JP7235218B2 - 流体センサ - Google Patents
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Description
[流体センサの構造]
図1は、第1実施形態に係る流体センサ1の構造を例示する平面図である。図2は、図1のA-A線に沿う断面図である。図3は、発熱抵抗体40の付近の拡大図である。
次に、本実施形態の発熱抵抗体40により生じる熱の温度分布について説明する。図4は、流速がゼロの場合における温度分布の一例を示す図である。図4において、温度分布D1は、本実施形態の発熱抵抗体40による温度分布の形状を示している。温度分布D0は、副発熱抵抗体42a~42dが存在せず、主発熱抵抗体41のみが存在する場合の温度分布の形状を示している。このように、従来の温度分布D0はほぼ円形であるのに対して、本実施形態では、温度分布D1は正方形に近い形状となる。
図8は、第1変形例に係る流体センサ1aの構造を例示する平面図である。第1変形例に係る流体センサ1bは、メンブレン20tの平面形状がほぼ正方形とされている点が第1実施形態と異なる。その他の構造は、第1実施形態と同様である。このように、メンブレン20tの平面形状は、円形に限られず、正方形等の形状としてもよい。
図9は、第2変形例に係る流体センサの発熱抵抗体40の付近の拡大図である。本変形例では、主発熱抵抗体41の周囲であって、副発熱抵抗体42aと副発熱抵抗体42bとの間、副発熱抵抗体42bと副発熱抵抗体42dとの間、副発熱抵抗体42dと副発熱抵抗体42cとの間にそれぞれスリット43を設けている。このスリット43の領域では、積層構造部20が除去されている。その他の構造は、第1実施形態と同様である。
図10は、第2変形例に係る流体センサの発熱抵抗体40aの拡大図である。本変形例に係る発熱抵抗体40aは、主発熱抵抗体41に含まれる第1発熱抵抗体41a及び第2発熱抵抗体41b、副発熱抵抗体42a~42dの形状が、第1実施形態と異なる。本実施形態では、主発熱抵抗体41は、全体として多重リング状となっている。
図11は、第3変形例に係る流体センサ1bの構造を例示する平面図である。図12は、第3変形例に係る流体センサの発熱抵抗体40bの付近の拡大図である。図12に示すように、本変形例に係る発熱抵抗体40bに含まれる主発熱抵抗体41は、第1実施形態に係る発熱抵抗体40とは異なり、分割されておらず、全体としてミアンダ構造となっている。したがって、本変形例では、主発熱抵抗体41、副発熱抵抗体42a~42dは、すべて1つの配線を折り返すことにより構成されている。
前述のようにX軸温度検出体31a,31b及びY軸温度検出体32a,32bは、材料として酸化バナジウムを用いることが好ましいが、さらに感度の向上を図るには、酸化バナジウムにアルミニウム(Al)やチタン(Ti)をドーピングした材料を用いることが好ましい。
上記核実施形態では、副発熱抵抗体を、主発熱抵抗体を中心としてX軸方向及び前記Y軸方向に対して45°の角度をなす位置に配置しているが、必ずしも45°の角度をなす位置でなくてもよい。副発熱抵抗体は、X軸温度検出体とY軸温度検出体との間に配置されていればよい。例えば、温度分布を均一にするために、X軸温度検出体及びY軸温度検出体の感度ばらつきを考慮して、X軸温度検出体とY軸温度検出体との間に配置された副発熱抵抗体を、X軸温度検出体側又はY軸温度検出体側に近づけてもよい。
Claims (8)
- 主発熱抵抗体と、
前記主発熱抵抗体を中心としてX軸方向に対向する位置に配置された一対のX軸温度検出体と、
前記主発熱抵抗体を中心としてY軸方向に対向する位置に配置された一対のY軸温度検出体と、
前記主発熱抵抗体に接続され、前記X軸温度検出体と前記Y軸温度検出体との間に配置された、少なくとも4つの副発熱抵抗体と、
を有し、
前記少なくとも4つの副発熱抵抗体のそれぞれは、前記主発熱抵抗体を中心として、前記少なくとも4つの副発熱抵抗体のうちの他の1つの副発熱抵抗体とX軸に対称な位置に配置されると共に、前記少なくとも4つの副発熱抵抗体のうちの更に他の1つの副発熱抵抗体とY軸に対称な位置に配置される、流体センサ。 - 前記少なくとも4つの副発熱抵抗体は、前記X軸方向及び前記Y軸方向に対して45°の角度をなす位置に配置されている請求項1に記載の流体センサ。
- 前記少なくとも4つの副発熱抵抗体は、X軸及びY軸に対して対称な形状である請求項2に記載の流体センサ。
- 前記少なくとも4つの副発熱抵抗体は、ミアンダ構造であると共に、前記主発熱抵抗体より小さい、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の流体センサ。
- 前記主発熱抵抗体は、第1発熱抵抗体と第2発熱抵抗体とに分割されており、
前記少なくとも4つの副発熱抵抗体は、4つの前記副発熱抵抗体のうちの2つが前記第1発熱抵抗体に接続されており、他の2つが前記第2発熱抵抗体に接続されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の流体センサ。 - 前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体は、ミアンダ構造である請求項5に記載の流体センサ。
- 前記X軸温度検出体及び前記Y軸温度検出体は、アルミニウム及びチタンがドーピングされた酸化バナジウムにより形成されている請求項1ないし6のいずれか1項に記載の流体センサ。
- 前記アルミニウムのドーピング濃度は1~10%の範囲内であり、前記チタンのドーピング濃度は10~20%の範囲内である請求項7に記載の流体センサ。
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