DE112016004466T5 - Durchflusssensor - Google Patents

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temperature compensation
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resistor
thermal resistance
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Tomokazu Ikeno
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Koa Corp
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Abstract

Bereitgestellt ist ein Durchflusssensor, der geeignet ist, die Verschlechterung der Reaktionsfähigkeit und Sensibilität auf eine Fluidströmung zu unterdrücken, selbst wenn Chipwiderstände, die auf einem isolierenden Substrat angeordnet sind, als ein Wärmesensor und als ein Temperaturausgleichswiderstand verwendet werden. Ein Durchflusssensor (1), der einen Signalverarbeitungsteil (4) einschließt, der Signale von einem Wärmewiderstand (2) und einem Temperaturausgleichswiderstand (3) verarbeitet. Der Wärmewiderstand (2) ist ein Chipwiderstand, der auf einer vorderen Oberfläche (5a) eines isolierenden Substrats (5) aus Harz angeordnet ist, und der Temperaturausgleichswiderstand (3) ist eine rückwärtige Oberfläche (5b) des isolierenden Substrats (5). Der Temperaturausgleichswiderstand (3) ist auf einem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes (2) über das isolierende Substrat (5) angeordnet. Das isolierende Substrat (5) hat die Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Temperaturausgleichswiderstand (3) und dem Wind als Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Wärmewiderstand (2) und dem Fluid reduziert.

Description

  • TECHNISCHER BEREICH
  • Diese Erfindung bezieht sich auf einen Durchflusssensor.
  • Stand der Technik
  • Bekannt ist ein Durchflusssensor, der eine Fluidströmung durch Verwendung der Wärmeabstrahlung eines Heizelements detektiert, das einer Fluidmenge entspricht. Der Durchflusssensor dieses Typs hat eine allgemein bekannte Widerstandsbrücken-Schaltung, die aus einem Wärme generierenden Widerstand (Heizelement) und einem Temperaturausgleichswiderstand gebildet ist. Der Wärmewiderstand wird hinsichtlich der Wärme derart gesteuert, dass seine Temperatur höher ist als die Temperatur des Fluids durch eine bestimmte Temperatur. Der Temperaturausgleichswiderstand detektiert die Temperatur des Fluids selbst und wird verwendet, um einen Einfluss einer Änderung in der Fluidtemperatur auszugleichen.
  • Basierend auf dieser Technologie wurde ein Durchflusssensor vorgeschlagen, der einen Wärmewiderstand und einen Temperaturchipwiderstand einschließt, die beide Chipwiderstände sind und derart auf einem isolierenden Substrat angeordnet sind, dass sie nahe aneinander liegen (siehe Patentschriften 1 und 2).
  • Liste der zitierten Patente
  • Patentschrift
    • Patentschrift Japanische ungeprüfte Patentantragsveröffentlichung Nr. 09-53967 .
    • Patentschrift 2: Japanische ungeprüfte Patentantragsveröffentlichung Nr. 08-35978 .
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Allerdings ist der Durchflusssensor, der in einer in den obigen Patentschriften beschriebenen Form einen Wärmewiderstand und einen Temperaturausgleichswiderstand einschließt, die beide Chipwiderstände sind, derart auf einem isolierenden Substrat angeordnet, dass deren Reaktionsfähigkeit und Sensibilität, die derart einander sehr nahe sind, für eine Fluidströmung im Allgemeinen geringer ist.
  • Dementsprechend ist eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung eines Durchflusssensors, der geeignet ist, die Verschlechterung der Reaktionsfähigkeit und Sensibilität für eine Fluidströmung selbst in dem Fall der Verwendung von Chipwiderständen auf einem isolierenden Substrat als Wärmesensor und Temperaturausgleichswiderstand zu unterdrücken.
  • Um die obige Aufgabe zu erreichen, weist der erfindungsgemäße Durchflusssensor einen Signalverarbeitungsteil auf, der einen Wärmesensor und einen Temperaturausgleichswiderstand verarbeitet, bei dem Durchflusssensor einen Durchsatz eines Fluids durch Verwendung der Wärmeabstrahlung des Wärmewiderstandes detektiert; der Wärmewiderstand und der Temperaturausgleichswiderstand sind Chipwiderstände, die auf einem isolierenden Substrat angeordnet sind; der Temperaturausgleichswiderstand ist auf einem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes über das isolierende Substrat angeordnet; und Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Temperaturausgleichswiderstand und dem Fluid sind als Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Wärmewiderstand und dem Fluid reduziert.
  • Hier kann der Temperaturausgleichswiderstand auf der isolierenden Substratoberfläche gegenüber der Oberfläche, auf der der Wärme generierende Widerstand angeordnet ist, angeordnet sein.
  • Zusätzlich dazu kann der Durchflusssensor weiterhin ein Halteorgan umfassen, das das isolierende Substrat hält. Das Halteorgan kann einen Auskehlungsteil einschließen; und das isolierende Substrat kann derart in den Auskehlungsteil eingepasst sein, dass die eine Oberfläche des isolierenden Substrats, auf der der Temperaturausgleichssensor angeordnet ist, dem Auskehlungsteil gegenüber angeordnet ist.
  • Zusätzlich dazu kann der Durchflusssensor einen Wärmeisolator umfassen, der den gesamten oder einen Teil des Temperaturausgleichswiderstandes abdeckt.
  • Diese Erfindung kann einen Durchflusssensor, der geeignet ist, die Verschlechterung der Reaktionsfähigkeit und Sensibilität für eine Fluidströmung zu unterdrücken, selbst wenn Chipwiderstände, die auf einem isolierenden Substrat als ein Wärmewiderstand und als ein Temperaturausgleichswiderstand verwendet werden, bereitstellen.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine Draufsicht eines Durchflusssensors gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführung.
    • 2 zeigt ein schematisches Diagramm, das den Durchflusssensor gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung bildet.
    • 3A zeigt ein isolierendes Substrat gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung. 3B zeigt ein Halteorgan, das das isolierende Substrat gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung hält.
    • 4 zeigt eine Grafik, die vorübergehende Änderungen der Windgeschwindigkeitsleistung durch einen Durchflusssensor 1a gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführung, einen Vergleichs-Durchflusssensor und einen Referenz-Luftgeschwindigkeitsmesser, wenn ein Lufttunnel extern gesteuert ist, um einen Wind zu senden, der dieselbe Stärke gegenüber dem Durchflusssensor 1a, dem Vergleichs-Durchflusssensor und dem Referenz-Luftgeschwindigkeitsmesser aufweist, zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGEN
  • Nachstehend wird ein Durchflusssensor gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist eine Draufsicht des Durchflusssensors gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung. 2 ist ein schematisches Diagramm einer Schaltung, das den Durchflusssensor gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung bildet.
  • Der Durchflusssensor 1 gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung schließt einen Wärmewiderstand 2 und einen Signalverarbeitungsteil 4 ein, der ein Signal von einem Temperaturausgleichswiderstand 3 verarbeitet. Die Darstellung des Signalverarbeitungsteils 4 wird in 1 weggelassen. Hier dient der Wärmewiderstand 2 zum Detektieren eines Durchsatzes des Fluids durch Verwendung von dessen abgestrahlter Wärme. Der Temperaturausgleichswiderstand 3 dient zum Detektieren der Temperatur des Fluids selbst und zum Ausgleich eines Einflusses der Änderung bei der Fluidtemperatur.
  • Der Wärmewiderstand 2 ist ein Chipwiderstand, der auf einer vorderen Oberfläche 5a eines isolierenden Substrats 5 aus Harz angeordnet ist. Auch ist der Temperaturausgleichswiderstand 3 ein Chipwiderstand, der auf einer rückwärtigen Oberfläche 5b des isolierenden Substrats 5 angeordnet ist. In solchen Anordnungen des Wärmewiderstandes 2 und des Temperaturausgleichswiderstandes 3 ist der Temperaturausgleichswiderstand 3 auf einem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes 2 über das isolierende Substrat 5 angeordnet. Der Signalverarbeitungsteil 4 ist auf einem isolierenden Substrat 5e (gezeigt in 3A, später beschrieben) angeordnet, der getrennt von dem isolierenden Substrat 5 bereitgestellt ist und der in der äußeren Form mit dem isolierenden Substrat 5 identisch ist. In dem isolierenden Substrat 5 sind zwei Schlitze 5c und zwei Schlitze 5d geformt. Die Schlitze 5c, 5c, 5d und 5d dienen dazu, die Einstellung der Erleichterung (Wärmewiderstand) der Wärmeübertragung vom Heizwiderstand 2 auf den Temperaturausgleichswiderstand 3 über das isolierende Substrat 5 geeignet zu machen.
  • Der Grund dafür, dass der Temperaturausgleichswiderstand 3 auf dem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes 2 über das isolierende Substrat 5 angeordnet ist, besteht in dem Formen sowohl des Wärmewiderstandes 2 als auch des Temperaturausgleichswiderstandes 3 in eine Chipform und deren Anordnung auf dem isolierenden Substrat 5. Die Chipwiderstände dieses Typs strahlen Joule-Wärme nicht nur durch den Umgebungswind ab, sondern strahlen Joule-Wärme auch an das isolierende Substrat 5 durch ein Paar von Terminalelektroden ab. Wenn der Wärmewiderstand 2 und der Temperaturausgleichswiderstand 3 derart angeordnet sind, dass die Temperaturen des Temperaturausgleichswiderstandes 3 unabhängig von der Wärmeabstrahlung des Wärmewiderstandes 2 gleich der Temperatur des Fluids werden, ist eine Wärmezeitkonstante, die durch eine Wärmekapazität des isolierenden Substrats 5 verursacht ist, vollständig in die Temperatursteuerung des Wärmewiderstandes 2 eingeschlossen. Dadurch wird die Reaktionsfähigkeit des Durchflusssensors 1 erheblich verschlechtert. Durch Anordnen des Temperaturausgleichswiderstandes 3 auf dem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes 2 und Einstellung der Temperaturen der Terminalabschnitte des Wärmewiderstandes 2 und des Temperaturausgleichswiderstandes 3, damit diese so gleichmäßig wie möglich ist, wird ein Einfluss einer Wärmezeitkonstanten durch die Wärmekapazität des isolierenden Substrats 5 derart reduziert, dass die Reaktionsfähigkeit der Steuerung des Signalverarbeitungsteils 4, der eine Temperaturdifferenz des Wärmewiderstandes 2 und des Temperaturausgleichswiderstandes 3 steuert, hoch gehalten werden kann.
  • Hier wird ein Durchflusssensor 1a, in dem ein Halteorgan 6 zu dem Durchflusssensor 1 hinzugefügt wurde, gemäß einer Ausführung dieser Erfindung beschrieben. Die 3A und 3B stellen das isolierende Substrat 5, ein isolierendes Substrat 5e und das Halteorgan 6 dar, das das isolierende Substrat 5 und 5e hält. 3A stellt ähnlich wie 1 das isolierende Substrat 5 in einer Draufsicht dar. Der Durchflusssensor 1a gemäß der Ausführung der vorliegenden Erfindung schließt weiterhin das Halteorgan 6 zum Halten des isolierenden Substrats 5 ein. Wie in 3B gezeigt, hat das Halteorgan 6 einen Auskehlungsteil 7. Zusätzlich dazu ist das isolierende Substrat 5 fest in den Auskehlungsteil 7 derart eingepasst, dass die rückwärtige Oberfläche 5b des isolierenden Substrats 5 dem Auskehlungsteils 7 gegenüberliegt.
  • 3A stellt dar, dass das isolierende Substrat 5 und das isolierende Substrat 5e in der Pfeilrichtung bewegt und in den Auskehlungsteil 7 des Halteorgans 6 eingepasst werden. Zusätzlich dazu ist 3B eine Schnittperspektive gemäß der Linie A-A in 3A, nachdem das isolierende Substrat 5 und das isolierende Substrat 5e in den Auskehlungsteil 7 eingepasst sind. Wie in 3B gezeigt, ist das isolierende Substrat 5e, auf dem der Signalverarbeitungsteil 4 angeordnet ist, daran gehindert, von dem Halteorgan 6 freigelegt zu sein und ist fest in den Auskehlungsteil 7 derart eingepasst, dass es über dem isolierenden Substrat 5 überlagert ist. Anzumerken ist, dass in 3B die Darstellung des Signalverarbeitungsteils 4 und der Schlitze 5c und 5d weggelassen ist.
  • Da der Wärmewiderstand 2 dem Auskehlungsteil 7 wie oben beschrieben nicht gegenüberliegt, ist der Wärmewiderstand 2 der Außenluft ausgesetzt. In dem Fall, in dem Wind zu der Seite der vorderen Oberfläche 5a des isolierenden Substrats 5 gesendet wird, kann dementsprechend das isolierende Substrat 5 als ein Barrieorgan fungieren, das Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Temperaturausgleichswiderstand 3 und dem Wind (Fluid) als Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Wärmewiderstand 2 und dem Wind reduziert. Mit anderen Worten, in diesem Fall dient das isolierende Substrat 5 ebenfalls als Barriereorgan. Dies gilt ebenfalls für den Durchflusssensor 1, der das Halteorgan 6 nicht hat.
  • In einem Fall, in dem der Wärmewiderstand 2 und der Temperaturausgleichswiderstand 3 auf jeder der vorderen und rückwärtigen Oberflächen des isolierenden Substrats 5 angeordnet sind, dient das isolierende Substrat 5 hier nicht immer als das Barriereorgan. In dem in der Patentschrift 1 beschriebenen Durchflusssensor z. B. hat ein isolierendes Substrat eine Öffnung in seinem Teil und ein Wärmewiderstand und ein Temperaturausgleichswiderstand sind auf jeder der vorderen und rückwärtigen Oberflächen des isolierenden Substrats angeordnet, wobei die Öffnung dazwischen angeordnet ist. Ein derartiges isolierendes Substrat gilt nicht als ein Barriereorgan, da es effektiv die Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Temperaturausgleichswiderstand und einem Fluid als Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Wärmewiderstand und dem Fluid reduziert.
  • Der Wärmewiderstand 2 und der Temperaturausgleichswiderstand 3 jedes Durchflusssensors 1 und 1a und der Widerstände 8a und 8b, die chipförmig sind, bilden eine allgemein bekannte, spannungsteilende Schaltung, wie in 2 gezeigt. Der Signalverarbeitungsteil 4 schließt die Widerstände 8a und 8b, einen betriebsbereiten Verstärker 9 und einen Transistor 10 ein (weitere Bauteile des Signalverarbeitungsteils 4 sind nicht dargestellt). Hier ist ein Widerstandstemperaturkoeffizient (TCR) des Wärmewiderstandes 2 und des Temperaturausgleichswiderstandes 3 größer als ein TCR der Widerstände 8a und 8b.
  • Ein Wind wird zu der Seite der vorderen Oberfläche 5a des isolierenden Substrats 5 jedes Durchflusssensors 1 und 1a z. B. durch Anfachen eines Gebläses gesendet. Dann nimmt die Temperatur des Wärmewiderstandes 2 ab. Der Signalverarbeitungsteil 4 wendet eine Antriebsspannung derart auf den Wärmewiderstand 2 an, dass eine Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmewiderstand 2 und dem Temperaturausgleichswiderstand 3 ständig konstant ist. Der Durchflusssensor 1a gibt einen Durchsatz (Windgeschwindigkeit) des Fluids in konvertierter Form unter Verwendung einer Änderung der für die oben genannte Erwärmung benötigten Spannung ab. Die Intensität oder dergleichen des Ausgabedurchsatzes (Windgeschwindigkeit) wird durch eine Lichtmenge, eine Emissionsfarbe oder dergleichen einer LED (Leuchtdiode) dargestellt. Wenn die Windgeschwindigkeit des Windes z. B. hoch ist, wird die Lichtmenge der LED erhöht (erhellt), während die Lichtmenge der Windgeschwindigkeit gesenkt (verdunkelt) wird, wenn die Windgeschwindigkeit des Windes niedrig ist, oder die Windgeschwindigkeit wird als ein spezifischer digitaler Wert angezeigt.
  • (Experiment)
  • Vorbereitet wurde ein Vergleichs-Durchflusssensor mit einer zu dem Durchflusssensor 1a gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung identischen Konfiguration, mit der Ausnahme, dass der Wärmewiderstand 2 auf der vorderen Oberfläche 5a des isolierenden Substrats 5 angeordnet war. Bei diesem Vergleichs-Durchflusssensor war der Temperaturausgleichswiderstand 3 auf einem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes 2 über das isolierende Substrat 5 ähnliche dem Durchflusssensor 1a angeordnet.
  • 4 ist eine Grafik, die vorübergehende Änderungen der Windgeschwindigkeitsleistung durch einen Durchflusssensor 1a, den Vergleichs-Durchflusssensor und einen Referenz-Luftgeschwindigkeitsmesser, wenn ein Lufttunnel extern gesteuert war, um einen Wind zu senden, der dieselbe Stärke gegenüber dem Durchflusssensor 1a, dem Vergleichs-Durchflusssensor und dem Referenz-Luftgeschwindigkeitsmesser aufweist, zeigt.
  • Hier wurde als Referenz-Luftgeschwindigkeitsmesser ein kalibrierter Luftgeschwindigkeitsmesser (von KANOMAX JAPAN INCORPORATED hergestelltes System 6244) verwendet. In 4 wird als eine Referenz die Windgeschwindigkeit, die durch den Referenz-Luftgeschwindigkeitsmesser ausgegeben wird, durch eine gestrichelte Linie (S) dargestellt. Hinsichtlich der Windgeschwindigkeit wurde als Referenz in einem Fall, in dem der Wind zweimal unter denselben Bedingungen unter Verwendung des obigen Tunnels versendet wurde, eine mit der gestrichelten Linie (s) in 4 nahezu identische Windgeschwindigkeit ausgegeben und somit angezeigt, dass eine Reproduzierbarkeit erreicht wurde.
  • 4 zeigt an, dass eine Windgeschwindigkeit (dargestellt durch eine durchgehende Linie B), die durch den Vergleichs-Durchflusssensor ausgegeben wird, in ihrer Reaktionsfähigkeit und Sensibilität im Vergleich zu der Windgeschwindigkeit (dargestellt durch eine durchgehende Linie A), die durch den Durchflusssensor 1a ausgegeben wird, niedriger ist. Offensichtlich ist die Tendenz insbesondere nach dem Beginn des Sendens des Windes in 10 oder mehr Sekunden, in denen die Windgeschwindigkeit beginnt, sich zu stabilisieren. Der Grund dafür ist, dass der Temperaturausgleichswiderstand 3 eine höhere Temperatur hatte als die Raumtemperatur, da der Temperaturausgleichswiderstand 3 über das isolierende Substrat 5 auf dem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes 2 angeordnet war.
  • Mit anderen Worten, wenn der Temperaturausgleichswiderstand 3 in einer Temperaturumgebung, die mit dem Fall der Raumtemperatur äquivalent ist, an einer Stelle, an der es für den Temperaturausgleichswiderstand 3 schwierig sein kann, die Temperatur erheblich zu ändern, wenn er mit Wind in Kontakt ist, d. h. der Temperaturausgleichswiderstand 3 ist in einer Hochtemperaturumgebung angeordnet, angeordnet sein kann. In diesem Fall ändert sich die Temperatur des Temperaturausgleichswiderstands 3 erheblich, wenn der Temperaturausgleichswiderstand 3 problemlos mit Wind in Kontakt kommt. Dann, wenn der Signalverarbeitungsteil 4 eine Antriebsspannung derart auf den Wärmewiderstand 2 anwendet, dass eine Temperaturdifferenz zwischen dem Wärmewiderstand 2 und dem Temperaturausgleichswiderstand 3 ständig konstant ist, wendet der Signalverarbeitungsteil 4 eine Fehlerspannung an. Das ist ein Grund dafür, dass die Reaktionsfähigkeit und die Sensibilität des Vergleichs-Durchflusssensors niedriger sind.
  • Die Ergebnisse des Durchflusssensors 1a in 4 waren identisch mit den Ergebnissen, die in einem Fall erhalten wurden, bei dem ein so genanntes KAPTON-(eingetragene Marke) -Klebeband, das einen Hauptbestandteil aus Polyimidfolie als Wärmeisolator enthält, drei Mal um den Temperaturausgleichswiderstand 3 des Vergleichs-Durchflusssensors gewickelt wurde, bevor der Temperaturausgleichswiderstand 3 beschichtet wurde. Mit anderen Worten, reduzierte Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Temperaturausgleichswiderstand und dem Wind bewirken, dass der Durchflusssensor 1a gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung eine gute Reaktionsfähigkeit und Sensibilität aufweist.
  • (Durch die Ausführungen erhaltener Hauptvorteil)
  • Die Durchflusssensoren 1 und 1a gemäß den erfmdungsgemäßen Ausführungen können jeweils die Verschlechterung der Reaktionsfähigkeit und Sensibilität gegenüber Wind (Fluid) selbst in dem Fall der Verwendung der Chipwiderstände, die auf dem isolierenden Substrat 5 angeordnet sind, als Wärmewiderstand 2 und Temperaturausgleichswiderstand 3 verschlechtern.
  • Zusätzlich dazu verwenden die Durchflusssensoren 1 und 1a gemäß den Ausführungen jeweils Chipwiderstände, die auf dem isolierenden Substrat 5 angeordnet sind, als Wärmewiderstand 2 und Temperaturausgleichswiderstand 3. Es ist allgemein üblich, als Wärmewiderstand und Temperaturausgleichswiderstand für die Verwendung in einem Durchflusssensor keine Chipwiderstände, sondern Widerstände mit Blindmaterial zu verwenden. Allerdings weisen Widerstände mit Blindmaterial schwache mechanische Eigenschaften auf und sind teuer, da als Hauptmaterial Platin verwendet wird. In dieser Hinsicht weisen Chipwiderstände die Vorteile einer ausgezeichneten mechanischen Festigkeit und eine günstige Herstellbarkeit auf.
  • Zusätzlich dazu schließen die Durchflusssensoren 1 und 1a jeweils den Temperaturausgleichswiderstand 3 ein, der auf dem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes 2 über das isolierende Substrat 5 angeordnet ist. Dementsprechend können die Temperaturen des Wärmewiderstandes 2 und des Temperaturausgleichswiderstandes 3 im Besonderen, die Temperaturen ihrer Terminalposition angeglichen werden. Somit kann bei der Messung der Windgeschwindigkeit und insbesondere in dem Fall des Fehlens von Wind die Steuerreaktionsfähigkeit bei der Temperatursteuerung des Wärmewiderstandes 2 verbessert werden.
  • Zusätzlich dazu schließt der Durchflusssensor 1a gemäß der erfmdungsgemäßen Ausführung das Halteorgan 6 ein, das das isolierende Substrat 5 hält, und das Halteorgan 6 weist den Auskehlungsteil 7 auf. Das isolierende Substrat 5 ist fest in den Auskehlungsteil 7 derart eingepasst, dass die rückwärtige Oberfläche 5b des isolierenden Substrats 5 dem Auskehlungsteil 7 gegenüberliegt. Dadurch wird bewirkt, dass der Wärmewiderstand 2 mit der Außenluft derart in Kontakt kommt, dass in dem Wärmewiderstand 2 erhöhte Kontaktmöglichkeiten mit Wind bestehen.
  • (Weitere Ausführungen)
  • Der oben beschriebene Durchflusssensor 1 und 1a gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungen sind geeignete Beispiele dieser Erfindung. Allerdings ist diese Erfindung nicht auf sie beschränkt und kann ohne Änderung ihres Hauptinhaltes verschiedentlich abgeändert werden.
  • Zum Beispiel schließen die Durchflusssensoren 1 und 1a gemäß den erfindungsgemäßen Ausführungen jeweils den Wärmewiderstand 2, der auf der vorderen Oberfläche 5a des isolierenden Substrats 5 angeordnet ist, und den Temperaturausgleichswiderstand 3 auf, der auf der rückwärtigen Oberfläche 5b des isolierenden Substrats 5 angeordnet ist, ein. Allerdings können der Wärmewiderstand 2 und der Temperaturausgleichswiderstand 3 wie in dem Fall des oben beschriebenen Vergleichs-Durchflusssensors auf derselben Oberfläche des isolierenden Substrats 5 angeordnet sein.
  • Weiterhin ist der Signalverarbeitungsteil 4 auf einem isolierenden Substrat e angeordnet, das unterschiedlich von dem isolierenden Substrat 5 ist, auf dem der Wärmewiderstand 2 und der Temperaturausgleichswiderstand 3 angeordnet sind. Allerdings kann der Signalverarbeitungsteil 4 auf dem isolierenden Substrat 5 angeordnet sein, auf dem der Wärmewiderstand 2 und der Temperaturausgleichswiderstand 3 angeordnet sind.
  • Zusätzlich dazu schließen die Durchflusssensoren 1 und 1a jeweils den Temperaturausgleichswiderstand 3 ein, auf dem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes 2 über das isolierende Substrat 5 angeordnet ist. Der Grund dafür ist, dass die Temperaturunterschiede der Terminalabschnitte des Wärmewiderstandes 2 und der Temperaturausgleichswiderstand 3 problemlos angeglichen werden können. Wenn dieser Zustand beibehalten werden kann, ist es dementsprechend nicht notwendig, den Temperaturausgleichswiderstand 3 über das isolierende Substrat 5 auf dem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes 2 zu halten. Zum Beispiel kann der Temperaturausgleichswiderstand 3 auf dem isolierenden Substrat 5e angeordnet sein, auf dem der Signalverarbeitungsteil 4 angeordnet ist.
  • Zusätzlich dazu kann es unnötig sein, die zwei Schlitze 5c und die zwei Schlitze in dem isolierenden Substrat 5 zu formen, wenn die Wärmeleitfähigkeit (Wärmewiderstand) der Wärme von dem Wärmewiderstand 2 zu dem Temperaturausgleichswiderstand 3 über das isolierende Substrat 5 geeignet ist.
  • Zusätzlich dazu schließt der Durchflusssensor 1a gemäß der erfindungsgemäßen Ausführung das Halteorgan 6 zum Halten des isolierenden Substrats 5 und 5e ein. Allerdings kann das Halteorgan 6 weggelassen werden, da es kein wesentliches Bauteil ist. Da jedoch der Durchflusssensor 1a eine Konfiguration verwendet, in der das isolierende Substrat 5 in das Halteorgan 6 eingepasst ist, dient das isolierende Substrat 5 ebenfalls als Barriereorgan. Wenn das Halteorgan 6 weggelassen ist, ist es notwendig, die Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Temperaturausgleichswiderstand 3 und dem Wind als Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Wärmewiderstand 2 und dem Wind zu reduzieren.
  • Zusätzlich dazu wird in jeder erfindungsgemäßen Ausführung das Barriereorgan als isolierendes Substrat 5 verwendet, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann ein Wärmeisolator, der den gesamten oder einen Teil des Temperaturausgleichswiderstandes 3 abdeckt, als das Barriereorgan verwendet werden. Ein Klebeband, eine Klebeverbindung, ein formbares Material oder dergleichen kann zum Beispiel als ein solcher Wärmeisolator verwendet werden.
  • Zusätzlich dazu wurden die Durchflusssensoren 1 und 1a gemäß den erfmdungsgemäßen Ausführungen derart gestaltet, dass sie auf Windgeschwindigkeitssensoren abzielen, die auf Winde (Gas, Luft, Atmosphäre) als Fluide ausgerichtet sind. Allerdings findet diese Erfindung auf Durchflusssensoren Anwendung, die auf andere Flüssigkeiten als auf Winde, zum Beispiel auf Flüssigkeiten, wie etwa Wasser, ausgerichtet sind.
  • Zusätzlich dazu schließen die Durchflusssensoren 1 und 1a jeweils das Barriereorgan ein. Allerdings können Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Temperaturausgleichswiderstand 3 und dem Wind in Abhängigkeit von der Konfiguration des Durchflusssensors 1 als Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Wärmewiderstand 2 und dem Wind reduziert werden, in dem das Barriereorgan nicht verwendet wird. Das schließt zum Beispiel eine Gestaltung des Wärmewiderstandes 2 und des Temperaturausgleichswiderstandes 3 ein.
  • Dieser Antrag basiert auf dem japanischen Antrag Nr. 2015-196674 , der am 2. Oktober 2015 eingereicht wurde. Alle Inhalte dieses Antrags sind hierin aufgenommen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 0953967 [0003]
    • JP 0835978 [0003]
    • JP 2015196674 [0041]

Claims (4)

  1. Durchflusssensor, umfassend: einen Signalverarbeitungsteil, der Signale von einem Wärmewiderstand und einem Temperaturausgleichswiderstand verarbeitet, wobei: der Durchflusssensor einen Durchsatz durch Verwenden der Wärmeabstrahlung des Wärmewiderstandes detektiert; der Wärmewiderstand und der Temperaturausgleichswiderstand Chipwiderstände sind, die auf einem isolierenden Substrat angeordnet sind; der Temperaturausgleichswiderstand auf einem Wärmeabstrahlpfad des Wärmewiderstandes über das isolierende Substrat angeordnet ist; und die Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Temperaturausgleichswiderstand und dem Fluid als Kontaktmöglichkeiten zwischen dem Wärmewiderstand und dem Fluid reduziert sind.
  2. Durchflusssensor gemäß Anspruch 1, wobei der Temperaturausgleichswiderstand auf einer Oberfläche des isolierenden Substrats angeordnet ist, wobei die eine Oberfläche umgekehrt zu einer Oberfläche ist, auf der der Wärmewiderstand angeordnet ist.
  3. Durchflusssensor gemäß Anspruch 2, weiterhin umfassend ein Halteorgan, das das isolierende Substrat hält, wobei: das Halteorgan einen Auskehlungsteil einschließt; und das isolierende Substrat derart in den Auskehlungsteil eingepasst ist, dass die eine Oberfläche des isolierenden Substrats, auf dem der Temperaturausgleichssensor angeordnet ist, dem Auskehlungsteil gegenüberliegt.
  4. Durchflusssensor gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend einen Wärmeisolator, der den gesamten oder einen Teil des Temperaturausgleichswiderstandes abdeckt.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6825821B2 (ja) 2016-04-26 2021-02-03 Koa株式会社 流量センサ
JP6825869B2 (ja) 2016-09-30 2021-02-03 Koa株式会社 画像表示装置
JP7054328B2 (ja) * 2017-09-11 2022-04-13 Koa株式会社 センサユニット、及びそれを用いた多連式センサ
JP7445369B2 (ja) * 2018-09-21 2024-03-07 Koa株式会社 流量センサ装置
JP7129746B2 (ja) * 2019-01-17 2022-09-02 Koa株式会社 流量センサ装置及びカバー付き流量センサ装置
JP7410022B2 (ja) * 2019-04-16 2024-01-09 智一 池野 流速センサ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835978A (ja) 1994-07-20 1996-02-06 Murata Mfg Co Ltd 風速センサ
JPH0953967A (ja) 1995-08-17 1997-02-25 Murata Mfg Co Ltd 流量センサ
JP2015196674A (ja) 2014-04-03 2015-11-09 信越化学工業株式会社 シラザン化合物の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611374A (ja) * 1992-03-31 1994-01-21 Fuji Electric Co Ltd 流体フローセンサ
JPH06109510A (ja) * 1992-09-28 1994-04-19 Murata Mfg Co Ltd 熱式流量計
JP2859831B2 (ja) * 1995-05-25 1999-02-24 光照 木村 フローセンサ、その製造方法および駆動方法
JPH09243428A (ja) * 1996-03-06 1997-09-19 Aisan Ind Co Ltd 吸入空気流量測定装置用センサ
JP2000227353A (ja) * 1999-02-08 2000-08-15 Denso Corp 熱式流量センサ及びその製造方法
DE102005025810A1 (de) * 2005-06-02 2006-12-07 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Verfahren und Schaltungsanordnung zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit eines Fluids
JP4935225B2 (ja) * 2006-07-28 2012-05-23 株式会社島津製作所 電子部品実装体

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0835978A (ja) 1994-07-20 1996-02-06 Murata Mfg Co Ltd 風速センサ
JPH0953967A (ja) 1995-08-17 1997-02-25 Murata Mfg Co Ltd 流量センサ
JP2015196674A (ja) 2014-04-03 2015-11-09 信越化学工業株式会社 シラザン化合物の製造方法

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