JP2016125919A - Method of manufacturing measuring apparatus and measuring apparatus - Google Patents

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Mayumi Yuyama
まゆみ 湯山
池 信一
Shinichi Ike
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring device of exactly measuring the flow rate of fluid.SOLUTION: Disclosed is a method of manufacturing a measuring apparatus according to one aspect of the present invention in which an environment sensor including a substrate and a sensor part arranged on the substrate is fixed to the outer wall of piping. This method includes the steps of: installing a spacer on a region which is located on the substrate but excludes the region where the sensor part is arranged; installing the environment sensor in the piping via the spacer so that a space is formed between the sensor part and the outer wall; and adhering a filler material so as to at least fill the space.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、流体の流量を正確に測定可能な測定装置の製造方法および測定装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a measuring apparatus capable of accurately measuring the flow rate of a fluid and the measuring apparatus.

従来、被測定流体の流量変化を検出するフローセンサとして、少なくとも1つの温度センサ及び熱源が組み込まれてなる半導体モジュールを有する、液体用のフローセンサにおいて、液体を導くパイプを具備し、前記半導体モジュールは前記パイプの外面に設けられており、前記温度センサ及び前記熱源は前記パイプの外面と熱的接触していることを特徴とするフローセンサが知られていた(特許文献1)。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a flow sensor for detecting a change in the flow rate of a fluid to be measured, a liquid flow sensor having a semiconductor module in which at least one temperature sensor and a heat source are incorporated is provided. Is provided on the outer surface of the pipe, and a flow sensor is known in which the temperature sensor and the heat source are in thermal contact with the outer surface of the pipe (Patent Document 1).

特表2003−532099号公報Special table 2003-532099 gazette

しかしながら、特許文献1のフローセンサにおいて、半導体モジュールはパイプの外壁に液体状の接着剤で接着されており、当該接着剤の厚さ制御が困難で当該厚さにバラつきが生じる。   However, in the flow sensor of Patent Document 1, the semiconductor module is bonded to the outer wall of the pipe with a liquid adhesive, and it is difficult to control the thickness of the adhesive, resulting in variations in the thickness.

ここで、接着剤の厚みはセンサ感度に大きく影響する。一般的に接着剤の厚みが厚くなるほどセンサ感度が低下し、流体の流量を測定することができないおそれがある。   Here, the thickness of the adhesive greatly affects the sensor sensitivity. In general, as the thickness of the adhesive increases, the sensitivity of the sensor decreases and the flow rate of the fluid may not be measured.

そこで、本発明は、流体の流量を正確に測定可能な測定装置を提供することを目的の一つとする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a measuring apparatus that can accurately measure the flow rate of a fluid.

上記課題を解決するために、本発明の一側面に係る測定装置の製造方法は、基板と前記基板上に配置されるセンサ部とを備える環境センサを配管の外壁に固定して構成される測定装置の製造方法において、前記基板上の領域であって前記センサ部が配置されている領域以外の領域にスペーサーを設置する工程と、前記センサ部と前記外壁との間に隙間が形成されるように前記スペーサーを介して前記環境センサを前記配管に設置する工程と、前記隙間を少なくとも埋めるように充填剤を付着する工程と、を含む。   In order to solve the above-described problem, a measurement apparatus manufacturing method according to one aspect of the present invention is a measurement configured by fixing an environmental sensor including a substrate and a sensor unit disposed on the substrate to an outer wall of a pipe. In the manufacturing method of the apparatus, a gap is formed between the step of installing a spacer in a region on the substrate other than the region where the sensor unit is disposed, and the sensor unit and the outer wall. And the step of installing the environmental sensor on the pipe via the spacer and the step of attaching a filler so as to fill at least the gap.

上記課題を解決するために、本発明の一側面に係る測定装置は、基板と前記基板上に配置されるセンサ部とを備える環境センサを配管の外壁に固定して構成される測定装置において、前記センサ部と前記外壁との間に隙間が形成されるように、前記基板上の領域であって前記センサ部が配置されている領域以外の領域に設置されたスペーサーを介して前記環境センサが前記配管に設置されており、前記隙間を少なくとも埋めるように充填剤が付着されている。   In order to solve the above problem, a measuring apparatus according to one aspect of the present invention is a measuring apparatus configured by fixing an environmental sensor including a substrate and a sensor unit disposed on the substrate to an outer wall of a pipe. The environmental sensor is interposed via a spacer installed in an area on the substrate other than the area where the sensor part is arranged so that a gap is formed between the sensor part and the outer wall. A filler is attached to the pipe so as to fill at least the gap.

本発明によれば、測定装置の製造方法が、環境センサの基板上の領域であってセンサ部が配置されている領域以外の領域にスペーサーを設置する工程と、上記センサ部と配管の外壁との間に隙間が形成されるように上記スペーサーを介して上記環境センサを上記配管に設置する工程と、上記隙間を少なくとも埋めるように充填剤を付着する工程と、を含むことによって、充填剤の厚さが均一になるように制御し、且つ、充填剤の厚さを環境センサのセンサ感度を向上させる程度に薄く制御することができるので、流体の流量を正確に測定可能な測定装置を提供することができる。   According to the present invention, a method for manufacturing a measuring apparatus includes a step of installing a spacer in a region other than a region on a substrate of an environmental sensor where a sensor unit is disposed, and the sensor unit and an outer wall of a pipe. Including a step of installing the environmental sensor in the pipe via the spacer so that a gap is formed between and a step of attaching a filler so as to fill at least the gap. Since the thickness can be controlled to be uniform and the thickness of the filler can be controlled to be thin enough to improve the sensor sensitivity of the environmental sensor, a measuring device capable of accurately measuring the fluid flow rate is provided. can do.

本発明の実施形態に係る環境センサのセンサ出力と流量との相関関係を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation of the sensor output of the environmental sensor which concerns on embodiment of this invention, and flow volume. 本発明の実施形態に係る流量計の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the flowmeter which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る流量計の製造工程を示した図である。同図(a)は、接着シートがフローセンサに設置された後の状態を示した図である。同図(b)は、接着シートを介してフローセンサが配管に設置された後の状態を示した図である。同図(c)は、図2のフローセンサの構成例を示す概略図であり、フローセンサのセンサ部と配管の外壁との間に形成された隙間に充填剤が付着された後の状態を示した図である。It is the figure which showed the manufacturing process of the flowmeter which concerns on embodiment of this invention. The figure (a) is the figure which showed the state after the adhesive sheet was installed in the flow sensor. The figure (b) is the figure which showed the state after the flow sensor was installed in piping via the adhesive sheet. FIG. 2C is a schematic diagram showing a configuration example of the flow sensor of FIG. 2, and shows a state after the filler is attached to a gap formed between the sensor portion of the flow sensor and the outer wall of the pipe. FIG. 本発明の実施形態に係る配管が曲面外壁を有する場合において、接着シートを介してフローセンサが配管に設置された後の状態を示した図である。When piping which concerns on embodiment of this invention has a curved outer wall, it is the figure which showed the state after a flow sensor was installed in piping through the adhesive sheet. 本発明の他の実施形態に係るフローセンサの構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structural example of the flow sensor which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るフローセンサの図5のII−II方向から見た断面図である。It is sectional drawing seen from the II-II direction of FIG. 5 of the flow sensor which concerns on other embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」という。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below is merely an example, and there is no intention to exclude various modifications and technical applications that are not explicitly described below. That is, the present invention can be implemented with various modifications (combining the embodiments) without departing from the spirit of the present invention. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. The drawings are schematic and do not necessarily match actual dimensions and ratios. In some cases, the dimensional relationships and ratios may be different between the drawings. In the following description, the upper side of the drawing is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.

(発明原理)
上記したとおり、環境センサを配管の外壁に液体状の接着剤で接着する場合、当該接着剤の厚さ制御が困難で当該接着剤の厚さにバラつきが生じるおそれがある。
(Invention principle)
As described above, when the environmental sensor is bonded to the outer wall of the pipe with a liquid adhesive, it is difficult to control the thickness of the adhesive, and the thickness of the adhesive may vary.

図1は、本発明の実施形態に係る環境センサのセンサ出力(たとえば消費電力量)と流量との相関関係を示すグラフであり、特に、図1の特性(a)は、環境センサを配管に固定するための接着剤の厚さが5μmである場合の環境センサのセンサ出力と流量との相関関係を示しており、図1の特性(b)は、環境センサを配管に固定するための液体状の接着剤の厚さが50μmである場合の環境センサのセンサ出力と流量との相関関係を示している。特性(a)および特性(b)を比較すれば明らかなように、接着剤の厚みはセンサ感度に大きく影響する。すなわち、接着剤を薄くすると、センサ感度が向上し、接着剤を厚くすると、センサ感度は低下する。   FIG. 1 is a graph showing the correlation between the sensor output (for example, power consumption) and the flow rate of the environmental sensor according to the embodiment of the present invention. In particular, the characteristic (a) of FIG. The correlation between the sensor output of the environmental sensor and the flow rate when the thickness of the adhesive for fixing is 5 μm is shown, and the characteristic (b) in FIG. 1 shows the liquid for fixing the environmental sensor to the pipe. 5 shows the correlation between the sensor output of the environmental sensor and the flow rate when the thickness of the adhesive is 50 μm. As is clear from comparison between the characteristics (a) and (b), the thickness of the adhesive greatly affects the sensor sensitivity. That is, when the adhesive is thinned, the sensor sensitivity is improved, and when the adhesive is thickened, the sensor sensitivity is lowered.

単に当該接着剤の厚みを増加させると、上記のとおり、センサ感度は劣化し、流体の流量を測定することができないおそれがある。   If the thickness of the adhesive is simply increased, the sensor sensitivity is deteriorated as described above, and the fluid flow rate may not be measured.

一方で、たとえば、環境センサを配管に直接固定する場合、上記配管の外壁と環境センサのセンサ部とが接触し、上記センサ部が破損・損傷してしまい流量の流量を測定することができないおそれがある。   On the other hand, for example, when the environmental sensor is directly fixed to the pipe, the outer wall of the pipe is in contact with the sensor part of the environmental sensor, and the sensor part may be damaged or damaged, so that the flow rate of the flow rate cannot be measured. There is.

そこで、本願発明者は、鋭意研究の結果、上記のような問題を解決する測定装置の製造方法として、環境センサの基板上の領域であってセンサ部が配置されている領域以外の領域にスペーサーを設置する工程と、上記センサ部と配管の外壁との間に隙間が形成されるように上記スペーサーを介して上記環境センサを上記配管に設置する工程と、上記隙間を少なくとも埋めるように充填剤を付着する工程と、を含む、測定装置の製造方法を開発した。その結果、充填剤の厚さが均一になるように制御することができ、且つ、充填剤の厚さを環境センサのセンサ感度を向上させる程度に薄く制御することができるので、流体の流量を正確に測定可能な測定装置を提供することができる。   Therefore, as a result of earnest research, the inventor of the present application has made a spacer in a region other than the region on the substrate of the environmental sensor and the region where the sensor unit is arranged as a method of manufacturing a measuring apparatus that solves the above-described problems. A step of installing the environmental sensor in the pipe via the spacer so that a gap is formed between the sensor unit and the outer wall of the pipe, and a filler so as to fill at least the gap. And a method of manufacturing a measuring device, which includes a step of attaching the As a result, the thickness of the filler can be controlled to be uniform, and the thickness of the filler can be controlled to be thin enough to improve the sensor sensitivity of the environmental sensor. It is possible to provide a measuring device capable of accurately measuring.

以下、上記原理に鑑み本発明の実施形態を説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る流量計の概略図である。図2に示すように、流量計1(測定装置)は、例示的に、配管11と、配管11内を流れる流体の流量を測定するフローセンサ51(環境センサ)と、を備えて構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in view of the above principle.
FIG. 2 is a schematic view of a flow meter according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the flow meter 1 (measuring device) illustratively includes a pipe 11 and a flow sensor 51 (environmental sensor) that measures the flow rate of the fluid flowing in the pipe 11. Yes.

フローセンサ51は、配管11内を流通する流体の流量を測定する。図2に示すように、フローセンサ51は、たとえば基板101に形成される、絶縁膜103のキャビティ102を覆う部分であるダイアフラムを当該基板101の下方向から形成するバックサイドエッチング構造を備える。また、図2に示すように、フローセンサ51は、フローセンサ51の後述するセンサ部と配管11の外壁との間に隙間が形成されるように、基板101上の領域であってセンサ部が配置されている領域以外の領域に設置されたスペーサー(たとえば、接着シート31)を介して配管11に設置されており、上記隙間を少なくとも埋めるように充填剤41が付着されている。ここで、センサ部は、例示的に、フローセンサ51が配管11内を流通する流体の流量を測定するために備える一以上のヒータと、一つ以上の抵抗素子とを備える手段である。   The flow sensor 51 measures the flow rate of the fluid flowing through the pipe 11. As shown in FIG. 2, the flow sensor 51 includes a backside etching structure that forms, for example, a diaphragm that is formed on the substrate 101 and covers the cavity 102 of the insulating film 103 from below the substrate 101. In addition, as shown in FIG. 2, the flow sensor 51 is an area on the substrate 101, and a sensor unit is arranged so that a gap is formed between a sensor unit (described later) of the flow sensor 51 and an outer wall of the pipe 11. It is installed in the pipe 11 via a spacer (for example, an adhesive sheet 31) installed in a region other than the region where it is arranged, and a filler 41 is attached so as to fill at least the gap. Here, the sensor unit is, for example, a means including one or more heaters provided for the flow sensor 51 to measure the flow rate of the fluid flowing through the pipe 11 and one or more resistance elements.

接着シート31は、接着性のシート状の部材であり、その厚さは、たとえば5μm程度である。このように、接着シート31は、フローセンサ51と配管11とを約5μm厚で(仮)固定可能であるため、液体状の接着剤よりも薄く且つ均一の厚さにおいて採用可能である。   The adhesive sheet 31 is an adhesive sheet-like member, and the thickness thereof is, for example, about 5 μm. Thus, since the adhesive sheet 31 can fix the flow sensor 51 and the pipe 11 with a thickness of about 5 μm (temporarily), the adhesive sheet 31 can be employed in a thinner and uniform thickness than the liquid adhesive.

充填剤41は、後述するように、フローセンサ51のセンサ部と配管11の外壁との間に形成される隙間Aを少なくとも埋めるように充填されるものであり、たとえば、エポキシ系接着剤などである。   As will be described later, the filler 41 is filled so as to fill at least a gap A formed between the sensor portion of the flow sensor 51 and the outer wall of the pipe 11, for example, with an epoxy adhesive or the like. is there.

(製造工程)
図3は、本発明の実施形態に係る流量計の製造工程を示した図である。同図(a)は、接着シートがフローセンサに設置された後の状態を示した図である。同図(b)は、接着シートを介してフローセンサが配管に設置された後の状態を示した図である。同図(c)は、図2の流量計の構成例を示す概略図であり、フローセンサのセンサ部と配管の外壁との間に形成された隙間に充填剤が付着された後の状態を示した図である。
(Manufacturing process)
FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the flow meter according to the embodiment of the present invention. The figure (a) is the figure which showed the state after the adhesive sheet was installed in the flow sensor. The figure (b) is the figure which showed the state after the flow sensor was installed in piping via the adhesive sheet. FIG. 4C is a schematic diagram showing a configuration example of the flow meter of FIG. 2, and shows a state after the filler is attached to a gap formed between the sensor part of the flow sensor and the outer wall of the pipe. FIG.

本発明の一実施形態に係る流量計1は、以下の工程を経て生産される。
まず、図3(a)に示すように、基板101上の領域であってセンサ部が配置されている領域以外の領域に接着シート31を設置する(工程1)。
次に、図3(b)に示すように、絶縁膜103のキャビティ102を覆う部分であるダイアフラムに配置されるセンサ部と配管11の外壁との間に隙間Aが形成されるように接着シート31を介してフローセンサ51を配管11に設置する(工程2)。
次に、図3(c)に示すように、上記隙間Aを少なくとも埋めるように充填剤41を付着する(工程3)。
The flow meter 1 according to an embodiment of the present invention is produced through the following steps.
First, as shown in FIG. 3A, the adhesive sheet 31 is installed in a region other than the region on the substrate 101 where the sensor unit is disposed (step 1).
Next, as illustrated in FIG. 3B, the adhesive sheet is formed so that a gap A is formed between the sensor unit disposed on the diaphragm that covers the cavity 102 of the insulating film 103 and the outer wall of the pipe 11. The flow sensor 51 is installed in the pipe 11 through 31 (step 2).
Next, as shown in FIG.3 (c), the filler 41 is adhered so that the said clearance gap A may be filled at least (process 3).

工程1において、基板101上の領域であってセンサ部が配置されている領域とは、たとえば、一以上のヒータと、一以上の抵抗素子とが配置されている領域であって、ダイアフラムに形成されている領域である。   In step 1, the region on the substrate 101 where the sensor unit is disposed is, for example, a region where one or more heaters and one or more resistance elements are disposed, and is formed in the diaphragm. It is an area that has been.

ここで、工程1において、接着シート31を基板101上の領域であってセンサ部が配置されている領域以外の領域にのみ設置する理由は、基板101上の絶縁膜103の全面に設置し後述する工程2を実行する場合、上記したとおり接着シート31の厚さは約5μmであるシート状の部材であるため、非常に薄く耐圧性が低い上記ダイアフラムに圧力がかかり、上記ダイアフラムが割れるのを防ぐためである。   Here, in Step 1, the reason why the adhesive sheet 31 is provided only in the region other than the region on the substrate 101 where the sensor unit is disposed is that the adhesive sheet 31 is disposed on the entire surface of the insulating film 103 on the substrate 101. When performing step 2, the adhesive sheet 31 is a sheet-like member having a thickness of about 5 μm as described above, so that pressure is applied to the diaphragm that is very thin and has low pressure resistance, and the diaphragm is broken. This is to prevent it.

工程2において、配管11が曲面外壁を有する場合は、以下の点について特に留意する必要がある。   In step 2, when the pipe 11 has a curved outer wall, it is necessary to pay particular attention to the following points.

図4は、本発明の実施形態に係る配管が曲面外壁を有する場合において、接着シートを介してフローセンサが配管に設置された後の状態を示した図である。図4に示すように、接着シート31を介してフローセンサ51を配管11に設置する場合、センサ部Sと配管11の外壁との間に隙間Aが形成されるためには、接着シート31の高さd1とセンサ部Sの高さd2との関係が、d1>d2を満たし、センサ部Sにおける絶縁膜103から配管11の外壁までの距離d3とセンサ部Sの高さd2との関係が、d3>d2を満たす必要がある点に留意する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a state after the flow sensor is installed on the pipe via the adhesive sheet when the pipe according to the embodiment of the present invention has a curved outer wall. As shown in FIG. 4, when the flow sensor 51 is installed in the pipe 11 via the adhesive sheet 31, in order to form the gap A between the sensor unit S and the outer wall of the pipe 11, The relationship between the height d1 and the height d2 of the sensor unit S satisfies d1> d2, and the relationship between the distance d3 from the insulating film 103 to the outer wall of the pipe 11 in the sensor unit S and the height d2 of the sensor unit S is Note that d3> d2 must be satisfied.

ここで、接着シート31の接着力が低い場合は、工程2は、フローセンサ51と配管11とを接着シート31を介して仮固定する工程をさらに含み、そして、工程3は、接着剤である充填剤41を硬化させ、配管11にフローセンサ51を固定(本固定)する工程をさらに含む。このように、接着シート31の接着力が低い場合は、接着シート31を用いてフローセンサ51と配管11とを仮固定し、吸着力の強い接着剤である充填剤41を用いて、フローセンサ51と配管11とを本固定する。   Here, when the adhesive strength of the adhesive sheet 31 is low, the step 2 further includes a step of temporarily fixing the flow sensor 51 and the pipe 11 via the adhesive sheet 31, and the step 3 is an adhesive. The method further includes a step of curing the filler 41 and fixing the flow sensor 51 to the pipe 11 (main fixing). As described above, when the adhesive force of the adhesive sheet 31 is low, the flow sensor 51 and the pipe 11 are temporarily fixed using the adhesive sheet 31 and the filler 41 which is an adhesive having a strong adsorbing force is used. 51 and the pipe 11 are permanently fixed.

また、接着シート31の接着力が高い場合は、工程2において、フローセンサ51と配管11とを接着シート31を介して本固定することができ、充填剤41として接着剤を採用すれば、フローセンサ51と配管11との接着強度を高めることができる。   Further, when the adhesive strength of the adhesive sheet 31 is high, the flow sensor 51 and the pipe 11 can be permanently fixed via the adhesive sheet 31 in step 2, and if an adhesive is used as the filler 41, the flow The adhesive strength between the sensor 51 and the pipe 11 can be increased.

(効果)
本実施形態によれば、測定装置の製造方法が、環境センサの基板上の領域であってセンサ部が配置されている領域以外の領域にスペーサーを設置する工程と、上記センサ部と配管の外壁との間に隙間が形成されるように上記スペーサーを介して上記環境センサを上記配管に設置する工程と、上記隙間を少なくとも埋めるように充填剤を付着する工程と、を含むことによって、充填剤の厚さが均一になるように制御し、且つ、充填剤の厚さを環境センサのセンサ感度を向上させる程度に薄く制御することができるので、流体の流量を正確に測定可能な測定装置を提供することができる。
(effect)
According to this embodiment, the manufacturing method of the measuring apparatus includes a step of installing a spacer in a region other than a region on the substrate of the environmental sensor where the sensor unit is disposed, and the outer wall of the sensor unit and the pipe A step of installing the environmental sensor on the pipe via the spacer so that a gap is formed between the spacer and a step of attaching a filler so as to fill at least the gap. Since the thickness of the filler can be controlled to be uniform and the thickness of the filler can be controlled to be thin enough to improve the sensor sensitivity of the environmental sensor, a measuring device capable of accurately measuring the fluid flow rate is provided. Can be provided.

(他の実施形態)
各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更/改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
(Other embodiments)
Each embodiment is for facilitating the understanding of the present invention, and is not intended to limit the present invention. The present invention can be changed / improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.

図5は、本発明の他の実施形態に係るフローセンサの構成例を示す斜視図である。図6は、本発明の他の実施形態に係るフローセンサの図5のII−II方向から見た断面図である。図5及び図6に示すように、フローセンサ151は、キャビティ112が設けられた基板111と、基板111上にキャビティ112を覆うように配置された絶縁膜113と、絶縁膜113に設けられたヒータ114と、ヒータ114より上流側に設けられた上流側測温抵抗素子115と、ヒータ114より下流側に設けられた下流側測温抵抗素子116と、上流側測温抵抗素子115より上流側に設けられた周囲温度センサ117と、を有している。   FIG. 5 is a perspective view showing a configuration example of a flow sensor according to another embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view of a flow sensor according to another embodiment of the present invention as seen from the II-II direction of FIG. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the flow sensor 151 is provided on the substrate 111 provided with the cavity 112, the insulating film 113 disposed on the substrate 111 so as to cover the cavity 112, and the insulating film 113. A heater 114, an upstream temperature measuring resistance element 115 provided upstream from the heater 114, a downstream temperature measuring resistance element 116 provided downstream from the heater 114, and an upstream side from the upstream temperature measuring resistance element 115. And an ambient temperature sensor 117.

ここで、センサ部は、例示的に、ヒータ114と、上流側測温抵抗素子115と、下流側測温抵抗素子116と、を備える手段をいう。   Here, the sensor unit is, for example, a means including a heater 114, an upstream temperature measuring resistance element 115, and a downstream temperature measuring resistance element 116.

絶縁膜113のキャビティ112を覆う部分は、断熱性のダイアフラムを構成している。周囲温度センサ117は、配管11を流通する被測定流体の温度を測定する。ヒータ114は、キャビティ112を覆う絶縁膜113の略中心に配置されており、配管11を流通する被測定流体を、周囲温度センサ117が計測した温度よりも一定温度高くなるように加熱する。上流側測温抵抗素子115はヒータ114より上流側の温度を検出するために用いられ、下流側測温抵抗素子116はヒータ114より下流側の温度を検出するために用いられる。ここで、センサ部は、たとえば、フローセンサ151の絶縁膜113に配置されており、センサ部は、絶縁膜113から上方に突出するように構成されてもよいし、絶縁膜113に埋め込まれるように構成されてもよい。   A portion of the insulating film 113 covering the cavity 112 constitutes a heat insulating diaphragm. The ambient temperature sensor 117 measures the temperature of the fluid to be measured that flows through the pipe 11. The heater 114 is disposed substantially at the center of the insulating film 113 covering the cavity 112, and heats the fluid to be measured flowing through the pipe 11 so as to be higher than the temperature measured by the ambient temperature sensor 117. The upstream temperature measuring resistance element 115 is used to detect the temperature upstream of the heater 114, and the downstream temperature measuring resistance element 116 is used to detect the temperature downstream of the heater 114. Here, for example, the sensor unit is disposed on the insulating film 113 of the flow sensor 151, and the sensor unit may be configured to protrude upward from the insulating film 113 or may be embedded in the insulating film 113. May be configured.

ここで、配管11内における被測定流体の流量が零の場合、ヒータ114で加えられた熱は、上流方向と下流方向へ対称的に拡散する。従って、上流側測温抵抗素子115の温度と下流側測温抵抗素子116の温度は等しくなり、上流側測温抵抗素子115の電気抵抗と下流側測温抵抗素子116の電気抵抗は等しくなる。これに対し、配管11内における被測定流体が上流側から下流側へと流通している場合、ヒータ114で加えられた熱は下流方向に運ばれる(運搬効果)。従って、上流側測温抵抗素子115の温度よりも下流側測温抵抗素子116の温度が高くなり、上流側測温抵抗素子115の電気抵抗と下流側測温抵抗素子116の電気抵抗との間に差が生じる。この電気抵抗の差は、配管11内を流通する被測定流体の速度や流量と相関関係があることが知られている。このため、上流側測温抵抗素子115の電気抵抗と下流側測温抵抗素子116の電気抵抗との差に基づいて、配管11内を流通する被測定流体の速度や流量を測定(算出)することができる。   Here, when the flow rate of the fluid to be measured in the pipe 11 is zero, the heat applied by the heater 114 diffuses symmetrically in the upstream direction and the downstream direction. Therefore, the temperature of the upstream resistance temperature element 115 and the temperature of the downstream resistance temperature element 116 are equal, and the electrical resistance of the upstream temperature resistance element 115 and the electrical resistance of the downstream resistance temperature element 116 are equal. On the other hand, when the fluid to be measured in the pipe 11 flows from the upstream side to the downstream side, the heat applied by the heater 114 is conveyed in the downstream direction (transport effect). Accordingly, the temperature of the downstream side resistance element 116 becomes higher than the temperature of the upstream side resistance element 115, and the electrical resistance of the upstream side resistance element 115 and the electrical resistance of the downstream side resistance element 116. There will be a difference. This difference in electrical resistance is known to correlate with the speed and flow rate of the fluid to be measured flowing through the pipe 11. For this reason, the speed and flow rate of the fluid to be measured flowing through the pipe 11 are measured (calculated) based on the difference between the electrical resistance of the upstream resistance thermometer element 115 and the electrical resistance of the downstream thermometer resistance element 116. be able to.

なお、フローセンサ151においては、たとえば上記ダイアフラムにスリットが形成されており、液体接着剤を付着するとキャビティ112内に当該接着剤が入り込む可能性があり、更にキャビティ112内を密封してしまうことで圧力キャンセルが出来ず、センサ特性に影響を及ぼす可能性が高くなる。そこで、本実施形態においては、フローセンサ151において上記ダイアフラムのスリットのない部分であって、上記センサ部上に当該接着剤を付着・充填することにより、液体接着剤を用いる場合であっても、流体の流量を正確に測定可能な測定装置を提供することができる。
また一方で、上記ダイアフラムにおけるスリット上に液体接着剤を塗布した場合であっても、液体接着剤の物性(たとえば粘度・表面張力・濡れ性等)やスリット形状によっては、スリットからキャビティ112内に液体接着剤が入り込むことを防ぐことができる。このように、本実施形態において、フローセンサ151が上記ダイアフラムにスリットが形成された構造を備え、上記ダイアフラムにおけるスリット上に液体接着剤を塗布した場合であっても、液体接着剤の物性および/またはスリット形状に応じて流体の流量を正確に測定可能な測定装置を提供することができる。
In the flow sensor 151, for example, a slit is formed in the diaphragm. If a liquid adhesive is attached, the adhesive may enter the cavity 112, and the cavity 112 is further sealed. Pressure cancellation cannot be performed, and there is a high possibility of affecting sensor characteristics. Therefore, in the present embodiment, the flow sensor 151 is a portion without the slit of the diaphragm, and even when a liquid adhesive is used by adhering and filling the adhesive on the sensor portion, A measuring device capable of accurately measuring the flow rate of a fluid can be provided.
On the other hand, even when a liquid adhesive is applied onto the slit in the diaphragm, depending on the physical properties of the liquid adhesive (for example, viscosity, surface tension, wettability, etc.) and the slit shape, the slit can enter the cavity 112. The liquid adhesive can be prevented from entering. Thus, in this embodiment, even if the flow sensor 151 has a structure in which a slit is formed in the diaphragm and the liquid adhesive is applied on the slit in the diaphragm, the physical properties of the liquid adhesive and / or Alternatively, it is possible to provide a measuring device that can accurately measure the flow rate of the fluid according to the slit shape.

上記各実施形態においては、測定装置として流量計、環境センサとしてフローセンサを例に挙げて説明したが、これに限られず、配管の外壁にセンサを設置して構成される測定装置であればよく、たとえば、熱量計や温度計などであってもよい。   In each of the above embodiments, the flow meter is used as the measurement device and the flow sensor is used as the environment sensor. However, the present invention is not limited to this, and any measurement device may be used as long as the sensor is configured on the outer wall of the pipe. For example, a calorimeter or a thermometer may be used.

また、スペーサーは接着シート31に限定されず、上記のような隙間Aを形成可能な部材であればよい。この場合、スペーサーの厚さは、充填剤41の厚さがフローセンサ51,151のセンサ感度を低下させない程度に薄くなるように調整されている。   The spacer is not limited to the adhesive sheet 31 and may be any member that can form the gap A as described above. In this case, the thickness of the spacer is adjusted so that the thickness of the filler 41 does not decrease the sensor sensitivity of the flow sensors 51 and 151.

ここで、スペーサーが全く接着力を有さない部材である場合、スペーサーを用いて、フローセンサ51,151と配管11とを(仮)固定することができないため、フローセンサ51,151と配管11とを(仮)固定可能な他の部材を用いて、これらを(仮)固定したのち、吸着力の強い接着剤である充填剤41を用いて、フローセンサ51,151と配管11とを本固定するように構成してもよい。   Here, when the spacer is a member having no adhesive force, the flow sensors 51 and 151 and the pipe 11 cannot be (temporarily) fixed by using the spacer. These are (temporarily) fixed using other members that can be temporarily fixed, and then the flow sensor 51, 151 and the pipe 11 are connected to each other using the filler 41, which is an adhesive having a strong adsorptive power. You may comprise so that it may fix.

1 流量計
11 配管
31 接着シート
41 充填剤
51,151 フローセンサ
101,111 基板
102,112 キャビティ
103,113 絶縁膜
114 ヒータ
115 上流側測温抵抗素子
116 下流側測温抵抗素子
117 周囲温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flowmeter 11 Piping 31 Adhesive sheet 41 Filler 51,151 Flow sensor 101,111 Board | substrate 102,112 Cavity 103,113 Insulating film 114 Heater 115 Upstream temperature-measurement resistance element 116 Downstream temperature-resistance resistance element 117 Ambient temperature sensor

Claims (3)

基板と前記基板上に配置されるセンサ部とを備える環境センサを配管の外壁に固定して構成される測定装置の製造方法において、
前記基板上の領域であって前記センサ部が配置されている領域以外の領域にスペーサーを設置する工程と、
前記センサ部と前記外壁との間に隙間が形成されるように前記スペーサーを介して前記環境センサを前記配管に設置する工程と、
前記隙間を少なくとも埋めるように充填剤を付着する工程と、を含む、
測定装置の製造方法。
In a manufacturing method of a measuring apparatus configured by fixing an environmental sensor including a substrate and a sensor unit disposed on the substrate to an outer wall of a pipe,
A step of installing a spacer in a region other than the region on the substrate where the sensor unit is disposed;
Installing the environmental sensor in the pipe via the spacer so that a gap is formed between the sensor unit and the outer wall;
Attaching a filler so as to at least fill the gap,
Manufacturing method of the measuring device.
前記スペーサーは、接着シートであり、
前記充填剤は、接着剤であり、
前記環境センサを前記配管に設置する工程は、前記環境センサと前記配管とを前記接着シートを介して仮固定する工程をさらに含み、
前記充填剤を付着する工程は、付着した前記接着剤を硬化させ、前記配管に前記環境センサを固定する工程をさらに含む、
請求項1に記載の測定装置の製造方法。
The spacer is an adhesive sheet,
The filler is an adhesive;
The step of installing the environmental sensor on the pipe further includes a step of temporarily fixing the environmental sensor and the pipe via the adhesive sheet,
The step of attaching the filler further includes the step of curing the attached adhesive and fixing the environmental sensor to the pipe.
The manufacturing method of the measuring apparatus of Claim 1.
基板と前記基板上に配置されるセンサ部とを備える環境センサを配管の外壁に固定して構成される測定装置において、
前記センサ部と前記外壁との間に隙間が形成されるように、前記基板上の領域であって前記センサ部が配置されている領域以外の領域に設置されたスペーサーを介して前記環境センサが前記配管に設置されており、
前記隙間を少なくとも埋めるように充填剤が付着されている、
測定装置。
In a measurement apparatus configured by fixing an environmental sensor including a substrate and a sensor unit disposed on the substrate to an outer wall of a pipe,
The environmental sensor is interposed via a spacer installed in an area on the substrate other than the area where the sensor part is arranged so that a gap is formed between the sensor part and the outer wall. Installed in the pipe,
A filler is attached so as to fill at least the gap,
measuring device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024053329A1 (en) * 2022-09-09 2024-03-14 三菱重工業株式会社 Fixing jig and fixing method for fixing sensor

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