JP2006017722A - ストリームライン・パッケージングを有する熱式流量センサ - Google Patents
ストリームライン・パッケージングを有する熱式流量センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006017722A JP2006017722A JP2005190336A JP2005190336A JP2006017722A JP 2006017722 A JP2006017722 A JP 2006017722A JP 2005190336 A JP2005190336 A JP 2005190336A JP 2005190336 A JP2005190336 A JP 2005190336A JP 2006017722 A JP2006017722 A JP 2006017722A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- flow sensor
- thermal flow
- conduit
- opposite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 283
- 210000001175 cerebrospinal fluid Anatomy 0.000 claims abstract description 23
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 208000003906 hydrocephalus Diseases 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 3
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 206010008111 Cerebral haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 206010011732 Cyst Diseases 0.000 description 1
- 208000035976 Developmental Disabilities Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 201000010829 Spina bifida Diseases 0.000 description 1
- 208000006097 Spinal Dysraphism Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 description 1
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 description 1
- 239000005352 borofloat Substances 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 210000004289 cerebral ventricle Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 208000031513 cyst Diseases 0.000 description 1
- 230000003412 degenerative effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 201000003723 learning disability Diseases 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 229920000052 poly(p-xylylene) Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 210000003625 skull Anatomy 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000008733 trauma Effects 0.000 description 1
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0275—Measuring blood flow using tracers, e.g. dye dilution
- A61B5/028—Measuring blood flow using tracers, e.g. dye dilution by thermo-dilution
-
- 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
-
- 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
- G01F1/688—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element
- G01F1/69—Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow using a particular type of heating, cooling or sensing element of resistive type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
- G01F15/14—Casings, e.g. of special material
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
【課題】ＣＳＦに接触しない温度センサ及びヒーターを用いてＣＳＦの流量を測定する熱式流量センサを提供すること。
【解決手段】熱式流量センサであって、第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板、第２の基板、及び第３の基板を有する。第１の基板は、その第２の面が第２の基板の第１の面に当接するように第２の基板に結合され、第３の基板は、その第１の面が第２の基板の第２の面に当接するように第２の基板に結合されている。第１の基板、第２の基板、及び第３の基板は、第１の基板の第１の面と第３の基板の第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成している。第２の基板は内部に形成された溝を有し、その第２の基板、第１の基板の第２の面、及び第３の基板の第１の面によって画定された導管が形成されている。導管は端部に形成された入口開口及び出口開口を有する。
【選択図】図１
【解決手段】熱式流量センサであって、第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板、第２の基板、及び第３の基板を有する。第１の基板は、その第２の面が第２の基板の第１の面に当接するように第２の基板に結合され、第３の基板は、その第１の面が第２の基板の第２の面に当接するように第２の基板に結合されている。第１の基板、第２の基板、及び第３の基板は、第１の基板の第１の面と第３の基板の第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成している。第２の基板は内部に形成された溝を有し、その第２の基板、第１の基板の第２の面、及び第３の基板の第１の面によって画定された導管が形成されている。導管は端部に形成された入口開口及び出口開口を有する。
【選択図】図１
Description
本発明は、熱式流量センサに関連する。詳細には、本発明は、シャント内の脳脊髄液（ＣＳＦ）の流れを監視するために用いることができる熱式流量センサに関する。
水頭症は、脳室内のＣＳＦの異常な蓄積による症状である。適切に治療しないと、水頭症は子供や大人に重度の身体障害をもたらし、死に至ることもある。脳脊髄液が蓄積すると、脳室が膨張して脳内の圧力が上昇する。水頭症は、出生時から子供に起きる重度の変性症状である。水頭症は、遺伝因子と環境因子の複雑な相互作用によって起こると考えられている。人生の後年でも水頭症に罹ることがある。その原因は、例えば、脊椎披裂、脳出血、頭蓋骨外傷、腫瘍、及び嚢胞などである。
水頭症は、約５０００〜１０，０００人の新生児に１人の割合で起こる。水頭症の予防法や治療法は、未だ分かっていない。現在、最も効果的な治療法は耳の後ろにシャントを外科移植することである。シャントは可撓性のチューブであり、これを脳の脳室系に挿入して脳脊髄液を体の他の部位に排出することができる。しかしながら、シャントが機能障害を起こすことが良くあり、これにより患者に感染症が起き、重度の合併症（例えば、発達障害や学習障害など）が引き起こされる場合がある。
ある推定によれば、シャントが移植された患者の最大５０％が人生のある時点でシャントの機能障害を経験する。シャントの機能障害の殆どは、カテーテルの閉塞とシャント弁の誤調節である。
本発明の発明者は、ＣＳＦの流れを監視するために開発された本発明に従った小型移植用流量センサを用いてシャントの機能障害による合併症の発症を検出できると考えている。このようなセンサは、ＣＳＦに接触しない温度センサ及びヒーターを用いてＣＳＦの流量を測定する。従って、このようなセンサは、長期（例えば、１０年以上）に亘って使用するために移植することができる。
具体的には、シャント弁が子供に移植されると、移植された別のセンサでインプラントの機能障害を効果的に検出することができる。本発明に従った熱式流量センサは、水頭症の治療に著しい進展を与え、患者のシャント弁の流速を連続的に最適化できる閉ループ制御系の開発に向けたステップを可能にする。
加えて、本発明の熱式流量センサは、以前は得られなかった髄液（ＣＳＦ）の生成及び排出についての新規の情報を医師に提供できる。
ＣＳＦに接触しない温度センサ及びヒーターを用いてＣＳＦの流量を測定する熱式流量センサを提供すること。
現在の好適な例示的な実施形態に従えば、本発明は、第１の面及び反対側の第２の面を備えた第１の基板を有する熱式流量センサを含む。第２の基板が、第１の面及び反対側の第２の面を有する。第１の基板は、その第２の面が第２の基板の第１の面に当接するように第２の基板に結合されている。第３の基板が、第１の面及び反対側の第２の面を有する。第３の基板は、その第１の面が第２の基板の第２の面に当接するように第２の基板に結合されている。第１の基板、第２の基板、及び第３の基板が、第１の基板の第１の面と第３の基板の第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成している。第２の基板は内部に形成された溝を有し、これにより、その第２の基板、第１の基板の第２の面、及び第３の基板の第１の面によって画定された導管が形成されている。導管は、入口開口及び出口開口を有する。これらの開口はそれぞれ、少なくとも１つの端部に形成されている。
ＣＳＦに接触しない温度センサ及びヒーターを用いてＣＳＦの流量を測定する小型移植用流量センサを用いてシャントの機能障害による合併症の発症を検出できる。
本発明の上記した及び別の目的、特徴、及び利点が、添付の図面を参照しながら本発明の特定の実施形態の詳細な説明を読めばよりよく理解できるであろう。全ての図面において、類似の構成要素には同一の参照番号が付されている。
図１‐図６を参照すると、本発明に従った熱式流量センサ１０が示されている。現在好適な例示的な実施形態では、熱式流量センサは、第１の基板１２、第２の基板１４、及び第３の基板１６を含む。第１の基板１２は、第１の面１８及び反対側の第２の面２０を有する。第２の基板１４は、第１の面２２及び反対側の第２の面２４を有する。第３の基板１６は、第１の面２６及び反対側の第２の面２８を有する。第１の基板１２は、その第２の面２０が第２の基板１４の第１の面２２に当接するように第２の基板１４に結合されている。第３の基板１６は、その第１の面２６が第２の基板１４の第２の面２４に当接するように第２の基板１４に結合されている。第１の基板は、第２の基板に接着されるのが好ましく、第２の基板は、第３の基板に接着するのが好ましい。第１の基板及び第３の基板は、好ましくは、例えばＰＹＲＥＸ（登録商標）やＢＯＲＯＦＬＯＡＴ（登録商標）などのホウケイ酸ガラスから形成するのが好ましい。第２の基板は、シリコンから形成するのが好ましい。
第２の基板１４は、図１に例示されているように内部に形成された溝３０を有し、これにより第２の基板１４、第１の基板の第２の面２０、及び第３の基板の第１の面２６によって画定された導管３２が形成されている。この溝は、第２のシリコン基板１４をエッチングして形成するのが好ましい。例示的な一実施形態では、溝は、３８０μｍ×３０００μｍの断面寸法を有することができる。ヒーター３４が、導管３２の反対側の第１の基板１２の第１の面１８に配置されている。第１の温度センサ３６が、導管３２と反対側の第１の基板１２の第１の面１８に配置されている。第２の温度センサ３８もまた、導管３２の反対側の第１の基板１２の第１の面１８に配置されている。このセンサは、流速３００ｍｌ／時間で約０．００５℃の温度差を検出することができる。
温度センサ及びヒーターは、ホウケイ酸ガラスから形成するのが好ましい第１の基板の第１の面または第２の面に金属を直接堆積させて（例えば、蒸着またはスパッタリング）形成するのが好ましい。これらの金属堆積方法では、真空室内でガラス表面上に薄い金属膜を堆積させることができる。当業者であれば、リソグラフ法によってどのように薄膜をパターン形成するかを容易に理解できるであろう。例示的な一実施形態では、金属の薄膜は複数の層からなる（例えば、クロム（Ｃｒ）、プラチナ（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、及び金（Ａｕ）など）。クロムまたはチタンは、ホウケイ酸ガラスによく付着するため接着層として用いるのに適している。次いで、Ｐｔの層をＣｒまたはＴｉの上に堆積させて、ヒーター及び温度センサ構造として用いることができる。ヒーター及び温度センサを形成する際に、同じ基板上の残りの電子素子のために電気経路も形成することができる。金の層は、ヒーターまたは温度センサ構造が存在しないプラチナ層の上面に堆積させて、残りの電子回路の電気経路を形成するのが好ましい。しかしながら、ヒーターまたは温度センサが存在しない領域に、金の層をＣｒまたはＴｉの接着層に直接堆積させることもできる。ヒーターは、図１２に示されているように、内部を流れる電流による抵抗熱によって作動する。温度センサは、図１２に示されているように、その周囲温度による抵抗の変化によって作動する。本発明のセンサでは、各温度センサにおける周囲温度は、特に、ヒーターによって生成される熱量、第１の基板の厚み、及び導管を流れる流体の流速によって決まる。
キャップ４０が第１の基板１２の第１の面１８に取り付けられており、これにより内部区画４２が画定されている。キャップ４０は、好ましくは、ＰＹＲＥＸ（登録商標）から形成し、第１の基板に鑞付けし、これにより密閉された内部区画４２が形成される。センサが移植用医療装置として用いられる場合、移植が生体拒絶されないように最終的なパリレン層をセンサの外面に設ける。ヒーター３４、第１の温度センサ３６、及び第２の温度センサ３８が、内部区画４２内に配置されている。他の電子素子４４もまた、内部区画４２内に配置され、ヒーター３４、第１の温度センサ３６、及び第２の温度センサ３８に電気的に接続されている。当業者であれば、ヒーター及び／またはセンサからのデータを外部制御ユニットに対してテレメトリで送受信できるように電子素子を組み立てる方法は用意に理解できるであろう。導管から第１の基板の反対側の面に温度センサ及びヒーターを配置すると、センサ及びヒーターが導管内の流体（例えば、ＣＳＦ）に直接接触しない。この構造を反転基板と呼ぶことにする。従って、本発明に従ったセンサは、生体適合性デザインであり、水頭症シャントや注入ポンプなどの長期に亘るインプラントに適している（例えば、１０年以上）。センサ及び電子素子の生体適合性パッケージングには次の利点がある。
１．体液が生体適合性ガラスとしか接触しない。
２．Ｔｉ／Ｐｔセンサ、ヒーター、及びセンサの電子素子が同じ基板に配置されるため製造コストを削減できる。
３．センサ電子素子は、フリップチップ技術によって製造できるＡＳＩＣを利用して劇的に小型化することができる。
１．体液が生体適合性ガラスとしか接触しない。
２．Ｔｉ／Ｐｔセンサ、ヒーター、及びセンサの電子素子が同じ基板に配置されるため製造コストを削減できる。
３．センサ電子素子は、フリップチップ技術によって製造できるＡＳＩＣを利用して劇的に小型化することができる。
代替の実施形態に従えば、熱式流量センサは、図４ａ‐図４ｃに例示されているように、２つの基板１２’及び１４’から構成され、それらの基板の一方または両方に溝３０’が形成されており、これにより両方の基板によって画定された導管３２’が形成されている。別の代替の実施形態では、熱式流量センサは、図５及び図６に示されているように、唯１つの基板１２’’から構成することができる。基板１２’’は、第１の上面１８’’、反対側の第２の下面２０’’、及び第１の上面１８’’と第２の下面２０’’との間に延在する少なくとも１つの側端部４６’’を有する。導管３２’’は基板１２’’内に形成されている。導管３２’’は、入口開口４８’’及び出口開口５０’’を有する。開口４８’’及び５０’’のそれぞれは、図６に示されているように、少なくとも１つの側端部４６’’に形成されている。
導管３２、３２’、及び３２’’内を流れる流体の速度を決定するために、流体が導管の入口開口から入って出口開口から出ることができる。流体は、導管から離れた反対側のヒーター３４で加熱される。言い換えれば、ヒーター及び温度センサは、導管内を流れる流体と接触しない。流体の温度は、導管から離れた反対側の本体の第１の面に配置された第１の温度センサによって検出される。流体の温度はまた、導管から離れた反対側の本体の第１の面に配置された第２の温度センサによっても検出することができる。現在好適な例示的な実施形態では、２つの温度センサは約２０００μｍ離間している。温度センサ間の距離は、測定する流速に部分的に依存する。当業者であれば、検出した温度に基づいて流体の流速を容易に決定することができる。流体は、ＣＳＦであるのが好ましく、熱式流量センサ１０は、図１１に示されているようにシャント１００内に配置されるのが好ましい。
本発明に従ったセンサのデザインでは、３００ｍｌ／時間に達する流量（流量２５ｍｌ／時間で最適な感度）に対して、及び２秒の迅速応答ステップに対して静的及び動的ＦＥＭシミュレーションによってセンサを最適化した。ＣＳＦの通常の流量は約２５ｍｌ／時間である。流量２５ｍｌ／時間では、センサ信号の温度は約１４０ｍＶ／ｍｌ／時間であり、２７０ｍｌ／時間を超える大きい流量では、センサ信号の感度は約５ｍＶ／ｍｌ／時間である。約２秒のセンサの応答時間は、ガラス基板上の従来のセンサの約１０秒に比べてかなり短い時間である。加えて、従来のセンサは、２〜３ｍｌ／時間までの流量しか検出することができない。迅速な応答ステップにより、患者の頭の位置が急に変動した場合も（例えば起床時など）、ＣＳＦの流量を測定することが可能である。
ここで図３を参照されたい。第１の基板、第２の基板、及び第３の基板のそれぞれによって、第１の基板の第１の面１８と第３の基板の第２の面２８との間に延在する少なくとも１つの側端部４６を有する複層本体構造を形成している。導管３２は、それぞれが少なくとも１つの側端部４６に形成された入口開口４８及び出口開口５０を有する。現在好適な例示的な実施形態では、入口開口４８及び出口開口５０は、第２の基板１４のみに配置されている。ダイシングソーを用いて３つの層を切断して、第２の基板の開口を露出させることができる。この実施形態は、入口開口及び出口開口が上面及び／または下面ではなく本体構造の側端部に配置されているため、ストリームライン・パッケージングと呼ぶ。
ここで図７を参照されたい。本発明の別の実施形態に従って、第１の凹部５２が、ヒーター３４と第１の温度センサ３６との間の第１の基板１２の第１の面１８に形成されている。図示されているように、第１の凹部５２はヒーター３４に直接隣接して配置されている。第２の凹部５４が、ヒーター３４と第２の温度センサ３８との間の第１の基板１２の第１の側面１８に形成されている（図８Ａを参照）。図示されているように、第２の凹部５４は、第１の凹部とは反対側にヒーター３４に直接隣接して配置されている。別法では、図８Ｂ及び図８Ｃに示されているように、凹部５２及び５４は、その両方を第１の基板１２の第２の面に形成する、または一方を第１の基板の第１の面に形成し、他方を第１の基板の第２の面に形成することができる。凹部５２及び５４は、第１の基板の厚みの約半分まで第１の基板内に延びているのが好ましい。本発明の別の変更形態に従えば、凹部５２及び５４は、第１の基板の第１の面及び第１の基板の第２の面に配置することができる。
凹部５２及び５４を用いて、矢印Ａによって示されているように、ヒーター３４によって生成された熱が第１の基板を介して導管３２内へ移動するのを案内することができる。次いで、矢印Ｂによって示されているように、流体によって吸収された熱エネルギーが、第１の基板を介して第１の温度センサ及び第２の温度センサに戻される。空気は良好な熱の導体ではないため、ヒーターによって生成された熱の殆ど全てが矢印Ａ及びＢによって示されている経路に沿って移動する。もちろん、一部の熱は第１の基板内を移動するが、当業者であれば、これを考慮して本発明に従った熱式流量センサを容易に較正することができるであろう。第１の基板の厚み、ヒーターによって生成される熱の程度、凹部の寸法、及び当業者に周知の他の因子によって、導管内を流れる流体の速度を容易に決定することができる。次いで、この情報をテレメトリによって外部制御ユニットに送信することができる（不図示）。
図４Ａ‐図５に示されている前の代替の実施形態のように、凹部５２及び５４を有する熱式流量センサは、図４Ａ‐図４Ｃに示されているように２つの基板１２’及び１４’から構成する、または図５に示されているように唯１つの基板１２’’から構成することができる。
ここで図９Ａを参照すると、本発明の更に別の実施形態に従った熱式流量センサが例示されている。この実施形態では、第１の温度センサ３６は、導管内を流れる流体の方向とは反対方向にヒーター３４から第１の所定距離離間して、導管とは反対側の第１の基板の第１の面に配置されている。第２の温度センサ３８は、流体が流れる方向とは反対方向にヒーター３４から第２の所定距離離間して、導管の反対側の第１の基板の第１の面に配置されている。図９Ａに例示されているように、第２の所定距離は第１の所定距離よりも長い。この実施形態は、流体の流れる方向にヒーターが２つの温度センサの間に位置するのではなく、両方の温度センサがヒーターの一側に位置するため非対称センサデザインと呼ぶ。
ここで図９Ｂを参照すると、図９Ａの実施形態の変更形態が例示されている。この変更形態では、第１の温度センサ及び第２の温度センサはそれぞれ、流体の流れる方向とは反対方向ではなく流体の流れる方向に、ヒーターから第１の所定距離及び第２の所定距離離間して配置されている。
ここで図１０Ａ及び図１０Ｂを参照すると、図９の実施形態の別の変更形態が例示されている。この変更形態に従えば、ヒーター及び温度センサが導管内に配置されているため、導管内を流れる流体に接触する。この変更形態に従えば、第１の温度センサ及び第２の温度センサはそれぞれ、図１０Ａに示されているように図９Ａの実施形態と同様に流体の流れる方向とは反対方向に、または図１０Ｂに示されているように図９Ｂの実施形態と同様に流体の流れる方向に、ヒーターから第１の所定距離及び第２の所定距離離間して配置することができる。
図４Ａ‐図５に示されている前の代替の実施形態のように、流体の流れる方向またはその反対方向にヒーターの一側に配置された第１の温度センサ及び第２の温度センサを有する熱式流量センサは、図４Ａ‐図４Ｃに示されているように２つの基板１２’及び１４’から構成する、または図５に示されているように唯１つの基板１２’’から構成することができる。
本発明の発明者は、非対称センサデザインでは、カットオフ流速と呼ばれる一定の流速よりも低い流速を検出できないことを見出した。このカットオフ流速は、通常は約１〜２ｍｌ／時間である。０ｍｌ／時間からカットオフ流速までの流速を測定するには、図９Ａに例示されているような第２のヒーター５６を用いることができる。このヒーター５６は、流体の流れる方向に、第２のセンサ３８と第１のセンサ３６との間に配置されている。
本発明に従った熱式流量センサの現在好適な例示的な実施形態を説明してきたが、当業者であれば、本発明の開示により他の変更形態、改良形態、及び変形形態に容易に想到するであろう。１つの実施形態の要素を別の実施形態の要素と交換することも本発明の範囲に包含される。図面は正確な縮尺で描く必要はなく、単に概念を示すものであることを理解されたい。従って、このような全ての変更形態、改良形態、及び変形形態が、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲内であることを理解されたい。
ここで開示した全ての発行された特許、継続中の特許出願、刊行物、学術論文、書籍、または他の参照文献は、言及することを以って本明細書の一部とする。
本発明の実施態様は以下の通りである。
（１）第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第２の基板であって、前記第１の基板の前記第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第１の基板に結合された、前記第２の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第３の基板であって、前記第２の基板の前記第２の面が前記第３の基板の前記第１の面に当接するように前記第２の基板に結合された、前記第３の基板とを含み、
前記第１の基板、前記第２の基板、及び前記第３の基板が、前記第１の基板の前記第１の面と前記第３の基板の前記第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成しており、前記第２の基板が内部に形成された溝を有し、これにより、前記第２の基板、前記第１の基板の前記第２の面、及び前記第３の基板の前記第１の面によって画定された導管が形成されており、前記導管が、入口開口及び出口開口を有しており、前記各開口が前記少なくとも１つの端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
（２）前記入口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様（１）に記載の熱式流量センサ。
（３）前記出口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様（２）に記載の熱式流量センサ。
（４）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載の熱式流量センサ。
（５）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第２の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（４）に記載の熱式流量センサ。
（１）第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第２の基板であって、前記第１の基板の前記第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第１の基板に結合された、前記第２の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第３の基板であって、前記第２の基板の前記第２の面が前記第３の基板の前記第１の面に当接するように前記第２の基板に結合された、前記第３の基板とを含み、
前記第１の基板、前記第２の基板、及び前記第３の基板が、前記第１の基板の前記第１の面と前記第３の基板の前記第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成しており、前記第２の基板が内部に形成された溝を有し、これにより、前記第２の基板、前記第１の基板の前記第２の面、及び前記第３の基板の前記第１の面によって画定された導管が形成されており、前記導管が、入口開口及び出口開口を有しており、前記各開口が前記少なくとも１つの端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
（２）前記入口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様（１）に記載の熱式流量センサ。
（３）前記出口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様（２）に記載の熱式流量センサ。
（４）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（１）に記載の熱式流量センサ。
（５）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第２の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（４）に記載の熱式流量センサ。
（６）更に、前記第１の基板の前記第１の面に取り付けられて内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする実施態様（５）に記載の熱式流量センサ。
（７）前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様（６）に記載の熱式流量センサ。
（８）更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様（７）に記載の熱式流量センサ。
（９）前記第１の基板及び前記第３の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする実施態様（１）に記載の熱式流量センサ。
（１０）前記第２の基板がシリコンから形成されていることを特徴とする実施態様（９）に記載の熱式流量センサ。
（７）前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様（６）に記載の熱式流量センサ。
（８）更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様（７）に記載の熱式流量センサ。
（９）前記第１の基板及び前記第３の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする実施態様（１）に記載の熱式流量センサ。
（１０）前記第２の基板がシリコンから形成されていることを特徴とする実施態様（９）に記載の熱式流量センサ。
（１１）前記第１の基板が前記第２の基板に接着され、前記第２の基板が前記第３の基板に接着されていることを特徴とする実施態様（１）に記載の熱式流量センサ。
（１２）熱式流量センサであって、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面有する第２の基板であって、前記第１の基板の前記第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第１の基板に結合された、第２の基板とを含み、
前記第１の基板及び前記第２の基板が、前記第１の基板の前記第１の面と前記第２の基板の前記第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成しており、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方が内部に形成された溝を有し、これにより前記第１の基板及び前記第２の基板によって画定された導管が形成されており、前記導管が入口開口及び出口開口を有し、前記各開口が前記多層本体構造の前記少なくとも１つの端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
（１３）前記入口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様（１２）に記載の熱式流量センサ。
（１４）前記出口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様（１３）に記載の熱式流量センサ。
（１５）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（１２）に記載の熱式流量センサ。
（１２）熱式流量センサであって、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面有する第２の基板であって、前記第１の基板の前記第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第１の基板に結合された、第２の基板とを含み、
前記第１の基板及び前記第２の基板が、前記第１の基板の前記第１の面と前記第２の基板の前記第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成しており、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方が内部に形成された溝を有し、これにより前記第１の基板及び前記第２の基板によって画定された導管が形成されており、前記導管が入口開口及び出口開口を有し、前記各開口が前記多層本体構造の前記少なくとも１つの端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
（１３）前記入口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様（１２）に記載の熱式流量センサ。
（１４）前記出口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする実施態様（１３）に記載の熱式流量センサ。
（１５）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（１２）に記載の熱式流量センサ。
（１６）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第２の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（１５）に記載の熱式流量センサ。
（１７）更に、前記第１の基板の前記第１の面に取り付けられて内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする実施態様（１６）に記載の熱式流量センサ。
（１８）前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様（１７）に記載の熱式流量センサ。
（１９）更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様（１８）に記載の熱式流量センサ。
（２０）前記第１の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする実施態様（１２）に記載の熱式流量センサ。
（１７）更に、前記第１の基板の前記第１の面に取り付けられて内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする実施態様（１６）に記載の熱式流量センサ。
（１８）前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様（１７）に記載の熱式流量センサ。
（１９）更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様（１８）に記載の熱式流量センサ。
（２０）前記第１の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする実施態様（１２）に記載の熱式流量センサ。
（２１）前記第２の基板がシリコンから形成されていることを特徴とする実施態様（２０）に記載の熱式流量センサ。
（２２）前記第１の基板が前記第２の基板に接着されていることを特徴とする実施態様（１２）に記載の熱式流量センサ。
（２３）熱式流量センサであって、
前記第１の基板が、第１の上面、反対側の第２の下面、前記第１の上面と前記第２の下面との間に延在する少なくとも１つの側端部、及び入口開口及び出口開口を有する内部形成された導管を有する第１の基板を含み、
前記各開口が前記少なくとも１つの側端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
（２４）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（２３）に記載の熱式流量センサ。
（２５）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第２の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（２４）に記載の熱式流量センサ。
（２２）前記第１の基板が前記第２の基板に接着されていることを特徴とする実施態様（１２）に記載の熱式流量センサ。
（２３）熱式流量センサであって、
前記第１の基板が、第１の上面、反対側の第２の下面、前記第１の上面と前記第２の下面との間に延在する少なくとも１つの側端部、及び入口開口及び出口開口を有する内部形成された導管を有する第１の基板を含み、
前記各開口が前記少なくとも１つの側端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。
（２４）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（２３）に記載の熱式流量センサ。
（２５）更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第２の温度センサを含むことを特徴とする実施態様（２４）に記載の熱式流量センサ。
（２６）更に、前記第１の基板の前記第１の面に取り付けられ内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする実施態様（２５）に記載の熱式流量センサ。
（２７）前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様（２６）に記載の熱式流量センサ。
（２８）更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様（２７）に記載の熱式流量センサ。
（２９）本体内の導管内を流れる流体の流速を決定する方法であって、
前記本体が、第１の上面、反対側の第２の下面、前記第１の上面と前記第２の下面との間に延在する少なくとも１つの側端部、及び入口開口及び出口開口を有する前記本体内に形成された導管を有し、前記各開口が前記少なくとも１つの側端部に形成されており、前記方法が、
流体が前記導管の前記入口開口内に入るようにするステップと、
前記導管から離れた反対側の前記本体の前記第１の面に配置されたヒーターで前記流体を加熱するステップと、
前記導管から離れた反対側の前記本体の前記第１の面に配置された第１の温度センサで前記流体の温度を検出するステップと、
前記導管の出口開口から前記流体を出すステップと、
前記検出した温度に基づいて前記流体の流速を決定するステップとを含むことを特徴とする方法。
（３０）前記本体が、第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板、第１の面及び反対側の第２の面を有する少なくとも第２の基板を含み、前記第１の基板が、その第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第２の基板に結合され、前記第２の基板が形成された溝を有し、これにより、前記導管が前記第２の基板及び前記第１の基板の前記第２の面によって画定されており、前記方法が更に、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に前記ヒーターを配置するステップと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に前記第１の温度センサを配置するステップとを含むことを特徴とする実施態様（２９）に記載の方法。
（２７）前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする実施態様（２６）に記載の熱式流量センサ。
（２８）更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする実施態様（２７）に記載の熱式流量センサ。
（２９）本体内の導管内を流れる流体の流速を決定する方法であって、
前記本体が、第１の上面、反対側の第２の下面、前記第１の上面と前記第２の下面との間に延在する少なくとも１つの側端部、及び入口開口及び出口開口を有する前記本体内に形成された導管を有し、前記各開口が前記少なくとも１つの側端部に形成されており、前記方法が、
流体が前記導管の前記入口開口内に入るようにするステップと、
前記導管から離れた反対側の前記本体の前記第１の面に配置されたヒーターで前記流体を加熱するステップと、
前記導管から離れた反対側の前記本体の前記第１の面に配置された第１の温度センサで前記流体の温度を検出するステップと、
前記導管の出口開口から前記流体を出すステップと、
前記検出した温度に基づいて前記流体の流速を決定するステップとを含むことを特徴とする方法。
（３０）前記本体が、第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板、第１の面及び反対側の第２の面を有する少なくとも第２の基板を含み、前記第１の基板が、その第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第２の基板に結合され、前記第２の基板が形成された溝を有し、これにより、前記導管が前記第２の基板及び前記第１の基板の前記第２の面によって画定されており、前記方法が更に、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に前記ヒーターを配置するステップと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に前記第１の温度センサを配置するステップとを含むことを特徴とする実施態様（２９）に記載の方法。
（３１）前記流体が液体であることを特徴とする実施態様（２９）に記載の方法。
（３２）前記液体が脳脊髄液であることを特徴とする実施態様（３１）に記載の方法。
（３２）前記液体が脳脊髄液であることを特徴とする実施態様（３１）に記載の方法。
１０ 熱式流量センサ
１２ 第１の基板
１４ 第２の基板
１６ 第３の基板
１８ 第１の基板の第１の面
２０ 第１の基板の第２の面
２２ 第２の基板の第１の面
２４ 第２の基板の第２の面
２６ 第３の基板の第１の面
２８ 第３の基板の第２の面
３０、３０’ 溝
３２、３２’、３２’’ 導管
３４ ヒーター
３６ 第１の温度センサ
３８ 第２の温度センサ
４０ キャップ
４２ 内部区画
４４ 電子素子
４６、４６’’ 側端部
４８、４８’’ 入口開口
５０、５０’’ 出口開口
５２、５４ 凹部
１００ シャント
１２ 第１の基板
１４ 第２の基板
１６ 第３の基板
１８ 第１の基板の第１の面
２０ 第１の基板の第２の面
２２ 第２の基板の第１の面
２４ 第２の基板の第２の面
２６ 第３の基板の第１の面
２８ 第３の基板の第２の面
３０、３０’ 溝
３２、３２’、３２’’ 導管
３４ ヒーター
３６ 第１の温度センサ
３８ 第２の温度センサ
４０ キャップ
４２ 内部区画
４４ 電子素子
４６、４６’’ 側端部
４８、４８’’ 入口開口
５０、５０’’ 出口開口
５２、５４ 凹部
１００ シャント
Claims (32)
- 第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第２の基板であって、前記第１の基板の前記第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第１の基板に結合された、前記第２の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第３の基板であって、前記第２の基板の前記第２の面が前記第３の基板の前記第１の面に当接するように前記第２の基板に結合された、前記第３の基板とを含み、
前記第１の基板、前記第２の基板、及び前記第３の基板が、前記第１の基板の前記第１の面と前記第３の基板の前記第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成しており、前記第２の基板が内部に形成された溝を有し、これにより、前記第２の基板、前記第１の基板の前記第２の面、及び前記第３の基板の前記第１の面によって画定された導管が形成されており、前記導管が、入口開口及び出口開口を有しており、前記各開口が前記少なくとも１つの端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。 - 前記入口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする請求項１に記載の熱式流量センサ。
- 前記出口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする請求項１に記載の熱式流量センサ。 - 更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第２の温度センサを含むことを特徴とする請求項４に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記第１の基板の前記第１の面に取り付けられて内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の熱式流量センサ。
- 前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の熱式流量センサ。
- 前記第１の基板及び前記第３の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱式流量センサ。
- 前記第２の基板がシリコンから形成されていることを特徴とする請求項９に記載の熱式流量センサ。
- 前記第１の基板が前記第２の基板に接着され、前記第２の基板が前記第３の基板に接着されていることを特徴とする請求項１に記載の熱式流量センサ。
- 熱式流量センサであって、
第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板と、
第１の面及び反対側の第２の面有する第２の基板であって、前記第１の基板の前記第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第１の基板に結合された、第２の基板とを含み、
前記第１の基板及び前記第２の基板が、前記第１の基板の前記第１の面と前記第２の基板の前記第２の面との間に延在する少なくとも１つの端部を有する多層本体構造を形成しており、前記第１の基板及び前記第２の基板の少なくとも一方が内部に形成された溝を有し、これにより前記第１の基板及び前記第２の基板によって画定された導管が形成されており、前記導管が入口開口及び出口開口を有し、前記各開口が前記多層本体構造の前記少なくとも１つの端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。 - 前記入口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の熱式流量センサ。
- 前記出口開口が前記第２の基板のみに配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする請求項１２に記載の熱式流量センサ。 - 更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第２の温度センサを含むことを特徴とする請求項１５に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記第１の基板の前記第１の面に取り付けられて内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の熱式流量センサ。
- 前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、これにより密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする請求項１８に記載の熱式流量センサ。
- 前記第１の基板がホウケイ酸ガラスから形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の熱式流量センサ。
- 前記第２の基板がシリコンから形成されていることを特徴とする請求項２０に記載の熱式流量センサ。
- 前記第１の基板が前記第２の基板に接着されていることを特徴とする請求項１２に記載の熱式流量センサ。
- 熱式流量センサであって、
前記第１の基板が、第１の上面、反対側の第２の下面、前記第１の上面と前記第２の下面との間に延在する少なくとも１つの側端部、及び入口開口及び出口開口を有する内部形成された導管を有する第１の基板を含み、
前記各開口が前記少なくとも１つの側端部に形成されていることを特徴とする熱式流量センサ。 - 更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置されたヒーターと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第１の温度センサを含むことを特徴とする請求項２３に記載の熱式流量センサ。 - 更に、前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に配置された第２の温度センサを含むことを特徴とする請求項２４に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記第１の基板の前記第１の面に取り付けられ内部区画を形成するキャップを含み、前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサが前記内部区画内に配置されていることを特徴とする請求項２５に記載の熱式流量センサ。
- 前記キャップが前記第１の基板に鑞付けされ、密閉された内部区画が形成されていることを特徴とする請求項２６に記載の熱式流量センサ。
- 更に、前記内部区画内に電子素子を含み、前記電子素子が、テレメトリによって制御ユニットに対して通信できるように前記ヒーター、前記第１の温度センサ、及び前記第２の温度センサに電気的に接続されていることを特徴とする請求項２７に記載の熱式流量センサ。
- 本体内の導管内を流れる流体の流速を決定する方法であって、
前記本体が、第１の上面、反対側の第２の下面、前記第１の上面と前記第２の下面との間に延在する少なくとも１つの側端部、及び入口開口及び出口開口を有する前記本体内に形成された導管を有し、前記各開口が前記少なくとも１つの側端部に形成されており、前記方法が、
流体が前記導管の前記入口開口内に入るようにするステップと、
前記導管から離れた反対側の前記本体の前記第１の面に配置されたヒーターで前記流体を加熱するステップと、
前記導管から離れた反対側の前記本体の前記第１の面に配置された第１の温度センサで前記流体の温度を検出するステップと、
前記導管の出口開口から前記流体を出すステップと、
前記検出した温度に基づいて前記流体の流速を決定するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 前記本体が、第１の面及び反対側の第２の面を有する第１の基板、第１の面及び反対側の第２の面を有する少なくとも第２の基板を含み、前記第１の基板が、その第２の面が前記第２の基板の前記第１の面に当接するように前記第２の基板に結合され、前記第２の基板が形成された溝を有し、これにより、前記導管が前記第２の基板及び前記第１の基板の前記第２の面によって画定されており、前記方法が更に、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に前記ヒーターを配置するステップと、
前記導管の反対側の前記第１の基板の前記第１の面に前記第１の温度センサを配置するステップとを含むことを特徴とする請求項２９に記載の方法。 - 前記流体が液体であることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
- 前記液体が脳脊髄液であることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/881478 | 2004-06-30 | ||
| US10/881,478 US7181963B2 (en) | 2004-06-30 | 2004-06-30 | Thermal flow sensor having streamlined packaging |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006017722A true JP2006017722A (ja) | 2006-01-19 |
| JP5242003B2 JP5242003B2 (ja) | 2013-07-24 |
Family
ID=35241337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005190336A Active JP5242003B2 (ja) | 2004-06-30 | 2005-06-29 | ストリームライン・パッケージングを有する熱式流量センサ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7181963B2 (ja) |
| EP (1) | EP1615005B1 (ja) |
| JP (1) | JP5242003B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032544A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Shimadzu Corp | 電子部品実装体 |
| JP2013529963A (ja) * | 2010-05-28 | 2013-07-25 | シャントチェック インコーポレイテッド | リアルタイム脳脊髄液（ｃｓｆ）流測定システム及び方法 |
| US9072866B2 (en) | 2007-04-13 | 2015-07-07 | Neuro Diagnostic Devices, Inc. | Cerebrospinal fluid evaluation system having thermal flow and flow rate measurement pad using a plurality of control sensors |
| US9138568B2 (en) | 2010-05-21 | 2015-09-22 | Shuntcheck, Inc. | CSF shunt flow enhancer, method for generating CSF flow in shunts and assessment of partial and complete occlusion of CSF shunt systems |
| US10499816B2 (en) | 2012-12-06 | 2019-12-10 | Shuntcheck, Inc. | CSF shunt flow evaluation apparatus and method using a conformable expanded dynamic range thermosensor |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030216710A1 (en) * | 2002-03-26 | 2003-11-20 | Hurt Robert F. | Catheter |
| US9694166B2 (en) | 2002-03-26 | 2017-07-04 | Medtronics Ps Medical, Inc. | Method of draining cerebrospinal fluid |
| US7895888B2 (en) * | 2006-03-28 | 2011-03-01 | Shimadzu Corporation | Thermal mass flow meter including heating element and temperature sensors formed on separate chips and secured to the outer periphery of the pipe |
| US7755466B2 (en) | 2006-04-26 | 2010-07-13 | Honeywell International Inc. | Flip-chip flow sensor |
| US20080013291A1 (en) * | 2006-07-17 | 2008-01-17 | Toralf Bork | Thermal flow sensor having streamlined packaging |
| WO2008105197A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Yamatake Corporation | フローセンサ |
| EP2128573A1 (en) * | 2007-02-28 | 2009-12-02 | Yamatake Corporation | Sensor, sensor temperature control method and abnormality recovery method |
| US8551011B2 (en) * | 2007-04-13 | 2013-10-08 | Neuro Diagnostic Devices, Inc. | Cerebrospinal fluid evaluation system having thermal flow and flow rate measurement pad using a plurality of control sensors |
| EP2040045B1 (en) * | 2007-09-20 | 2016-11-30 | Azbil Corporation | Flow sensor |
| US7603898B2 (en) * | 2007-12-19 | 2009-10-20 | Honeywell International Inc. | MEMS structure for flow sensor |
| US20090204019A1 (en) | 2008-02-13 | 2009-08-13 | Alec Ginggen | Combined Pressure and Flow Sensor Integrated in a Shunt System |
| WO2011075570A1 (en) * | 2009-12-18 | 2011-06-23 | Waters Technologies Corporation | Thermal-based flow sensing apparatuses and methods for high-performance liquid chromatography |
| IL205084A (en) * | 2010-04-14 | 2017-08-31 | Vasa Applied Tech Ltd | Probe learned flow |
| JP5481454B2 (ja) * | 2011-09-22 | 2014-04-23 | 株式会社東芝 | 流量センサ、マスフローコントローラ、および流量センサの製造方法 |
| US20150201882A1 (en) * | 2012-08-02 | 2015-07-23 | Shuntcheck, Inc. | Continuous real-time csf flow monitor and method |
| EP2968730B1 (en) | 2013-03-15 | 2019-01-09 | Bitol Designs, LLC | Occlusion resistant catheter and method of use |
| US10107662B2 (en) | 2015-01-30 | 2018-10-23 | Honeywell International Inc. | Sensor assembly |
| US10189700B2 (en) * | 2016-09-28 | 2019-01-29 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa | Integrated circuit (IC) chip with a self-contained fluid sensor and method of making the chip |
| DE102017108582A1 (de) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | Epcos Ag | Schichtwiderstand und Dünnfilmsensor |
| WO2020198318A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | Flo Technologies, Inc. | Thin film thermal mass flow sensors in fluid applications |
| US11262224B2 (en) * | 2020-06-19 | 2022-03-01 | Honeywell International Inc. | Flow sensing device |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59231417A (ja) * | 1983-05-18 | 1984-12-26 | ブロンクホルスト・ハイ−テク・ベ−・ブイ | 流体流れ測定装置 |
| JPH04208814A (ja) * | 1990-12-03 | 1992-07-30 | Nippon Steel Corp | シリコンを用いた流速測定装置および流速測定方法 |
| JPH07159215A (ja) * | 1993-12-04 | 1995-06-23 | Stec Kk | 質量流量センサ |
| DE4439222A1 (de) * | 1994-11-03 | 1996-05-09 | Bosch Gmbh Robert | Massenflußsensor mit Druckkompensation |
| JP2000081361A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-03-21 | Nippon Soken Inc | 液密計測装置 |
| JP2001264139A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Seiko Instruments Inc | 容積式流量計および流量検出用プローブ |
| JP2002062306A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-02-28 | Tokyo Gas Co Ltd | 流速検出装置 |
| US6527835B1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-03-04 | Sandia Corporation | Chemical preconcentrator with integral thermal flow sensor |
| JP2003194607A (ja) * | 2001-12-26 | 2003-07-09 | Ckd Corp | 熱式流量計 |
| JP2003285298A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-07 | Seiko Instruments Inc | マイクロ流路デバイスおよびマイクロ流路デバイスの作製法 |
| JP2003532099A (ja) * | 2000-05-04 | 2003-10-28 | ゼンジリオン アクチエンゲゼルシャフト | 液体用のフローセンサ |
| JP2003329697A (ja) * | 2002-05-10 | 2003-11-19 | Yamatake Corp | フローセンサ |
| JP2004045441A (ja) * | 1995-12-13 | 2004-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波流量計 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5618750A (en) * | 1979-07-25 | 1981-02-21 | Ricoh Co Ltd | Gas detector |
| US4555940A (en) * | 1982-11-01 | 1985-12-03 | Renger Herman L | Method and apparatus for measuring fluid flow rates and volumes through fluid flow paths |
| US4542650A (en) * | 1983-08-26 | 1985-09-24 | Innovus | Thermal mass flow meter |
| US5581028A (en) | 1994-06-23 | 1996-12-03 | Hewlett Packard Company | Fluid property sensors incorporating plated metal rings for improved packaging |
| US5533497A (en) * | 1995-03-27 | 1996-07-09 | Ryder; Steven L. | Sidestream aerosol generator and method in variable positions |
| US6911894B2 (en) | 1998-12-07 | 2005-06-28 | Honeywell International Inc. | Sensor package for harsh environments |
| US6794981B2 (en) * | 1998-12-07 | 2004-09-21 | Honeywell International Inc. | Integratable-fluid flow and property microsensor assembly |
| EP1365216B1 (en) | 2002-05-10 | 2018-01-17 | Azbil Corporation | Flow sensor and method of manufacturing the same |
-
2004
- 2004-06-30 US US10/881,478 patent/US7181963B2/en active Active
-
2005
- 2005-06-29 EP EP05254056.4A patent/EP1615005B1/en active Active
- 2005-06-29 JP JP2005190336A patent/JP5242003B2/ja active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59231417A (ja) * | 1983-05-18 | 1984-12-26 | ブロンクホルスト・ハイ−テク・ベ−・ブイ | 流体流れ測定装置 |
| JPH04208814A (ja) * | 1990-12-03 | 1992-07-30 | Nippon Steel Corp | シリコンを用いた流速測定装置および流速測定方法 |
| JPH07159215A (ja) * | 1993-12-04 | 1995-06-23 | Stec Kk | 質量流量センサ |
| DE4439222A1 (de) * | 1994-11-03 | 1996-05-09 | Bosch Gmbh Robert | Massenflußsensor mit Druckkompensation |
| JP2004045441A (ja) * | 1995-12-13 | 2004-02-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 超音波流量計 |
| JP2000081361A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-03-21 | Nippon Soken Inc | 液密計測装置 |
| JP2001264139A (ja) * | 2000-03-22 | 2001-09-26 | Seiko Instruments Inc | 容積式流量計および流量検出用プローブ |
| JP2003532099A (ja) * | 2000-05-04 | 2003-10-28 | ゼンジリオン アクチエンゲゼルシャフト | 液体用のフローセンサ |
| JP2002062306A (ja) * | 2000-08-23 | 2002-02-28 | Tokyo Gas Co Ltd | 流速検出装置 |
| US6527835B1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-03-04 | Sandia Corporation | Chemical preconcentrator with integral thermal flow sensor |
| JP2003194607A (ja) * | 2001-12-26 | 2003-07-09 | Ckd Corp | 熱式流量計 |
| JP2003285298A (ja) * | 2002-03-26 | 2003-10-07 | Seiko Instruments Inc | マイクロ流路デバイスおよびマイクロ流路デバイスの作製法 |
| JP2003329697A (ja) * | 2002-05-10 | 2003-11-19 | Yamatake Corp | フローセンサ |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008032544A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Shimadzu Corp | 電子部品実装体 |
| US9072866B2 (en) | 2007-04-13 | 2015-07-07 | Neuro Diagnostic Devices, Inc. | Cerebrospinal fluid evaluation system having thermal flow and flow rate measurement pad using a plurality of control sensors |
| US9138568B2 (en) | 2010-05-21 | 2015-09-22 | Shuntcheck, Inc. | CSF shunt flow enhancer, method for generating CSF flow in shunts and assessment of partial and complete occlusion of CSF shunt systems |
| JP2013529963A (ja) * | 2010-05-28 | 2013-07-25 | シャントチェック インコーポレイテッド | リアルタイム脳脊髄液（ｃｓｆ）流測定システム及び方法 |
| US10499816B2 (en) | 2012-12-06 | 2019-12-10 | Shuntcheck, Inc. | CSF shunt flow evaluation apparatus and method using a conformable expanded dynamic range thermosensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1615005B1 (en) | 2018-09-05 |
| JP5242003B2 (ja) | 2013-07-24 |
| US20060000271A1 (en) | 2006-01-05 |
| EP1615005A1 (en) | 2006-01-11 |
| US7181963B2 (en) | 2007-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5242003B2 (ja) | ストリームライン・パッケージングを有する熱式流量センサ | |
| JP5242004B2 (ja) | 基板に凹部を備えた熱式流量センサ | |
| JP5242002B2 (ja) | 逆さ基板を備えた熱式流量センサ | |
| JP5242005B2 (ja) | 非対称デザインを有する熱式流量センサ | |
| CA3030883C (en) | System and method for measuring delivered dose | |
| RU2559933C2 (ru) | Детекторы падения и способ обнаружения падений | |
| US7703336B2 (en) | Multi-sensor mass flow meter along with method for accomplishing same | |
| JP2002541573A (ja) | モノリシック高性能小形流量調節ユニット | |
| JP2016518601A (ja) | モジュール式マイクロ流体チャネルを有する流量センサおよび製造方法 | |
| US7367237B2 (en) | MEMS vascular sensor | |
| US20080013291A1 (en) | Thermal flow sensor having streamlined packaging | |
| JP2013250137A (ja) | 微小流量センサ | |
| US11768093B2 (en) | Flow sensing device | |
| US9861524B2 (en) | Smart shunt devices and methods | |
| Raj et al. | Demonstration that a new flow sensor can operate in the clinical range for cerebrospinal fluid flow | |
| Apigo et al. | An Angstrom-sensitive, differential MEMS capacitor for monitoring the milliliter dynamics of fluids | |
| Khan et al. | A Comparative Analysis of Thermal Flow Sensing in Biomedical Applications | |
| JP5756274B2 (ja) | フローセンサ | |
| Yu et al. | Polymer-based cardiovascular shear stress sensors | |
| JPH03163324A (ja) | 差圧トランスジューサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071129 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080625 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080922 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110405 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110616 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120313 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120608 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130305 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130403 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160412 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5242003 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |