JP2015210196A - Thermal flow velocity and flow rate sensor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサに関し、特に、供給電流により熱を発生するヒータ素子と流速に応じて変化するヒータ素子からの温度を検出する測温素子とを有する流速検出部の検出感度が、流体の流速方向に対して感度が依存しない無指向性の熱式流速・流量センサに関するものである。 The present invention relates to a thermal flow rate / flow rate sensor that measures the flow rate and flow rate of a fluid, and in particular, includes a heater element that generates heat by a supply current and a temperature measurement element that detects a temperature from the heater element that changes according to the flow rate. The present invention relates to a non-directional thermal flow rate / flow rate sensor in which the detection sensitivity of the flow rate detection unit has no sensitivity depending on the flow rate direction of the fluid.
一般に、熱式流速・流量センサは、電熱線等のヒータ素子を流体中に置いた時に、その物体から流体に奪われる熱量が、流体の流速に依存して変化することを利用して流速を計測し、その結果から流体の流量を算出している。そして、熱式流速・流量センサは流速の検出対象となる流体の温度が変化した場合に、流速検出部からの出力(熱量)に対する気温の変化の影響をも補償できるように、一般には温度補償素子を備えている。 Generally, a thermal flow rate / flow rate sensor uses the fact that when a heater element such as a heating wire is placed in a fluid, the amount of heat taken away from the object by the fluid changes depending on the flow rate of the fluid. The flow rate of the fluid is calculated from the measurement result. In general, the thermal flow rate / flow rate sensor compensates for the effects of temperature changes on the output (heat amount) from the flow rate detection unit when the temperature of the fluid that is the target of flow rate detection changes. It has an element.
ここで、一般的な熱式流速・流量センサの動作原理について説明する。
まず、一定の発熱源を持つ発熱体が、流体中に存在する場合、発熱体の持つ熱が流速に応じて流体に移動する物理現象を利用している。この物理現象は、下記式(1)に示すように、Kingの式として一般的に知られている。
Here, the operation principle of a general thermal flow rate / flow rate sensor will be described.
First, when a heating element having a constant heat source is present in the fluid, a physical phenomenon is used in which the heat of the heating element moves to the fluid according to the flow velocity. This physical phenomenon is generally known as the King equation, as shown in the following equation (1).
Q=(a+bu)(T−Ta) 式(1)
ここで、Qは発熱体の発熱量、uは流速、Tは発熱体温度、Taは周囲流体の温度、a及びbは定数で、発熱体の素材や構造に依存する値である。
Q = (a + bu) (T−Ta) Formula (1)
Here, Q is the amount of heat generated by the heating element, u is the flow velocity, T is the temperature of the heating element, Ta is the temperature of the surrounding fluid, and a and b are constants, which depend on the material and structure of the heating element.
上記式(1)から、流速を計測するには、発熱量Qが一定の場合には、発熱体温度T及び周囲流体の温度Taの温度を計測して求めなければならない。また、発熱量Qが不定の場合には、発熱量Q、発熱体温度T、周囲流体の温度Taを計測し、求めなければならない。なお、a及びbは、発熱体の素材や構造に依存する値であるから、素材や構造が同一であれば、原理的には、a及びbも定まる値である。 From the above equation (1), in order to measure the flow velocity, when the calorific value Q is constant, the temperature of the heating element temperature T and the temperature Ta of the surrounding fluid must be measured. When the heat generation amount Q is indefinite, the heat generation amount Q, the heating element temperature T, and the temperature Ta of the surrounding fluid must be measured and obtained. In addition, since a and b are values depending on the material and structure of the heating element, if the material and structure are the same, in principle, a and b are also determined values.
そこで、発明者は、熱式流速・流量センサの製造方法及びその熱式流速・流量センサにおいて、流速検出用の発熱部(ヒータ素子)及びこの発熱部からの熱の温度を計測する流速検出部の基板として、単一の板状形状の基板を用いることにより、汎用の基板製造装置を用いるとともに、さらに、流速検出部へ実装する電子部品は、汎用の自動搭載機を用いて汎用の表面実装部品を実装することにより、流速検出部を形成することを第1の目的とし、さらに、流速検出部の周囲及び気温計測部との間に空間を設けることにより、流速検出部の発熱部から気温計測部への熱伝導を少なくすることを第2の目的とし、また、気温計測部の周囲にも空間を設けて流速検出部の発熱部からの熱伝導をさらに少なくすることにより、流速検出部からの熱による気温計測部に与える影響を少なくすることを第3の目的とし、さらに、基板から突出した構造となっている流速検出部を保護するガード部を設けることにより、外部からの衝撃による熱式流速・流量センサの損傷防止及び流速検出部の誤接触による火傷防止を第4の目的とする熱式流速・流量センサについて、先に特許出願した(特願2013−200812号参照)。 Accordingly, the inventor has disclosed a method for manufacturing a thermal flow rate / flow rate sensor and a thermal flow rate / flow rate sensor, and a flow rate detection unit that measures the temperature of the heat from the heat generation unit (heater element) for detecting the flow rate. By using a single plate-shaped substrate as the substrate, a general-purpose substrate manufacturing apparatus is used, and electronic components to be mounted on the flow velocity detection unit are also mounted on a general-purpose surface using a general-purpose automatic mounting machine. The first purpose is to form a flow velocity detection unit by mounting components, and furthermore, by providing a space between the flow velocity detection unit and the air temperature measurement unit, the temperature from the heat generation unit of the flow velocity detection unit is increased. The second purpose is to reduce the heat conduction to the measurement unit, and the flow rate detection unit is further provided with a space around the temperature measurement unit to further reduce the heat conduction from the heat generation unit of the flow rate detection unit. To heat from The third purpose is to reduce the influence on the temperature measurement unit, and the provision of a guard part that protects the flow rate detection part that protrudes from the substrate provides a thermal flow rate due to external impact. -A patent application was previously filed for a thermal flow velocity / flow rate sensor for the fourth purpose of preventing damage to the flow rate sensor and preventing burns due to erroneous contact of the flow velocity detector (see Japanese Patent Application No. 2013-200122).
発明者が先に出願した上記熱式流速・流量センサは、流体の流れる方向に対する流速・流量の検出感度には指向性がある。従って、パイプやダクト等を流れる流体のように、流れの方向が決まっている場合には、このように検出感度に指向性のある熱式流速・流量センサでも十分その効果が得られた。 The thermal flow rate / flow rate sensor previously filed by the inventor has directivity in detection sensitivity of the flow rate / flow rate with respect to the direction of fluid flow. Therefore, when the flow direction is determined as in a fluid flowing through a pipe, a duct or the like, the effect is sufficiently obtained even with a thermal flow velocity / flow rate sensor having directivity in detection sensitivity.
しかしながら、自然環境や住空間、植物や動物の成育環境等のように、流体の流れる方向や流速が管理されていない空間や、また、流れる方向を予測出来ないような空間の場合には、検出感度に指向性のある熱式流速・流量センサでは、検出感度の相違による測定誤差が生じる。そこで、熱式流速・流量センサの測定精度を向上させるためにも、流体の流れる方向には関係のない無指向性の検出感度が得られる熱式流速・流量センサがある。 However, in the case of a space where the flow direction and flow velocity of the fluid are not controlled, such as the natural environment, living space, plant and animal growth environment, or the space where the flow direction cannot be predicted, detection is performed. In a thermal flow velocity / flow rate sensor having directivity in sensitivity, a measurement error due to a difference in detection sensitivity occurs. Therefore, in order to improve the measurement accuracy of the thermal flow rate / flow rate sensor, there is a thermal flow rate / flow rate sensor that can obtain non-directional detection sensitivity that is not related to the direction in which the fluid flows.
この無指向性の熱式流速・流量センサとしては、従来例1(実開平05−62862号)がある。図13に示すように、風速を検知する素子113の形状を略球形に形成し、この素子113を保持するピン112の太さを素子113の径より細くしている。さらに、素子113は、ねじれの位置にある一対のピン112、112の間に保持されている。ピン112は、台座111に立設されている。
As this non-directional thermal type flow velocity / flow rate sensor, there is a conventional example 1 (Japanese Utility Model Laid-Open No. 05-62862). As shown in FIG. 13, the shape of the
素子113は、コイル状に巻かれた直径30μm〜50μmの白金線114を、ガラスやアルミナ等で球状に固めたものであり、その外径Dは1.0mmに形成されている。コイル114aの軸方向の長さC1は0.8mm、コイルの外径C2は0.8mmに形成され、コイル114aから延びる導線部114bは、2本のピン112、112にスポット溶接されている。さらに、ピン112や素子113等の全体は保護金網115により覆われている。
The
このように構成された風速センサは、素子113が球状に形成されているので、どの方向からの風に対しても素子113の風速を検知する能力は一定となる。即ち、風速の検出感度は、無指向性である。
In the wind speed sensor configured as described above, since the
また、図14(a)、(b)に示す従来例2(特開平5−142237号公報)のものは、水平方向の無指向性に加えて、垂直方向も無指向性となるように、指向特性を改善することを目的としたもので、一端にリード線を含む支持部204が取り付けられた球状センサ205と、この球状センサ205の中心位置に固定されたリード線に連結された発熱体とを備え、この発熱体への通電に伴う発熱を球状センサ205の表面に伝導させ、流体の通過に伴う発熱量の変化により流速を測定する流速測定プローブ201であり、球状センサ205の支持部204と対称な位置に、支持部204と実質的に対称となる突起部206を形成することにより、無指向性となるように、垂直方向の指向特性を改善している。なお、202はプローブボディ、203はコネクタである。
Further, in the conventional example 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-142237) shown in FIGS. 14A and 14B, in addition to the omnidirectionality in the horizontal direction, the vertical direction is also omnidirectional. A
また、図15(a)〜(c)に示す従来例3(特開平8−248053号公報)のものは、円筒形状のプローブを用いることにより、水平方向の指向性を除去したもので、支持部材316の先端に風速検知素子312を支持させ、風速検知素子312は棒状部材の外周に発熱金属抵抗線(白金抵抗線318)を巻回している。また、第1の円筒部316bの外周に温度補償用素子314を支持させ、温度補償用素子314はリング状部材の外周に発熱金属抵抗線(白金抵抗線318)を巻回している。このため、軸廻りのどの方向からでも等しく風が当るようになっている。このため、熱式流速センサ310は、無指向性となる。
Further, the conventional example 3 shown in FIGS. 15 (a) to 15 (c) (Japanese Patent Laid-Open No. Hei 8-248053) uses a cylindrical probe to remove the directivity in the horizontal direction. A wind
さらに、支持部材316は断熱材を棒状に形成し、その先端に風速検知素子312を支持させるとともに、外周にて温度補償用素子314を支持させて、軸回りのどの方向からでも等しく風が当たるように構成している。このため、熱式流速センサ310の流速・流量の検出感度は無指向性となる。
Further, the
一般に、流体中に存在する物体がある場合、この物体の下流方向に渦等の乱流が発生する。一方、この物体が、流体の流れる方向に対して一定以上の面積を有する場合、下流側に、流れ速度が小さくなる部分、即ち、淀み部分が発生するため、下流側では、流体の流速は、本来の流速とは異なる流速で物体の表面を流れる。そのため、物体の上流方向からの放熱量と下流方向の放熱量とでは差が生じる。従って、熱源の発熱部(ヒータ素子)が上流側にある場合と下流側にある場合とでは、放熱量が相違するため、流速検出部で検出される検出感度に指向性が生じる。このような検出感度の指向性は、熱式流速・流量センサによる流速・流量の測定の際の測定誤差の原因となっている。また、流体への熱流出を測定するための物体温度計測用の測温素子を、ヒータ素子とは別に設けた場合は、この測温素子も放熱部位として機能し、且つ、物体温度を直接検出する部位であるため、放熱量の差異の影響は、より強く現れる。 Generally, when there is an object present in the fluid, turbulent flow such as vortex is generated in the downstream direction of the object. On the other hand, when this object has a certain area or more with respect to the direction in which the fluid flows, a portion where the flow velocity decreases, i.e., a stagnation portion, is generated on the downstream side. It flows on the surface of the object at a flow rate different from the original flow rate. Therefore, there is a difference between the amount of heat released from the upstream direction of the object and the amount of heat released from the downstream direction. Therefore, since the heat radiation amount is different between the case where the heat generating portion (heater element) of the heat source is on the upstream side and the case where it is on the downstream side, directivity occurs in the detection sensitivity detected by the flow velocity detection unit. Such directivity of detection sensitivity causes a measurement error when measuring the flow velocity / flow rate by the thermal flow velocity / flow rate sensor. In addition, when a temperature measuring element for measuring the object temperature for measuring the heat outflow to the fluid is provided separately from the heater element, this temperature measuring element also functions as a heat dissipation part and directly detects the object temperature. Therefore, the effect of the difference in the heat radiation appears more strongly.
図13〜図15に示す従来例1〜従来例3では、風速・風量センサの検出感度の指向性に伴う測定誤差を軽減する方法として、いずれも風速・風量検出部を球状若しくは円柱状の形状としたものを用いている。 In Conventional Example 1 to Conventional Example 3 shown in FIGS. 13 to 15, as a method of reducing the measurement error due to the directivity of the detection sensitivity of the wind speed / air volume sensor, the wind speed / air volume detection unit has a spherical or cylindrical shape. What is used.
しかしながら、風速・風量検出部を球状若しくは円柱状の形状にするために、従来例1では、図13に示すように、2本のピン112の間に、導線部114bにより支持される球状のプローブを取付けている。また、従来例2では、図14(a)及び(b)に示すように、プローブ202に球状センサ205を新たに取り付けている。このように、従来例1及び従来例2のいずれも、風速・風量検出部を球状若しくは円柱状の形状に形成している。
However, in order to make the wind speed / air volume detection section into a spherical or cylindrical shape, in Conventional Example 1, as shown in FIG. 13, a spherical probe supported by a conducting
しかしながら、このような球状の形状や円柱状の形状のものを精度よく製作することは一般に技術上非常に困難である。その上、球状や円柱状の形状を製作する工程数は、板状形状を製作する場合に比べて製造工程数が増加する。また、球面形状もしくは曲面形状へのヒータまたは測温素子の取り付けには、専用の工程・部品もしくは生産設備が必要になる。さらに、従来例1及び従来例2に示す風速センサの場合は、いずれも部品点数及びそれに伴う製造工程数が増加し、風速・風量センサの製造コストが高くなるという問題がある。 However, it is generally very technically difficult to accurately manufacture such a spherical shape or a cylindrical shape. In addition, the number of steps for manufacturing a spherical or cylindrical shape increases the number of manufacturing steps as compared to the case of manufacturing a plate shape. In addition, a dedicated process / part or production facility is required to attach the heater or the temperature measuring element to the spherical shape or the curved shape. Furthermore, in the case of the wind speed sensors shown in Conventional Example 1 and Conventional Example 2, there is a problem that the number of parts and the number of manufacturing processes associated therewith increase, and the manufacturing cost of the wind speed / air volume sensor increases.
また、図15に示すように、従来例3のものは、上記のような構造であるから、従来例1及び従来例2と同様な問題がある。 As shown in FIG. 15, the conventional example 3 has the same structure as the conventional example 1 and the conventional example 2 because of the above structure.
一方、発明者が先に出願した熱式流速・流量センサも含まれるが、一般に、板状形状の基板面にヒータ素子及び測温素子を配置した構造の風速・風量センサの場合には、風速・風量検出部を細い支持部材で支持している。従って、板状形状の基板を用いたことによる流体の流れる方向に与える影響や支持部材が配置されている方向からの流速に対する検出感度が低下する。即ち、ヒータ素子の設置面とその他の面とでは、検出感度が相違するという問題があった。このように、流体の流れる方向により検出感度が異なる。即ち、検出感度に指向性が生じる。このような指向性のある熱式流速・流量センサでは、流体の流れる方向に伴う流速・流量の検出感度の相違による測定誤差が生じるという問題がある。 On the other hand, the inventor previously applied thermal flow rate / flow rate sensor is also included. Generally, in the case of a wind speed / air volume sensor having a structure in which a heater element and a temperature measuring element are arranged on a plate-like substrate surface, -The air volume detector is supported by a thin support member. Therefore, the detection sensitivity with respect to the influence which it has on the flow direction of the fluid by using a plate-shaped board | substrate and the flow velocity from the direction where the supporting member is arrange | positioned falls. That is, there is a problem that the detection sensitivity differs between the installation surface of the heater element and the other surfaces. Thus, the detection sensitivity varies depending on the direction in which the fluid flows. That is, directivity occurs in detection sensitivity. In such a thermal type flow velocity / flow rate sensor having directivity, there is a problem that a measurement error occurs due to a difference in detection sensitivity of the flow velocity / flow rate associated with the flowing direction of fluid.
以上述べたように、従来技術にはこれら多くの問題点がある。そこで、この発明では、熱式流速・流量センサにおいて、流速検出用の発熱部(ヒータ素子)及びこの発熱部からの熱の温度を計測する測温素子とからなる流速検出部の基板部分として、板状形状若しく複数の面を有する多角形状の単一の基板を用い、流速検出部へ実装する電子部品は、汎用の表面実装部品を用いるとともに、さらに、ヒータ素子を板状形状の基板では両面に、複数の面を有する多角形状の基板ではそれぞれ各面に実装して、流速検出部の検出感度を無指向性にすることを第1の目的としている。 As described above, the prior art has many of these problems. Therefore, in the present invention, in the thermal type flow rate / flow rate sensor, as a substrate portion of the flow rate detection unit comprising a heat generation unit (heater element) for detecting the flow rate and a temperature measuring element for measuring the temperature of heat from the heat generation unit, A plate-shaped or polygonal single substrate having a plurality of surfaces is used. The electronic component mounted on the flow velocity detection unit uses a general-purpose surface-mount component, and further, the heater element is a plate-shaped substrate. The first object is to make the detection sensitivity of the flow velocity detector non-directional by mounting each of the polygonal substrates having a plurality of surfaces on both surfaces.
さらに、この発明では、流速検出部を実装する基板部分が板状形状の場合、複数のヒータ素子を一方の面に、測温素子を他方の面にそれぞれ実装した場合においても、熱伝導の良い構造物を両面間に設けることによって、ヒータ素子と測温素子との間の伝熱特性の向上を図るとともに、流体の流れる方向による流速検出部の検出感度の相違をなくすことにより、無指向性となるように指向特性を改善することを第2の目的としている。 Further, in the present invention, when the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted has a plate shape, heat conduction is good even when a plurality of heater elements are mounted on one surface and a temperature measuring element is mounted on the other surface. By providing the structure between both sides, the heat transfer characteristics between the heater element and the temperature measuring element are improved, and the difference in detection sensitivity of the flow velocity detection unit due to the direction of fluid flow is eliminated. The second object is to improve the directivity so that
さらに、この発明では、流速検出部を実装する基板部分が板状形状の場合、複数のヒータ素子を一方の面に、測温素子を他方の面にそれぞれ実装するとともに、流速検出部用支持部の中心線と流速検出部の中心線とをオフセット構造とすることにより、流体の流れる方向による流速検出部の検出感度の相違をなくすことにより、検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することを第3の目的としている。 Further, according to the present invention, when the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted has a plate-like shape, a plurality of heater elements are mounted on one surface and the temperature measuring element is mounted on the other surface, and the flow velocity detection unit support unit The center line of the flow velocity and the center line of the flow velocity detector have an offset structure, so that the difference in detection sensitivity of the flow velocity detector due to the direction of fluid flow is eliminated, so that the detection sensitivity becomes omnidirectional. The third purpose is to improve the above.
さらに、この発明では、流速検出部を実装する基板部分と並行に流れる流体の場合、流速検出部を支持する流速検出部用支持部を除く基板部分に、放熱パターンや放熱部を形成することにより、流体の流れる方向の相違による放熱量の差を低減し、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することを第4の目的としている。 Further, in the present invention, in the case of a fluid that flows in parallel with the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted, by forming a heat radiation pattern or a heat radiation portion on the substrate portion excluding the flow velocity detection portion support portion that supports the flow velocity detection portion. The fourth object is to improve the directivity so that the difference in heat release due to the difference in the direction of fluid flow is reduced and the detection sensitivity of the flow velocity detector becomes non-directional.
さらに、この発明では、流速検出部を実装する板状部分の板面に対し、垂直方向に流れる流体の場合、面状部分にヒータ素子や信号線パターンを配置する以外に、板状物質の端面に測温素子を設置することにより、流体の流れ方向の違いによる風速検出部の温度検出感度の差を低減し、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向性を改善することを第5の目的としている。 Further, according to the present invention, in the case of fluid flowing in a direction perpendicular to the plate surface of the plate-like portion on which the flow velocity detection unit is mounted, the end face of the plate-like substance is arranged in addition to arranging the heater element and the signal line pattern on the plate-like portion. By installing a temperature measuring element in the sensor, the difference in the temperature detection sensitivity of the wind speed detection unit due to the difference in the fluid flow direction is reduced, and the directivity is improved so that the detection sensitivity of the flow velocity detection unit becomes omnidirectional This is the fifth purpose.
請求項1に係る発明は、供給電流により熱を発生するヒータ素子と流速に応じて変化するヒータ素子からの熱の温度を検出する測温素子とを有する流速検出部と、熱式流速・流量センサの基板の主要部である基板主要部と、この基板主要部から一体的に延びた細長形状の流速検出部用支持部と、流速検出部を実装する基板部分と、この基板部分に形成された流速検出部用の回路パターンとからなり、流速検出部の周囲に空間を設けた流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサにおいて、流速検出部を実装する基板部分は、複数の面を有する多角形状に形成し、測温素子は、流速検出部を実装する多角形状の基板部分の何れか一面に実装し、ヒータ素子は、流速検出部を実装する多角形状の基板部分の各面に実装し、流速検出部を実装する基板部分を介して測温素子と、ヒータ素子とを熱的に接続して流速検出部を構成したものである。
The invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、測温素子は、流速検出部を実装する多角形状の基板部分の端面頂部に実装したものである。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1〜請求項2の何れかに記載の発明において、流速検出部を実装する多角形状の基板部分は、表面及び裏面からなる板状形状に形成し、測温素子は、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の表面あるいは裏面の何れか一方の面に実装し、ヒータ素子は、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の表面及び裏面に実装したものである。 According to a third aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to second aspects, the polygonal substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted is formed in a plate shape composed of a front surface and a back surface, and is measured. The temperature element is mounted on either the front surface or the back surface of the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted, and the heater element is mounted on the front and back surfaces of the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted. Is implemented.
請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項2の何れかに記載の発明において、流速検出部を実装する多角形状の基板部分は、均等な4面を有する四角柱形状に形成し、測温素子は、流速検出部を実装する四角柱形状の基板部分の何れか一面に実装し、ヒータ素子は、流速検出部を実装する四角柱形状の基板部分の各面に実装したものである。
The invention according to
請求項5に係る発明は、供給電流により熱を発生するヒータ素子と、流速に応じて変化するヒータ素子からの熱の温度を検出する測温素子とを有する流速検出部と、熱式流速・流量センサの主要部である板状形状の基板主要部を構成する帯状外周部と、この帯状外周部から互いに中心方向へ一体的に延びた細長形状の一対の流速検出部用支持部と、この一対の流速検出部用支持部の先端部に支持されて帯状外周部の中心に位置するとともに、基板主要部と一体的に形成してなる板状形状の流速検出部を実装する基板部分と、この基板部分に形成された流速検出部用の回路パターンとからなり、帯状外周部を構成する基板主要部を、流速検出部を保護するガード部とするとともに、流速検出部の周囲に空間を設けた流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサにおいて、測温素子は、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面に実装し、ヒータ素子は、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の各面に実装し、流速検出部を実装する基板部分を介して測温素子と、ヒータ素子とを熱的に接続して流速検出部を構成したものである。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a flow rate detector having a heater element that generates heat by a supply current, and a temperature measuring element that detects a temperature of heat from the heater element that changes in accordance with the flow rate, A belt-shaped outer peripheral portion constituting a plate-shaped substrate main portion which is a main portion of the flow sensor, a pair of elongated shape flow velocity detecting portion support portions integrally extending from the belt-shaped outer peripheral portion toward the center, A substrate portion mounted on a plate-shaped flow velocity detection unit formed integrally with the substrate main part, being positioned at the center of the belt-shaped outer periphery supported by the tip of the pair of flow velocity detection unit support portions; It consists of a circuit pattern for the flow velocity detection part formed on this substrate part, and the main part of the board constituting the belt-shaped outer periphery is a guard part that protects the flow velocity detection part, and a space is provided around the flow velocity detection part Measure the flow rate and flow rate of the fluid In the thermal flow rate / flow rate sensor, the temperature measuring element is mounted on one surface of the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted, and the heater element is mounted on the plate-shaped substrate portion on which the flow rate detection unit is mounted. The flow rate detection unit is configured by thermally connecting a temperature measuring element and a heater element via a substrate portion mounted on each surface and mounting the flow rate detection unit.
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の発明において、流速検出部を、帯状外周部を構成する基板主要部の中心に位置するように支持する流速検出部用支持部の中心線を、卍型のオフセット構造にしたものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the center line of the flow velocity detecting portion supporting portion for supporting the flow velocity detecting portion so as to be positioned at the center of the main part of the substrate constituting the belt-shaped outer peripheral portion. This is a saddle type offset structure.
請求項7に係る発明は、請求項1〜請求項6の何れかに記載の発明において、流速検出部を実装する基板部分に、放熱部を一体的に延設したものである。
The invention according to
請求項8に係る発明は、請求項1〜請求項7の何れかに記載の発明において、ヒータ素子は、流速検出部を実装する基板部分の各面にそれぞれ複数個実装したものである。
The invention according to
請求項9に係る発明は、請求項1〜請求項7の何れかに記載の発明において、ヒータ素子は、流速検出部を実装する基板部分の何れか一面に実装し、このヒータ素子が実装された基板部分を除く流速検出部を実装する基板部分の各面に、放熱パターンをそれぞれ設け、この放熱パターンと、ヒータ素子とを、熱伝導率の高い部材により熱的に接続し、流速検出部を実装する基板部分を介して測温素子と、ヒータ素子と、放熱パターンとを熱的に接続してなる流速検出部を構成したものである。
The invention according to claim 9 is the invention according to any one of
請求項10に係る発明は、請求項9に記載の発明において、ヒータ素子は、流速検出部を実装する基板部分の何れか一面に複数個実装し、放熱パターンは、ヒータ素子が実装された基板部分を除く流速検出部を実装する基板部分の各面に、それぞれ複数個設けたものである。
The invention according to
請求項11に係る発明は、請求項9〜請求項10の何れかに記載の発明において、熱伝導率の高い部材は、基板の配線材である。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the ninth to tenth aspects, the member having a high thermal conductivity is a wiring material for a substrate.
請求項12に係る発明は、請求項11に記載の発明において、基板の配線材は、スルーホール若しくはビアホールである。
The invention according to
請求項13に係る発明は、請求項3、請求項5〜請求項6の何れかに記載の発明において、流速検出部を実装する基板部分の側面に、熱伝導率の高い基板の配線材であるスルーホール若しくはビアホールを半円筒形状に形成し、この半円筒形状に形成したスルーホール若しくはビアホールにより、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の各面に実装したヒータ素子を互いに熱的に接続したものである。
The invention according to claim 13 is the invention according to any one of
請求項14に係る発明は、請求項13に記載の発明において、流速検出部を実装する基板部分に、放熱部を一体的に延設したものである。 The invention according to claim 14 is the invention according to claim 13, wherein the heat radiating portion is integrally extended on the substrate portion on which the flow velocity detecting portion is mounted.
請求項15に係る発明は、請求項13〜請求項14の何れかに記載の発明において、ヒータ素子は、流速検出部を実装する基板部分の各面にそれぞれ複数個実装したものである。 A fifteenth aspect of the invention is the invention according to any one of the thirteenth to fourteenth aspects, in which a plurality of heater elements are mounted on each surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted.
請求項16に係る発明は、請求項13〜請求項14の何れかに記載の発明において、ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する基板部分の何れか一面に実装し、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の他方の面に、放熱パターンを設け、この放熱パターンとヒータ素子とを、半円筒形状に形成したスルーホール若しくはビアホールにより熱的に接続し、流速検出部を実装する基板部分を介して測温素子と、ヒータ素子と、放熱パターンとを熱的に接続してなる流速検出部を構成したものである。 The invention according to claim 16 is the invention according to any one of claims 13 to 14, wherein the heater element is mounted on one surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted, and the flow velocity detection unit is mounted. A heat dissipation pattern is provided on the other surface of the plate-shaped substrate portion to be mounted, and the heat dissipation pattern and the heater element are thermally connected by a through-hole or a via hole formed in a semi-cylindrical shape, and the flow velocity detection unit is mounted. A flow rate detector is formed by thermally connecting a temperature measuring element, a heater element, and a heat radiation pattern via a substrate portion.
請求項17に係る発明は、請求項16に記載の発明において、ヒータ素子は、流速検出部を実装する基板部分の一方の面に、複数個実装し、放熱パターンは、流速検出部を実装する基板部分の他方の面に、複数個設けたものである。 The invention according to claim 17 is the invention according to claim 16, wherein a plurality of heater elements are mounted on one surface of the substrate portion on which the flow velocity detecting portion is mounted, and the heat radiation pattern is mounted on the flow velocity detecting portion. A plurality of substrates are provided on the other surface of the substrate portion.
請求項1に係る発明は、上記のように構成したので、流体の流れる方向の相違に基づく各ヒータ素子の上流側と下流側との流体への放熱量の差を、風速検出部全体としては減少させることが出来るため、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。従って、流速・流量センサの計測誤差を除去することが出来る。また、ヒータ素子と測温素子とは、実装箇所の基板部分を介して熱的に直接接続された構造となっているので、応答性の良い流速検出部5が得られるとともに、個体差の少ない流速検出部5が得られるので、熱式流速・流量センサとしての調整も必要とせず、コストが安くなる。
Since the invention according to
さらに、複数のヒ−タ素子と測温素子とは、熱伝導率の高い部材で熱的に接続されているので、流体の流れる方向の相違に基づく流速検出部の検出感度の指向特性をさらに良好な無指向性とすることが出来る。さらに、ヒータ素子を一方の面に、測温素子を他方の面にそれぞれ実装するとともに、ヒータ素子と測温素子との間及びヒータ素子の実装個所とこれに反対側の面とを、熱伝導率の高い部材で熱的に接続したので、伝熱特性が向上する。従って、流体への放熱量の差を減少させることが出来るから、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。 Furthermore, since the plurality of heater elements and the temperature measuring elements are thermally connected by members having high thermal conductivity, the directivity characteristic of the detection sensitivity of the flow velocity detection unit based on the difference in the fluid flow direction is further increased. Good omnidirectionality can be obtained. Furthermore, the heater element is mounted on one surface and the temperature measuring element is mounted on the other surface, and the heat conduction is performed between the heater element and the temperature measuring element and between the heater element mounting location and the opposite surface. Since it is thermally connected with a member having a high rate, heat transfer characteristics are improved. Therefore, since the difference in the amount of heat released to the fluid can be reduced, the directivity can be improved so that the detection sensitivity of the flow velocity detector becomes non-directional.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項1に記載の発明と同様な効果がある。さらに、測温素子は、基板部分の端面頂部に実装されているので、流体の流れる方向に関係なく、常に測温素子のいずれかの面が流れ方向に接することになり、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。
Since the invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1〜請求項2の何れかに記載の発明において、上記のように構成したので、上記実施例1〜実施例2と同様な効果がある。その上、流速検出部を実装する基板部分は、板状形状としたので、従来例のものに比べて、部品点数及びそれに伴う製造工程数も少なく、基板の製造が容易となり、風速・風量センサの製造コストが安くなる。
Since the invention which concerns on
請求項4に係る発明は、請求項1〜請求項2に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項1〜請求項2に記載の発明と同様な効果がある。
Since the invention which concerns on
請求項5に係る発明は、上記のように構成したので、測温素子の周囲及び基板部分の裏面にも複数のヒータ素子を実装しているので、流体の流れる方向の相違に基づく流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性をさらに改善することが出来る。その上、ヒータ素子を一方の面に、測温素子を他方の面にそれぞれ実装するとともに、ヒータ素子と測温素子との間及びヒータ素子の実装個所とこれに反対側の面とを、熱伝導率の高い部材で熱的に接続したので、伝熱特性が向上する。従って、流体への放熱量の差を減少させることが出来るから、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。その上、流速検出部5には、汎用の表面実装用の電子部品であるヒータ素子4と、このヒータからの熱の温度を計測する測温素子3とを用いて、板状形状の電子基板の製造方法において一般に用いられている自動実装機により各電子部品を基板に実装することが出来るので、組み立て工程の自動化が容易となり、組み立てコストが非常に安くなる。
Since the invention which concerns on Claim 5 was comprised as mentioned above, since the several heater element is mounted also in the circumference | surroundings of a temperature measuring element and the back surface of a board | substrate part, the flow velocity detection part based on the difference in the direction through which a fluid flows The directivity can be further improved so that the detection sensitivity becomes non-directional. In addition, the heater element is mounted on one surface and the temperature measuring element is mounted on the other surface, and between the heater element and the temperature measuring element and between the heater element mounting portion and the opposite surface, Since it is thermally connected by a member having high conductivity, heat transfer characteristics are improved. Therefore, since the difference in the amount of heat released to the fluid can be reduced, the directivity can be improved so that the detection sensitivity of the flow velocity detector becomes non-directional. In addition, the flow velocity detection unit 5 includes a
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項5と同様な効果がある。さらに、流体が流速検出部用支持部の方向から流速検出部方向へと流れる場合と流速検出部用支持部の方向とは異なる方向から流体検出部方向へと流れる場合とでは、前者の場合が流体への放熱量が大きくなる現象があり、これが指向性を生じる原因となっていたが、この発明では、流速検出部用支持部と流速検出部の中心線とをオフセット構造としたことにより、流体の流れる方向の相違による放熱量を分散させることが出来るので、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。
Since the invention according to
請求項7に係る発明は、請求項1〜請求項6に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項1〜請求項6に記載の発明と同様な効果がある。その上、放熱部と放熱パターン711とを併用することにより、熱式流速・流量センサ70の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。
Since the invention which concerns on
請求項8に係る発明は、請求項1〜請求項7に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項1〜請求項7に記載の発明と同様な効果がある。さらに、測温素子の周囲及び基板部分の裏面にも複数のヒータ素子を実装しているので、流体の流れる方向の相違に基づく流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性をさらに良好に改善することが出来る。また、ヒータ素子を一方の面に、測温素子を他方の面にそれぞれ実装するとともに、ヒータ素子と測温素子との間及びヒータ素子の実装個所とこれに反対側の面とを、熱伝導率の高い部材で熱的に接続したので、伝熱特性が向上する。従って、流体への放熱量の差を減少させることが出来るから、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。その上、流速検出部には、汎用の表面実装用の電子部品であるヒータ素子とこのヒータ素子からの熱の温度を計測する測温素子とを用いて、板状形状の電子基板の製造方法において一般に用いられている自動実装機により各電子部品を基板に実装することが出来るので、組み立て工程の自動化が容易となり、組み立てコストが非常に安くなる。
Since the invention according to
また、測温素子の温度が低下した場合でも、測温素子を挟み込むようにヒータ素子を配置すれば、ヒータ素子の個数も増やしたこととなり、より迅速に測温素子の温度を回復させることが出来るので、熱式流速・流量センサとしての応答性を良くすることが出来る。 Even if the temperature of the temperature measuring element is lowered, if the heater elements are arranged so as to sandwich the temperature measuring element, the number of heater elements is increased, and the temperature of the temperature measuring element can be recovered more quickly. Therefore, the responsiveness as a thermal flow rate / flow rate sensor can be improved.
請求項9に係る発明は、請求項1〜請求項7に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項1〜請求項7に記載の発明と同様な効果がある。その上、測温素子が形成されている基板部分に形成した放熱パターンにより、流体の流れる方向の相違による放熱量の差を低減することが出来る。従って、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。
Since the invention according to claim 9 is configured as described above in the inventions according to
さらに、複数の放熱パターンとヒ−タ素子と測温素子とは、熱伝導率の高い部材で熱的に接続されているので、流体の流れる方向の相違に基づく流速検出部の検出感度の指向特性をさらに良好な無指向性とすることが出来る。さらに、ヒータ素子を一方の面に、測温素子を他方の面にそれぞれ実装するとともに、ヒータ素子と測温素子との間及びヒータ素子の実装個所とこれに反対側の面とを、熱伝導率の高い部材で熱的に接続したので、伝熱特性が向上する。従って、流体への放熱量の差を減少させることが出来るから、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。その上、放熱パターンと放熱部とを併用することにより、熱式流速・流量センサの検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。 Further, since the plurality of heat radiation patterns, heater elements, and temperature measuring elements are thermally connected by members having high thermal conductivity, the detection sensitivity of the flow velocity detection unit is directed based on the difference in the direction of fluid flow. The characteristic can be further improved omnidirectionality. Furthermore, the heater element is mounted on one surface and the temperature measuring element is mounted on the other surface, and the heat conduction is performed between the heater element and the temperature measuring element and between the heater element mounting location and the opposite surface. Since it is thermally connected with a member having a high rate, heat transfer characteristics are improved. Therefore, since the difference in the amount of heat released to the fluid can be reduced, the directivity can be improved so that the detection sensitivity of the flow velocity detector becomes non-directional. In addition, by using the heat radiation pattern and the heat radiation portion in combination, the directivity can be improved so that the detection sensitivity of the thermal flow rate / flow rate sensor becomes non-directional.
請求項10に係る発明は、請求項9に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項9と同様な効果がある。さらに、測温素子の温度が低下した場合でも、測温素子を挟み込むようにヒータ素子を配置すれば、ヒータ素子の個数も増やしたことにより、より迅速に測温素子の温度を回復させることが出来るので、熱式流速・流量センサとしての応答性を良くすることが出来る。
Since the invention according to
請求項11に係る発明は、請求項9〜請求項10に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項9〜請求項10と同様な効果がある。
Since the invention according to
請求項12に係る発明は、請求項11に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項11と同様な効果がある。その上、熱伝導率の高い部材は基板の配線材であるスルーホール若しくはビアホールを介して測温素子と放熱パターンとを熱的・機械的熱的に接合したので、さらに伝熱特性が向上する。従って、流体への放熱量の差を減少させることが出来るから、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。また、流速検出部を製造するのも簡単である。
Since the invention according to
請求項13に係る発明は、請求項3、請求項5〜請求項6に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項3、請求項5〜請求項6と同様な効果がある。その上、基板部分の端面側面に、外方向に開口する半円筒形状に形成したスルーホール若しくはビアホールにより側面方向からの放熱が促進され、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、さらに指向特性を改善することが出来る。
Since the invention according to claim 13 is configured as described above in the invention according to
請求項14に係る発明は、請求項13に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項13と同様な効果がある。さらに、基板部分に放熱部を形成したので、より一層放熱が促進され、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、より一層指向特性を改善することが出来る。 Since the invention according to claim 14 is configured as described above in the invention according to claim 13, the same effect as that of claim 13 is obtained. Furthermore, since the heat radiation portion is formed on the substrate portion, the heat radiation is further promoted, and the directivity can be further improved so that the detection sensitivity of the flow velocity detection portion becomes non-directional.
請求項15に係る発明は、請求項13〜請求項14に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項13〜請求項14と同様な効果がある。
Since the invention according to
請求項16に係る発明は、請求項13〜請求項14に記載の発明において、上記のように構成したので、請求項13〜請求項14と同様な効果がある。その上、放熱パターンと放熱部とを併用することにより、熱式流速・流量センサの検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。 Since the invention according to claim 16 is configured as described above in the invention according to claims 13 to 14, the same effects as those of claims 13 to 14 are obtained. In addition, by using the heat radiation pattern and the heat radiation portion in combination, the directivity can be improved so that the detection sensitivity of the thermal flow rate / flow rate sensor becomes non-directional.
請求項17に係る発明は、請求項16に記載の発明において、上記のようにしたので、測温素子の温度が低下した場合でも、複数のヒータ素子で、測温素子を挟み込むように配置出来るので、より迅速に測温素子の温度を回復させることが出来、熱式流速・流量センサとしての応答性を良くすることが出来る。 Since the invention according to claim 17 is as described above in the invention according to claim 16, even when the temperature of the temperature measuring element is lowered, the temperature measuring element can be arranged to be sandwiched by a plurality of heater elements. Therefore, the temperature of the temperature measuring element can be recovered more quickly, and the responsiveness as a thermal flow rate / flow rate sensor can be improved.
供給電流により熱を発生するヒータ素子と流速に応じて変化するヒータ素子からの熱の温度を検出する測温素子とを有する流速検出部と、熱式流速・流量センサの基板の主要部である基板主要部と、この基板主要部から一体的に延びた細長形状の流速検出部用支持部と、流速検出部を実装する基板部分と、この基板部分に形成された流速検出部用の回路パターンとからなり、流速検出部の周囲に空間を設けた流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサにおいて、流速検出部を実装する基板部分は、表面及び裏面からなる板状形状に形成し、測温素子は、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の表面あるいは裏面の何れか一方の面に実装し、ヒータ素子は、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の表面及び裏面に実装するか、あるいは、測温素子は、基板部分の表面あるいは裏面の何れか一方の面に実装する代わりに、板状形状の基板の端面頂部に実装して、流速検出部を実装する基板部分を介して測温素子とヒータ素子とを熱的に接続して流速検出部を構成する。 A flow rate detector having a heater element that generates heat by a supply current and a temperature measuring element that detects the temperature of the heat from the heater element that changes in accordance with the flow rate, and a main part of the substrate of the thermal flow rate / flow rate sensor. A main part of the substrate, an elongated flow rate detection unit support part integrally extending from the main part of the substrate, a substrate part for mounting the flow rate detection part, and a circuit pattern for the flow rate detection part formed on the substrate part In a thermal flow rate / flow rate sensor that measures the flow rate and flow rate of a fluid with a space around the flow rate detection unit, the substrate part on which the flow rate detection unit is mounted is formed in a plate shape consisting of the front and back surfaces The temperature measuring element is mounted on either the front surface or the back surface of the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted, and the heater element is mounted on the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted. Whether to mount on the front and back Alternatively, the temperature measuring element is mounted on the top of the end surface of the plate-shaped substrate instead of being mounted on either the front surface or the back surface of the substrate portion, and is measured via the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted. The flow rate detector is configured by thermally connecting the temperature element and the heater element.
また、供給電流により熱を発生するヒータ素子と、流速に応じて変化する前記ヒータ素子からの熱の温度を検出する測温素子とを有する流速検出部と、熱式流速・流量センサの主要部である板状形状の基板主要部を構成する帯状外周部と、この帯状外周部から互いに中心方向へ一体的に延びた細長形状の一対の流速検出部用支持部と、この一対の流速検出部用支持部の先端部に支持されて帯状外周部の中心に位置するとともに、基板主要部と一体的に形成してなる板状形状の流速検出部を実装する基板部分と、この基板部分に形成された流速検出部用の回路パターンとからなり、帯状外周部を構成する基板主要部を、流速検出部を保護するガード部とするとともに、流速検出部の周囲に空間を設けた流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサにおいて、測温素子は、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面に実装し、ヒータ素子は、流速検出部を実装する板状形状の基板部分の各面に実装し、流速検出部を実装する基板部分を介して測温素子と、ヒータ素子とを熱的に接続してなる流速検出部を構成する。 Also, a flow rate detector having a heater element that generates heat by a supply current, and a temperature measuring element that detects the temperature of heat from the heater element that changes according to the flow rate, and a main part of the thermal flow rate / flow rate sensor A belt-shaped outer peripheral portion constituting the plate-shaped substrate main portion, a pair of elongated support portions for the flow velocity detecting portion integrally extending in the center direction from the belt-shaped outer peripheral portion, and the pair of flow velocity detecting portions A substrate portion that is supported by the tip of the supporting portion and is located at the center of the belt-shaped outer peripheral portion and on which a plate-shaped flow velocity detecting portion formed integrally with the main portion of the substrate is mounted, and formed on this substrate portion The substrate main portion constituting the belt-shaped outer peripheral portion is used as a guard portion for protecting the flow velocity detection portion, and the flow velocity of the fluid having a space around the flow velocity detection portion and Thermal flow velocity to measure flow rate In the quantity sensor, the temperature measuring element is mounted on one surface of the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted, and the heater element is mounted on each surface of the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted. Then, the flow rate detection unit is configured by thermally connecting the temperature measuring element and the heater element via the substrate portion on which the flow rate detection unit is mounted.
さらに、ヒータ素子は、流速検出部を実装する基板部分の何れか一面に実装し、このヒータ素子が実装された基板部分を除く流速検出部を実装する基板部分の各面に、放熱パターンをそれぞれ設ける。この放熱パターンとヒータ素子とを熱伝導率の高い部材で形成したスルーホールにより熱的に接続することにより、流速検出部を実装する基板部分を介して測温素子とヒータ素子と放熱パターンとを熱的に接続した流速検出部を構成する。 Further, the heater element is mounted on one surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted, and a heat radiation pattern is provided on each surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted except for the substrate portion on which the heater element is mounted. Provide. By thermally connecting the heat dissipation pattern and the heater element through a through hole formed of a member having high thermal conductivity, the temperature measuring element, the heater element, and the heat dissipation pattern are connected to each other through the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted. A thermally connected flow rate detector is configured.
この発明の第1の実施例を、図1に基づいて詳細に説明する。図1は、この発明の第1の実施例を示す要部模式図で、(a)は要部正面図、(b)は図(a)の要部拡大斜視図である。なお、基板1に形成されている回路パターンは記載していない。
A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIGS. 1A and 1B are schematic views of a main portion showing a first embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a front view of the main portion and FIG. 1B is an enlarged perspective view of the main portion of FIG. The circuit pattern formed on the
この実施例1では、熱式流速・流量センサ15において、流速検出用の発熱部(ヒータ素子7)及びこの発熱部からの熱の温度を計測する測温素子6とからなる流速検出部の基板部分1aとして、板状形状若しく複数の面を有する多角形状の基板を用い、流速検出部4へ実装する電子部品は、汎用の表面実装部品を用いるとともに、さらに、板状形状の基板の場合には、ヒータ素子7を基板部分1aの表面及び裏面の両面に実装し、複数の面を有する多角形状の基板の場合には、ヒータ素子7をそれぞれ各面に実装して、流速検出部4の検出感度が、無指向性となるように、指向特性を改善することを目的としている。なお、この実施例では、ヒータ素子及び測温素子は、汎用の表面実装部品を用いているが、これに限定されるものではない。ヒータ素子及び測温素子は、汎用の表面実装部品を用いなくても同様の効果を得ることが可能である。
In the first embodiment, in the thermal type flow rate /
図1(a)及び(b)において、1は板状形状の基板で、この基板1の一端両側部分には、基板主要部1bからそれぞれ一体的に延びた細長形状の流速検出部用支持部2と気温計測部用支持部3が互いに離間して形成されている。流速検出部用支持部2の先端部には、この流速検出部用支持部2に支持された流速検出部4を実装する基板部分1aが形成されている。気温計測部用支持部3の先端部には、この気温計測部用支持部3に支持された気温計測部5を実装する基板部分1cが形成されている。
1 (a) and 1 (b),
板状形状の基板1としては、この実施例に限らず後述するすべての実施例において、プリント基板として一般に広く販売されているガラスエポキシ製のFR−4を用いているが、ポリアミド製の基板でも良く、セラミック製の基板、シリコン基板等のように、熱伝導率の低い部材で形成された基板材でもよい。
The plate-
流速検出部4を実装する基板部分1aと気温計測部5を実装する基板部分1cの表面には、それぞれ流速検出部用の回路パターン(図示せず)及び気温計測用の回路パターン(図示せず)が形成されている。基板部分1aの表面及び裏面の実装箇所には、汎用の表面実装部品であるヒータ素子7、7がそれぞれ対向配置され実装されており、さらに、基板部分1aの実装個所に実装されているヒータ素子7に隣接して汎用の測温素子6が、半田付けにより実装されて、流速検出部4を構成している。基板部分1cの表面実装箇所には、汎用の表面実装部品である気温計測用素子8が、半田付けにより実装されて気温計測部5を構成している。
A circuit pattern (not shown) for a flow velocity detection unit and a circuit pattern for temperature measurement (not shown) are respectively provided on the surfaces of the
従って、流速検出部4は、流速検出部用支持部2により基板主要部1bに一体的に形成支持された構造となり、また、気温計測部5は、気温計測部用支持部3により基板主要部1bに一体的に形成支持された構造となっている。また、測温素子6及びヒータ素子7は、基板部分1aの表面に実装されているとともに、測温素子6、ヒータ素子7が互いに隣接して配置され実装されていることで熱的に直接接続された構造となっている。
Therefore, the flow
さらに、流速検出部4及び気温計測部5の周囲には、それぞれ空間9が設けられた構造となっているとともに、流速検出部4と気温計測部5との間にも空間10が設けられている。このように、板状形状の基板1は、流速検出部4用の基板部分1aと気温計測部5用の基板部分1cとが、それぞれ流速検出部用支持部2及び気温計測部用支持部3を介して基板主要部1bに一体的に連設された構造となっている。なお、基板主要部1bには、熱式流速・流量センサ15を他の装置に取り付けるための取付孔11と、信号取り出し用パット12が形成されている。なお、この実施例では、流速検出部用の基板部分と気温計測部用の基板部分とが、それぞれ流速検出部用支持部及び気温計測部用支持部を介して基板主要部に一体的に連設された構造となっており、流速検出部と気温計測部とが同一の基板上に形成されているが、これに限定されるものではない。流速検出部と気温計測部とを分離した構成であっても同様の効果を得ることが出来る。
Further, a space 9 is provided around each of the flow
次に、流速検出部4の作用動作について説明する。まず、基板部分1aの内部電源配線(図示せず)からの供給電流により、基板部分1aの表面及び裏面に実装されているヒータ素子7、7は加熱されている。熱式流速・流量センサ15が流体中に配置されると、その流体の流速に応じてヒータ素子7の熱は変化し、この熱は、基板部分1aの実装箇所の基板を介して測温素子6へと熱的に直接伝導する。この伝導する熱の温度は、測温素子6により計測され、この計測値から、上記した熱式流速・流量センサの動作原理に基づいて流速及び流量が算出される。
Next, the operation of the flow
このように構成されているので、熱式流速・流量センサ15では、基板部分1aの両面にヒータ素子7、7を実装したので、流体の流れる方向の相違に基づく各ヒータ素子7、7の上流側と下流側との流体への放熱量の差を減少させることが出来るため、流速検出部4の検出感度の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。従って、熱式流速・流量センサの計測誤差を除去することが出来る。
Since it is configured in this way, in the thermal flow rate /
また、ヒータ素子7と測温素子6とは、実装箇所の基板部分1aを介して熱的に直接接続された構造となっているので、応答性の良い流速検出部4が得られるとともに、個体差の少ない流速検出部4が得られるので、熱式流速・流量センサとしての調整も必要とせず、コストが安くなる。
In addition, since the
さらに、流速検出部4を実装する基板部分1a、気温計測部5を実装する基板部分1c、流速検出部用支持部2、気温計測用支持部3及び基板主要部1bとは、いずれも一体的に形成された構造である。従って、基板1及び流速検出部用支持部2の基板材は、上記したように、熱伝導率が低い部材(FR−4基板:熱伝導率は0.45W/m/K)が用いられている。その上、流速検出部用支持部2を細長く形成することにより、流速検出部4から基板主要部1bへの熱伝導を抑えることが出来るとともに、さらに、取付孔11を介して固定されている他の装置等への熱伝導をも抑えることが出来る。
Further, the
また、2つのヒータ素子7は、基板部分1aを介在させて対向配置されているので、測温素子6の温度が低下した場合でも、より迅速に測温素子6の温度を回復させることが出来るので、熱式流速・流量センサとしての応答性が良くなる。
Further, since the two
この発明の第2の実施例を、図2に基づいて詳細に説明する。図2は、この発明の第2の実施例を示す要部模式図で、(a)は要部正面図、(b)は図(a)の要部拡大斜視図である。なお、第1の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。また、基板21に形成されている回路パターンは記載していない。
A second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIGS. 2A and 2B are schematic views showing the main part of a second embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a front view of the main part and FIG. 2B is an enlarged perspective view of the main part of FIG. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same names and the same numbers, and the description thereof is omitted. Further, the circuit pattern formed on the
なお、この実施例2では、実施例1と同様に、ヒータ素子は板状形状の基板の場合には両面にそれぞれ実装し、測温素子は基板の端面頂部に実装して、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することを目的としている。 In the second embodiment, similarly to the first embodiment, in the case of a plate-shaped substrate, the heater elements are respectively mounted on both surfaces, and the temperature measuring element is mounted on the top of the end surface of the substrate, so that the flow rate detector The object is to improve the directional characteristics so that the detection sensitivity becomes non-directional.
この実施例2では、図2(a)及び(b)に示すように、熱式流速・流量センサ20では、測温素子26は、流速検出部24が実装されている基板部分21aの端面頂部21aaに実装されており、ヒータ素子27は、実施例1の場合と同様に、基板部分21aの表面及び裏面の両面に互いに対向配置され、実装されている。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, in the thermal flow velocity /
このように構成されているので、実施例1の場合と同様な効果がある。さらに、測温素子26は、基板21の基板部分21aの端面頂部21aaに実装されているので、流体の流れる方向に関係なく、常に測温素子26のいずれかの面が流れ方向に接することになり、無指向性となるように、指向特性を低減することが出来る。その上、基板部分21aの端面頂部21aaにも電子部品である測温素子26を実装しているので、基板21の実装効率が良くなる。
Since it is configured in this way, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Furthermore, since the
この発明の第3の実施例を、図3に基づいて詳細に説明する。図3は、この発明の第3の実施例を示す要部斜視図である。なお、第1及び第2の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。また、気温計測用の気温計測素子は省略している。なお、基板31に形成されている回路パターンは記載していない。
A third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the principal part of a third embodiment of the present invention. In addition, about the same part as the 1st and 2nd Example, the same name and the same number are used and the description is abbreviate | omitted. Also, the temperature measuring element for measuring the temperature is omitted. The circuit pattern formed on the
なお、この実施例3では、ヒータ素子37を、複数の面を有する多角形状の基板部分31aの各面にそれぞれ実装して、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することを目的としている。
In the third embodiment, the
この実施例3では、図3に示すように、熱式流速・流量センサ30では、流速検出部34が実装されている基板31の基板部分31aは、均等な4面を有する四角柱形状に形成されている。ヒータ素子37、37・・は、四角柱形状の基板部分31aの各面にそれぞれ互いに対向配置され、実装されている。測温素子36は、流速検出部34を実装する四角形状の基板部分31aのいずれかひとつの面に実装されている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 3, in the thermal flow rate /
なお、この実施例3では、流速検出部34が実装される基板部分31aは、均等な4面を有する四角柱形状に形成されているが、これに限定されるものではなく、三角形状、五角形状、六角形状であっても良く、複数の面を有する多角形状で良い。
In the third embodiment, the
なお、図4に示すように、測温素子36を、流速検出部34を実装する四角柱形状の基板部分31aのいずれかひとつの面に実装する代わりに、流速検出部34を実装する四角柱形状の基板部分31aの端面頂部31aaに実装しても良い。
In addition, as shown in FIG. 4, instead of mounting the
このように構成されているので、実施例1及び実施例2と同様な効果が得られる。さらに、ヒータ素子37、37・・は基板部分31aの各面に実装している。従って、流体のあらゆる方向の流れに対応することが出来るので、流体の流れる方向の相違に基づく流速検出部34の検出感度をさらに良好な無指向性とすることが出来る。また、図4に示すように、測温素子36を、基板部分31aの端面頂部31aaに実装している構造のものは、基板31の電子部品の実装効率が良くなる。
Since it is configured in this way, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained. Further, the
この発明の第4の実施例を、図5に基づいて詳細に説明する。図5は、この発明の第4の実施例を示す要部模式図で、(a)は要部正面図、(b)は図(a)の要部拡大斜視図である。なお、第1の実施例〜第3の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。また、基板141に形成されている回路パターンは記載していない。
A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIGS. 5A and 5B are schematic views showing the main part of a fourth embodiment of the present invention. FIG. 5A is a front view of the main part, and FIG. 5B is an enlarged perspective view of the main part of FIG. In addition, about the same part as 1st Example-3rd Example, the same name and the same number are used and the description is abbreviate | omitted. Further, the circuit pattern formed on the
なお、この実施例4では、実施例2と同様に、ヒータ素子27は、基板部分141aの両面(表面と裏面)にそれぞれ実装し、測温素子26は、基板部分141aの端面頂部141aaに実装して、流速検出部24の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することを目的としている。
In the fourth embodiment, as in the second embodiment, the
図5(a)及び(b)に示すように、実施例2と同様に、熱式流速・流量センサ140では、板状形状の基板141の一端両側部分には、基板主要部141bからそれぞれ一体的に延びた細長形状の流速検出部用支持部142と気温計測部用支持部143が互いに離間して形成されている。流速検出部用支持部142の先端部には、この流速検出部用支持部142に支持された流速検出部24を実装する基板部分141aが形成されている。気温計測部用支持部143の先端部には、この気温計測部用支持部143に支持された気温計測部25を実装する基板部分141cが形成されている。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in the same manner as in the second embodiment, in the thermal flow rate /
さらに、基板部分141aの両端部側面には、円筒形状のスルーホールが形成された後、基板部分141aの両端部側面が切削されて、外方向に開口する半円筒形状のスルーホール150が形成されている。従って、基板部分141aの両面(表面と裏面)は、このスルーホール150を介して熱的・機械的に接続されている。なお、この実施例4では、円筒形状のスルーホール150は、基板部分141aの両端部側面に形成されているが、何れか一方の端部側面のみに形成された場合であっても良い。また、この実施例4では、スルーホールを用いているが、これに限定されるものではない。例えば、スルーホールではなく、ビアホールであっても同様の効果を得る事が出来る。以後の実施例においても同様である。
Further, after cylindrical through holes are formed on both side surfaces of the
流速検出部24を実装する基板部分141aと気温計測部25を実装する基板部分141cの表面には、それぞれ流速検出部用の回路パターン(図示せず)及び気温計測用の回路パターン(図示せず)が形成されている。
A circuit pattern (not shown) for the flow rate detection unit and a circuit pattern for temperature measurement (not shown) are respectively provided on the surfaces of the
測温素子26は、流速検出部24が実装されている基板部分141aの端面頂部141aaに実装されており、ヒータ素子27は、実施例2の場合と同様に、基板部分141aの表面及び裏面の両面に互いに対向配置され、実装されている。
The
このように構成されているので、実施例1、実施例2の場合と同様な効果がある。さらに、外方向に開口する半円筒形状のスルーホール150の内面に塗布されている銅箔面を外方向へさらすことにより、基板部分141aの側面方向からの放熱を促進させることが出来るので、流速検出部24の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。
Since it is configured in this way, the same effects as those of the first and second embodiments are obtained. Furthermore, by exposing the copper foil surface applied to the inner surface of the semi-cylindrical through
なお、後述する放熱パターン及び放熱部を、実施例1〜実施例4の図1〜図5に示す基板1、21、31、141の形状を用いた熱式流速・流量センサ10、20、30、140に、いずれも適用することが出来る。
In addition, the thermal type flow velocity and flow
この発明の第5の実施例を、図6に基づいて詳細に説明する。図6は、この発明の第5の実施例を示す要部平面図である。なお、第1〜第4の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。また、気温計測用の気温計測素子は省略している。なお、基板41に形成されている回路パターンは記載していない。
A fifth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a plan view showing the principal part of a fifth embodiment of the present invention. In addition, about the same part as the 1st-4th Example, the same name and the same number are used and the description is abbreviate | omitted. Also, the temperature measuring element for measuring the temperature is omitted. The circuit pattern formed on the
この実施例5では、流速検出部を実装する基板部分が板状形状の場合、複数のヒータ素子47を基板部分41aの一方の面に、測温素子46を基板部分41aの他方の面にそれぞれ実装することにより、ヒータ素子47と測温素子46との間の伝熱特性の向上を図るとともに、流体の流れる方向による流速検出部44の検出感度の相違をなくすことにより、流速検出部44の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することを目的としている。
In the fifth embodiment, when the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted has a plate shape, the plurality of
図6に示すように、この実施例5の熱式流速・流量センサ40では、板状形状の基板41の基板主要部41bは、円形の帯状外周部を有する形状に形成されており、この帯状外周部から中心方向へ一体的に延びる一対の流速検出部用支持部42が形成されている。さらに、この中心方向へ一体的に伸びる一対の流速検出部用支持部42の先端部には、流速検出部44を形成する基板部分41aが一体的に形成されている。従って、この基板部分41aは、基板主要部41bの中心部分において一対の流速検出部用支持部42により支持された構造となっている。このような構造に形成するには、実施例1〜実施例3の場合と同様に、NCM等により板状形状の基板41を切断することにより形成される。
As shown in FIG. 6, in the thermal flow rate /
なお、この実施例5では、基板主要部41bの形状は、円形の帯状外周部の形状に形成されているが、これに限定されるものではなく、基板主要部41bを構成する帯状外周部は、矩形状であっても良く、あるいはその他、多角形状であっても良く、いずれも基板主要部41bを構成する帯状外周部の内側部分に、あるいは中心部分に、基板部分41aに実装された流速検出部44が流速検出部用支持部42により支持された構造であればよい。
なお、この実施例4では流速検出部支持部42は2本であるが、強度が得られれば1本でも良く、また性能上の問題が無ければ、3本以上でも良い。
In the fifth embodiment, the shape of the substrate
In the fourth embodiment, there are two flow velocity detection
流速検出部44が実装される基板部分41aの実装箇所には、流速検出部用の回路パターン(図示せず)が形成され、一方の面に測温素子46が半田付けにより実装されている。さらに、この測温素子46を挟むようにして同一面に2個のヒータ素子47、47が隣接して半田付けにより実装されている。さらに、この2個のヒータ素子47の実装箇所に対向位置させて基板部分41aの他方の面に、さらに2個のヒータ素子47a、47aが半田付けにより実装されている。
A circuit pattern (not shown) for the flow velocity detection unit is formed at the mounting location of the
従って、基板部分41aの一方の面に実装されているヒータ素子47、47と測温素子46及び他方の面に実装されている2個のヒータ素子47a、47aとは、基板部分41aの両面(表面及び裏面)で、基板部分41aの実装箇所を介して熱的に直接接続された構造となっている。また、流速検出部44は、帯状外周部の中心部分において、基板主要部41bから一体的に延びた一対の流速検出部用支持部42により支持された構造となっており、流速検出部40の周辺には空間49が形成されている。
Therefore, the
このように構成されているので、測温素子46の周囲及び基板部分41aの裏面にも複数のヒータ素子47、47aを実装しているので、流体の流れる方向の相違に基づく流速検出部44の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。
Since it is configured in this way, a plurality of
さらに、測温素子46の温度が低下した場合でも、測温素子46を挟み込むようにヒータ素子47を配置するとともに、基板部分41aを介して他方の面にもヒータ素子47aを対向配置し、実装したので、ヒータ素子の個数も増やしたことにより、より迅速に測温素子46の温度を回復させることが出来るので、熱式流速・流量センサ40としての応答性を良くすることが出来る。
Further, even when the temperature of the
その上、流速検出部44には、汎用の表面実装用の電子部品であるヒータ素子47と、このヒータ素子47からの熱の温度を計測する測温素子46とを用いて、板状形状の電子基板の製造方法において一般に用いられている自動実装機により各電子部品を基板に実装することが出来るので、組み立て工程の自動化が容易となり、組み立てコストを安く抑えることが出来る。
In addition, the flow velocity detector 44 uses a
この発明の第6の実施例を、図7に基づいて詳細に説明する。図7は、この発明の第6の実施例を示す要部平面図である。なお、第1〜第5の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。また、気温計測用の気温計測素子は省略している。なお、基板51に形成されている回路パターンは記載していない。
A sixth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 is a plan view showing the principal part of a sixth embodiment of the present invention. In addition, about the same part as the 1st-5th Example, the same name and the same number are used and the description is abbreviate | omitted. Also, the temperature measuring element for measuring the temperature is omitted. The circuit pattern formed on the
この実施例5では、流速検出部54を実装する基板部分51aが板状形状の場合、複数のヒータ素子57を一方の面に、測温素子56を他方の面にそれぞれ実装するとともに、一対の流速検出部用支持部52の中心線と流速検出部54の中心線とを卍型のオフセット構造とすることにより、流体の流れる方向による流速検出部54の検出感度の相違をなくすことにより、検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することを目的としている。
In the fifth embodiment, when the
図7に示すように、この実施例6の熱式流速・流量センサ50では、上記実施例4と同様に、板状形状の基板51の基板主要部51bは、円形の帯状外周部を有する形状に形成されており、この帯状外周部から中心方向へ一体的に延びる一対の流速検出部用支持部52が形成されている。流速検出部用支持部52の先端部には、流速検出部54が円形の帯状外周部の中心に位置するように、流速検出部54を実装する矩形状の基板部分51aが基板主要部52bと一体的に形成されている。そして、流速検出部54を実装する基板部分52aの中心と一対の流速検出部用支持部52の中心線とは、卍型のオフセット構造となるように形成されている。従って、この基板部分51aは、一対の流速検出部用支持部52により、基板主要部(円形の帯状外周部)51bの中心に位置するように支持された構造となっている。このような構造に形成するには、実施例1〜実施例5の場合と同様に、NCM等により板状形状の基板を切断することにより形成される。
As shown in FIG. 7, in the thermal flow rate /
そして、流速検出部54を実装する基板部分51aの一方の面には、測温素子56が半田付けにより実装されており、この測温素子56に対向する他方の面には、ヒータ素子57が半田付けにより実装されている。従って、一方の面に実装されている測温素子56及び他方の面に実装されているヒータ素子57とは、基板部分51aの両面(表面及び裏面)で、基板部分51aを介して熱的に直接接続された構造となっている。従って、流速検出部54は、基板主要部51bから一体的に延びた一対の流速検出部用支持部52により、帯状外周部の中心に位置するように支持されているとともに、この流速検出部54の中心部と一対の流速検出部用支持部52の中心線とは、卍型のオフセット構造となっており、流速検出部54の周辺には空間59が形成されている。512は信号取り出し用のホールである。
A
このように構成されているので、流体が流速検出部用支持部52の方向から流速検出部54方向へと流れる場合と流速検出部用支持部52の方向とは異なる方向から流体検出部54方向へと流れる場合とでは、前者の場合が流体への放熱量が小さくなる現象があり、これが指向性を生じる原因となっていた。そこで、この発明では、一対の流速検出部用支持部52の中心線と流速検出部54の中心部とを卍型のオフセット構造としたことにより、流体の流れる方向の相違による放熱量を分散させることが出来るので、流速検出部54の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。
With this configuration, when the fluid flows from the direction of the flow velocity
この発明の第7の実施例を、図8に基づいて詳細に説明する。図8は、この発明の第7の実施例を示すもので、流速検出部64部分を拡大した要部平面図である。なお、第1〜第6の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。また、気温計測用の気温計測素子は省略している。なお、基板61に形成されている回路パターンは記載していない。
A seventh embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 8 shows a seventh embodiment of the present invention, and is a plan view of an essential part in which a portion of the
この実施例7では、流速検出部64を実装する基板部分61aが板状形状で、この基板部分61aと並行に流れる流体の場合、流速検出部64を実装する基板部分61aに、ヒータ素子67の一部の代わりに、放熱パターン611を形成することにより、流体の流れる方向の相違による放熱量の差を低減して流速検出部64の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善するとともに、ヒータ素子67の数を減らして放熱にかかる消費電力を低減することを目的としている。
In the seventh embodiment, when the
図8に示すように、この実施例7の熱式流速・流量センサ60では、上記実施例5〜実施例6と同様に、板状形状の基板61の基板主要部(図示せず)は、円形の帯状外周部を有する形状に形成されており、この帯状外周部から中心方向へ一体的に延びる一対の流速検出部用支持部62が形成されている。さらに、この一対の流速検出部用支持部62の先端部には、流速検出部64を形成する基板部分61aが一体的に形成されている。従って、この基板部分61aは、基板主要部の中心部分において一対の流速検出部用支持部62により支持された構造となっている。このような構造に形成するには、実施例1〜実施例6の場合と同様に、NCM等により板状形状の基板を切断することにより形成される。
As shown in FIG. 8, in the thermal flow rate /
流速検出部64が実装される基板部分61aの実装箇所には、流速検出部用の回路パターン613、614が形成されており、基板部分61aの一方の面には、測温素子66が半田付けにより実装されている。この測温素子66に対向する他方の面には、ヒータ素子67が半田付けにより実装されている。
611は熱式流速・流量センサ60(流速検出部64)内で発生する熱を外部へ放散するための放熱パターンで、スルーホール612とヒータ素子用回路パターン613とを介してヒータ素子67に熱的に接合されている。このスルーホール612は、基板部分61aを貫通している。ヒータ素子用回路パターン613は、ヒータ素子67に電力を供給するための回路パターンでもあり、測温素子66が実装されている反対面(一方の面)に形成されている。従って、ヒータ素子67と測温素子66とは、スルーホール612を介して放熱パターン611と熱的・機械的に接続されている。なお、放熱パターン611は、流速検出部用支持部62方向からの流体に対して検出感度の低下を補正する役割有している。614は測温素子66が接続される信号取り出し用の回路パターンで、外部装置に接続されている。
従って、基板部分61aの一方の面に実装されている測温素子66及び放熱パターン611と他方の面に実装されているヒータ素子67とは、基板部分61aの両面(表面及び裏面)で、基板部分61aの実装箇所を介して熱的に直接接続された構造となっている。また、流速検出部64は、帯状外周部の中心部分において、基板主要部61bから一体的に延びた一対の流速検出部用支持部62により支持された構造となっており、流速検出部64の周辺には空間69が形成されている。
Therefore, the
なお、基板部分61aを介在させて両面(一方の面及び他方の面)にそれぞれ実装されている測温素子66及び放熱パターン611とヒータ素子67とを熱伝導率の高い部材で熱的に接続する手段としては、この実施例7に記載の手段に限定されるものではない。
The
このように構成されているので、測温素子66及び放熱パターン611を一方の面に、ヒータ素子67を他方の面にそれぞれ実装するとともに、ヒータ素子67と測温素子66及び放熱パターン611との間を、熱伝導率の高い部材で熱的に接続するとともに、スルーホール612とヒータ素子用回路パターン613とを介して、ヒータ素子67と放熱パターン611とが熱的に接続されているので、伝熱特性が向上する。
Thus, the
従って、流体への放熱量の差を減少させることが出来るから、流速検出部64の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。また、放熱パターン611を設けることにより、ヒータ素子67の個数を減らすことが出来るので、放熱にかかる消費電力を低減することが出来る。
Therefore, since the difference in the heat radiation amount to the fluid can be reduced, the directivity can be improved so that the detection sensitivity of the flow
その上、流速検出部64には、汎用の表面実装用の電子部品であるヒータ素子67とこのヒータ素子67からの熱の温度を計測する測温素子66とを用いて、板状形状の電子基板の製造方法において一般に用いられている自動実装機により各電子部品を基板に実装することが出来るので、組み立て工程の自動化が容易となり、組み立てコストが非常に安くなる。
In addition, the
この発明の第8の実施例を、図9に基づいて詳細に説明する。図9は、この発明の第8の実施例を示す要部平面図である。なお、第1〜第7の実施例と同じ部分については、同一名称、同一番号を用い、その説明を省略する。また、気温計測用の気温計測素子は省略している。なお、基板71に形成されている回路パターンは記載していない。
The eighth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 9 is a plan view showing the principal part of an eighth embodiment of the present invention. In addition, about the same part as the 1st-7th Example, the same name and the same number are used and the description is abbreviate | omitted. Also, the temperature measuring element for measuring the temperature is omitted. The circuit pattern formed on the
基板部分71aと並行に流れる流体の場合、流速検出部74を実装する基板部分71aに、放熱部715を設けることにより、流体の流れる方向の相違による放熱量の差を低減して流速検出部74の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することを目的としている。
In the case of a fluid that flows in parallel with the
図9に示すように、この実施例8の熱式流速・流量センサ70では、上記実施例4〜実施例6と同様に、板状形状の基板71の基板主要部71bは、円形の帯状外周部を有する形状に形成されており、この帯状外周部から中心方向へ一体的に延びる一対の流速検出部用支持部72が形成されている。さらに、この一対の流速検出部用支持部72の先端部には、流速検出部74を形成する基板部分71aとこの基板部分71aに延設された放熱部715が一体的に形成されている。
As shown in FIG. 9, in the thermal flow rate /
従って、流速検出部74を実装する基板部分71aと、この基板部分71aに延設されている放熱部715とは、一対の流速検出部用支持部72により、基板主要部71bの中心部に位置するように支持された構造となっている。このような構造に形成するには、実施例1〜実施例76の場合と同様に、NCM等により板状形状の基板を切断することにより一体的に形成される。
Therefore, the
流速検出部74が実装される基板部分71aには、流速検出部用の回路パターン(図示せず)が形成され、一方の面に測温素子76が半田付けにより実装されている。基板部分71aの他方の面には、測温素子76に対向位置させて2個のヒータ素子77、77が半田付けにより実装されている。
A circuit pattern (not shown) for the flow rate detection unit is formed on the
熱式流速・流量センサ70(流速検出部74)内で発生する熱を外部へ放散するための放熱パターン711は、スルーホール(図示せず)とヒータ素子用回路パターン(図示せず)とを介してヒータ素子77に熱的に接合されている。実施例7の場合と同様に、ヒータ素子77に電力を供給するための回路パターンは、測温素子76が実装されている反対面(一方の面)に形成されている。なお、放熱パターン711は、流速検出部用支持部72方向からの流体の流れに対して検出感度の低下を補正する役割を有している。712は測温素子76が接続される信号取り出し用の回路パターンで、外部装置に接続されている。
A
715は放熱部で、流速検出部74を実装する基板部分71aに、一体的に延設されており、延設信号取出用ホール712とともに、基板71から一体的に形成されている。なお、放熱部715は、流速検出部用支持部72方向からの流体の流れに対して流速検出部74の検出感度を平均化することが出来る。従って、放熱部715により、流速検出部用支持部72方向以外の方向からの放熱を抑制して、流速検出部74の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。
従って、実施例7と同等に、基板部分71aの一方の面に実装されている測温素子76及び放熱パターンと他方の面に実装されているヒータ素子77とは、基板部分71aの両面(表面及び裏面)で基板部分71aを介して熱的に直接接続された構造となっている。また、流速検出部74は、基板主要部71bから一体的に延びた一対の流速検出部用支持部72により、帯状外周部の中心に位置するように支持された構造となっており、流速検出部74の周辺には空間79が形成されている。
Therefore, as in Example 7, the
このように、放熱部715により、流速検出部用支持部72方向以外の方向からの放熱を抑制して検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善し、流速検出部用支持部72方向からの流体に対して検出感度の低下を補正している。従って、熱式流速・流量センサ70の検出感度が無指向性となるように、指向特性を改善することが出来る。また、放熱パターン611を設けることにより、ヒータ素子67の個数を減らすことが出来るので、放熱にかかる消費電力を低減することが出来る。
Thus, the
また、放熱パターン711及び放熱部715は、上記実施例6記載の流速検出部54の中心と一対の流速検出部用支持部52の中心線とが卍型のオフセット構造となっている構造の熱式流速・流量センサ50にも適用することが可能であり、適用した場合には、上記と同様な効果がある。さらに、オフセット構造としたので、流体の流れる方向の相違により、放熱量を分散させることが出来るので、流速検出部の検出感度が無指向性となるように、指向特性をさらに改善することが出来る。
Further, the
次に、この発明の試作品を用いて、指向特性を計測した結果について説明する。
図10は、この発明の試作品Aと従来品の検出感度についてそれぞれ比較測定した結果を示す指向特性図で、(a)は水平方向の指向特性図、(b)は垂直方向の指向特性図である。なお、この発明の試作品Aとしては、実施例2で述べた形状の熱式流速・流量センサ20を使用し、また、従来品としては、球状プローブを使用して比較測定した。図中、実線はこの発明の試作品による測定結果、破線は従来品による測定結果をそれぞれ示している。
Next, the results of measuring the directivity characteristics using the prototype of the present invention will be described.
FIG. 10 is a directional characteristic diagram showing the results of comparative measurement of the detection sensitivity of the prototype A of the present invention and the conventional product. (A) is a directional characteristic chart in the horizontal direction, and (b) is a directional characteristic chart in the vertical direction. It is. In addition, as the prototype A of the present invention, the thermal flow rate /
図10(a)及び(b)から明らかなように、水平方向の指向特性は、試作品Aも従来品もほぼ良好な無指向性であるが、垂直方向の指向特性は、従来品に比べて、明らかに試作品Aの検出感度が指向性除去に優れている。以上の実験結果から、この発明による試作品Aは、流体の流れる方向に対しては無指向性を有し、従来品と比較しても実用上全く問題はないという結果が得られた。 As is clear from FIGS. 10A and 10B, the directional characteristics in the horizontal direction are almost good omnidirectional in both the prototype A and the conventional product, but the directional characteristics in the vertical direction are smaller than those in the conventional product. Clearly, the detection sensitivity of the prototype A is excellent in removing directivity. From the above experimental results, it was found that the prototype A according to the present invention has omnidirectionality in the direction of fluid flow, and there is no practical problem even when compared with the conventional product.
図11は、この発明の試作品B(破線で示す)及び試作品A(実線で示す)の検出感度についてそれぞれ互いに比較測定した結果を示す水平方向の指向特性図、図12は、試作品Aと試作品C(破線で示す)を用いてそれぞれ互いに比較測定した結果を示す水平方向の指向特性図である。 FIG. 11 is a horizontal directional characteristic diagram showing the results of comparative measurement of the detection sensitivities of the prototype B (shown by a broken line) and the prototype A (shown by a solid line) of the present invention, and FIG. It is a directional characteristic figure of the horizontal direction which shows the result of having compared with each other using prototype and prototype C (shown with a broken line).
ここで、この発明の試作品Bは、上記実施例1(図1)に記載の形状の熱式流速・流量センサ15であり、試作品Cは、実施例2に記載の形状の熱式流速・流量センサ20の流速検出部24が実装されている基板部分21aに、放熱パターン及びスルーホールが形成されている構造の熱式流速・流量センサである。
Here, the prototype B of the present invention is the thermal flow velocity /
図11から明らかなように、水平方向の指向特性について、試作品Bでは、わずかな指向特性の偏心がみられる。試作品Aでは、偏心のないほぼ良好な指向特性が得られ、流体の流れる方向に対しては無指向性となり、実用上全く問題はないという結果が得られた。 As is clear from FIG. 11, the directional characteristics in the horizontal direction are slightly decentered in the prototype B. In the prototype A, almost good directivity characteristics without eccentricity were obtained, and the result was that there was no problem in practical use because the fluid flow direction was omnidirectional.
また、図12から明らかなように、試作品Cは、試作品Aとほぼ同じ指向特性を示している。従って、試作品Cも試作品Aと同様に、流体の流れる方向に対しては無指向性となり、実用上全く問題はないという結果が得られた。 As is clear from FIG. 12, the prototype C shows almost the same directivity as the prototype A. Therefore, similar to the prototype A, the prototype C is omnidirectional in the direction of fluid flow, and there is no practical problem.
建物内の各部屋に載置して快適センサの一部として使用することが可能である。人間の生活環境の快適性評価指数として、PMV(予測平均温冷感)やET(有効温度)、OT(作用温度)等があるが、いずれも風速の値を用いて算出される。温度センサや湿度センサは一般家庭にも普及しつつあるが、古来より夏季の快適性維持手法として扇風機等が用いられており、従って、風が快適性維持・向上に効果がある事は知られている。これは、生物の体表面に形成された空気の滞留層および境界層を、風による空気流動によって排除することにより、皮膚表面の蒸発が促進され、皮膚が冷却効果を得られるためである。 It can be placed in each room in the building and used as part of the comfort sensor. There are PMV (predicted average thermal sensation), ET (effective temperature), OT (working temperature), etc. as comfort evaluation indexes of human living environment, all of which are calculated using the value of wind speed. Temperature sensors and humidity sensors are becoming popular in ordinary households, but fans have been used as a method for maintaining comfort in summer since ancient times, and it is known that the wind is effective in maintaining and improving comfort. ing. This is because by removing the air staying layer and the boundary layer formed on the body surface of the living body by the air flow by the wind, the evaporation of the skin surface is promoted and the skin can obtain a cooling effect.
しかし、エアコンデイショナや扇風機等の機器に風速センサが用いられることは無かった。本発明は、コスト面・耐久面・製作容易性等を向上した熱式流速・流量センサを得られるため、従来は導入がされなかった住環境への導入の可能性が見込まれる。 However, wind speed sensors have never been used in devices such as air conditioners and electric fans. Since the present invention can provide a thermal flow rate / flow rate sensor with improved cost, durability, and ease of manufacture, the possibility of introduction into a living environment that has not been introduced in the past is expected.
同様に、建物内の換気機能の検査や、労働環境基準の検査・監視、健康増進法に基づく分煙状況の検査・監視など、人間の居住環境および周囲環境のモニタリングへの応用が期待できる。 Similarly, it can be expected to be applied to the monitoring of human living environment and surrounding environment, such as inspection of ventilation function in buildings, inspection and monitoring of labor environment standards, and inspection and monitoring of smoke distribution based on the Health Promotion Law.
一方、病院等の医療機関においては、患者の周囲環境が患者の治療回復に影響を与えることが知られており、旧来より温度・湿度の管理は積極的に行われてきた。また、手術中や手術直後の患者や、生体調整機能に変調をきたしている患者は、体温調整機能が低下しているために、他の状態の患者よりも環境管理に特に注意を払う必要がある。さらに、手術患者の術後の経過は、手術中および手術後の患者に与える環境ストレスを最小化する事が特に求められている。しかし、快適性の評価要素の一つである気流速度は、これまで積極的に用いられる事は無かった。病床数が減少している日本の医療環境において、患者の短期回復による早期退院が進めば、医療機関への負担および入院待ちを余儀なくされている患者にとってメリットがある。よって、医療現場への導入が期待できる。 On the other hand, in medical institutions such as hospitals, it is known that the surrounding environment of patients affects the recovery of treatment for patients, and temperature and humidity have been actively managed from the past. In addition, patients who have undergone surgery, immediately after surgery, or patients who have undergone modulation of the bioregulatory function, need to pay more attention to environmental management than patients in other conditions because the body temperature regulation function is reduced. is there. Furthermore, the post-operative course of a surgical patient is particularly required to minimize environmental stress on the patient during and after surgery. However, the air velocity, which is one of the evaluation factors of comfort, has not been actively used until now. In Japan's medical environment where the number of beds is decreasing, early discharge due to short-term recovery of patients will benefit patients who are burdened with medical institutions and are forced to wait for hospitalization. Therefore, introduction into the medical field can be expected.
産業分野においては、清浄空気環境の風速・風量の検査等に応用することが出来る。クリーンルームや、箱状構造物内部のみを清浄空気環境にすることの可能なチャンバー等は、汚染空気の混合・混入に注意を払わねばならないが、従来は風速・風量をモニタリングできなかった。また、農業分野の特に園芸分野では、0.3〜0.7m/s.の微風を植物体もしくは植物群落に与えることが、光合成促進や病害予防に効果があることが判っている。よって、清浄空気環境のモニタリングや植物生産管理への利用が見込まれる。 In the industrial field, it can be applied to inspection of wind speed and air volume in a clean air environment. In clean rooms and chambers where only the inside of a box-like structure can be made into a clean air environment, attention must be paid to the mixing and mixing of contaminated air, but conventionally the wind speed and volume could not be monitored. In addition, in the field of agriculture, especially in the field of horticulture, it has been found that applying a breeze of 0.3 to 0.7 m / s. To a plant body or plant community is effective in promoting photosynthesis and preventing disease. Therefore, it is expected to be used for monitoring clean air environment and plant production management.
15、20、30、40、50、60、70、140 熱式流速・流量センサ
1、21、31、41、51、61、71、141 基板
1a、21a、31a、41a、51a、61a、71a、141a 流速検出部用の基板部分
1b、21b、31b、147b 板状形状の基板主要部
41b、51b、61b、71b 基板主要部(帯状外周部)
2、32、42、52、62、72、142 流速検出部用支持部
3 気温計測部用支持部
4、24、34、44、54、64、74 流速検出部
5 気温計測部
6、26、36、46、56、66、76 測温素子
7、27、37、47、57、67、77 ヒータ素子
9、49、59、69、79 空間
150 半円筒形状のスルーホール
611 放熱パターン
612 スルーホール
715 放熱部
15, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 140 Thermal flow rate /
2, 32, 42, 52, 62, 72, 142 Flow rate detection
Claims (17)
前記流速検出部を実装する基板部分は、複数の面を有する多角形状に形成し、
前記測温素子は、前記流速検出部を実装する多角形状の基板部分の何れか一面に実装し、
前記ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する多角形状の基板部分の各面に実装し、
前記流速検出部を実装する基板部分を介して前記測温素子と、前記ヒータ素子とを熱的に接続してなる流速検出部を構成したこと
を特徴とする熱式流速・流量センサ。 A flow rate detector having a heater element that generates heat by a supply current and a temperature measuring element that detects the temperature of heat from the heater element that changes according to the flow rate; and a main part of the substrate of the thermal flow rate / flow rate sensor. A substrate main part, an elongated flow velocity detection part support integrally extending from the substrate main part, a substrate part for mounting the flow velocity detection part, and the flow rate detection part formed on the substrate part In a thermal flow rate / flow rate sensor that measures the flow rate and flow rate of a fluid with a space around the flow rate detection unit,
The substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted is formed in a polygonal shape having a plurality of surfaces,
The temperature measuring element is mounted on any one of the polygonal substrate parts on which the flow velocity detection unit is mounted,
The heater element is mounted on each surface of a polygonal substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
A thermal flow rate / flow rate sensor comprising a flow rate detection unit configured by thermally connecting the temperature measuring element and the heater element via a substrate portion on which the flow rate detection unit is mounted.
を特徴とする請求項1に記載の熱式流速・流量センサ。 The thermal type flow velocity / flow rate sensor according to claim 1, wherein the temperature measuring element is mounted on a top portion of an end surface of a polygonal substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted.
前記測温素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の表面あるいは裏面の何れか一方の面に実装し、
前記ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の表面及び裏面に実装したこと
を特徴とする請求項1〜請求項2の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 The polygonal substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted is formed in a plate shape composed of a front surface and a back surface,
The temperature measuring element is mounted on either the front surface or the back surface of the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
The thermal heater / flow velocity / flow rate sensor according to claim 1, wherein the heater element is mounted on a front surface and a back surface of a plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted.
前記測温素子は、前記流速検出部を実装する四角柱形状の基板部分の何れか一面に実装し、
前記ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する四角柱形状の基板部分の各面に実装したこと
を特徴とする請求項1〜請求項2の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 The polygonal substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted is formed in a quadrangular prism shape having four uniform surfaces,
The temperature measuring element is mounted on any one of the square pillar-shaped substrate parts on which the flow velocity detection unit is mounted,
3. The thermal flow velocity / flow rate sensor according to claim 1, wherein the heater element is mounted on each surface of a quadrangular prism-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted.
前記測温素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面に実装し、
前記ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の各面に実装し、
前記流速検出部を実装する基板部分を介して前記測温素子と、前記ヒータ素子とを熱的に接続してなる流速検出部を構成したこと
を特徴とする熱式流速・流量センサ。 A flow rate detector having a heater element that generates heat by a supply current and a temperature measuring element that detects the temperature of heat from the heater element that changes according to the flow rate, and a main part of the thermal flow rate / flow rate sensor. A strip-shaped outer peripheral portion constituting the main part of the plate-shaped substrate, a pair of elongated flow velocity detection portion support portions integrally extending in the center direction from the belt-shaped outer peripheral portion, and the pair of flow velocity detection portion support portions A board portion that is supported by the tip of the part and is located at the center of the belt-like outer peripheral portion and that is mounted with the plate-shaped flow velocity detection portion formed integrally with the substrate main portion; A circuit pattern for the flow velocity detection unit formed, and the substrate main portion constituting the belt-shaped outer peripheral portion is used as a guard portion for protecting the flow velocity detection unit, and a space is formed around the flow velocity detection unit. Flow velocity of the installed fluid and The thermal type flow rate-flow rate sensor for measuring a flow rate,
The temperature measuring element is mounted on one surface of a plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
The heater element is mounted on each surface of a plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
A thermal flow rate / flow rate sensor comprising a flow rate detection unit configured by thermally connecting the temperature measuring element and the heater element via a substrate portion on which the flow rate detection unit is mounted.
を特徴とする請求項5に記載の熱式流速・流量センサ。 The center line of the flow velocity detecting portion supporting portion for supporting the flow velocity detecting portion so as to be positioned at the center of the main portion of the substrate constituting the belt-shaped outer peripheral portion has a saddle type offset structure. Item 6. The thermal flow rate / flow rate sensor according to item 5.
を特徴とする請求項1〜請求項6の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 The thermal flow velocity / flow rate sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein a heat radiating portion is integrally extended on a substrate portion on which the flow velocity detection portion is mounted.
を特徴とする請求項1〜請求項7の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 The thermal type flow velocity / flow rate sensor according to any one of claims 1 to 7, wherein a plurality of the heater elements are mounted on each surface of a substrate portion on which the flow rate detection unit is mounted.
このヒータ素子が実装された基板部分を除く前記流速検出部を実装する基板部分の各面に、放熱パターンをそれぞれ設け、
この放熱パターンと、前記ヒータ素子とを、熱伝導率の高い部材により熱的に接続し、
前記流速検出部を実装する基板部分を介して前記測温素子と、前記ヒータ素子と、前記放熱パターンとを熱的に接続してなる流速検出部を構成したこと
を特徴とする請求項1〜請求項7の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 The heater element is mounted on one surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
A heat dissipation pattern is provided on each surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted excluding the substrate portion on which the heater element is mounted,
The heat dissipation pattern and the heater element are thermally connected by a member having high thermal conductivity,
The flow rate detection unit formed by thermally connecting the temperature measuring element, the heater element, and the heat radiation pattern via a substrate portion on which the flow rate detection unit is mounted is configured. The thermal flow velocity / flow rate sensor according to claim 7.
前記放熱パターンは、前記ヒータ素子が実装された基板部分を除く前記流速検出部を実装する基板部分の各面に、それぞれ複数個設けたこと
を特徴とする請求項9に記載の熱式流速・流量センサ。 A plurality of the heater elements are mounted on one surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
10. The thermal flow velocity and the heat flow pattern according to claim 9, wherein a plurality of the heat radiation patterns are provided on each surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted except for the substrate portion on which the heater element is mounted. Flow sensor.
を特徴とする請求項9〜請求項10の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 The thermal flow rate / flow rate sensor according to any one of claims 9 to 10, wherein the member having a high thermal conductivity is a wiring material of a substrate.
を特徴とする請求項11に記載の熱式流速・流量センサ。 The thermal flow rate / flow rate sensor according to claim 11, wherein the wiring material of the substrate is a through hole or a via hole.
この半円筒形状に形成したスルーホール若しくはビアホールにより、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の各面に実装した前記ヒータ素子を互いに熱的に接続すること
を特徴とする請求項3、請求項5〜請求項6の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 A through hole or via hole, which is a wiring material of a substrate with high thermal conductivity, is formed in a semi-cylindrical shape on the side surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
4. The heater elements mounted on each surface of a plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted are thermally connected to each other through the semi-cylindrical through hole or via hole. The thermal flow velocity / flow rate sensor according to any one of claims 5 to 6.
を特徴とする請求項13に記載の熱式流速・流量センサ。 The thermal flow rate / flow rate sensor according to claim 13, wherein a heat radiating unit is integrally extended on a substrate portion on which the flow rate detection unit is mounted.
を特徴とする請求項13〜請求項14の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 The thermal flow velocity / flow rate sensor according to any one of claims 13 to 14, wherein a plurality of the heater elements are mounted on each surface of a substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted.
前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の他方の面に、放熱パターンを設け、
この放熱パターンと前記ヒータ素子とを、前記半円筒形状に形成したスルーホール若しくはビアホールにより熱的に接続し、
前記流速検出部を実装する基板部分を介して前記測温素子と、前記ヒータ素子と、前記放熱パターンとを熱的に接続してなる流速検出部を構成したこと
を特徴とする請求項13〜請求項14の何れかに記載の熱式流速・流量センサ。 The heater element is mounted on one surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
On the other surface of the plate-shaped substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted, a heat dissipation pattern is provided,
The heat dissipation pattern and the heater element are thermally connected by a through hole or a via hole formed in the semi-cylindrical shape,
The flow rate detection part formed by thermally connecting the said temperature measuring element, the said heater element, and the said thermal radiation pattern via the board | substrate part which mounts the said flow rate detection part was comprised. The thermal flow velocity / flow rate sensor according to claim 14.
前記放熱パターンは、前記流速検出部を実装する基板部分の他方の面に、複数個設けたこと
を特徴とする請求項16に記載の熱式流速・流量センサ。 A plurality of the heater elements are mounted on one surface of the substrate portion on which the flow velocity detection unit is mounted,
The thermal flow rate / flow rate sensor according to claim 16, wherein a plurality of the heat radiation patterns are provided on the other surface of the substrate portion on which the flow rate detection unit is mounted.
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