游侧，并且充分地离开第2温度传感器30(导热元件50)而被配置。
热通量传感器40被配置于第2温度传感器30上并且与控制部60连接。而且，具体内容将在后述，在热通量传感器40上配置有导热元件50，将与导热元件50和配管10之间的热通量对应的检测信号向控制部60输出。这里，具体地对本实施方式的热通量传感器40的构成进行说明。
在本实施方式中，如图2～图5所示，使绝缘基材100、背面保护部件110、表面保护部件120一体化，在该一体化的部件的内部将第1、第2层间连接部件130、140交替地串联连接而构成热通量传感器40。此外，在图2中为了容易理解而省略表示背面保护部件110。另外，在图3中为了容易理解而省略表示表面保护部件120。而且，图2、图3不是剖视图并对第1、第2层间连接部件130、140实施了阴影。
在本实施方式中，绝缘基材100由以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)为代表的平面矩形状的热塑性树脂薄膜构成。而且，在厚度方向Z贯通的多个第1、第2通孔101、102以成为相互不同的方式被形成为交错图案。
此外，本实施方式的第1、第2通孔101、102被形成为从绝缘基材100的表面100a朝向背面100b直径恒定的圆筒状(参照图4、图5)，但也可被形成为从表面100a朝向背面100b直径变小的锥状。另外，第1、第2通孔101、102也可被形成为从背面100b朝向表面100a直径变小的锥状、也可被形成为方筒状。
而且，在第1通孔101配置有第1层间连接部件130，在第2通孔102配置有第2层间连接部件140。换句话说，在绝缘基材100上以相互不同的方式配置了第1、第2层间连接部件130、140。
第1、第2层间连接部件130、140以发挥塞贝克效应的方式由相互不同的金属构成。例如，第1层间连接部件130由将构成P型的Bi-Sb-Te合金的粉末以维持烧结前的多个金属原子的结晶构造的方式固相烧结而得到的金属化合物(烧结合金)构成。另外，第2层间连接部件140由将构成N型的Bi-Te合金的粉末以维持烧结前的多个金属原子的规定结晶构造的方式固相烧结而得到的金属化合物(烧结合金)构成。这样，作为第1、第2层间连接部件130、140通过使用以维持规定的结晶构造的方式固相烧结而得到的金属化合物，能够使电动势变大。
绝缘基材100的背面100b配置有背面保护部件110。背面保护部件110由例如以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)为代表的平面矩形状的热塑性树脂薄膜构成。对于该背面保护部件110而言，平面形状尺寸设为与绝缘基材100相同的大小，在与绝缘基材100对置的一面110a侧，以相互分离的方式形成有对铜箔等进行刻画图案而得的多个背面图案111。而且，各背面图案111分别适当地与第1、第2层间连接部件130、140电连接。
具体而言，如图2以及图4所示，在将邻接的一个第1层间连接部件130与一个第2层间连接部件140作为组150时，各组150的第1、第2层间连接部件130、140与相同的背面图案111连接。换句话说，各组150的第1、第2层间连接部件130、140经由背面图案111而电连接。此外，在本实施方式中，沿着绝缘基材100的长边方向X而邻接的一个第1层间连接部件130与一个第2层间连接部件140被设为组150。
在绝缘基材100的表面100a配置有表面保护部件120。表面保护部件120由例如以聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、液晶聚合物(LCP)为代表的平面矩形状的热塑性树脂薄膜构成。对于该表面保护部件120而言，与背面保护部件110相同，平面形状尺寸被设为与绝缘基材100相同的大小，在与绝缘基材100对置的一面120a侧，以相互分离的方式形成有对铜箔等进行刻画图案而得的多个表面图案121以及2个连接图案122。而且，各表面图案121以及2个连接图案122分别适当地与第1、第2层间连接部件130、140电连接。
具体而言，如图3以及图4所示，在与绝缘基材100的长边方向X邻接的组150中，一方的组150的第1层间连接部件130和另一方的组150的第2层间连接部件140与相同的表面图案121连接。换句话说，以跨越组150的方式，第1、第2层间连接部件130、140经由相同的表面图案121电连接。
另外，如图3以及图5所示，在绝缘基材100的外缘，基本上沿着与长边方向X正交的方向Y而邻接的第1、第2层间连接部件130、140与相同的表面图案121连接。若详述，则在绝缘基材100的长边方向X经由表面图案121以及背面图案111而串联连接而成的结构折返，使邻接的第1、第2层间连接部件130、140与相同的表面图案121连接。
并且，如图3以及图4所示，如上述那样串联连接的部分的成为端部的第1、第2层间连接部件130、140(图3中纸面右下的第1层间连接部件130以及纸面右上的第2层间连接部件140)与连接图案122连接。具体内容将在后述，在热通量传感器40上配置有导热元件50，在图3中作为区域A表示了与导热元件50对置的部分(刚好位于下面的部分)。而且，对于2个连接图案122而言，与分别与第1、第2层间连接部件130、140连接的一侧相反的一侧的端部被引出到区域A的外侧。此外，在图2中作为区域A也表示了与导热元件50对置的部分(刚好位于下面的部分)。
而且，如图4所示，在表面保护部件120形成有使被引出到区域A的外侧的连接图案122的端部露出的接触孔160。而且，热通量传感器40经由该接触孔160实现与控制部60的电连接。
以上是本实施方式中的热通量传感器40的构成。根据上述热通量传感器40，在沿厚度方向Z通过热通量传感器40的热通量变化时，由交互地串联连接的第1、第2层间连接部件130、140产生的电动势发生变化，因此将该电动势作为检测信号向控制部60输出。此外，热通量传感器40的厚度方向Z是绝缘基材100、表面保护部件120、背面保护部件110的层叠方向。
虽没有特别地图示这样的热通量传感器40，但其通过所谓的PALAP(注册商标)制法而被制造。即，首先，在绝缘基材100形成第1、第2通孔101、102，在该第1、第2通孔101、102填充构成第1、第2层间连接部件130、140的导电性浆料。接下来，准备形成了背面图案111的背面保护部件110，以及形成了表面图案121、连接图案122的表面保护部件120。而且，以被填充于第1、第2通孔101、102的导电性浆料与表面图案121以及背面图案111适当地接触的方式，按顺序层叠背面保护部件110、绝缘基材100、表面保护部件120而构成层叠体。其后，对层叠体进行加热并且在层叠方向(厚度方向Z)加压，使背面保护部件110、绝缘基材100、表面保护部件120一体化并且由导电性浆料构成第1、第2层间连接部件130、140，从而制造热通量传感器40。
而且，如图1所示，上述热通量传感器40，隔着以覆盖第2温度传感器30的方式设置的热传导性部件70而被配置于第2温度传感器30(配管10的外壁面)上。具体而言，热传导性部件70由油脂、凝胶片等热传导性材料即具有挠性的材料构成，被沿着配管10的外壁面配置并且与配管10相反的一侧成为沿着配管10的形状(面)。而且，热通量传感器40，以背面保护部件110侧成为热传导性部件70侧、并且在与配管10的外壁面之间不构成缝隙(空间)的方式隔着热传导性部件70而配置。换句话说，以将热通量传感器40与配管10的外壁面(第2温度传感器30)之间完全密封的方式配置热传导性部件70。
此外，热通量传感器40如上述那样由于通过热塑性树脂构成绝缘基材100、表面保护部件120、背面保护部件110而具有挠性。因此，热通量传感器40被配置为沿着热传导性部件70(基底)的形状。
在本实施方式中，导热元件50由通过通电而发热的电加热器等构成，被配置于热通量传感器40上。换言之，导热元件50以在导热元件50与配管10的外壁面之间配置热通量传感器40的方式，被配置于配管10的外壁面上。而且，导热元件50通过经由热通量传感器40、热传导性部件70、第2温度传感器30而对配管10的外壁面中的与该导热元件50对置的部分以及该部分的附近进行加热，与测定介质进行热的交换。因此，在第2温度传感器30中，检测配管10的外壁面的被导热元件50加热的部分的温度，在热通量传感器40中，直接检测导热元件50与配管10的外壁面之间的热通量。此外，第1温度传感器20如上述那样被配置于充分远离配管10的外壁面的被导热元件50加热的部分的位置，对未被导热元件50加热的部分的温度进行检测。
另外，在本实施方式中，如图1～图3所示，对于导热元件50而言，平面形状尺寸被设为比热通量传感器40小的矩形状。而且，在从该导热元件50与热通量传感器40的层叠方向观察时，导热元件50以位于热通量传感器40内的方式被配置(图2、图3中的区域A)。换言之，在从层叠方向观察时，被设置为形成导热元件50的外形的端部从热通量传感器40突出。
而且，以覆盖第1温度传感器20以及第2温度传感器30、热通量传感器40、导热元件50、热传导性部件70的方式配置了由玻璃棉、聚氨酯泡沫等构成的隔热部件80。在本实施方式中，作为隔热部件80，虽图示了覆盖第1温度传感器20以及第2温度传感器30、热通量传感器40、导热元件50、热传导性部件70以及配管10的环状的部件，但也可使用仅覆盖第1温度传感器20以及第2温度传感器30、热通量传感器40、导热元件50、热传导性部件70以及配置了这些的配管10的规定位置的部件。
控制部60使用CPU、构成存储机构的各种存储器、外围设备等而构成。控制部60进行规定的处理并对在配管10的通路11内流动的测定介质的流量进行检测。具体而言，若被输入由第1温度传感器20以及第2温度传感器30以及热通量传感器40检测出的检测信号，则使用这些检测信号对在配管10的通路11内流动的测定介质的流量进行检测。此外，在本实施方式中，控制部60与本发明的控制部相当。
以上是本实施方式中的热式流量传感器的构成。接下来对上述热式流量传感器的动作进行说明。
在上述那样的热式流量传感器中，若导热元件50发热，则配管10中的与导热元件50对置的部分(刚好位于下面的部分)以及该部分的附近被加热。而且，导热元件50产生的热经由热通量传感器40向配管10传递(热通量在热通量传感器40中通过)。因此，从热通量传感器40将与通过该热通量传感器40的热通量对应的检测信号向控制部60输出。换句话说，利用热通量传感器40直接检测热通量传感器40与配管10的外壁面之间的热通量。另外，与配管10中的外壁面的未被导热元件50加热的部分的温度对应的检测信号从第1温度传感器20输出至控制部60。而且，与配管10中的外壁面的被导热元件50加热的部分的温度对应的检测信号从第2温度传感器30输出至控制部60。
这里，若将由热通量传感器40检测出的热通量设为Q，将从配管10向测定介质传递的传热率设为h，将测定介质的温度设为T1，将被导热元件50加热的部分的壁面温度设为T2，则Q＝h(T2-T0)的公式成立。此外，配管10中的外壁面的未被导热元件50加热的部分的温度能够视为与测定介质的温度相等。换句话说，由第1温度传感器20检测测定介质的温度T1。
因此，控制部60首先使用被检测出的热通量Q、测定介质的温度T1、被加热的部分的壁面温度T2来运算传热率h。另外，由于传热率h与测定介质的流速具有相关关系，因此根据运算出的传热率h与测定介质的流速的相关关系来运算该流速。然后，通过基于作为规定值的配管10的剖面积、测定介质的流速来进行运算(乘法运算)从而运算测定介质的流量。如以上那样运算测定介质的流量。
这里，在本实施方式中，导热元件50的平面形状尺寸被设为比热通量传感器40小的矩形状。而且，导热元件50配置为：从该导热元件50与热通量传感器40的层叠方向(厚度方向Z)观察时，位于热通量传感器40内。因此，能够进一步抑制热通量传感器40的检测精度降低。
即，在导热元件50与热通量传感器40相比平面形状尺寸大、形成导热元件50的外形的端部从热通量传感器40突出的情况下，在该突出的部分的正下方形成缝隙(空间)。因此，该突出的部分产生的热被向该缝隙传递，从而，热通量传感器40的温度分布由于被传递到缝隙的热而变化。其结果，由于热通量在每个区域都变化而存在热通量传感器40的检测精度降低的可能性。
与此相对，在本实施方式中，对于导热元件50而言，其平面形状尺寸被设为比热通量传感器40小的矩形状。而且，导热元件50配置为：在从该导热元件50与热通量传感器40的层叠方向(厚度方向Z)观察时位于热通量传感器40内。因此，由导热元件50产生的热均衡地通过热通量传感器40，因此能够抑制检测精度降低。
同样，以在热通量传感器40与配管10之间不产生缝隙(空间)的方式配置热传导性部件70。因此，由导热元件50产生的热经由热通量传感器40、热传导性部件70而均衡地向配管10传递。其结果，能够抑制热通量传感器40的检测精度降低。另外，由导热元件50产生的热经由热通量传感器40、热传导性部件70而均衡地向配管10传递。其结果，还能够抑制在配管10的外壁面中的被加热的部分的温度与通过热通量传感器40的热通量之间产生误差。
如以上说明的那样，在本实施方式中，在导热元件50与配管10的外壁面之间配置热通量传感器40，由热通量传感器40直接检测导热元件50与配管10之间的热通量。因此，能够抑制热通量的检测精度降低，能够抑制测定介质的流量的检测精度降低。
另外，在本实施方式中，导热元件50的平面形状尺寸被设为比热通量传感器40小的矩形状。另外，导热元件50配置为：在从该导热元件50与热通量传感器40的层叠方向(厚度方向Z)观察时位于热通量传感器40内。因此，由导热元件50产生的热均衡地通过热通量传感器40。其结果，与形成导热元件50的外形的端部从热通量传感器40突出的情况比较，能够抑制热通量传感器40的检测精度降低。
(第2实施方式)
对本发明的第2实施方式进行说明。本实施方式相对于第1实施方式变更了第2温度传感器30的配置位置，其他与第1实施方式相同，因此在这里省略说明。
在本实施方式中，如图6所示，热通量传感器40被直接配置在配管10的外壁面。换句话说，在本实施方式中，形成为没有在热通量传感器40与配管10之间配置热传导性部件70的构成。而且，第2温度传感器30被配置于热通量传感器40的附近。具体而言，第2温度传感器30未被配置于配管10的外壁面的与导热元件50对置的部分。然而，第2温度传感器30被配置于能够检测配管10的外壁面的被导热元件50加热的部分的温度的位置。
这样，对于第2温度传感器30而言，只要是能够检测配管10的外壁面的被导热元件50加热的部分的温度的位置，也可不被配置于配管10的外壁面的与导热元件50对置的部分。另外，在这样配置第2温度传感器30的情况下，能够将热通量传感器40直接配置于配管10，因此也可不配置热传导性部件70，能够实现部件数量的减少。
(第3实施方式)
对本发明的第3实施方式进行说明。本实施方式相对于第1实施方式使第2温度传感器30与热通量传感器40一体化，其他与第1实施方式相同，在这里省略说明。
在本实施方式中，如图7～图9所示，第2温度传感器30与热通量传感器40被一体化。具体而言，第2温度传感器30配置为：在绝缘基材100与背面保护部件110之间且位于区域A内。此外，在图7中为了容易理解而省略表示背面保护部件110。另外，在图8中为了容易理解而省略表示表面保护部件120。并且，图7、图8不是剖视图，但是对第1、第2层间连接部件130、140以及后述的第3层间连接部件170实施了阴影。
而且，在绝缘基材100形成与第1、第2通孔101、102相同的第3通孔103。在第3通孔103与第1、第2层间连接部件130、140同样地配置有作为烧结金属的第3层间连接部件170。此外，第3通孔103以使第2温度传感器30露出的方式被形成，第3层间连接部件170被配置为与第2温度传感器30电连接。
另外，在表面保护部件120形成有与连接图案122相同的2个连接图案123。对该连接图案123而言，与分别与第3层间连接部件170连接的一侧相反的一侧的端部被引出到区域A的外侧。而且，如图9所示，在表面保护部件120，与接触孔160相同地形成有使被引出的连接图案123的端部露出的接触孔161。由此，热通量传感器40经由该接触孔161实现与控制部60的电连接。此外，第3层间连接部件170的构成虽可以设为与第1、第2层间连接部件130、140相同的构成，但第3层间连接部件170只要是将第2温度传感器30与连接图案123电连接的部件则能够适当地变更。
而且，虽未特别地图示，但使这样的第2温度传感器30与热通量传感器40一体化的部件，以热通量传感器40的背面保护部件110侧与配管10中的外壁面对置的方式，直接被配置于配管10的外壁面。
据此，第2温度传感器30与热通量传感器40被一体化。因此，在配管10的外壁面安装第2温度传感器30以及热通量传感器40时，能够抑制产生第2温度传感器30与热通量传感器40的位置偏移，并且能够得到与上述第1实施方式相同的效果。
(第4实施方式)
对本发明的第4实施方式进行说明。本实施方式相对于第3实施方式还使第1温度传感器20与热通量传感器40一体化，其他与第3实施方式相同，因此在这里省略说明。
在本实施方式中，如图10～图12所示，第1温度传感器20和第2温度传感器30一起与热通量传感器40一体化。具体而言，第1温度传感器20在绝缘基材100与背面保护部件110之间，以位于区域A的外侧的方式被配置。
此外，第1温度传感器20被配置于区域A的外侧且充分离开区域A的位置，以便不受导热元件50的影响。另外，在图10中为了容易理解省略了背面保护部件110的图示。并且，在图11中为了容易理解省略了表面保护部件120的图示。而且，图10、图11虽不是剖视图但对第1～第3层间连接部件130、140、170以及后述的第4层间连接部件180实施了阴影。
而且，在绝缘基材100形成了与第1～第3通孔101～103相同的第4通孔104。在第4通孔104与第1～第3层间连接部件130、140、170相同地配置了作为烧结金属的第4层间连接部件180。此外，第4通孔104以使第1温度传感器20露出的方式形成，第4层间连接部件180以与第1温度传感器20电连接的方式配置。
另外，在表面保护部件120形成有与连接图案122、123相同的2个连接图案124。该连接图案124的与分别连接于第4层间连接部件180的一侧相反的一侧的端部被引出到区域A外。而且，与接触孔160相同，在表面保护部件120形成有使被引出的连接图案124的端部露出的接触孔162。而且，经由该接触孔162而实现与控制部60的电连接。此外，第4层间连接部件180可以被设为与第1、第2层间连接部件130、140相同的构成。然而，第4层间连接部件180只要能够将第1温度传感器20与连接图案124电连接则能够适当地变更。
而且，未特别地图示，使这样的第1温度传感器20以及第2温度传感器30与热通量传感器40一体化而成的部件，以热通量传感器40的背面保护部件110侧与配管10中的外壁面对置的方式，被直接配置在配管10的外壁面。此外，在本实施方式中，第1温度传感器20以与第2温度传感器30相比位于测定介质的流动方向上游侧的方式被配置。
据此，第1温度传感器20以及第2温度传感器30与热通量传感器40被一体化。因此，在配管10的外壁面安装第1温度传感器20以及第2温度传感器30以及热通量传感器40时，能够抑制产生第1温度传感器20以及第2温度传感器30以及热通量传感器40的位置偏移，并且能够得到与上述第1实施方式相同的效果。
(第5实施方式)
对本发明的第5实施方式进行说明。本实施方式相对于第1实施方式使热通量传感器40与导热元件50一体化，其他与第1实施方式相同，因此在这里省略说明。
在本实施方式中，如图13所示，使热通量传感器40与导热元件50一体化。首先，对导热元件50的构成进行说明。导热元件50具有：绝缘基材200、背面保护部件210、背面图案211、表面保护部件220、表面图案221、连接图案222、第1、第2层间连接部件230、240。导热元件50的基本的构成是与在图2～图5已说明的热通量传感器40相同的构成。另外，在表面保护部件220形成有使连接图案222的端部露出的接触孔260。
这样的导热元件50通过经由连接图案222而从控制部60被通电，从背面保护部件210侧以及表面保护部件220侧的一方的面侧放热(加热)，而由另一方的面侧吸热(冷却)。换句话说，本实施方式的导热元件50是利用了珀尔帖效应的元件。此外，这样的导热元件50能够通过调整通电方向来设定加热和冷却。因此，通过根据用途来调整通电方向能够变更加热和冷却。即，在本实施方式的导热元件50中，能够由共用的元件对配管10的外壁面加热或冷却。以上是本实施方式中的导热元件50的构成。
而且，热通量传感器40与导热元件50以热通量传感器40的表面保护部件120与导热元件50的背面保护部件210对置的方式被一体化。换言之，在由背面保护部件110、绝缘基材100、表面保护部件120、背面保护部件210、绝缘基材200、表面保护部件220构成的共用的一个基板形成有热通量传感器40与导热元件50。
此外，图13中的热通量传感器40是相当于与图4不同的部分的剖面的图，热通量传感器40在与图13不同的剖面中，通过以贯通导热元件50的方式形成的接触孔(未图示)而使连接图案122露出。而且，热通量传感器40经由该接触孔而实现与控制部60的电连接。
另外，在本实施方式中，热通量传感器40的平面形状尺寸与导热元件50的平面形状尺寸相等。然而，即使作为这样的状态的热通量传感器40以及导热元件50，在从热通量传感器40与导热元件50的层叠方向(厚度方向Z)观察时，也可以说导热元件50位于热通量传感器40内。
这样的热通量传感器40以及导热元件50按顺序层叠构成热通量传感器40的背面保护部件110、绝缘基材100、表面保护部件120、构成导热元件50的背面保护部件210、绝缘基材200、表面保护部件220而构成层叠体，通过加热该层叠体并且加压而一体化地制成。
据此，热通量传感器40与导热元件50被一体化。因此，在配管10安装热通量传感器40以及导热元件50时，能够抑制产生热通量传感器40与导热元件50的位置偏移，并且能够得到与上述第1实施方式相同的效果。
此外，在上述实施方式中，对热通量传感器40的表面保护部件120与导热元件50的背面保护部件210由不同的部件构成的情况进行了说明，但也可使热通量传感器40的表面保护部件120与导热元件50的背面保护部件210共用化。
(第6实施方式)
对本发明的第6实施方式进行说明。本实施方式相对于第1实施方式变更了第1温度传感器20的配置位置，其他与第1实施方式相同，因此在这里省略说明。
在本实施方式中，如图14所示，第1温度传感器20在配管10的周向上离开第2温度传感器30(导热元件50)而被配置。此外，图14是从外壁面侧观察配管10的平面示意图，省略表示隔热部件80。另外，在本实施方式中也与上述第1实施方式相同，第1温度传感器20以能够检测配管10的外壁面的未被导热元件50加热的部分的温度的方式，充分地离开第2温度传感器30(导热元件50)而被配置。
据此，以在配管10的周向远离导热元件50的方式配置第1温度传感器20。因此，在周向以覆盖第1温度传感器20以及第2温度传感器30、热通量传感器40、导热元件50以及配管10的方式配置环状的隔热部件80的情况下，能够使隔热部件80中的测定介质的流动方向的长度变短。其结果，能够实现整个隔热部件80的使用量的减少。
(其他实施方式)
本发明并不限于上述的实施方式，能够在权利要求书所记载的范围内进行适当地变更。
例如，上述各实施方式中，热通量传感器40的构成并不限于上述记载的构成，例如，也可是使用了热电堆的热通量传感器的构成。
另外，在上述第1～第4、第6实施方式中，导热元件50也可是对配管10的外壁面进行冷却的元件。
并且，在上述第3实施方式中，虽对第2温度传感器30被配置于绝缘基材100与背面保护部件110之间的情况进行了说明，但第2温度传感器30也可与热通量传感器40一体化。例如，也可通过将第2温度传感器30配置于背面保护部件110的与绝缘基材100侧相反的一侧而与热通量传感器40一体化。相同地，在上述第4实施方式中，对第1温度传感器20被配置于绝缘基材100与背面保护部件110之间的情况进行了说明，但只要第1温度传感器20与热通量传感器40一体化即可。例如，也可通过将第1温度传感器20配置于背面保护部件110的与绝缘基材100侧相反的一侧而与热通量传感器40一体化。
另外，在第4实施方式中，仅使第1温度传感器20与热通量传感器40一体化，也可使第2温度传感器30与热通量传感器40一体化。
并且，能够适当地组合上述各实施方式。例如，也可将上述第2实施方式与上述第3、第4实施方式组合，将第2温度传感器30配置于区域A的外侧。相同地，也可将上述第2实施方式与上述第5、第6实施方式组合，将第2温度传感器30配置于配管10的外壁面的与导热元件50对置的部分的附近。另外，也可将上述第3、第4实施方式与上述第5、第6实施方式组合，适当地使热通量传感器40与第1温度传感器20以及第2温度传感器30一体化。而且，也可将上述第5实施方式与上述第6实施方式组合，使热通量传感器40与导热元件50一体化。并且，也可将组合上述各实施方式而得的构成彼此适当地组合。
附图标记的说明
10…配管；11…通路；20…第1温度传感器；30…第2温度传感器；40…热通量传感器；50…导热元件；60…控制部。

Claims (7)

1.一种热式流量传感器，其特征在于，具备：
第1温度传感器(20)，其通过对配管(10)的外壁面中的规定位置的温度进行检测，而检测在上述配管内的通路(11)中流动的测定介质的温度；
导热元件(50)，其以离开上述第1温度传感器的状态配置于上述配管的外壁面上，通过对上述配管的外壁面进行加热或者冷却而与上述测定介质进行热交换；
第2温度传感器(30)，其对上述配管的外壁面中的被上述导热元件加热或者冷却的部分的温度进行检测；以及
控制部(60)，其进行规定的处理，
在上述导热元件与上述配管的外壁面之间配置有对上述导热元件与上述配管之间的热通量进行检测的热通量传感器(40)，
上述控制部基于由上述第1温度传感器检测出的温度、由上述第2温度传感器检测出的温度、由上述热通量传感器检测出的热通量对上述测定介质的流量进行检测。
2.根据权利要求1所述的热式流量传感器，其特征在于，
在从上述热通量传感器与上述导热元件的层叠方向观察时，上述导热元件位于上述热通量传感器内。
3.根据权利要求1或2所述的热式流量传感器，其特征在于，
上述热通量传感器构成为：在由热塑性树脂构成的绝缘基材(100)形成有多个沿厚度方向(Z)贯通的第1通孔(101)、第2通孔(102)，并且在上述第1通孔、第2通孔埋入有由相互不同的金属形成的第1层间连接部件(130)、第2层间连接部件(140)，并且，在上述绝缘基材的表面(100a)形成有表面图案(121)，并且在与上述表面相反的一侧的背面(100b)形成有背面图案(111)，上述第1层间连接部件、第2层间连接部件经由上述表面图案以及上述背面图案而交替地串联连接。
4.根据权利要求3所述的热式流量传感器，其特征在于，
上述第2温度传感器与上述热通量传感器被一体化。
5.根据权利要求3或4所述的热式流量传感器，其特征在于，
上述第1温度传感器与上述热通量传感器被一体化。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的热式流量传感器，其特征在于，
上述导热元件构成为：在由热塑性树脂构成的绝缘基材(200)形成有多个沿厚度方向(Z)贯通的第1通孔(201)、第2通孔(202)，并且在上述第1通孔、第2通孔埋入有由相互不同的金属形成的第1层间连接部件(230)、第2层间连接部件(240)，并且，在上述绝缘基材的表面(200a)形成有表面图案(221)，并且在与上述表面相反的一侧的背面(200b)形成有背面图案(211)，该第1层间连接部件、第2层间连接部件经由上述表面图案以及上述背面图案而交替地串联连接，上述导热元件与上述热通量传感器被一体化。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的热式流量传感器，其特征在于，
上述第1温度传感器在上述配管的周向上离开上述导热元件而配置。
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