JP6891862B2 - 圧力温度センサ - Google Patents

圧力温度センサ Download PDF

Info

Publication number
JP6891862B2
JP6891862B2 JP2018135706A JP2018135706A JP6891862B2 JP 6891862 B2 JP6891862 B2 JP 6891862B2 JP 2018135706 A JP2018135706 A JP 2018135706A JP 2018135706 A JP2018135706 A JP 2018135706A JP 6891862 B2 JP6891862 B2 JP 6891862B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
wings
pipe
sensor
temperature sensor
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.)
Active
Application number
JP2018135706A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020012751A (ja
Inventor
武 金澤
武 金澤
亮介 村山
亮介 村山
陽一 奥井
陽一 奥井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2018135706A priority Critical patent/JP6891862B2/ja
Priority to PCT/JP2019/023463 priority patent/WO2020017198A1/ja
Priority to CN201980047161.7A priority patent/CN112424576B/zh
Priority to DE112019003635.1T priority patent/DE112019003635T5/de
Publication of JP2020012751A publication Critical patent/JP2020012751A/ja
Priority to US17/133,726 priority patent/US11366034B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6891862B2 publication Critical patent/JP6891862B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0092Pressure sensor associated with other sensors, e.g. for measuring acceleration or temperature
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G01K13/02Thermometers specially adapted for specific purposes for measuring temperature of moving fluids or granular materials capable of flow
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0007Fluidic connecting means
    • G01L19/0023Fluidic connecting means for flowthrough systems having a flexible pressure transmitting element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/0007Fluidic connecting means
    • G01L19/003Fluidic connecting means using a detachable interface or adapter between the process medium and the pressure gauge
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/06Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

本発明は、測定媒体の圧力及び温度を検出する圧力温度センサに関する。
従来より、測定媒体の圧力及び温度を検出するセンサが、例えば特許文献1で提案されている。センサは、管状ポートから突出したディフューザを含む。ディフューザは、管状ポートの長手方向に沿って延びる4枚の羽を含む。4枚の羽は、長手方向に沿った軸を中心とした周方向に等角度に配置される。つまり、周方向において、隣同士の羽のなす角度は90°である。測定媒体は、ディフューザの羽の羽面に沿って管状ポート内に引き込まれる。
米国特許出願公開第2009/0178487号明細書
しかしながら、上記従来の技術では、ディフューザの各羽が測定媒体の流れ方向に対してどの角度で取り付けられるかは、センサが取付対象に取り付けられるまでわからない。
例えば、測定媒体の流れ方向に対して羽が45°傾いた状態でセンサが取付対象に固定された場合、測定媒体が隣同士の2枚の羽によって構成された角部に集まりやすくなる。このため、測定媒体が羽の羽面に沿って管状ポートの内部に引き込まれやすくなる。この場合、測定媒体の引き込み量は最大化する。
これに対し、測定媒体の流れ方向に対して2枚の羽が90°傾いた状態では、2枚の羽が測定媒体の流れに正対する。このため、羽の羽面に衝突した測定媒体の一部は管状ポート側に引き込まれるが、他はディフューザを迂回する経路を取る。したがって、測定媒体の引き込み量が減少してしまう。その結果、センサの温度検出精度が低下してしまうという問題がある。
また、2枚の羽の羽面が測定媒体の流れを遮ってしまうので、ディフューザにおいて測定媒体の流れの前後に圧力差が生じてしまう。その結果、測定媒体に圧力損失が生じてしまうという問題がある。
このように、従来のセンサは羽が4枚であることから、測定媒体の流れに対する各羽の向きによって管状ポートの内部への測定媒体の引き込み量にばらつきが生じてしまう。もちろん、羽が3枚の場合も上記と同様の問題が生じる。
本発明は上記点に鑑み、羽が測定媒体の流れ方向に対してどの角度で取り付けられたとしても、測定媒体の引き込み量を確保しつつ、測定媒体の圧力損失の低減を図ることができる圧力温度センサを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、圧力温度センサは、測定媒体の圧力を検出する圧力検出部(152)と、測定媒体の温度を検出する温度検出部(152)と、を有するセンサ部(150)を含む。
圧力温度センサは、管部(113)を有し、センサ部が管部の内部に位置するようにセンサ部を保持し、管部が取付対象である配管(200)に固定される保持部(110、120、130)を含む。
圧力温度センサは、センサ部よりも配管の内部側に位置するように保持部に設けられ、管部が配管に固定されることで配管の内部に配置される導入部(170)を含む。
導入部は、センサ部に対する導入部の突出方向に沿った羽面(174)を有する複数の羽(175)を含む。複数の羽は、突出方向に垂直な垂直面において放射状に配置されると共に、隣同士の羽の羽面の成す角が全て鋭角である。
これによると、各羽が測定媒体の流れ方向に対してどの角度で取り付けられたとしても、隣同士の羽の鋭角部分のいずれかが測定媒体の流れ方向に向けられる。このため、隣同士の羽の鋭角部分から羽面に沿って管部の内部に測定媒体を引き込むことができる。したがって、測定媒体の引き込み量を確保することができる。
また、各羽が測定媒体の流れ方向に対してどの角度で取り付けられたとしても、測定媒体の流れ方向に垂直な面への羽面の投影面積が、4枚以下の羽の場合よりも小さくなる。すなわち、羽が4枚以下の場合よりも、測定媒体の流れが羽面によって妨げられにくくなるので、測定媒体の流れにおいて導入部の前後に圧力差が生じにくくなる。したがって、測定媒体の圧力損失の低減を図ることができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
第1実施形態に係る圧力温度センサの断面図である。 図1のII−II断面図である。 導入部の上流側及び下流側に生じる圧力領域を示した断面図である。 羽の枚数と圧力損失との関係を示した図である。 比較例として、羽が4枚の場合の測定媒体の流れを示した断面図である。 比較例として、羽が4枚の場合に導入部の上流側及び下流側に生じる圧力領域を示した断面図である。 変形例として、ハウジングと導入部とを一体化した断面図である。 変形例として、羽を12枚としたときの断面図である。 変形例として、導入部に設けられた貫通孔を示した断面図である。 変形例として、テーパ状の側面を持つ底部を示した側面図である。 変形例として、半球状の底部を示した側面図である。 第2実施形態に係る導入部の側面図である。 第2実施形態に係る導入部の変形例を示した側面図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
以下、第1実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る圧力温度センサは、測定媒体の圧力及び温度の両方を検出可能に構成されたものである。圧力温度センサは配管に固定され、配管内の測定媒体の圧力及び温度を検出する。測定媒体は、例えば、自動車で用いられる冷媒である。測定媒体は、他に、エンジンオイルやトランスミッションオイル等の潤滑油、ガス等がある。
図1に示されるように、圧力温度センサ100は、ハウジング110、センサボディ120、ポッティング部130、モールド樹脂部140、センサチップ150、及び導入部170を備えている。
ハウジング110は、SUS等の金属材料が切削等により加工された中空形状のケースである。ハウジング110は、一端側に突出部111を有し、他端側に開口部112を有している。突出部111は管部113を有する。管部113は開口部112に連通している。管部113の外周面には、取付対象である配管200にネジ結合可能な雄ネジ部114が形成されている。
ハウジング110の開口部112は周壁115に囲まれることで構成されている。ハウジング110は、管部113の一部が取付対象である配管200の肉厚部201に設けられた貫通ネジ穴202に固定される。これにより、管部113の開口端部113aが配管200の内部に位置することになる。
なお、圧力温度センサ100を配管200に固定する方法は、上記のネジ締結に限られない。例えば、フランジ止めやサークリップ等の方法を採用しても良い。
センサボディ120は、圧力温度センサ100と外部装置とを電気的に接続するためのコネクタを構成する部品である。センサボディ120は、例えばPPS等の樹脂材料で形成されている。センサボディ120は、一端側がハウジング110の開口部112に固定される固定部121として形成され、他端側がコネクタ部122として形成されている。固定部121はコネクタ部122側に凹んだ凹部123を有している。
また、センサボディ120は、ターミナル124がインサート成形されている。ターミナル124の一端側は固定部121に封止され、他端側はコネクタ部122の内側に露出するようにセンサボディ120にインサート成形されている。ターミナル124の一端側は、モールド樹脂部140の一部が凹部123に収容されることでモールド樹脂部140の電気的部品に接続される。
そして、センサボディ120は、固定部121がOリング125を介してハウジング110の開口部112に嵌め込まれた状態で、ハウジング110の周壁115の端部が当該固定部121を押さえるようかしめ固定されている。
ポッティング部130は、センサボディ120の凹部123とモールド樹脂部140との隙間に充填されたシール用の部品である。ポッティング部130は、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料で形成されている。ポッティング部130は、測定媒体であるオイルからモールド樹脂部140の一部やターミナル124の接合部等をシール及び保護する役割を果たす。
モールド樹脂部140は、センサチップ150を保持する部品である。モールド樹脂部140は、一端部141と、一端部141とは反対側の他端部142と、を有する柱状に構成されている。モールド樹脂部140は、一端部141側にセンサチップ150を封止している。
また、モールド樹脂部140は、リードフレーム143の一部及び回路チップ160を封止している。リードフレーム143は、センサチップ150及び回路チップ160が実装されるベースとなる部品である。リードフレーム143の一端側にはセンサチップ150が実装され、他端側には回路チップ160が実装されている。
リードフレーム143の他端側の先端部分は、モールド樹脂部140の他端部142から露出していると共に、ターミナル124の一端側に接続されている。なお、リードフレーム143は、複数に分割されていても良い。この場合、ボンディングワイヤによって電気的接続を行えば良い。リードフレーム143とターミナル124ともボンディングワイヤで接続されていても良い。
回路チップ160は、メモリ等の半導体集積回路が形成されたICチップである。回路チップ160は、半導体基板等を用いて形成されている。回路チップ160は、センサチップ150への電源として定電流の供給や、センサチップ150から圧力信号及び温度信号を入力し、予め設定された信号処理値に基づいて各信号の信号処理を行う。信号処理値とは、各信号の信号値を増幅や演算等するための調整値である。回路チップ160は、図示しないボンディングワイヤによってリードフレーム143を介してセンサチップ150と電気的に接続されている。
センサチップ150は、測定媒体の温度を検出する電子部品である。センサチップ150は、例えば銀ペースト等でリードフレーム143に実装されている。センサチップ150は、複数の層が積層されて構成された板状の基板を有して構成されている。複数の層は、ウェハレベルパッケージとして複数のウェハが積層され、半導体プロセス等で加工された後、センサチップ150毎にダイシングカットされる。
センサチップ150は、薄肉状のダイヤフラム151を有する。ダイヤフラム151には複数のピエゾ抵抗素子152が形成されている。各ピエゾ抵抗素子152は、半導体層に対するイオン注入により形成された拡散抵抗である。各ピエゾ抵抗素子152はダイヤフラム151の上に形成された薄膜抵抗として構成されていても良い。なお、センサチップ150には、各ピエゾ抵抗素子152に接続された図示しない配線部やパッド等も形成されている。
各ピエゾ抵抗素子152は、測定媒体の圧力が印加されたダイヤフラム151の歪みに応じて抵抗値が変化する抵抗素子である。また、各ピエゾ抵抗素子152は測定媒体の温度に応じて抵抗値が変化する素子である。各ピエゾ抵抗素子152は、ホイートストンブリッジ回路を構成するように電気的に接続されている。ホイートストンブリッジ回路は、回路チップ160から定電流の電源が供給される。これにより、各ピエゾ抵抗素子152のピエゾ抵抗効果を利用して、ダイヤフラム151の歪みや温度に応じた電圧をセンサ信号として検出することができる。
具体的には、センサチップ150は、ダイヤフラム151の歪みに応じた複数のピエゾ抵抗素子152の抵抗変化をホイートストンブリッジ回路の中点電圧の変化として検出し、当該中点電圧を圧力信号として出力する。一方、センサチップ150は、測定媒体から受ける熱に応じた複数のピエゾ抵抗素子152の抵抗変化をホイートストンブリッジ回路のブリッジ電圧として検出し、当該ブリッジ電圧を温度信号として出力する。
したがって、本実施形態では、各ピエゾ抵抗素子152は、圧力検出部及び温度検出部の両方の機能を有する。センサチップ150は、圧力検出部及び温度検出部に対応した部分が露出するように、モールド樹脂部140の一端部141側に封止されている。
そして、モールド樹脂部140は、センサチップ150の圧力検出部及び温度検出部が管部113の内部に位置するように、センサボディ120及びポッティング部130に保持される。
導入部170は、突出部111の突出方向において、モールド樹脂部140の隣に位置するように管部113に設けられた部品である。言い換えると、導入部170はセンサチップ150よりも配管200の内部側に位置するように管部113に設けられている。突出部111の突出方向は、モールド樹脂部140あるいはセンサチップ150と導入部170との配置方向と同じである。導入部170は、管部113が配管200に固定されることで配管200の内部に配置される。導入部170は、一部が管部113の開口端部113aから突出している。図1及び図2に示されるように、導入部170は、羽部171、底部172、及び腕部173を有する。
羽部171は、平面状の羽面174を有する複数の羽175を有する。羽面174は、突出方向に沿った面である。突出方向に沿った面とは、突出方向に平行な面だけでなく、突出方向に対して傾斜した面も含む。羽部171は、測定媒体を羽面174に沿わせてセンサチップ150側に導く流路176を構成する。
図2に示されるように、複数の羽175は、羽面174が突出方向に垂直な垂直方向の垂直面において放射状に配置されている。本実施形態では、6枚の羽175が60°の間隔を持って等角度で配置されている。また、隣同士の羽175の羽面174の成す角が全て鋭角である。
底部172は、複数の羽175のうち突出方向においてモールド樹脂部140側とは反対側を固定する。底部172は、各羽175を固定する固定面177を有する。
腕部173は、管部113の内部に導入部170を保持するための部分である。腕部173の一端は、羽部171に一体化されている。腕部173の他端は、センサボディ120に達するまで引き延ばされていると共に、引っ掛け構造が形成されている。引っ掛け構造は、例えばスナップフィットである。そして、図1に示されるように、腕部173の他端は、管部113の内部に形成された段差部116に引っ掛けられる。これにより、導入部170は、底部172側が管部113から突出するように、管部113の内部に保持されている。以上が、圧力温度センサ100の全体構成である。
次に、隣同士の羽175の羽面174の成す角が全て鋭角であることの作用効果について説明する。まず、図2に示されるように、隣同士の羽175の成す羽面174の角が鋭角になっているので、羽175が測定媒体の流れ方向に対してどの角度で取り付けられたとしても、必ずいずれかの鋭角部分が測定媒体の流れ方向に向けられる。このため、測定媒体の流れ方向に向けられる鋭角部分に測定媒体が集められる。そして、鋭角部分に集められた測定媒体が羽175の羽面174に沿ってセンサチップ150側に引き込まれる。これにより、センサチップ150の検出部近傍で測定媒体の流速が向上するので、温度検出精度及び温度応答性が向上する。
また、図3に示されるように、測定媒体の流れ方向に垂直な面178への羽面174の投影面積は、羽面174が測定媒体の流れ方向に対して垂直に向けられる場合よりも小さくなる。このため、導入部170のうち測定媒体の流れ方向の上流側に掛かる高圧領域と、下流側に掛かる低圧領域とが、羽面174が測定媒体の流れ方向に対して垂直に向けられる場合よりも小さくなる。つまり、導入部170の上流側と下流側との圧力差が小さくなる。これにより、測定媒体の圧力損失が低減される。なお、図3は断面図であるので、面178は2次元である線として表現されている。
発明者らは、羽175の枚数を変化させたときの配管200内の測定媒体の圧力損失を調べた。羽175の羽面174が測定媒体の流れ方向に対してランダムに向けられるように、各枚数について複数の圧力温度センサ100を用意した。
図4に示されるように、羽175が4数の場合、測定媒体の圧力損失の最大値と最小値との差が大きくなった。すなわち、測定媒体の圧力損失のばらつきが大きくなった。これは、測定媒体の流れ方向に対する羽175の羽面174の向きにばらつきがあることを示している。羽175が6数、8数、10枚の場合は、羽175が4数の場合よりも測定媒体の圧力損失が小さくなった。また、測定媒体の圧力損失のばらつきも小さくなった。この結果から、羽175を8枚や10枚としても良い。
上述のように、隣同士の羽175の成す角が鋭角になるためには、5枚以上の羽175が必要である。導入部170は、少なくとも、5枚以上の羽175を有していれば測定媒体の圧力損失が小さくなると共に、圧力損失のばらつきも小さくなる。図4の結果からも、羽175が4枚から6枚に増えたことで測定媒体の圧力損失が小さくなっているので、導入部170が5枚以上の羽175を備えることで測定媒体の圧力損失を低減できると言える。
比較例として、羽175が4枚の場合、図5に示されるように、隣同士の羽175の成す角が直角あるいは鈍角になる。そして、例えば、測定媒体の流れ方向に対して羽175の羽面174が垂直に配置される場合、羽175の羽面174に衝突した測定媒体が導入部170の周囲の流れによって導入部170の外側に逃げてしまう。すなわち、測定媒体が導入部170を迂回してしまう。このため、測定媒体の引き込み量を確保しにくい。また、図6に示されるように、測定媒体の流れ方向に垂直な面178aへの羽面174の投影面積が最大になるので、羽面174の全体が測定媒体の流れを遮ることになる。このため、導入部170の上流側と下流側とに大きな圧力差が発生する。よって、測定媒体の圧力損失が大きくなってしまう。
これに対し、本実施形態では、各羽175が測定媒体の流れ方向に対してどの角度で取り付けられたとしても、いずれかの隣同士の羽175の鋭角部分が測定媒体の流れ方向に向けられる。このため、隣同士の羽175の鋭角部分から羽面174に沿って管部113の内部に測定媒体を引き込むことができる。したがって、測定媒体の引き込み量を確保することができる。
また、測定媒体の流れ方向に垂直な面への羽面174の投影面積が、4枚以下の羽175の場合よりも小さくなるので、羽175が4枚以下の場合よりも測定媒体の流れが導入部170によって妨げられにくくなる。このため、測定媒体の流れにおいて導入部170の前後に圧力差を生じにくくすることができる。したがって、測定媒体の圧力損失の低減を図ることができる。
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、センサチップ150が特許請求の範囲の「センサ部」に対応し、ピエゾ抵抗素子152が特許請求の範囲の「圧力検出部」及び「温度検出部」に対応する。また、ハウジング110、センサボディ120、及びポッティング部130が特許請求の範囲の「保持部」に対応する。
変形例として、導入部170は底部172を備えていなくても良い。また、垂直方向において、各羽175のうち底部172の中心部側の一端部が互いに離間することにより各羽175が結合されていなくても良い。つまり、導入部170は、各羽175が接合されていないことによる空間部に対応する孔部を備えていても良い。孔部は、垂直方向に沿って測定媒体を通過させる流路を構成する。これにより、測定媒体が孔部を通過するので、測定媒体の圧力損失をさらに低減できる。
変形例として、垂直方向における導入部170の平面形状は円形ではなく、四角形等の多角形でも良い。底部172の平面形状も同じである。
変形例として、図7に示されるように、導入部170は、ハウジング110に一体化されていても良い。例えば、導入部170は、管部113の一部として形成されている。これによると、部品点数を削減することができる。また、導入部170は、ハウジング110と同じ材料で構成されていても良い。
変形例として、図8に示されるように、羽175は12枚設けられていても良い。羽175の枚数を増やすことで導入部170を擬似的に円柱形状に近づけることができる。これにより、測定媒体が導入部170の上流側から下流側に向かってスムーズに流れるので、測定媒体の圧力損失の低減効果を高めることができる。
変形例として、図9に示されるように、導入部170は、各羽175の接合部に突出方向に沿って形成された貫通孔179を有していても良い。これによると、導入部170の外と管部113の内部との圧力差によって、貫通孔179を介して管部113の内部に測定媒体を引き込むことができる。
変形例として、図10に示されるように、底部172の側面172aはテーパ状に形成されていても良い。この場合、側面172aの全体がテーパ面になっていても良いし、側面172aの一部がテーパ面になっていても良い。また、図11に示されるように、底部172は半球状に形成されていても良い。これにより、底部172のテーパ面や半球面に沿って測定媒体の流れがスムーズになるので、測定媒体の圧力損失を低減することができる。
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について説明する。図12に示されるように、導入部170は平面状のテーパ面180を有する。羽175の羽面174と底部172の固定面177とは、テーパ面180で接続されている。これにより、隣同士の羽175によって構成される鋭角部分に進入する測定媒体をテーパ面180に沿わせてセンサチップ150側に移動させやすくすることができる。
変形例として、図13に示されるように、導入部170は、湾曲面181を有していても良い。湾曲面181は、羽175の羽面174と底部172固定面177との接続角部側に凹んだ曲面である。
(他の実施形態)
上記各実施形態で示された圧力温度センサ100の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、各羽175は周方向に等角度に配置されずに、周方向に不等角度で配置されても良い。
複数のピエゾ抵抗素子152が圧力と温度の両方を検出するように構成されているが、圧力を検出するピエゾ抵抗素子152と温度を検出するピエゾ抵抗素子152とは別々に構成されていても良い。また、圧力を検出する手段として、容量式圧力検出素子を採用しても良い。さらに、温度を検出する手段として、サーミスタや熱電対を採用しても良い。本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、容量式圧力検出素子が特許請求の範囲の「圧力検出部」に対応し、サーミスタや熱電対が特許請求の範囲の「温度検出部」に対応する。つまり、圧力検出部と温度検出部とがセンサチップ150に別々に設けられていても良い。
回路チップ160とセンサチップ150との電気接続部品はリードフレーム143に限られない。例えば、回路チップ160及びセンサチップ150はプリント基板に実装されていても構わない。
圧力温度センサ100は、モールド樹脂部140を含まない構成でも良い。この場合、センサ部を構成する圧力検出部や温度検出部はハウジング110、センサボディ120、ポッティング部130等の部品によって保持される。
110 ハウジング(保持部)
113 管部
120 センサボディ(保持部)
130 ポッティング部(保持部)
140 モールド樹脂部
150 センサチップ、
152 ピエゾ抵抗素子(圧力検出部、温度検出部)
170 導入部
174 羽面
175 羽

Claims (9)

  1. 測定媒体の圧力を検出する圧力検出部(152)と、前記測定媒体の温度を検出する温度検出部(152)と、を有するセンサ部(150)と、
    管部(113)を有し、前記センサ部が前記管部の内部に位置するように前記センサ部を保持し、前記管部が取付対象である配管(200)に固定される保持部(110、120、130)と、
    前記センサ部よりも前記配管の内部側に位置するように前記保持部に設けられ、前記管部が前記配管に固定されることで前記配管の内部に配置される導入部(170)と、
    を含み、
    前記導入部は、前記センサ部に対する前記導入部の突出方向に沿った羽面(174)を有する複数の羽(175)を含み、
    前記複数の羽は、前記突出方向に垂直な垂直面において放射状に配置されると共に、隣同士の羽の羽面の成す角が全て鋭角である圧力温度センサ。
  2. 前記複数の羽は、5枚以上の羽である請求項1に記載の圧力温度センサ。
  3. 前記複数の羽は、6枚の羽である請求項1に記載の圧力温度センサ。
  4. 前記複数の羽は、8枚の羽である請求項1に記載の圧力温度センサ。
  5. 前記導入部は、前記複数の羽のうち前記突出方向において前記センサ部側とは反対側を固定する底部(172)を含む請求項1ないし4のいずれか1つに記載の圧力温度センサ。
  6. 前記底部は、前記複数の羽を固定する固定面(177)を有し、
    前記羽面と前記固定面とは、平面状のテーパ面(180)で接続されている、あるいは、前記羽面と前記固定面との接続角部側に凹んだ湾曲面(181)で接続されている請求項5に記載の圧力温度センサ。
  7. 前記導入部は、前記保持部の一部である請求項1ないし6のいずれか1つに記載の圧力温度センサ。
  8. 前記センサ部のうち前記圧力検出部及び前記温度検出部に対応する部分が露出するように、前記センサ部を固定したモールド樹脂部(140)を含み、
    前記圧力検出部は、前記測定媒体の圧力に応じて抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子(152)を含み、
    前記温度検出部は、前記測定媒体の温度に応じて抵抗値が変化するピエゾ抵抗素子(152)を含む請求項1ないし7のいずれか1つに記載の圧力温度センサ。
  9. 前記測定媒体は、ガスである請求項1ないし8のいずれか1つに記載の圧力温度センサ。
JP2018135706A 2018-07-19 2018-07-19 圧力温度センサ Active JP6891862B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018135706A JP6891862B2 (ja) 2018-07-19 2018-07-19 圧力温度センサ
PCT/JP2019/023463 WO2020017198A1 (ja) 2018-07-19 2019-06-13 圧力温度センサ
CN201980047161.7A CN112424576B (zh) 2018-07-19 2019-06-13 压力温度传感器
DE112019003635.1T DE112019003635T5 (de) 2018-07-19 2019-06-13 Druck/Temperatur-Messwertgeber
US17/133,726 US11366034B2 (en) 2018-07-19 2020-12-24 Pressure/temperature sensor with reduced pressure loss

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018135706A JP6891862B2 (ja) 2018-07-19 2018-07-19 圧力温度センサ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020012751A JP2020012751A (ja) 2020-01-23
JP6891862B2 true JP6891862B2 (ja) 2021-06-18

Family

ID=69164338

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018135706A Active JP6891862B2 (ja) 2018-07-19 2018-07-19 圧力温度センサ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11366034B2 (ja)
JP (1) JP6891862B2 (ja)
CN (1) CN112424576B (ja)
DE (1) DE112019003635T5 (ja)
WO (1) WO2020017198A1 (ja)

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5080496A (en) * 1990-06-25 1992-01-14 General Electric Company Method and apparatus for compensated temperature prediction
JPH0552660A (ja) * 1991-08-28 1993-03-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 温度センサ
US5302026A (en) * 1992-07-16 1994-04-12 Rosemount, Inc. Temperature probe with fast response time
JP3117881B2 (ja) * 1994-09-26 2000-12-18 株式会社山武 挿入形検出器
US6076963A (en) * 1998-10-20 2000-06-20 Avionics Specialties, Inc. Aircraft probe with integral air temperature sensor
CN1267710C (zh) * 2002-10-23 2006-08-02 株式会社电装 具有温度传感器的压力传感装置
US7478560B2 (en) * 2007-03-08 2009-01-20 Delphi Technologies, Inc. Sensor apparatus responsive to pressure and temperature within a vessel
JP2008261796A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Denso Corp 温度センサ一体型圧力センサ装置
US7762140B2 (en) * 2008-01-10 2010-07-27 Sensata Technologies, Inc. Combined fluid pressure and temperature sensor apparatus
DE102008002682B4 (de) * 2008-06-26 2020-01-30 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erfassung des Drucks und der Temperatur in einem Saugrohr einer Brennkraftmaschine
DE102008032309B4 (de) 2008-07-09 2014-09-25 Hella Kgaa Hueck & Co. Sensoranordnung zur Messung des Zustands einer Flüssigkeit, insbesondere von Öl
DE102012204950A1 (de) * 2012-03-28 2013-10-02 Robert Bosch Gmbh Sensor zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines fluiden Mediums
DE102012223014A1 (de) * 2012-12-13 2014-06-18 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erfassung des Drucks und der Temperatur eines Mediums
DE102013209060A1 (de) * 2013-05-16 2014-11-20 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur Erfassung eines Drucks und einer Temperatur eines in einem Kanal strömenden fluiden Mediums
JP6358154B2 (ja) * 2015-04-08 2018-07-18 株式会社デンソー 温度センサおよびその取り付け構造

Also Published As

Publication number Publication date
CN112424576A (zh) 2021-02-26
DE112019003635T5 (de) 2021-04-01
WO2020017198A1 (ja) 2020-01-23
CN112424576B (zh) 2023-05-16
JP2020012751A (ja) 2020-01-23
US20210116319A1 (en) 2021-04-22
US11366034B2 (en) 2022-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9841335B2 (en) Sensor for detecting a temperature and a pressure of a fluid medium
US9989390B2 (en) Thermal airflow measuring device
US9857212B2 (en) Thermal airflow sensor having a diaphragm with a cavity opening on the back side and a support member including a communicating hole
CN107407604B (zh) 温度传感器及其安装构造
JP7411737B2 (ja) 温度センサの配管取付構造
JP6043833B2 (ja) 熱式流量計
JP6891862B2 (ja) 圧力温度センサ
JP6134840B2 (ja) 熱式流量計
JP6060208B2 (ja) 物理量測定装置
JP5744299B2 (ja) 熱式空気流量センサ
JP6520636B2 (ja) 物理量センササブアセンブリおよび物理量測定装置
JP6231183B2 (ja) 物理量測定装置
JP2018197764A (ja) 流量センサ
US20200399118A1 (en) Electronic device
JP6156233B2 (ja) 圧力センサ
JP6435389B2 (ja) 物理量測定装置
JP2018105748A (ja) 圧力センサ
CN113841029A (zh) 流量测量装置
JP2019052948A (ja) 圧力温度センサ
JP6215502B2 (ja) 熱式流量計
JP7112266B2 (ja) 圧力温度センサ
JP2018169331A (ja) 圧力センサ
JP2017181521A (ja) 流量センサ
JP6156523B2 (ja) 流量センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200903

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210427

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210510

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6891862

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151