DE112012006520B4 - Thermischer Durchflussmesser - Google Patents

Abstract

Thermischer Durchflussmesser mit:einer Schaltungsbaugruppe (400) miteinem Halbleiterbauelement (601), mit einem Wärmeerzeuger (608), welcher in einer Membran (672) geformt ist, undeiner Anschlussleitung (514), welche elektrisch mit dem Halbleiterbauelement (601) verbunden ist,wobei die Schaltungsbaugruppe (400) mit der Anschlussleitung (514) aus einem ersten Harz mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten geformt ist;einem Gehäuse (302) aus einem zweiten Harz mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten; undeinem Flansch (312);dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (302) umfasst:einen ersten Befestigungsabschnitt (372), welcher einen Teil einer Wand eines Umgehungsdurchlassgrabens (332) bildet, undeinen zweiten Befestigungsabschnitt (366), welcher mit dem ersten Befestigungsabschnitt (372) verbunden ist und welcher sich vom ersten Befestigungsabschnitt in Richtung des Flansches (312) erstreckt, wobei der zweite Befestigungsabschnitt (366) sich in eine andere Richtung erstreckt als der erste Befestigungsabschnitt (372);wobei die Schaltungsbaugruppe (400) durch den ersten Befestigungsabschnitt (372) und den zweiten Befestigungsabschnitt (366) fixiert ist, so dass zumindest ein Teil des Halbleiterbauelements (601) freiliegend zum Innenraum des Umgehungsdurchlassgrabens ist undwobei die Schaltungsbaugruppe (400) zudem umfasst:einen ersten freiliegenden Bereich und einen zweiten freiliegenden Bereich, welche jeweils vom zweiten Harz freiliegen,wobei der erste freiliegende Bereich und der zweite freiliegende Bereich durch den ersten Befestigungsabschnitt (372) voneinander getrennt sind.

Description

• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Durchflussmesser.
• Stand der Technik
• Ein thermischer Durchflussmesser, der einen Durchfluss von Gas misst, ist so konfiguriert, dass er einen Luftströmungs-Erfassungsabschnitt zum Messen eines Durchflusses enthält, so dass ein Durchfluss des Gases dadurch gemessen wird, dass eine Wärmeübertragung zwischen dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt und dem Gas als ein Messzielobjekt ausgeführt wird. Der durch den thermischen Durchflussmesser gemessene Durchfluss wird als ein wichtiger Steuerparameter für verschiedene Vorrichtungen umfassend verwendet. Der thermische Durchflussmesser ist dadurch charakterisiert, dass ein Durchfluss von Gas wie etwa ein Massendurchfluss im Vergleich zu anderen Typen von Durchflussmessern mit verhältnismäßig hoher Genauigkeit gemessen werden kann.
• Allerdings ist es erwünscht, die Messgenauigkeit des Gasdurchflusses weiter zu verbessern. Zum Beispiel sind in einem Fahrzeug, in das eine Brennkraftmaschine eingebaut ist, die Anforderungen an die Kraftstoffeinsparung oder an die Abgasreinigung hoch. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es erwünscht, die Einlassluftmenge, die ein Hauptparameter der Brennkraftmaschine ist, mit hoher Genauigkeit zu messen. Der thermische Durchflussmesser, der die zu der Brennkraftmaschine geführte Einlassluftmenge misst, weist einen Umgehungsdurchlass, der einen Teil der Einlassluftmenge aufnimmt, und einen in dem Umgehungsdurchlass angeordneten Luftströmungs-Erfassungsabschnitt auf. Der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt misst einen Zustand des durch den Umgehungsdurchlass strömenden Messzielobjektgases, indem er eine Wärmeübertragung mit dem Messzielobjektgas ausführt, und gibt an die Brennkraftmaschine ein elektrisches Signal aus, das die geführte Einlassluftmenge repräsentiert. Diese Technik ist z. B. in PTL 1 diskutiert.
• Die US 2011/0140211 A1 betrifft einen Durchflusssensor mit einer abgedichteten Oberfläche eines elektrischen Steuerkreises. Es wird eine Strömungssensorstruktur bereitgestellt, die eine Halbleitervorrichtung mit einer Luftströmungserfassungseinheit und einer dazu gebildeten Membran und eine Platine oder einen Leitungsrahmen mit einer elektrischen Steuerschaltung zum Steuern der dazu angeordnete Halbleitervorrichtung umfasst, wobei eine Oberfläche der elektrischen Steuerung und ein Teil einer Oberfläche der Halbleitervorrichtung mit Harz bedeckt sind, während ein Teil der Luftströmungserfassungseinheit freigelegt ist
• Patentliteratur
• PTL 1: JP 2011-252796 A
• Zusammenfassung der Erfindung
• Technisches Problem
• Um einen Durchfluss eines Gases unter Verwendung eines thermischen Durchflussmessers mit hoher Genauigkeit zu messen, ist es notwendig, einen Luftströmungs-Erfassungsabschnitt des thermischen Durchflussmessers in dem in dem thermischen Durchflussmesser vorgesehenen Umgehungsdurchlass zum Aufnehmen eines durch den Hauptdurchlass strömenden Gases mit hoher Genauigkeit zu positionieren und zu befestigen. In der in PTL 1 diskutierten Technik wird im Voraus eine Hülle mit dem Umgehungsdurchlass mit einem zum Einführen des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts gebildeten Loch aus Harz gebildet und wird eine Sensoranordnung mit dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt getrennt von dem Gehäuse in der Weise gebildet, dass die Sensoranordnung an dem Gehäuse befestigt wird, während der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt in das Loch des Umgehungsdurchlasses eingeführt wird. In eine Aussparung zwischen dem Loch des Umgehungsdurchlasses und dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt und in eine Aussparung des Abschnitts, wo die Sensoranordnung in das Gehäuse eingeführt wird, wird ein elastischer Klebstoff gefüllt, so dass eine elastische Kraft des Klebstoffs eine Differenz der linearen Ausdehnung dazwischen aufnimmt.
• In einer solchen Struktur ist es schwierig, eine Lagebeziehung oder eine Winkelbeziehung zwischen dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt und dem Umgehungsdurchlass genau einzustellen und zu befestigen, wenn die Sensoranordnung in das Gehäuse eingeführt wird. Das heißt, eine Lagebeziehung oder eine Winkelbeziehung zwischen der Sensoranordnung und dem in dem Gehäuse vorgesehenen Umgehungsdurchlass kann sich in Abhängigkeit von einer Bedingung des Klebstoffs leicht ändern. Aus diesem Grund ist es in dem thermischen Durchflussmesser des verwandten Gebiets schwierig, die Detektionsgenauigkeit des Durchflusses weiter zu verbessern. Im Allgemeinen wird der thermische Durchflussmesser in großen Mengen hergestellt. Wenn in diesem Großproduktionsprozess der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt unter Verwendung eines Klebstoffs mit einer vorgegebenen Lagebeziehung oder Winkelbeziehung an dem Umgehungsdurchlass befestigt wurde, war es schwierig, während des Bondens des Klebstoffs und in einem Erstarrungsprozess des Klebstoffs eine Lagebeziehung oder eine Winkelbeziehung zwischen dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt und dem Umgehungsdurchlass zu definieren und eine solche Lagebeziehung mit hoher Genauigkeit zu erhalten. Aus diesem Grund war es schwierig, die Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers im verwandten Gebiet weiter zu verbessern.
• Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um einen thermischen Durchflussmesser mit hoher Messgenauigkeit zu schaffen.
• Lösung des Problems
• Zur Lösung der obigen Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen thermischen Durchflussmesser mit einem Umgehungsdurchlass zum Strömen eines von dem Hauptdurchlass empfangenen Messzielobjektgases und mit einem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt zum Messen eines Durchflusses durch Ausführen einer Wärmeübertragung mit einem durch den Umgehungsdurchlass über eine Wärmeübertragungsfläche strömenden Messzielobjektgas, wobei der thermische Durchflussmesser umfasst: eine Schaltungsbaugruppe mit einem Verbindungsanschluss und mit dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt; ein Gehäuse mit einem Umgehungsdurchlassgraben zum Bilden des Umgehungsdurchlasses und mit einem Befestigungsabschnitt zum Befestigen der Schaltungsbaugruppe; und eine Abdeckung, die dadurch, dass sie den in dem Gehäuse gebildeten Umgehungsdurchlassgraben bedeckt, den Umgehungsdurchlass bildet, wobei ein Teil des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts und ein Teil des Verbindungsanschlusses in der Schaltungsbaugruppe durch einen ersten Harzformprozess unter Verwendung eines ersten Harzes integriert gebildet werden, eine Messfläche mit der Wärmeübertragungsfläche durch den ersten Harzformprozess auf einer Oberfläche der Schaltungsbaugruppe gebildet worden ist, ein Gehäuse mit dem Umgehungsdurchlassgraben und mit einem Befestigungsabschnitt zum Befestigen der Schaltungsbaugruppe durch einen zweiten Harzformprozess unter Verwendung eines zweiten Harzes gebildet worden ist, die Messfläche mit der durch den ersten Formprozess auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe gebildeten Wärmeübertragungsfläche durch Formen des Umgehungsdurchlassgrabens durch den zweiten Formprozess innerhalb des Umgehungsdurchlassgrabens angeordnet worden ist, und die Schaltungsbaugruppe durch Bilden des Befestigungsabschnitts des Gehäuses durch den zweiten Formprozess an dem Gehäuse befestigt worden ist.
• Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen thermischen Durchflussmesser mit einer hohen Messgenauigkeit zu schaffen.
• Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• 1 ist eine Systemdarstellung, die ein Brennkraftmaschinen-Steuersystem darstellt, in dem ein thermischer Durchflussmesser in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung verwendet ist.
• 2(A) und 2(B) sind Darstellungen, die ein Aussehen des thermischen Durchflussmessers darstellen, wobei 2(A) eine linke Seitenansicht ist und 2(B) eine Vorderansicht ist.
• 3(A) und 3(B) sind Darstellungen, die ein Aussehen des thermischen Durchflussmessers darstellen, in denen 3(A) eine rechte Seitenansicht ist und 3(B) eine Rückansicht ist.
• 4(A) und 4(B) sind Darstellungen, die ein Aussehen des thermischen Durchflussmessers darstellen, in denen 4(A) eine Draufsicht ist und 4(B) eine Unteransicht ist.
• 5(A) und 5(B) sind Darstellungen, die ein Gehäuse des thermischen Durchflussmessers darstellen, in denen 5(A) eine linke Seitenansicht des Gehäuses ist und 5(B) eine Vorderansicht des Gehäuses ist.
• 6(A) und 6(B) sind Darstellungen, die ein Gehäuse des thermischen Durchflussmessers darstellen, in denen 6(A) eine rechte Seitenansicht des Gehäuses ist und 6(B) eine Rückansicht des Gehäuses ist.
• 7(A) ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Zustand einer in dem Umgehungsdurchlass angeordneten Strömungswegoberfläche darstellt, und 7(B) ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die ein weiteres Beispiel für 7(A) darstellt.
• 8(A) bis 8(C) sind Darstellungen, die ein Aussehen einer vorderen Abdeckung darstellen, in denen. 8(A) eine linke Seitenansicht ist, 8(B) eine Vorderansicht ist und 8(C) eine Draufsicht ist.
• 9(A) bis 9(C) sind Darstellungen, die ein Aussehen einer hinteren Abdeckung 304 darstellen, in denen 9(A) eine linke Seitenansicht ist, 9(B) eine Vorderansicht ist und 9(C) eine Draufsicht ist.
• 10 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die eine Änderung der Ausführungsform aus 7(A) und 7(B) darstellt.
• 11 ist eine schematische Darstellung, die eine weitere Änderung der Ausführungsform aus 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) darstellt.
• 12 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Teil des Querschnitts entlang einer Linie B-B aus 11 darstellt.
• 13 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Anschlussverbinder darstellt.
• 14(A) bis 14(C) sind Außenansichten, die eine Schaltungsbaugruppe darstellen, in denen 14(A) eine linke Seitenansicht ist, 14(B) eine Vorderansicht ist und 14(C) eine Rückansicht ist.
• 15 ist eine Darstellung, die einen Zustand darstellt, in dem Schaltungskomponenten an einem Rahmen der Schaltungsbaugruppe montiert sind.
• 16 ist eine erläuternde Darstellung, die eine Membran und einen Verbindungskanal, der eine Öffnung und eine Aussparung innerhalb der Membran verbindet, darstellt.
• 17 ist eine Darstellung, die eine Bedingung der Schaltungsbaugruppe nach einem ersten Harzformprozess darstellt.
• 18(A) und 18(B) sind Darstellungen, die eine andere Ausführungsform der Schaltungsbaugruppe aus 14(A) bis 14(C) darstellen, in denen 18(A) eine Vorderansicht der Schaltungsbaugruppe ist und 18(B) eine Rückansicht ist.
• 19A ist eine Darstellung, die eine Übersicht über einen Fertigungsprozess eines thermischen Durchflussmessers und über einen Herstellungsprozess der Schaltungsbaugruppe darstellt.
• 19B ist eine Darstellung, die eine Übersicht über einen Fertigungsprozess des thermischen Durchflussmessers und über einen Herstellungsprozess des thermischen Durchflussmessers darstellt.
• 19C ist eine Darstellung, die eine Übersicht über einen Fertigungsprozess des thermischen Durchflussmessers und über einen Herstellungsprozess des thermischen Durchflussmessers in Übereinstimmung mit einer weiteren Ausführungsform darstellt.
• 20 ist ein Stromlaufplan, der eine Durchflussdetektionsschaltung des thermischen Durchflussmessers darstellt.
• 21 ist eine erläuternde Darstellung, die einen Luftströmungs-Erfassungsabschnitt der Durchfluss-Detektionsschaltung darstellt.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Im Folgenden beschriebene Beispiele zur Verkörperung der Erfindung (im Folgenden als Ausführungsform bezeichnet) lösen verschiedene Probleme, was als ein praktisches Produkt gewünscht ist. Insbesondere lösen die Ausführungsformen verschiedene Probleme zur Verwendung in einer Messvorrichtung zum Messen einer Einlassluftmenge eines Fahrzeugs und zeigen sie verschiedene Wirkungen. Eines der verschiedenen durch die folgenden Ausführungsformen behandelten Probleme ist in den oben beschriebenen „durch die Erfindung zu lösenden Problemen“ beschrieben und eine der verschiedenen durch die folgenden Ausführungsformen erhaltenen Wirkungen ist in den „Wirkungen der Erfindung“ beschrieben. Verschiedene durch die folgenden Ausführungsformen gelöste Probleme und verschiedene durch die folgenden Ausführungsformen erhaltene Wirkungen werden in der „Beschreibung von Ausführungsformen“ weiter beschrieben. Somit wird gewürdigt werden, dass die folgenden Ausführungsformen ebenfalls andere durch die Ausführungsformen zu erhaltene Wirkungen oder zu behandelnde Probleme enthalten, als sie in „durch die Erfindung zu lösende Probleme“ oder „Wirkungen der Erfindung“ beschrieben sind.
• In den folgenden Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen, selbst wenn sie in verschiedene Zeichnungen eingeführt sind, gleiche Elemente und besitzen sie dieselben Funktionswirkungen. Die Komponenten, die in vorangehenden Absätzen beschrieben worden sind, brauchen in den Zeichnungen nicht durch Bezeichnung mit Bezugszeichen und Zeichen beschrieben zu sein.
• 1. Brennkraftmaschinen-Steuersystem, das einen thermischen Durchflussmesser in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung aufweist
• 1 ist eine Systemdarstellung, die ein Steuersystem für eine Brennkraftmaschine vom Typ mit elektronischer Kraftstoffeinspritzung darstellt, die einen thermischen Durchflussmesser in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung aufweist. Auf der Grundlage des Betriebs einer Brennkraftmaschine 110, die einen Kraftmaschinenzylinder 112 und einen Kraftmaschinenkolben 114 aufweist, wird Einlassluft als ein Messzielobjektgas 30 von einem Luftreiniger 122 angesaugt und über einen Hauptdurchlass 124, der z. B. einen Einlasskörper, einen Drosselkörper 126 und einen Einlasskrümmer 128 enthält, zu einer Verbrennungskammer des Kraftmaschinenzylinders 112 geführt. Ein Durchfluss des Messzielobjektgases 30 als eine zu der Verbrennungskammer geführte Einlassluft wird durch einen thermischen Durchflussmesser 300 in Übereinstimmung mit der Erfindung gemessen. Von einem Kraftstoffeinspritzventil 152 wird auf der Grundlage des gemessenen Durchflusses Kraftstoff zugeführt und mit dem Messzielobjektgas 30 als Einlassluft gemischt, so dass das Mischgas zu der Verbrennungskammer geführt wird. Es wird angemerkt, dass das Kraftstoffeinspritzventil 152 in dieser Ausführungsform in einer Einlassöffnung der Brennkraftmaschine vorgesehen ist und dass der in die Einlassöffnung eingespritzte Kraftstoff mit dem Messzielobjektgas 30 als Einlassluft gemischt wird, um ein Mischgas zu bilden, so dass das Mischgas über ein Einlassventil 116 zu der Verbrennungskammer geführt wird, um durch Verbrennung mechanische Energie zu erzeugen.
• In den letzten Jahren wird in vielen Fahrzeugen ein Kraftstoffdirekteinspritzverfahren genutzt, das ausgezeichnete Wirkungen bei der Abgasreinigung oder bei der Kraftstoffeffizienzverbesserung aufweist, in dem ein Kraftstoffeinspritzventil 152 in einen Zylinderkopf der Brennkraftmaschine eingebaut ist und Kraftstoff von dem Kraftstoffeinspritzventil 152 direkt in jede Verbrennungskammer eingespritzt wird. Der thermische Durchflussmesser 300 kann ähnlich in einem Typ, in dem Kraftstoff direkt in jede Verbrennungskammer eingespritzt wird, sowie in einem Typ, in dem Kraftstoff in die Einlassöffnung der Brennkraftmaschine aus 1 eingespritzt wird, verwendet werden. Ein Verfahren zum Messen von Steuerparametern einschließlich eines Verfahrens zum Verwenden des thermischen Durchflussmessers 300 und ein Verfahren zum Steuern der Brennkraftmaschine einschließlich einer Kraftstoffzufuhrmenge oder einer Zündungszeiteinstellung sind in Bezug auf das Grundkonzept zwischen beiden Typen ähnlich. Ein repräsentatives Beispiel für beide Typen, ein Typ, in dem Kraftstoff in die Einlassöffnung eingespritzt wird, ist in 1 dargestellt.
• Der Kraftstoff und die Luft, die zu der Verbrennungskammer geführt werden, weisen einen Kraftstoff/Luft-Mischungszustand auf und werden durch Funkenzündung der Zündkerze 154 explosiv verbrannt, um mechanische Energie zu erzeugen. Das Gas nach der Verbrennung wird von dem Auslassventil 118 zu einem Auspuffrohr geführt und von dem Auspuffrohr als Abgas 24 ins Äußere des Fahrzeugs abgelassen. Der Durchfluss des Messzielobjektgases 30 als Einlassluft, die zu der Verbrennungskammer geführt wird, wird durch die Drosselklappe 132 gesteuert, deren Öffnungsgrad sich in Ansprechen auf die Manipulation eines Fahrpedals ändert. Die Kraftstoffzufuhrmenge wird auf der Grundlage des Durchflusses der Einlassluft, die zu der Verbrennungskammer geführt wird, gesteuert, wobei ein Fahrer einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 132 in der Weise steuert, dass der Durchfluss der zu der Verbrennungskammer geführten Einlassluft gesteuert wird. Im Ergebnis ist es möglich, die durch die Brennkraftmaschine erzeugte mechanische Energie zu steuern.
• 1.1 Übersicht über die Steuerung des Brennkraftmaschinen-Steuersystems
• Der Durchfluss und die Temperatur des Messzielobjektgases 30 als Einlassluft, die von dem Luftreiniger 122 empfangen wird und die durch den Hauptdurchlass 124 strömt, werden durch den thermischen Durchflussmesser 300 gemessen, wobei von dem thermischen Durchflussmesser 300 ein elektrisches Signal, das den Durchfluss und die Temperatur der Einlassluft repräsentiert, in die Steuervorrichtung 200 eingegeben wird. Außerdem wird eine Ausgabe des Drosselwinkelsensors 144, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 132 misst, in die Steuervorrichtung 200 eingegeben und wird eine Ausgabe eines Drehwinkelsensors 146 in die Steuervorrichtung 200 eingegeben, um eine Lage oder eine Bedingung des Kraftmaschinenkolbens 114, des Einlassventils 116 oder des Auslassventils 118 der Brennkraftmaschine und eine Drehzahl der Brennkraftmaschine zu messen. Um aus der Bedingung des Abgases 24 einen Mischungsverhältniszustand zwischen der Kraftstoffmenge und der Luftmenge zu messen, wird eine Ausgabe eines Sauerstoffsensors 148 in die Steuervorrichtung 200 eingegeben.
• Die Steuervorrichtung 200 berechnet auf der Grundlage eines Durchflusses der Einlassluft als eine Ausgabe des thermischen Durchflussmessers 300 und einer Drehzahl der Brennkraftmaschine, die von einer Ausgabe des Drehwinkelsensors 146 gemessen wird, eine Kraftstoffeinspritzmenge oder eine Zündungszeiteinstellung. Auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses von ihnen werden eine Kraftstoffmenge, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 152 zugeführt wird, und eine Zündungszeiteinstellung für die Zündung der Zündkerze 154 gesteuert. In der Praxis wird die Kraftstoffzufuhrmenge oder die Zündungszeiteinstellung auf der Grundlage einer Änderung der Einlasstemperatur oder des Drosselwinkels, gemessen durch den thermischen Durchflussmesser 300, einer Änderung der Kraftmaschinendrehzahl und eines durch den Sauerstoffsensor 148 gemessenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Zustands noch genauer gesteuert. In dem Leerlaufantriebszustand der Brennkraftmaschine steuert die Steuervorrichtung 200 ferner unter Verwendung eines Leerlaufluftsteuerventils 156 die Luftmenge, die die Drosselklappe 132 umgeht, und steuert sie eine Drehzahl der Brennkraftmaschine in dem Leerlaufantriebszustand.
• 1.2 Wichtigkeit der Verbesserung der Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers und der Umgebung für die Montage des thermischen Durchflussmessers
• Sowohl die Kraftstoffzufuhrmenge als auch die Zündungszeiteinstellung als eine Hauptsteuermenge der Brennkraftmaschine werden unter Verwendung einer Ausgabe des thermischen Durchflussmessers 300 als ein Hauptparameter berechnet. Somit sind die Verbesserung der Messgenauigkeit, die Unterdrückung der Alterung und die Verbesserung der Zuverlässigkeit des thermischen Durchflussmessers 300 wichtig für die Verbesserung der Steuergenauigkeit eines Fahrzeugs oder für den Erhalt der Zuverlässigkeit. Insbesondere in den letzten Jahren gibt es zahlreiche Anforderungen für die Kraftstoffeinsparung von Fahrzeugen und für die Abgasreinigung. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es sehr wichtig, die Messgenauigkeit des Durchflusses des Messzielobjektgases 30 als eine durch den thermischen Durchflussmesser 300 gemessene Einlassluft zu verbessern. Außerdem ist es ebenfalls wichtig, eine hohe Zuverlässigkeit des thermischen Durchflussmessers 300 aufrechtzuerhalten.
• Ein Fahrzeug, das den thermischen Durchflussmesser 300 aufweist, wird in einer Umgebung, in der eine Temperaturänderung signifikant ist, oder in rauem Wetter wie etwa Sturm oder Schnee verwendet. Wenn ein Fahrzeug auf einer verschneiten Straße fährt, fährt es auf einer Straße, auf der ein Frostschutzmittel gesprüht ist. Vorzugsweise ist der thermische Durchflussmesser 300 unter Berücksichtigung einer Gegenmaßnahme für die Temperaturänderung oder einer Gegenmaßnahme für Staub oder Verunreinigungen in einer solchen Verwendungsumgebung ausgelegt. Darüber hinaus ist der thermische Durchflussmesser 300 in eine Umgebung eingebaut, in der die Brennkraftmaschine einer Schwingung ausgesetzt ist. Außerdem ist es erwünscht, eine hohe Zuverlässigkeit bei Schwingung aufrechtzuerhalten.
• Der thermische Durchflussmesser 300 ist in das Einlassrohr eingebaut, das durch Wärme von der Brennkraftmaschine beeinflusst wird. Aus diesem Grund wird die von der Brennkraftmaschine erzeugte Wärme über das Einlassrohr, das ein Hauptdurchlass 124 ist, an den thermischen Durchflussmesser 300 übertragen. Da der thermische Durchflussmesser 300 den Durchfluss des Messzielobjektgases durch Übertragung von Wärme mit dem Messzielobjektgas misst, ist es wichtig, den Einfluss der Wärme von außen soweit wie möglich zu unterdrücken.
• Wie im Folgenden beschrieben ist, löst der thermische Durchflussmesser 300, der in ein Fahrzeug montiert ist, die in „durch die Erfindung zu lösende Probleme“ beschriebenen Probleme und schafft er die in „Wirkungen der Erfindung“ beschriebenen Wirkungen. Wie im Folgenden beschrieben ist, löst er außerdem verschiedene als ein Produkt geforderte Probleme und schafft er angesichts verschiedener oben beschriebener Probleme verschiedene Wirkungen. Spezifische Probleme oder Wirkungen, die durch den thermischen Durchflussmesser 300 gelöst oder geschaffen werden, werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen beschrieben.
• 2. Konfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
• 2.1 Außenstruktur des thermischen Durchflussmessers 300
• 2(A), 2(B), 3(A), 3(B), 4(A) und 4(B) sind Darstellungen, die das Äußere des thermischen Durchflussmessers 300 darstellen, in denen 2(A) eine linke Seitenansicht des thermischen Durchflussmessers 300 ist, 2(B) eine Vorderansicht ist, 3(A) eine rechte Seitenansicht ist, 3(B) eine Rückansicht ist, 4(A) eine Draufsicht ist und 4(B) eine Unteransicht ist. Der thermische Durchflussmesser 300 enthält ein Gehäuse 302, eine vordere Abdeckung 303 und eine hintere Abdeckung 304. Das Gehäuse 302 enthält einen Flansch 312 zum Befestigen des thermischen Durchflussmessers 300 an einem Einlasskörper als einem Hauptdurchlass 124, einen Außenverbinder 305, der einen Außenanschluss 306 für die elektrische Verbindung mit externen Vorrichtungen aufweist, und einen Messabschnitt 310 zum Messen eines Durchflusses und dergleichen. Der Messabschnitt 310 ist intern mit einem Umgehungsdurchlassgraben zur Herstellung eines Umgehungsdurchlasses versehen. Außerdem ist der Messabschnitt 310 intern mit einer Schaltungsbaugruppe 400 versehen, die einen Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 (siehe 20) zur Messung eines Durchflusses des durch den Hauptdurchlass 124 strömenden Messzielobjektgases 30 oder einen Temperaturdetektionsabschnitt 452 zur Messung einer Temperatur des durch den Hauptdurchlass 124 strömenden Messzielobjektgases 30 aufweist.
• 2.2 Wirkungen auf der Grundlage der Außenstruktur des thermischen Durchflussmessers 300
• Da die Einlassöffnung 350 des thermischen Durchflussmessers 300 auf der Seite des vorderen Endes des Messabschnitts 310 vorgesehen ist, die von dem Flansch 312 in Richtung der Mittelrichtung des Hauptdurchlasses 124 verläuft, kann das Gas in der Nähe des Mittelabschnitts, das von der Innenwandfläche entfernt ist, anstelle dessen aus der Nähe der Innenwandfläche des Hauptdurchlasses 124 in den Umgebungsdurchlass eingeführt werden. Aus diesem Grund kann der thermische Durchflussmesser 300 einen Durchfluss oder eine Temperatur der Luft entfernt von der Innenwandfläche des Hauptdurchlasses 124 des thermischen Durchflussmessers 300 messen, so dass es möglich ist, eine durch den Einfluss von Wärme und dergleichen verursachte Verringerung der Messgenauigkeit zu unterdrücken. In der Nähe der Innenwandfläche des Hauptdurchlasses 124 wird der thermische Durchflussmesser 30 leicht durch die Temperatur des Hauptdurchlasses 124 beeinflusst, so dass die Temperatur des Messzielobjektgases 30 eine andere Bedingung als eine Originaltemperatur des Gases aufweist und eine andere Bedingung als die mittlere Bedingung des Hauptgases innerhalb des Hauptdurchlasses 124 zeigt. Insbesondere, wenn der Hauptdurchlass 124 als ein Einlasskörper der Kraftmaschine dient, kann er durch die Wärme von der Kraftmaschine beeinflusst werden und bleibt er auf einer hohen Temperatur. Aus diesem Grund weist das Gas in der Nähe der Innenwandfläche des Hauptdurchlasses 124 in vielen Fällen eine höhere Temperatur als die ursprüngliche Temperatur des Hauptdurchlasses 124 auf, so dass dies die Messgenauigkeit verschlechtert.
• In der Nähe der Innenwandfläche des Hauptdurchlasses 124 nimmt ein Fluidwiderstand zu und nimmt eine Strömungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit in dem Hauptdurchlass 124 ab. Aus diesem Grund kann eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit gegenüber der mittleren Strömungsgeschwindigkeit in dem Hauptdurchlass 124 einen Messfehler erzeugen, falls das Gas in der Nähe der Innenwandfläche des Hauptdurchlasses 124 als das Messzielobjektgas 30 in den Umgehungsdurchlass eingeleitet wird. Da in dem in 2(A), 2(B), 3(A), 3(B) und 4(A) bis 4(C) dargestellten thermischen Durchflussmesser 300 die Einlassöffnung 350 an dem vorderen Ende des dünnen und langen Messabschnitts 310 vorgesehen ist, der von dem Flansch 312 zur Mitte des Hauptdurchlasses 124 verläuft, ist es möglich, einen Messfehler in Bezug auf eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in der Nähe der Innenwandfläche zu verringern. In dem in 2(A), 2(B), 3(A), 3(B) und 4(A) bis 4(C) dargestellten thermischen Durchflussmesser 300 ist außer der Einlassöffnung 350, die in dem vorderen Ende des Messabschnitts 310 vorgesehen ist, der von dem Flansch 312 zur Mitte des Hauptdurchlasses 124 verläuft, ebenfalls eine Auslassöffnung des Umgehungsdurchlasses in dem hinteren Ende des Messabschnitts 310 vorgesehen. Somit ist es möglich, den Messfehler weiter zu verringern.
• Der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 weist eine Form auf, die von dem Flansch 312 zu der Mittenrichtung des Hauptdurchlasses 124 verläuft, wobei sein vorderes Ende mit einer Einlassöffnung 350 zum Einleiten eines Teils des Messzielobjektgases 30 wie etwa einer Einlassluft in den Umgehungsdurchlass und mit einer Auslassöffnung 352 zum Zurückführen des Messzielobjektgases 30 von dem Umgehungsdurchlass zu dem Hauptdurchlass 124 versehen ist. Während der Messabschnitt 310 eine Form aufweist, die entlang einer von der Außenwand des Hauptdurchlasses 124 zu der Mitte gerichteten Achse verläuft, weist seine Breite, wie in 2(A) und 3(A) dargestellt ist, eine schmale Form auf. Das heißt, der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 weist eine vordere Oberfläche, die eine näherungsweise rechteckige Form aufweist, und eine Seitenoberfläche, die eine geringe Breite aufweist, auf. Im Ergebnis kann der thermische Durchflussmesser 300 einen Umgehungsdurchlass aufweisen, der eine ausreichende Länge aufweist, und ist es möglich, einen Fluidwiderstand auf einen kleinen Wert für das Messzielobjektgas 30 zu unterdrücken. Aus diesem Grund ist es unter Verwendung des thermischen Durchflussmessers 300 möglich, den Fluidwiderstand auf einen kleinen Wert zu unterdrücken und den Durchfluss des Messzielobjektgases 30 mit hoher Genauigkeit zu messen.
• 2.3 Struktur des Temperaturdetektionsabschnitts 452
• Die Einlassöffnung 343 ist auf der Seite des Flanschs 312 von dem Umgehungsdurchlass, die auf der Seite des vorderen Endes des Messabschnitts 310 vorgesehen ist, positioniert und ist, wie in 2(A), 2(B), 3(A) und 3(B) dargestellt ist, in Richtung einer Einlassseite der Strömung des Messzielobjektgases 30 geöffnet. Innerhalb der Einlassöffnung 343 ist ein Temperaturdetektionsabschnitt 452 zum Messen einer Temperatur des Messzielobjektgases 30 angeordnet. In der Mitte des Messabschnitts 310, wo die Einlassöffnung 343 vorgesehen ist, ist eine einlassseitige Außenwand des in dem Gehäuse 302 enthaltenen Messabschnitts 310 in Richtung der Auslassseite vertieft, wobei der Temperaturdetektionsabschnitt 452 in der Weise gebildet ist, dass er von der einlassseitigen Außenwand mit der vertieften Form in Richtung der Einlassseite vorsteht. Außerdem sind auf beiden Seiten der Außenwand, die eine vertiefte Form aufweist, eine vordere und eine hintere Abdeckung 303 und 304 vorgesehen, wobei die einlassseitigen Enden der vorderen und der hinteren Abdeckung 303 und 304 in der Weise gebildet sind, dass sie von der Außenwand mit der vertieften Form in Richtung der Einlassseite vorstehen. Aus diesem Grund bilden die Außenwand mit der vertieften Form und die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 auf ihren beiden Seiten die Einlassöffnung 343 zum Empfangen des Messzielobjektgases 30. Das von der Einlassöffnung 343 empfangene Messzielobjektgas 30 tritt mit dem innerhalb der Einlassöffnung 343 vorgesehenen Temperaturdetektionsabschnitt 452 in Kontakt, um die Temperatur des Temperaturdetektionsabschnitts 452 zu messen. Darüber hinaus strömt das Messzielobjektgas 30 entlang eines Abschnitts, der den von der Außenwand des Gehäuses 302 mit der vertieften Form vorstehenden Temperaturdetektionsabschnitt 452 stützt, zu der Einlassseite und wird es von der Vorderseiten-Auslassöffnung 344 und von der Rückseiten-Auslassöffnung 345, die in der vorderen und in der hinteren Abdeckung 303 und 304 vorgesehen sind, in den Hauptdurchlass 124 abgelassen.
• 2.4 Wirkungen in Bezug auf den Temperaturdetektionsabschnitt 452
• Durch den Temperaturdetektionsabschnitt 452 wird eine Temperatur des von der Einlassseite in der Richtung entlang der Strömung des Messzielobjektgases 30 zu der Einlassöffnung 343 strömenden Gases gemessen. Darüber hinaus strömt das Gas in Richtung eines Halsabschnitts des Temperaturdetektionsabschnitts 452 zum Stützen des Temperaturdetektionsabschnitts 452, so dass es die Temperatur des Abschnitts zum Stützen des Temperaturdetektionsabschnitts 452 auf die Nähe der Temperatur des Messzielobjektgases 30 senkt. Die Temperatur des Einlassrohrs, das als ein Hauptdurchlass 124 dient, nimmt üblicherweise zu, wobei die Wärme über die einlassseitige Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 von dem Flansch 312 oder von der Wärmedämmung 315 auf den Abschnitt zum Stützen des Temperaturdetektionsabschnitts 452 übertragen wird, so dass die Temperaturmessgenauigkeit beeinflusst werden kann. Während das Messzielobjektgas 30 durch den Temperaturdetektionsabschnitt 452 gemessen wird und daraufhin entlang des Stützabschnitts des Temperaturdetektionsabschnitts 452 strömt, wird der obenerwähnte Stützabschnitt gekühlt. Somit ist es möglich zu unterdrücken, dass die Wärme über die einlassseitige Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 von dem Flansch 312 oder von der Wärmedämmung 315 auf den Abschnitt zum Stützen des Temperaturdetektionsabschnitts 452 übertragen wird.
• Insbesondere weist die einlassseitige Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 in dem Stützabschnitt des Temperaturdetektionsabschnitts 452 eine Form auf, die (wie im Folgenden anhand von 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) beschrieben wird) konkav zu der Auslassseite ist. Somit ist es möglich, eine Länge zwischen der einlassseitigen Außenwand innerhalb des Messabschnitts 310 und dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 zu erhöhen. Während die Wärmeleitungslänge zunimmt, nimmt eine Länge des Kühlabschnitts unter Verwendung des Messzielobjektgases 30 zu. Somit ist es ebenfalls möglich, den Einfluss der Wärme von dem Flansch 312 oder von der Wärmedämmung 315 zu verringern. Dementsprechend wird die Messgenauigkeit verbessert. Da die einlassseitige Außenwand (wie im Folgenden anhand von 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) beschrieben wird) eine Form aufweist, die konkav zu der Auslassseite ist, ist es möglich, die im Folgenden beschriebene Schaltungsbaugruppe 400 (vergleiche 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B)) leicht zu befestigen.
• 2.5 Strukturen und Wirkungen der einlassseitigen Seitenfläche und der auslassseitigen Seitenfläche des Messabschnitts 310
• Auf der einlassseitigen Seitenfläche bzw. auf der auslassseitigen Seitenfläche des in dem thermischen Durchflussmesser 300 enthaltenen Messabschnitts 310 sind ein einlassseitiger Vorsprung 317 und ein auslassseitiger Vorsprung 318 vorgesehen. Der einlassseitige Vorsprung 317 und der auslassseitige Vorsprung 318 weisen eine Form auf, die entlang des vorderen Endes zu dem Fußpunkt eingeengt ist, so dass es möglich ist, einen Fluidwiderstand des Messzielobjektgases 30, während Einlassluft durch den Hauptdurchlass 124 strömt, zu verringern. Der einlassseitige Vorsprung 317 ist zwischen der Wärmedämmung 315 und der Einlassöffnung 343 vorgesehen. Der einlassseitige Vorsprung 317 weist einen großen Querschnitt auf und nimmt eine große Wärmeleitung von dem Flansch 312 oder von der Wärmedämmung 315 auf. Allerdings ist der einlassseitige Vorsprung 317 in der Nähe der Einlassöffnung 343 abgeschnitten, wobei eine Länge des Temperaturdetektionsabschnitts 452 von dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 des einlassseitigen Vorsprungs 317 wegen der Vertiefung der einlassseitigen Außenwand des Gehäuses 302 wie im Folgenden beschrieben zunimmt. Aus diesem Grund wird die Wärmeleitung von der Wärmedämmung 315 zu dem Stützabschnitt des Temperaturdetektionsabschnitts 452 unterdrückt.
• Zwischen dem Flansch 312 oder der Wärmedämmung 315 und dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 ist eine Aussparung gebildet, die den Anschlussverbinder 320 enthält, wobei der Anschlussverbinder 320 im Folgenden beschrieben ist. Aus diesem Grund nimmt eine Entfernung zwischen dem Flansch 312 oder der Wärmedämmung 315 und dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 zu, wobei in diesem langen Abschnitt die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 vorgesehen ist, so dass dieser Abschnitt als eine Kühlfläche dient. Somit ist es möglich, den Einfluss der Temperatur der Wandfläche des Hauptdurchlasses 124 auf den Temperaturdetektionsabschnitt 452 zu verringern. Außerdem ist es möglich, einen Teil des in den Umgehungsdurchlass eingegebenen Messzielobjektgases 30 in die Nähe der Mitte des Hauptdurchlasses 124 zu führen, während die Entfernung zwischen dem Flansch 312 oder der Wärmedämmung 315 und dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 zunimmt. Es ist möglich, eine durch Wärmeübertragung von der Wandfläche des Hauptdurchlasses 124 verursachte Verringerung der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
• Wie in 2(B) oder 3(B) dargestellt ist, weisen beide Seitenflächen des in den Hauptdurchlass 124 eingeführten Messabschnitts 310 eine sehr schmale Form auf, wobei ein vorderes Ende des auslassseitigen Vorsprungs 318 oder des einlassseitigen Vorsprungs 317 im Verhältnis zu dem Fußpunkt, wo der Luftwiderstand verringert ist, eine schmale Form aufweist. Aus diesem Grund ist es möglich, eine durch Einführung des thermischen Durchflussmessers 300 in den Hauptdurchlass 124 verursachte Erhöhung des Fluidwiderstands zu unterdrücken. Darüber hinaus steht in dem Abschnitt, in dem der auslassseitige Vorsprung 318 oder der einlassseitige Vorsprung 317 vorgesehen ist, der einlassseitige Vorsprung 317 oder der auslassseitige Vorsprung 318 im Verhältnis zu beiden Seitenabschnitten der vorderen Abdeckung 303 oder der hinteren Abdeckung 304 in Richtung beider Seiten vor. Da der einlassseitige Vorsprung 317 oder der auslassseitige Vorsprung 318 aus einem Harzformstoff gebildet ist, werden sie leicht in einer Form mit einem geringen Luftwiderstand gebildet. Währenddessen ist die vordere Abdeckung 303 oder die hintere Abdeckung 304 so geformt, dass sie eine breite Kühlfläche aufweist. Aus diesem Grund weist der thermische Durchflussmesser 300 einen verringerten Luftwiderstand auf und kann er durch die durch den Hauptdurchlass 124 strömende Messzielobjektluft leicht gekühlt werden.
• 2.6 Struktur und Wirkungen des Flanschs 312
• Um die Wärmeübertragungsfläche mit dem Hauptdurchlass 124 zu verringern und um zu erschweren, dass der thermische Durchflussmesser 300 einen Einfluss der Wärme empfängt, ist der Flansch 312 an seiner unteren Oberfläche, die ein Abschnitt ist, der dem Hauptdurchlass 124 gegenüberliegt, mit mehreren Vertiefungen 314 versehen. Das Schraubenloch 313 des Flanschs 312 ist so vorgesehen, dass der thermische Durchflussmesser 300 an dem Hauptdurchlass 124 befestigt ist, wobei zwischen einer Oberfläche, die dem Hauptdurchlass 124 um jedes Schraubenloch 313 gegenüberliegt, und dem Hauptdurchlass 124 ein Raum gebildet ist, so dass die Fläche, die dem Hauptdurchlass 124 um das Schraubenloch 313 gegenüberliegt, von dem Hauptdurchlass 124 beabstandet ist. Im Ergebnis weist der Flansch 312 eine Struktur auf, die die Wärmeübertragung von dem Hauptdurchlass 124 an den thermischen Durchflussmesser 300 verringern kann und die eine durch Wärme verursachte Verschlechterung der Messgenauigkeit verhindern kann. Außer der Wirkung, die Wärmeleitung zu verringern, kann die Vertiefung 314 darüber hinaus den Einfluss der Zusammenziehung des Harzes des Flanschs 312 während der Bildung des Gehäuses 302 verringern.
• Auf der Seite des Messabschnitts 310 des Flanschs 312 ist die Wärmedämmung 315 vorgesehen. Der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 ist von einem in dem Hauptdurchlass 124 vorgesehenen Einbauloch aus in der Weise in das Innere eingeführt, dass die Wärmedämmung 315 der Innenoberfläche des Einbaulochs des Hauptdurchlasses 124 gegenüberliegt. Der Hauptdurchlass 124 dient z. B. als ein Einlasskörper und wird in vielen Fällen auf einer hohen Temperatur gehalten. Umgekehrt ist denkbar, dass der Hauptdurchlass 124 auf einer signifikant niedrigen Temperatur gehalten wird, wenn der Betrieb in einer kalten Gegend aktiviert wird. Wenn eine solche Bedingung einer hohen oder niedrigen Temperatur des Hauptdurchlasses 124 den Temperaturdetektionsabschnitt 452 oder die im Folgenden beschriebene Messung des Durchflusses beeinflusst, wird die Messgenauigkeit verschlechtert. Aus diesem Grund sind in der Wärmedämmung 315 angrenzend an die Lochinnenoberfläche des Hauptdurchlasses 124 nebeneinander mehrere Vertiefungen 316 vorgesehen und ist eine Breite der Wärmedämmung 315 angrenzend an die Lochinnenoberfläche zwischen den benachbarten Vertiefungen 316 sehr dünn, d. h. gleich oder kleiner als 1/3 der Breite der Fluidströmungsrichtung der Vertiefung 316. Im Ergebnis ist es möglich, den Einfluss der Temperatur zu verringern. Außerdem wird ein Abschnitt der Wärmedämmung 315 dick. Wenn das Harz während eines Harzformens des Gehäuses 302 von einer hohen Temperatur auf eine niedrige Temperatur abgekühlt wird und erstarrt, tritt eine Volumenschrumpfung auf, so dass eine Verformung erzeugt wird, da eine mechanische Spannung auftritt. Durch Bildung der Vertiefung 316 in der Wärmedämmung 315 ist es möglich, die Volumenschrumpfung gleichförmiger zu machen und die Konzentration der mechanischen Spannung zu verringern.
• Der Messabschnitt 310 des thermischen Durchflussmessers 300 ist von dem in dem Hauptdurchlass 124 vorgesehenen Einbauloch in das Innere eingeführt und unter Verwendung des Flanschs 312 des thermischen Durchflussmessers 300 mit Schrauben an dem Hauptdurchlass 124 befestigt. Vorzugsweise ist der thermische Durchflussmesser 300 mit einer vorgegebenen Lagebeziehung in dem in dem Hauptdurchlass 124 vorgesehenen Einbauloch befestigt. Die in dem Flansch 312 vorgesehene Vertiefung 314 kann verwendet werden, um eine Lagebeziehung zwischen dem Hauptdurchlass 124 und dem thermischen Durchflussmesser 300 zu bestimmen. Dadurch, dass in dem Hauptdurchlass 124 der konvexe Abschnitt gebildet ist, ist es möglich, eine Einführungsbeziehung zwischen dem konvexen Abschnitt und der Vertiefung 314 sicherzustellen und den thermischen Durchflussmesser 300 in einer genauen Lage an dem Hauptdurchlass 124 zu befestigen.
• 2.7 Strukturen und Wirkungen des Außenverbinders 305 und des Flanschs 312
• 4(A) ist eine Draufsicht, die den thermischen Durchflussmesser 300 darstellt. Innerhalb des Außenverbinders 305 sind vier Außenanschlüsse 306 und ein Kalibrierungsanschluss 307 vorgesehen. Die Außenanschlüsse 306 enthalten Anschlüsse zum Ausgeben des Durchflusses und der Temperatur als ein Messergebnis des thermischen Durchflussmessers 300 und einen Leistungsanschluss zum Zuführen von Gleichstromleistung zum Betreiben des thermischen Durchflussmessers 300. Der Kalibrierungsanschluss 307 wird zum Messen des hergestellten thermischen Durchflussmessers 300 verwendet, um einen Kalibrierungswert jedes thermischen Durchflussmessers 300 zu erhalten und um den Kalibrierungswert in einem internen Speicher des thermischen Durchflussmessers 300 zu speichern. In dem nachfolgenden Messbetrieb des thermischen Durchflussmessers 300 werden die Kalibrierungsdaten verwendet, die den in dem Speicher gespeicherten Kalibrierungswert repräsentieren, und wird der Kalibrierungsanschluss 307 nicht verwendet. Somit weist der Kalibrierungsanschluss 307 eine von dem Außenanschluss 306 verschiedene Form auf, um zu verhindern, dass der Kalibrierungsanschluss 307 die Verbindung zwischen den Außenanschlüssen 306 und anderen äußeren Vorrichtungen behindert. Da der Kalibrierungsanschluss 307 in dieser Ausführungsform kürzer als der Außenanschluss 306 ist, behindert der Kalibrierungsanschluss 307 die Verbindung auch dann nicht, wenn der mit dem Außenanschluss 306 zur Verbindung mit äußeren Vorrichtungen verbundene Verbindungsanschluss in den Außenverbinder 305 eingeführt ist. Da entlang des Außenanschlusses 306 innerhalb des Außenverbinders 305 mehrere Vertiefungen 308 vorgesehen sind, verringern die Vertiefungen 308 außerdem eine Konzentration der mechanischen Spannung, die durch Schrumpfung des Harzes verursacht wird, wenn das Harz als ein Material des Flanschs 312 abgekühlt und erstarren gelassen wird.
• Da außer dem während des Messbetriebs des thermischen Durchflussmessers 300 verwendeten Außenanschluss 306 der Kalibrierungsanschluss 307 vorgesehen ist, ist es möglich, Eigenschaften jedes thermischen Durchflussmessers 300 zu messen, bevor er versandt wird, um eine Abweichung des Produkts zu erhalten und um einen Kalibrierungswert zur Verringerung der Abweichung in dem internen Speicher des thermischen Durchflussmessers 300 zu speichern. Um zu verhindern, dass der Kalibrierungsanschluss 307 die Verbindung zwischen dem Außenanschluss 306 und äußeren Vorrichtungen nach dem Kalibrierungswert-Einstellprozess behindert, ist der Kalibrierungsanschluss 307 in einer anderen Form als der Außenanschluss 306 gebildet. Auf diese Weise ist es unter Verwendung des thermischen Durchflussmessers 300 möglich, eine Abweichung jedes thermischen Durchflussmessers 300 vor dem Versand zu verringern und die Messgenauigkeit zu verbessern.
• 3. Gesamtstruktur des Gehäuses 302 und ihre Wirkungen
• 3.1 Strukturen und Wirkungen des Umgehungsdurchlasses und des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts
• 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) stellen einen Zustand des Gehäuses 302 dar, wenn die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 von dem thermischen Durchflussmesser 300 entfernt sind. 5(A) ist eine linke Seitenansicht, die das Gehäuse 302 darstellt, 5(B) ist eine Vorderansicht, die das Gehäuse 302 darstellt, 6(A) ist eine rechte Seitenansicht, die das Gehäuse 302 darstellt, und 6(B) ist eine Rückansicht, die das Gehäuse 302 darstellt. In dem Gehäuse 302 verläuft der Messabschnitt 310 von dem Flansch 312 in Richtung der Mitte des Hauptdurchlasses 124, wobei auf seiner Seite des vorderen Endes ein Umgehungsdurchlassgraben zum Bilden des Umgehungsdurchlasses vorgesehen ist. In dieser Ausführungsform ist der Umgehungsdurchlassgraben sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Gehäuses 302 vorgesehen. 5(B) stellt einen Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite dar und 6(B) stellt einen Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite dar. Da ein Einlassgraben 351 zum Bilden der Einlassöffnung 350 des Umgehungsdurchlasses und ein Auslassgraben 353 zum Bilden der Auslassöffnung 352 an dem vorderen Ende des Gehäuses 302 vorgesehen sind, kann das von der Innenwandfläche des Hauptdurchlasses 124 entfernte Gas, d. h. das durch die Nähe der Mitte des Hauptdurchlasses 124 strömende Gas, von der Einlassöffnung 350 als das Messzielobjektgas 30 empfangen werden. Das durch die Nähe der Einlasswandfläche des Hauptdurchlasses 124 strömende Gas wird durch die Temperatur der Wandfläche des Hauptdurchlasses 124 beeinflusst und weist in vielen Fällen eine andere Temperatur als die mittlere Temperatur des durch den Hauptdurchlass 124 strömenden Gases wie etwa der Einlassluft auf. Außerdem weist das durch die Nähe der Innenwandfläche des Hauptdurchlasses 124 strömende Gas in vielen Fällen eine niedrigere Strömungsgeschwindigkeit als die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des durch den Hauptdurchlass 124 strömenden Gases auf. Da der thermische Durchflussmesser 300 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform gegenüber einem solchen Einfluss resistent ist, ist es möglich, eine Verringerung der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
• Der durch den Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite gebildete Umgehungsdurchlass oder der oben beschriebene Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite ist über den Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366, die einlassseitige Außenwand 335 oder die auslassseitige Außenwand 336 mit der Wärmedämmung 315 verbunden. Außerdem ist die einlassseitige Außenwand 335 mit dem einlassseitigen Vorsprung 317 versehen und ist die auslassseitige Außenwand 336 mit dem auslassseitigen Vorsprung 318 versehen. Da der thermische Durchflussmesser 300 in dieser Struktur unter Verwendung des Flanschs 312 an dem Hauptdurchlass 124 befestigt ist, ist der Messabschnitt 310, der die Schaltungsbaugruppe 400 aufweist, mit hoher Zuverlässigkeit an dem Hauptdurchlass 124 befestigt.
• In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 302 mit dem Umgehungsdurchlassgraben zum Bilden des Umgehungsdurchlasses versehen und sind die Abdeckungen auf der Vorderseite und auf der Rückseite des Gehäuses 302 in der Weise eingebaut, dass der Umgehungsdurchlass durch den Umgehungsdurchlassgraben und durch die Abdeckungen gebildet ist. In dieser Struktur ist es möglich, Gesamtumgehungsdurchlassgräben als Teil des Gehäuses 302 in dem Harzformprozess des Gehäuses 302 zu bilden. Da außerdem die Formwerkzeuge während der Bildung des Gehäuses 302 in beiden Oberflächen des Gehäuses 302 vorgesehen sind, ist es möglich, sowohl den Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite als auch den Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite unter Verwendung der Formwerkzeuge für beide Oberflächen als Teil des Gehäuses 302 zu bilden. Da die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 in beiden Oberflächen des Gehäuses 302 vorgesehen sind, ist es möglich, die Umgehungsdurchlässe in beiden Oberflächen des Gehäuses 302 zu erhalten. Da der vordere und der Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite und die Umgehungsdurchlassgräben 334 auf der Rückseite unter Verwendung der Formwerkzeuge auf beiden Oberflächen des Gehäuses 302 gebildet werden, ist es möglich, den Umgehungsdurchlass mit hoher Genauigkeit zu bilden und eine hohe Produktivität zu erhalten.
• Anhand von 6(B) wird ein Teil des durch den Hauptdurchlass 124 strömenden Messzielobjektgases 30 von dem Einlassgraben 351, der die Einlassöffnung 350 bildet, in das Innere des Umgehungsdurchlassgrabens 334 auf der Rückseite eingeleitet und strömt er durch das Innere des Umgehungsdurchlassgrabens 334 auf der Rückseite. Während das Gas strömt, wird der Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite allmählich tiefer, wobei sich das Messzielobjektgas 30 langsam zu der Vorwärtsrichtung bewegt, während es entlang des Grabens strömt. Insbesondere ist der Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite mit einem Abschnitt 347 mit steiler Steigung versehen, der zu dem einlassseitigen Abschnitt 342 der Schaltungsbaugruppe 400 steil tiefer wird, so dass sich ein Teil der Luft mit einer geringen Masse entlang des Abschnitts 347 mit steiler Steigung bewegt und daraufhin durch die in 5(B) dargestellte Seite der Messfläche 430 in dem einlassseitigen Abschnitt 342 der Schaltungsbaugruppe 400 strömt. Da ein Fremdkörper, der eine große Masse aufweist, wegen einer Trägheitskraft Schwierigkeit hat, seinen Weg steil zu ändern, bewegt er sich währenddessen zu der in 6(B) dargestellten Seite der Rückseite der Messfläche 431. Daraufhin strömt der Fremdkörper durch den auslassseitigen Abschnitt 341 der Schaltungsbaugruppe 400 zu der in 5(B) dargestellten Messfläche 430.
• Anhand von 7(A) und 7(B) wird eine Strömung des Messzielobjektgases 30 in der Nähe des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche beschrieben. In dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite aus 5(B) strömt die Luft als ein Messzielobjektgas 30, das sich von dem einlassseitigen Abschnitt 342 der Schaltungsbaugruppe 400 zu dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Seite der Vorderseite bewegt, entlang der Messfläche 430, wobei mit dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 eine Wärmeübertragung ausgeführt wird, um unter Verwendung des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche, der in der Messfläche 430 vorgesehen ist, einen Durchfluss zu messen, um einen Durchfluss zu messen. Sowohl das Messzielobjektgas 30, das über die Messfläche 430 geht, als auch die Luft, die von dem auslassseitigen Abschnitt 341 der Schaltungsbaugruppe 400 zu dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite strömt, strömen entlang des Umgehungsdurchlassgrabens 332 auf der Vorderseite und werden von dem Auslassgraben 353 zum Bilden der Auslassöffnung 352 zu dem Hauptdurchlass 124 abgelassen.
• Eine Substanz mit einer großen Masse wie etwa eine in das Messzielobjektgas 30 gemischte Verunreinigung weist eine hohe Trägheitskraft auf und hat Schwierigkeit, ihren Weg entlang der Oberfläche des Abschnitts 347 mit steiler Steigung aus 6(B), wo eine Tiefe des Grabens steil tiefer wird, zu der tiefen Seite des Grabens steil zu ändern. Da sich aus diesem Grund ein Fremdkörper mit einer großen Masse über die Seite der Rückseite der Messfläche 431 bewegt, ist es möglich zu unterdrücken, dass der Fremdkörper durch die Nähe des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche geht. Da in dieser Ausführungsform die meisten von dem Gas verschiedenen Fremdkörper mit einer großen Masse über die Rückseite der Messfläche 431 gehen, die eine hintere Oberfläche der Messfläche 430 ist, ist es möglich, den Einfluss einer Verunreinigung, der durch einen Fremdkörper wie etwa eine Ölkomponente, Kohlenstoff oder einen Schadstoff verursacht wird, zu verringern und eine Verschlechterung der Messgenauigkeit zu unterdrücken. Das heißt, da sich der Weg des Messzielobjektgases 30 entlang einer Achse quer zu der Strömungsachse des Hauptdurchlasses 124 steil ändert, ist es möglich, den Einfluss eines in das Messzielobjektgas 30 gemischten Fremdkörpers zu verringern.
• In dieser Ausführungsform ist der Strömungsweg, der den Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite enthält, von dem vorderen Ende des Gehäuses 302 entlang einer gekrümmten Linie zu dem Flansch gerichtet und strömt das Gas, das durch den Umgehungsdurchlass auf der Seite strömt, die dem Flansch am nächsten ist, umgekehrt zu der Strömung des Hauptdurchlasses 124, so dass der Umgehungsdurchlass auf der Seite der hinteren Oberfläche als einer Seite dieser Rückströmung mit dem Umgehungsdurchlass, der auf der Seite der vorderen Oberfläche als der anderen Seite gebildet ist, verbunden ist. Im Ergebnis ist es möglich, den Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche der Schaltungsbaugruppe 400 leicht an dem Umgehungsdurchlass zu befestigen und das Messzielobjektgas 30 an der Stelle nahe der Mitte des Hauptdurchlasses 124 leicht zu empfangen.
• In dieser Ausführungsform wird eine Konfiguration geschaffen, in der der Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite und der Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite auf der Vorder- und auf der Rückseite der Strömungsrichtung der Messfläche 430 durchdrungen werden, um den Durchfluss zu messen. Währenddessen ist die Seite des vorderen Endes der Schaltungsbaugruppe 400 nicht durch das Gehäuse 302 gestützt, sondern weist sie einen Hohlraumabschnitt 382 auf, so dass der Raum des einlassseitigen Abschnitts 342 der Schaltungsbaugruppe 400 mit dem Raum des auslassseitigen Abschnitts 341 der Schaltungsbaugruppe 400 verbunden ist. Unter Verwendung der Konfiguration, die den einlassseitigen Abschnitt 342 der Schaltungsbaugruppe 400 und den auslassseitigen Abschnitt 341 der Schaltungsbaugruppe 400 durchdringt, ist der Umgehungsdurchlass in der Weise gebildet, dass sich das Messzielobjektgas 30 von dem in einer Oberfläche des Gehäuses 302 gebildeten Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite zu dem in der anderen Oberfläche des Gehäuses 302 gebildeten Umgehungsdurchlassgraben auf der Vorderseite 394 bewegt. In dieser Konfiguration ist es möglich, den Umgehungsdurchlassgraben auf beiden Oberflächen des Gehäuses 302 durch einen einzelnen Harzformprozess zu bilden und das Formen mit einer Struktur zur Anpassung der Umgehungsdurchlassgräben auf beiden Oberflächen auszuführen.
• Dadurch, dass beide Seiten der in der Schaltungsbaugruppe 400 gebildeten Messfläche 430 unter Verwendung eines Formwerkzeugs zum Bilden des Gehäuses 302 geklemmt werden, ist es möglich, die Konfiguration, die den einlassseitigen Abschnitt 342 der Schaltungsbaugruppe 400 und den auslassseitigen Abschnitt 341 der Schaltungsbaugruppe 400 durchdringt, zu bilden, ein Harzformen für das Gehäuse 302 auszuführen und die Schaltungsbaugruppe 400 in das Gehäuse 302 einzubetten. Da das Gehäuse 302 dadurch gebildet wird, dass die Schaltungsbaugruppe 400 auf diese Weise in das Formwerkzeug eingeführt wird, ist es möglich, die Schaltungsbaugruppe 400 und den Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche mit hoher Genauigkeit in den Umgehungsdurchlass einzubetten.
• In dieser Ausführungsform wird eine Konfiguration geschaffen, die den einlassseitigen Abschnitt 342 der Schaltungsbaugruppe 400 und den auslassseitigen Abschnitt 341 der Schaltungsbaugruppe 400 durchdringt. Allerdings kann ebenfalls eine Konfiguration geschaffen werden, die den einlassseitigen Abschnitt 342 und/oder den auslassseitigen Abschnitt 341 der Schaltungsbaugruppe 400 durchdringt, wobei die Umgehungsdurchlassform, die den Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite und den Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite verbindet, durch einen einzelnen Harzformprozess gebildet werden kann.
• Auf beiden Seiten des Umgehungsdurchlassgrabens sind auf der Rückseite 334 eine Innenwand des Umgehungsdurchlasses auf der Rückseite 391 und eine Außenwand des Umgehungsdurchlasses auf der Rückseite 392 vorgesehen, wobei die Innenseitenoberfläche der hinteren Abdeckung 304 an den vorderen Endabschnitten der Höhenrichtung sowohl der Innenwand des Umgehungsdurchlasses auf der Rückseite 391 als auch der Außenwand des Umgehungsdurchlasses auf der Rückseite 392 anliegt, so dass in dem Gehäuse 302 der Umgehungsdurchlass auf der Rückseite gebildet ist. Außerdem sind auf beiden Seiten des Umgehungsdurchlassgrabens 332 auf der Vorderseite eine Innenwand des Umgehungsdurchlasses auf der Vorderseite 393 und eine Außenwand des Umgehungsdurchlasses auf der Vorderseite 394 vorgesehen, wobei die Innenseitenoberfläche der vorderen Abdeckung an den vorderen Endabschnitten der Höhenrichtung der Innenwand des Umgehungsdurchlasses auf der Vorderseite 393 und der Außenseitenwand des Umgehungsdurchlasses auf der Vorderseite 334 anliegt, so dass in dem Gehäuse 302 der Umgehungsdurchlass auf der Vorderseite gebildet ist.
• In dieser Ausführungsform strömt das Messzielobjektgas 30 sich teilend über die Messfläche 430 und ihre hintere Oberfläche und ist der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche zur Messung des Durchflusses in einer von ihnen vorgesehen. Allerdings kann das Messzielobjektgas 30 nur über die Seite der vorderen Oberfläche der Messfläche 430 gehen, anstatt das Messzielobjektgas 30 in zwei Durchlässe zu teilen. Dadurch, dass der Umgehungsdurchlass einer zweiten Achse, die quer zu der ersten Achse der Strömungsrichtung des Hauptdurchlasses 124 ist, folgend gekrümmt ist, ist es möglich, einen in das Messzielobjektgas 30 gemischten Fremdkörper auf der Seite zu sammeln, auf der die Kurve der zweiten Achse gering ist. Dadurch, dass die Messfläche 430 und der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche auf der Seite vorgesehen sind, auf der die Kurve der zweiten Achse groß ist, ist es möglich, den Einfluss eines Fremdkörpers zu verringern.
• In dieser Ausführungsform sind die Messfläche 430 und der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche in einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite und dem Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite vorgesehen. Allerdings können die Messfläche 430 und der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche anstatt in dem Verbindungsabschnitt zwischen dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite und dem Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite in dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite oder in dem Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite vorgesehen sein.
• In einem Teil des in der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche zum Messen eines Durchflusses ist (wie im Folgenden anhand von 7(A) und 7(B) beschrieben wird) eine Verengungsform gebildet, so dass die Strömungsgeschwindigkeit wegen der Verengungswirkung zunimmt und die Messgenauigkeit verbessert wird. Außerdem ist es auch dann, wenn in einer Strömung des Gases auf der Einlassseite des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche ein Wirbel erzeugt wird, möglich, den Wirbel unter Verwendung der Verengung zu beseitigen oder zu verringern und die Messgenauigkeit zu verbessern.
• Anhand von 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) ist dort, wo die einlassseitige Außenwand 335 eine Vertiefungsform aufweist, die zu der Auslassseite in einem Halsabschnitt des Temperaturdetektionsabschnitts 452 vertieft ist, ein Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 vorgesehen. Infolge dieses Außenwand-Vertiefungsabschnitts 366 nimmt eine Entfernung zwischen dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 und dem Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 zu, so dass es möglich ist, den Einfluss der über die einlassseitige Außenwand 335 übertragenen Wärme zu verringern.
• Obwohl die Schaltungsbaugruppe 400 von dem Befestigungsabschnitt 372 zur Befestigung der Schaltungsbaugruppe 400 eingehüllt ist, ist es möglich, eine Kraft zum Befestigen der Schaltungsbaugruppe 400 durch weiteres Befestigen der Schaltungsbaugruppe 400 unter Verwendung des Außenwand-Vertiefungsabschnitts 366 zu erhöhen. Der Befestigungsabschnitt 372 hüllt die Schaltungsbaugruppe 400 entlang einer Strömungsachse des Messzielobjektgases 30 ein. Währenddessen hüllt der Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 die Schaltungsbaugruppe 400 quer zu der Strömungsachse des Messzielobjektgases 30 ein. Das heißt, die Schaltungsbaugruppe 400 ist in der Weise eingehüllt, dass die Richtung der Einhüllung in Bezug auf den Befestigungsabschnitt 372 verschieden ist. Da die Schaltungsbaugruppe 400 entlang der zwei verschiedenen Richtungen eingehüllt ist, ist die Befestigungskraft erhöht. Obwohl der Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 ein Teil der einlassseitigen Außenwand 335 ist, kann die Schaltungsbaugruppe 400 unter Verwendung der auslassseitigen Außenwand 336 anstelle der einlassseitigen Außenwand 335 in einer von dem Befestigungsabschnitt 372 verschiedenen Richtung eingehüllt sein, um die Befestigungskraft zu erhöhen. Zum Beispiel kann ein Plattenabschnitt der Schaltungsbaugruppe 400 durch die auslassseitige Außenwand 336 eingehüllt sein oder kann die Schaltungsbaugruppe 400 unter Verwendung einer Vertiefung, die in der Einlassrichtung vertieft ist, oder eines Vorsprungs, der in die Einlassrichtung vorsteht, der in der auslassseitigen Außenwand 336 vorgesehen ist, eingehüllt sein. Da der Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 in der einlassseitigen Außenwand 335 vorgesehen ist, um die Schaltungsbaugruppe 400 einzuhüllen, ist es möglich, außer der Befestigung der Schaltungsbaugruppe 400 eine Wirkung des Erhöhens des Wärmewiderstands zwischen dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 und der einlassseitigen Außenwand 335 zu bewirken.
• Da in einem Halsabschnitt des Temperaturdetektionsabschnitts 452 der Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 vorgesehen ist, ist es möglich, den Einfluss der von dem Flansch 312 oder von der Wärmedämmung 315 über die einlassseitige Außenwand 335 übertragenen Wärme zu verringern. Darüber hinaus ist eine Temperaturmessvertiefung 368 vorgesehen, die durch einen Einschnitt zwischen dem einlassseitigen Vorsprung 317 und dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 gebildet ist. Unter Verwendung der Temperaturmessvertiefung 368 ist es möglich, die Wärmeübertragung über den einlassseitigen Vorsprung 317 zu dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 zu verringern. Im Ergebnis ist es möglich, die Detektionsgenauigkeit des Temperaturdetektionsabschnitts 452 zu verbessern. Insbesondere überträgt der einlassseitige Vorsprung 317, da er einen großen Querschnitt aufweist, leicht Wärme, wobei eine Funktionalität der Temperaturmessvertiefung 368, die die Wärmeübertragung unterdrückt, wichtig wird.
• 3.2 Struktur und Wirkungen des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts des Umgehungsdurchlasses
• 7(A) und 7(B) sind teilweise vergrößerte Ansichten, die einen Zustand, in dem die Messfläche 430 der Schaltungsbaugruppe 400 innerhalb des Umgehungsdurchlassgrabens angeordnet ist, als eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 6(A) und 6(B) darstellen. Es wird angemerkt, dass 7(A) und 7(B) eine konzeptionelle Darstellung sind, die im Vergleich zu der spezifischen Konfiguration aus 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) Weglassungen aufweist und vereinfacht ist, und dass Einzelheiten geringfügig geändert sein können. Die linke Seite von 7(A) und 7(B) ist ein Abschlussendabschnitt des Umgehungsdurchlassgrabens 334 auf der Rückseite und die rechte Seite ist ein Anfangsendabschnitt des Umgehungsdurchlassgrabens 332 auf der Vorderseite. Obwohl dies in 7(A) und 7(B) nicht deutlich dargestellt ist, sind sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der Schaltungsbaugruppe 400 mit der Messfläche 430 durchdringende Abschnitte vorgesehen und sind der Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite und der Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite mit der linken und mit der rechten Seite der Schaltungsbaugruppe 400 mit der Messfläche 430 verbunden.
• Das Messzielobjektgas 30, das von der Einlassöffnung 350 empfangen wird und durch den Umgehungsdurchlass auf der Rückseite strömt, der den Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite enthält, wird von der linken Seite aus 7(A) und 7(B) geführt. Ein Teil des Messzielobjektgases 30 strömt über den durchdringenden Abschnitt des einlassseitigen Abschnitts 342 der Schaltungsbaugruppe 400 zu einem Strömungsweg 386, der die Vorderseite der Messfläche 430 der Schaltungsbaugruppe 400 und den in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehenen Vorsprung 356 enthält. Das andere Messzielobjektgas 30 strömt zu einem Strömungsweg 387, der durch die Rückseite der Messfläche 431 und durch die hintere Abdeckung 304 gebildet ist. Daraufhin bewegt sich das Messzielobjektgas 30, das über den Strömungsweg 387 strömt, über den durchdringenden Abschnitt des auslassseitigen Abschnitts 341 der Schaltungsbaugruppe 400 zu dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite und wird mit dem über den Strömungsweg 386 strömenden Messzielobjektgas 30 kombiniert, so dass es über den Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite strömt und von der Auslassöffnung 352 in den Hauptdurchlass 124 abgelassen wird. Es wird angemerkt, dass der in der hinteren Abdeckung 304 vorgesehene Vorsprung 358, wie in 7(B) dargestellt ist, zu der Rückseite der Messfläche 431 in dem Strömungsweg 387 vorstehen kann.
• Da der Umgehungsdurchlassgraben in der Weise gebildet ist, dass der Strömungsweg des durch den durchdringenden Abschnitt des einlassseitigen Abschnitts 342 der Schaltungsbaugruppe 400 von dem Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite zu dem Strömungsweg 386 geführten Messzielobjektgases 30 weiter als der zu dem Strömungsweg 387 geführte Strömungsweg gekrümmt ist, wird eine Substanz mit einer großen Masse wie etwa eine in dem Messzielobjektgas 30 enthaltene Verunreinigung in dem Strömungsweg 387, der weniger gekrümmt ist, gesammelt. Aus diesem Grund gibt es nahezu keine Strömung eines Fremdkörpers in den Strömungsweg 386.
• Der Strömungsweg 386 ist so strukturiert, dass er eine Verengung bildet, so dass die vordere Abdeckung 303 auf den vorderen Endabschnitt des Umgehungsdurchlassgrabens 332 auf der Vorderseite folgend vorgesehen ist und dass der Vorsprung 356 zu der Seite der Messfläche 430 nahtlos vorsteht. Die Messfläche 430 ist auf einer Seite des Verengungsabschnitts des Strömungswegs 386 angeordnet und ist mit dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche versehen, um die Wärmeübertragung zwischen dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 und dem Messzielobjektgas 30 auszuführen. Um die Messung des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 mit hoher Genauigkeit auszuführen, bildet das Messzielobjektgas 30 in dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche vorzugsweise eine laminare Strömung mit wenig Wirbel. Außerdem wird die Messgenauigkeit mit der schnelleren Strömungsgeschwindigkeit weiter verbessert. Aus diesem Grund ist die Verengung in der Weise gebildet, dass der in der vorderen Abdeckung 303 der Messfläche 430 gegenüberliegend vorgesehene Vorsprung 356 zu der Messfläche 430 nahtlos vorsteht. Diese Verengung verringert einen Wirbel in dem Messzielobjektgas 30, um die Strömung an eine laminare Strömung anzunähern. Darüber hinaus wird die Messgenauigkeit des Durchflusses verbessert, da die Strömungsgeschwindigkeit in dem Verengungsabschnitt zunimmt und da der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche zur Messung des Durchflusses in dem Verengungsabschnitt angeordnet ist.
• Da die Verengung in der Weise gebildet ist, dass der Vorsprung 356 in das Innere des Umgehungsdurchlassgrabens vorsteht, um dem an der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gegenüberzuliegen, ist es möglich, die Messgenauigkeit zu verbessern. Der Vorsprung 356 zum Bilden der Verengung ist an der Abdeckung vorgesehen, die dem an der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gegenüberliegt. Da in 7(A) und 7(B) die Abdeckung, die dem an der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gegenüberliegt, die vordere Abdeckung 303 ist, ist der Vorsprung 356 in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehen. Alternativ kann der Vorsprung 356 ebenfalls in der dem an der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche der vorderen oder der hinteren Abdeckung 303 oder 304 gegenüberliegenden Abdeckung vorgesehen sein. In Abhängigkeit davon, welche der Oberflächen der Messfläche 430 und des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche in der Schaltungsbaugruppe 400 vorgesehen sind, ist die Abdeckung, die dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gegenüberliegt, geändert.
• Eine Verteilung des Messzielobjektgases 30 zwischen den Strömungswegen 386 und 387 bezieht sich ebenfalls auf die hochgenaue Messung. Wie in 7(B) dargestellt ist, kann eine Verteilung des Messzielobjektgases 30 zwischen den Strömungswegen 386 und 387 dadurch eingestellt werden, dass veranlasst wird, dass der in der hinteren Abdeckung 304 vorgesehene Vorsprung 358 in den Strömungsweg 387 vorsteht. Außerdem ist es möglich, die Strömungsgeschwindigkeit zu erhöhen und einen Fremdkörper wie etwa eine Verunreinigung zu dem Strömungsweg 387 zu führen, da in dem Strömungsweg 387 der Verengungsabschnitt vorgesehen ist. In der in 7(B) dargestellten Ausführungsform ist die durch den Vorsprung 358 gebildete Verengung als ein Mittel zur Einstellung zwischen den Strömungswegen 386 und 387 verwendet. Alternativ kann die obenerwähnte Verteilung des Durchflusses zwischen den Strömungswegen 386 und 387 durch Einstellen einer Breite zwischen der Rückseite der Messfläche 431 und der hinteren Abdeckung 304 und dergleichen eingestellt werden. Wie in 7(A) dargestellt ist, ist der in der hinteren Abdeckung 304 vorgesehene Vorsprung 358 in diesem Fall nicht notwendig.
• Anhand von 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) verbleibt auf der Rückseite der Messfläche 431 als einer hinteren Oberfläche des an der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche ein Pressabdruck 442 des in dem Harzformprozess für die Schaltungsbaugruppe 400 verwendeten Formwerkzeugs. Der Pressabdruck 442 behindert die Messung des Durchflusses nicht besonders und verursacht auch dann kein Problem, wenn der Pressabdruck 442 verbleibt. Wie im Folgenden beschrieben wird, ist es außerdem wichtig, eine Halbleitermembran des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 zu schützen, wenn die Schaltungsbaugruppe 400 durch Harzformen gebildet wird. Aus diesem Grund ist das Pressen der hinteren Oberfläche des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche wichtig. Darüber hinaus ist es wichtig zu verhindern, dass Harz, das die Schaltungsbaugruppe 400 bedeckt, zu dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche strömt. Unter diesem Gesichtspunkt wird der Zustrom des Harzes durch Einhüllen der Messfläche 430, die den Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche enthält, unter Verwendung eines Formwerkzeugs und durch Pressen der hinteren Oberfläche des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche unter Verwendung eines weiteren Formwerkzeugs unterdrückt. Da die Schaltungsbaugruppe 400 durch Transferpressen hergestellt wird, ist ein Druck des Harzes hoch und ist das Pressen von der hinteren Oberfläche des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche wichtig. Da in dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 eine Halbleitermembran verwendet ist, wird vorzugsweise außerdem ein Entlüftungsdurchlass für eine durch die Halbleitermembran erzeugte Aussparung gebildet. Um eine Platte und dergleichen zum Bilden des Entlüftungsdurchlasses zu halten und zu befestigen, ist das Pressen von der hinteren Oberfläche des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche wichtig.
• 3.3 Formen und Wirkungen der vorderen und der hinteren Abdeckung 303 und 304
• 8(A) bis 8(C) sind eine Darstellung, die ein Aussehen der vorderen Abdeckung 303 darstellt, in der 8(A) eine linke Seitenansicht ist, 8(B) eine Vorderansicht ist und 8(C) eine Draufsicht ist. 9(A) und 9(B) sind Darstellungen, die ein Aussehen der hinteren Abdeckung 304 darstellen, in denen 9(A) eine linke Seitenansicht ist, 9(B) eine Vorderansicht ist und 9(C) eine Draufsicht ist. In 8(A), 8(B), 8(C), 9(A), 9(B) und 9(C) ist die vordere oder die hintere Abdeckung 303 oder 304 verwendet, die dadurch, dass sie den Umgehungsdurchlassgrabens des Gehäuses 302 bedeckt, den Umgehungsdurchlass bildet. Außerdem ist die vordere oder die hintere Abdeckung 303 oder 304 verwendet, um im Zusammenhang mit dem Vorsprung 356 eine Verengung in dem Strömungsweg bereitzustellen. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, die Bildungsgenauigkeit zu erhöhen. Da die vordere oder die hintere Abdeckung 303 oder 304 durch einen Harzformprozess durch Einspritzen eines thermoplastischen Harzes in ein Formwerkzeug gebildet wird, ist es möglich, die vordere oder die hintere Abdeckung 303 oder 304 mit hoher Bildungsgenauigkeit zu bilden. Außerdem sind die vordere und die hintere Abdeckung 303 oder 304 mit Vorsprüngen 380 und 381 versehen und zum Vergraben einer Aussparung des Hohlraumabschnitts 382 der Seite des vorderen Endes der in 5(B) und 6(B) dargestellten Schaltungsbaugruppe 400 und zum Bedecken des vorderen Endabschnitts der Schaltungsbaugruppe 400, wenn die Vorsprünge 380 und 381 in das Gehäuse 302 eingebaut sind, konfiguriert.
• In der vorderen oder in der hinteren Abdeckung 303 oder 304, die in 8(A) bis 8(C) oder 9(A) bis 9(C) dargestellt sind, ist der vordere Schutzabschnitt 322 oder der hintere Schutzabschnitt 325 gebildet. Wie in 2(A), 2(B), 3(A) oder 3(B) dargestellt ist, ist der in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehene vordere Schutzabschnitt 322 auf der Vorderseitenfläche der Einlassöffnung 343 angeordnet und ist der in der hinteren Abdeckung 304 vorgesehene hintere Schutzabschnitt 325 an der Rückseitenfläche der Einlassöffnung 343 angeordnet. Durch den vorderen Schutzabschnitt 322 und durch den hinteren Schutzabschnitt 325 ist der innerhalb der Einlassöffnung 343 angeordnete Temperaturdetektionsabschnitt 452 geschützt, so dass es möglich ist, eine mechanische Beschädigung des Temperaturdetektionsabschnitts 452, die verursacht wird, wenn der Temperaturdetektionsabschnitt 452 während der Herstellung oder Bestückung an einem Fahrzeug mit etwas kollidiert, zu verhindern.
• Die Innenseitenfläche der vorderen Abdeckung 303 ist mit dem Vorsprung 356 versehen. Wie in 7(A) und 7(B) dargestellt ist, ist der Vorsprung 356 so angeordnet, dass er der Messfläche 430 gegenüberliegt, und weist er eine Form auf, die entlang einer Achse des Strömungswegs des Umgehungsdurchlasses verlängert ist. Eine Querschnittsform des Vorsprungs 356 kann in Bezug auf ein oberes Ende des Vorsprungs, wie in 8(C) dargestellt ist, zu der Auslassseite geneigt sein. In dem oben beschriebenen Strömungsweg 386 ist unter Verwendung der Messfläche 430 und des Vorsprungs 356 eine Verengung gebildet, um einen in dem Messzielobjektgas 30 erzeugten Wirbel zu verringern und eine laminare Strömung zu erzeugen. In dieser Ausführungsform ist der Umgehungsdurchlass mit dem Verengungsabschnitt in einen Grabenabschnitt und in einen Deckelabschnitt, der den Graben bedeckt, geteilt, um einen Strömungsweg zu bilden, der eine Verengung aufweist, wobei der Grabenabschnitt durch einen zweiten Harzformprozess zum Bilden des Gehäuses 302 gebildet wird. Daraufhin wird die vordere Abdeckung 303, die den Vorsprung 356 aufweist, durch einen weiteren Harzformprozess gebildet und wird der Graben unter Verwendung der vorderen Abdeckung 303 als ein Deckel des Grabens bedeckt, um den Umgehungsdurchlass zu bilden. In dem zweiten Harzformprozess zum Bilden des Gehäuses 302 wird die Schaltungsbaugruppe 400 mit der Messfläche 430 ebenfalls an dem Gehäuse 302 befestigt. Da die Bildung des Grabens, der eine solche komplizierte Form aufweist, durch einen Harzformprozess ausgeführt wird und in der vorderen Abdeckung 303 ein Vorsprung 356 für die Verengung vorgesehen ist, ist es möglich, den Strömungsweg 386 aus 7(A) und 7(B) mit hoher Genauigkeit zu bilden. Da eine Anordnungsbeziehung zwischen dem Graben und der Messfläche 430 oder dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden kann, ist es außerdem möglich, eine Abweichung des Produkts zu verringern und im Ergebnis ein hohes Messergebnis zu erzielen. Somit ist es möglich, die Produktivität zu verbessern.
• Dies wird ähnlich auf die Bildung des Strömungswegs 387 unter Verwendung der hinteren Abdeckung 304 und der Rückseite der Messfläche 431 angewendet. Der Strömungsweg 387 ist in einen Grabenabschnitt und in einen Deckelabschnitt geteilt. Der Grabenabschnitt wird durch einen zweiten Harzformprozess gebildet, der das Gehäuse 302 bildet, und die hintere Abdeckung 304 bedeckt den Graben, um den Strömungsweg 387 zu bilden. Falls der Strömungsweg 387 auf diese Weise gebildet wird, ist es möglich, den Strömungsweg 387 mit hoher Genauigkeit zu bilden und die Produktivität zu verbessern. Obwohl in dieser Ausführungsform die Verengung in dem Strömungsweg 386 vorgesehen ist, kann der Strömungsweg 387 mit der Verengung außerdem ebenfalls durch Bereitstellen des Vorsprungs 358 wie in 7(B) dargestellt verwendet werden.
• 3.4 Änderung der Ausführungsform aus Fig. 7(A) und 7(B)
• 10 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine Änderung des Durchflussmessabschnitts aus 7(A) und 7(B) darstellt, die eine Änderung des Abschnitts ist, der dem Querschnitt entlang der Linie A-A aus 6(B) entspricht. Wie in 7(A) und 7(B) dargestellt ist, strömt das von dem Einlassgraben (nicht dargestellt) empfangene Messzielobjektgas 30 entlang des auf der Seite des vorderen Endes des Messabschnitts 310 (in 10 nicht dargestellt) vorgesehenen Umgehungsdurchlasses und wird, wie durch einen Pfeil der punktierten Linie angegeben ist, von dem auf der Seite des Abschlussendes des Umgehungsdurchlassgrabens auf der Rückseite, die in der Zeichnung auf der linken Seite positioniert ist, positionierten Graben zu dem Durchlass 386 geführt. In diesem Durchlass 386 wird unter Verwendung des an der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche der Durchfluss gemessen. Daraufhin wird das Messzielobjektgas 30 zu dem Umgehungsdurchlassgraben auf der Vorderseite geführt, strömt es, wie durch einen Pfeil der punktierten Linie angegeben ist, entlang des auf der Seite des vorderen Endes des Messabschnitts 310 (in 10 nicht dargestellt) vorgesehenen Umgehungsdurchlasses und wird es von der in 2(B) dargestellten Auslassöffnung 352 in den Hauptdurchlass 124 abgelassen.
• Eine Rückseite der in der Schaltungsbaugruppe 400 vorgesehenen Messfläche 430 ist durch den Harzabschnitt 359 zum Bilden des Umgehungsdurchlasses vergraben. Da die Rückseite der Messfläche 430 der Schaltungsbaugruppe 400 durch den Harzabschnitt 359 zum Bilden des Umgehungsdurchlasses vergraben ist, ist die in der Schaltungsbaugruppe 400 gebildete Messfläche 430 aufeinanderfolgend entlang der inneren Grabenoberfläche des Umgehungsdurchlassgrabens 334 auf der Rückseite angeordnet und strömt das Messzielobjektgas 30 entlang der Innenoberfläche des Umgehungsdurchlassgrabens 334 auf der Rückseite und der Messfläche 430, so dass der Durchfluss unter Verwendung des in der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gemessen wird. Obwohl dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, ist der in der hinteren Oberfläche des Messabschnitts 310 gebildete Umgehungsdurchlassgraben durch die hintere Abdeckung 304 bedeckt, um den Umgehungsdurchlass bereitzustellen.
• In der vorderen Abdeckung 303, die so positioniert ist, dass sie dem in der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gegenüberliegt, ist ein Vorsprung 356 vorgesehen, der in das Innere des Strömungswegs 386 vorsteht, so dass durch den Vorsprung 356 und durch die Messfläche 430 eine Verengung gebildet ist. Ähnlich dem Strömungsweg 386 aus 7(A) und 7(B) ist die Verengung in dem Strömungsweg 386 in der Weise gebildet, dass ein Wirbel des durch den Strömungsweg 386 strömenden Messzielobjektgases 30 verringert wird und dass das Messzielobjektgas 30 an eine laminare Strömung angenähert wird. Somit ist die Messgenauigkeit des durch den Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 gemessenen Durchflusses verbessert. Außerdem erhöht sich unter Verwendung der in dem Durchlassströmungsweg 386 vorgesehenen Verengung die Strömungsgeschwindigkeit in dem Durchflussmessungsabschnitt und ist die Durchflussmessgenauigkeit verbessert.
• Die Struktur aus 10 unterscheidet sich von der Struktur aus 7(A) und 7(B) dadurch, dass der Umgehungsdurchlass in 10 nur auf der Seite der Messfläche 430 gebildet ist, während der Umgehungsdurchlass in 7(A) und 7(B) sowohl in der in der Schaltungsbaugruppe 400 gebildeten Messfläche 430 als auch in der Rückseite der Messfläche 431 ihrer hinteren Oberfläche gebildet ist. In der Struktur aus 10 nimmt der entlang der Messfläche 430 strömende Durchfluss zu, so dass es möglich ist, die Strömungsgeschwindigkeit des gemessenen Messzielobjektgases 30 zu erhöhen.
• In 10 ist die Schaltungsbaugruppe 400 in der Weise an dem Gehäuse 302 befestigt, dass die Messfläche 430 auf den Umgehungsdurchlassgraben auf der Rückseite folgt. Somit ist in der vorderen Abdeckung 303 der Vorsprung 356 vorgesehen. Aus diesem Grund ist in der hinteren Abdeckung 304 kein Vorsprung notwendig. Alternativ kann die Schaltungsbaugruppe 400 in der Weise an dem Gehäuse 302 befestigt sein, dass die Messfläche 430 auf den Umgehungsdurchlassgraben auf der Vorderseite folgt. In diesem Fall ist der Vorsprung 356 in der hinteren Abdeckung 304 vorgesehen und ist kein Vorsprung in der vorderen Abdeckung 303 notwendig.
• 3.5 Eine weitere Änderung der Ausführungsform aus Fig. 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B)
• 11 ist eine Konfigurationsdarstellung, die eine weitere Änderung der Ausführungsform aus 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) darstellt, die einen Abschnitt zum Bilden des Umgehungsdurchlassgrabens, der der Seite des vorderen Endes des in den Hauptdurchlass 124 aus 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) einzuführenden Messabschnitts 310 entspricht, darstellt. Es wird angemerkt, dass der Flansch 312 und der Außenverbinder 305 weggelassen sind. In der in 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) dargestellten Ausführungsform ist der Umgehungsdurchlassgraben zum Bilden des Umgehungsdurchlasses sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite des Gehäuses 302 des thermischen Durchflussmessers 300 vorgesehen. 11 stellt eine Struktur zum Bilden des Umgehungsdurchlasses entweder in der vorderen oder in der hinteren Oberfläche des Gehäuses 302, die einfach ist, dar. Auch wenn der Umgehungsdurchlass entweder in der vorderen oder in der hinteren Oberfläche des Gehäuses 302 vorgesehen ist, ist ein technischer Hauptpunkt ähnlich. 11 stellt ein Beispiel dar, in dem der Umgehungsdurchlass an der vorderen Oberfläche vorgesehen ist. Anhand von 11 als ein repräsentatives Beispiel wird eine Beschreibung gegeben.
• An der Vorderseite des Umgehungsdurchlasses ist eine Abdeckung vorgesehen. Da an der Rückseite kein Durchlass gebildet ist, ist keine Abdeckung vorgesehen. Das heißt, die Rückseite des Gehäuses 302 ist anstatt durch die Abdeckung durch ein zum Bilden des Gehäuses 302 verwendetes Harz bedeckt. Es wird angemerkt, dass die Abdeckung wie in der Ausführungsform aus 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) aus einem thermoplastischen Harz durch einen Harzformprozess gebildet wird.
• Der Umgehungsdurchlass ist durch einen Umgehungsdurchlassgraben und durch eine Harzabdeckung, die den Umgehungsdurchlassgraben bedeckt, gebildet. In der Einlassseite der Strömungsrichtung des Messzielobjektgases 30 ist ein Einlassgraben 351 zum Bereitstellen der Einlassöffnung 350 gebildet und in der Auslassseite ist ein Auslassgraben 353 zum Bereitstellen der Auslassöffnung 352 gebildet. Das von dem Einlassgraben 351 empfangene Messzielobjektgas 30 wird zu dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite geführt, um sich der Seite der Schaltungsbaugruppe 400 anzunähern, und strömt entlang der Messfläche 430, so dass der Durchfluss unter Verwendung des an der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gemessen wird. Nach der Messung des Durchflusses wird das Messzielobjektgas 30 von dem Auslassgraben 353 an den Hauptdurchlass 124 abgelassen.
• Die durch den ersten Harzformprozess gebildete Schaltungsbaugruppe 400 wird durch den zweiten Harzformprozess an dem Gehäuse 302 befestigt und gleichzeitig wird durch den zweiten Harzformprozess das Gehäuse 302, das den Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite oder den Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366, die einlassseitige Außenwand 335 oder die auslassseitige Außenwand 336 und den Flansch 312 oder den Außenverbinder 305 (nicht dargestellt) aufweist, gebildet. Die dadurch veranlassten Wirkungen sind ähnlich den in Bezug auf 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) beschriebenen.
• 12 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A aus 11. Die gesamte hintere Oberfläche des Gehäuses 302 ist von dem Harzabschnitt 359 bedeckt und die Rückseite der Messfläche 431 als eine hintere Oberfläche der Messfläche 430 der Schaltungsbaugruppe 400 und die Seitenfläche sind in dem Harzabschnitt 359 vergraben und befestigt. Der Umgehungsdurchlass zum Strömen des Messzielobjektgases 30 ist durch die vordere Abdeckung 303 gebildet, die den Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite bedeckt, und an dem durch den Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite gebildeten Umgehungsdurchlass ist aufeinanderfolgend ein Strömungsweg 386 gebildet, der die Messfläche 430 und den auf der gegenüberliegenden Seite davon vorgesehenen Vorsprung 356 enthält. Außerdem ist der Vorsprung 356 in der vorderen Abdeckung 303 vorgesehen, die eine Abdeckung ist, die dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gegenüberliegt. Durch die Messfläche 430 und durch den Vorsprung 356 ist eine Verengungsform gebildet, wobei an einer Stelle, die dieser Verengungsform entspricht, der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche vorgesehen ist. Somit wird das durch den Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gemessene Messzielobjektgas 30, wie in Bezug auf 7(A), 7(B) und 10 beschrieben worden ist, unter Verwendung der Verengungsform zu einer laminaren Strömung mit wenig Wirbel, so dass die Messgenauig-keit verbessert wird. Darüber hinaus nimmt wegen der Verengungsform die Strömungsgeschwindigkeit des Messzielobjektgases 30 zu, wobei dies zur Verbesserung der Messgenauigkeit zur Messung des Durchflusses beiträgt.
• 3.6 Struktur zum Befestigen der Schaltungsbaugruppe 400 unter Verwendung des Gehäuses 302 und ihre Wirkungen
• Nachfolgend wird wieder anhand von 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) die Befestigung der Schaltungsbaugruppe 400 an dem Gehäuse 302 durch einen Harzformprozess beschrieben. Die Schaltungsbaugruppe 400 ist in der Weise in dem Gehäuse 302 angeordnet und daran befestigt, dass die an der vorderen Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 gebildete Messfläche 430 in einer vorgegebenen Lage des Umgehungsdurchlassgrabens angeordnet wird, um den Umgehungsdurchlass, z. B. in der Ausführungsform aus 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite und dem Umgehungsdurchlassgraben auf der Rückseite 334, zu bilden. Ein Abschnitt zum Vergraben und Befestigen der Schaltungsbaugruppe 400 in dem Gehäuse 302 durch Harzformen ist als ein Befestigungsabschnitt 372 zum Vergraben und Befestigen der Schaltungsbaugruppe 400 in dem Gehäuse 302 auf der Seite, die dem Flansch 312 von dem Umgehungsdurchlassgraben etwas näher ist, vorgesehen. Der Befestigungsabschnitt 372 ist in der Weise vergraben, dass er den Außenumfang der durch den ersten Harzformprozess gebildeten Schaltungsbaugruppe 400 bedeckt.
• Wie in 5(B) dargestellt ist, ist die Schaltungsbaugruppe 400 durch den Befestigungsabschnitt 372 befestigt. Der Befestigungsabschnitt 372 enthält eine Schaltungsbaugruppe 400, die eine Ebene verwendet, die eine Höhe aufweist, in der die vordere Abdeckung 303 und ein dünner Abschnitt 376 aneinander angrenzen. Dadurch, dass Harz, das einen dem Abschnitt 376 entsprechenden Abschnitt bedeckt, dünn hergestellt wird, ist es möglich, eine Zusammenziehung, die veranlasst wird, wenn eine Temperatur des Harzes während der Bildung des Befestigungsabschnitts 372 abgekühlt wird, zu mildern und eine auf die Schaltungsbaugruppe 400 ausgeübte Konzentration der mechanischen Spannung zu verringern. Falls die Rückseite der Schaltungsbaugruppe 400 in der wie in 6(B) dargestellten oben beschriebenen Form gebildet wird, ist es möglich, bessere Wirkungen zu erhalten.
• Die gesamte Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 ist nicht durch ein zum Bilden des Gehäuses 302 verwendetes Harz bedeckt, sondern auf der Seite des Flanschs 312 des Befestigungsabschnitts 372 ist ein Abschnitt vorgesehen, in dem die Außenwand der Schaltungsbaugruppe 400 freiliegt. In der Ausführungsform aus 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) ist die Fläche eines Abschnitts, der von dem Harz des Gehäuses 302 freiliegt, aber nicht von dem Gehäuse 302 eingehüllt ist, größer als die Fläche eines von dem Harz des Gehäuses 302 eingehüllten Abschnitts von der Außenumfangsfläche der Schaltungsbaugruppe 400. Darüber hinaus liegt ein Abschnitt der Messfläche 430 der Schaltungsbaugruppe 400 ebenfalls von dem Harz des Gehäuses 302 frei.
• Da der Umfang der Schaltungsbaugruppe 400 in dem zweiten Harzformprozess zum Bilden des Gehäuses 302 dadurch eingehüllt wird, dass ein Teil des Befestigungsabschnitts 372, der die Außenwand der Schaltungsbaugruppe 400 bedeckt, über den gesamten Umfang in Form eines dünnen Streifens gebildet wird, ist es möglich, eine durch die Volumenzusammenziehung während des Erstarrens des Befestigungsabschnitts 372 verursachte übermäßige Konzentration der mechanischen Spannung zu mildern. Die übermäßige Konzentration der mechanischen Spannung kann sich nachteilig auf die Schaltungsbaugruppe 400 auswirken.
• Um die Schaltungsbaugruppe 400 mit einer kleinen Fläche durch Verringern der Fläche eines durch das Harz des Gehäuses 302 eingehüllten Abschnitts von der Außenumfangsfläche der Schaltungsbaugruppe 400 robuster zu befestigen, ist es bevorzugt, in dem Befestigungsabschnitt 372 die Haftung der Schaltungsbaugruppe 400 an der Außenwand zu erhöhen. Wenn zum Bilden des Gehäuses 302 ein thermoplastisches Harz verwendet wird, ist es bevorzugt, dass das thermoplastische Harz in feine Unebenheiten an der Außenwand der Schaltungsbaugruppe 400 eindringt, während es eine niedrige Viskosität aufweist, und dass das thermoplastische Harz erstarrt, während es in die feinen Unebenheiten der Außenwand eingedrungen ist. In dem Harzformprozess zum Bilden des Gehäuses 302 ist es bevorzugt, dass die Einlassöffnung des thermoplastischen Harzes in dem Befestigungsabschnitt 372 und in seiner Nähe vorgesehen ist. Die Viskosität des thermoplastischen Harzes erhöht sich, während die Temperatur abnimmt, so dass es erstarrt. Somit ist es möglich, dass das thermoplastische Harz mit niedriger Viskosität erstarrt, während es an der Außenwand der Schaltungsbaugruppe 400 anliegt, indem das thermoplastische Harz mit einer hohen Temperatur in den Befestigungsabschnitt 372 oder in seine Nähe strömt. Im Ergebnis wird eine Temperaturverringerung des thermoplastischen Harzes unterdrückt und ein Zustand niedriger Viskosität aufrechterhalten, so dass die Haftung zwischen der Schaltungsbaugruppe 400 und dem Befestigungsabschnitt 372 verbessert wird.
• Durch Aufrauen der Außenwandfläche der Schaltungsbaugruppe 400 ist es möglich, die Haftung zwischen der Schaltungsbaugruppe 400 und dem Befestigungsabschnitt 372 zu verbessern. Als ein Verfahren zum Aufrauen der Außenwandfläche der Schaltungsbaugruppe 400 ist ein Aufrauverfahren zum Bilden feiner Unebenheiten auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 wie etwa eine Satinierungsbehandlung nach Bildung der Schaltungsbaugruppe 400 durch den ersten Harzformprozess bekannt. Als das Aufrauverfahren zum Bilden feiner Unebenheiten auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 kann das Aufrauen z. B. unter Verwendung von Abstrahlen erzielt werden. Darüber hinaus kann das Aufrauen durch eine maschinelle Laserbearbeitung erzielt werden.
• Als ein weiteres Aufrauverfahren wird an einer Innenoberfläche des in dem ersten Harzformprozesses verwendeten Formwerkzeugs ein unebener Bogen befestigt und das Harz an das Formwerkzeug mit dem Bogen auf der Oberfläche gepresst. Auch unter Verwendung dieses Verfahrens ist es möglich, feine Unebenheiten auf einer Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 zu bilden und sie aufzurauen. Alternativ kann eine Unebenheit auf der Innenseite des Formwerkzeugs zum Bilden der Schaltungsbaugruppe 400 angebracht werden, um die Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 aufzurauen. Der Oberflächenabschnitt der Schaltungsbaugruppe 400 für dieses Aufrauen ist wenigstens ein Abschnitt, in dem der Befestigungsabschnitt 372 vorgesehen ist. Außerdem wird die Haftung dadurch weiter verstärkt, dass ein Oberflächenabschnitt der Schaltungsbaugruppe 400, wo der Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 vorgesehen ist, aufgeraut wird.
• Wenn die maschinelle Bearbeitung für die Unebenheit für die Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 unter Verwendung des obenerwähnten Bogens ausgeführt wird, hängt die Tiefe des Grabens von der Dicke des Bogens ab. Falls die Dicke des Bogens zunimmt, wird das Formen des ersten Harzformprozesses schwierig, so dass die Dicke des Bogens eine Beschränkung besitzt. Falls die Dicke des Bogens abnimmt, besitzt die Tiefe der an dem Bogen vorgesehenen Unebenheit im Voraus eine Beschränkung. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit auf 10 µm oder größer und 20 µm oder kleiner eingestellt wird, wenn der obenerwähnte Bogen verwendet wird. In der Tiefe kleiner als 10 µm ist die Haftwirkung verschlechtert. Die Tiefe größer als 20 µm ist aus der obenerwähnten Dicke des Bogens schwer zu erhalten.
• In anderen Aufrauverfahren als den obenerwähnten Verfahren des Verwendens des Bogens ist es bevorzugt, eine Dicke des Harzes in dem ersten Harzformprozess zum Bilden der Schaltungsbaugruppe 400 auf 2 mm oder kleiner einzustellen. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit auf 1 mm oder größer zu erhöhen. Konzeptionell wird erwartet, dass die Haftung zwischen dem Harz, das die Schaltungsbaugruppe 400 bedeckt, und dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz zunimmt, während die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 zunimmt. Allerdings wird die Tiefe der Unebenheit zwischen der Unterseite und der Oberseite der Unebenheit aus dem oben beschriebenen Grund vorzugsweise auf 1 mm oder kleiner eingestellt. Das heißt, falls auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 die Unebenheit mit einer Dicke von 10 µm oder größer und 1 mm oder kleiner vorgesehen ist, ist es bevorzugt, die Haftung zwischen dem Harz, das die Schaltungsbaugruppe 400 bedeckt, und dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz zu erhöhen.
• Ein Wärmeausdehnungskoeffizient zwischen dem wärmehärtenden Harz, das zum Bilden der Schaltungsbaugruppe 400 verwendet wird, und dem thermoplastischen Harz, das zum Bilden des Gehäuses 302 mit dem Befestigungsabschnitt 372 verwendet wird, ist verschieden. Vorzugsweise wird verhindert, dass auf die Schaltungsbaugruppe 400 eine übermäßige mechanische Spannung ausgeübt wird, die aus dieser Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten erzeugt wird.
• Dadurch, dass der Befestigungsabschnitt 372, der den Außenumfang der Schaltungsbaugruppe 400 einhüllt, in einer Streifenform gebildet wird und die Breite des Streifens eingeengt wird, ist es möglich zu mildern, dass auf die Schaltungsbaugruppe 400 eine durch eine Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten verursachte mechanische Spannung ausgeübt wird. Eine Breite des Streifens des Befestigungsabschnitts 372 wird auf 10 mm oder kleiner und vorzugsweise auf 8 mm oder kleiner eingestellt. Da in dieser Ausführungsform der Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 als ein Teil der einlassseitigen Außenwand 335 des Gehäuses 302 sowie der Befestigungsabschnitt 372 die Schaltungsbaugruppe 400 einhüllen, um die Schaltungsbaugruppe 400 zu befestigen, ist es möglich, die Breite des Streifens des Befestigungsabschnitts 372 weiter zu verringern. Die Schaltungsbaugruppe 400 kann z. B. befestigt werden, falls die Breite auf 3 mm oder größer eingestellt wird.
• Um eine durch die Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten verursachte mechanische Spannung zu verringern, sind auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 ein Abschnitt, der von dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz bedeckt ist, und ein freiliegender Abschnitt ohne Bedeckung vorgesehen. Es sind mehrere Abschnitte vorgesehen, bei denen die Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 von dem Harz des Gehäuses 302 freiliegt, und einer von ihnen ist die Messfläche 430 mit dem oben beschriebenen Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche. Außerdem ist ein Abschnitt vorgesehen, der in Bezug auf den Befestigungsabschnitt 372 zu einem Teil der Seite des Flanschs 312 freiliegt. Darüber hinaus ist der Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 gebildet, um einen Abschnitt der Einlassseite in Bezug zu dem Außenwand-Vertiefungsabschnitt 366 freizulegen, wobei dieser freiliegende Abschnitt als ein Stützabschnitt dient, der den Temperaturdetektionsabschnitt 452 stützt. Eine Aussparung ist in der Weise gebildet, dass ein Abschnitt der Außenoberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 auf der Seite des Flanschs 312 in Bezug zu dem Befestigungsabschnitt 372 die Schaltungsbaugruppe 400 um ihren Außenumfang, insbesondere um die Seite, die von der Auslassseite der Schaltungsbaugruppe 400 dem Flansch 312 gegenüberliegt, und ferner um die Auslassseite des Abschnitts nahe dem Anschluss der Schaltungsbaugruppe 400 umgibt. Da um den Abschnitt, wo die Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 freiliegt, die Aussparung gebildet ist, ist es möglich, die über den Flansch 312 von dem Hauptdurchlass 124 an die Schaltungsbaugruppe 400 übertragene Wärmemenge zu verringern und eine durch die Wärme verursachte Verschlechterung der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
• Zwischen der Schaltungsbaugruppe 400 und dem Flansch 312 ist eine Aussparung gebildet, wobei diese Aussparung als ein Anschlussverbinder 320 dient. Der Verbindungsanschluss 412 der Schaltungsbaugruppe 400 und die auf der Seite des Gehäuses 302 des Außenanschlusses 306 positionierte Innenkupplung 361 des Außenanschlusses sind unter Verwendung dieses Anschlussverbinders 320 durch Punktschweißen, Laserschweißen und dergleichen elektrisch miteinander verbunden. Die Aussparung des Anschlussverbinders 320 kann eine Wärmeübertragung von dem Gehäuse 302 auf die oben beschriebene Schaltungsbaugruppe 400 unterdrücken und ist als ein Raum vorgesehen, der zum Ausführen einer Verbindungsarbeit zwischen dem Verbindungsanschluss 412 der Schaltungsbaugruppe 400 und der Innenkupplung 361 des Außenanschlusses des Außenanschlusses 306 verwendet werden kann.
• 3.7 Struktur des Anschlussverbinders 320 und seine Wirkungen
• 13 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Anschlussverbinder 320 des Gehäuses 302 aus 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) darstellt. Allerdings unterscheidet sich der Anschlussverbinder 320 aus 13 von dem aus 5 und 6 aus den folgenden Gründen. Genauer sind die Innenkupplungen 361 der Außenanschlüsse in 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) voneinander getrennt. Dagegen sind die Innenkupplungen 361 der Außenanschlüsse in 13 nicht voneinander getrennt, sondern durch den Verbindungsabschnitt 365 miteinander verbunden. Obwohl jede Innenkupplung 361 der Außenanschlüsse, die zur Seite der Schaltungsbaugruppe 400 des Außenanschlusses 306 vorsteht, mit den entsprechenden Verbindungsanschlüssen 412 überlappt oder ihnen nahe ist, wird jeder Außenanschluss 306 durch Harzformen in dem zweiten Formprozess an dem Gehäuse 302 befestigt. Um eine Verformung oder Abweichung der Anordnung jedes Außenanschlusses 306 zu verhindern, wird der Außenanschluss 306 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform durch den Harzformprozess (zweiten Harzformprozess) zum Bilden des Gehäuses 302 an dem Gehäuse 302 befestigt, während die Innenkupplungen 361 der Außenanschlüsse durch den Verbindungsabschnitt 365 miteinander verbunden sind. Alternativ kann der Außenanschluss 306 durch den zweiten Formprozess an dem Gehäuse 302 befestigt werden, nachdem die Verbindungsanschlüsse 412 und die Innenkupplung 361 der Außenanschlüsse befestigt worden sind.
• 3.8 Kontrolle des fertigen Produkts durch den ersten Harzformprozess
• In der Ausführungsform aus 13 ist die Anzahl der in der Schaltungsbaugruppe 400 vorgesehenen Anschlüsse größer als die Anzahl der Innenkupplungen 361 der Außenanschlüsse. Von den Anschlüssen der Schaltungsbaugruppe 400 ist jeder der Verbindungsanschlüsse 412 mit jeder der Innenkupplungen 361 des Außenanschlusses verbunden und sind die Anschlüsse 414 nicht mit der Innenkupplung 361 der Außenanschlüsse verbunden. Das heißt, obwohl die Anschlüsse 414 in der Schaltungsbaugruppe 400 vorgesehen sind, sind sie nicht mit der Innenkupplung 361 der Außenanschlüsse verbunden.
• Zusätzlich zu dem Verbindungsanschluss 412, der mit der Innenkupplung 361 des Außenanschlusses verbunden ist, ist in 13 der Anschluss 414 vorgesehen, der nicht mit der Innenkupplung 361 des Außenanschlusses verbunden ist. Nachdem die Schaltungsbaugruppe 400 durch den ersten Harzformprozess hergestellt worden ist, wird kontrolliert, ob die Schaltungsbaugruppe 400 geeignet betrieben wird und ob in dem ersten Harzformprozess eine Anomalie der elektrischen Verbindung erzeugt worden ist. Im Ergebnis ist es möglich, für jede Schaltungsbaugruppe 400 eine hohe Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten. Bei einer solchen Kontrolle der Schaltungsbaugruppe 400 wird der Anschluss 414, der nicht mit der Innenkupplung 361 des Außenanschlusses verbunden ist, verwendet. Da der Anschluss 414 nach der Kontrollarbeit nicht verwendet wird, kann dieser ungenutzte Anschluss 414 nach der Kontrolle am Fußpunkt der Schaltungsbaugruppe 400 herausgeschnitten werden oder kann er, wie in 13 dargestellt ist, in dem Harz, das als der anschlussseitige Befestigungsabschnitt 362 dient, vergraben werden. Dadurch, dass auf diese Weise der nicht mit der Innenkupplung 361 des Außenanschlusses verbundene Anschluss 414 vorgesehen ist, ist es möglich zu kontrollieren, ob in der durch den ersten Harzformprozess hergestellten Schaltungsbaugruppe 400 eine Anomalie erzeugt wird, und eine hohe Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten.
• 3.9 Verbindungsstruktur zwischen der Aussparung innerhalb des Gehäuses 302 und außerhalb des thermischen Durchflussmessers 300
• Wie in der teilweise vergrößerten Ansicht aus 13 dargestellt ist, ist in dem Gehäuse 302 ein Loch 364 vorgesehen. Das Loch 364 ist mit der Öffnung 309 verbunden, die in dem Inneren des in 4(A) dargestellten Außenverbinders 305 vorgesehen ist. In Übereinstimmung mit der Ausführungsform sind beide Seiten des Gehäuses 302 mit der vorderen und mit der hinteren Abdeckung 303 und 304 abgedichtet. Falls das Loch 364 nicht vorgesehen ist, wird wegen einer Temperaturänderung der Luft innerhalb der Aussparung, die der Anschlussverbinder 320 enthält, eine Differenz zwischen dem Luftdruck innerhalb der Aussparung und dem Atmosphärenluftdruck erzeugt. Vorzugsweise wird eine solche Druckdifferenz verringert. Aus diesem Grund ist in dem Inneren des Außenverbinders 305 innerhalb der Aussparung des Gehäuses 302 das mit der Öffnung 309 verbundene Loch 364 vorgesehen. Um die Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindung zu verbessern, weist der Außenverbinder 305 eine Struktur auf, die beständig gegen eine nachteilige Wirkung von Wasser und dergleichen ist. Durch Bereitstellen der Öffnung 309 innerhalb des Außenverbinders 305 ist es möglich, das Eindringen von Wasser und einem Fremdkörper wie etwa einer Verunreinigung oder Staub von der Öffnung 309 zu verhindern.
• 3.10 Bildung des Gehäuses 302 durch den zweiten Harzformprozess und Wirkungen davon
• In dem in den oben beschriebenen 5(A), 5(B), 6(A) und 6(B) dargestellten Gehäuse 302 wird die Schaltungsbaugruppe 400 mit dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 oder mit der Verarbeitungseinheit 604 durch den ersten Harzformprozess gefertigt. Daraufhin wird das Gehäuse 302, das z. B. den Umgehungsdurchlassgraben auf der Vorderseite 322 oder den Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite zum Bilden des Umgehungsdurchlasses, wo das Messzielobjektgas 30 strömt, aufweist, durch den zweiten Harzformprozess gefertigt. Durch diesen zweiten Harzformprozess wird die Schaltungsbaugruppe 400 in das Harz des Gehäuses 302 eingebettet und durch Harzformen am Inneren des Gehäuses 302 befestigt. Im Ergebnis führt der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 eine Wärmeübertragung mit dem Messzielobjektgas 30 aus, so dass eine Konfigurationsbeziehung wie etwa eine Lagebeziehung oder eine Richtungsbeziehung zwischen dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche zur Messung des Durchflusses und dem Umgehungsdurchlass einschließlich z. B. des Umgehungsdurchlassgrabens 332 auf der Vorderseite oder des Umgehungsdurchlassgrabens 334 auf der Rückseite mit signifikant hoher Genauigkeit aufrechterhalten werden kann. Außerdem ist es möglich, einen Fehler oder eine Abweichung, der bzw. die in jeder Schaltungsbaugruppe 400 erzeugt wird, auf einen sehr kleinen Wert zu unterdrücken. Im Ergebnis ist es möglich, die Messgenauigkeit der Schaltungsbaugruppe 400 signifikant zu verbessern. Zum Beispiel ist es im Vergleich zu einem herkömmlichen Verfahren, in dem die Befestigung unter Verwendung eines Klebstoffs ausgeführt wird, möglich, die Messgenauigkeit zweimal oder mehr zu verbessern. Da der thermische Durchflussmesser 300 üblicherweise in großen Mengen gefertigt wird, weist das Verfahren der Verwendung eines Klebstoffs zusammen mit einer genauen Messung eine Beschränkung der Verbesserung der Messgenauigkeit auf. Wenn die Schaltungsbaugruppe 400 dagegen wie in dieser Ausführungsform durch den ersten Harzformprozess gefertigt wird und daraufhin der Umgehungsdurchlass in dem zweiten Harzformprozess zum Bilden des Umgehungsdurchlasses gebildet wird, in dem das Messzielobjektgas 30 strömt, während die Schaltungsbaugruppe 400 und der Umgehungsdurchlass befestigt werden, ist es möglich, eine Abweichung der Messgenauigkeit signifikant zu verringern und die Messgenauigkeit jedes thermischen Durchflussmessers 300 signifikant zu verbessern. Dies trifft ähnlich auf die Ausführungsform aus 7 oder 10 sowie auf die Ausführungsform aus 5 oder 6 zu.
• Weiter anhand der Ausführungsform z. B. aus 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) ist es möglich, die Schaltungsbaugruppe 400 in der Weise an dem Gehäuse 302 zu befestigen, dass eine Beziehung zwischen dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite, dem Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite und dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche auf eine spezifische Beziehung festgesetzt wird. Im Ergebnis kann in jedem der thermischen Durchflussmesser 300, der in großen Mengen hergestellt wird, eine Lagebeziehung oder eine Konfigurationsbeziehung zwischen dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche jeder Schaltungsbaugruppe 400 und dem Umgehungsdurchlass mit signifikant hoher Genauigkeit gleichmäßig erhalten werden. Da der Umgehungsdurchlassgraben, bei dem der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche der Schaltungsbaugruppe 400, z. B. der Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite und der Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite, befestigt ist, mit signifikant hoher Genauigkeit gebildet werden kann, ist eine Arbeit zum Bilden des Umgehungsdurchlasses in diesem Umgehungsdurchlassgraben eine Arbeit zum Bedecken beider Seiten des Gehäuses 302 unter Verwendung der vorderen oder der hinteren Abdeckung 303 oder 304. Diese Arbeit ist sehr einfach und ist ein Arbeitsprozess, der wenig Faktoren der Verschlechterung der Messgenauigkeit aufweist. Außerdem wird die vordere oder die hintere Abdeckung 303 oder 304 durch einen Harzformprozess mit hoher Bildungsgenauigkeit hergestellt. Somit ist es möglich, den in einer spezifischen Beziehung mit dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche der Schaltungsbaugruppe 400 vorgesehenen Umgehungsdurchlass mit hoher Genauigkeit zu bilden. Auf diese Weise ist es möglich, außer der Verbesserung der Messgenauigkeit eine hohe Produktivität zu erhalten.
• Im Vergleich dazu wurde der thermische Durchflussmesser im verwandten Gebiet durch Herstellen des Umgehungsdurchlasses und daraufhin Bonden des Messabschnitts an den Umgehungsdurchlass unter Verwendung eines Klebstoffs hergestellt. Ein solches Verfahren der Verwendung eines Klebstoffs ist nachteilig, da eine Dicke des Klebstoffs ungleichmäßig ist und eine Lage oder ein Winkel des Klebstoffs in jedem Produkt anders ist. Aus diesem Grund gab es eine Beschränkung der Verbesserung der Messgenauigkeit. Falls diese Arbeit in der Massenproduktion ausgeführt wird, ist es noch schwieriger, die Messgenauigkeit zu verbessern.
• In der Ausführungsform in Übereinstimmung mit der Erfindung wird zunächst durch einen ersten Harzformprozess die Schaltungsbaugruppe 400 mit dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 hergestellt und wird daraufhin die Schaltungsbaugruppe 400 durch Harzformen befestigt, während der Umgehungsdurchlassgraben zum Bilden des Umgehungsdurchlasses durch Harzformen durch einen zweiten Harzformprozess gebildet wird. Im Ergebnis ist es mit signifikant hoher Genauigkeit möglich, die Form des Umgehungsdurchlassgrabens zu bilden und den Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 an dem Umgehungsdurchlassgraben zu befestigen.
• Auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 wird ein Abschnitt, der sich auf die Messung des Durchflusses bezieht, wie etwa der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 oder die in den Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche eingebaute Messfläche 430 gebildet. Daraufhin werden die Messfläche 430 und der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche von dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz freigelegt. Das heißt, der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche und die Messfläche 430 um den Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche sind nicht von dem Harz bedeckt, das zum Bilden des Gehäuses 302 verwendet wird. Die durch das Harzformen der Schaltungsbaugruppe 400, des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche oder des Temperaturdetektionsabschnitts 452 gebildete Messfläche 430 wird auch nach dem Harzformen des Gehäuses 302 direkt verwendet, um einen Durchfluss des thermischen Durchflussmessers 300 oder eine Temperatur zu messen. Im Ergebnis wird die Messgenauigkeit verbessert.
• In der Ausführungsform in Übereinstimmung mit der Erfindung ist die Schaltungsbaugruppe 400 integriert mit dem Gehäuse 302 gebildet, um die Schaltungsbaugruppe 400 an dem Gehäuse 302, das den Umgehungsdurchlass aufweist, zu befestigen. Somit ist es möglich, die Schaltungsbaugruppe 400 mit einer kleinen Befestigungsfläche an dem Gehäuse 302 zu befestigen. Das heißt, es ist möglich, den Flächeninhalt der Schaltungsbaugruppe 400, der keinen Kontakt mit dem Gehäuse 302 hat, zu erhöhen. Die Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400, die keinen Kontakt mit dem Gehäuse 302 hat, wird z. B. zu einer Aussparung freigelegt. Die Wärme des Einlassrohrs wird an das Gehäuse 302 übertragen und wird daraufhin von dem Gehäuse 302 an die Schaltungsbaugruppe 400 übertragen. Auch wenn die Kontaktfläche zwischen dem Gehäuse 302 und der Schaltungsbaugruppe 400 verringert ist, anstatt die gesamte Oberfläche oder den größten Teil der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 mit dem Gehäuse 302 einzuhüllen, ist es möglich, eine hohe Zuverlässigkeit mit hoher Genauigkeit aufrechtzuerhalten und die Schaltungsbaugruppe 400 an dem Gehäuse 302 zu befestigen. Aus diesem Grund ist es möglich, die Wärmeübertragung von dem Gehäuse 302 an die Schaltungsbaugruppe 400 zu unterdrücken und eine Verringerung der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
• In der in 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) dargestellten Ausführungsform kann die Fläche A der freiliegenden Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 gleich oder größer als die von einem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Formmaterial bedeckte Fläche B eingestellt werden. In der Ausführungsform ist die Fläche A größer als die Fläche B. Im Ergebnis ist es möglich, die Wärmeübertragung von dem Gehäuse 302 zu der Schaltungsbaugruppe 400 zu unterdrücken. Außerdem ist es möglich, eine durch eine Differenz zwischen einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des zum Bilden der Schaltungsbaugruppe 400 verwendeten wärmehärtenden Harzes und einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten thermoplastischen Harzes erzeugte mechanische Spannung zu verringern.
• 4. Aussehen der Schaltungsbaugruppe 400
• 4.1 Bildung der Messfläche 430 mit dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche
• 14(A) bis 14(C) stellen ein Aussehen der durch den ersten Harzformprozess gebildeten Schaltungsbaugruppe 400 dar. Es wird angemerkt, dass der Schraffurabschnitt im Aussehen der Schaltungsbaugruppe 400 eine Befestigungsfläche 432 angibt, bei der die Schaltungsbaugruppe 400 von dem Harz bedeckt ist, das in dem zweiten Harzformprozess verwendet wird, wenn das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformprozess gebildet wird, nachdem die Schaltungsbaugruppe 400 durch den ersten Harzformprozess gefertigt worden ist. 14(A) ist eine linke Seitenansicht, die die Schaltungsbaugruppe 400 darstellt, 14(B) ist eine Vorderansicht, die die Schaltungsbaugruppe 400 darstellt, und 14(C) ist eine Rückansicht, die die Schaltungsbaugruppe 400 darstellt. Die Schaltungsbaugruppe 400 ist mit dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 oder mit der im Folgenden beschriebenen Verarbeitungseinheit 604 eingebettet, wobei sie unter Verwendung eines wärmehärtenden Harzes integriert geformt sind.
• Auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 aus 11(B) ist die Messfläche 430, die als eine Ebene zum Strömen des Messzielobjektgases 30 dient, in einer Form gebildet, die in einer Strömungsrichtung des Messzielobjektgases 30 verläuft. In dieser Ausführungsform weist die Messfläche 430 eine rechteckige Form auf, die in der Strömungsrichtung des Messzielobjektgases 30 verläuft. Wie in 14(A) dargestellt ist, ist die Messfläche 430 dünner als andere Abschnitte gebildet und ist ein Teil davon mit dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche versehen. Der eingebettete Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 führt über den Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche eine Wärmeübertragung zu dem Messzielobjektgas 30 aus, um eine Bedingung des Messzielobjektgases 30 wie etwa eine Strömungsgeschwindigkeit des Messzielobjektgases 30 zu messen und ein elektrisches Signal auszugeben, das den Durchfluss des Hauptdurchlasses 124 repräsentiert.
• Um eine Bedingung des Messzielobjektgases 30 unter Verwendung des eingebetteten Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 (siehe 20) mit hoher Genauigkeit zu messen, bildet das über die Nähe des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche strömende Gas vorzugsweise eine laminare Strömung mit wenig Wirbel. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, dass es zwischen der Seitenfläche des Strömungswegs des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche und der Ebene der Messfläche 430, die das Gas führt, keine Höhendifferenz gibt. In dieser Konfiguration ist es möglich zu unterdrücken, dass auf den Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 eine ungleichmäßige mechanische Spannung oder eine Verformung ausgeübt wird, während eine hohe Durchflussmessgenauigkeit aufrechterhalten wird. Es wird angemerkt, dass die obenerwähnte Höhendifferenz vorgesehen sein kann, falls sie die Durchflussmessgenauigkeit nicht beeinflusst.
• Wie in 14(C) dargestellt ist, verbleibt auf der hinteren Oberfläche der Messfläche 430 des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche ein Pressabdruck 442 des Formwerkzeugs, das ein Innensubstrat oder eine Innenplatte während des Harzformens der Schaltungsbaugruppe 400 stützt. Der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche wird zum Ausführen eines Wärmeaustauschs mit dem Messzielobjektgas 30 verwendet. Um eine Bedingung des Messzielobjektgases 30 genau zu messen, ist es bevorzugt, die Wärmeübertragung zwischen dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 und dem Messzielobjektgas 30 geeignet auszuführen. Aus diesem Grund ist es notwendig zu vermeiden, dass ein Teil des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche in dem ersten Harzformprozess von dem Harz bedeckt wird. Sowohl in dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche als auch an der Rückseite der Messfläche 431 werden als eine hintere Oberfläche davon Formwerkzeuge installiert, wobei ein Zustrom des Harzes zu dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche unter Verwendung dieses Formwerkzeugs verhindert wird. Auf der hinteren Oberfläche des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche wird ein Pressabdruck 442 mit einer konkaven Form gebildet. Vorzugsweise wird in diesem Abschnitt in der Nähe eine Vorrichtung angeordnet, die als der Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 oder dergleichen dient, um die von der Vorrichtung erzeugte Wärme soweit wie möglich nach außerhalb abzugeben. Der gebildete konkave Abschnitt wird von dem Harz weniger beeinflusst und gibt leicht Wärme ab.
• In einem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (Durchflussdetektionselement) 602 ist eine Halbleitermembran, die dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche entspricht, die eine Halbleitervorrichtung enthält, gebildet. Die Halbleitermembran kann durch Bilden einer Aussparung an der hinteren Oberfläche des Durchflussdetektionselements 602 erhalten werden. Falls die Aussparung bedeckt ist, wird die Halbleitermembran verformt und die Messgenauigkeit wegen einer durch eine Änderung der Temperatur verursachten Änderung des Drucks innerhalb der Aussparung verschlechtert. Aus diesem Grund ist in dieser Ausführungsform an der vorderen Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 eine Öffnung 438 vorgesehen, die mit der Aussparung der hinteren Oberfläche der Halbleitermembran in Verbindung steht, und ist innerhalb der Schaltungsbaugruppe 400 ein Verbindungskanal zum Verbinden der Aussparung der hinteren Oberfläche der Halbleitermembran und der Öffnung 438 vorgesehen. Es wird angemerkt, dass die Öffnung 438 in dem in 14(A) bis 14(C) nicht schraffierten Abschnitt vorgesehen ist, um zu verhindern, dass die Öffnung 438 durch den zweiten Harzformprozess von dem Harz bedeckt wird.
• Es ist notwendig, die Öffnung 438 durch den ersten Harzformprozess zu bilden, während ein Zustrom des Harzes zu dem Abschnitt der Öffnung 438 durch Anpassen von Formwerkzeugen sowohl an einen Abschnitt der Öffnung 438 als auch an eine hintere Oberfläche davon und Pressen der Pressformen unterdrückt wird. Im Folgenden wird die Bildung der Öffnung 438 und des Verbindungskanals, der die Aussparung auf der hinteren Oberfläche der Halbleitermembran und die Öffnung 438 verbindet, beschrieben.
• 4.2 Bildung des Temperaturdetektionsabschnitts 452 und des Vorsprungs 424 und Wirkungen davon
• Der in der Schaltungsbaugruppe 400 vorgesehene Temperaturdetektionsabschnitt 452 ist ebenfalls in dem vorderen Ende des Vorsprungs 424 vorgesehen, der in der Einlassrichtung des Messzielobjektgases 30 verläuft, um den Temperaturdetektionsabschnitt 452 zu stützen, wobei er außerdem eine Funktion zum Detektieren einer Temperatur des Messzielobjektgases 30 besitzt. Um eine Temperatur des Messzielobjektgases 30 mit hoher Genauigkeit zu detektieren, ist es bevorzugt, die Wärmeübertragung an andere Abschnitte als das Messzielobjektgas 30 soweit wie möglich zu verringern. Der Vorsprung 424, der den Temperaturdetektionsabschnitt 452 stützt, weist eine Form auf, die ein vorderes Ende aufweist, das dünner als sein Fußpunkt ist, und ist in seinem vorderen Endabschnitt mit dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 versehen. Wegen einer solchen Form ist es möglich, den Einfluss der Wärme von dem Halsabschnitt des Vorsprungs 424 auf den Temperaturdetektionsabschnitt 452 zu verringern.
• Nachdem die Temperatur des Messzielobjektgases 30 unter Verwendung des Temperaturdetektionsabschnitts 452 detektiert worden ist, strömt das Messzielobjektgas 30 entlang des Vorsprungs 424, um die Temperatur des Vorsprungs 424 an die Temperatur des Messzielobjektgases 30 anzunähern. Im Ergebnis ist es möglich, einen Einfluss der Temperatur des Halsabschnitts des Vorsprungs 424 auf den Temperaturdetektionsabschnitt 452 zu unterdrücken. Insbesondere ist der Temperaturdetektionsabschnitt 452 in dieser Ausführungsform in der Nähe des Vorsprungs 424 mit dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 dünner und in Richtung des Halses des Vorsprungs verdickt. Aus diesem Grund strömt das Messzielobjektgas 30 entlang der Form des Vorsprungs 424, um den Vorsprung 424 wirksam zu kühlen.
• Der Schraffurabschnitt des Halsabschnitts des Vorsprungs 424 ist eine Befestigungsfläche 432, die von dem zum Bilden des Gehäuses 302 in dem zweiten Harzformprozess verwendeten Harz bedeckt ist. In dem Schraffurabschnitt des Halsabschnitts des Vorsprungs 424 ist eine Vertiefung vorgesehen. Dies zeigt, dass ein nicht von dem Harz des Gehäuses 302 bedeckter Abschnitt der Vertiefungsform vorgesehen ist. Falls auf diese Weise ein solcher Abschnitt mit einer Vertiefungsform, der nicht von dem Harz des Gehäuses 302 in dem Halsabschnitt des Vorsprungs 424 bedeckt ist, vorgesehen ist, ist es möglich, den Vorsprung 424 unter Verwendung des Messzielobjektgases 30 noch leichter zu kühlen.
• 4.3 Anschluss der Schaltungsbaugruppe 400
• Die Schaltungsbaugruppe 400 ist mit dem Verbindungsanschluss 412 versehen, um elektrische Leistung zum Betreiben des eingebetteten Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 oder der Verarbeitungseinheit 604 und zum Ausgeben des Durchflussmesswerts oder des Temperaturmesswerts zuzuführen. Außerdem ist ein Anschluss 414 vorgesehen, um zu kontrollieren, ob die Schaltungsbaugruppe 400 geeignet betrieben wird oder ob in einer Schaltungskomponente oder in einer Verbindung davon eine Anomalie erzeugt wird. In dieser Ausführungsform wird die Schaltungsbaugruppe 400 durch Ausführen eines Transferpressens für den Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 oder für die Verarbeitungseinheit 604 unter Verwendung eines wärmehärtenden Harzes durch den ersten Harzformprozess gebildet. Durch Ausführen des Transferpressens ist es möglich, die Dimensionsgenauigkeit der Schaltungsbaugruppe 400 zu verbessern. Da in dem Transferpressprozess ein Hochdruckharz in das Innere des abgedichteten Formwerkzeugs gepresst wird, wo der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 oder die Verarbeitungseinheit 604 eingebettet ist, ist es allerdings bevorzugt zu kontrollieren, ob es eine Störung in dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 oder in der Verarbeitungseinheit 604 und in einer solchen Verdrahtungsbeziehung für die erhaltene Schaltungsbaugruppe 400 gibt. In dieser Ausführungsform ist ein Kontrollanschluss 414 vorgesehen, wobei die Kontrolle für jede der hergestellten Schaltungsbaugruppen 400 ausgeführt wird. Da der Kontrollanschluss 414 nicht für die Messung verwendet wird, ist der Anschluss 414 wie oben beschrieben nicht mit der Innenkupplung 361 des Außenanschlusses verbunden. Außerdem ist jeder Verbindungsanschluss 412 mit einem gekrümmten Abschnitt 416 versehen, um eine mechanische elastische Kraft zu erhöhen. Falls in jedem Verbindungsanschluss 412 eine mechanische elastische Kraft vorgesehen ist, ist es möglich, eine durch eine Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Harz des ersten Harzformprozesses und dem Harz des zweiten Harzformprozesses verursachte mechanische Spannung aufzunehmen. Das heißt, jeder Verbindungsanschluss 412 wird durch die durch den ersten Harzformprozess verursachte Wärmeausdehnung beeinflusst, wobei die Innenkupplung 361 des Außenanschlusses, die mit jedem Verbindungsanschluss 412 verbunden ist, durch das Harz des zweiten Harzformprozesses beeinflusst wird. Somit ist es möglich, die durch die Differenz des Harzes verursachte Erzeugung einer mechanischen Spannung aufzunehmen.
• 4.4 Befestigung der Schaltungsbaugruppe 400 durch den zweiten Harzformprozess und Wirkungen davon
• Der Schraffurabschnitt in 14(A) bis 14(C) gibt eine Befestigungsfläche 432 zum Bedecken der Schaltungsbaugruppe 400 unter Verwendung des in dem zweiten Harzformprozess verwendeten thermoplastischen Harzes, um die Schaltungsbaugruppe 400 in dem zweiten Harzformprozess an dem Gehäuse 302 zu befestigen, an. Wie oben in Bezug auf 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) beschrieben wurde, ist es wichtig, eine hohe Genauigkeit aufrechtzuerhalten, um eine spezifische Beziehung zwischen der Messfläche 430, dem in der Messfläche 430 vorgesehenen Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche und der Form des Umgehungsdurchlasses sicherzustellen. In dem zweiten Harzformprozess wird der Umgehungsdurchlass gebildet und die Schaltungsbaugruppe 400 an dem Gehäuse 302, das den Umgehungsdurchlass bildet, befestigt. Somit ist es möglich, eine Beziehung zwischen dem Umgehungsdurchlass, der Messfläche 430 und dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche mit signifikant hoher Genauigkeit aufrechtzuerhalten. Das heißt, da die Schaltungsbaugruppe 400 in dem zweiten Harzformprozess an dem Gehäuse 302 befestigt wird, ist es möglich, die Schaltungsbaugruppe 400 mit hoher Genauigkeit in dem zum Bilden des Gehäuses 302 mit dem Umgehungsdurchlass verwendeten Formwerkzeug zu positionieren und zu befestigen. Durch Einspritzen eines thermoplastischen Harzes, das eine hohe Temperatur aufweist, in dieses Formwerkzeug wird der Umgehungsdurchlass mit hoher Genauigkeit gebildet und wird die Schaltungsbaugruppe 400 mit hoher Genauigkeit befestigt.
• In dieser Ausführungsform ist die gesamte Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 keine von dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz bedeckte Befestigungsfläche 432, sondern liegt die vordere Oberfläche zu der Seite des Verbindungsanschlusses 412 der Schaltungsbaugruppe 400 frei. Das heißt, es ist ein Abschnitt vorgesehen, der nicht von dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz bedeckt ist. In der in 14(A) bis 14(C) dargestellten Ausführungsform ist von der vorderen Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 diejenige Fläche, die nicht von dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz eingehüllt ist, sondern von dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz freiliegt, größer als die Fläche der Befestigungsfläche 432, die von dem zum Bilden des Gehäuses 302 verwendeten Harz eingehüllt ist.
• Zwischen dem zum Bilden der Schaltungsbaugruppe 400 verwendeten wärmehärtenden Harz und dem zum Bilden des Gehäuses 302 mit dem Befestigungsabschnitt 372 verwendeten thermoplastischen Harz ist ein Wärmeausdehnungskoeffizient verschieden. Vorzugsweise wird so lange wie möglich verhindert, dass eine durch diese Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten verursachte mechanische Spannung auf die Schaltungsbaugruppe 400 ausgeübt wird. Durch Verringern der vorderen Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 und der Befestigungsfläche 432 ist es möglich, den auf der Differenz des Wärmeausdehnungskoeffizienten beruhenden Einfluss zu verringern. Zum Beispiel ist es möglich, die Befestigungsfläche 432 an der vorderen Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 durch Bereitstellen einer Streifenform mit einer Breite L zu verringern.
• Es ist möglich, eine mechanische Festigkeit des Vorsprungs 424 durch Bereitstellen der Befestigungsfläche 432 im Fußpunkt des Vorsprungs 424 zu erhöhen. Es ist möglich, die Schaltungsbaugruppe 400 und das Gehäuse 302 dadurch robuster aneinander zu befestigen, dass an der vorderen Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 eine streifenförmige Befestigungsfläche entlang einer Strömungsachse des Messzielobjektgases 30 und eine Befestigungsfläche quer zu der Strömungsachse des Messzielobjektgases 30 vorgesehen werden. An der Befestigungsfläche 432 ist ein Abschnitt, der die Schaltungsbaugruppe 400 in einer Streifenform mit einer Breite L entlang der Messfläche 430 umgibt, die oben beschriebene Befestigungsfläche entlang der Strömungsachse des Messzielobjektgases 30, und ist ein Abschnitt, der den Fußpunkt des Vorsprungs 424 bedeckt, die Befestigungsfläche quer zu der Strömungsachse des Messzielobjektgases 30.
• 5. Montage der Schaltungskomponenten an der Schaltungsbaugruppe
• 5.1 Rahmen der Schaltungsbaugruppe
• 15 stellt einen Rahmen 512 der Schaltungsbaugruppe 400 und einen Montagezustand eines Chips als eine an dem Rahmen 512 montierte Schaltungskomponente 516 dar. Es wird angemerkt, dass die punktierte Linie 508 einen von dem zum Formen der Schaltungsbaugruppe 400 verwendeten Formwerkzeug bedeckten Abschnitt angibt. Mit dem Rahmen 512 ist eine Anschlussleitung 514 mechanisch verbunden und in der Mitte des Rahmens 512 ist eine Platte 532 montiert. An der Platte 532 sind ein chipartiger Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 und eine Verarbeitungseinheit 604 als eine hochintegrierte Schaltung (LSI-Schaltung) montiert. In dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 ist eine Membran 672 vorgesehen, wobei diese dem wie oben beschrieben durch Formen gebildeten Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche entspricht. Jeder Anschluss des im Folgenden beschriebenen Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 und der Verarbeitungseinheit 604 ist unter Verwendung eines Drahts 542 verbunden. Darüber hinaus sind jeder Anschluss der Verarbeitungseinheit 604 und eine entsprechende Anschlussleitung 514 unter Verwendung eines Drahts 543 verbunden. Außerdem ist die zwischen einem dem Verbindungsanschluss der Schaltungsbaugruppe 400 entsprechenden Abschnitt und der Platte 532 positionierte Anschlussleitung 514 mit der chipartigen Schaltungskomponente 516 dazwischen verbunden.
• Wenn die Schaltungsbaugruppe 400 auf diese Weise erhalten worden ist, ist der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 mit der Membran 672 auf der Seite des vordersten Endes angeordnet. Die Verarbeitungseinheit 604 ist auf der Seite angeordnet, die dem Verbindungsanschluss für den Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 in einem LSI-Zustand entspricht. Außerdem ist ein Verbindungsdraht 543 auf der Anschlussseite der Verarbeitungseinheit 604 angeordnet. Dadurch, dass der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602, die Verarbeitungseinheit 604, der Draht 543, die Schaltungskomponente 516 und die Verbindungsanschlussleitung 514 in dieser Reihenfolge von der Seite des vorderen Endes der Schaltungsbaugruppe 400 zu dem Verbindungsanschluss aufeinanderfolgend angeordnet sind, wird die gesamte Schaltungsbaugruppe 400 einfach und kompakt.
• Um die Platte 532 zu stützen, ist eine Anschlussleitung vorgesehen, wobei diese Anschlussleitung unter Verwendung der Anschlussleitung 556 oder 538 an dem Rahmen 512 befestigt ist. Es wird angemerkt, dass an der unteren Oberfläche der Platte 532 eine Anschlussleitungsfläche mit derselben Fläche wie die mit der Anschlussleitung verbundene Platte 532 vorgesehen ist und dass die Platte 532 an der Anschlussleitungsfläche montiert ist. Diese Anschlussleitungsfläche ist geerdet. Im Ergebnis ist es unter Verwendung der Anschlussleitungsfläche möglich, Rauschen durch gemeinsame Erdung der Schaltung des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 oder der Verarbeitungseinheit 604 zu unterdrücken, so dass die Messgenauigkeit des Messzielobjektgases 30 verbessert wird. Außerdem ist auf der Einlassseite des Strömungswegs von der Platte 532 eine Anschlussleitung 544 vorgesehen, d. h. so, dass sie entlang einer quer zu der Achse des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602, der Verarbeitungseinheit 604 oder der Schaltungskomponente 516, die oben beschrieben sind, gerichteten Achse vorsteht. Mit dieser Anschlussleitung 544 ist ein Temperaturdetektionselement 518, z. B. ein chipartiger Thermistor, verbunden. Außerdem ist eine Anschlussleitung 548 in der Nähe der Verarbeitungseinheit 604 vorgesehen, die ein Fußpunkt des Vorsprungs ist, wobei die Anschlussleitungen 544 und 548 unter Verwendung einer dünnen Leitung 546 wie etwa eines Au-Drahts elektrisch verbunden sind. Da die Anschlussleitungen 548 und 544 direkt verbunden sind, wird die Wärme über die Anschlussleitungen 548 und 544 zu dem Temperaturdetektionselement 518 übertragen, so dass es schwierig sein kann, eine Temperatur des Messzielobjektgases 30 genau zu messen. Aus diesem Grund ist es durch Verbinden eines Drahts mit einer kleinen Querschnittsfläche und einem großen Wärmewiderstand möglich, einen Wärmewiderstand zwischen den Anschlussleitungen 548 und 544 zu erhöhen. Im Ergebnis ist es möglich, die Temperaturmessgenauigkeit des Messzielobjektgases 30 zu verbessern, um zu verhindern, dass ein Einfluss der Wärme das Temperaturdetektionselement 518 erreicht.
• Die Anschlussleitung 548 ist über die Anschlussleitung 552 oder 554 an dem Rahmen 512 befestigt. Ein Verbindungsabschnitt zwischen der Leitung 552 oder 554 und dem Rahmen 512 ist an dem Rahmen 512 befestigt, während er gegen die vorstehende Richtung des vorstehenden Temperaturdetektionselements 518 geneigt ist und während das Formwerkzeug in diesem Bereich ebenfalls geneigt ist. Während das Pressharz in dem ersten Harzformprozess entlang dieser Neigung strömt, strömt das Pressharz des ersten Harzformprozesses problemlos zu dem vorderen Endabschnitt, wo das Temperaturdetektionselement 518 vorgesehen ist, so dass die Zuverlässigkeit verbessert wird.
• In 15 gibt ein Pfeil 592 eine Harzeinspritzrichtung an. Der Anschlussleitungsrahmen, wo eine Schaltungskomponente montiert ist, ist von dem Formwerkzeug bedeckt und an einer eingekreisten Lage ist ein gepresstes Befestigungsloch 590 für die Harzeinspritzung in das Formwerkzeug vorgesehen, so dass ein wärmehärtendes Harz entlang der Richtung des Pfeils 592 in das Formwerkzeug eingespritzt wird. Die Schaltungskomponente 516 oder das Temperaturdetektionselement 518 und die Anschlussleitung 544 zum Halten des Temperaturdetektionselements 518 sind entlang der Richtung des Pfeils 592 von dem gepressten Befestigungsloch 590 vorgesehen. Außerdem sind die Platte 532, die Verarbeitungseinheit 604 und der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 in einer Richtung in der Nähe des Pfeils 592 angeordnet. In dieser Anordnung strömt das Harz in dem ersten Harzformprozess problemlos. In dem ersten Harzformprozess wird ein wärmehärtendes Harz verwendet, so dass es wichtig ist, das Harz vor der Erstarrung aufzuweiten. Aus diesem Grund werden die Anordnung einer Schaltungskomponente der Anschlussleitung 514 oder eines Drahts und eine Beziehung zwischen dem gepressten Befestigungsloch 590 und der Einspritzrichtung wichtig.
• 5.2 Struktur zum Verbinden der Aussparung an der hinteren Oberfläche der Membran und der Öffnung
• 16 ist eine Darstellung, die einen Teil des Querschnitts entlang einer Linie C-C aus 15 darstellt, um ein Verbindungsloch 676 zu beschreiben, das eine innerhalb der Membran 672 und des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts (Durchflussdetektionselements) 602 vorgesehene Aussparung 674 und das Loch 520 verbindet.
• Wie oben beschrieben wurde, ist der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 zum Messen des Durchflusses des Messzielobjektgases 30 mit einer Membran 672 versehen und ist auf der hinteren Oberfläche der Membran 672 eine Aussparung 674 vorgesehen. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist die Membran 672 mit einem Element zum Austauschen von Wärme mit dem Messzielobjektgas 30 und dadurch zum Messen des Durchflusses versehen. Falls die Wärme an die in der Membran 672 gebildeten Elemente über die Membran 672 getrennt von dem Wärmeaustausch mit dem Messzielobjektgas 30 übertragen wird, ist es schwierig, den Durchfluss genau zu messen. Aus diesem Grund ist es notwendig, einen Wärmewiderstand der Membran 672 zu erhöhen und die Membran 672 so dünn wie möglich zu bilden.
• Der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (das Durchflussdetektionselement) 602 ist in dem durch den ersten Harzformprozess gebildeten ersten Harz der Schaltungsbaugruppe 400 in der Weise vergraben und befestigt, dass die Wärmeübertragungsfläche 437 der Membran 672 freiliegt. Die Oberfläche der Membran 672 ist mit den oben beschriebenen Elementen (nicht dargestellt) (wie etwa einem Wärmeerzeuger 608, Widerständen 652 und 654 als ein einlassseitiger Widerstandstemperaturdetektor und Widerständen 656 und 658 als ein auslassseitiger Widerstandstemperaturdetektor, die in 21 dargestellt sind) versehen. Die Elemente führen über die Wärmeübertragungsfläche 437 an der Oberfläche der Elemente in dem der Membran 672 entsprechenden Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche eine Wärmeübertragung mit dem Messzielobjektgas 30 (nicht dargestellt) aus. Die Wärmeübertragungsfläche 437 kann auf der Oberfläche jedes Elements vorgesehen sein oder kann mit einem dünnen Schutzfilm darauf vorgesehen sein. Bevorzugt wird die Wärmeübertragung zwischen den Elementen und dem Messzielobjektgas 30 problemlos ausgeführt und sollten direkte Wärmeübertragungen zwischen den Elementen soweit wie möglich verringert werden.
• Ein Abschnitt des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts (Durchflussdetektionselements) 602, wo die Elemente vorgesehen sind, ist in dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche der Messfläche 430 angeordnet und die Wärmeübertragungsfläche 437 liegt von dem zum Bilden der Messfläche 430 verwendeten Harz frei. Der Außenumfang des Durchflussdetektionselements 602 ist von dem in dem ersten Harzformprozess zum Bilden der Messfläche 430 verwendeten wärmehärtenden Harz bedeckt. Falls nur die Seitenfläche des Durchflussdetektionselements 602 von dem wärmehärtenden Harz bedeckt ist und die Oberflächenseite des Außenumfangs des Durchflussdetektionselements 602 (d. h. die Fläche um die Membran 672) nicht von dem wärmehärtenden Harz bedeckt ist, wird eine in dem zum Bilden der Messfläche 430 verwendeten Harz erzeugte mechanische Spannung nur von der Seitenfläche des Durchflussdetektionselements 602 aufgenommen, so dass in der Membran 672 eine Verformung erzeugt werden kann und die Eigenschaften verschlechtert werden können. Die Verformung der Membran 672 wird dadurch verringert, dass der Außenumfangsabschnitt des Durchflussdetektionselements 602 wie in 16 dargestellt mit dem wärmehärtenden Harz bedeckt ist. Währenddessen wird die Strömung des Messzielobjektgases 30 gestört, so dass die Messgenauigkeit verschlechtert wird, falls eine Höhendifferenz zwischen der Wärmeübertragungsfläche 437 und der Messfläche 430, wo das Messzielobjektgas 30 strömt, groß ist. Somit ist es bevorzugt, dass eine Höhendifferenz W zwischen der Wärmeübertragungsfläche 437 und der Messfläche 430, wo das Messzielobjektgas 30 strömt, klein ist.
• Um die Wärmeübertragung zwischen jedem Element zu unterdrücken, ist die Membran 672 dünn gebildet, wobei die Dünnheit dadurch erhalten wird, dass in der hinteren Oberfläche des Durchflussdetektionselements 602 eine Aussparung 674 gebildet ist. Falls diese Aussparung 674 abgedichtet ist, ändert sich ein Druck der an der hinteren Oberfläche der Membran 672 gebildeten Aussparung 674 in Abhängigkeit von einem Temperaturbereich. Während eine Druckdifferenz zwischen der Aussparung 674 und der Oberfläche der Membran 672 zunimmt, nimmt die Membran 672 den Druck auf und wird eine Verformung erzeugt, so dass eine hochgenaue Messung schwierig wird. Aus diesem Grund ist in der Platte 532 ein Loch 520 vorgesehen, das mit der nach außen geöffneten Öffnung 438 verbunden ist, und ist ein Verbindungsloch 676 vorgesehen, das dieses Loch 520 und die Aussparung 674 verbindet. Dieses Verbindungsloch 676 besteht z. B. aus einem Paar Platten, die eine erste und eine zweite Platte 532 und 536 enthalten. Die erste Platte 532 ist mit Löchern 520 und 521 und mit einem Graben zum Bilden des Verbindungslochs 676 versehen. Das Verbindungsloch 676 ist dadurch gebildet, dass der Graben und die Löcher 520 und 521 mit der zweiten Platte 536 bedeckt sind. Unter Verwendung des Verbindungslochs 676 und des Lochs 520 werden die auf die vordere und auf die hintere Oberfläche der Membran 672 ausgeübten Drücke näherungsweise gleich, so dass die Messgenauigkeit verbessert wird.
• Wie oben beschrieben wurde, kann das Verbindungsloch 676 dadurch gebildet werden, dass der Graben und die Löcher 520 und 521 mit der zweiten Platte 536 bedeckt werden. Alternativ kann der Anschlussleitungsrahmen als zweite Platte 536 verwendet werden. Wie in Bezug auf 15 beschrieben ist, sind auf der Platte 532 die Membran 672 und die LSI-Schaltung, die als die Verarbeitungseinheit 604 dient, vorgesehen. Darunter ist ein Anschlussleitungsrahmen vorgesehen, um die Platte 532 dort zu stützen, wo die Membran 672 und die Verarbeitungseinheit 604 montiert sind. Somit wird die Struktur unter Verwendung des Anschlussleitungsrahmens einfacher. Außerdem kann der Anschlussleitungsrahmen als eine Masseelektrode verwendet werden. Falls der Anschlussleitungsrahmen als die zweite Platte 536 dient und falls das Verbindungsloch 676 dadurch gebildet ist, dass die in der ersten Platte 534 gebildeten Löcher 520 und 521 unter Verwendung des Anschlussleitungsrahmens bedeckt sind und der in der ersten Platte 534 unter Verwendung des Anschlussleitungsrahmens gebildete Graben auf diese Weise bedeckt ist, ist es möglich, die Gesamtstruktur zu vereinfachen. Da der Anschlussleitungsrahmen als eine Masseelektrode dient, ist es außerdem möglich, den Einfluss von Rauschen von außerhalb der Membran 672 und der Verarbeitungseinheit 604 zu verringern.
• In der Schaltungsbaugruppe 400 bleibt der Pressabdruck 442 auf der hinteren Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400, wo der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gebildet ist. Um in dem ersten Harzformprozess einen Zustrom des Harzes zu dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche zu verhindern, wird in einem Abschnitt des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche ein Formwerkzeug wie etwa ein Einpressstempel in einen Abschnitt des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche installiert und wird in einen ihm gegenüberliegenden Abschnitt des Pressabdrucks 442 ein Formwerkzeug installiert, so dass ein Zustrom des Harzes zu dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche unterdrückt wird. Dadurch, dass ein Abschnitt des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche auf diese Weise gebildet wird, ist es möglich, den Durchfluss des Messzielobjektgases 30 mit signifikant hoher Genauigkeit zu messen.
• 17 stellt einen Zustand dar, in dem der Rahmen aus 15 durch einen ersten Harzformprozess mit einem wärmehärtenden Harz geformt worden ist und von dem wärmehärtenden Harz bedeckt ist. Durch dieses Formen wird auf der vorderen Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400 die Messfläche 430 gebildet und wird auf der Messfläche 430 der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche bereitgestellt. Außerdem wird die dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche entsprechende Aussparung 474 auf der hinteren Oberfläche der Membran 672 mit der Öffnung 438 verbunden. Der Temperaturdetektionsabschnitt 452 zum Messen einer Temperatur des Messzielobjektgases 30 ist in dem vorderen Ende des Vorsprungs 424 vorgesehen und das Temperaturdetektionselement 518 ist in das Innere eingebettet. Um die Wärmeübertragung zu unterdrücken, ist innerhalb des Vorsprungs 424 eine Anschlussleitung zum Auskoppeln des elektrischen Signals des Temperaturdetektionselements 518 in Segmente geteilt und ist eine Verbindungsleitung 546 mit einem hohen Wärmewiderstand angeordnet. Im Ergebnis ist es möglich, die Wärmeübertragung von dem Fußpunkt des Vorsprungs 424 zu dem Temperaturdetektionsabschnitt 452 und den Einfluss der Wärme zu unterdrücken.
• In dem Fußpunkt des Vorsprungs 424 ist ein Neigungsabschnitt 594 oder 596 gebildet. Eine Strömung des Harzes in dem ersten Harzformprozess wird problemlos. Außerdem strömt das durch den Temperaturdetektionsabschnitt 452 gemessene Messzielobjektgas 30 unter Verwendung des Neigungsabschnitts 594 oder 596 von dem Vorsprung 424 problemlos zu seinem Fußpunkt, um den Fußpunkt des Vorsprungs 424 zu kühlen, während der Temperaturdetektionsabschnitt 452 in ein Fahrzeug eingebaut ist und in ihm betrieben wird. Somit ist es möglich, den Einfluss der Wärme auf den Temperaturdetektionsabschnitt 452 zu verringern. Nach dem Zustand aus 17 wird die Anschlussleitung 514 von jedem Anschluss getrennt, so dass sie zu dem Verbindungsanschluss 412 oder zu dem Anschluss 414 wird.
• In dem ersten Harzformprozess ist es notwendig, einen Zustrom des Harzes zu dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche oder zu der Öffnung 438 zu verhindern. Aus diesem Grund wird in dem ersten Harzformprozess ein Zustrom des Harzes an einer Stelle des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche oder der Öffnung 438 unterdrückt. Zum Beispiel wird ein Einpressstempel installiert, der größer als die Membran 672 ist, und wird in der hinteren Oberfläche davon eine Presse in der Weise installiert, dass sie von beiden Oberflächen aus gepresst wird. In 14(C) bleibt auf der hinteren Oberfläche der Pressabdruck 442 oder 441, der dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche oder der Öffnung 438 aus 17 oder dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche oder der Öffnung 438 aus 14(B) entspricht.
• In 17 ist eine Ausschnittoberfläche der von dem Rahmen 512 getrennten Anschlussleitung von der Harzoberfläche freigelegt, so dass an der Ausschnittoberfläche der Anschlussleitung während der Verwendung Feuchtigkeit oder dergleichen in das Innere eindringen kann. Unter dem Gesichtspunkt der Haltbarkeit oder Zuverlässigkeit aus ist es wichtig, ein solches Problem zu verhindern. Zum Beispiel wird der Anschlussleitungs-Ausschnittabschnitt des Neigungsabschnitts 594 oder 596 durch den zweiten Harzformprozess mit dem Harz bedeckt und wird die Ausschnittoberfläche zwischen der Anschlussleitung 552 oder 554 und dem in 15 dargestellten Rahmen 512 mit dem Harz bedeckt. Im Ergebnis ist es möglich, eine Erosion der Anschlussleitung 552 oder 554 oder das Eindringen von Wasser von dem Ausschnittabschnitt zu verhindern. Der Ausschnittabschnitt der Anschlussleitung 552 oder 554 grenzt an einen wichtigen Anschlussleitungsabschnitt an, der das elektrische Signal des Temperaturdetektionsabschnitts 452 überträgt. Somit ist es bevorzugt, dass der Ausschnittabschnitt in dem zweiten Harzformprozess bedeckt wird.
• 5.3 Eine weitere Ausführungsform der Schaltungsbaugruppe 400
• Die 18(A) und 18(B) stellen eine weitere Ausführungsform der Schaltungsbaugruppe 400 dar. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente wie in anderen Zeichnungen. In der oben in Bezug auf 14(A) bis 14(C) beschriebenen Ausführungsform sind der Verbindungsanschluss 412 und der Anschluss 414 der Schaltungsbaugruppe 400 auf derselben Seite der Schaltungsbaugruppe 400 vorgesehen. Im Vergleich dazu sind der Verbindungsanschluss 412 und der Anschluss 414 in der Ausführungsform aus 18(A) und 18(B) auf unterschiedlichen Seiten vorgesehen. Der Anschluss 414 ist ein Anschluss, der nicht mit dem mit außen verbundenen Verbindungsanschluss in dem thermischen Durchflussmesser 300 verbunden ist. Falls der in dem thermischen Durchflussmesser 300 mit außen verbundene Verbindungsanschluss 412 und der nicht mit außen verbundene Anschluss 414 auf diese Weise in unterschiedlichen Richtungen vorgesehen sind, ist es möglich, eine Entfernung zwischen dem Verbindungsanschluss 412 und dem Anschluss zu verbreitern und die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Außerdem ist es möglich zu verhindern, dass die Anschlussleitung innerhalb des Rahmens 512 in einem Teil konzentriert wird, und die Anordnung der Anschlussleitung innerhalb des Rahmens 512 zu erleichtern, falls der Anschluss 414 in einer anderen Richtung als der Verbindungsanschluss 412 verläuft. Insbesondere ist ein Chipkondensator als die Schaltungskomponente 516 mit einem dem Verbindungsanschluss 412 entsprechenden Abschnitt der Anschlussleitung verbunden. Um eine solche Schaltungskomponente 516 vorzusehen, ist ein etwas großer Raum notwendig. In der Ausführungsform aus 18(A) und 18(B) ist es möglich, einen dem Verbindungsanschluss 412 entsprechenden Raum für die Anschlussleitung leicht zu erhalten.
• Die Beschreibungen für die Öffnung 438, für den Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche, für die Messfläche 430, für den Pressabdruck 441 und für den Pressabdruck 442 in 18(A) und 18(B) sind ähnlich den oben Beschriebenen und sie weisen dieselben Funktionswirkungen auf. Aus Einfachheitsgründen werden ausführliche Beschreibungen nicht wiederholt.
• 6. Verfahren zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300
• 6.1 Verfahren zur Herstellung der Schaltungsbaugruppe 400
• Die 19A bis 19C stellen einen Prozess zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300 dar, wobei 19A einen Prozess zur Herstellung der Schaltungsbaugruppe 400 darstellt, 19B einen Prozess zur Herstellung eines thermischen Durchflussmessers darstellt und 19C einen Prozess zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers in Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform darstellt. In 19A zeigt der Schritt 1 einen Prozess zur Herstellung eines Rahmens aus 15. Dieser Rahmen wird z. B. durch maschinelle Pressbearbeitung gebildet.
• In Schritt 2 wird zunächst die Platte 532 an dem durch den Schritt 1 erhaltenen Rahmen montiert und wird daraufhin an der Platte 532 ferner der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 oder die Verarbeitungseinheit 604 montiert. Daraufhin werden das Temperaturdetektionselement 518 und die Schaltungskomponente wie etwa ein Chipkondensator montiert. In Schritt 2 wird die elektrische Verdrahtung zwischen den Schaltungskomponenten, zwischen der Schaltungskomponente und der Anschlussleitung und zwischen den Anschlussleitungen ausgeführt. In Schritt 2 werden die Anschlussleitungen 544 und 548 unter Verwendung einer Verbindungsleitung 546 verbunden, um einen Wärmwiderstand zu erhöhen. In Schritt 2 wird die in 15 dargestellte Schaltungskomponente an dem Rahmen 512 montiert und wird die elektrische Verdrahtung weiter ausgeführt, so dass eine elektrische Schaltung gebildet wird.
• Daraufhin wird in Schritt 3 durch den ersten Harzformprozess das Formen unter Verwendung eines wärmehärtenden Harzes ausgeführt. Dieser Zustand ist in 17 dargestellt. Außerdem wird in Schritt 3 jede der verbundenen Anschlussleitungen von dem Rahmen 512 getrennt und werden die Anschlussleitungen voneinander getrennt, so dass die Schaltungsbaugruppe 400 aus 14(A) bis 14(C) erhalten wird. In dieser wie in 14(A) bis 14(C) dargestellten Schaltungsbaugruppe 400 wird die Messfläche 430 oder der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gebildet.
• In Schritt 4 wird eine Sichtkontrolle oder eine Betriebskontrolle für die erhaltene Schaltungsbaugruppe 400 ausgeführt. In dem ersten Harzformprozess aus 3 wird die in Schritt 2 erhaltene elektrische Schaltung auf der Innenseite des Formwerkzeugs befestigt und wird mit hohem Druck ein Hochtemperaturharz in das Formwerkzeug eingespritzt. Somit wird vorzugsweise kontrolliert, ob es eine Anomalie der elektrischen Komponente oder der elektrischen Verdrahtung gibt. Für diese Kontrolle wird außer dem Verbindungsanschluss 412 aus 14(A) bis 14(C) oder 18 der Anschluss 414 verwendet. Da der Anschluss 414 danach nicht verwendet wird, wird angemerkt, dass er nach dieser Kontrolle aus dem Fußpunkt herausgeschnitten werden kann. Zum Beispiel ist der Anschluss 414 anhand von 18(A) und 18(B) nach der Verwendung aus dem Fußpunkt herausgeschnitten worden.
• 6.2 Prozess zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300 und zur Kalibrierung der Eigenschaften
• In dem Prozess aus 19B werden die wie in 19A dargestellt hergestellte Schaltungsbaugruppe 400 und der Außenanschluss 306 verwendet. In Schritt 5 wird das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformprozess gebildet. In diesem Gehäuse 302 werden ein aus Harz gebildeter Umgehungsdurchlassgraben, der Flansch 312 oder der Außenverbinder 305 gebildet, wobei der in 14(A) bis 14(C) dargestellte Schraffurabschnitt der Schaltungsbaugruppe 400 in dem zweiten Harzformprozess mit dem Harz bedeckt wird, so dass die Schaltungsbaugruppe 400 an dem Gehäuse 302 befestigt wird. Durch Kombination der Herstellung (Schritt 3) der Schaltungsbaugruppe 400 durch den ersten Harzformprozess und der Bildung des Gehäuses 302 des thermischen Durchflussmessers 300 durch den zweiten Harzformprozess wird die Durchflussdetektionsgenauigkeit signifikant verbessert. In Schritt 6 wird jede Innenkupplung 361 des Außenanschlusses aus 13 getrennt. In 7 werden der Verbindungsanschluss 412 und die Innenkupplung 361 des Außenanschlusses verbunden.
• In Schritt 7 wird das Gehäuse 302 erhalten. Daraufhin werden in Schritt 8 die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 in der Weise in das Gehäuse eingebaut, dass das Innere des Gehäuses 302 mit der vorderen und mit der hinteren Abdeckung 303 und 304 abgedichtet wird und der Umgehungsdurchlass zum Strömen des Messzielobjektgases 30 erhalten wird. Außerdem wird durch den in der vorderen oder in der hinteren Abdeckung 303 oder 304 vorgesehenen Vorsprung 356 eine in Bezug auf 7(A), 7(B), 10 und 12 beschriebene Verengungsstruktur gebildet. Es wird angemerkt, dass die vordere Abdeckung 303 durch das Formen des Schritts 10 gebildet wird und dass die hintere Abdeckung 304 durch das Formen des Schritts 11 gebildet wird. Außerdem werden die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 unter Verwendung verschiedener Formwerkzeuge durch getrennte Prozesse gebildet.
• In Schritt 9 wird ein Kennlinientest ausgeführt, indem die Luft in der Praxis zu dem Umgehungsdurchlass geführt wird. Da eine Beziehung zwischen dem Umgehungsdurchlass und dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt wie oben beschrieben mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten wird, wird durch Ausführen einer Kennlinienkalibrierung durch einen Kennlinientest eine signifikant hohe Messgenauigkeit erhalten. Da das Formen mit einer Positionierung ausgeführt wird oder da die Konfigurationsbeziehung zwischen dem Umgehungsdurchlass und dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt durch den ersten Harzformprozess und durch den zweiten Harzformprozess bestimmt wird, ändert sich die Kennlinie außerdem auch in einer Langzeitverwendung nicht stark und wird außer der hohen Genauigkeit eine hohe Zuverlässigkeit erhalten.
• 6.3 Prozess der Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300 und der Kalibrierung der Kennlinie einer anderen Ausführungsform
• Anhand von 19C werden unter Verwendung der wie in 19A dargestellt hergestellten Schaltungsbaugruppe 400 und des Außenanschlusses 306 in Schritt 12 vor dem zweiten Harzformprozess der Verbindungsanschluss 412 und die Innenkupplung 361 des Außenanschlusses verbunden. In diesem Fall oder in dem Prozess vor dem Schritt 12 ist jede Innenkupplung des in 13 dargestellten Außenanschlusses 361 getrennt. In Schritt 13 wird das Gehäuse 302 durch den zweiten Harzformprozess gebildet. In dem Gehäuse 302 wird der Harzumgehungsdurchlassgraben, der Flansch 312 oder der Außenverbinder 305 gebildet und wird der in 14(A) bis 14(C) dargestellte Schraffurabschnitt der Schaltungsbaugruppe 400 in dem zweiten Harzformprozess mit dem Harz bedeckt, so dass die Schaltungsbaugruppe 400 an dem Gehäuse 302 befestigt wird. Durch Kombinieren der Herstellung (Schritt 3) der Schaltungsbaugruppe 400 durch den ersten Harzformprozess und durch Bilden des Gehäuses 302 des thermischen Durchflussmessers 300 durch den zweiten Harzformprozess wird die Durchflussdetektionsgenauigkeit signifikant verbessert.
• Da in Schritt 13 das Gehäuse 302 erhalten wird, werden daraufhin in Schritt 8 die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 in das Gehäuse 302 eingebaut und wird das Innere des Gehäuses 302 mit der vorderen und mit der hinteren Abdeckung 303 und 304 abgedichtet, so dass der Umgehungsdurchlass zum Strömen des Messzielobjektgases 30 erhalten wird. Außerdem wird durch den in der vorderen oder in der hinteren Abdeckung 303 oder 304 vorgesehenen Vorsprung 356 die in Bezug auf 7(A), 7(B), 10 oder 12 beschriebene Verengungsstruktur gebildet. Es wird angemerkt, dass die vordere Abdeckung 303 durch das Formen des Schritts 10 gebildet wird und dass die hintere Abdeckung 304 durch das Formen des Schritts 11 gebildet wird. Außerdem werden die vordere und die hintere Abdeckung 303 und 304 durch getrennte Prozesse unter Verwendung verschiedener Formwerkzeuge gebildet.
• In Schritt 9 wird ein Kennlinientest ausgeführt, indem die Luft in der Praxis zu dem Umgehungsdurchlass geführt wird. Da eine Beziehung zwischen dem Umgehungsdurchlass und dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt wie oben beschrieben mit hoher Genauigkeit aufrechterhalten wird, wird durch Ausführen einer Kennlinienkalibrierung durch einen Kennlinientest eine signifikant hohe Messgenauigkeit erhalten. Da das Formen mit einer Positionierung ausgeführt wird oder da die Konfigurationsbeziehung zwischen dem Umgehungsdurchlass und dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt durch den ersten Harzformprozess und durch den zweiten Harzformprozess bestimmt wird, ändert sich außerdem die Kennlinie auch nach Verwendung für eine lange Zeitdauer nicht stark und wird außer der hohen Genauigkeit eine hohe Zuverlässigkeit erhalten.
• 7. Schaltungskonfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
• 7.1 Gesamtschaltungskonfiguration des thermischen Durchflussmessers 300
• 20 ist ein Stromlaufplan, der die Durchflussdetektionsschaltung 601 des thermischen Durchflussmessers 300 darstellt. Es wird angemerkt, dass die in der obenerwähnten Ausführungsform beschriebene Messschaltung in Bezug auf den Temperaturdetektionsabschnitt 452 ebenfalls in dem thermischen Durchflussmesser 300 vorhanden ist, in 20 aber bewusst nicht dargestellt ist. Die Durchflussdetektionsschaltung 601 des thermischen Durchflussmessers 300 enthält den Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 mit dem Wärmeerzeuger 608 und der Verarbeitungseinheit 604. Die Verarbeitungseinheit 604 steuert eine Wärmemenge des Wärmeerzeugers 608 des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 und gibt auf der Grundlage der Ausgabe des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 über den Anschluss 662 ein Signal aus, das den Durchfluss repräsentiert. Für diese Verarbeitung enthält die Verarbeitungseinheit 604 eine Zentraleinheit (im Folgenden als „CPU“ bezeichnet) 612, eine Eingangsschaltung 614, eine Ausgangsschaltung 616, einen Speicher 618 zum Speichern von Daten, die eine Beziehung zwischen dem Kalibrierungswert oder dem Messwert und dem Durchfluss repräsentieren, und eine Leistungsschaltung 622, um jeder notwendigen Schaltung eine bestimmte Spannung zuzuführen. Der Leistungsschaltung 622 wird über einen Anschluss 664 und einen Masseanschluss (nicht dargestellt) Gleichstromleistung von einer externen Leistungsversorgung wie etwa von einer in einem Fahrzeug montierten Batterie zugeführt.
• Der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 ist mit einem Wärmeerzeuger 608 zum Erwärmen des Messzielobjektgases 30 versehen. Von der Leistungsschaltung 622 wird einem Kollektor eines in einer Stromversorgungsschaltung des Wärmeerzeugers 608 enthaltenen Transistors 606 eine Spannung V1 zugeführt und wird über die Ausgangsschaltung 616 ein Steuersignal von der CPU 612 an eine Basis des Transistors 606 angelegt. Auf der Grundlage dieses Steuersignals wird dem Wärmeerzeuger 608 von dem Transistor 606 über den Anschluss 624 Strom zugeführt. Die dem Wärmeerzeuger 608 zugeführte Strommenge wird durch ein Steuersignal gesteuert, das von der CPU 612 über die Ausgangsschaltung 616 an den Transistor 606 der Stromversorgungsschaltung des Wärmeerzeugers 608 angelegt wird. Die Verarbeitungseinheit 604 steuert die Wärmemenge des Wärmeerzeugers 608 in der Weise, dass eine Temperatur des Messzielobjektgases 30 durch Erwärmen unter Verwendung des Wärmeerzeugers 608 von einer Anfangstemperatur um eine vorgegebene Temperatur, z. B. 100 °C, zunimmt.
• Der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 enthält eine Erwärmungssteuerbrücke 640 zum Steuern einer Wärmemenge des Wärmeerzeugers 608 und eine Brückenschaltung der Luftströmungserfassung 650 zum Messen eines Durchflusses. Einem Ende der Erwärmungssteuerbrücke 640 wird von der Leistungsschaltung 622 über den Anschluss 626 eine vorgegebene Spannung V3 zugeführt und das andere Ende der Erwärmungssteuerbrücke 640 ist mit dem Masseanschluss 630 verbunden. Außerdem wird eine vorgegebene Spannung V2 von der Leistungsschaltung 622 über den Anschluss 625 an ein Ende der Brückenschaltung der Luftströmungserfassung 650 angelegt und ist das andere Ende der Brückenschaltung der Durchflusserfassung 650 mit dem Masseanschluss 630 verbunden.
• Die Erwärmungssteuerbrücke 640 weist einen Widerstand 642 auf, der ein Widerstandstemperaturdetektor ist, der einen Widerstandswert aufweist, der sich in Abhängigkeit von der Temperatur des erwärmten Messzielobjektgases 30 ändert, wobei die Widerstände 642, 644, 646 und 648 eine Brückenschaltung bilden. Eine Potentialdifferenz zwischen einem Knoten A zwischen den Widerständen 642 und 646 und einem Knoten B zwischen den Widerständen 644 und 648 wird über die Anschlüsse 627 und 628 in die Eingangsschaltung 614 eingegeben, wobei die CPU 612 den von dem Transistor 606 zugeführten Strom steuert, um die Wärmemenge des Wärmeerzeugers 608 in der Weise zu steuern, dass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B auf einen vorgegebenen Wert, z. B. in dieser Ausführungsform auf die Spannung null, eingestellt wird. Die in 20 dargestellte Durchflussdetektionsschaltung 601 erwärmt das Messzielobjektgas 30 unter Verwendung des Wärmeerzeugers 608 in der Weise, dass eine Temperatur von einer Anfangstemperatur des Messzielobjektgases 30 zu allen Zeiten um eine vorgegebene Temperatur, z. B. 100 °C, zunimmt. Um diese Erwärmungssteuerung mit hoher Genauigkeit auszuführen, werden die Widerstandswerte jedes Widerstands der Erwärmungssteuerbrücke 640 in der Weise eingestellt, dass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B zu allen Zeiten null wird, wenn die Temperatur des durch den Wärmeerzeuger 608 erwärmten Messzielobjektgases 30 von einer Anfangstemperatur um eine vorgegebene Temperatur, z. B. 100 °C, zunimmt. Somit steuert die CPU 612 in der Durchflussdetektionsschaltung 601 aus 20 den dem Wärmeerzeuger 608 zugeführten elektrischen Strom in der Weise, dass die Potentialdifferenz zwischen den Knoten A und B null wird.
• Die Brückenschaltung der Luftströmungserfassung 650 enthält vier Widerstandstemperaturdetektoren der Widerstände 652, 654, 656 und 658. Die vier Widerstandstemperaturdetektoren sind entlang der Strömung des Messzielobjektgases 30 in der Weise angeordnet, dass die Widerstände 652 und 654 in Bezug auf den Wärmeerzeuger 608 auf der Einlassseite des Strömungswegs des Messzielobjektgases 30 angeordnet sind und dass die Widerstände 656 und 658 in Bezug auf den Wärmeerzeuger 608 auf der Auslassseite in dem Strömungsweg des Messzielobjektgases 30 angeordnet sind. Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, sind die Widerstände 652 und 654 außerdem in der Weise angeordnet, dass die Entfernungen zu dem Wärmeerzeuger 608 näherungsweise gleich sind, und sind die Widerstände 656 und 658 in der Weise angeordnet, dass die Entfernungen zu dem Wärmeerzeuger 608 näherungsweise gleich sind.
• Über die Anschlüsse 631 und 632 wird in die Eingangsschaltung 614 eine Potentialdifferenz zwischen einem Knoten C zwischen den Widerständen 652 und 656 und einem Knoten D zwischen den Widerständen 654 und 658 eingegeben. Um die Messgenauigkeit zu erhöhen, wird jeder Widerstand der Brückenschaltung der Luftströmungserfassung 650 z. B. in der Weise eingestellt, dass eine Lagedifferenz zwischen den Knoten C und D auf null eingestellt ist, während die Strömung des Messzielobjektgases 30 auf null eingestellt ist. Somit gibt die CPU 612, während die Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D z. B. auf null eingestellt ist, auf der Grundlage des Messergebnisses, dass der Durchfluss des Messzielobjektgases 30 null ist, von dem Anschluss 662 ein elektrisches Signal aus, das angibt, dass der Durchfluss des Hauptdurchlasses 124 null ist.
• Wenn das Messzielobjektgas 30 entlang der Pfeilrichtung in 20 strömt, wird der auf der Einlassseite angeordnete Widerstand 652 oder 654 durch das Messzielobjektgas 30 gekühlt und werden die auf der Auslassseite des Messzielobjektgases 30 angeordneten Widerstände 656 und 658 durch das durch den Wärmeerzeuger 608 erwärmte Messzielobjektgas 30 erwärmt, so dass die Temperatur der Widerstände 656 und 658 zunimmt. Aus diesem Grund wird zwischen den Knoten C und D der Brückenschaltung der Luftströmungserfassung 650 eine Potentialdifferenz erzeugt, wobei diese Potentialdifferenz über die Anschlüsse 631 und 632 in die Eingangsschaltung 614 eingegeben wird. Die CPU 612 sucht auf der Grundlage der Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D der Brückenschaltung der Luftströmungserfassung 650 Daten, die eine Beziehung zwischen dem Durchfluss des Hauptdurchlasses 124 und der obenerwähnten in dem Speicher 618 gespeicherten Potentialdifferenz angeben, um den Durchfluss des Hauptdurchlasses 124 zu erhalten. Über den Anschluss 662 wird ein elektrisches Signal ausgegeben, das den auf diese Weise erhaltenen Durchfluss des Hauptdurchlasses 124 angibt. Obwohl die in 20 dargestellten Anschlüsse 664 und 662 mit neuen Bezugszeichen bezeichnet sind, wird angemerkt, dass sie in dem oben beschriebenen Verbindungsanschluss 412 aus 5(A), 5(B), 6(A), 6(B) oder 13 enthalten sind.
• Der Speicher 618 speichert die Daten, die eine Beziehung zwischen der Potentialdifferenz zwischen den Knoten C und D und dem Durchfluss des Hauptdurchlasses 124 angeben, und Kalibrierungsdaten zum Verringern eines Messfehlers wie etwa einer Abweichung, die auf der Grundlage des tatsächlichen Messwerts des Gases nach der Herstellung der Schaltungsbaugruppe 400 erhalten wird. Es wird angemerkt, dass der tatsächliche Messwert des Gases nach der Herstellung der Schaltungsbaugruppe 400 und der darauf beruhende Kalibrierungswert in dem Speicher 618 unter Verwendung des Außenanschlusses 306 oder des Kalibrierungsanschlusses 307, die in 4(A) und 4(B) dargestellt sind, gespeichert werden. In dieser Ausführungsform wird die Schaltungsbaugruppe 400 hergestellt, während eine Anordnungsbeziehung zwischen dem Umgehungsdurchlass zum Strömen des Messzielobjektgases 30 und der Messfläche 430 oder eine Anordnungsbeziehung zwischen dem Umgehungsdurchlass zum Strömen des Messzielobjektgases 30 und dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche mit hoher Genauigkeit und wenig Abweichung aufrechterhalten wird. Somit ist es möglich, durch Kalibrierung unter Verwendung des Kalibrierungswerts ein Messergebnis mit signifikant hoher Genauigkeit zu erhalten.
• 7.2 Konfiguration der Durchflussdetektionsschaltung 601
• 21 ist eine Schaltungskonfigurationsdarstellung, die eine Schaltungsanordnung der oben beschriebenen Durchflussdetektionsschaltung 601 aus 20 darstellt. Die Durchflussdetektionsschaltung 601 ist aus einem Halbleiterchip mit einer rechteckigen Form gefertigt. Das Messzielobjektgas 30 strömt entlang der Pfeilrichtung von der linken Seite zu der rechten Seite der in 21 dargestellten Durchflussdetektionsschaltung 601.
• In dem aus einem Halbleiterchip hergestellten Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (Durchflussdetektionselement) 602 ist eine Membran 672 mit einer rechteckigen Form mit einem dünnen Halbleiterchip gefertigt. Die Membran 672 ist mit einer dünnen Fläche (d. h. mit der obenerwähnten Wärmeübertragungsfläche) 603 versehen, die durch die punktierte Linie angegeben ist. Auf der Seite der hinteren Oberfläche der dünnen Fläche 603 ist die obenerwähnte Aussparung gebildet und diese steht mit der in 14(A) bis 14(C) oder 5 dargestellten Öffnung 438 in der Weise in Verbindung, dass der Gasdruck innerhalb der Aussparung von dem Druck des von der Öffnung 438 geführten Gases abhängt.
• Durch Verringern der Dicke der Membran 672 wird die Wärmeleitfähigkeit verringert und wird die Wärmeübertragung zu den in der dünnen Fläche (Wärmeübertragungsfläche) 603 der Membran 672 vorgesehenen Widerständen 652, 654, 658 und 656 durch die Membran 672 unterdrückt, so dass die Temperaturen der Widerstände näherungsweise durch die Wärmeübertragung mit dem Messzielobjektgas 30 eingestellt werden.
• Der Wärmeerzeuger 608 ist in der Mitte der dünnen Fläche 603 der Membran 672 vorgesehen und der Widerstand 642 der Erwärmungssteuerbrücke 640 ist um den Wärmeerzeuger 608 vorgesehen. Außerdem sind die Widerstände 644, 646 und 648 der Erwärmungssteuerbrücke 640 auf der Außenseite der dünnen Fläche 603 vorgesehen. Die auf diese Weise gebildeten Widerstände 642, 644, 646 und 648 bilden die Erwärmungssteuerbrücke 640.
• Außerdem sind die Widerstände 652 und 654 als einlassseitige Widerstandstemperaturdetektoren und die Widerstände 656 und 658 als auslassseitige Widerstandstemperaturdetektoren in der Weise angeordnet, dass der Wärmeerzeuger 608 dazwischen liegt. Die Widerstände 652 und 654 als einlassseitige Widerstandstemperaturdetektoren sind auf der Einlassseite in der Pfeilrichtung angeordnet, wo das Messzielobjektgas 30 in Bezug auf den Wärmeerzeuger 608 strömt. Die Widerstände 656 und 658 als auslassseitige Widerstandstemperaturdetektoren sind auf der Auslassseite in der Pfeilrichtung angeordnet, wo das Messzielobjektgas 30 in Bezug auf den Wärmeerzeuger 608 strömt. Auf diese Weise ist die Brückenschaltung der Luftströmungserfassung 650 durch die in der dünnen Fläche 603 angeordneten Widerstände 652, 654, 656 und 658 gebildet.
• Beide Enden des Wärmeerzeugers 608 sind mit jedem der in der unteren Hälfte von 21 dargestellten Anschlüsse 624 und 629 verbunden. Wie in 20 dargestellt ist, wird hier der von dem Transistor 606 zu dem Wärmeerzeuger 608 zugeführte Strom an den Anschluss 624 angelegt, wobei der Anschluss 629 geerdet ist.
• Die Widerstände 642, 644, 646 und 648 der Erwärmungssteuerbrücke 640 sind miteinander verbunden und sind mit den Anschlüssen 626 und 630 verbunden. Wie in 20 dargestellt ist, wird dem Anschluss 626 von der Leistungsschaltung 622 eine vorgegebene Spannung V3 zugeführt und ist der Anschluss 630 geerdet. Außerdem sind der Knoten zwischen den Widerständen 642 und 646 und der Knoten zwischen den Widerständen 646 und 648 mit den Anschlüssen 627 bzw. 628 verbunden. Wie in 21 dargestellt ist, gibt der Anschluss 627 ein elektrisches Potential des Knotens A zwischen den Widerständen 642 und 646 aus und gibt der Anschluss 627 ein elektrisches Potential des Knotens B zwischen den Widerständen 644 und 648 aus. Wie in 20 dargestellt ist, wird dem Anschluss 625 von der Leistungsschaltung 622 eine vorgegebene Spannung V2 zugeführt und ist der Anschluss 630 als ein Masseanschluss geerdet. Außerdem ist ein Knoten zwischen den Widerständen 654 und 658 mit dem Anschluss 631 verbunden und gibt der Anschluss 631 ein elektrisches Potential des Knotens B aus 20 aus. Der Knoten zwischen den Widerständen 652 und 656 ist mit dem Anschluss 632 verbunden und der Anschluss 632 gibt ein elektrisches Potential des in 20 dargestellten Knotens C aus.
• Da der Widerstand 642 der Erwärmungssteuerbrücke 640, wie in 21 dargestellt ist, in der Nähe des Wärmeerzeugers 608 gebildet ist, ist es möglich, die Temperatur des durch die Wärme von dem Wärmeerzeuger 608 erwärmten Gases mit hoher Genauigkeit zu messen. Da die Widerstände 644, 646 und 648 der Erwärmungssteuerbrücke 640 fern von dem Wärmeerzeuger 608 angeordnet sind, werden sie währenddessen nicht leicht durch die von dem Wärmeerzeuger 608 erzeugte Wärme beeinflusst. Der Widerstand 642 ist so konfiguriert, dass er empfindlich auf die Temperatur des durch den Wärmeerzeuger 608 erwärmten Gases anspricht, und die Widerstände 644, 646 und 648 sind so konfiguriert, dass sie durch den Wärmeerzeuger 608 nicht beeinflusst werden. Aus diesem Grund ist die Detektionsgenauigkeit des Messzielobjektgases 30 unter Verwendung der Erwärmungssteuerbrücke 640 hoch und kann die Steuerung zur Erwärmung des Messzielobjektgases 30 nur um eine vorgegebene Temperatur von seiner Anfangstemperatur mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.
• In dieser Ausführungsform ist auf der Seite der hinteren Oberfläche der Membran 672 eine Aussparung gebildet und steht diese mit der in 14(A) bis 14(C) oder 5(A) und 5(B) dargestellten Öffnung 438 in Verbindung, so dass eine Differenz zwischen dem Druck der Aussparung auf der Rückseite der Membran 672 und dem Druck auf der Vorderseite der Membran 672 nicht zunimmt. Es ist möglich, eine durch diese Druckdifferenz verursachte Verformung der Membran 672 zu unterdrücken. Dies trägt zur Verbesserung der Durchflussmessgenauigkeit bei.
• Wie oben beschrieben wurde, wird die Wärmeleitung durch die Membran 672 dadurch unterdrückt, damit sie so klein wie möglich ist, dass die dünne Fläche 603 gebildet ist und dass die Dicke eines Abschnitts, der die dünne Fläche 603 in der Membran enthält, verringert ist. Somit tendiert die Brückenschaltung der Luftströmungserfassung 650 oder der Erwärmungssteuerbrücke 640, während der Einfluss der Wärmeleitung durch die Membran 672 unterdrückt ist, stärker dazu, in Abhängigkeit von der Temperatur des Messzielobjektgases 30 zu arbeiten, so dass der Messbetrieb verbessert wird. Aus diesem Grund wird eine hohe Messgenauigkeit erhalten.
• Industrielle Verfügbarkeit
• Die vorliegende Erfindung ist auf eine wie oben beschriebene Messvorrichtung zum Messen eines Gasdurchflusses anwendbar.
• Bezugszeichenliste

300

thermischer Durchflussmesser

302

Gehäuse

303

vordere Abdeckung

304

hintere Abdeckung

305

Außenverbinder

306

Außenanschluss

307

Kalibrierungsanschluss

310

Messabschnitt

320

Anschlussverbinder

332

Umgehungsdurchlassgraben auf der Vorderseite

334

Umgehungsdurchlassgraben auf der Rückseite

356, 358

Vorsprung

359

Harzabschnitt

361

Innenkupplung des Außenanschlusses

365

Verbindungsabschnitt

372

Befestigungsabschnitt

400

Schaltungsbaugruppe

412

Verbindungsanschluss

414

Anschluss

424

Vorsprung

430

Messfläche

432

Befestigungsfläche

436

Abschnitt der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche

438

Öffnung

452

Temperaturdetektionsabschnitt

590

gepresstes Passloch

594, 596

Neigungsabschnitt

601

Durchflussdetektionsschaltung

602

Luftströmungs-Erfassungsabschnitt

604

Verarbeitungseinheit

608

Wärmeerzeuger

640

Erwärmungssteuerbrücke

650

Brückenschaltung der Luftströmungserfassung

672

Membran

Claims (20)

1. Thermischer Durchflussmesser mit: einer Schaltungsbaugruppe (400) mit einem Halbleiterbauelement (601), mit einem Wärmeerzeuger (608), welcher in einer Membran (672) geformt ist, und einer Anschlussleitung (514), welche elektrisch mit dem Halbleiterbauelement (601) verbunden ist, wobei die Schaltungsbaugruppe (400) mit der Anschlussleitung (514) aus einem ersten Harz mit einem ersten Wärmeausdehnungskoeffizienten geformt ist; einem Gehäuse (302) aus einem zweiten Harz mit einem zweiten Wärmeausdehnungskoeffizienten; und einem Flansch (312); dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (302) umfasst: einen ersten Befestigungsabschnitt (372), welcher einen Teil einer Wand eines Umgehungsdurchlassgrabens (332) bildet, und einen zweiten Befestigungsabschnitt (366), welcher mit dem ersten Befestigungsabschnitt (372) verbunden ist und welcher sich vom ersten Befestigungsabschnitt in Richtung des Flansches (312) erstreckt, wobei der zweite Befestigungsabschnitt (366) sich in eine andere Richtung erstreckt als der erste Befestigungsabschnitt (372); wobei die Schaltungsbaugruppe (400) durch den ersten Befestigungsabschnitt (372) und den zweiten Befestigungsabschnitt (366) fixiert ist, so dass zumindest ein Teil des Halbleiterbauelements (601) freiliegend zum Innenraum des Umgehungsdurchlassgrabens ist und wobei die Schaltungsbaugruppe (400) zudem umfasst: einen ersten freiliegenden Bereich und einen zweiten freiliegenden Bereich, welche jeweils vom zweiten Harz freiliegen, wobei der erste freiliegende Bereich und der zweite freiliegende Bereich durch den ersten Befestigungsabschnitt (372) voneinander getrennt sind.
2. Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsbaugruppe (400) mit dem ersten Harz ein Temperaturdetektionselement (518) und eine Verarbeitungseinheit (604) zum Verarbeiten des Signals des Temperaturdetektionselements (518) und des Halbleiterbauelements (601) umformt, und wobei der zweite Befestigungsabschnitt (366) zwischen dem Temperaturdetektionselement (518) und der Verarbeitungseinheit (604) angeordnet ist.
3. Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 2, wobei die Schaltungsbaugruppe (400) zudem umfasst: ein Grundkörpergehäuse der Verarbeitungseinheit (604) und einen vorstehenden Teil welcher vom Grundkörpergehäuse hervorsteht, wobei das Temperaturdetektionselement (518) an dem vorstehenden Teil angeordnet ist.
4. Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 3, wobei das Gehäuse (302) zudem umfasst: einen Außenanschluss (361), eine einlassseitige Außenwand (335), und eine auslassseitige Außenwand (336), und wobei der zweite Befestigungsabschnitt (366) integral mit der einlassseitigen Außenwand (335) gebildet ist.
5. Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei der erste Befestigungsabschnitt (372) als dünner Streifen ausgebildet ist.
6. Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 5, wobei die Schaltungsbaugruppe (400) mit dem Gehäuse (302) ausschließlich über den ersten und zweiten Befestigungsabschnitt fixiert ist.
7. Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 4 oder 5, wobei der erste Befestigungsabschnitt (372) mit einer Vertiefung versehen ist, die entlang einer Achse, die eine Vorderseite und eine Rückseite des Gehäuses (302) verbindet, gebildet ist.
8. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine von dem Gehäuse (302) freiliegende Oberfläche des ersten Harzes breiter ist als eine von dem Gehäuse (302) eingehüllte Oberfläche des ersten Harzes .
9. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Umgehungsdurchlassgraben (332, 334) sowohl an der Vorderseite als auch an der Rückseite des Gehäuses (302) durch den zweiten Harzformprozess unter Verwendung des zweiten Harzes gebildet ist, auf einer Seite des Umgehungsdurchlassgrabens (332, 334) der Vorderseite oder der Rückseite ein Einlassgraben gebildet ist, der eine Einlassöffnung bildet, auf der anderen Seite ein Auslassgraben gebildet ist, der eine Auslassöffnung bildet, die Umgehungsdurchlassgräben (332, 334) der Vorderseite und der Rückseite miteinander verbunden sind, und die Einlassöffnung oder die Auslassöffnung und ein Umgehungsdurchlass auf der Vorderseite und auf der Rückseite dadurch gebildet sind, dass sowohl auf der Vorderseite als auch auf der Rückseite des Gehäuses (302) eine Abdeckung vorgesehen ist.
10. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Umgehungsdurchlassgraben (332, 334) auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Gehäuses (302) durch den zweiten Harzformprozess unter Verwendung des zweiten Harzes gebildet worden ist, und ein Umgehungsdurchlass auf der Vorderseite oder auf der Rückseite dadurch gebildet ist, dass eine Abdeckung auf der Vorderseite oder auf der Rückseite des Gehäuses (302) vorgesehen ist.
11. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine durch den ersten Harzformprozess gebildete Messfläche mit einer Wärmeübertragungsfläche innerhalb des durch den zweiten Harzformprozess gebildeten Umgehungsdurchlassgrabens (332, 334) vorgesehen ist, die Abdeckung, die der Messfläche gegenüberliegt, mit einem Vorsprung versehen ist, der in das Innere des Umgehungsdurchlassgrabens (332, 334) vorsteht, um der Wärmeübertragungsfläche gegenüberzuliegen, in dem Umgehungsdurchlass durch den in der Abdeckung vorgesehenen Vorsprung eine Verengung gebildet ist, und die Wärmeübertragungsfläche in dem Verengungsabschnitt angeordnet ist.
12. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Messfläche der Schaltungsbaugruppe (400) und eine hintere Oberfläche der Messfläche durch den ersten Harzformprozess gebildet worden sind, die Schaltungsbaugruppe (400) in dem zweiten Harzformprozess an dem Gehäuse (302) befestigt worden ist, die Schaltungsbaugruppe so angeordnet ist, dass die Messfläche zu dem Inneren des durch den zweiten Harzformprozess gebildeten Umgehungsdurchlassgrabens (332, 334) freiliegt und die hintere Oberfläche der Messfläche in dem Inneren des zum Bilden des Gehäuses (302) verwendeten zweiten Harzes vergraben ist, der Umgehungsdurchlass dadurch gebildet ist, dass der Umgehungsdurchlassgraben (332, 334) mit der Abdeckung bedeckt ist, und durch die Abdeckung und durch die Messfläche ein Strömungsweg zum Strömen des Messzielobjektgases entlang der Messfläche gebildet ist.
13. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Schaltungsbaugruppe (400) in der Weise an dem Gehäuse (302) befestigt ist, dass sowohl eine durch den ersten Harzformprozess gebildete Messfläche der Schaltungsbaugruppe (400) als auch die hintere Oberfläche der Messfläche in dem Inneren des durch den zweiten Harzformprozess gebildeten Umgehungsdurchlassgrabens (332, 334) des Gehäuses (302) angeordnet sind, der Umgehungsdurchlass durch Bedecken des Umgehungsdurchlassgrabens (332, 334) mit der Abdeckung gebildet ist, und der Umgehungsdurchlass mit einem Strömungsweg zum Strömen des Messzielobjektgases sowohl entlang der Messfläche als auch der hinteren Oberfläche der Messfläche versehen ist.
14. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Schaltungsbaugruppe (400) durch den ersten Harzformprozess unter Verwendung eines wärmehärtenden Harzes gebildet worden ist, und das Gehäuse (302) mit dem Umgehungsdurchlassgraben (332, 334) durch den zweiten Harzformprozess unter Verwendung eines thermoplastischen Harzes gebildet worden ist.
15. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei eine wenigstens von dem ersten Befestigungsabschnitt (372) der Schaltungsbaugruppe (400) eingehüllte Oberfläche der Schaltungsbaugruppe mit mehreren Vertiefungen mit einer Tiefe von 10 µm oder größer zum Aufrauen der Oberfläche versehen ist.
16. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine wenigstens von dem ersten Befestigungsabschnitt (372) der Schaltungsbaugruppe (400) eingehüllte Oberfläche der Schaltungsbaugruppe mit mehreren Vertiefungen mit einer Tiefe von 10 µm oder größer und 20 µm oder kleiner zum Aufrauen der Oberfläche versehen ist.
17. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei eine wenigstens von dem ersten Befestigungsabschnitt (372) der Schaltungsbaugruppe (400) eingehüllte Oberfläche der Schaltungsbaugruppe mit mehreren Vertiefungen mit einer Tiefe von 10 µm oder größer und 1000 µm oder kleiner zum Aufrauen der Oberfläche versehen ist.
18. Thermischer Durchflussmesser nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei ein in die Schaltungsbaugruppe (400) eingebetteter Luftströmungs-Erfassungsabschnitt die Membran aufweist, ein Durchfluss unter Verwendung der Wärmeübertragungsfläche auf einer Oberfläche der Membran gemessen wird, in einer hinteren Oberfläche der Membran eine Aussparung vorgesehen ist und die in der hinteren Oberfläche der Membran vorgesehene Aussparung durch ein Verbindungsloch, das innerhalb der Schaltungsbaugruppe (400) vorgesehen ist, mit einer auf der Oberfläche der Schaltungsbaugruppe vorgesehenen Öffnung verbunden ist.
19. Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 18, wobei die Schaltungsbaugruppe (400) mit einer Platte mit dem Verbindungsloch eingebettet ist, und die Platte mit dem Verbindungsloch in dem ersten Harzformprozess, um die Schaltungsbaugruppe (400) zu bilden, eingebettet worden ist.
20. Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 18, wobei die Schaltungsbaugruppe (400) mit einer Platte mit dem Verbindungsloch und mit einer an der Platte montierten Membran eingebettet ist, und das Verbindungsloch und die Membran in dem ersten Harzformprozess, um die Schaltungsbaugruppe (400) zu bilden, in die Platte eingebettet worden sind.

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