CN113302501A - 流量传感器装置以及带外罩的流量传感器装置 - Google Patents

流量传感器装置以及带外罩的流量传感器装置 Download PDF

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Abstract

本发明是为了提高光的可视性。流量传感器装置(1)被构成为具有：基板(2)、与基板电连接的传感器元件(3、4)、位于传感器元件的后方并被配置于基板表面的发光元件(8a、8b)、以及将发光元件收纳在与基板之间的内部的透光盒(6a、6f)，光扩散部件(7a、7e)从透光盒的顶部(C)向发光元件的方向突出，光扩散部件被构成为具有：与发光元件对置的光入射面、和将所述光入射面与所述顶部之间连接的壁面，壁面的至少一部分由相对置的壁面间的尺寸从所述光入射面侧面向所述顶部逐渐扩大的倾斜面形成。

Description

流量传感器装置以及带外罩的流量传感器装置
技术领域
本发明涉及一种检测流体流量的流量传感器装置以及带外罩的流量传感器装置。
背景技术
在专利文献1中公开了一种具有作为光源的发光元件和光学元件的LED模块的发明，该LED模块通过利用光学元件沿光的前行方向取出从光源放射出的光，从而提高了光源的光的利用效率。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-238686号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，尽管在专利文献1中公开了有关LED模块的构造，但在具备发光元件和传感器元件的模块中，并没有提高光的可视性。
本发明是鉴于上述方面而完成的，其目的在于提供一种具有发光元件和传感器元件以提高光的可视性的流量传感器装置以及带外罩的流量传感器装置。
用于解决课题的手段
本发明的一种方式的流量传感器装置被构成为具有基板、与所述基板电连接的传感器元件、位于所述传感器元件的后方并配置在所述基板的表面上的发光元件、以及将所述发光元件收纳在与所述基板之间的内部的透光盒，光扩散部件从所述透光盒顶部向所述发光元件的方向突出，所述光扩散部件被构成为具有与所述发光元件对置的光入射面、和将所述光入射面和所述顶部之间连接的壁面，所述壁面的至少一部分的相对置的壁面间的尺寸由从所述光入射侧面向所述顶部逐渐扩大的倾斜面形成。
发明效果
根据本发明，在具备发光元件和传感器元件的模块中，能够提高光的可视性。
附图说明
图1为本实施方式所涉及的流量传感器装置的立体图。
图2为沿着基板的长度方向切断的本实施方式的流量传感器装置的纵剖视图。
图3为本实施方式的流量传感器装置的电路图(其中一例)。
图4为本实施方式的流量传感器装置中的透光盒的立体图。
图5为从内侧观察本实施方式透光盒的图。
图6中，图6A为沿着与基板的长度方向正交的方向切断的本实施方式的透光盒部分的纵剖视图，图6B为沿着基板的长度方向切断的本实施方式所涉及的透光盒部分的纵剖视图。
图7为本实施方式所涉及的带外罩流量传感器装置的侧面示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式所涉及的流量传感器装置进行说明。图1为本实施方式所涉及的流量传感器装置的立体图。图2为沿着基板的长度方向切断的本实施方式所涉及的流量传感器装置的纵剖视图。在本说明书中“纵剖视图”是指沿基板厚度方向切断的剖视图。另外，在本实施方式中，传感器装置以流量传感器为例进行说明，但只要传感器装置能够检测流量变化，则检测的对象没有特别限定。另外，以下将传感器元件3、4作为风速传感器进行说明。
如图1和图2所示，流量传感器装置1被构成为，在基板2的前端部2a配置有传感器元件3、4。传感器元件3、4检测流量变化，并基于该检测信息而使设置在基板2的前端侧的发光元件8a和8b发光。
基板2除了前端部2a以外，被收纳在透光盒6及框体5内，基板2的前端部2a从透光盒6的前端向前方突出，呈现为露出在外部的状态。如图1所示，在基板2的宽度方向(X方向)的两端具有凹部2d，基板2的前端部2a是指宽度比凹部2d窄的部分的前端侧。
基板2是平板形状。在本实施方式中，基板2为在Y方向上的长度尺寸比在X方向上的宽度尺寸长的形状，但并不限定于此。基板2的长度方向的Y方向确定为“轴向O”。基板2是绝缘基板，没有特别限定，但优选为在玻璃布中浸渍环氧树脂而得到的一般的印制基板，例如，可提示FR4基板。
在从透光盒6突出的基板2的前端部2a，被配置有与基板2电连接的一对传感器元件3、4。各传感器元件3、4朝向沿Y方向的基板2的前方而被分开配置，传感器元件3、4和基板2通过引线11、12相连。此外，与该传感器元件3、4一起，在基板2的前端侧还配置有发光元件8a、8b(在图1中发光元件8b未图示)，发光元件8a、8b位于传感器元件3、4的后方，并被收纳在透光盒6a、6f内。传感器元件3、4和发光元件8a、8b配置在距离较近的位置。
例如，传感器元件3具备作为感温电阻元件的流量检测用电阻元件13。此外，传感器元件4具备作为感温电阻元件的温度补偿用电阻元件14。
流量检测用电阻元件13以及温度补偿用电阻元件14构成图3所示的电路。如图3所示，由流量检测用电阻元件13、温度补偿用电阻元件14、电阻器16、17构成桥接电路18。如图3所示，由流量检测用电阻元件13和电阻器16构成第一串联电路19，由温度补偿用电阻元件14和电阻器17构成第二串联电路20。进而第一串联电路19和第二串联电路20并联连接而构成桥接电路18。
如图3所示，第一串联电路19的输出部21和第二串联电路20的输出部22分别连接差动放大器(放大器)23。在桥接电路18上连接有包含差动放大器23的反馈电路24。反馈电路24包括晶体管(未图示)等。
电阻器16、17与流量检测电阻元件13及温度补偿电阻元件14相比电阻温度系数(TCR)较小。流量检测用电阻元件13，例如在被控制为比预定的周围温度仅高出预定值的加热状态下具有预定的电阻值Rs1，此外，温度补偿用电阻元件14，例如被控制为在所述的周围温度下具有预定的电阻值Rs2。另外，电阻值Rs1小于电阻值Rs2。流量检测用电阻元件13和构成第一串联电路19的电阻器16，例如是具有与流量检测用电阻元件13的电阻值Rs1相同的电阻值R1的固定电阻器。此外，温度补偿用电阻元件14和构成第二串联电路20的电阻器17，例如是具有与温度补偿用电阻元件14的电阻值Rs2相同的电阻值R2的固定电阻器。
传感器元件3被设定为比环境温度高的温度，当接收到风时，作为发热电阻的流量检测电阻元件13的温度下降。因此，连接有流量检测用电阻元件13的第一串联电路19的输出部21的电位发生变动。由此，通过差动放大器23获得差分输出。然后，在反馈电路24中基于差分输出向流量检测电阻元件13施加驱动电压。而且，基于流量检测用电阻元件13的加热所需的电压的变化，可以用微型计算机(未图示)对风速进行换算并进行输出。此外，微型计算机例如被设置在框体5内的基板2的表面，并通过各引线11、12以及基板2的表面的布线图(未图示)与各传感器元件3、4电相连。
此外，设置在温度补偿电阻元件14中的传感器元件4，检测流体本身的温度并补偿流体温度变化的影响。这样，通过具备温度补偿用电阻元件14，可以降低流体的温度变化对流量检测的影响，进而可以高精度地进行流量检测。如上所述，温度补偿用电阻元件14的电阻比流量检测用电阻元件13高得多，且温度被设定在周围温度附近。因此，即使传感器元件4受到风，连接有温度补偿用电阻元件14的第二串联电路20的输出部22的电位也几乎不变化。因此，以输出部22的电位作为基准电位，可以高精度地获得基于流量检测用电阻元件13的电阻变化的差分输出。
此外，图3所示的电路结构是其中一例，并不限定于此。
在本实施方式中，如图1所示，传感器元件3以及传感器元件4被配置为，与基板2分开、并且相对于基板2的轴向O(Y方向)倾斜。传感器元件3、4被配置为在XY平面内相对于轴向O倾斜。
这样，传感器元件3相对于与X方向平行的横向a和与轴向O(Y方向)平行的纵向b而倾斜，因此传感器元件3适当地接触横向a的风及纵向b的风这两方。因此，可以高精度地检测相对于横向a及纵向b的风向的流体的流量。
此外，如上所述，传感器元件3、4优选为被分开配置在沿轴向O(Y方向)的基板2的前方。即，传感器元件3、4与基板2在高度方向(Z方向)上不相对置。由此，可以防止因基板2、框体5碍事而产生的气流紊乱，使传感器元件3、4附近的气流稳定，进而可以提高风的检测精度。
传感器元件4优选为与传感器元件3一起相对于基板2的轴向O以相同的倾斜角度倾斜，并且在Z方向上分开对置。这样，通过传感器元件3和传感器元件4相邻配置，从而由传感器元件4观测到的流体的温度变化可视作传感器元件3的周围温度，进而可以高精度地补偿流体的温度变化。此外，传感器元件3和传感器元件4通过具有相同的倾斜角度，从而在传感器元件3附近难以产生气流的紊乱等，从而风可以均匀地接触传感器元件3的检测面。由此，能够更有效地提高检测精度。
这样，传感器元件3及传感器元件4优选为相对于基板2的轴向O以相同的倾斜角度倾斜，且在Z方向分开对置，但关于传感器元件4，只要被配置在能够观测流体的温度变化的位置即可。例如，传感器元件4也可以被配置在与基板2对置的位置。
对连接于各传感器元件3、4的引线(引线端子)11、12进行说明。引线11和12被绝缘体覆盖。连接传感器元件3的引线11以及连接传感器元件4的引线12被分别固定在基板2的前端部2a。在基板2的前端部2a的两侧面形成有凹陷的切口，各引线11、12通过粘接剂等被固定在切口上。在基板2的表面上形成布线图(未图示)，各引线11、12与布线图电连接。优选为，在基板2的前端部2a开多个孔，该孔插入引线11、12并进行固定的方式。
引线11从基板2的上表面(一个面)2b向上方延伸，进一步向沿Y方向的基板2的前端部2a的前方延伸。并且，引线11在前端部2a的前方位置以传感器元件3呈预定的倾斜角度的方式被折弯。此外，引线12从基板2的下表面(另一面)2c向下方延伸，进一步向沿Y方向的基板2的前端部2a的前方延伸。并且，引线12在前端部2a的前方位置，传感器元件4以呈与传感器元件3相同的倾斜角度的方式被折弯。这样，通过折弯引线11、12，可以简单且适当地将各传感器元件3、4以相同的倾斜角度配置在沿Y方向的基板2的前端部2a的前方，并且在Z方向上可以分开配置。
这样，传感器元件3、4与基板2分开，并通过引线11、12相连，从而可以防止传感器元件3、4的热量直接传递到基板2。由此，可以减弱来自传感器元件3、4的热对发光元件8a、8b影响。
在基板2的前端部2a形成有贯通孔10。这样，通过在基板2上设置贯通孔10，可以确保基板2的热阻，进而可以降低来自配置在基板2上的微型计算机、后述的发光元件31对于传感器元件3、4的热影响。此外，通过设置贯通孔10，即使在对流量传感器装置1施加冲击的情况下，也可以缓和冲击，进而可以减弱冲击对传感器元件3、4的影响。
在基板2的上表面2b设置有发光元件8a。发光元件8a位于贯通孔10的后方。此外，在基板2的下表面2c配置有发光元件8b。这些发光元件8a、8b优选为被配置在基板2的上下表面(表面和背面)的相同位置上。这些发光元件8a、8b分别被具有透过性的第一透光盒6a和第二透光盒6f覆盖。
作为发光元件8a、8b，例如可举出LED，发光元件8a、8b被控制为，基于传感器元件3、4的风检测信息而使显示发生变化。例如，以发光色基于风速来变化的方式进行控制。来自发光元件8a、8b的光透过透光盒6a、6f向外部发光。
透光盒6位于传感器元件3、4的后方，将发光元件8a、8b收纳在与基板2之间的内部。透光盒6被分割为透光盒6a和透光盒6f，透光盒6a覆盖基板2的上表面2b，透光盒6f覆盖基板2的下表面2c。在透光盒6a、6f的内侧形成有后述的光扩散部件7a、7e。在透光盒6的后端侧配置有收纳基板2的框体5。
框体5被分割为第一框体(5a、5b)和第二框体(5g、5h)，第一框体(5a、5b)覆盖基板2的上表面2b，第二框体(5g、5)覆盖基板2的下表面2c。此外，第一框体(5a、5b)、第二框体(5g、5h)分别为，前方是框体前部5a、5g，后方是框体后部5b、5h，框体后部5b、5h比框体前部5a、5g在X方向上宽度更宽，在Z方向上高度更高。
例如，第一框体(5a，5b)以及第二框体(5g，5h)分别由不透明的有色盒形成。因此，来自发光元件8a、8b的光不透过第一框体(5a、5b)以及第二框体(5g、5h)而从第一透光盒6a以及第二透光盒6f的部分向外部发光。
通过用框体5以及透光盒6覆盖基板2，可以适当地保护配置在基板2上的发光元件8a、8b、未图示的元件免受外部影响。
第一透光盒6a以及第一框体(5a、5b)、第二透光盒6f以及第二框体(5g、5h)在基板2的前端部2a向外部突出的状态下(贯通孔10也向外部露出)，分别被配置在基板2的表面和背面，并通过螺钉等紧固部件15固定基板2、各框体(5a、5b、5g、5h)以及各透光盒6a、6f。
如图2所示，透光盒6a、6f分别在前面形成有使基板2的一部分向前方突出的切口6b、6g，并且通过组合各透光盒6a、6f，可形成由切口6b、6g构成的贯通孔。然后，通过基板2穿过贯通孔，从而能够使基板2从透光盒6内延伸到透光盒6的外侧。此外，在各透光盒6a、6f的后面形成有与框体前部5a、5g连接的连接部6c、6h。在连接部6c、6h形成有沿基板2向后方延伸的延伸部6d、6i，延伸部6d、6i的前端相对于基板2而在垂直方向上延伸，从而形成连接凹部6e、6j。
此外，在各框体前部5a、5g的前方分别形成有连接部5c、5i，在连接部5c、5i形成有进入连接凹部6e、6j的连接凸部5d、5j。在框体前部5a、5g的框体后部5b、5h附近形成有凹陷5e、5k，凹陷5e、5k的底壁5f、5l分别与基板2的上表面2b、下表面2c相连。在连接凹陷5e、5k的底壁5f、5l以及与底壁5f、5l的基板2形成有插入紧固部件15的贯通孔。在凹陷5e、5k的底壁5f、5l分别与基板2的上表面2b、下表面2c连接的状态下，透光盒6a、6f的连接部6c、6h与框体前部5a、5g的连接部5c、5i卡合，将透光盒6a、6f和框体前部5a、5g连接在同一平面上。
在透光盒6a、6f的连接凹部6e、6j连接框体前部5a、5g的连接凸部5d、5j，用基板2的发光元件8a、8b覆盖透光盒6a、6f并且使凹陷5e、5k的贯通孔以及基板2的贯通孔的位置对齐。在该状态下，将紧固部件15从位于基板2的上表面2b侧的凹陷5e插入基板2及凹陷5e、5k上形成的贯通孔中，并在位于基板2的下表面2c侧的凹陷5k处，将紧固部件15螺纹连接在螺母部16上。
由此，基板2的前端部2a从由透光盒6a、6f的切口6b、6g构成的贯通孔中突出的状态下，基板2被透光盒6和框体5从正面和背面夹住。并且，基板2、框体5和透光盒6一体组成。由此，在流量传感器装置1中，仅使用紧固构件15，可以将基板2、透光盒6和框体5构成为一体，因此可成为组装容易且简单的结构。
在流量传感器装置1的后端设置有输入用和输出用的外部连接端子30(参照图1)。作为外部连接端子30，例如是不同形状类型的USB端子。多个流量传感器装置1在外部连接端子30侧经由通信电缆而电连接，从而可以构成多联式传感器单元。通过使用多联式传感器单元，从而发光元件8a、8b可多点发光，进而可应用于各种应用。例如，可以用于室内或室外的灯光装饰或用于风速的分析等。
在此，在本实施方式的流量传感器装置1中，为了用光来传达传感器元件3、4的检测信息而使发光元件8a、8b发光。从由LED等构成的发光元件8a、8b发出的光具有直线性，但扩散性低。因此，在本实施方式中，使具有直线性的光向预定方向扩散以提高可视性。
以下，参照图4至图6A、图6B来详细说明本实施方式所涉及的形成在透光盒上的光扩散部件的结构。图4为本实施方式所涉及的流量传感器装置中的透光盒的立体图。图5为从内侧观察本实施方式所涉及的透光盒的图。图6A为沿着与基板的长度方向正交的方向切断的本实施方式所涉及的透光盒部分的纵剖视图。图6B为沿着基板的长度方向切断的本实施方式所涉及的透光盒部分的纵剖视图。即，图6A为沿图4及图5的A-A线的剖视图。图6B为沿图4以及图5的B-B线的剖视图。
如图4及图6A、图6B所示，透光盒6a、6f在基板2前端部2a从形成于前面的切口6b、6g突出的状态下，通过设置在后面的连接部6c、6h(参照图2)与框体前部5a、5g的连接部5c、5i(参照图2)连接。此时，透光盒6a、6f在基板2之间收纳被配置在基板2前端侧的发光元件8a、8b。
如图5及图6A、图6B所示，在透光盒6a、6f的内侧，以从顶部C朝向配置在基板2上的发光元件8a、8b的方向的方式突出形成光扩散部件7a、7e。在光扩散部件7a、7e中与发光元件8a、8b对置的光入射面(对置面)S被形成为与发光元件8a、8b的照射面大致平行。此外，光入射面S优选为具有超出发光元件8a，8b的照射面的面积。由此，可以将从发光元件8a、8b照射的光有效地导入到光扩散部件7a、7e，进而可以提高向所述光扩散部件7a、7e的光入射效率。在图6A及图6B中，配置在基板2的发光元件8a、8b和光扩散部件7a、7e被分开配置。即，在发光元件8a、8b的照射面和光扩散部件7a、7e的光入射面S之间有间隙。但是，只要可以通过光扩散部件7a、7e使来自发光元件8a、8b的出射光扩散，则发光元件8a、8b的照射面与光扩散部件7a、7e的光入射面S也可以接触。另外，尽管在图5中图示了第一透光盒6a，但第二透光盒6f也是同样的形状。
光扩散部件7a、7e分别在与基板2的长度方向(Y方向)正交的横方向(X方向)的两侧，具有将光入射面S和顶部C之间相连的侧壁面7b、7f，在侧壁面7b、7f中，侧壁面7b、7f间的横向(X方向)的尺寸由从光入射面S侧面向顶部C逐渐扩大的倾斜面形成。
此外，如图4、图5及图6B所示，光扩散部件7a、7e分别在作为基板2的长度方向(Y方向)的纵向的两侧具有前方壁面7c、7g以及后方壁面7d、7h。前方壁面7c、7g和后方壁面7d、7h之间的纵向(Y方向)的尺寸由从光入射面S侧面向顶部C逐渐扩大的倾斜面形成。但是，如图5、图6A及图6B所示，前方壁面7c、7g以及后方壁面7d、7h与侧壁面7b、7f相比，成为急剧倾斜的倾斜面。或者，虽然未图示，但前方壁面7c、7g以及后方壁面7d、7h也可以是与光入射面S垂直的面。在此，如图6A所示，侧壁面7b、7f的倾斜角度被规定为光入射面S的延长线与侧壁面7b、7f之间的角度θ1，倾斜角度θ1例如优选为45°，更优选为对照发光元件8a、8b的指向角。此外，如图6B所示，前方壁面7c、7g及后方壁面7d、7h的倾斜角度被规定为光入射面S的延长线与前方壁面7c、7g及后方壁面7d之间的角度θ2，并且倾斜角度θ2＞倾斜角度θ1。此外，倾斜角度θ2，例如优选为45°以上，更优选为大于发光元件8a、8b的指向角的角度。
透光盒6a、6f优选为透明的，作为材质，例如，可以举出丙烯类树脂或聚碳酸酯类树脂等热塑性树脂、玻璃。在本实施方式中，透光盒6a、6f和光扩散部件7a、7e由同一部件形成，但也可以由不同的部件形成。此外，由于透光盒6a、6f只要透过光即可，所以也可以不是透明而是半透明等。
接下来，参照图6A、图6B对光扩散部件7a、7e的光的扩散动作进行说明。如图6A所示，在基板2的前端侧，基板2的上下表面2b、2c的相同位置上配置有发光元件8a、8b。透光盒6a、6f被配置为从基板2的上下表面2b、2c覆盖发光元件8a、8b，在基板2的宽度方向(X方向)的两侧被组合在一起。这样，在基板2的侧方，在透光盒6a、6f的前端所形成的高低差D彼此被卡合，从而防止透光盒6a、6f彼此偏移(参照图6A)。光扩散部件7a、7e以从顶部C向发光元件8a、8b突出的方式形成在透光盒6a、6f上。在光扩散部件7a、7e中，在与基板2的长度方向(Y方向)正交的横向(X方向)的两侧，形成有从发光元件8a、8b侧向顶部C逐渐扩大的侧壁面7b、7f。
来自发光元件8a、8b的出射光被入射到光扩散部件7a、7e。前行性(指向性)高、扩散性低的光L1～L6，在光扩散部件7a、7e内通过反复折射等方式，扩散光从透光盒6a、6f的表面及侧面向外部射出。图6A及图6B示出光扩散部件7a、7e中的光L1～L6的状态的示意图。
如图6A所示，从发光元件8a、8b的照射面垂直(图6A所示的上下方向)照射的光L1的一部分向Z方向前行，并从透光盒6a、6f射出。另一方面，相对于光扩散部件7a、7e的光入射面S而倾斜入射的光L2、L3之中，入射角度小于光扩散部件7a、7e对空气的临界角的光L2，从透光盒6a、6f的表面折射并被射向外部。此外，入射角超过光扩散部件7a、7e的临界角的光L3，在透光盒6a、6f内被反射后，从透光盒6a、6f折射并射向外部。此时，在透光盒6a、6f内被反射的光L3的一部分到达由倾斜面构成的侧壁面7b、7f时，在大致横向(大致X方向)上透过，因此，从透光盒6a、6f的侧面也射出光。这样，发光元件8a、8b的光L2、L3通过光扩散部件7a、7e在X方向上扩散，可以使前行性的光具有扩散性。特别是在本实施方式中，可以使来自发光元件8a、8b的光不仅从透光盒6a、6f的表面而且从侧面向外部射出。由此，可以提高光的可视性。
此外，如图6B所示，透光盒6a、6f从前面形成的切口6b、6g使基板2的前端部2a(参照图1)向前方突出，在后面通过连接部6c、6h与框体前部5a、5g(参照图2)连接。形成在透光盒6a、6f的光扩散部件7a、7e中，在作为基板2的长度方向(Y方向)的纵向的两侧，形成有从发光元件8a、8b侧面向顶部C逐渐扩大、并且与侧壁面7b、7f相比急剧倾斜的前方壁面7c、7g以及后方壁面7d、7h。如上所述，前方壁面7c、7g以及后方壁面7d、7h也可以是与光入射面S垂直的面。
从发光元件8a、8b的照射面被垂直照射、且从发光元件8a、8b垂直入射到光扩散部件7a、7e的光入射面S的光L4的一部分在Z方向上前行，并从透光盒6a、6f的表面被射出。此外，倾斜入射到光扩散部件7a、7e的光入射面S的光L5、L6之中、入射角度小于光扩散部件7a、7e相对于空气的临界角的光L5，从透光盒6a、6f的表面被折射并射出。此外，光L6被光扩散部件7a、7e的前方壁面7c、7g以及后方壁面7d、7h反射后，从透光盒6a、6f的表面被射出。在图6B中，由于前方壁面7c、7g以及后方壁面7d、7h的倾斜比图6A更急剧，因此在透光盒6a、6f内反射的光即使到达前方壁面7c、7g以及后方壁面7d、7h，也难以在大致前后方向(Y方向)上透过，在图6B中，光从透光盒6a、6f的表面射向外部。
这样，在本实施方式中，可以使发光元件8a、8b的光主要从透光盒6a、6f的表面及横向射向外部。
如上所述，可以通过从发光元件8a、8b侧面向顶部C逐渐扩大的光扩散部件7a、7e的侧壁面7b、7f，使光以预定的角度朝向与发光元件8a、8b的出射光的前行方向(Z方向)和基板2的长度方向(Y方向)正交的横向(X方向)来扩散。特别是，可通过与侧壁面7b、7f相比急剧倾斜，或者垂直面的前方壁面7c、7g及后方壁面7d、7h来抑制光在Y方向上的扩大，因此朝向与基板2的长度方向(Y方向)正交的横向(X方向)，以比起基板2的长度方向即纵向(Y方向)更大的角度扩散发光元件8a、8b的光。由此，特别是在本实施方式中，可以使光朝横向(X方向)扩散，从而在提高出射光朝横向的强度的同时，与以往相比，还可以扩大光的扩散方向，进而可以提高光的可视性。
如上所述，本实施方式的流量传感器装置1被构成为具有基板2、与基板2电连接的传感器元件3、4、位于传感器元件3、4的后方并配置在基板2的表面的发光元件8a、以及将发光元件8a收纳在与基板2之间的内部的透光盒6a。
此外，在本实施方式中，光扩散部件7a从透光盒6a的顶部C朝发光元件8a的方向突出。光扩散部件7a被构成为具有与发光元件8a对置的光入射面S和将光入射面S与顶部C之间连接的壁面。并且，壁面的至少一部分由相对置的壁面间的尺寸从光入射面S侧面向顶部C逐渐扩大的倾斜面形成。如果是图5所示的结构，此处的“壁面的至少一部分”是指构成光扩散部件7a的侧壁面7b、前方壁面7c以及后方壁面7d中的任意一个。例如，侧壁面7b间的尺寸从光入射面S侧朝顶部C逐渐扩大，或者，前方壁面7c和后方壁面7d之间的尺寸从光入射面S侧面朝顶部C逐渐扩大。
通过此结构，能够将来自发光元件8a的光从透光盒6a的表面朝侧面向外部扩散并射出。因此，如LED等，即使使用前行性高的发光元件8a，也可以经由透光盒6a提高扩散性，进而可以提高光的可视性。
在上述内容中，形成在壁面的一部分的倾斜面的倾斜角度比其他壁面平缓。这样，光可以通过由平缓的倾斜表面形成的壁面朝透光盒的侧面扩散。
此外，在本实施方式中，可以在传感器元件3、4的附近配置发光元件8a。因此，可以高精度地光显示出发光元件8a附近的流量变化。此外，通过将传感器元件3、4配置在基板2的前方、并将发光元件8a配置在传感器元件3、4的后方，从而能够在维持传感器元件3、4的检测精度的同时，适当地进行光显示。即，可以将传感器元件3、4从如图1所示的基板2向前方分开，通过使传感器元件3、4从基板2分开，可以抑制气流的紊乱等，进而可以提高传感器元件3、4的检测精度。此外，发光元件8a可以配置在不妨碍传感器元件3、4检测的位置，如上所述，可实现传感器元件3、4的高检测精度、以及适当地进行光显示。
此外，在本实施方式中，配置在与传感器元件3、4和发光元件8a排列方向(图1所示的轴向O)正交的横向(X方向)的两侧的光扩散部件7a的侧壁面7b，优选为由倾斜面形成。由此，能够将来自发光元件8a的光从透光盒6a的表面横向扩散并向外部射出。如图1所示，在发光元件8a的前方配置有传感器元件3、4，在后方配置有框体5。因此，与光沿前后方向扩散相比，沿横向扩散可以抑制光扩散的障碍，从而可以提高光扩散性，进而可以有效地提高光的可视性。
此外，在本实施方式中，光扩散部件7a在基板2的长度方向(轴向O)即纵向的两侧，具有前方壁面7c以及后方壁面7d。前方壁面7c以及后方壁面7d由垂直面形成，或者，由前方壁面7c与后方壁面7d之间的纵向尺寸由从所述光入射面S侧朝顶部C逐渐扩大的倾斜面形成。但是，前方壁面7c及后方壁面7d的倾斜面比侧壁面7b的倾斜面更急剧。
由此，可以抑制沿前后方向扩散的光，并使光沿横向扩散，进而可以提高扩散光朝横向的强度。这样，通过改变倾斜角度，可以用简单的结构减弱沿前后方向扩散的光，并促进光朝横向的扩散。
此外，在本实施方式中，优选传感器元件3、4被分开配置于基板2的前方，传感器元件3、4与基板2通过引线11、12相连。这样，通过用引线11、12连接传感器元件3、4，可以简单且可靠地将传感器元件3、4在基板2的前方分开配置。
此外，在本实施方式中，基板2为长条状，发光元件8a与传感器元件3、4一起被配置在基板2的前端侧，发光元件8a位于传感器元件3、4的后方。并且，发光元件8a被收纳在透光盒6a中。
这样，通过使用长条状的基板2，从而即使在流量传感器装置1的小型化中，也可以合理地在前后方向配置发光元件8a以及传感器元件3、4。
此外，在本实施方式中，还设置有位于透光盒6a的后端侧并收纳基板2的框体5。此外，在透光盒6a中，前面设置有使基板2的一部分向前方突出的切口6b，后面设置有与框体5连接的连接部6c。这样，可以使基板2向透光盒6a的前方突出并使透光盒6a适当地连接位于其后方的框体5，从而可以使基板2、透光盒6a以及框体5一体化。实际上，如图1所示，框体5具有第一框体(5a、5b)和第二框体(5g、5h)，透光盒6a、6f也通过基板2上下配置。这样，通过第一框体(5a，5b)、第二框体(5g，5h)及透光外壳6a、6f夹着基板2的上下，从而可以用简单的结构一体形成。
如图2等所示，发光元件8a、8b优选为配置在基板2的表面和背面。通过在基板2的两面上形成发光元件8a和8b，从而可以在基板2的两面上设置光显示部。这样，不仅在流量传感器装置1的正面而且在背面也可以进行光装饰，此时，也可以通过正面和背面采用不同光装饰(例如发光颜色不同等)的方式来进行控制。
图7是本实施方式的带外罩流量传感器装置的侧面示意图。
如图7所示，在传感器元件3、4(传感器元件4未图示)向下配置的状态下，在流量传感器装置1的下方侧覆盖着具有开口部20a的外罩20。
在本实施方式中不限定外罩20的形状，例如，外罩20如图7所示，由向下方向扩大的圆锥台形状形成。外罩20的上部与流量传感器装置一起由支撑板(未图示)固定。
此外，外罩20只要是透光性的，则既可以是透明的也可以是半透明的，与透光率无关。可以根据使用用途等来选择各种外罩20所使用的透光率和材质。此外，作为外罩20的材质的其中一例，可以举出丙烯类树脂或聚碳酸酯类树脂等热塑性树脂。
如图7所示，传感器元件3、4自外罩20的开口部20a向下方突出。
由此，能够由传感器元件3和4检测风而不会被外罩20阻挡，并且能够使发光元件8a、8b发光。在本实施方式中，如已经说明的那样，来自发光元件8a、8b的光通过透光盒6a、6f扩散。从透光盒6a、6f射出的扩散光，透过外罩20被射向外罩20的外部。
本实施方式中，能够使来自发光元件8a、8b的光从透光盒6a、6f的表面沿横向扩散。因此，可以减少从外罩20的下方泄漏的光，从而能够使外罩20的周围在宽广的范围内发光，进而可以提高光的可视性。
此外，罩20还可以作为雨棚发挥作用。因此，在室外也可以使用本实施方式的带外罩的流量传感器装置。
如图7所示，外罩20是向下扩大的圆锥台形状。
外罩20是圆锥台形状，但也可以是圆锥形状等。为了有效地将从外罩20突出的传感器元件3、4与沿罩20外侧流动的雨隔绝，优选为，如圆锥台、圆锥形状等那样，外罩20的周面为向下方向扩大的倾斜面，但也可以是垂直面。此外，外罩20优选为透明或半透明。
此外，在本实施方式中，外罩20的开口部20a优选为被防异物侵入网堵塞。例如，防止异物侵入网是作为防虫网的网材。通过在开口部20a配置防虫网，从而即使在室外使用，也可以防止昆虫侵入罩20内，进而可以抑制引起故障等不良情况。
在上述中，传感器元件3、4是风速传感器，但除了风速以外，还可以是可检测以气流、水等液体为对象的流速变化的传感器。
【产业上的可利用性】
如上所述，本发明能够配置传感器元件和发光元件，能够利用流量检测应用于作为显示方式的各种应用，还能够应用于分析用等。
本申请基于2019年1月17日在日本提出的专利申请2019-005735。其内容全部包含在此。

Claims (10)

1.一种流量传感器装置，其特征在于，
被构成为具有基板、与所述基板电连接的传感器元件、位于所述传感器元件的后方并被配置于所述基板的表面的发光元件、以及将所述发光元件收纳在与所述基板之间的内部的透光盒，
在所述透光盒内，光扩散部件从顶部向所述发光元件的方向突出，
所述光扩散部件被构成为具有与所述发光元件对置的光入射面、和将所述光入射面与所述顶部之间连接的壁面，
所述壁面的至少一部分由相对置的壁面间的尺寸从所述光入射面侧面向所述顶部逐渐扩大的倾斜面形成。
2.根据权利要求1所述的流量传感器装置，其特征在于，
配置在与所述传感器元件和所述发光元件的排列方向正交的横向两侧的所述光扩散部件的侧壁面，由所述倾斜面形成。
3.根据权利要求2所述的流量传感器装置，其特征在于，
所述光扩散部件在所述基板的长度方向即纵向的两侧具有前方壁面及后方壁面，所述前方壁面及所述后方壁面由垂直面所形成，或者，由所述前方壁面与所述后方壁面之间的所述纵向尺寸从所述发光元件侧向所述顶部逐渐扩大的、与所述侧壁面相比急剧倾斜的倾斜面形成。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的流量传感器装置，其特征在于，
所述传感器元件被分开配置于所述基板的前方，所述传感器元件和所述基板通过引线相连。
5.根据权利要求1所述的流量传感器装置，其特征在于，
所述发光元件与所述传感器元件一起被配置于所述基板的前端侧，所述发光元件位于所述传感器元件的后方并被收纳在所述透光盒中。
6.根据权利要求5所述的流量传感器装置，其特征在于，
设置有位于所述透光盒的后端侧并收纳所述基板的框体，
在所述透光盒中，前面形成有使所述基板的一部分向前方突出的切口，后面设置有与所述框体连接的连接部。
7.根据权利要求1所述的流量传感器装置，其特征在于，
所述发光元件被配置于所述基板的表面和背面。
8.一种带外罩的流量传感器装置，其特征在于，
具有流量传感器装置、和在下方侧有开口部的外罩，
所述流量传感器装置被构成为，具有基板、与所述基板电连接的传感器元件、位于所述传感器元件的后方并被配置于所述基板表面上的发光元件、以及所述将发光元件收纳在与所述基板之间的内部的透光盒，在所述透光盒内，光扩散部件从顶部向所述发光元件的方向突出，所述光扩散部件被构成为具有与所述发光元件相对的光入射面，和将所述光入射面和所述顶部之间连接的壁面，所述壁面的至少一部分由相对置的壁面间的尺寸从所述光入射面侧面向所述顶部逐渐扩大的倾斜面形成，
所述传感器装置以将所述传感器元件朝下并且从所述开口部露出的方式被收纳于所述外罩内。
9.根据权利要求8所述的带外罩的流量传感器装置，其特征在于，
所述开口部被防异物侵入网堵塞。
10.根据权利要求1所述的流量传感器装置或权利要求8所述的带外罩的流量传感器装置，其特征在于，
所述流量传感器是检测风速的风速传感器。
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