JP2000227354A - 流量センサ - Google Patents
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6845—Micromachined devices
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
- G01F1/684—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow
- G01F1/6847—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow where sensing or heating elements are not disturbing the fluid flow, e.g. elements mounted outside the flow duct
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- Measuring Volume Flow (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 センサチューブの温度上昇が僅かであっても
適切に検出する。 【解決手段】 センサチューブ上に設けられた発熱抵抗
体と、前記発熱抵抗体の温度を制御するための温度セン
サと、これら発熱抵抗体および温度センサを保持するケ
ースとを備え、前記センサチューブを流れる流体の流量
に応じて生じる前記発熱抵抗体の印加電圧の変化に基づ
き流体の流量を検出する流量センサにおいて、前記発熱
抵抗体による前記センサチューブの温度上昇が数度とな
るように、前記発熱抵抗体へ電圧印加を行う電圧印加手
段を具備した。
適切に検出する。 【解決手段】 センサチューブ上に設けられた発熱抵抗
体と、前記発熱抵抗体の温度を制御するための温度セン
サと、これら発熱抵抗体および温度センサを保持するケ
ースとを備え、前記センサチューブを流れる流体の流量
に応じて生じる前記発熱抵抗体の印加電圧の変化に基づ
き流体の流量を検出する流量センサにおいて、前記発熱
抵抗体による前記センサチューブの温度上昇が数度とな
るように、前記発熱抵抗体へ電圧印加を行う電圧印加手
段を具備した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、流体を高加熱せ
ずに、高感度の流量測定を行うことが可能な流量センサ
に関するものである。
ずに、高感度の流量測定を行うことが可能な流量センサ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造プロセスにおいて材料となる
液体ソース、ＴＥＯＳ（Tetra EthylOrtho Silcate
）、銅１化合物、ＤＭＡＨ（Dymelhyl Alminum Hydrid
e）等を安定して供給する流量制御器に用いられる流量
センサとしては、従来、流体に熱を加え、このとき流体
が持ち去る熱量の大きさを検出する熱式の流量センサが
比較的多く使用されている。
液体ソース、ＴＥＯＳ（Tetra EthylOrtho Silcate
）、銅１化合物、ＤＭＡＨ（Dymelhyl Alminum Hydrid
e）等を安定して供給する流量制御器に用いられる流量
センサとしては、従来、流体に熱を加え、このとき流体
が持ち去る熱量の大きさを検出する熱式の流量センサが
比較的多く使用されている。
【０００３】しかしながら、上記流量センサによると、
流体が流れるセンサーチューブを加熱する温度が常温か
ら数十度高くされているため、液体ソースの種類によっ
ては、熱に極めて不安定なものがあり、反応生成物を生
ずるため、定期的にクリーニングする必要が生じるとい
う問題があった。また、熱によってセンサーチューブの
外側に空気対流が生じるので、センサの取り付け方向に
よる傾斜誤差が生じる問題があった。
流体が流れるセンサーチューブを加熱する温度が常温か
ら数十度高くされているため、液体ソースの種類によっ
ては、熱に極めて不安定なものがあり、反応生成物を生
ずるため、定期的にクリーニングする必要が生じるとい
う問題があった。また、熱によってセンサーチューブの
外側に空気対流が生じるので、センサの取り付け方向に
よる傾斜誤差が生じる問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】また、流体が液体の場
合には、センサーチューブに加えられる熱により液体内
で気泡が生じる場合があり、大きな計測誤差を生じる原
因となる。
合には、センサーチューブに加えられる熱により液体内
で気泡が生じる場合があり、大きな計測誤差を生じる原
因となる。
【０００５】上記におけるセンサーチューブを加熱する
手段は、発熱抵抗体のワイヤーをセンサーチューブの外
壁に１００〜３００Ω程度コイル状にして巻回し、これ
に通電して加熱するように構成される。ここに、コイル
長は数ｍｍ程度であり、センサーチューブの内径は０．
３ｍｍ程度、外径は０．４ｍｍ程度である。また、発熱
抵抗体には約１００ｍＷの電力を供給し、約８０゜Ｃ程
度に加熱する。係る状態において流体をセンサーチュー
ブに流したときに生じる抵抗の変化を検出するものであ
る（例えば、ＵＳＰ ３，９２８，３８４）。
手段は、発熱抵抗体のワイヤーをセンサーチューブの外
壁に１００〜３００Ω程度コイル状にして巻回し、これ
に通電して加熱するように構成される。ここに、コイル
長は数ｍｍ程度であり、センサーチューブの内径は０．
３ｍｍ程度、外径は０．４ｍｍ程度である。また、発熱
抵抗体には約１００ｍＷの電力を供給し、約８０゜Ｃ程
度に加熱する。係る状態において流体をセンサーチュー
ブに流したときに生じる抵抗の変化を検出するものであ
る（例えば、ＵＳＰ ３，９２８，３８４）。
【０００６】一般的に、熱式の流量計では、センサーチ
ューブ内で流体が層流を維持でき得る範囲において流量
出力と実際の流量とが一致する。流体の流速が早くなる
と乱流が発生し、乱流の下では流量出力が実際の流量よ
り小さくなってしまう。より大きな流量までの計測を可
能とするためには、センサーチューブを太くし且つ十分
な長さを確保すれば良い。しかしながら、係る大径で十
分な長さのセンサーチューブは、実用的な大きさでは収
まらないため、小型のセンサー部で１ｃｃ毎分以下の流
量検出を行い、バイパスを設けて流体を分流させ流量を
増加させる構成を採用していた。バイパス部では流量検
出は行われないため、比較的自由に設計が可能であり、
様々に工夫されて小型化されたものが登場している。
ューブ内で流体が層流を維持でき得る範囲において流量
出力と実際の流量とが一致する。流体の流速が早くなる
と乱流が発生し、乱流の下では流量出力が実際の流量よ
り小さくなってしまう。より大きな流量までの計測を可
能とするためには、センサーチューブを太くし且つ十分
な長さを確保すれば良い。しかしながら、係る大径で十
分な長さのセンサーチューブは、実用的な大きさでは収
まらないため、小型のセンサー部で１ｃｃ毎分以下の流
量検出を行い、バイパスを設けて流体を分流させ流量を
増加させる構成を採用していた。バイパス部では流量検
出は行われないため、比較的自由に設計が可能であり、
様々に工夫されて小型化されたものが登場している。
【０００７】しかしながら、係る構成によれば、センサ
ーチューブの内径が細いため、計測可能な流量に限界が
あり、一定流量以上の計測には、センサ部に比例して流
体が流れるバイパス部を設ける必要があり、構造が複雑
になり分流誤差を生ずることがあった。また、バイパス
部に目詰まりが生じた場合、大きな測定誤差が生じる可
能性もあった。
ーチューブの内径が細いため、計測可能な流量に限界が
あり、一定流量以上の計測には、センサ部に比例して流
体が流れるバイパス部を設ける必要があり、構造が複雑
になり分流誤差を生ずることがあった。また、バイパス
部に目詰まりが生じた場合、大きな測定誤差が生じる可
能性もあった。
【０００８】本発明は上記の従来の流量センサが有する
問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、
センサーチューブの加熱温度が僅かとした流量センサを
実現することである。
問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、
センサーチューブの加熱温度が僅かとした流量センサを
実現することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る流量センサ
は、センサチューブ上に設けられた１組の発熱抵抗体
と、前記１組の発熱抵抗体の温度を制御するための温度
センサと、これら発熱抵抗体および温度センサを保持す
るケースとを備え、前記センサチューブを流れる流体の
流量に応じて生じる前記発熱抵抗体の印加電圧の変化に
基づき流体の流量を検出する流量センサにおいて、前記
発熱抵抗体による前記センサチューブの温度上昇が数度
となるように、前記発熱抵抗体へ電圧印加を行う電圧印
加手段を具備したことを特徴とする。
は、センサチューブ上に設けられた１組の発熱抵抗体
と、前記１組の発熱抵抗体の温度を制御するための温度
センサと、これら発熱抵抗体および温度センサを保持す
るケースとを備え、前記センサチューブを流れる流体の
流量に応じて生じる前記発熱抵抗体の印加電圧の変化に
基づき流体の流量を検出する流量センサにおいて、前記
発熱抵抗体による前記センサチューブの温度上昇が数度
となるように、前記発熱抵抗体へ電圧印加を行う電圧印
加手段を具備したことを特徴とする。
【００１０】発熱抵抗体に印加する電力を一定にしたと
き、発熱抵抗体の抵抗値を増加させると、検出感度（相
対感度）は、抵抗値の増加により向上する。また、発熱
抵抗体に対する印加電圧を一定にして、抵抗値を増加さ
せた場合には、印加電力は減少する。上記構成によっ
て、発熱抵抗体によるセンサチューブの温度上昇が数度
となるように、発熱抵抗体へ電圧印加が行われるが、発
熱抵抗体の抵抗値を、所望とする感度に応じた大きさと
して、感度の高い流量センサを得ることが可能である。
き、発熱抵抗体の抵抗値を増加させると、検出感度（相
対感度）は、抵抗値の増加により向上する。また、発熱
抵抗体に対する印加電圧を一定にして、抵抗値を増加さ
せた場合には、印加電力は減少する。上記構成によっ
て、発熱抵抗体によるセンサチューブの温度上昇が数度
となるように、発熱抵抗体へ電圧印加が行われるが、発
熱抵抗体の抵抗値を、所望とする感度に応じた大きさと
して、感度の高い流量センサを得ることが可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
流量センサを説明する。各図において、同一の構成要素
には同一の符号を付し重複する説明を省略する。まず、
本発明に係る流量センサの原理を説明する。一般に熱式
の流量センサでは、発熱抵抗体に対する印加電力を増や
し、加熱温度を増加させると感度は高くなる。従って、
一般的な感度改善の手法としては、発熱抵抗体への印加
電圧を増加させる手法が採用される。
流量センサを説明する。各図において、同一の構成要素
には同一の符号を付し重複する説明を省略する。まず、
本発明に係る流量センサの原理を説明する。一般に熱式
の流量センサでは、発熱抵抗体に対する印加電力を増や
し、加熱温度を増加させると感度は高くなる。従って、
一般的な感度改善の手法としては、発熱抵抗体への印加
電圧を増加させる手法が採用される。
【００１２】しかしながら、上記の手法は、熱に弱い流
体には適応できないのために、印加する電力を一定にし
たときに対応する出力感度を調査した。その結果、図１
のｂの曲線にて示される特性が得られた。すなわち、発
熱抵抗体の抵抗値を増加させると、検出感度（相対感
度）は、抵抗値のほぼ２乗に比例して増加することが判
った。
体には適応できないのために、印加する電力を一定にし
たときに対応する出力感度を調査した。その結果、図１
のｂの曲線にて示される特性が得られた。すなわち、発
熱抵抗体の抵抗値を増加させると、検出感度（相対感
度）は、抵抗値のほぼ２乗に比例して増加することが判
った。
【００１３】また発熱抵抗体への印加電圧Ｖを一定にし
て、発熱抵抗体の抵抗値Ｒを増加させた場合、発熱抵抗
体へ供給される電力Ｐは図１のａに示すように減少す
る。しかしながら、上記のように発熱抵抗体の抵抗値が
上昇するにつれて検出感度は上昇するので、測定流量を
適切に選択すれば、所望の感度の流量センサを実現可能
であることが判明した。具体的には、発熱抵抗体の抵抗
値を６００Ω以上にすることにより、電力値が２５ｍＷ
程度でも十分な感度が得られることが実験により判明し
た。
て、発熱抵抗体の抵抗値Ｒを増加させた場合、発熱抵抗
体へ供給される電力Ｐは図１のａに示すように減少す
る。しかしながら、上記のように発熱抵抗体の抵抗値が
上昇するにつれて検出感度は上昇するので、測定流量を
適切に選択すれば、所望の感度の流量センサを実現可能
であることが判明した。具体的には、発熱抵抗体の抵抗
値を６００Ω以上にすることにより、電力値が２５ｍＷ
程度でも十分な感度が得られることが実験により判明し
た。
【００１４】発熱抵抗体へ供給する電力が低下すると、
加熱温度が低下することを意味し、高温に弱い流体への
使用が可能になる。一方、加熱温度を下げたことによ
り、室温等の影響を受け易くなるが、この点は、センサ
ーチューブの両端の温度を同一とするよう工夫し、且つ
その点の温度を検出して発熱抵抗体の温度を制御するこ
とで解決する。
加熱温度が低下することを意味し、高温に弱い流体への
使用が可能になる。一方、加熱温度を下げたことによ
り、室温等の影響を受け易くなるが、この点は、センサ
ーチューブの両端の温度を同一とするよう工夫し、且つ
その点の温度を検出して発熱抵抗体の温度を制御するこ
とで解決する。
【００１５】図２、図３に第１の実施の形態に係る流量
センサの構成が示されている。直方体状の上ケース１Ａ
と下ケース１Ｂが重ねられて、ネジ止めされてケース１
が構成される。上ケース１Ａと下ケース１Ｂ共に、Ｕ字
状のセンサチューブ３２の中央部を収納する空室を構成
するためのＵ字状の溝部２と、センサチューブ３２の両
端部に嵌合して設けられる円盤状のフランジ３を収納す
る穴部４と、上記溝部２と穴部４を結ぶ連結溝５とが形
成されている。上記センサーチューブ３２は、材質がＳ
ＵＳ３１６で外径１．６ｍｍ、内径０．８ｍｍである。
センサの構成が示されている。直方体状の上ケース１Ａ
と下ケース１Ｂが重ねられて、ネジ止めされてケース１
が構成される。上ケース１Ａと下ケース１Ｂ共に、Ｕ字
状のセンサチューブ３２の中央部を収納する空室を構成
するためのＵ字状の溝部２と、センサチューブ３２の両
端部に嵌合して設けられる円盤状のフランジ３を収納す
る穴部４と、上記溝部２と穴部４を結ぶ連結溝５とが形
成されている。上記センサーチューブ３２は、材質がＳ
ＵＳ３１６で外径１．６ｍｍ、内径０．８ｍｍである。
【００１６】連結溝５は、センサチューブ３２とケース
１が接触するように、その径が決定されている。従っ
て、センサチューブ３２の両端がフランジ３を介してケ
ース１に熱的に結合させられ、また、連結溝５の部分に
おいてセンサチューブ３２の両端がケース１に熱的結合
させられている。上ケース１Ａと下ケース１Ｂには、こ
れらが重ねられて、ネジ止めされるように、ネジ穴６が
形成されている。
１が接触するように、その径が決定されている。従っ
て、センサチューブ３２の両端がフランジ３を介してケ
ース１に熱的に結合させられ、また、連結溝５の部分に
おいてセンサチューブ３２の両端がケース１に熱的結合
させられている。上ケース１Ａと下ケース１Ｂには、こ
れらが重ねられて、ネジ止めされるように、ネジ穴６が
形成されている。
【００１７】センサチューブ３２のＵ字状の屈曲部に到
る直線部には、１組の発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂが設け
られている。発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂは、長さ１ｍｍ
当たり約０．５Ωの外径３０ミクロンのワイヤーを用
い、それぞれが約１０００Ωの抵抗値を有する長さとさ
れている。下ケース１Ｂにおいては、左右の連結溝５の
中央部分に、発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂの温度を制御す
るための温度センサ７を収納するための室８が形成され
ている。
る直線部には、１組の発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂが設け
られている。発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂは、長さ１ｍｍ
当たり約０．５Ωの外径３０ミクロンのワイヤーを用
い、それぞれが約１０００Ωの抵抗値を有する長さとさ
れている。下ケース１Ｂにおいては、左右の連結溝５の
中央部分に、発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂの温度を制御す
るための温度センサ７を収納するための室８が形成され
ている。
【００１８】下ケース１Ｂの溝部２等が形成された面の
裏面側には、ターミナル９が７本立設されている。４本
のターミナル９と発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂの各両端の
リードが接続されており、残りの３本のターミナル９と
温度センサ７の３本のリードとが接続されている。
裏面側には、ターミナル９が７本立設されている。４本
のターミナル９と発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂの各両端の
リードが接続されており、残りの３本のターミナル９と
温度センサ７の３本のリードとが接続されている。
【００１９】本発明の流量センサの回路図を図４に示
す。この例においては、発熱抵抗体Ｒ 1 （３５Ａ）、Ｒ
2 （３５Ｂ）をセンサチューブ３２に設け、矢印Ｘ方向
へ流体を流す。図示せぬ電源から電圧・電流がトランジ
スタ１１２を介して発熱抵抗体Ｒ1 を含む側のブリッジ
回路へ与えられ、同じく電源から電圧・電流がトランジ
スタ１１３を介して発熱抵抗体Ｒ2 を含む側のブリッジ
回路へ与えられる。トランジスタ１１２からの電流は抵
抗Ｒ3 と抵抗Ｒ7 とに分岐する。本回路では、抵抗Ｒ7
とアースとの間には、温度センサ７の等温度係数の測温
マッチング抵抗Ｒ 5 が接続される。
す。この例においては、発熱抵抗体Ｒ 1 （３５Ａ）、Ｒ
2 （３５Ｂ）をセンサチューブ３２に設け、矢印Ｘ方向
へ流体を流す。図示せぬ電源から電圧・電流がトランジ
スタ１１２を介して発熱抵抗体Ｒ1 を含む側のブリッジ
回路へ与えられ、同じく電源から電圧・電流がトランジ
スタ１１３を介して発熱抵抗体Ｒ2 を含む側のブリッジ
回路へ与えられる。トランジスタ１１２からの電流は抵
抗Ｒ3 と抵抗Ｒ7 とに分岐する。本回路では、抵抗Ｒ7
とアースとの間には、温度センサ７の等温度係数の測温
マッチング抵抗Ｒ 5 が接続される。
【００２０】また、トランジスタ１１３からの電流は抵
抗Ｒ4 と抵抗Ｒ8 とに分岐する。本回路では、抵抗Ｒ8
とアースとの間には、温度センサ７の等温度係数の測温
マッチング抵抗Ｒ6 が接続される。抵抗Ｒ3 と発熱抵抗
体Ｒ1 との接続点及び抵抗Ｒ 7 と温度センサ７の等温度
係数の測温マッチング抵抗Ｒ5 との接続点から取り出し
た電圧をコンパレータ１１４へ導き、これらの差を得て
ブリッジ回路が平衡するようにトランジスタ１１２のベ
ース電流を制御する。更に、抵抗Ｒ4 と発熱抵抗体Ｒ2
との接続点及び抵抗Ｒ8 と温度センサ７の等温度係数の
測温マッチング抵抗Ｒ6 との接続点から取り出した電圧
をコンパレータ１１５へ導き、これらの差を得てブリッ
ジ回路が平衡するようにトランジスタ１１３のベース電
流を制御する。温度センサ７の等温度係数の測温マッチ
ング抵抗は、特許第２５６７５５０号に記載のものを用
いることができる。
抗Ｒ4 と抵抗Ｒ8 とに分岐する。本回路では、抵抗Ｒ8
とアースとの間には、温度センサ７の等温度係数の測温
マッチング抵抗Ｒ6 が接続される。抵抗Ｒ3 と発熱抵抗
体Ｒ1 との接続点及び抵抗Ｒ 7 と温度センサ７の等温度
係数の測温マッチング抵抗Ｒ5 との接続点から取り出し
た電圧をコンパレータ１１４へ導き、これらの差を得て
ブリッジ回路が平衡するようにトランジスタ１１２のベ
ース電流を制御する。更に、抵抗Ｒ4 と発熱抵抗体Ｒ2
との接続点及び抵抗Ｒ8 と温度センサ７の等温度係数の
測温マッチング抵抗Ｒ6 との接続点から取り出した電圧
をコンパレータ１１５へ導き、これらの差を得てブリッ
ジ回路が平衡するようにトランジスタ１１３のベース電
流を制御する。温度センサ７の等温度係数の測温マッチ
ング抵抗は、特許第２５６７５５０号に記載のものを用
いることができる。
【００２１】上記の構成において、発熱抵抗体Ｒ1 、Ｒ
2 の温度は、マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 から３゜Ｃ高く
なるように制御を行う。具体的には、抵抗Ｒ7 、抵抗Ｒ
8 の値を１０７６Ωとし、測温マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ
6 としてＯ゜Ｃで１ＫΩの白金薄膜抵抗を使用する。測
温マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 は、約３８００ｐｐＭの温
度係数を有するため、室温２０゜Ｃにおいては、双方共
に１０７６Ωとなる。発熱抵抗体Ｒ1 、Ｒ2 としては、
測温マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 と同じ約３８００ｐｐＭ
の温度係数を持つ抵抗を用いる。ここで、発熱抵抗体Ｒ
1 、Ｒ2 の温度をマッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 から３゜Ｃ
高くなるように、つまり、２３゜Ｃとなるようにするの
で、抵抗Ｒ3 と抵抗Ｒ4 として抵抗値が１０８７Ωの抵
抗を採用する。このような構成が採用されて、発熱抵抗
体Ｒ1 、Ｒ2 が温度２３゜Ｃで抵抗値が１０８７Ωとな
るまでブリッジに電流が流され、加熱が行われる。この
とき、マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 にも電流が流れるので
あるが、これらマッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 は、センサー
チューブ３２に比べて熱容量が十分大きいアルミニュウ
ムのケース１ｂに接着材にて密着されているために、温
度上昇を無視することができる。尚、マッチング抵抗Ｒ
5 、Ｒ6 の加熱は、その抵抗値を抵抗Ｒ7 、抵抗Ｒ8 の
抵抗値と共に大きくすることにより、容易に防止するこ
とが可能である。本実施の形態の流量センサによって、
流体がＥＴＯＨ（Ethyl Alcohol ）の場合、０〜０．１
ｃｃ毎分まで良好な出力直線性を得ることができた。更
に、センサチューブ３２の制御温度が低いために、従来
問題であったＥＴＯＨ中の気泡の発生もなく安定した計
測が可能となった。気泡が発生する問題は、殆どの液体
においてセンサチューブ３２の加熱温度を５゜Ｃ以下と
することでクリアできる。そして、本発明では、センサ
チューブ３２の加熱温度が５゜Ｃ以下という極めて僅か
な加熱温度によっても好適な流量測定が可能となった。
このように本実施の形態では（他の実施の形態において
も同様であるが）、発熱抵抗体によるセンサチューブの
温度上昇が数度となるように、発熱抵抗体へ電圧印加を
行う電圧印加手段を備える。
2 の温度は、マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 から３゜Ｃ高く
なるように制御を行う。具体的には、抵抗Ｒ7 、抵抗Ｒ
8 の値を１０７６Ωとし、測温マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ
6 としてＯ゜Ｃで１ＫΩの白金薄膜抵抗を使用する。測
温マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 は、約３８００ｐｐＭの温
度係数を有するため、室温２０゜Ｃにおいては、双方共
に１０７６Ωとなる。発熱抵抗体Ｒ1 、Ｒ2 としては、
測温マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 と同じ約３８００ｐｐＭ
の温度係数を持つ抵抗を用いる。ここで、発熱抵抗体Ｒ
1 、Ｒ2 の温度をマッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 から３゜Ｃ
高くなるように、つまり、２３゜Ｃとなるようにするの
で、抵抗Ｒ3 と抵抗Ｒ4 として抵抗値が１０８７Ωの抵
抗を採用する。このような構成が採用されて、発熱抵抗
体Ｒ1 、Ｒ2 が温度２３゜Ｃで抵抗値が１０８７Ωとな
るまでブリッジに電流が流され、加熱が行われる。この
とき、マッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 にも電流が流れるので
あるが、これらマッチング抵抗Ｒ5 、Ｒ6 は、センサー
チューブ３２に比べて熱容量が十分大きいアルミニュウ
ムのケース１ｂに接着材にて密着されているために、温
度上昇を無視することができる。尚、マッチング抵抗Ｒ
5 、Ｒ6 の加熱は、その抵抗値を抵抗Ｒ7 、抵抗Ｒ8 の
抵抗値と共に大きくすることにより、容易に防止するこ
とが可能である。本実施の形態の流量センサによって、
流体がＥＴＯＨ（Ethyl Alcohol ）の場合、０〜０．１
ｃｃ毎分まで良好な出力直線性を得ることができた。更
に、センサチューブ３２の制御温度が低いために、従来
問題であったＥＴＯＨ中の気泡の発生もなく安定した計
測が可能となった。気泡が発生する問題は、殆どの液体
においてセンサチューブ３２の加熱温度を５゜Ｃ以下と
することでクリアできる。そして、本発明では、センサ
チューブ３２の加熱温度が５゜Ｃ以下という極めて僅か
な加熱温度によっても好適な流量測定が可能となった。
このように本実施の形態では（他の実施の形態において
も同様であるが）、発熱抵抗体によるセンサチューブの
温度上昇が数度となるように、発熱抵抗体へ電圧印加を
行う電圧印加手段を備える。
【００２２】図５、図６に第２の実施の形態に係る流量
センサの構成を示す。この実施の形態では、上ケース１
Ａと下ケース１Ｂ共に、Ｕ字状のセンサチューブ３２の
２箇所の直線部分を収納する空室を構成する溝部２１
Ａ、２１Ｂと、センサチューブ３２の屈曲部を収納する
空室を構成するＵ字状の溝部２２が設けられ、センサチ
ューブ３２は、溝部２１ＡとＵ字状の溝部２２の間及び
溝部２１ＢとＵ字状の溝部２２においてケース１と接触
し、センサチューブ３２とケース１は熱的に結合されて
いる。
センサの構成を示す。この実施の形態では、上ケース１
Ａと下ケース１Ｂ共に、Ｕ字状のセンサチューブ３２の
２箇所の直線部分を収納する空室を構成する溝部２１
Ａ、２１Ｂと、センサチューブ３２の屈曲部を収納する
空室を構成するＵ字状の溝部２２が設けられ、センサチ
ューブ３２は、溝部２１ＡとＵ字状の溝部２２の間及び
溝部２１ＢとＵ字状の溝部２２においてケース１と接触
し、センサチューブ３２とケース１は熱的に結合されて
いる。
【００２３】また、センサチューブ３２の屈曲部には、
第３の発熱抵抗体３５Ｃが巻回されて設けられ、センサ
チューブ３２を発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂとは独立に暖
めている。つまり、発熱抵抗体３５Ｃは、図４に示され
る回路とは独立であり、電源から所要の電力が供給され
ている。その他の部分は、第１の実施の形態と同様の構
成となっている。
第３の発熱抵抗体３５Ｃが巻回されて設けられ、センサ
チューブ３２を発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂとは独立に暖
めている。つまり、発熱抵抗体３５Ｃは、図４に示され
る回路とは独立であり、電源から所要の電力が供給され
ている。その他の部分は、第１の実施の形態と同様の構
成となっている。
【００２４】以上の構成により、計測できる流量範囲は
ケースによりセンサチューブの熱が奪われるために、第
１の実施の形態に比べて実験的に約５倍拡大でき、ＥＴ
ＯＨで０〜０．５ｃｃ毎分まで良好な出力直線性が得ら
れた。さらに、出力応答時間の改善も図られた。上記の
第３の発熱抵抗体３５Ｃは、ケース１によりセンサチュ
ーブ３２の熱が奪われ過ぎて、センサチューブ３２の屈
曲部において温度が低下し測定値に誤差を生じる可能性
を除去する。
ケースによりセンサチューブの熱が奪われるために、第
１の実施の形態に比べて実験的に約５倍拡大でき、ＥＴ
ＯＨで０〜０．５ｃｃ毎分まで良好な出力直線性が得ら
れた。さらに、出力応答時間の改善も図られた。上記の
第３の発熱抵抗体３５Ｃは、ケース１によりセンサチュ
ーブ３２の熱が奪われ過ぎて、センサチューブ３２の屈
曲部において温度が低下し測定値に誤差を生じる可能性
を除去する。
【００２５】この構造において、センサーチューブ３２
の外径を３．２ｍｍ、内径を２．２ｍｍとすると、０〜
３ｃｃ毎分まで良好な出力直線性が得られた。半導体製
造分野におけるプロセス材料用の液体流量計は、ほとん
どこの流量範囲で用いられており、本実施の形態の流量
センサによって、従来の誤差の要因であった分流器を使
用することなく、直接にセンサチューブ３２に流体を流
す構成を採用して流用の計測を行えばで良いことにな
り、信頼性の高い計測が可能となる。
の外径を３．２ｍｍ、内径を２．２ｍｍとすると、０〜
３ｃｃ毎分まで良好な出力直線性が得られた。半導体製
造分野におけるプロセス材料用の液体流量計は、ほとん
どこの流量範囲で用いられており、本実施の形態の流量
センサによって、従来の誤差の要因であった分流器を使
用することなく、直接にセンサチューブ３２に流体を流
す構成を採用して流用の計測を行えばで良いことにな
り、信頼性の高い計測が可能となる。
【００２６】図７、図８に第３の実施の形態に係る流量
センサの構成を示す。この実施の形態では、第１の実施
例の溝部２をセンサチューブ３２の屈曲部にて２分割
し、溝部２３Ａ、２３Ｂとした。そして、発熱抵抗体３
５Ａ、３５Ｂの間において、センサチューブ３２をケー
ス１に接触させる。更に、センサチューブ３２の屈曲部
をアルミのチューブ１０で覆い、この間の熱伝導を良く
して等価的に発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂ間の距離を短く
したものである。他の構成は第１の実施の形態に係る流
量センサと変わらない。係る構成によって、流量が零の
近傍における出力特性の直線性が改善された。
センサの構成を示す。この実施の形態では、第１の実施
例の溝部２をセンサチューブ３２の屈曲部にて２分割
し、溝部２３Ａ、２３Ｂとした。そして、発熱抵抗体３
５Ａ、３５Ｂの間において、センサチューブ３２をケー
ス１に接触させる。更に、センサチューブ３２の屈曲部
をアルミのチューブ１０で覆い、この間の熱伝導を良く
して等価的に発熱抵抗体３５Ａ、３５Ｂ間の距離を短く
したものである。他の構成は第１の実施の形態に係る流
量センサと変わらない。係る構成によって、流量が零の
近傍における出力特性の直線性が改善された。
【００２７】図９、図１０に第４の実施の形態に係る流
量センサの構成が示されている。それぞれ略同一形状の
直方体状の上ケースと下ケース１１Ｂが重ねられて、ネ
ジ止めされてケースが構成される。上ケースと下ケース
１１Ｂ内には、図１１に単一部品として示すＵ字状のセ
ンサチューブ５２を収納するため、チューブガイド６０
が収納される。センサチューブ５２は、材質がＳＵＳ３
１６で、外径４ｍｍ、内径３ｍｍである。この実施例に
おいては、内径が１ｍｍ程度の細いセンサーチューブを
複数本束ねて用いることにより、実効的に大径のセンサ
ーチューブとすることができ得るとの着想から、センサ
ーチューブ５２内に、図１２に示すように、材質がＳＵ
Ｓ３１６で外径１．０ｍｍ、内径０．８ｍｍの複数本の
内管５３を、互いの外壁が接触する状態で挿入してあ
る。このセンサチューブ５２の両端部には図１１に示す
円盤状のフランジ３が嵌合されて設けられている。
量センサの構成が示されている。それぞれ略同一形状の
直方体状の上ケースと下ケース１１Ｂが重ねられて、ネ
ジ止めされてケースが構成される。上ケースと下ケース
１１Ｂ内には、図１１に単一部品として示すＵ字状のセ
ンサチューブ５２を収納するため、チューブガイド６０
が収納される。センサチューブ５２は、材質がＳＵＳ３
１６で、外径４ｍｍ、内径３ｍｍである。この実施例に
おいては、内径が１ｍｍ程度の細いセンサーチューブを
複数本束ねて用いることにより、実効的に大径のセンサ
ーチューブとすることができ得るとの着想から、センサ
ーチューブ５２内に、図１２に示すように、材質がＳＵ
Ｓ３１６で外径１．０ｍｍ、内径０．８ｍｍの複数本の
内管５３を、互いの外壁が接触する状態で挿入してあ
る。このセンサチューブ５２の両端部には図１１に示す
円盤状のフランジ３が嵌合されて設けられている。
【００２８】上記のようにセンサーチューブ５２内に複
数本の内管５３を挿入した構造とすることによって、出
力特性の改善が見られた。これを図１３に示す。即ち、
内管５３を挿入しないセンサーチューブを用いたときの
センサーの出力特性に係る曲線ｋに対し、内管５３を挿
入したセンサーチューブ５２を用いたときのセンサーの
出力特性に係る曲線ｊが示され、出力のリニアな範囲が
約３倍に広がっていることが分かる。
数本の内管５３を挿入した構造とすることによって、出
力特性の改善が見られた。これを図１３に示す。即ち、
内管５３を挿入しないセンサーチューブを用いたときの
センサーの出力特性に係る曲線ｋに対し、内管５３を挿
入したセンサーチューブ５２を用いたときのセンサーの
出力特性に係る曲線ｊが示され、出力のリニアな範囲が
約３倍に広がっていることが分かる。
【００２９】センサーチューブ５２を覆うチューブガイ
ド６０は、図１４に示されるように構成されている。チ
ューブガイド６０は、上ケースと下ケースとから構成さ
れ、これら上ケースと下ケースは基本的に同様の形状の
ものである。チューブガイド６０の下ケース（上ケー
ス）は、一端が半円状であり、他端が台座状とされた長
尺の板状をなし、アルミニュームにより作成されてい
る。
ド６０は、図１４に示されるように構成されている。チ
ューブガイド６０は、上ケースと下ケースとから構成さ
れ、これら上ケースと下ケースは基本的に同様の形状の
ものである。チューブガイド６０の下ケース（上ケー
ス）は、一端が半円状であり、他端が台座状とされた長
尺の板状をなし、アルミニュームにより作成されてい
る。
【００３０】チューブガイド６０の上ケースと下ケース
は共に、Ｕ字状のセンサチューブ５２を接触して収納す
るためのＵ字状の溝部６１と、センサチューブ５２の両
端部に嵌合して設けられる円盤状のフランジ３を収納す
る凹部６２と、センサチューブ５２を上ケースと下ケー
スで覆うように接着材で一体に固定した後にケースにネ
ジ止めするためのネジ穴６３が設けられている。また、
上ケースと下ケースの中央部には、Ｕ字状のセンサチュ
ーブ５２の形状に合わせて長孔６４が形成されている。
は共に、Ｕ字状のセンサチューブ５２を接触して収納す
るためのＵ字状の溝部６１と、センサチューブ５２の両
端部に嵌合して設けられる円盤状のフランジ３を収納す
る凹部６２と、センサチューブ５２を上ケースと下ケー
スで覆うように接着材で一体に固定した後にケースにネ
ジ止めするためのネジ穴６３が設けられている。また、
上ケースと下ケースの中央部には、Ｕ字状のセンサチュ
ーブ５２の形状に合わせて長孔６４が形成されている。
【００３１】上記のチューブガイド６０は、熱平衡状態
へ素早く移行させるための構成である。つまり、センサ
チューブ５２は、耐蝕性を高める目的のために、ＳＵＳ
３１６で構成されている。係る耐蝕性の合金は熱伝導率
が低く、また、センサチューブ５２は比較的大径であ
り、出力応答性が悪い。そこで、上記のようにアルミニ
ューム等の熱伝導率の良好な材料により構成されるチュ
ーブガイド６０によりセンサチューブ５２を一体に覆う
ことで熱平衡が早まり、出力応答性の改善が図られる。
へ素早く移行させるための構成である。つまり、センサ
チューブ５２は、耐蝕性を高める目的のために、ＳＵＳ
３１６で構成されている。係る耐蝕性の合金は熱伝導率
が低く、また、センサチューブ５２は比較的大径であ
り、出力応答性が悪い。そこで、上記のようにアルミニ
ューム等の熱伝導率の良好な材料により構成されるチュ
ーブガイド６０によりセンサチューブ５２を一体に覆う
ことで熱平衡が早まり、出力応答性の改善が図られる。
【００３２】上記のチューブガイド６０は、図１５に示
される直方体状の本体のケースの上ケースと下ケース１
１Ｂに収容される。これらの本体のケースの上ケースと
下ケース１１Ｂが重ねられて、ネジ止めされてケースが
構成される。上ケースと下ケース１１Ｂ共に、チューブ
ガイド６０の外形に対応する凹部５５が形成されてお
り、チューブガイド６０を収納する。
される直方体状の本体のケースの上ケースと下ケース１
１Ｂに収容される。これらの本体のケースの上ケースと
下ケース１１Ｂが重ねられて、ネジ止めされてケースが
構成される。上ケースと下ケース１１Ｂ共に、チューブ
ガイド６０の外形に対応する凹部５５が形成されてお
り、チューブガイド６０を収納する。
【００３３】本実施の形態では、チューブガイド６０
に、４枚の発熱抵抗体７０−１〜７０−４を貼着する。
発熱抵抗体７０−１〜７０−４は、セラミック基板上に
白金抵抗を蒸着した白金抵抗チップであり、各発熱抵抗
体７０−１〜７０−４の抵抗値は１ＫΩであり、発熱抵
抗体７０−１、７０−２を並列接続して図４の発熱抵抗
体３５Ａに相当させ、発熱抵抗体７０−３、７０−４を
並列接続して図４の発熱抵抗体３５Ｂに相当させてい
る。
に、４枚の発熱抵抗体７０−１〜７０−４を貼着する。
発熱抵抗体７０−１〜７０−４は、セラミック基板上に
白金抵抗を蒸着した白金抵抗チップであり、各発熱抵抗
体７０−１〜７０−４の抵抗値は１ＫΩであり、発熱抵
抗体７０−１、７０−２を並列接続して図４の発熱抵抗
体３５Ａに相当させ、発熱抵抗体７０−３、７０−４を
並列接続して図４の発熱抵抗体３５Ｂに相当させてい
る。
【００３４】このように２つの１ＫΩの抵抗を並列接続
して５００Ωの発熱抵抗として用いることにより、従来
の１００Ω〜３００Ω程度の巻線型の発熱抵抗に比べ
て、より少ない電流で、つまり、より少ない発熱で、十
分な感度を得ることができるものである。
して５００Ωの発熱抵抗として用いることにより、従来
の１００Ω〜３００Ω程度の巻線型の発熱抵抗に比べ
て、より少ない電流で、つまり、より少ない発熱で、十
分な感度を得ることができるものである。
【００３５】ケース１には、センサーチューブ５２を加
熱するときの基準温度を計測するため温度センサ７であ
る１ＫΩの白金チップ抵抗が接着されている。また、セ
ンサーガイド６０上の白金チップ抵抗よりなる発熱抵抗
体７０−１〜７０−４は、図４に示す回路により、上記
の基準温度よりそれそれ約２゜Ｃ高くなるように加熱さ
れる。
熱するときの基準温度を計測するため温度センサ７であ
る１ＫΩの白金チップ抵抗が接着されている。また、セ
ンサーガイド６０上の白金チップ抵抗よりなる発熱抵抗
体７０−１〜７０−４は、図４に示す回路により、上記
の基準温度よりそれそれ約２゜Ｃ高くなるように加熱さ
れる。
【００３６】流体がセンサーチューブ５２を流れると、
流体を介して熱の移動が生じるため、チューブガイド６
０に設けた発熱抵抗体７０−１〜７０−４を一定温度に
維持するための印加電圧が変化する。この印加電圧の変
化を検出することにより流体の質量流量を検知すること
ができる。図９に示した実施の形態では、０〜６ｃｃ毎
分まで良好な出力直線性を得ることができた。チューブ
ガイド６０はカートリッジ式になっており、異なる流量
範囲の計測には、この部分だけを流量範囲に応じた別の
部品に取り換えて使用することが可能であり、広範囲な
流量の計測に対応できる。
流体を介して熱の移動が生じるため、チューブガイド６
０に設けた発熱抵抗体７０−１〜７０−４を一定温度に
維持するための印加電圧が変化する。この印加電圧の変
化を検出することにより流体の質量流量を検知すること
ができる。図９に示した実施の形態では、０〜６ｃｃ毎
分まで良好な出力直線性を得ることができた。チューブ
ガイド６０はカートリッジ式になっており、異なる流量
範囲の計測には、この部分だけを流量範囲に応じた別の
部品に取り換えて使用することが可能であり、広範囲な
流量の計測に対応できる。
【００３７】斯して、この第４実施の形態によれば、バ
イパスを使用することなく、小型の流量センサーで広範
囲な流量の計測が可能となる。また、チューブガイド６
０に熱伝導率の高い材料が使用されていることにより、
出力の応答時間が短縮されて応答性の改善が図られる。
チューブガイド６０の使用により、従来煩雑であった発
熱抵抗体の巻線作業を抵抗チップの接着作業に変えるこ
とができ、生産効率が大幅に改善される。チューブガイ
ド６０上の発熱抵抗体である抵抗チップは、任意の抵抗
値で極めて誤差の少ないものが容易に得られるため、検
出回路部分を含めた設計の自由度が高くなる。センサー
チューブ５２の制御温度を、ケース１の基準点温度より
僅かに２゜Ｃ加熱した温度としているので、熱に弱い流
体でも使用可能である。尚、この実施の形態において採
用したセンサーチューブの内部に更に細いチューブを設
ける構成及び、発熱抵抗体を金属の薄膜の抵抗チップと
する構成は、他の実施の形態においても採用可能である
ことは言うまでもない。
イパスを使用することなく、小型の流量センサーで広範
囲な流量の計測が可能となる。また、チューブガイド６
０に熱伝導率の高い材料が使用されていることにより、
出力の応答時間が短縮されて応答性の改善が図られる。
チューブガイド６０の使用により、従来煩雑であった発
熱抵抗体の巻線作業を抵抗チップの接着作業に変えるこ
とができ、生産効率が大幅に改善される。チューブガイ
ド６０上の発熱抵抗体である抵抗チップは、任意の抵抗
値で極めて誤差の少ないものが容易に得られるため、検
出回路部分を含めた設計の自由度が高くなる。センサー
チューブ５２の制御温度を、ケース１の基準点温度より
僅かに２゜Ｃ加熱した温度としているので、熱に弱い流
体でも使用可能である。尚、この実施の形態において採
用したセンサーチューブの内部に更に細いチューブを設
ける構成及び、発熱抵抗体を金属の薄膜の抵抗チップと
する構成は、他の実施の形態においても採用可能である
ことは言うまでもない。
【００３８】次に図１６を参照して第５の実施の形態に
係る流量センサを説明する。この実施の形態では、セン
サーチューブ３２に銀メッキ３３を施し、センサーチュ
ーブ３２上の熱の伝達を改善している。この銀メッキ３
３が施されたセンサーチューブ３２は、図２、図３に示
される第１の実施の形態の構成に係る流量センサの構成
に適用される。従って、センサーチューブ３２には、従
来の巻線抵抗が使用される。この巻線抵抗の抵抗値は１
ＫΩであり、従来のものに比較し大きく、温度変化によ
る抵抗値の変化量を多くして、低い加熱温度で動作可能
としている。
係る流量センサを説明する。この実施の形態では、セン
サーチューブ３２に銀メッキ３３を施し、センサーチュ
ーブ３２上の熱の伝達を改善している。この銀メッキ３
３が施されたセンサーチューブ３２は、図２、図３に示
される第１の実施の形態の構成に係る流量センサの構成
に適用される。従って、センサーチューブ３２には、従
来の巻線抵抗が使用される。この巻線抵抗の抵抗値は１
ＫΩであり、従来のものに比較し大きく、温度変化によ
る抵抗値の変化量を多くして、低い加熱温度で動作可能
としている。
【００３９】センサーチューブ３２は、熱伝導率の高い
銀メッキを施しセンサーチューブ３２上の熱平衡を早め
たことにより、応答時間が改善されている。この第５の
実施の形態では、センサーチューブ３２の内径は０．８
ｍｍと細いため、センサーチューブ３２の内部に更に細
いチューブを設ける必要はない。
銀メッキを施しセンサーチューブ３２上の熱平衡を早め
たことにより、応答時間が改善されている。この第５の
実施の形態では、センサーチューブ３２の内径は０．８
ｍｍと細いため、センサーチューブ３２の内部に更に細
いチューブを設ける必要はない。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る流量セ
ンサによれば、センサチューブ上に設けられた発熱抵抗
体と、この１組の発熱抵抗体の温度を制御するための温
度センサと、これら発熱抵抗体および温度センサを保持
するケースとを備え、前記センサチューブを流れる流体
の流量に応じて生じる前記発熱抵抗体の印加電圧の変化
に基づき流体の流量を検出する流量センサにおいて、前
記発熱抵抗体による前記センサチューブの温度上昇が数
度となるように、前記発熱抵抗体へ電圧印加を行う電圧
印加手段を具備したので、発熱抵抗体の抵抗値を適切に
選択することにより、感度の高い流量センサを得ること
が可能である。
ンサによれば、センサチューブ上に設けられた発熱抵抗
体と、この１組の発熱抵抗体の温度を制御するための温
度センサと、これら発熱抵抗体および温度センサを保持
するケースとを備え、前記センサチューブを流れる流体
の流量に応じて生じる前記発熱抵抗体の印加電圧の変化
に基づき流体の流量を検出する流量センサにおいて、前
記発熱抵抗体による前記センサチューブの温度上昇が数
度となるように、前記発熱抵抗体へ電圧印加を行う電圧
印加手段を具備したので、発熱抵抗体の抵抗値を適切に
選択することにより、感度の高い流量センサを得ること
が可能である。
【図１】本発明に係る流量センサの原理を説明するため
の、発熱抵抗体の抵抗値と感度及び供給電力の関係を示
す図。
の、発熱抵抗体の抵抗値と感度及び供給電力の関係を示
す図。
【図２】第１の実施の形態に係る流量センサの上ケース
を取った状態の平面図。
を取った状態の平面図。
【図３】第１の実施の形態に係る流量センサの断面図。
【図４】本発明に係る流量センサの回路構成図。
【図５】第２の実施の形態に係る流量センサの上ケース
を取った状態の平面図。
を取った状態の平面図。
【図６】第２の実施の形態に係る流量センサの断面図。
【図７】第３の実施の形態に係る流量センサの上ケース
を取った状態の平面図。
を取った状態の平面図。
【図８】第３の実施の形態に係る流量センサの断面図。
【図９】第４の実施の形態に係る流量センサの上ケース
を取った状態の平面図。
を取った状態の平面図。
【図１０】第４の実施の形態に係る流量センサの断面
図。
図。
【図１１】第４の実施の形態に係る流量センサに用いら
れるセンサーチューブの長手方向の断面図。
れるセンサーチューブの長手方向の断面図。
【図１２】第４の実施の形態に係る流量センサに用いら
れる図１２のセンサーチューブのＸ−Ｘ断面図。
れる図１２のセンサーチューブのＸ−Ｘ断面図。
【図１３】第４の実施の形態に係る流量センサの応答特
性を示す図。
性を示す図。
【図１４】第４の実施の形態に係る流量センサに用いら
れるチューブガイドを示す図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）は底面図。
れるチューブガイドを示す図であり、（ａ）はその平面
図、（ｂ）は底面図。
【図１５】第４の実施の形態に係る流量センサに用いら
れる下ケースを示す図であり、（ａ）はその平面図、
（ｂ）は底面図。
れる下ケースを示す図であり、（ａ）はその平面図、
（ｂ）は底面図。
【図１６】第５の実施の形態に係る流量センサに用いら
れるセンサーチューブの長手方向の断面図。
れるセンサーチューブの長手方向の断面図。
１ ケース １Ａ 上ケース １Ｂ、１１Ｂ 下ケース ２、２２Ａ，２２Ｂ，２３Ａ，２３Ｂ 溝部 ３ フランジ ７ 温度センサ ９ ターミナル １０ チューブ ３２，５２ センサチューブ ３５Ａ，３５Ｂ，
３５Ｃ 発熱抵抗体 ５３ 内管 ６０ チューブガ
イド
３５Ｃ 発熱抵抗体 ５３ 内管 ６０ チューブガ
イド
Claims (13)
- 【請求項１】 センサチューブ上に設けられた１組の発
熱抵抗体と、 前記１組の発熱抵抗体の温度を制御するための温度セン
サと、 これら発熱抵抗体および温度センサを保持するケースと
を備え、 前記センサチューブを流れる流体の流量に応じて生じる
前記発熱抵抗体の印加電圧の変化に基づき流体の流量を
検出する流量センサにおいて、 前記発熱抵抗体による前記センサチューブの温度上昇が
数度となるように、前記発熱抵抗体へ電圧印加を行う電
圧印加手段を具備したことを特徴とする流量センサ。 - 【請求項２】 前記発熱抵抗体の抵抗値が、所望とする
感度に応じた任意の大きさとさ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。 - 【請求項３】 前記発熱抵抗体の温度センサによる制御
温度の範囲が５゜Ｃ以下とさ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。 - 【請求項４】 センサチューブはＵ字状に構成され、該
センサチューブの両端がケースに熱的に結合させられ、 前記ケース内の前記センサチューブの両端間に、温度セ
ンサを設けたことを特徴とする請求項１または２に記載
の流量センサ。 - 【請求項５】 センサチューブには、一組の発熱抵抗体
が設けられた間の部分において、第３の発熱抵抗体が設
けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれ
か１項に記載の流量センサ。 - 【請求項６】 センサチューブは、１組の発熱抵抗体が
設けられた間の部分において、ケースと熱的に結合され
ていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項
に記載の流量センサ。 - 【請求項７】 センサチューブの少なくとも１部が良熱
伝導性材料で被覆さ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。 - 【請求項８】 熱伝導率の高い材料により構成され、セ
ンサーチューブを被覆するセンサーチューブガイドがセ
ンサーチューブに設けら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。 - 【請求項９】 センサーチューブガイド上に発熱抵抗体
が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の流
量センサ。 - 【請求項１０】 センサーチューブを内包するセンサー
チューブガイドが着脱自在とされていることを特徴とす
る請求項８に記載の流量センサ。 - 【請求項１１】 センサーチューブ内部に複数の細い内
管が設けられていることを特徴とする請求項１、４、８
のいずれか１項に記載の流量センサ。 - 【請求項１２】発熱抵抗体が、金属の薄膜により構成さ
れているを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に
記載の流量センサ。 - 【請求項１３】 センサチューブ上に設けられた発熱抵
抗体と、 前記発熱抵抗体の温度を制御するための温度センサと、 これら発熱抵抗体および温度センサを保持するケースと
を備え、 前記センサチューブを流れる流体の流量に応じて生じる
前記発熱抵抗体の印加電圧の変化に基づき流体の流量を
検出する流量センサにおいて、 前記発熱抵抗体による前記センサチューブの温度上昇が
数度となるように、前記発熱抵抗体へ電圧印加を行う電
圧印加手段と、 この電圧印加手段による電圧印加に応じた温度上昇が生
じるときに、所望とする感度が得られるように抵抗値の
大きさが設定された前記発熱抵抗体とを具備することを
特徴とする流量センサ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11172854A JP2000227354A (ja) | 1998-12-01 | 1999-06-18 | 流量センサ |
| US09/451,927 US6318171B1 (en) | 1998-12-01 | 1999-12-01 | Flow rate sensor implementing a plurality of inner tubes located within a sensor tube |
| US10/718,511 USRE39466E1 (en) | 1998-12-01 | 2003-11-20 | Flow rate sensor implementing a plurality of inner tubes located within a sensor tube |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34180098 | 1998-12-01 | ||
| JP10-341800 | 1998-12-01 | ||
| JP11172854A JP2000227354A (ja) | 1998-12-01 | 1999-06-18 | 流量センサ |
Publications (1)
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