CN110579621B - 传感器单元以及气流测定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供富于通用性、扩展性的传感器单元以及气流测定装置。传感器单元具有具备气流传感器的第一部件、第二部件以及第三部件，上述第一部件具有能够选择性地与上述第二部件或上述第三部件连接的下端部和能够选择性地与上述第三部件或上述第二部件连接的上端部。例如，上述第二部件具有能够选择性地与上述下端部或上述上端部连接的第一端部，上述第三部件具有能够选择性地与上述上端部或上述下端部连接的第二端部。

Description

传感器单元以及气流测定装置

技术领域

本发明涉及传感器单元以及气流测定装置。

背景技术

现今，公知一种具备预先形成有包含气流传感器的多个传感器的基板的传感器单元(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平6-117679号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在现有的技术中，在想要新追加传感器的情况下，由于需要变更基板，所以未充分考虑通用性、扩展性(功能扩展的容易性)。

因此，本公开提供富于通用性、扩展性的传感器单元以及气流测定装置。

用于解决课题的方案

本公开提供一种传感器单元，具有：

第一部件，具备气流传感器；

第二部件；以及

第三部件，

上述第一部件具有能够选择性地与上述第二部件或上述第三部件连接的下端部和能够选择性地与上述第三部件或上述第二部件连接的上端部。

并且，本公开提供一种气流测定装置，具有：

气流传感器；

第一流路板；

第二流路板，与上述第一流路板对置配置；

至少一个支柱，以在上述第一流路板与上述第二流路板之间形成有用于配置上述气流传感器的空间的方式相对于上述第一流路板支撑上述第二流路板；

第一基板，设置于上述第一流路板，并安装上述气流传感器；以及

第二基板，设置于上述第二流路板，并经由在上述支柱中通过的导体而与上述第一基板连接。

发明的效果如下。

根据本公开，能够提供富于通用性、扩展性的传感器单元以及气流测定装置。

附图说明

图1是示意性地示出第一实施方式的传感器单元的装配置换例的图。

图2是示意性地示出第二实施方式的传感器单元的装配置换例的图。

图3是示意性地示出第三实施方式的传感器单元的装配置换例的图。

图4是示出一个实施方式的传感器单元的具体例的立体图。

图5是示出一实施方式的传感器单元的具体例的分解侧视图。

图6是示出上部分的具体例的剖视图。

图7是示出一个实施方式的传感器单元的具体例的分解上方立体图。

图8是示出一个实施方式的传感器单元的具体例的分解下方立体图(其1)。

图9是示出一个实施方式的传感器单元的具体例的分解下方立体图(其2)。

图10是示意性地示出一个实施方式的传感器单元的装配置换例的图。

图11是示意性地示出气流测定部的构造例的图。

图12是实施方式的流体测定装置的简要剖视图。

图13是图12的流体测定装置的主要部分的放大图。

图14是说明流入图12的流体测定装置的气体的流路的图。

图15是示出在流体测定装置中使用的气流传感器的一例的图。

图16是放大气流测定部的局部剖视图。

图17是放大传感检测部的局部剖视图。

图18是拆下第三基板后的状态下的传感检测部的立体图。

图19是从安装部的底面侧观察的立体图。

图20是示出传感器单元的第二具体例的图。

图21是示出传感器单元的第三具体例的图。

图22是传感器单元的第四具体例的上方立体图。

图23是传感器单元的第四具体例的下方立体图。

图24是安装于固定部的传感器单元的第四具体例的立体图。

符号的说明

1—气流测定装置，11—第一流路板，12—第二流路板，13—台部，14—斜面，15—倾斜流路，16—流路口，17—支柱，19—连通部，20—气流传感器，21—基板，22—传感器，23—导体，25—分流路，50、50A、50B、50C、51、52、53—传感器单元，60—气流测定部，61—下端部，62—上端部，63、64—O型圈，65—周缘部，66—周缘部，67—螺母，70—下部分，71—端部，72—第一端部，73—第三基板，74—传感检测部，75—O型圈，77—周缘部，78—开口部，79—第一周缘部，80—上部分，81—第二端部，82—第四端部，83—第二周缘部，84—螺钉，90—安装部，91—第三端部，92—端部，93—周缘部，94—电缆，98—导出孔，100～104—固定部，121—对置面，122—第二基板，123—凹部，131—凸缘，160—第一部件，170—第二部件，177—多孔质片，180—第三部件，190—安装部，191—电源插头，192—电源部，193—触摸传感器，194—USB连接器，195—防水帽，196—安装部，197—O型圈，251—垂直流路，252—水平流路。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施发明的方式进行说明。各附图中，对同一构成部分标注同一符号，有时省略重复的说明。

图1是示意性地示出本公开的第一实施方式的传感器单元的装配置换例的图。图1所示的传感器单元50A具备第一部件160、第二部件170以及第三部件180。

第一部件160具备至少一个气流传感器20。气流传感器20测定空气等气体的流动，并输出与该测定结果对应的传感器信号。

第二部件170具备与气流传感器20不同的至少一个的其它传感器22。传感器22是与气流传感器20分体的传感器。传感器22是种类与气流传感器20的种类不同的环境传感器(例如温度传感器等)，但也可以是种类与气流传感器20的种类相同的传感器(即气流传感器)。传感器22是测定设置传感器单元50A的环境的传感器，作为其具体例，可以举出温度传感器、湿度传感器、照度传感器、压力传感器、地磁传感器等，但并不限定于此。

不仅由气流传感器20测定气流，还由传感器22测定气流以外的环境参数，从而能够一次收集多种环境信息。

第三部件180可以是具备至少一个的上述传感器的部件，也可以是不具备传感器的部件。第三部件180例如也可以是盖或者罩之类的保护部件。

第一部件160具有能够选择性地与第二部件170或第三部件180连接的下端部161和能够选择性地与第三部件180或第二部件170连接的上端部162。通过具有这样的下端部161以及上端部162，能够将传感器单元50A变更成图1左侧的方式或者图1右侧的方式。

在图1左侧的方式中，第二部件170与下端部161连接且第三部件180与上端部162连接，并且第二部件170配置于第一部件160的下层且第三部件180配置于第一部件160的上层。在图1右侧的方式中，第三部件180与下端部161连接且第二部件170与上端部162连接，并且第三部件180配置于第一部件160的下层且第二部件170配置于第一部件160的上层。也就是说，能够完成将传感器22设置于气流传感器20的下方、或者设置于上方的装配置换。

这样，由于传感器单元50A能够分离成第一部件160、第二部件170、以及第三部件180，所以容易根据设置传感器单元50A的环境来新追加或者变更传感器。

例如，使第二部件170与第一部件160连接，从而能够容易地新追加其它传感器22，因而能够容易扩展功能。并且，使第三部件180与第一部件160连接，能够容易新追加第三部件180所具有的功能，因而能够容易扩展功能。

并且，例如，将第二部件170更换成具备不同种类的传感器22的其它第二部件170，从而能够容易进行针对不同种类的传感器22的变更。并且，将第三部件180更换成具有其它功能的第三部件180，从而能够容易进行针对该其它功能的变更。并且，将第一部件160更换成具备不同规格的气流传感器20的其它第一部件160，从而能够容易地更换成不同规格的气流传感器20。并且，若不需要传感器22，则从第一部件160拆下第二部件170即可，因而也能够容易减少功能。这样，能够提供富于通用性的传感器单元50A。

并且，即使第一部件160、第二部件170以及第三部件180中任一个发生故障，也仅更换该发生故障的部件即可，因而与更换全部部件的情况相比，故障的更换作业变得容易，并且能够抑制成本。

另外，在传感器单元50A的情况下，能够在第一部件160的上下置换第二部件170和第三部件180。由于作为设于第一部件160的气流传感器20的测定对象的气体的流动因传感器单元本身的构造、形状而简单地变化，所以其测定误差容易变大。但是，在传感器单元50A的情况下，由于第二部件170和第三部件180在第一部件160的上下能够置换，所以气流传感器20的上下方向(高度方向)的位置在该置换前后难以变化。因而，能够抑制气流传感器20的测定误差在该置换前后变动。

在图1所示的实施方式中，第二部件170具有能够选择性地与下端部161或上端部162连接的第一端部172。第三部件180具有能够选择性地与上端部162或下端部161连接的第二端部181。例如，与上端部162连接的第二端部181以与同下端部161连接的第一端部172相同的形状形成，从而第二端部181也能够与下端部161连接，第一端部172也能够与上端部162连接。在图1的情况下，第一端部172具有形成为与形成于下端部161的凹部163嵌合的凸部174，第二端部181具有形成为与形成于上端部162的凹部164嵌合的凸部183。

在图1所示的实施方式中，第二部件170具有与第一端部172相反一侧的第三端部171，第三部件180具有与第二端部181相反一侧的第四端部182。第三端部171或第四端部182优选能够安装于传感器单元外部的固定部。图1示出第三端部171能够安装于传感器单元外部的固定部100或固定部101的例子。若气流传感器20的距离安装传感器单元50A的固定部的高度H不没有某程度，则因气体碰到固定部而产生气流的紊乱，该测定误差变大。根据本实施方式，不论在图1的左侧的方式中还是在右侧的方式中，都能够使高度H大致相等，从而能够抑制置换前后的测定误差的变化。此外，第四端部182也可以形成为能够安装于传感器单元外部的固定部。

图2是示意性地示出本公开的第二实施方式的传感器单元的装配置换例的图。与上述的实施方式相同的结构及效果的说明通过引用上述的说明来进行省略或者简化。

图2所示的传感器单元50B具备第一部件260、第二部件270以及第三部件280。第一部件260具备至少一个气流传感器20。第二部件270具备与气流传感器20不同的至少一个其它传感器22。第三部件280可以是具备至少一个上述那样的传感器的部件，也可以是不具备传感器的部件。

第一部件260具有能够选择性地与第二部件270或第三部件280连接的下端部261、和能够选择性地与第三部件280或第二部件270连接的上端部262。具有这样的下端部261以及上端部262，从而能够将传感器单元50B变更成图2左侧的方式或者图2右侧的方式。

在图2所示的实施方式中，第二部件270具有能够选择性地与下端部261或上端部262连接的第一端部272。第三部件280具有能够选择性地与上端部262或下端部261连接的第二端部281。在图2的情况下，第一端部272具有形成为与形成于下端部261的凸部263嵌合的凹部274，第二端部281具有形成为与形成于上端部262的凸部264嵌合的凹部283。并且，第二部件270具有与第一端部272相反一侧的第三端部271，第三部件280具有与第二端部281相反一侧的第四端部282。第三端部271或第四端部282优选能够安装于传感器单元外部的固定部。图2示出第三端部271能够安装于传感器单元外部的固定部100或固定部101的例子。根据本实施方式，不论在图2的左侧的方式中还是在右侧的方式中，都能够使高度H大致相等，因而能够抑制置换前后的测定误差的变化。此外，第四端部282也可以形成为能够安装于传感器单元外部的固定部。

图3是示意性地示出本公开的第二实施方式的传感器单元的装配置换例的图。与上述的实施方式相同的结构及效果的说明通过引用上述的说明来进行省略或者简化。

图3所示的传感器单元50C具备第一部件360、第二部件370以及第三部件380。第一部件360具备至少一个气流传感器20。第二部件370具备与气流传感器20不同的至少一个其它传感器22。第三部件380可以是具备至少一个上述那样的传感器的部件，也可以是不具备传感器的部件。

第一部件360具有能够选择性地与第二部件370或第三部件380连接的下端部361和能够选择性地与第三部件380或第二部件370连接的上端部362。具有这样的下端部361以及上端部362，从而能够将传感器单元50C变更成图3左侧的方式或者图3右侧的方式。

在图3所示的实施方式中，第二部件370具有在配置于第一部件360的下层时与下端部361连接的第一连接端部372和在配置于第一部件360的上层时与上端部362连接的第二连接端部371。第三部件380具有在配置于第一部件360的上层时与上端部362连接的第三连接端部381和在配置于第一部件360的下层时与下端部361连接的第四连接端部382。

在图3的情况下，第一连接端部372具有形成为与形成于下端部361的凹部363嵌合的凸部374，第二连接端部371具有形成为与形成于上端部362的凸部364嵌合的凹部373。第二连接端部371位于第一连接端部372的相反侧。并且，在图3的情况下，第三连接端部381具有形成为与形成于上端部362的凸部364嵌合的凹部383，第四连接端部382具有形成为与形成于下端部361的凹部363嵌合的凸部384。第四连接端部382位于第三连接端部381的相反侧。

第一连接端部372或第二连接端部371优选能够安装于传感器单元外部的固定部。图3示出第二连接端部371能够安装于传感器单元外部的固定部103、第一连接端部372能够安装于传感器单元外部的固定部104的例子。根据本实施方式，不论在图3的左侧的方式中还是在右侧的方式中，都能够使高度H大致相等，因而能够抑制置换前后的测定误差的变化。

图4是示出一个实施方式的传感器单元50的具体例的立体图。图5是示出一个实施方式的传感器单元50的具体例的分解侧视图。图4所示的传感器单元50具备气流测定部60、下部分70以及上部分80。气流测定部60是第一部件的一例，具备至少一个气流传感器20。下部分70是第二部件的一例，具备与气流传感器20不同的至少一个其它传感器22。上部分80是第三部件的一例，是不具备传感器的上盖。第一端部72具有选择性地与下端部61或上端部62嵌合的第一周缘部79，第二端部81具有选择性地与上端部62或下端部61嵌合的第二周缘部83。

在本实施方式中，第一周缘部79形成为选择性地与形成于下端部61的周缘部65或者形成于上端部62的周缘部66嵌合。第二周缘部83形成为选择性地与形成于上端部62的周缘部66或者形成于下端部61的周缘部65嵌合。在周缘部65安装有遮断水从周缘部65侵入的O型圈63，在周缘部66安装有遮断水从周缘部66侵入的O型圈64。

下部分70包括能够分离的传感检测部74和安装部90。传感检测部74是第一部分的一例。安装部90是第二部分的一例。传感检测部74具备传感器22。传感检测部74具有能够选择性地与下端部61或上端部62连接的第一端部72和能够与安装部90的端部92连接的端部71。安装部90具有能够与端部71连接的端部92和能够安装于传感器单元外部的固定部的第三端部91。此外，也可以在上部分80设置能够安装于传感器单元外部的固定部的第四端部82。

传感检测部74具有设于第一端部72的相反侧的端部71，安装部90具有设于第三端部91的相反侧的端部92。端部71与端部92具有能够相互分离的连接构造。端部71具有形成为与端部92的周缘部嵌合的周缘部77。在周缘部77安装有遮断水从周缘部77侵入的O型圈75。

图6是示出上部分的具体例的剖视图。至少一根螺钉84与嵌入气流测定部60的上部的流路板12内的螺母67紧固，从而上部分80与气流测定部60结合。在利用螺钉84进行紧固时，为了防止水从部分之间侵入，利用O型圈64进行密封。为了提高防水性，也可以在螺钉84的紧固部施加橡胶垫圈、或者树脂灌封等。

图7是示出一个实施方式的传感器单元的具体例的分解上方立体图。图8是示出一个实施方式的传感器单元的具体例的分解下方立体图(其1)。图9是示出一个实施方式的传感器单元的具体例的分解下方立体图(其2)。图10是示意性地示出一个实施方式的传感器单元的装配置换例的图。

在使用气流传感器来检测来自360°全方向的气流的情况下，传感器单元50的固定部位为难以妨碍检测气流的上下方向的任一方向。在将传感器单元50固定于地板或者固定台、三脚架等下侧固定部的情况下，能够使用安装部90的固定用螺纹孔96、97(参照图19)进行固定。但是，在使用安装部90的固定用螺纹孔96、97将原样而上下颠倒的传感器单元50固定于天花板等上侧固定部的情况，具备气流传感器20的气流测定部60也上下颠倒。另一方面，如图6所示，气流传感器20配置于与在气流测定部60的外周部开口的流路口16连通的空间(分流路25)，且配置为高度与流路口16的高度不同。因此，若气流测定部60如图11所示地上下颠倒，则在构造上，垃圾、水积存在用于配置气流传感器20的流路内。也能够在上部分80设置固定用的螺纹孔，并使用该螺纹孔来固定传感器单元50，但若从固定部至流路口16的距离H变化，则有时气体的流动受到固定部的影响而变化。

为了解决这样的问题，本实施方式的传感器单元50的各部件的连接部形成为相同的连接形状，由此具有能够使气流测定部60以外的部分反转并组装的构造。由此如图10所示，不改变气流测定部60的流路口16与固定部100或固定部101之间的距离H的便能够变更固定方向。

接下来，更详细地说明作为气流测定装置的一例的气流测定部60的结构。

在实施方式中，不使装置变得大型并能减少因气体向传感器流入的流入方向的不同而引起的测定误差。为实现该目的，以进入传感器内的气流的速度在全方向上成为大致均匀的方式研究流路的形状。“气体”包括大气、特定成分的气体、废气等。以下，参照附图对气流测定部60(气流测定装置1)的具体方式进行说明。

图12是实施方式的气流测定装置1的简要剖视图。气流测定装置1具有第一流路板11、第二流路板12、面向由第一流路板11和第二流路板12形成的流路且位于面内方向的大致中心部的气流传感器20、以及多个支柱17。第一流路板11与第二流路板12由支柱17支撑为在其间保持预定空间。气流传感器20配置为其感知面与成为流路的空间接触。

气流测定装置1的主要部分形成于底板18之上。气流测定装置1一般将底板18放置于水平面来使用。气流传感器20的搭载面优选是与水平面平行的面。第一流路板11可以与底板18形成为一体，也可以与底板18分体地形成。

作为实施方式的特征，第一流路板11和第二流路板12的至少一方在与另一方对置的面具有朝向外侧倾斜的斜面14。在图12的例子中，在第一流路板11设有斜面14。第二流路板12不具有斜面，与第一流路板11面对面的对置面121成为与气流传感器20的搭载面平行的面。

由第一流路板11的斜面14和第二流路板12的对置面121形成倾斜流路15。倾斜流路15是使流体从周围进入气流测定装置1中并向周围排出的流入流出路。

实施方式的另一特征在于，在与倾斜流路15连通的分流路25设有向分流路25内突出并使分流路25局部变窄的突起。气流传感器20配置于在气流测定装置1的高度方向上比倾斜流路15与分流路25连通的连通部19高的位置。在图12的例子中，突起形成为凸缘131，该凸缘131沿设于第一流路板11的台阶或者台部13的圆周在水平方向或者与气流传感器20的搭载面平行的方向上伸出。

台部13例如是圆筒形的台阶，并沿圆周在台部13的上表面形成有凸缘131。也可以与台部13的形状相符地，使第一流路板11和第二流路板12的平面形状为与台部13同轴的圆形。

在第二流路板12的与第一流路板11对置的对置面121的中央部具有凹部123。台部13以其外表面与第二流路板12之间保持空间的方式收纳在凹部123的内部。

圆锥台的斜面14从台部13的基部朝向第一流路板11的外周延伸，斜面14与第二流路板的对置面121之间成为倾斜流路15。倾斜流路15随着朝向台部13而变窄，在台部13的基部与分流路25连通。分流路25形成于台部13与第二流路板12的凹部123之间。

如在下文中说明那样，在气流测定装置1设置斜面14和向分流路25内突出的突起(例如凸缘131)，能够使流入气流传感器20的流体在全方向上尽可能地均等来减少紊流，减少输出误差。

图13是放大地示出气流测定装置1的主要部分的图。图13的(A)是气流测定装置1的简要剖视图。图13的(B)是由图13的(A)的圆圈包围的区域A的放大图。具有斜面14的倾斜流路15在台部13的基部侧的连通部19与分流路25连通。分流路25包括在台部13的侧面与第二流路板12的凹部123之间延伸的垂直流路251和在台部13的上表面与凹部123之间延伸的水平流路252。

台部13的凸缘131向垂直流路251与水平流路252之间的空间突出，某程度地缩小分流路25的宽度。

安装于基板21的气流传感器20以面向分流路25的方式配置于在气流测定装置1的高度方向上比倾斜流路15与分流路25的连通部19靠上方的位置。在图12及图13所示的例子中，气流传感器20以其检测面与水平流路252接触的方式配置于第二流路板12的凹部123。根据该结构，从倾斜流路15进入气流测定装置1中的流体从连通部19流经分流路25，与气流传感器20接触，并从分流路25的相反侧向倾斜流路15流动，向气流测定装置1外排出。

图14是示出向气流测定装置1流动的气流的图。从支柱17之间流入气流测定装置1的气体沿倾斜流路15朝向中心部流动。倾斜流路15朝向中心部变窄，在台部13的基部，一部分沿斜面14蔓延到倾斜流路15的相反侧，其它部分从连通部19流入分流路25。

在气体从支柱17与支柱17之间流入时，流入来的气体基本不会发生紊流，并以大致原样由气流传感器20检测。在气体从支柱17的正面流入时，在现有的结构中，气体在支柱17剥离，在支柱17的内侧发生紊流而气流传感器20的输出产生误差，从而难以在全方向上正确地测定风向或风速。

相对于此，在实施方式的结构中，在流入流出路设置斜面14而成为倾斜流路15。不论从支柱17的正面流入的气体还是从支柱17与支柱17之间流入的气体，都沿斜面14移动，从而某程度地变得均匀(第一阶段的均匀化)。

斜面14的角度根据使用气流测定装置1的环境、想要测定的流速或流量的范围、气流传感器20的灵敏度等适当地设定，以便获得全方向上的流速或流量的均匀化效果。作为一例，相对于水平面的倾斜角优选为20°～60°，更优选为30～45°。若倾斜角过小，则无法充分缓和因流入方向的不同引起的紊流的影响。若倾斜角过大，则装置的尺寸在高度方向上增大，配置变得不稳定。

进入气流测定装置1内的气体从倾斜流路15流入分流路25，并沿台部13的侧面向上方流动，进一步缓和由支柱17的影响等引起的流速或流量的波动。并且，在从垂直流路251向水平流路252流入时，气流绕过凸缘131，从而气流进一步变得均匀(第二阶段的均匀化)。

在该例子中，沿台部13的侧面上升后的气体沿凸缘131的底面一旦流向外侧，便从凸缘131与凹部123的侧壁之间流入水平流路252。在该过程中，抑制因进入气流测定装置1内的气体的流入方向的不同而引起的流速的波动，从而能够在全方向上使测定误差最小。

作为次要效果，通过设置凸缘131，能够抑制水滴、粉尘等侵入配置气流传感器20的水平流路252。

此外，作为向分流路25内突出的突起结构，也可以在台部13的外周设置沿垂直方向延伸的突起壁来代替沿水平方向延伸的凸缘131。在该情况下，流路的宽度在水平流路252的流入流出侧缩小。沿台部13的侧面上升后的流体越过突起，进入水平流路252。由此，使因支柱17的有无或者紊流的影响引起的流速波动在全方向上变得均匀，能够期待流入方向的测定误差的减少。

由于设置凸缘131，所以由气流传感器20检测到的气体的流速比实际的流速稍低。相对于此，通过预先测定因通过凸缘131而引起的流速的变化，并预先进行校准，能够根据气流传感器20的检测结果来计算并输出正确的测定值。在设置垂直方向的突起来代替凸缘131的情况下，检测的流速也比实际的流速稍迟，但在该情况下，同样通过预先进行校准，也能够输出正确的测定值。

图15示出在气流测定装置1中使用的气流传感器20的结构例。图15的(A)是俯视图，(B)是剖视示意图。气流传感器20具有热电阻201和配置于热电阻201的周围的多个温度检测体202。热电阻201和温度检测体202配置于在芯片基板210形成的膜片211上。芯片基板210例如是容易蚀刻加工的硅等的半导体基板。膜片211是绝缘性的多层膜。多层膜的最下层也可以包括半导体的层。

为了检测气流的方向和流速，在热电阻201的周围均等地配置有温度检测体202。在图15的(A)的例子中，以相互正交的位置关系配置有四个温度检测体202。在该情况下，也可以由沿X方向配置的一对温度检测体202检测X方向的温度分布的变化，由沿Y方向配置的一对温度检测体202检测Y方向的温度分布的变化。

热电阻201由铂(Pt)、镍铬合金(NiCr)、硅化钼(MoSi₂)、硅化钨(WSi₂)、多晶硅等形成。温度检测体202例如由氧化钒形成。热电阻201以及各温度检测体202与各自对应的一对电极焊盘204电连接，并且整体由保护膜213覆盖。

电极焊盘204形成于膜片211的外侧的芯片基板210，并且从保护膜213露出。在芯片基板210之上设有与外部的电桥电路连接的温度传感器206。

若对热电阻201施加电流使之发热，则膜片211的温度上升。在流体未流向与气流传感器20接触的空间的情况下，膜片211的温度分布均匀，隔着热电阻201对置的一对温度检测体202的输出均衡。

若流体与气流传感器20接触地流动，则下游侧的温度变得比上游侧的温度高，在膜片211产生温度分布。因此，从与温度检测体202连接的电极焊盘读取的电压值变化。能够根据电压变化的方向和变化率来计算气流的方向和流速。

气流传感器20使用粘接剂等芯片接合于基板21。芯片基板210使用引线接合、贯通孔而与基板21电连接。基板21以在气流传感器20的元件面比倾斜流路15高的位置面向流路(例如分流路25的水平流路252)的方式配置于气流测定装置1的中心部。

在现有的流路结构中，因在向气流传感器20流入的流入方向上是否存在支柱，温度分布因紊流的影响而产生误差，从而气流传感器20的输出值产生误差。在实施方式的气流测定装置1中，利用倾斜流路15的斜面14和设于分流路25的凸缘131，在两个阶段中使气流变得均匀。因此，能够抑制因流入方向的不同而引起的流速的波动，能够在全方向上减少测定误差。

图16是放大气流测定部的局部剖视图。气流测定部60具有第一基板21和第二基板122，第一基板21设置于第一流路板11并用于安装气流传感器20，第二基板122设置于第二流路板12并经由在支柱17中通过的导体23而与第一基板21连接。由于具有这样的第二基板122，能够对第二基板122容易追加所希望的功能(例如用于与后述的第三基板73连接的接口功能)，从而提高通用性、扩展性。并且，由于导体23通过至少一个支柱17中，所以与导体23在支柱17外延伸的结构相比，能够防止气流的紊乱。

图17是放大传感检测部的局部剖视图。传感检测部74也可以具有与第二基板122导电地连接的第三基板73。也可以在第三基板73安装至少一个传感器22。也可以在第三基板73安装作为控制部的一例的微型计算机。该微型计算机经由导体23及第二基板122获取来自气流传感器20的传感器信号，并获取来自传感器22的传感器信号。微型计算机能够基于来自气流传感器20的传感器信号来测定风向或风速，能够基于来自传感器22的传感器信号来测定作为传感器22的检测对象的环境信息。

图18是拆下第三基板后的状态下的传感检测部的立体图。为了利用至少一个传感器22(例如温度传感器、湿度传感器或者压力传感器等)对箱体外进行传感检测，在箱体内外的边界面178粘贴有PTFE材等多孔质片177。由此能够一边防水一边对温度、湿度、压力进行传感检测。

图19是从安装部的底面侧观察的立体图。安装部90例如由至少一个螺钉而与传感检测部74紧固。在安装部90的第三端部91设有用于向箱体外导出箱体内的内部电缆的导出孔98和对从导出孔98导出的电缆94(参照图4)进行导向的电缆导向件95。导出孔98经由箱体内的内部电缆而与传感检测部74的第三基板73连接。在从导出孔98导出电缆94后，用树脂填埋导出孔98周边和电缆94，来提高防水性。电缆94的内部例如包括与外部电源连接的电源线、与外部设备连接的通信线等。

这样，在本实施方式中，通过使各部分的连接部为相同的连接形状，能够在保持防水性的状态下进行部分的追加、变更。因此，能够根据二氧化碳传感器、雷电传感器等其它传感器22的追加、向无线通信的变更、电源供给方式的变更等使用的环境来变更各部分的组合。

接下来，示出本实施方式的传感器单元的其它具体例。

图20是示出传感器单元的第二具体例的图。传感器单元51连接有安装部190来代替图4的安装部90。在安装部190的端部设有电源插头191。将电源插头191安装于天花板等上侧固定部，从而能够将传感器单元51固定于上侧固定部，并且能够从上侧固定部接受电源供给。

图21是示出传感器单元的第三具体例的图。传感器单元52具有下部分70还能够分离成三个部分的结构。下部分70具有传感检测部74、电源部192、以及安装部90。电源部192内置有能够经由USB连接器194从外部进行充电的电池。在不使用USB连接器194时，通过将防水帽195嵌入到电源部192的侧面，能够确保防水性。并且，在电源部192的侧面具备接通或切断传感器单元52的电源的触摸传感器193，能够在确保了防水性的状态下进行传感器单元52的电源的接通、切断。传感器单元52以有线或无线的方式与外部连接。

图22是传感器单元的第四具体例的上方立体图。图23是传感器单元的第四具体例的下方立体图。图24是安装于固定部的传感器单元的立体图。传感器单元53具有安装部196，该安装部196在与固定部102的边界面具备能够防水的结构。就安装部196而言，利用设置安装部196与固定部102的边界面亦即端部的O型圈197来确保传感器单元53以及电缆94的防水性。使用图19所示的固定用螺纹孔96、97，能够将传感器单元50安装于固定部102。

以上，通过实施方式对传感器单元以及气流测定装置进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式。在本发明的范围内能够进行与其它实施方式的一部分结构或者全部结构的组合、置换等各种变形及改进。

例如，也可以设置在垂直方向上突出来缩小水平流路252的宽度的突起，来代替在分流路25内在水平方向上突出的凸缘131。第一流路板11和第二流路板12的平面形状不限定于圆形，也可以是八边形、十边形等多边形。支柱17不限定于圆柱，也可以是多棱柱。在该情况下，通过朝向气体的流入方向地配置棱柱的顶点，能够减少流体的剥离。台部13优选是圆筒形的台部，但在使用多边形的台部的情况下，也能够起到利用突起或凸缘来使流体变得均匀的效果和减少测定误差的效果。

气流测定装置测定风向和风速的至少一方，也能够通过将风速与流路截面相乘来测定流量。实施方式的气流测定装置能够以稳定且紧凑的形状来减少在全方向上由流速波动引起的测定误差。

气流传感器的个数不限定于一个，也可以为多个。

Claims (12)

1.一种传感器单元，其特征在于，具有：

第一部件，其具备气流传感器；

第二部件；以及

第三部件，

上述第一部件具有能够选择性地与上述第二部件或上述第三部件连接的下端部和能够选择性地与上述第三部件或上述第二部件连接的上端部，

上述第二部件和上述第三部件在上述第一部件的上下能够置换。

2.根据权利要求1所述的传感器单元，其特征在于，

上述第二部件具有能够选择性地与上述下端部或上述上端部连接的第一端部，

上述第三部件具有能够选择性地与上述上端部或上述下端部连接的第二端部。

3.根据权利要求2所述的传感器单元，其特征在于，

上述第一端部具有选择性地与上述下端部或上述上端部嵌合的第一周缘部，

上述第二端部具有选择性地与上述上端部或上述下端部嵌合的第二周缘部。

4.根据权利要求2所述的传感器单元，其特征在于，

上述第二部件具有与上述第一端部相反一侧的第三端部，

上述第三部件具有与上述第二端部相反一侧的第四端部，

上述第三端部或上述第四端部能够安装于传感器单元外部的固定部。

5.根据权利要求3所述的传感器单元，其特征在于，

上述第二部件具有与上述第一端部相反一侧的第三端部，

上述第三部件具有与上述第二端部相反一侧的第四端部，

上述第三端部或上述第四端部能够安装于传感器单元外部的固定部。

6.根据权利要求4所述的传感器单元，其特征在于，

上述第二部件包括能够分离的第一部分和第二部分，

上述第一部分具有上述第一端部，

上述第二部分具有能够安装于上述固定部的上述第三端部。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

上述气流传感器配置于与在上述第一部件的外周部开口的流路口连通的空间，且配置为高度与上述流路口的高度不同。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

上述第一部件具有：

第一流路板；

第二流路板，与上述第一流路板对置配置；

至少一个支柱，以在上述第一流路板与上述第二流路板之间形成有用于配置上述气流传感器的空间的方式相对于上述第一流路板支撑上述第二流路板；

第一基板，设置于上述第一流路板，并用于安装上述气流传感器；以及

第二基板，设置于上述第二流路板，并经由在上述支柱中通过的导体而与上述第一基板连接。

9.根据权利要求8所述的传感器单元，其特征在于，

上述第二部件具有与上述第二基板导电地连接的第三基板。

10.根据权利要求9所述的传感器单元，其特征在于，

上述第二部件具备至少一个其它传感器和获取传感器信号的控制部中的至少一方，

上述其它传感器或上述控制部安装于上述第三基板。

11.根据权利要求1～6中任一项所述的传感器单元，其特征在于，

上述第二部件具备至少一个其它传感器和获取传感器信号的控制部中的至少一方。

12.一种气流测定装置，其特征在于，具有：

气流传感器；

第一流路板；

第二流路板，与上述第一流路板对置配置；

至少一个支柱，以在上述第一流路板与上述第二流路板之间形成有用于配置上述气流传感器的空间的方式相对于上述第一流路板支撑上述第二流路板；

第一基板，设置于上述第一流路板，并用于安装上述气流传感器；以及

第二基板，设置于上述第二流路板，并经由在上述支柱中通过的导体而与上述第一基板连接。

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