JP4765458B2 - フローセンサ - Google Patents
フローセンサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP4765458B2 JP4765458B2 JP2005212589A JP2005212589A JP4765458B2 JP 4765458 B2 JP4765458 B2 JP 4765458B2 JP 2005212589 A JP2005212589 A JP 2005212589A JP 2005212589 A JP2005212589 A JP 2005212589A JP 4765458 B2 JP4765458 B2 JP 4765458B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resistor
- flow sensor
- flow
- hollow
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
図7において、赤外線を出射させる赤外線光源111と、この赤外線光源111から発せられる赤外線光束を周期的に同時に、若しくは交互に断続させるモータ120で回転駆動される回転セクタ121と、回転セクタ121で断続されている赤外線光束を分配する分配セル112と、分配セル112の一方側に接続され測定光源として案内して測定光線路を形成する試料セル114と、分配セル112の他方側に接続され比較光源として案内して比較光線路を形成する基準セル113と、試料セル114及び基準セル113の出力側に配置され、両者の光線を受け入れる測定室117及び比較室116を持つ干渉補償検出器115と、測定室117及び比較室116の連通した流通路118に備えたガスの流通を検出するガス検出手段を形成するサーマルフローセンサ119と、このサーマルフローセンサ119で検出した信号を増幅して濃度信号を生成する交流電圧増幅器122と、から大略構成されている。
図7のサーマルフローセンサ119は、図8に示すように、熱線(抵抗体)式のもので、その構成はブリッジ回路を組込み、破線で示した流路に直交配置された熱線である抵抗体Rth1、Rth2を2個配置し、他の参照抵抗R1、R2を流路外に配置した構成である。
図(a),(b)は従来の熱式のフローセンサ230の一例を示す平面図(a)および(a)図のI−I’断面図(b)である。これらの図において、221はシリコン基板220の表面に形成された膜厚500nm程度のシリコン酸化膜(SiO2)である。
その温度変化を検出してガス流量を計測する(例えば特許文献1参照。)。
図10は、従来のフローセンサの一例を示す他の構成図である。
しかしながら、図10のフローセンサにおいては、流れの一部分に対して熱線301が寄与するのみであり、流路全体の情報は直接得られない。流体の境界層にも依存するため感度や線形性への影響が起こりうるという問題があった。
第1、第2、第3の中空部がこの順に設けられ、前記第2の中空部上に抵抗体が配置された基板と、
第1、第2の凹部が形成され、この第1の凹部が前記抵抗体の一部と前記第1の中空部を覆い、前記第2の凹部が前記抵抗体の一部と前記第3の中空部を覆うように、前記基板に固定された流路チップと、
を具備し、前記第1の中空部、前記第1の凹部、前記第2の中空部、前記第2の凹部、前記第3の中空部で流体が流れる流路を構成するようにしたことを特徴とするフローセンサ。
中空部が設けられ、この中空部上に抵抗体が配置された基板と、
導入口を有する第1の凹部、および導出口を有する第2の凹部が形成され、前記第1の凹部と前記第2の凹部が前記抵抗体を覆うように、これら導入口、導出口の反対面が前記基板に固定された流路チップと、
を具備し、前記導入口、前記第1の凹部、前記中空部、前記第2の凹部、前記導出口で流体が流れる流路を構成するようにしたことを特徴とするフローセンサ。
このため、抵抗体は、流路に対してほぼ全域にわたり寄与するので、従来のフローセンサ同様の性能が得られる。
また、フローセンサの抵抗体を1つの基板に集約できる。
従って、取り出しや組み立て構造を容易にできると共に、性能の劣化を抑えることができる。
図1から図3は本発明に係るフローセンサの一実施例を示す構成図であって、組立てた全体構成および各部構成について説明する。
図1(a)は平面図、図1(b)は図1(a)のA−A’における断面図である。
図2(a)は平面図、図2(b)はA−A’における断面図である。
SOI基板11の裏面に凹部12a,12bのエッチング工程で使用するマスク用のSi酸化膜13を成膜し、Si酸化膜13をパターニングし、ヒドラジン等のアルカリ溶液でSi基板14に対する異方性エッチングを行って凹部12a,12bを形成する。アルカリ溶液によりエッチングすることにより、凹部12a,12bは、図2(b)のような台形になる。
また、凹部12aは中空部8aおよび熱線5aに被さり、凹部12bは中空部8cおよび熱線5bに被さるように配置される。
各凹部の大きさは中空部と熱線を上から覆えるような大きさであり、凹部12a,12bの間の壁は、熱線5a,5bを仕切る壁となる。
また、流路チップ500は、凹部12a,12bを備えている。
また、フローセンサの抵抗体を1つの基板に集約できる。
従って、取り出しや組み立て構造を容易にできると共に、性能の劣化を抑えることができる。
また、電極の取り出しや組み立て構造を容易にできる。
図4(a)は、4線式のフローセンサチップ600の平面図、図4(b)は、図4(a)のフローセンサチップに重ねる流路チップ700の平面図である。
4組の熱線37aから37dは、図5に示すブリッジ回路を構成している。
図5において、熱線37aと熱線37bが電極32(図4)を介して直列接続され、熱線37cと熱線37dが電極35(図4)を介して直接接続され、熱線37aと熱線,37b側(電極32(図4))からブリッジ電圧が印加され、熱線37cと熱線37d側(電極35(図4))は共通電位点に接続される。そして熱線37bと熱線37cとの接続点(電極33,34(図4))、熱線37aと熱線37dとの接続点(電極31,36(図4))からブリッジ出力を得る構成になっている。
凹部39aが中空部38aと熱線37aを覆い、凹部39bが中空部38cの一部と熱線37bを覆い、凹部39cが中空部38cの他の一部と熱線37cを覆い、凹部39dが熱線37dと中空部38eを覆う。
また、外部振動よって発生するガス慣性による熱線の抵抗変化率を相殺してノイズを低減できる。
図6は、ガス導入出口を上部に設けたフローセンサの一実施例を示した構成図(断面図)である。
2 Si基板
3 Si酸化膜
4 Si活性層
5a、5b 熱線
6、7、9 電極
8a〜8c 中空部
11 SOI基板
12a、12b 凹部
13 Si酸化膜
14 Si基板
20 センサ取り付け部
21 入口
22 出口
31〜36 電極
37a〜37d 熱線
38a〜38e 中空部
39a〜39d 凹部
50 基板取り付け部
51 ガス導入口
52 ガス導出口
400 フローセンサチップ
500 流路チップ
600 フローセンサチップ
700 流路チップ
800 流路チップ
900 フローセンサチップ
Claims (4)
- 発熱する抵抗体の流体による熱の授受で生じる抵抗値変化を利用して、前記流体の流量を測定するフローセンサにおいて、
第1、第2、第3の中空部がこの順に設けられ、前記第2の中空部上に抵抗体が配置された基板と、
第1、第2の凹部が形成され、この第1の凹部が前記抵抗体の一部と前記第1の中空部を覆い、前記第2の凹部が前記抵抗体の一部と前記第3の中空部を覆うように、前記基板に固定された流路チップと、
を具備し、前記第1の中空部、前記第1の凹部、前記第2の中空部、前記第2の凹部、前記第3の中空部で流体が流れる流路を構成するようにしたことを特徴とするフローセンサ。 - 前記基板には、前記抵抗体に電圧を印加する電極および前記抵抗体の抵抗値変化に基づく信号を取り出す電極が形成され、これらの電極の少なくとも一部が前記流路チップの外部に配置されるように、前記流路チップを固定するようにしたことを特徴とする請求項1記載のフローセンサ。
- 前記基板には、前記第1〜第3の中空部および前記抵抗体からなる組が少なくとも2組配置され、前記流路チップには、前記中空部と抵抗体からなる組と1対1に対応する、第1および第2の凹部からなる組が形成されて、これらの組において、第1の凹部が対応する組の前記抵抗体の一部と第1の中空部を覆い、第2の凹部が前記抵抗体の一部と第3の中空部を覆うように、前記流路チップを前記基板に固定するようにしたことを特徴とする請求項1若しくは請求項2記載のフローセンサ。
- 発熱する抵抗体の流体による熱の授受で生じる抵抗値変化を利用して、前記流体の流量を測定するフローセンサにおいて、
中空部が設けられ、この中空部上に抵抗体が配置された基板と、
導入口を有する第1の凹部、および導出口を有する第2の凹部が形成され、前記第1の凹部と前記第2の凹部が前記抵抗体を覆うように、これら導入口、導出口の反対面が前記基板に固定された流路チップと、
を具備し、前記導入口、前記第1の凹部、前記中空部、前記第2の凹部、前記導出口で流体が流れる流路を構成するようにしたことを特徴とするフローセンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005212589A JP4765458B2 (ja) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | フローセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005212589A JP4765458B2 (ja) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | フローセンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007033056A JP2007033056A (ja) | 2007-02-08 |
JP4765458B2 true JP4765458B2 (ja) | 2011-09-07 |
Family
ID=37792523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005212589A Expired - Fee Related JP4765458B2 (ja) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | フローセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4765458B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4793098B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2011-10-12 | 横河電機株式会社 | 磁気式酸素測定方法及び磁気式酸素計 |
WO2008105144A1 (ja) * | 2007-02-28 | 2008-09-04 | Yamatake Corporation | センサ、センサの温度制御方法及び異常回復方法 |
KR101114304B1 (ko) * | 2007-02-28 | 2012-03-13 | 가부시키가이샤 야마다케 | 유량 센서 |
JP4752007B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2011-08-17 | 国立大学法人信州大学 | 熱線流速センサ及びその製造方法 |
JP6303342B2 (ja) * | 2013-09-04 | 2018-04-04 | 富士電機株式会社 | 磁気式酸素分析計 |
JP7129746B2 (ja) * | 2019-01-17 | 2022-09-02 | Koa株式会社 | 流量センサ装置及びカバー付き流量センサ装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4909078A (en) * | 1987-10-14 | 1990-03-20 | Rosemount Inc. | Fluid flow detector |
JP3274288B2 (ja) * | 1994-09-05 | 2002-04-15 | 三菱電機株式会社 | 半導体マイクロセンサとその製造方法 |
US5965813A (en) * | 1998-07-23 | 1999-10-12 | Industry Technology Research Institute | Integrated flow sensor |
JP2002340646A (ja) * | 2001-05-11 | 2002-11-27 | Horiba Ltd | マスフローコントローラ用フローセンサおよびフローセンサの製造方法 |
JP2005003468A (ja) * | 2003-06-11 | 2005-01-06 | Yokogawa Electric Corp | フローセンサ |
-
2005
- 2005-07-22 JP JP2005212589A patent/JP4765458B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007033056A (ja) | 2007-02-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4765458B2 (ja) | フローセンサ | |
US20210116281A1 (en) | Thermal Fluid Flow Sensor | |
JP4854238B2 (ja) | フローセンサ | |
US8166814B2 (en) | Flow sensor and manufacturing method therefor | |
US6886401B2 (en) | Thermal flow sensor having sensor and bypass passages | |
JP6669957B2 (ja) | 流量センサ | |
JP3653498B2 (ja) | 感熱式流量検出素子及びそのホルダ | |
KR20130038805A (ko) | 유량 센서 및 유량 검출 장치 | |
JP2008020193A (ja) | 熱式流量センサ | |
JP4595745B2 (ja) | 赤外線ガス分析計 | |
JP4997039B2 (ja) | フローセンサ | |
JP4666252B2 (ja) | 熱線式流量センサ及び赤外線ガス分析計 | |
JP6807005B2 (ja) | 流量センサ | |
JPH04230808A (ja) | ダイアフラムセンサ | |
JP6668072B2 (ja) | 感知センサ及び感知装置 | |
JP5564445B2 (ja) | フローセンサおよびフローセンサの製造方法 | |
JP2016200504A (ja) | 流路デバイスおよびその製造方法 | |
JP5079435B2 (ja) | フローセンサ及びその製造方法 | |
CN105066978B (zh) | 一种微型单循环气流式平面双轴pet角速度传感器 | |
JP2006300805A (ja) | フローセンサと赤外線ガス分析計 | |
CN106338614B (zh) | 微型单循环气流式z轴pet角速度传感器 | |
JP6206268B2 (ja) | 流量センサおよびその製造方法 | |
JP7005856B2 (ja) | 気流測定装置、及びこれを用いた環境測定装置 | |
JP6561017B2 (ja) | 半導体装置、半導体装置の製造方法および流量センサ | |
JP2004077428A (ja) | 圧力センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080326 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110223 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110301 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110426 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110517 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110530 |
|
R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140624 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |