JP2017120197A - Thermal flow rate sensor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、配管にセンサチップが貼り付けられた熱式流量センサに関するものである。 The present invention relates to a thermal flow sensor in which a sensor chip is attached to a pipe.
従来から、抵抗体を用いて、配管を流れる流体の流量を測定する熱式流量センサが知られている(例えば特許文献1参照)。この熱式流量センサでは、ダイヤフラム部に上記抵抗体が配置されたセンサチップを備え、このセンサチップのダイヤフラム部が配管に貼り付けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a thermal flow sensor that measures a flow rate of a fluid flowing through a pipe using a resistor is known (see, for example, Patent Document 1). This thermal flow sensor includes a sensor chip in which the resistor is disposed in a diaphragm portion, and the diaphragm portion of the sensor chip is attached to a pipe.
本発明者らは、センサチップをエポキシ系の接着剤で配管に接着した場合、熱式流量センサを高温高湿度下に放置すると、図4に示すように、センサチップの出力値のドリフトが起きて許容範囲を超えてしまい、検出に影響を及ぼすという課題を見出した。
一方、この熱式流量センサは、流量を測定する様々な分野で利用される。そのため、測定環境において出力値がドリフトしてしまうと、信頼性が低い製品となってしまう。よって、長期の利用においても信頼性の高い熱式流量センサが求められている。
When the sensor chip is bonded to a pipe with an epoxy-based adhesive, if the thermal flow sensor is left under high temperature and high humidity, the output value of the sensor chip drifts as shown in FIG. As a result, we found the problem of exceeding the allowable range and affecting the detection.
On the other hand, this thermal flow sensor is used in various fields for measuring a flow rate. Therefore, if the output value drifts in the measurement environment, the product has low reliability. Therefore, there is a need for a thermal flow sensor with high reliability even in long-term use.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、従来構成に対し、高温高湿度下に置かれた場合であっても、出力値のドリフトの発生を抑制することができる熱式流量センサを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can suppress the occurrence of drift of the output value even when the apparatus is placed under high temperature and high humidity compared to the conventional configuration. The object is to provide a thermal flow sensor.
この発明に係る熱式流量センサは、抵抗体を有するセンサチップと、センサチップを配管に接着する軟質接着剤とを備えたものである。 A thermal flow sensor according to the present invention includes a sensor chip having a resistor and a soft adhesive that bonds the sensor chip to a pipe.
この発明によれば、上記のように構成したので、従来構成に対し、高温高湿度下に置かれた場合であっても、出力値のドリフトの発生を抑制することができる。 According to this invention, since it comprised as mentioned above, generation | occurrence | production of the drift of an output value can be suppressed even if it is a case where it is placed under high temperature and high humidity with respect to the conventional structure.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る熱式流量センサの構成例を示す図である。
熱式流量センサは、抵抗体を用いて、配管1を流れる流体(液体又は気体)の流量を測定するものである。この熱式流量センサは、図1に示すように、ガラス管から成り、流体が流れる配管(キャピラリ)1と、配管1に貼り付けられたセンサチップ2,3とを備えている。このセンサチップ2には、配管1に貼り付けられる部分であるダイヤフラム部21に、配管1内の流体に熱を加える1つの熱源(抵抗体)22が設けられている。また、センサチップ3には、配管1内の流体の温度を計測する温度センサ(抵抗体)31が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a diagram showing a configuration example of a thermal flow sensor according to
A thermal flow sensor measures the flow volume of the fluid (liquid or gas) which flows through the
また本発明では、軟質接着剤4を用いて、センサチップ2のダイヤフラム部21を配管1に接着している。ここで、図2Aに示すように、軟質接着剤4は、成分で定義するとフッ素樹脂又はシリコーンを主成分とする接着剤であり、特性で定義するとヤング率が20MPa以下の接着剤である。
In the present invention, the
このように構成された熱式流量センサでは、配管1内の流体が静止している場合に周囲に対して一定温度高くなるように熱源22により熱を加えた際の熱量と、配管1内の流体が上流側から下流側へ流れている場合に周囲より一定温度高くなるように熱源22により熱を加えた際の熱量とに、差が生じる。この熱量の差は、配管1内の流体の流量と相関関係がある。よって、この熱量の差から配管1を流れる流体の流量を測定することができる。
In the thermal type flow sensor configured as described above, when the fluid in the
次に、本発明の熱式流量センサの効果について説明する。なお図3は、この発明の実施の形態1に係る熱式流量センサの効果を示す図であり、熱式流量センサを高温高湿度下に放置した場合でのセンサチップ2の抵抗値変動を示す図である。
従来の熱式流量センサでは、エポキシ系の接着剤を用いてセンサチップ2を配管1に接着している。なお、図2Bに示すように、エポキシ系の接着剤のヤング率は数GPa程度である。そして、この従来の熱式流量センサを高温高湿度下に置くと、図4に示すように、センサチップ2の出力値のドリフトが生じて許容範囲を超えてしまう。これは、高温高湿度下で接着剤が吸湿及び膨潤することによって、センサチップ2の抵抗体(熱源22)を搭載するダイヤフラム部21に加わる応力が徐々に変化し、それにより、上記抵抗体の歪量が変化するためと考えられる。
Next, the effect of the thermal flow sensor of the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing the effect of the thermal flow sensor according to
In a conventional thermal flow sensor, the
それに対して、本発明では、軟質接着剤4を用いてセンサチップ2を配管1に接着している。これにより、図3に示すように、センサチップ2の出力値のドリフトの発生を抑制することができ、許容範囲内とすることができる。すなわち、軟質接着剤4は高温高湿度下で吸湿及び膨潤してもヤング率が低いためにその応力を吸収し、センサチップ2の抵抗体(熱源22)に加わる応力変化を緩和することができるため、上記抵抗体への歪量への影響を低減することができる。
In contrast, in the present invention, the
以上のように、この実施の形態1によれば、抵抗体(熱源22)を有するセンサチップ2と、センサチップ2を配管1に接着する軟質接着剤4とを備えたので、従来構成に対し、高温高湿度下に置かれた場合であっても、出力値のドリフトの発生を抑制することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
なお上記では、ダイヤフラム部21に抵抗体(熱源22)が設けられたセンサチップ2を、軟質接着剤4を用いて配管1に接着する場合を示した。しかしながら、これに限るものではなく、基板上に抵抗体(温度センサ31)が設けられたセンサチップ3も、接着剤による応力の影響を受ける。そのため、センサチップ3についてもセンサチップ2と同様に、軟質接着剤4を用いて配管1に接着してもよい。これにより、センサチップ3の抵抗体に加わる応力変化を緩和することができ、上記抵抗体への歪量への影響を低減することができる。
In the above description, the
また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 Further, in the present invention, any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.
1 配管
2,3 センサチップ
4 軟質接着剤
21 ダイヤフラム部
22 熱源
31 温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記抵抗体を有するセンサチップと、
前記センサチップを前記配管に接着する軟質接着剤と
を備えたことを特徴とする熱式流量センサ。 In a thermal flow sensor that measures the flow rate of fluid flowing through a pipe using a resistor,
A sensor chip having the resistor;
A thermal flow sensor comprising: a soft adhesive that bonds the sensor chip to the pipe.
ことを特徴とする請求項1記載の熱式流量センサ。 The thermal flow sensor according to claim 1, wherein the soft adhesive is an adhesive mainly composed of fluororesin or silicone.
ことを特徴とする請求項1記載の熱式流量センサ。 The thermal flow sensor according to claim 1, wherein the soft adhesive is an adhesive having a Young's modulus of 20 MPa or less.
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JPH09320996A (en) * | 1996-03-29 | 1997-12-12 | Denso Corp | Manufacturing method for semiconductor device |
JP2003532099A (en) * | 2000-05-04 | 2003-10-28 | ゼンジリオン アクチエンゲゼルシャフト | Flow sensor for liquid |
JP2009058230A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-19 | Denso Corp | Manufacturing method for sensor device, and the sensor device |
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