DE112013002996T5

DE112013002996T5 - Thermischer Durchflussmesser

Info

Publication number: DE112013002996T5
Application number: DE112013002996.0T
Authority: DE
Inventors: c/o Hitachi Automotive Systems Tokuyasu Noboru; c/o Hitachi Car Engineering Co. Tashiro Shinobu; c/o Hitachi Automotive Systems L Hanzawa Keiji; c/o Hitachi Automotive Systems Morino Takeshi; c/o Hitachi Automotive Systems Doi Ryosuke; c/o Hitachi Automotive Systems L Uenodan Akira
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2015-03-12
Also published as: WO2013187250A1; CN104364617B; CN104364617A; JP2014001986A; JP5758851B2; US9804009B2; US20150185060A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft einen thermischen Durchflussmesser, der eine durch Verformung einer Membran und durch eine verunreinigte hintere Oberfläche davon verursachte Verschlechterung der Messgenauigkeit selbst in einem Fall unterdrücken kann, dass eine Aussparung vorgesehen ist, um die Membran in einem Luftströmungs-Erfassungselement zu bilden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen thermischen Durchflussmesser 300, der einen Umgehungsdurchlass, durch den ein von einem Hauptdurchlass 124 empfangenes Messzielobjektgas 30 strömt, und ein Luftströmungs-Erfassungselement, das einen Durchfluss des Messzielobjektgases 30 durch Ausführen einer Wärmeübertragung mit dem durch den Umgehungsdurchlass strömenden Messzielobjektgas 30 misst, enthält. Der thermische Durchflussmesser 300 enthält wenigstens eine Schaltungsbaugruppe 400, die das Luftströmungs-Erfassungselement 602 enthält. In einer hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 ist eine Aussparung 674 gebildet, um in einem Luftströmungs-Erfassungsbereich 437 des Luftströmungs-Erfassungselements 602 eine Membran 672 zu bilden, wobei die Aussparung 674 zu einem abgedichteten Raum mit einem im Vergleich zu einem Atmosphärendruck verringerten Druck wird.

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 JP 2011-252796 A (PTL 1) diskutiert.
Zum Detektieren des Durchflusses in einem Luftströmungs-Erfassungsbereich eines Luftströmungs-Erfassungselements, das dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt des thermischen Durchflussmessers entspricht, sind hier ein Element (ein Widerstand) und dergleichen angeordnet, und in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements, das dem Luftströmungs-Erfassungsbereich entspricht, ist eine Aussparung gebildet. Da bei dieser Konfiguration in einem Abschnitt, der den Luftströmungs-Erfassungsbereich enthält, eine dünne Membran gebildet ist, ist eine Wärmekapazität des Luftströmungs-Erfassungselements verringert und ist ein Ansprechen des thermischen Durchflussmessers verbessert. Eine solche Technologie ist z. B. in WO 2002-101836 A1 (PTL 2) offenbart.
Liste der Literaturhinweise
Patentliteratur

PTL 1: JP 2011-252796 A
PTL 2: WO 2002-101836 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn in dem in PTL 2 offenbarten thermischen Durchflussmesser eine Membran gebildet wird, wird darin eine Opferschicht gebildet. Daraufhin wird die Opferschicht entfernt und wird die in der hinteren Oberfläche der Membran gebildete Aussparung unter einer Atmosphärendruckumgebung abgedichtet. Allerdings wird die Membran in Übereinstimmung mit einer durch eine Temperaturänderung verursachten Druckänderung in der Aussparung verformt, falls die hintere Oberfläche der Membran einfach abgedichtet wird, wenn die Aussparung abgedichtet wird, wobei eine Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers verschlechtert werden kann.
Somit wird unter diesem Gesichtspunkt betrachtet, dass die in der hinteren Oberfläche gebildete Aussparung vorzugsweise nicht abgedichtet wird, falls die Membran in dem Luftströmungs-Erfassungselement gebildet wird. Allerdings kann die hintere Oberfläche der Membran, in der die Aussparung gebildet ist, in einem Zustand, in dem die Aussparung offen ist, verschmutzt werden. Auch in diesem Fall kann die Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers verringert werden.
Die Erfindung wurde angesichts der obigen Umstände gemacht, wobei eine Aufgabe davon ist, einen thermischen Durchflussmesser zu schaffen, der eine durch Verformung einer Membran verursachte Verschlechterung einer Messgenauigkeit und eine verschmutzte hintere Oberfläche davon auch in einem Fall unterdrücken kann, in dem eine Aussparung vorgesehen ist, um die Membran in einem Luftströmungs-Erfassungselement zu bilden.
Lösung des Problems
Zur Lösung des obigen Problems enthält ein thermischer Durchflussmesser in Übereinstimmung mit der Erfindung einen Umgehungsdurchlass, durch den ein von einem Hauptdurchlass empfangenes Messzielobjektgas strömt, und ein Luftströmungs-Erfassungselement, das einen Durchfluss des Messzielobjektgases durch Ausführen einer Wärmeübertragung mit dem durch den Umgehungsdurchlass strömenden Messzielobjektgas misst. Der thermische Durchflussmesser enthält wenigstens eine Schaltungsbaugruppe, die das Luftströmungs-Erfassungselement enthält. In einer hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements ist eine Aussparung gebildet, um in einem Luftströmungs-Erfassungsbereich des Luftströmungs-Erfassungselements eine Membran zu bilden. Die Aussparung wird zu einem abgedichteten Raum mit einem im Vergleich zu einem Atmosphärendruck verringerten Druck.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
In Übereinstimmung mit der Erfindung wird auch in einem Fall, dass eine Aussparung vorgesehen ist, um eine Membran in einem Luftströmungs-Erfassungselement zu bilden, die Aussparung zu einem abgedichteten Raum mit einem im Vergleich zu einem Atmosphärendruck verringerten Druck, so dass eine durch eine Temperaturänderung verursachte Druckänderung in der Aussparung verringert wird und eine Verformung der Membran unterdrückt werden kann. Da die Aussparung zu dem abgedichteten Raum wird, ist es außerdem möglich zu verhindern, dass die hintere Oberfläche der Membran verschmutzt wird. Somit kann die Messgenauigkeit eines thermischen Durchflussmessers verbessert werden.
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 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen Zustand einer in dem Umgehungsdurchlass angeordneten Strömungswegfläche 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(A) bis 10(C) sind Außenansichten einer Schaltungsbaugruppe, in denen 10(A) eine linke Seitenansicht ist, 10(B) eine Vorderansicht ist und 10(C) eine Rückansicht ist.
11 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Schaltungsbaugruppe, auf der ein Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (Luftströmungs-Erfassungselement) montiert ist, als eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C aus 10(B) darstellt.
12(A) bis 12(C) sind perspektivische Ansichten zur schematischen Beschreibung eines Herstellungsverfahrens des in 11 dargestellten Luftströmungs-Erfassungselements, in denen (A) eine Darstellung ist, die ein Verfahren zum Bonden in dem Luftströmungs-Erfassungselement enthaltener Grundelemente darstellt, (B) eine Darstellung ist, die ein Verfahren zum Trennen der in (A) gebondeten Grundelemente darstellt und (C) eine Darstellung ist, die das in (B) erhaltene Luftströmungs-Erfassungselement darstellt.
13 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine andere Ausführungsform der in 11 dargestellten Schaltungsbaugruppe darstellt.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine nochmals andere Ausführungsform der in 11 dargestellten Schaltungsbaugruppe darstellt.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine nochmals andere Ausführungsform der in 11 dargestellten Schaltungsbaugruppe darstellt.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine nochmals andere Ausführungsform der in 11 dargestellten Schaltungsbaugruppe darstellt.
17 ist eine Darstellung, die einen Zustand der Schaltungsbaugruppe nach einem ersten Harzformprozess darstellt.
18 ist ein Diagramm, das eine Übersicht über einen Herstellungsprozess eines thermischen Strömungsmessers und über einen Prozess zum Herstellen der Schaltungsbaugruppe darstellt.
19 ist ein Diagramm, das eine Übersicht über einen Herstellungsprozess des thermischen Durchflussmessers und über einen Prozess zum Herstellen des thermischen Durchflussmessers 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 einer durch den thermischen Durchflussmesser 300 gemessenen Einlassluft 30 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 Seitenfläche, 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 der durch den Hauptdurchlass 124 strömenden Einlassluft 30 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 durch Harzformen gebildet wird, 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 das durch den Hauptdurchlass 124 strömende Messzielobjektgas 30 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.
Ferner sind auf beiden Seiten des Umgehungsdurchlassgrabens 334 auf der Rückseite eine Innenwand 392 des Umgehungsdurchlasses auf der Rückseite und eine Außenwand 391 des Umgehungsdurchlasses auf der Rückseite vorgesehen, wobei die Innenseitenfläche der hinteren Abdeckung 304 an den vorderen Endabschnitten der Höhenrichtung sowohl der Innenwand 392 des Umgehungsdurchlasses auf der Rückseite als auch der Außenwand 391 des Umgehungsdurchlasses auf der Rückseite 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 393 des Umgehungsdurchlasses auf der Vorderseite und eine Außenwand 394 des Umgehungsdurchlasses auf der Vorderseite vorgesehen, wobei die Innenseitenfläche 303 der vorderen Abdeckung an den vorderen Endabschnitten der Höhenrichtung der Innenwand 393 des Umgehungsdurchlasses auf der Vorderseite und der Außenseitenwand 394 des Umgehungsdurchlasses auf der Vorderseite anliegt, so dass in dem Gehäuse 302 der Umgehungsdurchlass auf der Vorderseite gebildet ist.
In dieser Ausführungsform wird das Messzielobjektgas 30 geteilt und strömt zu der Messfläche 430 und zu ihrer hinteren 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 ein lassseitigen 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 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.
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.
Anhand von 5(A) bis 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. Wie im Folgenden anhand von 11 beschrieben wird, ist der Pressabdruck 442 des Formwerkzeugs in der Ausführungsform in der Weise gebildet, dass die Fläche auf einer Plattenrückseite an einer Stelle auf der Plattenrückseite, die der Fläche entspricht, an der der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (das Luftströmungs-Erfassungselement) 602 montiert ist, freiliegt. 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.
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 Umgehungsdurchlassgraben 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 Struktur zum Befestigen der Schaltungsbaugruppe 400 unter Verwendung des Gehäuses 302 und ihre Wirkungen
Nachfolgend wird wieder anhand von 5(A) bis 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) bis 6(B) einen Verbindungsabschnitt zwischen dem Umgehungsdurchlassgraben 332 auf der Vorderseite und dem Umgehungsdurchlassgraben 334 auf der Rückseite, 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 milder, 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.
3.5 Bildung des Gehäuses 302 durch den zweiten Harzformprozess und Wirkungen davon
In dem in den oben beschriebenen 5(A) bis 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 322 auf der Vorderseite 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 deutlich 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 deutlich 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 sind, ist es möglich, eine Abweichung der Messgenauigkeit deutlich zu verringern und die Messgenauigkeit jedes thermischen Durchflussmessers 300 deutlich zu verbessern.
Dies trifft ähnlich auf die Ausführungsform aus 7 sowie auf die Ausführungsform aus 5(A), 5(B), 6(A) oder 6(B) 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
10(A) bis 10(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. 10(A) ist eine linke Seitenansicht, die die Schaltungsbaugruppe 400 darstellt, 10(B) ist eine Vorderansicht, die die Schaltungsbaugruppe 400 darstellt, und 10(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 10(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 10(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 10(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 als eine hintere Oberfläche davon werden 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-Erfassungsabschnitt 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 der Ausführungsform ist der Pressabdruck 442 des Formwerkzeugs in der Weise gebildet, dass der Bereich auf einer Plattenrückseite an einer Stelle an der Plattenrückseite, die dem Bereich entspricht, an dem der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (das Luftströmungs-Erfassungselement) 602 montiert wird, freiliegt.
In einem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (Luftströmungs-Erfassungselement) 602, das eine Halbleitervorrichtung enthält, ist eine Halbleitermembran, die dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche entspricht, gebildet. Die Halbleitermembran kann durch Bilden einer Aussparung an der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 erhalten werden. Wie im Folgenden beschrieben wird, wird in der Ausführungsform ferner die Aussparung an der hinteren Oberfläche der Halbleitermembran abgedichtet, um einen abgedichteten Raum herzustellen.
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 10(A) bis 10(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 10(A) bis 10(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
11 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch die Schaltungsbaugruppe, an der ein Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (Luftströmungs-Erfassungselement) montiert ist, als eine Querschnittsansicht entlang einer Linie C-C aus 10(B) darstellt. Wie oben beschrieben wurde, misst der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (das Luftströmungs-Erfassungselement) 602 zum Messen des Durchflusses des Messzielobjektgases 30 den Durchfluss des Messzielobjektgases 30 dadurch, dass es eine Wärmeübertragung mit dem durch den Umgehungsdurchlass über eine Wärmeübertragungsfläche 437 strömenden Messzielobjektgas 30 ausführt. Der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (das Luftströmungs-Erfassungselement) 602 ist in der Schaltungsbaugruppe 400 enthalten.
An der hinteren Oberfläche des Luftströmungserfassungselements 602 ist eine Aussparung 674 in der Weise gebildet, dass an der Wärmeübertragungsfläche (an dem Luftströmungs-Erfassungsbereich) 437 des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts (Luftströmungs-Erfassungselements) 602 eine Membran 672 gebildet ist. Die Membran 672 ist in der Weise gebildet, dass sie dadurch, dass die Aussparung 674 des Luftströmungs-Erfassungselements 602 vorgesehen ist, einen dünnen Abschnitt aufweist, der die Wärmeübertragungsfläche 437 enthält. Die Aussparung 674 bildet einen abgedichteten Raum, dessen Druck im Vergleich zu dem Atmosphärendruck verringert ist.
Wie in 11 dargestellt ist, bildet die Aussparung 674 genauer durch Bonden der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 und einer Abdichtplatte 651 in einer Umgebung (vorzugsweise in einer Unterdruckumgebung), deren Druck im Vergleich zu dem Atmosphärendruck verringert ist, den abgedichteten Raum. Ein Bondelement 670, mit dem die Glasabdichtplatte 651 mit der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 gebondet ist, ist über eine Klebstoffschicht 661 an eine aus Kupfer oder Aluminium hergestellte Metallplatte (Anschlussleitung) 536 montiert. Die Verarbeitungseinheit 604 als eine hochintegrierte Schaltung (LSI-Schaltung) ist ebenfalls über eine Klebstoffschicht 663 an die Metallplatte 536 montiert. Jeder Anschluss des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 und der Verarbeitungseinheit 604 ist unter Verwendung eines Drahts 542 über eine Aluminiumanschlussfläche elektrisch verbunden. Ferner ist die Verarbeitungseinheit 604 unter Verwendung eines Drahts 543 über eine Aluminiumanschlussfläche mit der Metallplatte 536 elektrisch verbunden.
Da die Aussparung 674 des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts (des Luftströmungs-Erfassungselements) 602 wie oben beschrieben zu dem abgedichteten Raum mit einem im Vergleich zu dem Atmosphärendruck verringerten Druck wird, wird die Zunahme des Drucks in der Aussparung 674 wegen der Temperaturänderung im Vergleich zu einem Fall, dass die Aussparung unter derselben Umgebung wie der Atmosphärendruck abgedichtet ist, verringert. Im Ergebnis ist es möglich, die Verformung der Membran zu unterdrücken und kann die Zuverlässigkeit des Bondabschnitts verbessert werden. Da der abgedichtete Raum mit verringertem Druck als eine Wärmedämmschicht wirkt, um die Wärmeübertragung von der Metallplatte 536 an die Membran 672 zu unterdrücken, ist es außerdem möglich, eine thermische Wirkung von der Seite der hinteren Oberfläche der Membran 672 zu unterdrücken. Da die Aussparung 674 als der abgedichtete Raum gebildet ist, ist es ferner möglich zu verhindern, dass die hintere Oberfläche der Membran 672 verschmutzt wird. Somit kann die Messgenauigkeit des thermischen Durchflussmessers verbessert werden. Ferner wird eine Technologie des Abdichtens einer Aussparung, die an der hinteren Oberfläche eines Druckdetektionselements vorgesehen ist, offenbart. Die Aufgabe der Technologie ist es, in der Aussparung einen Referenzdruck bereitzustellen, was von der Abdichttechnologie der Erfindung wesentlich verschieden ist.
Ein gebondeter Körper 670, der durch Bonden der Abdichtplatte 651 an den Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (an das Luftströmungs-Erfassungselement) 602 gebildet wird, wird wie in 12(A) bis 12(C) dargestellt hergestellt. Die 12(A) bis 12(C) sind perspektivische Ansichten zur schematischen Beschreibung eines Fertigungsverfahrens des in 11 dargestellten Luftströmungs-Erfassungselements, in denen (A) eine Darstellung ist, die ein Verfahren zum Bonden von in dem Luftströmungs-Erfassungselement enthaltenen Grundelementen darstellt, (B) eine Darstellung ist, die ein Verfahren zum Trennen der in (A) gebondeten Grundelemente darstellt, und (C) eine Darstellung ist, die das in (B) erhaltene Luftströmungs-Erfassungselement darstellt.
Wie in 12(A) dargestellt ist, werden zunächst in einem gleichen Abstand durch Ätzen der Oberfläche eines Siliciumgrundelements 602A, das dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (Luftströmungs-Erfassungselement) 602 entspricht, die Aussparungen 674 gebildet. Daraufhin werden das Siliciumgrundelement 602A und ein Glasgrundelement 651A z. B. durch ein Anodenbondverfahren, das eines der Direktbondverfahren ist, gebondet. Genauer werden das Siliciumgrundelement 602A und das Glasgrundelement 651A überlappt und erwärmt, während z. B. in einer Umgebung (vorzugsweise in einer Unterdruckumgebung) mit einem im Vergleich zu dem Atmosphärendruck verringerten Druck eine Spannung von etwa 400 bis 500 V angelegt wird.
Somit bewegen sich Ionen in dem Glas zu der Siliciumbegrenzung und tritt in der Begrenzung eine kovalente Bindung auf, so dass das Siliciumgrundelement 602A und das Glasgrundelement 651A fest gebondet werden. Auf diese Weise wird die Aussparung 674 des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts (Luftströmungs-Erfassungselements) 602 durch die Abdichtplatte 651 durch das Anodenbondverfahren abgedichtet. Der so erhaltene gebondete Körper kann im Vergleich zu dem Bonden mit einem Klebstoff oder dergleichen in Bezug auf die Dimensionspräzision in der Dickenrichtung verbessert sein und der gebondete Abschnitt kann zeitlich in einem stabilen Zustand sein. Im Ergebnis ist es möglich, in der Aussparung 674 des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 einen stabilen Druckentlastungszustand sicherzustellen.
Falls z. B. auf der hinteren Oberfläche 602a des Siliciumgrundelements 602A Dünnfilme aus SiO₂ und SiN gebildet werden, wird auf der Bondfläche des mit einem Dichtungsmaterial 651 gebondeten Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 Silicium beschichtet oder wird in einem Grundmaterial enthaltenes Silicium nach dem Entfernen dieser Dünnfilme freigelegt. Bei dieser Konfiguration ist es möglich, das Siliciumgrundelement 602A vorzugsweise über das Anodenbondverfahren an das Glasgrundelement 651A zu bonden.
Hier kann z. B. das Siliciumgrundelement 602A durch ein Diffusionsbondverfahren als das Direktbondverfahren an das Glasgrundelement 651A gebondet werden, falls anstelle des Glasgrundelements 651A ein aus Silicium hergestelltes Grundmaterial verwendet wird. Genauer tritt durch Anwenden von Druck und Wärme auf die aneinander anliegenden Grundmaterialien eine Diffusion von Atomen in der Bondfläche auf, so dass die beiden Materialien gebondet werden. Außerdem kann für das Bonden ein Raumtemperatur-Bondverfahren verwendet werden. Im Fall des Raumtemperatur-Bondverfahrens werden die Oberflächen der zu bondenden Platten in einem Hochvakuumzustand mit einem Ionenstrahl oder dergleichen bestrahlt, um eine ungesättigte Elektronenpaarbindung zu bilden und damit diese aktiviert werden. Durch Kombinieren der aktivierten Oberflächen der Platten ohne Erwärmung wird eine feste Bondung erhalten.
Wie in 12(B) dargestellt ist, wird daraufhin der gebondete Körper durch eine Trenneinrichtung in einzelne Teile in kleiner Würfelform zerteilt, um das Bondelement 670 zu erhalten, in dem die Aussparung 674 des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts (Luftströmungs-Erfassungselements) 602 wie in 12(C) dargestellt durch die Abdichtplatte 651 abgedichtet ist.
Ferner werden in der Membran 672 die Elemente wie etwa ein Wärmegenerator 608, Widerstände 652 und 654 als ein einlassseitiger Widerstandstemperaturdetektor, Widerstände 656 und 658 als ein auslassseitiger Widerstandstemperaturdetektor, wie in 21 dargestellt ist, bereitgestellt, um den Wärmeaustausch mit dem Messzielobjektgas 30 für die Messung des Durchflusses auszuführen. Diese Komponenten können auf einer Siliciumplatte 651A, bevor der gebondete Körper gefertigt wird, oder auf dem Bondelement 670, nachdem es wie in 12(C) dargestellt geteilt worden ist, bereitgestellt werden.
Wie oben beschrieben wurde, werden das Bondelement 670, in dem die Abdichtplatte 651 und der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (das Luftströmungs-Erfassungselement) 602 durch das Direktbondverfahren gebondet worden sind, zu einem Element, das im Vergleich zu der Bondung durch einen Klebstoff eine erhöhte Bondzuverlässigkeit aufweist und außerdem eine gute Dimensionspräzision in der Dickenrichtung aufweist. Wie in 11 dargestellt ist, wird das so erhaltene Bondelement 670 durch den Klebstoff 661 und dergleichen an der leitenden Metallplatte (Anschlussleitung) 536 wie etwa einer Kupferplatte montiert und, wie in 10(A) bis 10(C) beschrieben ist, in dem ersten Harzformprozess durch das wärmehärtende Harz (ein erstes Harz 401) überspritzt, um die Schaltungsbaugruppe 400 zu bilden.
Wie in 11 dargestellt ist, ist der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (das Luftströmungs-Erfassungselement) 602 genauer durch das wärmehärtende Harz der Schaltungsbaugruppe 400 vergraben und in einem Zustand, in dem er durch die Klebstoffschicht 661 an der Metallplatte 536 montiert ist, um die Wärmeübertragungsfläche 437 der Membran 672 freizulegen, befestigt. Die Oberfläche der Membran 672 ist mit den oben beschriebenen Elementen (nicht dargestellt) versehen. Diese Elemente führen über die Wärmeübertragungsfläche 437 auf 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 Einzelheiten werden im Folgenden in 21 beschrieben). Die Wärmeübertragungsfläche 437 kann durch die Oberfläche jedes Elements gebildet sein und kann mit einem dünnen Schutzfilm darauf versehen sein. Es ist bevorzugt, dass die Wärmeübertragung zwischen den Elementen und dem Messzielobjektgas 30 problemlos ausgeführt wird und dass direkte Wärmeübertragungen zwischen den Elementen soweit wie möglich verringert werden sollten.
Wie in 11 dargestellt ist, ist die Schaltungsbaugruppe 400 durch Überspritzen des Bondelements 670 mit dem ersten Harz (Polymerharz) 401 gebildet, das in einem Zustand, in dem der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (das Luftströmungs-Erfassungselement) 602 und die Abdichtplatte 651 gebondet sind, in dem ersten Harzformprozess verwendet wird. Das Polymerharz wird so gebildet, dass es wenigstens einen Außenseitenrand 443 des Bondabschnitts zwischen dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 und der Abdichtplatte 651 bedeckt. Bei dieser Konfiguration kann der Bondabschnitt durch das erste Harz (das wärmehärtende Harz) 401, das den Außenseitenrand 443 des Bondabschnitts bedeckt, geschützt sein, wobei es möglich ist, die Zuverlässigkeit der Bondung zwischen dem Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 und der Abdichtplatte 651 weiter zu erhöhen.
Darüber hinaus werden in der Ausführungsform die Seitenfläche des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts (des Luftströmungs-Erfassungselements) 602 und die Oberfläche mit Ausnahme der Wärmeübertragungsfläche (des Luftströmungs-Erfassungsbereichs) 437 mit dem Polymerharz überspritzt. Mit anderen Worten, der Luftströmungs-Erfassungsbereich, wo die Elemente des Luftströmungs-Erfassungsabschnitts 602 gebildet sind, ist in der Oberfläche der Membran 672 entsprechend dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche der Messfläche 430 vorgesehen, und die Wärmeübertragungsfläche 437, die dem Luftströmungs-Erfassungsbereich entspricht, liegt von dem ersten Harz 401, das die Messfläche 430 bildet, frei. Außerdem ist die Seitenfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 von dem wärmehärtenden Harz (dem ersten Harz 401), das die Messfläche 430 bildet, bedeckt. Falls hier nur die Seitenfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 von dem wärmehärtenden Harz bedeckt ist und die Seitenfläche des Außenumfangs des Luftströmungs-Erfassungselements 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 Spannung nur von der Seitenfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 aufgenommen, so dass in der Membran 672 eine Verformung erzeugt werden kann und die Kennlinie verschlechtert werden kann.
Da dann, wie in 11 dargestellt ist, der Außenumfang auf der Oberflächenseite der Wärmeübertragungsfläche 437 sowie die Seitenfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 ebenfalls von dem wärmehärtenden Harz bedeckt sind, wird die Verformung der Membran 672 verringert. Andererseits wird die Strömung des Messzielobjektgases 30 gestört, so dass die Messgenauigkeit verschlechtert wird, wenn 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.
In der Schaltungsbaugruppe 400 verbleibt auf der hinteren Oberfläche der Schaltungsbaugruppe 400, wo der Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche gebildet ist, der Pressabdruck 442. Um in dem ersten Harzformprozess einen Zustrom des ersten Harzes zu dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche zu verhindern, wird in einem Abschnitt, der der Membran 672 des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche entspricht, eine Pressform wie etwa ein Einlagestempel installiert und wird in einem ihm gegenüberliegenden Abschnitt des Pressabdrucks 442 eine Pressform installiert, so dass ein Zustrom des ersten 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.
Außerdem wird in dem ersten Harzformprozess die Rückseite der Metallplatte 536 dadurch, dass der Pressabdruck 442 vorgesehen ist, um einen Bereich 536a auf der Plattenrückseite freizulegen, der dem Bereich entspricht, wo das Luftströmungs-Erfassungselement 602 montiert ist, mit dem ersten Harz (dem wärmehärtenden Harz) 401 bedeckt. Da im Ergebnis der Bereich 536a auf der Rückseite der Metallplatte 536 freigelegt wird, kann die von der Metallplatte 536 an das Luftströmungs-Erfassungselement 602 übertragene Wärme von dem Bereich 536a auf der Plattenrückseite abgegeben werden und kann die Messgenauigkeit des Luftströmungs-Erfassungselements 602 weiter erhöht werden.
Ferner liegt in den obigen zwei Ausführungsformen der Bereich 536a frei, wobei aber z. B. die Dicke des in dem Bereich 536a gebildeten ersten Harzes 401 dünner als die Dicke des ersten Harzes 401 des anderen Abschnitts gebildet werden kann, solange die obigen Wirkungen zu erwarten sind. Auf diese Weise ist es möglich, eine Struktur derart zu nutzen, dass eine Strahlungsleistung im Vergleich zu dem anderen Bereich der hinteren Oberfläche erhöht ist.
13 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine andere Ausführungsform der in 11 dargestellten Schaltungsbaugruppe darstellt. Die in 13 dargestellte Schaltungsbaugruppe 400 unterscheidet sich von 11 dadurch, dass anstelle der Metallplatte 536 die Siliciumplatte 538 verwendet ist.
Wie in 13 dargestellt ist, ist in der Oberfläche der Siliciumplatte 538 eine aus Silber oder dergleichen hergestellte Plattierungsschicht 537 gebildet, um eine Schaltung zu bilden. Die Plattierungsschicht 537 und die Verarbeitungseinheit 604 sind durch den Draht 543 elektrisch verbunden. Außerdem ist die Verarbeitungseinheit 604 durch die Klebstoffschicht 663 mit der Siliciumplatte 538 verbunden.
Da wie oben beschrieben die Siliciumplatte 538 aus Silicium hergestellt ist und die Abdichtplatte 651 aus Glas hergestellt ist, können beide Materialien ohne Verwendung der Klebstoffschicht durch das Anodenbondverfahren direkt gebondet werden. Somit kann die Dimensionspräzision in der Dickenrichtung des Abschnitts, der das Luftströmungs-Erfassungselement 602 enthält, noch weiter erhöht werden. Da es keine Bedenken über die Verschlechterung der Klebstoffschicht gibt, ist es außerdem möglich, einen hochzuverlässigen Bondzustand aufrechtzuerhalten.
Ferner ist eine Beschreibung des Falls gegeben worden, dass die aus Silicium hergestellte Platte 538 verwendet wird und dass die aus Glas hergestellte Abdichtplatte 651 verwendet wird. Allerdings können die zwei Materialien selbst in dem Fall, dass die aus Glas hergestellte Platte und die aus Silicium hergestellte Abdichtplatte verwendet werden, ähnlich durch das Anodenbondverfahren gebondet werden. Falls die aus Silicium hergestellte Platte und die aus Silicium hergestellte Abdichtplatte verwendet werden, können die zwei Materialien durch das Diffusionsbondverfahren gebondet werden.
Außerdem wird auch in der in 13 dargestellten Schaltungsbaugruppe 400 in dem ersten Harzformprozess die Rückseite der Metallplatte 536 mit dem ersten Harz (dem wärmehärtenden Harz) 401 bedeckt, indem der Pressabdruck 442 bereitgestellt wird, um einen Bereich 536a auf der Plattenrückseite, der dem Bereich entspricht, wo das Luftströmungs-Erfassungselement 602 montiert ist, freizulegen. Da im Ergebnis der Bereich 536a auf der Rückseite der Metallplatte 536 freigelegt wird, kann veranlasst werden, dass sich die Rückseite des Luftströmungs-Erfassungselements 602 der Umgebung auf der Vorderseite, die die Messumgebung ist, annähert und dass die Messgenauigkeit weiter erhöht werden kann.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die eine nochmals andere Ausführungsform der in 11 dargestellten Schaltungsbaugruppe darstellt. In der in 11 und 13 dargestellten Ausführungsform sind das Luftströmungs-Erfassungselement und die Abdichtplatte unter Verwendung des Direktbondverfahrens wie etwa des Anodenbondverfahrens gebondet, um die in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements gebildete Aussparung als einen abgedichteten Raum mit einem im Vergleich zu dem Atmosphärendruck verringerten Druck herzustellen. Wie in 14 dargestellt ist, kann aber zugelassen sein, dass eine Platte 539, auf der das Luftströmungs-Erfassungselement 602 montiert ist, eine Funktion der Abdichtplatte besitzt.
Genauer ist die Platte 539 aus Silicium oder Glas hergestellt und ist ihre Oberfläche mit einem konkaven Lagerabschnitt 539a zum Lagern des Luftströmungs-Erfassungselements 602 versehen. Ähnlich der in 13 dargestellten Konfiguration ist in der Oberfläche der Platte 539 wie oben beschrieben die aus Silber oder dergleichen herstellte Plattierungsschicht 537 gebildet. In einem Zustand, in dem das Luftströmungs-Erfassungselement 602 in dem konkaven Lagerabschnitt 539a gelagert ist, werden die Oberfläche der Platte 539. und die Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 so angeordnet, dass sie bündig zueinander werden. Beim Bonden wird das Luftströmungs-Erfassungselement 602 in dem konkaven Lagerabschnitt 539 der Platte 539 gelagert, wobei die zwei Komponenten unter Verwendung der Umgebung mit verringertem Druck unter Verwendung des obenerwähnten Diffusionsbondverfahrens gebondet werden, falls die Platte 593 aus Silicium hergestellt ist. Außerdem werden die zwei Komponenten in der Umgebung mit verringertem Druck unter Verwendung des obenerwähnten Anodenbondverfahrens gebondet, falls die Platte 539 aus Glas hergestellt ist. Somit ist es möglich, ohne die Notwendigkeit der Abdichtplatte eine Schaltungsbaugruppe mit einer einfachen Struktur zu erhalten.
15 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine nochmals weitere Ausführungsform der in 11 dargestellten Schaltungsbaugruppe darstellt. Das Folgende ist ein Unterschied von 11. Der Unterschied besteht darin, dass die in 11 dargestellte Schaltungsbaugruppe 400 so konfiguriert ist, dass das Luftströmungs-Erfassungselement 602 an der Metallplatte 536 montiert ist und dass die Metallplatte 536, an der das Luftströmungs-Erfassungselement 602 montiert ist, mit dem ersten Harz 401 überspritzt ist, während die in 15 dargestellte Schaltungsbaugruppe 400A so konfiguriert ist, dass die Metallplatte 536 mit dem ersten. Harz 401 einteilig geformt ist und dass das Luftströmungs-Erfassungselement 602 an der Metallplatte 536 montiert ist.
Mit anderen Worten, wie in 15 dargestellt ist, enthält die Schaltungsbaugruppe 400A in Übereinstimmung mit der Ausführungsform einen Schaltungsbaugruppenkörper 400B, der mit der Metallplatte 536, an der das Luftströmungs-Erfassungselement 602 unter Verwendung des ersten Harzes 401 montiert ist, einteilig geformt ist. Der Schaltungsbaugruppenkörper 400B ist mit der Metallplatte 536, an der die Verarbeitungseinheit 604 durch den Klebstoff 663 montiert ist, unter Verwendung des ersten Harzes 401 einteilig geformt.
Das Luftströmungs-Erfassungselement 602, mit dem die in 12(A) bis 12(C) beschriebene Abdichtplatte 651 gebondet ist, d. h. das Bondelement 670, ist durch den Klebstoff 661 an dem geformten Schaltungsbaugruppenkörper 400B montiert. Das an dem Schaltungsbaugruppenkörper 400B montierte Bondelement 670 ist durch einen Draht 540 mit der Metallplatte 536 elektrisch verbunden.
Herkömmlich kann das Messzielobjektgas in der Konfiguration, in der die Metallplatte mit dem ersten Harz einteilig geformt ist und das Luftströmungs-Erfassungselement an der Metallplatte montiert ist, in die Aussparung in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements strömen, da die Aussparung des Luftströmungs-Erfassungselements anders als in der Ausführungsform nicht durch die Abdichtplatte abgedichtet ist. Da die Luft in die Aussparung strömt, kann eine Änderung der Detektionsgenauigkeit des Luftströmungs-Erfassungselements auftreten. Da die Aussparung 674 in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 in der Ausführungsform aber durch die Abdichtplatte 651 abgedichtet ist, ist es möglich, eine Änderung der Detektionsgenauigkeit, die durch das in die Aussparung 674 strömende Messzielobjektgas verursacht wird, zu unterdrücken.
Darüber hinaus wird der Klebstoff auf den Bereich (den Seitenbereich) auf einer Seite in der Nähe der Verarbeitungseinheit in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements beschichtet, wenn die Metallplatte herkömmlich einteilig mit dem ersten Harz geformt wird und das Luftströmungs-Erfassungselement an der Metallplatte montiert wird. Dies ist so, da der Klebstoff in die Aussparung strömen kann, wenn der Klebstoff auf dem Bereich auf der Seite des vorderen Endes der Schaltungsbaugruppe in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements beschichtet wird. Auf diese Weise kann eine Profilgenauigkeit an der Baugruppe der in der Membran des Luftströmungs-Erfassungselements gebildeten Wärmeübertragungsfläche variieren, falls der Klebstoff nur auf dem Seitenbereich beschichtet wird.
Da die Aussparung 674 in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 in der Ausführungsform dagegen durch die Abdichtplatte 651 abgedichtet ist, ist es möglich, den Klebstoff auf der Rückseite der Abdichtplatte 651 gleichmäßig zu beschichten. Somit ist es möglich, die Profilgenauigkeit der Wärmeübertragungsfläche 437 in Bezug auf die Schaltungsbaugruppe 400A zu erhöhen.
Da der Klebstoff außerdem beim Bonden verdichtet wird und erstarrt, tritt leicht eine Änderung der Genauigkeit des Montierens des Luftströmungs-Erfassungselements auf. Da die Aussparung 674 in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 durch die Abdichtplatte 651 abgedichtet ist, kann aber die Rückseite der Abdichtplatte 651 durch einen Haftbogen an der Metallplatte 536 befestigt werden. Somit ist es im Vergleich zu einem Fall, dass der Klebstoff verwendet wird, möglich, die Änderung der Genauigkeit des Montierens des Luftströmungs-Erfassungselements 602 zu unterdrücken.
Ferner wird in der Ausführungsform die Metallplatte 536, an der die Verarbeitungseinheit 604 geformt wird, mit dem ersten Harz 401 geformt. Allerdings können, nachdem ein Abschnitt mit Ausnahme der Oberfläche der Metallplatte 536, an der das Luftströmungs-Erfassungselement 602 und die Verarbeitungseinheit 604 montiert sind, mit dem ersten Harz geformt worden ist, das Luftströmungs-Erfassungselement 602 und die Verarbeitungseinheit 604 daran angebracht werden.
16 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine nochmals andere Ausführungsform der in 11 dargestellten Schaltungsbaugruppe darstellt. Das Folgende ist ein Unterschied von 11. Der Unterschied besteht darin, dass die in 11 dargestellte Schaltungsbaugruppe 400 in der Weise konfiguriert ist, dass das Luftströmungs-Erfassungselement 602 an der Metallplatte 536 montiert wird und daraufhin die Metallplatte 536, an der das Luftströmungs-Erfassungselement 602 montiert worden ist, mit dem ersten Harz 401 überspritzt wird, während eine in 16 dargestellte Schaltungsbaugruppe 400C an der Metallplatte 536 montiert wird und nur die Metallplatte 536 unter Verwendung des Polymerharzes mit dem Harzstützkörper 302A einteilig geformt wird. Mit anderen Worten, die hier beschriebene Schaltungsbaugruppe ist eine Baugruppe, in der wenigstens das Luftströmungs-Erfassungselement 602 an der Metallplatte 536 montiert ist und diese Komponenten mit dem ersten Harz einteilig geformt sind.
Wie in 16 dargestellt ist, enthält die Schaltungsbaugruppe 400C in Übereinstimmung mit der Ausführungsform genauer die Metallplatte 536, die das daran montierte Luftströmungs-Erfassungselement 602 enthält. Die Metallplatte 536 wird mit dem Polymerharz einteilig geformt, bevor das Luftströmungs-Erfassungselement 602 und die Verarbeitungseinheit 604 montiert werden, wobei der geformte Körper, der durch ein Polymerharz gebildet worden ist, als der Stützkörper 302A dient, der die Metallplatte 536 stützt. Der Stützkörper 302A ist so konfiguriert, dass er die Schaltungsbaugruppe 400C stützt, wobei seine Struktur nicht beschränkt ist, solange er in dem Gehäuse 302 gelagert werden kann. Außerdem kann der Stützkörper 302A ein Teil des Gehäuses 302 des thermischen Durchflussmessers 300 sein, wobei in diesem Fall der Stützkörper 302A ebenfalls zusammen geformt wird, wenn das Gehäuse mit einem zweiten Harz geformt wird. Auf diese Weise werden das Luftströmungs-Erfassungselement 602 (das Bondelement 670) und die Verarbeitungseinheit 604, mit denen die Abdichtplatte 651 gebondet ist, an der unter Verwendung des Harzes durch die Klebstoffe 661 und 663 einteilig mit dem Stützkörper 302A geformten Metallplatte 536 montiert, wobei diese Komponenten durch die Drähte 542 und 543 mit der Metallplatte 536 elektrisch verbunden werden.
Wie oben beschrieben wurde, ist es bei dieser Konfiguration möglich, die Änderung der Messgenauigkeit, die dadurch verursacht wird, dass das Messzielobjektgas 30 auf die Seite der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 strömt, zu vermeiden. Außerdem ist es durch Nutzung einer Konfiguration der Abdichtung der Aussparung 674 in der hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements 602 durch die Abdichtplatte 651 möglich, die Profilgenauigkeit der Wärmeübertragungsfläche 437 des Luftströmungs-Erfassungselements 602 in Bezug auf die Schaltungsbaugruppe 400C zu erhöhen. Da die Rückseite der Abdichtplatte 651 durch einen Klebstoffbogen an der Metallplatte 536 befestigt werden kann, ist es darüber hinaus möglich, die Änderung der Genauigkeit des Montierens des Luftströmungs-Erfassungselements 602 im Vergleich zu einem Fall, dass der Klebstoff verwendet wird, zu unterdrücken.
Ferner werden in der Ausführungsform das Luftströmungs-Erfassungselement 602 und die Verarbeitungseinheit 604 einzeln an der Metallplatte 536 montiert. Allerdings können das Luftströmungs-Erfassungselement 602 und die Verarbeitungseinheit 604 als ein integrierter Chip gebildet werden, wobei der Chip an der Metallplatte 536 montiert werden kann.
17 stellt einen Zustand dar, in dem der Metallrahmen einschließlich der Metallplatte, der Anschlussleitung und der Anschlüsse durch den 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. 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 zu verhindern. Aus diesem Grund wird in dem ersten Harzformprozess ein Zustrom des Harzes an einer Stelle des Abschnitts 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche 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 10(C) bleibt auf der hinteren Oberfläche der Pressabdruck 442, der dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche aus 17 oder dem Abschnitt 436 der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche aus 10(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 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 mit dem Rahmen 512 der Anschlussleitung 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 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.
6. Verfahren zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300
6.1 Verfahren zur Herstellung der Schaltungsbaugruppe 400
Die 18 bis 19 stellen einen Prozess zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300 dar, wobei 18 einen Prozess zur Herstellung der Schaltungsbaugruppe 400 darstellt und 19 einen Prozess zur Herstellung eines thermischen Durchflussmessers darstellt. In 18 zeigt der Schritt 1 einen Prozess zur Herstellung eines Rahmens der Metallplatte und des Anschlusses. Der Rahmen wird z. B. durch maschinelle Pressbearbeitung gebildet.
In Schritt 2 wird der Luftströmungs-Erfassungsabschnitt 602 (genauer 670) oder die Verarbeitungseinheit 604 direkt an dem durch den Schritt 1 erhaltenen Rahmen 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 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 10(A) bis 10(C) erhalten wird. In dieser wie in 10(A) bis 10(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 10(A) bis 10(C) 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.
6.2 Prozess zur Herstellung des thermischen Durchflussmessers 300 und zur Kalibrierung der Eigenschaften
In dem Prozess aus 19 werden die wie in 18 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 10(A) bis 10(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 Luftströmungs-Erfassungsgenauigkeit deutlich verbessert. In Schritt 6 wird jede Innenkupplung des Außenanschlusses aus 17 getrennt. In 7 werden der Verbindungsanschluss und die Innenkupplung 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 302 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 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.
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 ein Schaltungskonfigurationsdiagramm, das eine Schaltungsanordnung der Durchflussdetektionsschaltung 601 aus der oben beschriebenen 20 illustriert. Die Durchflussdetektionsschaltung 601 ist aus einem Halbleiterchip mit einer rechteckigen Gestalt hergestellt. Das Messzielobjektgas 30 fließt entlang der Pfeilrichtung von der linken Seite zur rechten Seite der in 21 illustrierten Durchflussdetektionsschaltung 601.
In dem aus einem Halbleiterchip gefertigten Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (Luftströmungs-Erfassungselement) 602 wird eine Membran 672 mit einer rechteckigen Form mit dem dünnen Halbleiterchip gebildet. Die Membran 672 ist mit einem dünnen Bereich (d. h. mit der obenerwähnten Wärmeübertragungsfläche) 603 versehen, die durch die punktierte Linie angegeben ist. Auf der Seite der hinteren Oberfläche des dünnen Bereichs 603 wird die obenerwähnte Aussparung gebildet, wobei die Aussparung zu dem abgedichteten Raum mit einem im Vergleich zu dem Atmosphärendruck verringerten Druck wird.
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 eine Aussparung auf der Seite der hinteren Oberfläche der Membran 672 gebildet und wird sie zu dem abgedichteten Raum mit einem im Vergleich zu dem Atmosphärendruck verringerten Druck. Somit ist es selbst in dem Fall, dass die Aussparung vorgesehen ist, um die Membran in dem Luftströmungs-Erfassungselement zu bilden, möglich, die durch die Verformung der Membran und durch die verunreinigte hintere Oberfläche davon verursachte Verschlechterung der Messgenauigkeit zu unterdrücken.
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: Vorsprung
361: Innenkupplung des Außenanschlusses
372: Befestigungsabschnitt
400: Schaltungsbaugruppe
412: Verbindungsanschluss
414: Anschluss
424: Vorsprung
430: Messfläche
432: Befestigungsfläche
436: Abschnitt der freiliegenden Wärmeübertragungsfläche
437: Wärmeübertragungsfläche (Luftströmungs-Erfassungsbereich)
452: Temperaturdetektionsabschnitt
594: Neigungsabschnitt
596: Neigungsabschnitt
601: Luftströmungs-Erfassungsschaltung
602: Luftströmungs-Erfassungsabschnitt (Luftströmungs-Erfassungselement)
604: Verarbeitungseinheit
608: Wärmeerzeuger
640: Erwärmungssteuerbrücke
650: Brückenschaltung der Luftströmungserfassung
672: Membran
674: Aussparung

Claims

Thermischer Durchflussmesser, der umfasst: einen Umgehungsdurchlass, durch den ein von einem Hauptdurchlass empfangenes Messzielobjektgas strömt; und ein Luftströmungs-Erfassungselement, das einen Durchfluss des Messzielobjektgases durch Ausführen einer Wärmeübertragung mit dem durch den Umgehungsdurchlass strömenden Messzielobjektgas misst, wobei der thermische Durchflussmesser wenigstens eine Schaltungsbaugruppe enthält, die das Luftströmungs-Erfassungselement enthält, wobei in einer hinteren Oberfläche des Luftströmungs-Erfassungselements eine Aussparung gebildet ist, um in einem Luftströmungs-Erfassungsbereich des Luftströmungs-Erfassungselements eine Membran zu bilden, und wobei die Aussparung zu einem abgedichteten Raum mit einem im Vergleich zu einem Atmosphärendruck verringerten Druck wird.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 1, wobei die Aussparung durch Bonden des Luftströmungs-Erfassungselements und einer Abdichtplatte zu dem abgedichteten Raum wird.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 2, wobei die Schaltungsbaugruppe in einem Zustand, in dem das Luftströmungs-Erfassungselement und die Abdichtplatte gebondet sind, mit einem Polymerharz geformt worden ist, und wobei das Polymerharz so geformt worden ist, dass es wenigstens einen Außenseitenrand eines Bondabschnitts zwischen dem Luftströmungs-Erfassungselement und der Abdichtplatte bedeckt.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 3, wobei eine Seitenfläche des Luftströmungs-Erfassungselements und eine Oberfläche mit Ausnahme des Luftströmungs-Erfassungsbereichs mit dem Polymerharz überspritzt sind.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 2, wobei wenigstens eine Bondfläche des durch die Abdichtplatte gebondeten Luftströmungs-Erfassungselements aus Silicium hergestellt ist, wobei die Abdichtplatte aus Glas hergestellt ist und wobei das Luftströmungs-Erfassungselement und die Abdichtplatte durch ein Anodenbondverfahren gebondet worden sind.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 3, wobei das Luftströmungs-Erfassungselement an einer Platte montiert ist, und wobei die Plattenrückseite mit dem Polymerharz bedeckt ist, um einen Bereich auf einer Plattenrückseite, der einem Bereich entspricht, an dem das Luftströmungs-Erfassungselement montiert ist, freizulegen.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 2, wobei die Schaltungsbaugruppe einen Schaltungsbaugruppenkörper enthält, der mit einer Platte, an der das Luftströmungs-Erfassungselement unter Verwendung des Polymerharzes montiert ist, einteilig geformt ist, und wobei das Luftströmungs-Erfassungselement, an das die Abdichtplatte gebondet ist, an dem Schaltungsbaugruppenkörper montiert ist.
Thermischer Durchflussmesser nach Anspruch 2, wobei die Schaltungsbaugruppe eine Platte enthält, an der das Luftströmungs-Erfassungselement montiert ist, wobei die Platte mit einem Stützkörper, der die Platte stützt, einteilig geformt ist, und wobei das Luftströmungs-Erfassungselement, an das die Abdichtplatte gebondet ist, an der einteilig mit dem Stützkörper geformten Platte montiert ist.