JP4188287B2 - 熱式センサ及びそれを用いた測定装置 - Google Patents
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Description
感温体を含んでなる検知素子と、該検知素子を封止する樹脂モールドと、前記検知素子及び水性の被測定液体の間での熱伝達を行う熱伝達部材と、を備えた熱式センサであって、
前記熱伝達部材の一部は前記樹脂モールドから露出して露出表面部を形成しており、該露出表面部に親水性膜が付されていることを特徴とする熱式センサ、
が提供される。
(1)エタノール洗浄工程(塗布剤を塗布すべき表面部分の汚れ除去のため)
(2)キシレン洗浄工程(表面部分の脱脂のため)
(3)乾燥工程(表面部分の水分除去のため:100℃程度、1時間程度)
(4)塗布剤塗布工程(スプレー塗布、刷毛またはウエスによる塗布、フローコート、浸漬塗布などにより行う)
(5)加熱工程(溶媒除去及び酸化シリコン転化のため:125〜200℃、1時間程度)
(6)加熱加湿工程(酸化シリコン転化のため:50〜90℃、80〜95%、3時間程度)
(7)放冷工程
尚、洗浄工程としては、洗浄溶剤として上記のようなエタノールやキシレンを使用するものの他に、洗浄溶剤としてアセトン、イソプロピルアルコールまたはヘキサン等の有機溶剤を使用するものが例示される。
-(-SiH2NH-)- + 2H2O → -(-SiO2-)- +NH3 + 2H2
加熱加湿工程を使用することで、加熱工程の加熱温度を低下させることができる。例えば、加熱加湿工程を使用しない場合には、加熱工程の加熱温度は250℃程度となる。
図14〜図15に関し説明した実施形態の熱式センサを用いて図1〜図13に関し説明した実施形態のような尿素濃度測定装置(尿素濃度識別装置)を作製した。ここで、熱式センサの濃度検知部用熱伝達部材21c’及び液温検知部用熱伝達部材22c’は、ステンレススチール(SUS316L)からなる厚さ0.3mmのものであり、樹脂モールドから露出する露出面部の寸法が幅5mmで高さ3mmのものであった。また、樹脂モールド23はシリカ及びカーボン含有エポキシ樹脂からなるものであった。濃度検知部用熱伝達部材21c’及び液温検知部用熱伝達部材22c’、更にはそれらの周囲の樹脂モールド23の表面部分に形成された酸化シリコン膜50は、厚さが0.5μmで、対水接触角が28°であった。酸化シリコン膜50の形成は、アクアミカ[登録商標]NL150Aを用いて、(1)エタノール洗浄工程、(2)キシレン洗浄工程、(3)乾燥工程(100℃、1時間)、(4)アクアミカ塗布工程(スプレーによる塗布)、(5)加熱工程(175℃、1時間)、(6)加熱加湿工程(70℃、90%、3時間)及び(7)放冷工程により行った。
熱式センサに酸化シリコン膜50を付さないこと以外は実施例と同様にして、熱式センサ及び尿素濃度測定装置(尿素濃度識別装置)を作製した。
2a 基体
2b,2c O−リング
2d カバー部材
21 傍熱型濃度検知部
21a 薄膜チップ
21b 接合材
21c,22c 金属製フィン
21c’,22c’ 熱伝達部材
21d ボンディングワイヤー
21e,22e 外部電極端子
21a1 基板
21a2,22a2 感温体
21a3 層間絶縁膜
21a4 発熱体
21a5 発熱体電極
21a6 保護膜
21a7 電極パッド
22 液温検知部
23 樹脂モールド
24 尿素水溶液流通路
4 支持部
4a 取り付け部
6 回路基板
8 蓋部材
10,14 配線
12 コネクタ
50,50’ 親水性膜
64,66 抵抗体
68 ブリッジ回路
70 差動増幅器
71 液温検知増幅器
72 マイコン(マイクロコンピュータ)
74 スイッチ
76 出力バッファ回路
100 尿素水溶液タンク
102 開口部
104 尿素濃度識別装置
106 入口配管
108 出口配管
110 尿素水溶液供給ポンプ
US 尿素水溶液
Claims (8)
- 感温体を含んでなる検知素子と、該検知素子を封止する樹脂モールドと、前記検知素子及び水性の被測定液体の間での熱伝達を行う熱伝達部材と、を備えた熱式センサ、及び、該熱式センサの出力に基づき前記被測定液体の特性値を算出する演算部とを含んでなる測定装置であって、
前記感温体は、通電により発生した熱を検知し、
前記演算部は、前記通電の開始時の前記感温体の温度に対応する第1の出力値と前記通電の開始から時間経過時の前記感温体の温度に対応する第2の出力値とに基づいて、前記特性値を算出するものであり、
前記熱伝達部材の一部は前記樹脂モールドから露出して熱伝達部材露出表面部を形成しており、
前記熱伝達部材露出表面部の近傍を通る前記被測定液体のための流通路が形成されており、
前記熱伝達部材露出表面部、及び/または、前記樹脂モールドの一部が前記流通路に露出して形成される樹脂モールド露出表面部、及び/または、前記流通路を形成する部材の内面部分が親水性であることを特徴とする測定装置。 - 前記熱伝達部材露出表面部、前記樹脂モールド露出表面部及び前記流通路を形成する部材の内面部分についての親水性は、これらの露出表面部または内面部分の対水接触角が35°以下であることを特徴とする、請求項1に記載の測定装置。
- 前記熱伝達部材露出表面部、前記樹脂モールド露出表面部及び前記流通路を形成する部材の内面部分には親水性膜が形成されており、これにより前記露出表面部または内面部分が親水性とされていることを特徴とする、請求項1乃至2の何れか一項に記載の測定装置。
- 前記親水性膜は酸化シリコン膜であることを特徴とする、請求項3に記載の測定装置。
- 前記検知素子は発熱体をも含んでなり、該発熱体に対して前記通電がなされることを特徴とする、請求項1乃至4の何れか一項に記載の測定装置。
- 前記通電は単一パルス電圧の印加に基づきなされ、前記時間経過は前記単一パルスの印加時間の経過であることを特徴とする、請求項1乃至5の何れか一項に記載の測定装置。
- 前記演算部は、前記第1の出力値と前記第2の出力値との差に基づいて前記特性値を算出することを特徴とする、請求項1乃至6の何れか一項に記載の測定装置。
- 前記被測定液体は尿素水溶液であり、前記演算部は前記被測定液体の特性値の算出において前記被測定液体の尿素濃度を算出するよう構成されていることを特徴とする、請求項1乃至7の何れか一項に記載の測定装置。
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