JP2000146655A - Flow sensor - Google Patents

Flow sensor

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JP2000146655A
JP2000146655A JP10326740A JP32674098A JP2000146655A JP 2000146655 A JP2000146655 A JP 2000146655A JP 10326740 A JP10326740 A JP 10326740A JP 32674098 A JP32674098 A JP 32674098A JP 2000146655 A JP2000146655 A JP 2000146655A
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JP
Japan
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flow rate
fluid
flow
temperature
detecting
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Pending
Application number
JP10326740A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kiyoshi Yamagishi
喜代志 山岸
Kenichi Hiraizumi
健一 平泉
Takayuki Takahata
孝行 高畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Publication date
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Application filed by Mitsui Mining and Smelting Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Priority to EP99937076A priority patent/EP1128167A4/en
Priority to KR10-2001-7002089A priority patent/KR100466911B1/en
Priority to US09/763,290 priority patent/US6604417B1/en
Priority to CNB998110655A priority patent/CN1174223C/en
Priority to PCT/JP1999/004406 priority patent/WO2000011436A1/en
Priority to CA002340755A priority patent/CA2340755A1/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow sensor capable of accurately measuring the quantity of flow of a viscous fluid in piping under a wide range of environmental and temperature conditions. SOLUTION: The flow sensor is provided with a fluid flow conduit 4 and a heat transferring fin plate 14 for detecting the quantity of flow. The fin plate 14 receives the effects of produced heat at a flow quantity detecting part in a flow quantity detecting unit 51 and is arranged so as to be extended into the fluid flow conduit 4. Temperature sensing under the effects of heat absorption by a fluid to be detected is performed via the fin plate 14 on the basis of produced heat at the flow quantity detecting part. Then the quantity of flow of the fluid to be detected in the fluid flow conduit 4 is detected on the basis of the results of the temperature detection. The fin plate 14 is exposed only in the center region within 80% of the radial distance between the center line A and wall of the conduit 4 in the conduit 4, and its base part is covered with a heat insulating member 55.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流体流量検知技術
に属するものであり、特に、配管内を流れる流体の流量
を検知するための流量センサーに関する。本発明は特に
流量センサーの測定精度の向上を企図したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluid flow rate detection technique, and more particularly to a flow rate sensor for detecting a flow rate of a fluid flowing in a pipe. The present invention particularly aims at improving the measurement accuracy of the flow sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
各種流体特に液体の流量(あるいは流速)を測定する流
量センサー(あるいは流速センサー)としては、種々の
形式のものが使用されているが、低価格化が容易である
という理由で、いわゆる熱式(特に傍熱型)の流量セン
サーが利用されている。
2. Description of the Related Art
Various types of flow sensors (or flow rate sensors) for measuring the flow rate (or flow rate) of various fluids, especially liquids, are used, but because of the ease of cost reduction, a so-called thermal type (or flow rate sensor) is used. In particular, indirect heat type) flow sensors are used.

【0003】この傍熱型流量センサーとしては、基板上
に薄膜技術を利用して薄膜発熱体と薄膜感温体とを絶縁
層を介して積層し、基板と配管内の流体とを熱的に接続
させるように配置したものが使用されている。発熱体に
通電することにより感温体を加熱し、該感温体の電気的
特性例えば電気抵抗の値を変化させる。この電気抵抗値
の変化(感温体の温度上昇に基づく)は、配管内を流れ
る流体の流量(流速)に応じて変化する。これは、発熱
体の発熱量のうちの一部が基板を経て流体中へと伝達さ
れ、この流体中へ拡散する熱量は流体の流量(流速)に
応じて変化し、これに応じて感温体へと供給される熱量
が変化して、該感温体の電気抵抗値が変化するからであ
る。この感温体の電気抵抗値の変化は、流体の温度によ
っても異なり、このため、上記感温体の電気抵抗値の変
化を測定する電気回路中に温度補償用の感温素子を組み
込んでおき、流体の温度による流量測定値の変化をでき
るだけ少なくすることも行われている。
In this indirectly heated flow sensor, a thin-film heating element and a thin-film temperature sensing element are laminated on a substrate using a thin-film technology via an insulating layer, and the substrate and the fluid in the pipe are thermally separated. Those that are arranged to be connected are used. By energizing the heating element, the temperature sensing element is heated to change the electrical characteristics of the temperature sensing element, for example, the value of electrical resistance. This change in the electric resistance value (based on the temperature rise of the temperature sensing element) changes according to the flow rate (flow velocity) of the fluid flowing in the pipe. This is because a part of the calorific value of the heating element is transmitted to the fluid via the substrate, and the amount of heat diffused into the fluid changes according to the flow rate (flow velocity) of the fluid. This is because the amount of heat supplied to the body changes and the electric resistance value of the thermosensitive body changes. The change in the electric resistance value of the temperature sensing element also differs depending on the temperature of the fluid. Therefore, a temperature sensing element for temperature compensation is incorporated in an electric circuit for measuring the change in the electric resistance value of the temperature sensing element. It has also been practiced to minimize the change in the flow measurement value due to the temperature of the fluid.

【0004】このような、薄膜素子を用いた傍熱型流量
センサーに関しては、例えば、特開平8−146026
号公報に記載がある。
[0004] Such an indirectly heated flow sensor using a thin film element is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-146,026.
There is a description in the publication.

【0005】ところで、従来の傍熱型の流量センサー
は、流量検知部の基板または該基板に対して熱的に接続
されたケーシングを配管の壁面から流体中に露出させる
ようにして配管に取り付けられている。
A conventional indirectly heated flow sensor is attached to a pipe so that a substrate of a flow detecting section or a casing thermally connected to the substrate is exposed to a fluid from a wall surface of the pipe. ing.

【0006】しかして、流体が粘性流体特に液体である
場合には、配管内の流体の流れと直交する断面における
流速分布が不均一となる(断面内の中央部と外周部とで
流速が大きく異なる)。上記従来の管壁に単に基板また
はそれに接続されたケーシング部分を露出させたものの
場合には、上記流速分布が、流量測定の精度に大きな影
響を与える。これは、流量検知に際して、配管の断面中
央部分を流れる流体の流速が考慮されず、配管の管壁近
傍における流体の流速のみが考慮されるからである。こ
のように、従来の流量センサーでは、粘性流体の場合に
は、正確な流量測定が困難であるという問題点があっ
た。尚、常温において粘度が低い流体であっても、温度
が低下するにつれて粘度が上昇するので、以上のような
流体の粘性に関連する問題が発生する。
[0006] However, when the fluid is a viscous fluid, particularly a liquid, the flow velocity distribution in a cross section orthogonal to the flow of the fluid in the pipe becomes non-uniform (the flow velocity is large at the central portion and the outer peripheral portion in the cross section). different). In the case where the substrate or the casing portion connected to the substrate is simply exposed on the conventional pipe wall, the flow velocity distribution greatly affects the accuracy of flow measurement. This is because the flow rate detection does not consider the flow velocity of the fluid flowing in the central portion of the cross section of the pipe, but only considers the flow velocity of the fluid near the pipe wall of the pipe. As described above, the conventional flow sensor has a problem that it is difficult to accurately measure the flow rate of a viscous fluid. In addition, even if the fluid has a low viscosity at room temperature, the viscosity increases as the temperature decreases, so that the above-described problems related to the viscosity of the fluid occur.

【0007】流量センサーが使用される温度環境は、地
理的条件及び屋内外の別などにより極めて広い範囲であ
り、更に、これらに季節的条件及び昼夜の別などが加わ
り、温度環境の変化も極めて大きく、このような幅広い
環境温度条件下において正確に流量を検知する流量セン
サーが望まれている。
[0007] The temperature environment in which the flow rate sensor is used is extremely wide depending on geographical conditions, indoors and outdoors, and seasonal conditions and day / night are added to the temperature environment. There is a need for a flow sensor that is large and that accurately detects flow under such a wide range of environmental temperature conditions.

【0008】そこで、本発明の目的は、粘性流体であっ
ても、幅広い環境温度条件下において、配管内を流れる
該流体の流量を正確に測定できる流量センサーを提供す
ることにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a flow rate sensor which can accurately measure the flow rate of a viscous fluid flowing in a pipe under a wide range of environmental temperature conditions.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、発熱機能及び感温機能
を有する流量検知部と、被検知流体の流通のための流体
流通管路と、前記流量検知部における発熱の影響を受け
且つ前記流体流通管路内に延出するように配置された流
量検知用熱伝達部材とを備えており、前記流量検知部に
おいて発熱に基づき前記流量検知用熱伝達部材を介して
前記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実行さ
れ、該感温の結果に基づき前記流体流通管路内の被検知
流体の流量の検知がなされる流量センサーであって、前
記流量検知用熱伝達部材は前記流体流通管路内において
該流体流通管路の径方向に関して管路中心線から管路璧
までの径方向距離の80%以内の中心領域においてのみ
露出していることを特徴とする流量センサー、が提供さ
れる。
According to the present invention, a flow detecting section having a heat generating function and a temperature sensing function, and a fluid flow pipe for flowing a fluid to be detected are provided. And a flow rate detecting heat transfer member arranged to be affected by heat generation in the flow rate detecting section and extend into the fluid flow conduit, and the flow rate detecting section detects the flow rate based on heat generation in the flow rate detecting section. A temperature sensing effected by the heat absorption by the fluid to be detected is performed via the heat transfer member for detection, and the flow rate at which the flow rate of the fluid to be detected in the fluid flow conduit is detected based on the result of the temperature sensing A sensor, wherein the heat transfer member for detecting flow rate is located within a center area within 80% of a radial distance from a pipe center line to a pipe wall in the fluid flow pipe in a radial direction of the fluid flow pipe. Only be exposed Flow sensor, wherein, is provided.

【0010】本発明の一態様においては、前記流量検知
用熱伝達部材は、前記流体流通管路の径方向に該流体流
通管路内へと延出しており、該流体流通管路内への延出
部分の先端は前記中心領域内に位置しており、前記中心
領域外に位置する前記延出部分の基部は流量検知関連熱
絶縁部材により覆われている。
[0010] In one aspect of the present invention, the heat transfer member for detecting flow rate extends into the fluid flow conduit in a radial direction of the fluid flow conduit. The distal end of the extension portion is located in the central region, and the base of the extension portion located outside the central region is covered with a heat insulation member related to flow rate detection.

【0011】本発明の一態様においては、前記流量検知
部及び前記流量検知用熱伝達部材の前記流量検知部と熱
的に接続された部分は熱絶縁性を有する流量検知用基体
部内に収容されており、該流量検知用基体部の一部によ
り前記流量検知関連熱絶縁部材が形成されている。
In one embodiment of the present invention, a portion of the flow rate detecting portion and the flow rate detecting heat transfer member which is thermally connected to the flow rate detecting portion is accommodated in a flow rate detecting base having thermal insulation. The flow rate detection related heat insulating member is formed by a part of the flow rate detection base.

【0012】本発明の一態様においては、前記流量検知
用基体部及び前記流量検知関連熱絶縁部材は合成樹脂製
である。
In one embodiment of the present invention, the base body for flow rate detection and the heat insulating member related to flow rate detection are made of synthetic resin.

【0013】本発明の一態様においては、前記流量検知
部は前記流体流通管路外において前記流量検知用熱伝達
部材の上に形成された薄膜発熱体及び該薄膜発熱体の発
熱の影響を受けるように配置された流量検知用薄膜感温
体とを含んでいる。
In one embodiment of the present invention, the flow rate detecting section is affected by a thin film heating element formed on the flow rate detecting heat transfer member outside the fluid flow conduit and heat generated by the thin film heating element. And a thin film temperature sensing element for flow rate detection arranged as described above.

【0014】本発明の一態様においては、前記流量検知
用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管
路内において該管路の方向に沿うように配置されてい
る。
In one embodiment of the present invention, the heat transfer member for detecting a flow rate has a flat plate shape and is arranged in the fluid flow channel along the direction of the channel.

【0015】本発明の一態様においては、前記流量検知
の際の温度補償を行うための流体温度検知部を含んでお
り、該流体温度検知部と前記流体流通管路内に延出する
ように配置された温度検知用熱伝達部材とが熱的に接続
されている。
In one embodiment of the present invention, a fluid temperature detecting portion for compensating for the temperature at the time of the flow rate detection is included, and the fluid temperature detecting portion and the fluid temperature detecting portion extend into the fluid flow pipe. The arranged temperature detecting heat transfer member is thermally connected.

【0016】本発明の一態様においては、前記温度検知
用熱伝達部材は前記流体流通管路内において前記中心領
域においてのみ露出している。
In one aspect of the present invention, the heat transfer member for temperature detection is exposed only in the central region in the fluid flow conduit.

【0017】本発明の一態様においては、前記温度検知
用熱伝達部材は、前記流体流通管路の径方向に該流体流
通管路内へと延出しており、該流体流通管路内への延出
部分の先端は前記中心領域内に位置しており、前記中心
領域外に位置する前記延出部分の基部は温度検知関連熱
絶縁部材により覆われている。
In one embodiment of the present invention, the temperature detecting heat transfer member extends radially into the fluid flow channel and into the fluid flow channel. The tip of the extension portion is located within the central region, and the base of the extension portion located outside the central region is covered with a temperature detection-related heat insulating member.

【0018】本発明の一態様においては、前記温度検知
部及び前記温度検知用熱伝達部材の前記温度検知部と熱
的に接続された部分は熱絶縁性を有する温度検知用基体
部内に収容されており、該温度検知用基体部の一部によ
り前記温度検知関連熱絶縁部材が形成されている。
In one embodiment of the present invention, a portion of the temperature detecting portion and the temperature detecting heat transfer member that is thermally connected to the temperature detecting portion is housed in a temperature detecting base having thermal insulation. The temperature detecting related heat insulating member is formed by a part of the temperature detecting base.

【0019】本発明の一態様においては、前記温度検知
用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管
路内において該管路の方向に沿うように配置されてい
る。
In one embodiment of the present invention, the heat transfer member for detecting temperature is formed in a flat plate shape and is arranged in the fluid passage along the direction of the passage.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1及び図2は本発明による流量センサー
の一実施形態を示す断面図であり、図1は被検知流体が
流通する流体流通管路に沿った断面を示し、図2は流体
流通管路と直交する断面を示す。
1 and 2 are cross-sectional views showing one embodiment of a flow sensor according to the present invention. FIG. 1 shows a cross section along a fluid circulation pipe through which a fluid to be detected flows, and FIG. 2 shows a cross section orthogonal to the pipeline.

【0022】これらの図において、2はケーシング本体
部であり、該ケーシング本体部を貫通して被検知流体の
流通のための流体流通管路4が形成されている。該管路
4はケーシング本体部2の両端まで延びている。Aは管
路4の中心線を示す。ケーシング本体部2の両端におい
て、外部配管と接続するための接続部(例えば詳細には
図示されていないクイックカップリング構造)6a,6
bが形成されている。ケーシング本体部2は合成樹脂製
たとえば塩化ビニル樹脂や耐薬品性及び耐油性が大きい
ガラス繊維強化のポリフェニレンサルファイド(PP
S)やポリブチレンテレフタレート(PBT)等からな
る。このケーシング本体部2には、管路4の上方にて素
子収容部5が形成されており、該素子収容部5にはケー
シング蓋体部8がネジまたは嵌合などにより固定されて
いる。該ケーシング蓋体部8と上記ケーシング本体部2
とによりケーシングが構成されている。
In these figures, reference numeral 2 denotes a casing main body, and a fluid circulation pipe 4 for circulating the fluid to be detected is formed through the casing main body. The pipe 4 extends to both ends of the casing body 2. A indicates the center line of the pipeline 4. At both ends of the casing body 2, connecting portions (for example, a quick coupling structure not shown in detail) 6a, 6 for connecting to an external pipe.
b is formed. The casing body 2 is made of synthetic resin such as vinyl chloride resin or glass fiber reinforced polyphenylene sulfide (PP) having high chemical resistance and oil resistance.
S) or polybutylene terephthalate (PBT). The casing main body 2 has an element accommodating portion 5 formed above the conduit 4, and a casing lid 8 is fixed to the element accommodating portion 5 by screws or fitting. The casing lid 8 and the casing body 2
These form a casing.

【0023】本実施形態では、ケーシング本体部2の素
子収容部5の内側(即ち管路4側)に、管路4に隣接し
て2つの素子ユニット保持部50,60が形成されてい
る。これら素子ユニット保持部50,60はいずれも管
路4の径方向を中心とする2段円筒状内面を有する。第
1の素子ユニット保持部50により流量検知ユニット5
1が保持されており、第2の素子ユニット保持部60に
より流体温度検知ユニット61が保持されている。
In the present embodiment, two element unit holding portions 50 and 60 are formed adjacent to the pipe 4 inside the element accommodating section 5 of the casing main body 2 (that is, on the pipe 4 side). Each of these element unit holding portions 50 and 60 has a two-stage cylindrical inner surface centered on the radial direction of the pipeline 4. The first element unit holding unit 50 allows the flow rate detection unit 5
1 is held, and the fluid temperature detection unit 61 is held by the second element unit holding portion 60.

【0024】図3に、流量検知ユニット51の断面図を
示す。図3に示されているように、流量検知ユニット5
1は、流量検知部12と、該流量検知部12に熱伝導性
良好な接合材16により接合された熱伝達用部材として
のフィンプレート14と、電極端子52と、流量検知部
12の電極を対応する電極端子52と電気的に接続する
ボンディングワイヤ28と、合成樹脂製の基体部53と
を有する。該基体部53は、熱伝達性が低く(すなわち
熱絶縁性を有する)耐薬品性や耐油性が大きく、例えば
PPSやPBT等からなる。基体部53は素子ユニット
保持部50の内周面に対応した2段円筒形状外周面を有
する。基体部53から、フィンプレート14の一部が管
路4の側へと延出しており、電極端子52の一部が管路
4と反対の側(外側)へと延出している。すなわち、流
量検知部12と、接合材16とフィンプレート14の一
部と、電極端子52の一部とボンディングワイヤ28と
が基体部53により封止されている。
FIG. 3 is a sectional view of the flow rate detection unit 51. As shown in FIG.
Reference numeral 1 denotes a flow rate detecting unit 12, a fin plate 14 as a heat transfer member joined to the flow rate detecting unit 12 by a bonding material 16 having good thermal conductivity, an electrode terminal 52, and an electrode of the flow rate detecting unit 12. It has a bonding wire 28 electrically connected to the corresponding electrode terminal 52 and a base 53 made of synthetic resin. The base portion 53 has low heat transfer (that is, has thermal insulation) and high chemical resistance and oil resistance, and is made of, for example, PPS or PBT. The base portion 53 has a two-stage cylindrical outer peripheral surface corresponding to the inner peripheral surface of the element unit holding portion 50. From the base portion 53, a part of the fin plate 14 extends toward the conduit 4 and a part of the electrode terminal 52 extends on the side (outside) opposite to the conduit 4. That is, the flow rate detector 12, the bonding material 16, a part of the fin plate 14, a part of the electrode terminal 52, and the bonding wire 28 are sealed by the base 53.

【0025】流量検知部12は、図4に示されている様
に、基板12−1の上面(第1面)上に絶縁層12−2
を形成し、その上に薄膜発熱体12−3を形成し、その
上に該薄膜発熱体のための1対の電極層12−4,12
−5を形成し、その上に絶縁層12−6を形成し、その
上に流量検知用薄膜感温体12−7を形成し、その上に
絶縁層12−8を形成したチップ状のものからなる。基
板12−1としては例えば厚さ0.5mm程度で大きさ
2〜3mm角程度のシリコンやアルミナなどからなるも
のを用いることができ(アルミナなどの絶縁基板を用い
る場合には、絶縁層12−2を省略することができ
る)、薄膜発熱体12−3としては膜厚1μm程度で所
望形状にパターニングしたサーメットからなるものを用
いることができ、電極層12−4,12−5としては膜
厚0.5μm程度のニッケルからなるもの又はこれに膜
厚0.1μm程度の金を積層したものを用いることがで
き、絶縁層12−2,12−6,12−8としては膜厚
1μm程度のSiO2 からなるものを用いることがで
き、薄膜感温体12−7としては膜厚0.5〜1μm程
度で所望形状例えば蛇行形状にパターニングした白金や
ニッケルなどの温度係数が大きく安定な金属抵抗膜を用
いることができる(あるいは酸化マンガン系のNTCサ
ーミスターからなるものを用いることもできる)。この
ように、薄膜発熱体12−3と薄膜感温体12−7とが
薄膜絶縁層12−6を介して極く近接して配置されてい
ることにより、薄膜感温体12−7は薄膜発熱体12−
3の発熱の影響を直ちに受けることになる。
As shown in FIG. 4, the flow rate detector 12 includes an insulating layer 12-2 on the upper surface (first surface) of the substrate 12-1.
Is formed thereon, and a thin film heating element 12-3 is formed thereon, and a pair of electrode layers 12-4, 12 for the thin film heating element is further formed thereon.
-5, an insulating layer 12-6 is formed thereon, a thin film temperature sensing element 12-7 for flow rate detection is formed thereon, and an insulating layer 12-8 is formed thereon. Consists of As the substrate 12-1, for example, a substrate made of silicon or alumina having a thickness of about 0.5 mm and a size of about 2 to 3 mm square can be used (when an insulating substrate such as alumina is used, the insulating layer 12- 2 can be omitted), the thin-film heating element 12-3 can be made of a cermet having a thickness of about 1 μm and patterned into a desired shape, and the electrode layers 12-4 and 12-5 have a thickness of about 1 μm. A layer made of nickel of about 0.5 μm or a layer of gold having a thickness of about 0.1 μm can be used, and the insulating layers 12-2, 12-6, and 12-8 have a thickness of about 1 μm. can be used made of SiO 2, the temperature coefficient such as platinum or nickel which is patterned into a desired shape for example meandering film thickness of about 0.5~1μm is a thin film temperature sensitive body 12-7 It can be used stable metal resistive film listening (or may be used made of NTC thermistor of manganese oxide based). As described above, since the thin-film heating element 12-3 and the thin-film thermosensitive element 12-7 are disposed very close to each other with the thin-film insulating layer 12-6 interposed therebetween, the thin-film thermosensitive element 12-7 is thin-film. Heating element 12-
3 will be immediately affected.

【0026】図3に示されているように、流量検知部1
2の一方の面すなわち基板12−1の第2面に、熱伝達
用部材としての平板状フィンプレート14が接合材16
により接合されている。フィンプレート14としては例
えば銅、ジュラルミン、銅−タングステン合金からなる
平板状のものを用いることができ、接合材16としては
例えば銀ペーストを用いることができる。
As shown in FIG. 3, the flow rate detector 1
2, a flat fin plate 14 as a heat transfer member is provided on one surface of the substrate 2, ie, the second surface of the substrate 12-1.
It is joined by. The fin plate 14 may be a flat plate made of, for example, copper, duralumin, or a copper-tungsten alloy, and the joining material 16 may be, for example, a silver paste.

【0027】図1及び図2に示されているように、流量
検知ユニット51(の基体部53)の外周面と素子ユニ
ット保持部50の内周面との間には、管路4に対するシ
ール部材としてのO−リング54が介在している。
As shown in FIGS. 1 and 2, between the outer peripheral surface of (the base portion 53 of) the flow rate detecting unit 51 and the inner peripheral surface of the element unit holding portion 50, a seal for the pipe line 4 is provided. An O-ring 54 as a member is interposed.

【0028】フィンプレート14は、上部分が流量検知
部12に接合されており、下部分が管路4内へと延びて
いる。該フィンプレート14は、ほぼ円形の断面を持つ
管路4において、その断面内の中央を通って上部から下
部へと該管路4を横切って延在している。但し、管路4
は必ずしも断面が円形である必要はなく、適宜の断面形
状が可能である。管路4内において、上記フィンプレー
ト14の幅(管路方向の寸法)は該フィンプレート14
の厚さより十分大きい。このため、フィンプレート14
は、管路4内における流体の流通に大きな影響を与える
ことなしに、流量検知部12と流体との間の熱伝達を良
好に行うことが可能である。
The fin plate 14 has an upper part joined to the flow rate detecting part 12 and a lower part extending into the pipeline 4. The fin plate 14 extends across the line 4 from the top to the bottom through the center in the cross section of the line 4 having a substantially circular cross section. However, pipeline 4
Does not necessarily have to have a circular cross section, but can have an appropriate cross section. In the pipeline 4, the width (dimension in the pipeline direction) of the fin plate 14 is
Bigger than the thickness of For this reason, the fin plate 14
The heat transfer between the flow rate detecting unit 12 and the fluid can be favorably performed without greatly affecting the flow of the fluid in the pipeline 4.

【0029】上記ケーシング本体部2には、素子ユニッ
ト保持部50から管路4に沿って隔てられた位置におい
て、素子ユニット保持部60が配置されている。素子ユ
ニット保持部60により流体温度検知ユニット61が保
持されている。
An element unit holding section 60 is disposed in the casing main body 2 at a position separated from the element unit holding section 50 along the pipeline 4. The fluid temperature detection unit 61 is held by the element unit holding section 60.

【0030】流体温度検知ユニット61は、基本的に
は、流量検知部12の代わりに流体温度検知部を用いた
ことが、流量検知ユニット51と異なる。即ち、流体温
度検知ユニット61は、流体温度検知部に熱伝導性良好
な接合材により接合された熱伝達用部材としてのフィン
プレート14’と、電極端子62と、流体温度検知部の
電極を対応する電極端子62と電気的に接続するボンデ
ィングワイヤと、合成樹脂製の基体部とを有する。基体
部から、フィンプレート14’の一部が管路4の側へと
延出しており、電極端子62の一部が管路4と反対の側
(外側)へと延出している。
The fluid temperature detecting unit 61 is basically different from the flow rate detecting unit 51 in that a fluid temperature detecting unit is used instead of the flow rate detecting unit 12. That is, the fluid temperature detection unit 61 corresponds to the fin plate 14 ′ as a heat transfer member joined to the fluid temperature detection unit by a bonding material having good heat conductivity, the electrode terminal 62, and the electrode of the fluid temperature detection unit. And a bonding wire electrically connected to the electrode terminal 62 to be formed, and a base made of synthetic resin. From the base portion, a part of the fin plate 14 ′ extends to the side of the conduit 4, and a part of the electrode terminal 62 extends to the side (outside) opposite to the conduit 4.

【0031】温度検知部は、上記流量検知部12と同様
な基板上に、同様な薄膜感温体(流体温度補償用薄膜感
温体)を形成したチップ状のものからなる。即ち、温度
検知部は、図4における薄膜発熱体12−3、1対の電
極層12−4,12−5及び絶縁層12−6を除去した
ものと同様にして構成することができる。また、温度検
知部には、流量検知部12と同様にして、接合材により
フィンプレート14’が接合されている。
The temperature detecting section is formed in a chip shape in which a similar thin-film thermosensitive element (a thin-film thermosensitive element for fluid temperature compensation) is formed on the same substrate as the flow rate detecting section 12. That is, the temperature detecting section can be configured in the same manner as in FIG. 4 except that the thin film heating element 12-3, the pair of electrode layers 12-4 and 12-5, and the insulating layer 12-6 are removed. Further, the fin plate 14 ′ is joined to the temperature detecting section by a joining material in the same manner as the flow rate detecting section 12.

【0032】図1に示されているように、流体温度検知
ユニット61の外周面と素子ユニット保持部60の内周
面との間には、管路4に対するシール部材としてのO−
リング64が介在している。
As shown in FIG. 1, between the outer peripheral surface of the fluid temperature detecting unit 61 and the inner peripheral surface of the element unit holding portion 60, an O-
A ring 64 is interposed.

【0033】流体温度検知ユニット61は、管路4内の
流体流通方向に関して流量検知ユニット51の下流側に
配置するのが好ましい。
The fluid temperature detecting unit 61 is preferably arranged on the downstream side of the flow rate detecting unit 51 in the fluid flow direction in the pipe 4.

【0034】上記ケーシング本体部2の素子収容部5内
には、流量検知ユニット51及び流体温度検知ユニット
61のための押え板32が配置されており、その上に配
線基板26が固定配置されている。該配線基板26の電
極のうちのいくつかは、上記流量検知ユニット51の電
極端子52とワイヤボンディング等により電気的に接続
されており(図示省略)、同様に上記流体温度検知ユニ
ット61の電極端子62とワイヤボンディング等により
電気的に接続されている(図示省略)。配線基板26の
電極のうちの他のいくつかは外部リード線30と接続さ
れていて、該外部リード線30はケーシング外へと延び
ている。この外部リード線30は予めケーシング本体部
2の所定の箇所に一体的に配置しておき、ケーシング本
体部2への配線基板26の取り付けの際に該配線基板2
6の電極との電気的接続を行うようにすることができ
る。
A holding plate 32 for the flow rate detecting unit 51 and the fluid temperature detecting unit 61 is arranged in the element housing portion 5 of the casing main body 2, and the wiring board 26 is fixedly arranged thereon. I have. Some of the electrodes of the wiring board 26 are electrically connected to the electrode terminals 52 of the flow rate detection unit 51 by wire bonding or the like (not shown). 62 are electrically connected by wire bonding or the like (not shown). Some of the other electrodes of the wiring board 26 are connected to external leads 30, which extend outside the casing. The external lead wire 30 is previously arranged integrally at a predetermined position of the casing main body 2, and when the wiring board 26 is attached to the casing main body 2,
Electrical connection with the electrode 6 can be made.

【0035】図5は本実施形態の流量センサーの回路構
成図である。供給電源は、例えば+15V(±10%)
であり、定電圧回路102に供給される。該定電圧回路
102は、例えば+6V(±3%)で出力0.1Wであ
り、その出力はブリッジ回路104に供給される。ブリ
ッジ回路104は流量検知用薄膜感温体104−1(上
記12−7)と温度補償用薄膜感温体104−2と可変
抵抗104−3,104−4とを含んでなる。
FIG. 5 is a circuit diagram of the flow sensor according to the present embodiment. The power supply is, for example, + 15V (± 10%)
And is supplied to the constant voltage circuit 102. The constant voltage circuit 102 has an output of 0.1 W at +6 V (± 3%), for example, and the output is supplied to a bridge circuit 104. The bridge circuit 104 includes a thin film temperature sensing element for flow rate detection 104-1 (12-7), a thin film temperature sensing element for temperature compensation 104-2, and variable resistors 104-3 and 104-4.

【0036】ブリッジ回路104のa,b点の電圧が差
動増幅回路106に入力される。該差動増幅回路106
は可変抵抗106aにより増幅率可変とされている。差
動増幅回路106の出力は積分回路108に入力され
る。これら増幅率可変の差動増幅回路106と積分回路
108とが、後述のように応答性設定手段として機能す
る。
The voltages at points a and b of the bridge circuit 104 are input to the differential amplifier circuit 106. The differential amplifier circuit 106
Is made variable by a variable resistor 106a. The output of the differential amplification circuit 106 is input to the integration circuit 108. The variable amplification factor differential amplifier circuit 106 and the integration circuit 108 function as responsiveness setting means as described later.

【0037】一方、上記供給電源は、NPNトランジス
ター110のコレクタに接続されており、該トランジス
ター110のエミッタは発熱体112に接続されてい
る。また、トランジスター110のベースには、上記積
分回路108の出力が入力される。即ち、供給電源はト
ランジスター110を経て薄膜発熱体112(上記12
−3)へと電流を供給し、該発熱体112にかかる電圧
はトランジスター110の分圧により制御される。そし
て、トランジスター110の分圧は、抵抗を介してベー
スへと入力される積分回路108の出力の電流により制
御され、トランジスター110は可変抵抗体として機能
し、発熱体112の発熱を制御する発熱制御手段として
機能する。
On the other hand, the power supply is connected to the collector of the NPN transistor 110, and the emitter of the transistor 110 is connected to the heating element 112. The output of the integration circuit 108 is input to the base of the transistor 110. That is, the power supply is through the transistor 110 and the thin film heating element 112 (the above-described 12
-3), and the voltage applied to the heating element 112 is controlled by the voltage division of the transistor 110. The voltage division of the transistor 110 is controlled by the output current of the integration circuit 108 input to the base via the resistor, and the transistor 110 functions as a variable resistor, and controls the heat generation of the heating element 112. Functions as a means.

【0038】即ち、流量検知部12において、薄膜発熱
体12−3の発熱に基づき、フィンプレート14を介し
て被検知流体による吸熱の影響を受けて、薄膜感温体1
2−7による感温が実行される。そして、該感温の結果
として、図5に示すブリッジ回路104のa,b点の電
圧Va,Vbの差が得られる。
That is, in the flow rate detecting section 12, the thin film heating element 1-3 is affected by the heat absorption of the fluid to be detected through the fin plate 14 based on the heat generated by the thin film heating element 12-3.
The temperature sensing according to 2-7 is executed. As a result of the temperature sensing, a difference between the voltages Va and Vb at points a and b of the bridge circuit 104 shown in FIG. 5 is obtained.

【0039】(Va−Vb)の値は、流体の流量に応じ
て流量検知用薄膜感温体104−1の温度が変化するこ
とで、変化する。予め可変抵抗104−3,104−4
の抵抗値を適宜設定することで、基準となる所望の流体
流量の場合において(Va−Vb)の値を零とすること
ができる。この基準流量では、差動増幅回路106の出
力は零であり、積分回路108の出力が一定となり、ト
ランジスター110の抵抗値も一定となる。その場合に
は、発熱体112に印加される分圧も一定となり、この
時の流量出力が上記基準流量を示すものとなる。
The value of (Va-Vb) changes when the temperature of the thin film temperature sensing element 104-1 for flow rate detection changes according to the flow rate of the fluid. Variable resistors 104-3, 104-4 in advance
By appropriately setting the resistance value, the value of (Va-Vb) can be made zero in the case of a desired fluid flow rate serving as a reference. At this reference flow rate, the output of the differential amplifier circuit 106 is zero, the output of the integration circuit 108 is constant, and the resistance value of the transistor 110 is also constant. In this case, the partial pressure applied to the heating element 112 is also constant, and the flow rate output at this time indicates the reference flow rate.

【0040】流体流量が基準流量から増減すると、差動
増幅回路106の出力は(Va−Vb)の値に応じて極
性(流量検知用感温体104−1の抵抗−温度特性の正
負により異なる)及び大きさが変化し、これに応じて積
分回路108の出力が変化する。積分回路108の出力
の変化の速さは差動増幅回路106の可変抵抗106a
による増幅率設定により調節することができる。これら
積分回路108と差動増幅回路106とにより、制御系
の応答特性が設定される。
When the flow rate of the fluid increases or decreases from the reference flow rate, the output of the differential amplifier circuit 106 varies depending on the polarity (Va-Vb) depending on the polarity of the resistance (temperature-sensing element 104-1 for flow rate detection). ) And the magnitude changes, and the output of the integration circuit 108 changes accordingly. The rate of change of the output of the integrating circuit 108 is determined by the variable resistor 106a of the differential amplifier 106.
Can be adjusted by setting the amplification factor. The response characteristics of the control system are set by the integrating circuit 108 and the differential amplifier circuit 106.

【0041】流体流量が増加した場合には流量検知用感
温体104−1の温度が低下するので、発熱体112の
発熱量を増加させる(即ち電流量を増加させる)よう、
積分回路108からはトランジスター110のベースに
対して、トランジスター110の抵抗を低下させるよう
な制御入力がなされる。
When the flow rate of the fluid increases, the temperature of the temperature sensing element 104-1 decreases, so that the amount of heat generated by the heating element 112 is increased (that is, the amount of current is increased).
From the integration circuit 108, a control input is made to the base of the transistor 110 so as to reduce the resistance of the transistor 110.

【0042】他方、流体流量が減少した場合には流量検
知用感温体104−1の温度が上昇するので、発熱体1
12の発熱量を減少させる(即ち電流量を減少させる)
よう、積分回路108からはトランジスター110のベ
ースに対して、トランジスター110の抵抗を増加させ
るような制御入力がなされる。
On the other hand, when the flow rate of the fluid decreases, the temperature of the flow rate detecting temperature sensing element 104-1 increases.
12 to reduce the amount of heat generation (that is, reduce the amount of current)
As described above, a control input for increasing the resistance of the transistor 110 is made from the integration circuit 108 to the base of the transistor 110.

【0043】以上のようにして、流体流量の変化によら
ず、常に流量検知用感温体104−1により検知される
温度が目標値となるように、発熱体112の発熱がフィ
ードバック制御される(流量検知用感温体104−1の
抵抗−温度特性の正負に応じて、必要な場合には差動増
幅回路106の出力の極性を適宜反転させる)。そし
て、その際に発熱体112に印加される電圧は流体流量
に対応しているので、これを流量出力として取り出す。
As described above, the heat generation of the heating element 112 is feedback-controlled so that the temperature detected by the flow rate detecting temperature sensor 104-1 always becomes the target value regardless of the change in the fluid flow rate. (If necessary, the polarity of the output of the differential amplifier circuit 106 is appropriately inverted according to the positive / negative of the resistance-temperature characteristic of the temperature sensing element 104-1 for flow rate detection). Since the voltage applied to the heating element 112 at this time corresponds to the fluid flow rate, this is taken out as a flow rate output.

【0044】これによれば、被検知流体の流量の如何に
かかわらず、発熱体112周囲の流量検知用感温体10
4−1の温度がほぼ一定に維持されるので、流量センサ
ーの経時劣化が少なく、また可燃性の被検知流体の着火
爆発の発生を防止することができる。また、発熱体11
2には定電圧回路が不要であるので、ブリッジ回路10
4のための低出力の定電圧回路102を用いれば良いと
いう利点がある。このため、定電圧回路の発熱量を小さ
くでき、流量センサーを小型化しても流量検知精度を良
好に維持することができる。
According to this, regardless of the flow rate of the fluid to be detected, the flow rate detecting temperature sensing element 10 around the heating element 112 can be used.
Since the temperature of 4-1 is maintained substantially constant, the deterioration of the flow rate sensor with time is small, and the occurrence of an ignition explosion of the flammable fluid to be detected can be prevented. The heating element 11
2 does not require a constant voltage circuit.
There is an advantage that a low-output constant voltage circuit 102 for P.4 may be used. For this reason, the calorific value of the constant voltage circuit can be reduced, and the flow rate detection accuracy can be maintained well even if the flow rate sensor is downsized.

【0045】本実施形態では、図1〜図3とくに図3に
示されているように、流量検知ユニット51の基体部5
3の下部は、管路4内へと突出しており、この突出部に
より熱絶縁部材55が形成されている。同様に、温度検
知ユニット61の基体部の下部は、管路4内へと突出し
ており、この突出部により熱絶縁部材65が形成されて
いる。これら熱絶縁部材55,65は、管路4内へのフ
ィンプレート14,14’の延出部分の基部が露出する
のを防止している。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3 and particularly in FIG.
The lower part of 3 protrudes into the pipeline 4, and a heat insulating member 55 is formed by this protruding part. Similarly, a lower portion of the base portion of the temperature detecting unit 61 projects into the duct 4, and the projecting portion forms a heat insulating member 65. These heat insulating members 55 and 65 prevent the bases of the extending portions of the fin plates 14 and 14 ′ from being exposed into the conduit 4.

【0046】図6は、管路中心線Aと直交する断面内に
おける管路4及びそこへと延出せるフィンプレート14
及び熱絶縁部材55を示す模式図である。熱絶縁部材5
5はフィンプレート14の延出部分の基部を覆ってい
る。即ち、フィンプレート14は、管路4内において、
管路中心線Aから基部側(上方側)に距離r1までの部
分と管路中心線Aから先端側(下方側)に距離r2まで
(先端まで)の部分とが露出している。このフィンプレ
ート14の露出部分は、管路中心線Aから半径Raまで
の中心領域X内に位置しており、該中心領域Xの周囲の
外周領域Yでは露出していない。ここで、管路4の半径
をRとした場合、Ra=0.8Rとされている。r1及
びr2は、これらの和(r1+r2)が0.7R以上と
なるように設定されるのが好ましい。これは、r1+r
2が小さくなるにつれて、フィンプレート14と流体と
の間で伝達される熱量が低減し、流量検知効率が低下す
る傾向にあるからである。
FIG. 6 shows a pipeline 4 and a fin plate 14 extending therethrough in a cross section orthogonal to the pipeline center line A.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a heat insulating member 55. Thermal insulation member 5
Numeral 5 covers the base of the extended portion of the fin plate 14. That is, the fin plate 14 is
A portion extending from the pipeline center line A to the base side (upper side) up to a distance r1 and a portion extending from the pipeline center line A to the distal side (downward) up to a distance r2 (up to the distal end) are exposed. The exposed portion of the fin plate 14 is located in the central region X from the pipeline center line A to the radius Ra, and is not exposed in the outer peripheral region Y around the central region X. Here, when the radius of the pipeline 4 is R, Ra = 0.8R. r1 and r2 are preferably set so that the sum (r1 + r2) of them becomes 0.7R or more. This is r1 + r
This is because the amount of heat transmitted between the fin plate 14 and the fluid tends to decrease and the flow rate detection efficiency tends to decrease as 2 becomes smaller.

【0047】このように、本実施形態では、管路4内に
おける被検知流体とフィンプレート14との間の熱伝達
は、被検知流体の流速が小さく流量検知の点では低感度
の外周領域Yを避けて、実質上、流速が比較的大きく効
率的に流量を検知し得る中心領域X内のフィンプレート
露出部においてのみ行なわれる。
As described above, in the present embodiment, the heat transfer between the fluid to be detected and the fin plate 14 in the pipeline 4 is performed in the outer peripheral region Y where the flow velocity of the fluid to be detected is small and the sensitivity is low in terms of flow rate detection. Is performed substantially only at the fin plate exposed portion in the central region X where the flow rate is relatively large and the flow rate can be efficiently detected.

【0048】また、被検知流体の流通の際の管路壁との
接触摩擦に基づき被検知流体に生ずる剪断応力は外周領
域Yで大きく、更に管路壁の表面粗さは一般には零では
ないので流体流通時に外周領域Yにおいてランダムに微
小な渦が発生する。このため、外周領域Yでは、被検知
流体の流通が不安定になる。従って、この外周領域Yを
避けて中心領域X内でのみ流量検知のための熱伝達を行
わせることで、安定した流量出力が得られる。
Further, the shear stress generated in the fluid to be detected based on the contact friction with the pipe wall when the fluid to be detected flows is large in the outer peripheral region Y, and the surface roughness of the pipe wall is generally not zero. Therefore, small eddies are randomly generated in the outer peripheral region Y during the flow of the fluid. For this reason, in the outer peripheral region Y, the flow of the detected fluid becomes unstable. Therefore, by performing heat transfer for flow rate detection only in the central area X avoiding the outer peripheral area Y, a stable flow rate output can be obtained.

【0049】以上、フィンプレート14の管路4内への
延出部分の基部を熱絶縁部材55により覆ってなる流量
検知関連の構造に関して説明したが、フィンプレート1
4’の管路4内への延出部分の基部を熱絶縁部材65に
より覆ってなる温度検知関連の構造も同様なものとする
ことができる。これにより、被検知流体の主要部分が通
過する中心領域X内の流体温度を的確に検知することが
でき、上記のようにして中心領域X内でのフィンプレー
ト14と被検知流体との間の熱伝達に基づき行われる流
量検知のための被検知流体の温度補償を的確に行うこと
が可能となる。
The structure related to the flow rate detection in which the base of the fin plate 14 extending into the conduit 4 is covered by the heat insulating member 55 has been described above.
The same structure can be applied to the temperature detection-related structure in which the base of the portion of 4 'extending into the conduit 4 is covered by the heat insulating member 65. This makes it possible to accurately detect the temperature of the fluid in the central region X through which the main portion of the fluid to be detected passes, and as described above, between the fin plate 14 and the fluid to be detected in the central region X. Temperature compensation of the fluid to be detected for flow rate detection performed based on heat transfer can be accurately performed.

【0050】図7は、以上のような本実施形態の流量セ
ンサーを用いて、20cc/minから80cc/mi
nへと流量を変化させた直後から変化後の流量を維持し
た場合の、出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフ
である。ここで、被検知流体として灯油を使用し、管路
径(2R)を4mmφとし、r1=r2=0.5Rとし
た。一方、図8は、熱絶縁部材55を用いない(即ち、
r1=R,r2=0.5R)こと以外は上記図7を得た
のと同様な流量センサーを用いて、同様な流量測定を行
った結果を示すグラフである。図8の場合に比べて、図
7の場合の方が流量出力電圧の振れ幅が小さく(約1/
3)、測定誤差が小さいことがわかる。
FIG. 7 shows the flow rate sensor of the present embodiment as described above.
11 is a graph showing a result of measuring a change in output voltage when the flow rate after the change is maintained immediately after the flow rate is changed to n. Here, kerosene was used as the fluid to be detected, the pipe diameter (2R) was 4 mmφ, and r1 = r2 = 0.5R. On the other hand, FIG. 8 does not use the heat insulating member 55 (ie,
8 is a graph showing the results of similar flow measurement performed using the same flow sensor as obtained in FIG. 7 except that r1 = R and r2 = 0.5R). The amplitude of the flow rate output voltage is smaller in the case of FIG. 7 than in the case of FIG.
3) It can be seen that the measurement error is small.

【0051】かくして、本実施形態においては、管路4
内の被検知流体の流量を正確且つ安定して検知すること
ができる。
Thus, in the present embodiment, the pipe 4
It is possible to accurately and stably detect the flow rate of the fluid to be detected in the inside.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の流量セン
サーによれば、流量検知用熱伝達部材を流体流通管路内
において管路中心線から管路璧までの径方向距離の80
%以内の中心領域においてのみ露出させているので、流
速が比較的大きく効率的に流量を検知することができ且
つ被検知流体の流通が比較的安定な管路中心領域で被検
知流体と流量検知用熱伝達部材との間の熱伝達を行わせ
ることができる。これにより、幅広い環境温度条件下で
管路内の被検知流体の流量を正確且つ安定して検知する
ことができる。
As described above, according to the flow rate sensor of the present invention, the heat transfer member for detecting the flow rate is set at 80 mm in the radial distance from the pipe center line to the pipe wall in the fluid flow pipe.
%, The flow rate is relatively large, the flow rate can be detected efficiently, and the flow rate of the detected fluid and the flow rate of the fluid to be detected is relatively high in the central area of the pipeline where the flow of the detected fluid is relatively stable. Heat transfer between the heat transfer member and the heat transfer member. This makes it possible to accurately and stably detect the flow rate of the fluid to be detected in the pipeline under a wide range of environmental temperature conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による流量センサーの一実施形態を示す
流体流通管路に沿った断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view taken along a fluid flow conduit showing one embodiment of a flow sensor according to the present invention.

【図2】本発明による流量センサーの一実施形態を示す
流体流通管路と直交する断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a flow sensor according to an embodiment of the present invention, which is orthogonal to a fluid flow conduit.

【図3】本発明による流量センサーの一実施形態の流量
検知ユニットの断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a flow detection unit of one embodiment of the flow sensor according to the present invention.

【図4】本発明による流量センサーの一実施形態の流量
検知部の分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view of a flow rate detector of one embodiment of the flow rate sensor according to the present invention.

【図5】本発明による流量センサーの一実施形態の回路
構成図である。
FIG. 5 is a circuit configuration diagram of one embodiment of a flow sensor according to the present invention.

【図6】本発明による流量センサーの一実施形態の管路
及びそこへと延出せるフィンプレート及び熱絶縁部材を
示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a conduit of a flow sensor according to an embodiment of the present invention, a fin plate extending therefrom, and a heat insulating member.

【図7】本発明による流量センサーの一実施形態におけ
る出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a result of measuring a change in an output voltage in one embodiment of the flow sensor according to the present invention.

【図8】本発明との比較のための流量センサーにおける
出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a result of measuring a change in output voltage in a flow sensor for comparison with the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 ケーシング本体部 4 流体流通管路 5 素子収容部 6a,6b 接続部 8 ケーシング蓋体部 12 流量検知部 12−1 基板 12−2 絶縁層 12−3 薄膜発熱体 12−4,12−5 電極層 12−6 絶縁層 12−7 流量検知用薄膜感温体 12−8 絶縁層 14,14’ フィンプレート 16 接合材 22 流体温度検知部 26 配線基板 28 ボンディングワイヤ 30 外部リード線 32 押え板 40 直流電源 42 ブリッジ回路 44 差動増幅器 50 素子ユニット保持部 51 流量検知ユニット 52 電極端子 53 基体部 54 O−リング 55 流量検知関連熱絶縁部材 60 素子ユニット保持部 61 流体温度検知ユニット 62 電極端子 63 基体部 64 O−リング 65 温度検知関連熱絶縁部材 104−1 流量検知用薄膜感温体 104−2 温度補償用薄膜感温体 112 薄膜発熱体 A 管路中心線 X 管路中心領域 Y 管路外周領域 Reference Signs List 2 Casing main body 4 Fluid flow pipe 5 Element housing 6a, 6b Connection 8 Casing lid 12 Flow rate detector 12-1 Substrate 12-2 Insulating layer 12-3 Thin film heating element 12-4, 12-5 Electrode Layer 12-6 Insulating layer 12-7 Thin film temperature sensing element for flow rate detection 12-8 Insulating layer 14, 14 'Fin plate 16 Bonding material 22 Fluid temperature detecting unit 26 Wiring board 28 Bonding wire 30 External lead wire 32 Holding plate 40 DC Power supply 42 Bridge circuit 44 Differential amplifier 50 Element unit holding part 51 Flow rate detecting unit 52 Electrode terminal 53 Base part 54 O-ring 55 Flow rate detection related heat insulating member 60 Element unit holding part 61 Fluid temperature detecting unit 62 Electrode terminal 63 Base part 64 O-ring 65 Thermal insulation member related to temperature detection 104-1 Thin film temperature sensing element for flow rate detection 10 -2 temperature compensating film temperature sensitive body 112 film heating element A pipe center line X pipe center region Y pipe outer peripheral region

フロントページの続き (72)発明者 高畑 孝行 埼玉県上尾市原市1333−2 三井金属鉱業 株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 2F035 EA04 EA08 Continuation of the front page (72) Inventor Takayuki Takahata 1333-2, Hara-shi, Ageo-shi, Saitama F-term (reference) 2F035 EA04 EA08

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発熱機能及び感温機能を有する流量検知
部と、被検知流体の流通のための流体流通管路と、前記
流量検知部における発熱の影響を受け且つ前記流体流通
管路内に延出するように配置された流量検知用熱伝達部
材とを備えており、前記流量検知部において発熱に基づ
き前記流量検知用熱伝達部材を介して前記被検知流体に
よる吸熱の影響を受けた感温が実行され、該感温の結果
に基づき前記流体流通管路内の被検知流体の流量の検知
がなされる流量センサーであって、 前記流量検知用熱伝達部材は前記流体流通管路内におい
て該流体流通管路の径方向に関して管路中心線から管路
璧までの径方向距離の80%以内の中心領域においての
み露出していることを特徴とする流量センサー。
1. A flow rate detecting section having a heat generating function and a temperature sensing function, a fluid flow path for flowing a fluid to be detected, and a flow path affected by heat generated in the flow rate detecting section and located in the fluid flow path. And a heat transfer member for flow rate detection arranged so as to extend therefrom, wherein the flow rate detection section is influenced by heat absorption by the detected fluid via the heat transfer member for flow rate detection based on heat generation in the flow rate detection section. A flow rate sensor for detecting a flow rate of the fluid to be detected in the fluid flow path based on a result of the temperature sensing, wherein the heat transfer member for flow rate detection is located in the fluid flow path. A flow sensor characterized in that it is exposed only in a central region within 80% of a radial distance from a pipe center line to a pipe wall in a radial direction of the fluid flow pipe.
【請求項2】 前記流量検知用熱伝達部材は、前記流体
流通管路の径方向に該流体流通管路内へと延出してお
り、該流体流通管路内への延出部分の先端は前記中心領
域内に位置しており、前記中心領域外に位置する前記延
出部分の基部は流量検知関連熱絶縁部材により覆われて
いることを特徴とする、請求項1に記載の流量センサ
ー。
2. The heat transfer member for flow rate detection extends radially into the fluid flow channel into the fluid flow channel, and a tip of a portion extending into the fluid flow channel is The flow sensor according to claim 1, wherein the base of the extension portion located in the center region and located outside the center region is covered with a flow rate detection-related heat insulating member.
【請求項3】 前記流量検知部及び前記流量検知用熱伝
達部材の前記流量検知部と熱的に接続された部分は熱絶
縁性を有する流量検知用基体部内に収容されており、該
流量検知用基体部の一部により前記流量検知関連熱絶縁
部材が形成されていることを特徴とする、請求項2に記
載の流量センサー。
3. The flow rate detecting portion and a portion of the flow rate detecting heat transfer member that is thermally connected to the flow rate detecting portion are housed in a flow rate detecting base portion having thermal insulation. The flow rate sensor according to claim 2, wherein the flow rate detection-related heat insulating member is formed by a part of the base body.
【請求項4】 前記流量検知用基体部及び前記流量検知
関連熱絶縁部材は合成樹脂製であることを特徴とする、
請求項3に記載の流量センサー。
4. The flow rate detecting base and the flow rate detecting related heat insulating member are made of synthetic resin.
The flow sensor according to claim 3.
【請求項5】 前記流量検知部は前記流体流通管路外に
おいて前記流量検知用熱伝達部材の上に形成された薄膜
発熱体及び該薄膜発熱体の発熱の影響を受けるように配
置された流量検知用薄膜感温体とを含んでいることを特
徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の流量センサ
ー。
5. The thin film heating element formed on the flow rate detecting heat transfer member outside the fluid flow conduit and a flow rate arranged so as to be affected by heat generated by the thin film heating element. The flow sensor according to any one of claims 1 to 4, further comprising a thin-film thermosensitive element for detection.
【請求項6】 前記流量検知用熱伝達部材は、平板状を
なしており、前記流体流通管路内において該管路の方向
に沿うように配置されていることを特徴とする、請求項
1〜5のいずれかに記載の流量センサー。
6. The heat transfer member for flow rate detection is formed in a flat plate shape, and is arranged in the fluid flow channel along the direction of the channel. The flow sensor according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 前記流量検知の際の温度補償を行うため
の流体温度検知部を含んでおり、該流体温度検知部と前
記流体流通管路内に延出するように配置された温度検知
用熱伝達部材とが熱的に接続されていることを特徴とす
る、請求項1〜6のいずれかに記載の流量センサー。
7. A fluid temperature detecting unit for performing temperature compensation for detecting the flow rate, the fluid temperature detecting unit and a temperature detecting unit arranged so as to extend into the fluid flow pipe. The flow sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein the flow sensor is thermally connected to the heat transfer member.
【請求項8】 前記温度検知用熱伝達部材は前記流体流
通管路内において前記中心領域においてのみ露出してい
ることを特徴とする、請求項7に記載の流量センサー。
8. The flow sensor according to claim 7, wherein the temperature detecting heat transfer member is exposed only in the central region in the fluid flow conduit.
【請求項9】 前記温度検知用熱伝達部材は、前記流体
流通管路の径方向に該流体流通管路内へと延出してお
り、該流体流通管路内への延出部分の先端は前記中心領
域内に位置しており、前記中心領域外に位置する前記延
出部分の基部は温度検知関連熱絶縁部材により覆われて
いることを特徴とする、請求項7〜8のいずれかに記載
の流量センサー。
9. The heat transfer member for temperature detection extends radially into the fluid flow channel into the fluid flow channel, and a tip of an extending portion into the fluid flow channel is 9. The base according to claim 7, wherein the base of the extension portion located in the central region and located outside the central region is covered with a temperature detection-related heat insulating member. 10. Flow sensor as described.
【請求項10】 前記温度検知部及び前記温度検知用熱
伝達部材の前記温度検知部と熱的に接続された部分は熱
絶縁性を有する温度検知用基体部内に収容されており、
該温度検知用基体部の一部により前記温度検知関連熱絶
縁部材が形成されていることを特徴とする、請求項9に
記載の流量センサー。
10. A portion of the temperature detecting portion and the temperature detecting heat transfer member that is thermally connected to the temperature detecting portion is housed in a temperature detecting base portion having thermal insulation.
The flow sensor according to claim 9, wherein the temperature detection-related heat insulating member is formed by a part of the temperature detection base part.
【請求項11】 前記温度検知用熱伝達部材は、平板状
をなしており、前記流体流通管路内において該管路の方
向に沿うように配置されていることを特徴とする、請求
項7〜10のいずれかに記載の流量センサー。
11. The heat transfer member for temperature detection has a flat plate shape, and is arranged along the direction of the fluid passage in the fluid passage. The flow sensor according to any one of claims 10 to 10.
JP10326740A 1998-08-18 1998-11-17 Flow sensor Pending JP2000146655A (en)

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CNA031084850A CN1515878A (en) 1998-08-18 1998-08-16 Flow sensor and filter integrated flowmeter
JP10326740A JP2000146655A (en) 1998-11-17 1998-11-17 Flow sensor
EP99937076A EP1128167A4 (en) 1998-08-18 1999-08-16 Flow sensor and strainer integrated flowmeter
KR10-2001-7002089A KR100466911B1 (en) 1998-08-18 1999-08-16 Flow sensor and strainer integrated flowmeter
US09/763,290 US6604417B1 (en) 1998-08-18 1999-08-16 Flow sensor and strainer integrated flowmeter
CNB998110655A CN1174223C (en) 1998-08-18 1999-08-16 Flow sensor and strainer integrated flowmeter
PCT/JP1999/004406 WO2000011436A1 (en) 1998-08-18 1999-08-16 Flow sensor and strainer integrated flowmeter
CA002340755A CA2340755A1 (en) 1998-08-18 1999-08-16 Flow sensor and strainer integrated flowmeter

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014109502A (en) * 2012-12-03 2014-06-12 Azbil Corp Flow sensor

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