JPH01314922A - 感熱式流量センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は感熱抵抗体を用いて流体の流量を検出する感
熱式流量センサに関するものである。

〔従来の技術〕

流体中に配設された感熱抵抗体を含むブリッジ回路の熱
平衡状態から流量を検出する方式の流量センサが従来か
ら用いられている（例えば実公昭６１−１０８９３０号
公報）。

第２図（ａｌ、（ｂｌは従来の感熱式空気流量センサの
縦断正面図及び側面図である。流体の主通路となる円筒
状ハウジング１の略中央７部に計測用管路２が設けられ
、この計測用管路２は円筒状ハウジング１の内壁面に取
付けられる。計測用管路２内には、感熱抵抗体Ｒ，Ｉ及
び空気温センサＲｃが設けられ、感熱抵抗体り及び空気
温センサＲＣのリード線を兼ねる導電性支持部材及びリ
ード線４は円筒状ハウジング１及び計測用管路２に設け
られた図示しない貫通孔を介して円筒状ハウジングｌの
外周に設けられた制御回路５に接続される。感熱抵抗体
１１．１は、例えば第４図山）に示すようにセラミック
基板などの薄板基板１２ａ上に温度によって抵抗値が変
化する例えば白金薄膜抵抗体などの感熱抵抗部１２ｂを
・蒸着などによって形成した平板状となっている。

第３図は感熱抵抗体Ｒ，及び空気温センサＲｅを含むブ
リッジ回路とこのブリフジ回路が平衡状態を保つように
制御を行う制御回路５を示す図であり、抵抗Ｒ＋、　Ｒ
ｚ、感熱抵抗体Ｒ８及び空気温センサＲ６によりブリフ
ジ回路が構成され、差動増幅器６の再入力はブリフジ回
路の接続点す、ｆに接続され、差動増幅器６の出力はト
ランジスタ７のベースに接続され、トランジスタ７のエ
ミッタはブリッジ回路の一端ａに接続され、トランジス
タ７のコレクタは直流型ａＩＸ８の正極に接続される。

第４図＋ａｌは感熱抵抗体ＲＨの支持構造を示し、計測
用管路２の内周には一対の支持部材３が立設され、感熱
抵抗体Ｒイは各支持部材３に両端を支持されて流れ方向
９と平行に配設され、係止部１０で感熱抵抗体１ｈと支
持部材３との電気的接続が行われる。

上記構成において、空気は矢印９に示すように流れ、例
えば吸入空気量が増大すると感熱抵抗体Ｒ，が冷却され
てその抵抗値が減少し、このため抵抗Ｒ２の端子電圧が
増大して差動増幅器６の出力が増大し、トランジスタ７
のベース電流が増大してコレクタ電流も増大し、ブリッ
ジ回路への供給電流が増大する。このため、接続点す、
ｆの電圧が等しくなって平衡状態になり、このとき感熱
抵抗体りには流量に対応した電流ＩＫが流れ、ｂ点の電
圧ｖ０は■９・ＲＨで表わされ、この電圧Ｖ。が流量信
号として用いられる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の感熱式流量センサは上記のように構成され、感熱
抵抗体Ｒ８は２Ｉｔ量変化に対する応答性を良くするた
めに熱容量が小さいチップ型のものを用いている。しか
しながら、支持部材３はリード線を兼ねているので熱容
量の大きい金属が用いられ、また支持部材３は感熱抵抗
体１ｈの両端と全面的に接触し、支持部材３の熱容量が
感熱抵抗体１１８より大きくなり、流量検出感度の低下
及び検出応答性の悪化をもたらすという課題があった。

又、感熱抵抗体Ｒ，は通常約０．１ｎ〜０．３ｆｌ程度
の薄板基板１２ａ上に感熱抵抗部１２ｂが形成されてお
り、機械的強度が弱く、また感熱抵抗体Ｒ，は支持部材
３と係止部１０で全面的に固定されているので、例えば
周囲の熱変化による支持部材３の変形等によるストレス
によって感熱抵抗体Ｒイが破損するという課題もあった
。

又、感熱抵抗体ＲＮは第５図（ａｌに示すように円筒状
の基材１３ａ上に感熱抵抗部１３ｂを形成したものもあ
り、感熱抵抗体Ｒ１ｌは空気の流れ方向９に対して直角
に設けられているので、第５図山）に示すように感熱抵
抗体Ｒ９の空気上流側には空気中に混入したダスト１１
が堆積し、このダスト１１によって感熱抵抗体Ｒ，の伝
熱特性が悪化し、長期間の使用に対して安定した流量検
出ができないという課題があった。この点、第４図に示
す平板状の感熱抵抗体Ｒ９は第４図（ｂｌに示すように
ダス１−１１はあまり堆積しないが、流れに対する受圧
面積が少なく、検出感度が十分でなかった。

この発明は上記のような課題を解決するために成された
ものであり、検出感度の向上及び検出応答性を向上する
ことができる感熱式流量センサを得ることを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る感熱式流量センサは、平板状の感熱抵抗
体を流体通路に弾性を有する熱絶縁性部材からなる支持
部材によって支持し、かつ感熱抵抗体に通電用リード線
を接続したものである。

又、この発明に係る感熱式重量センサは、感熱抵抗体を
薄板基板の平面上に感熱抵抗部を形成したチップ型とし
、この感熱抵抗体を流体の流れ方向に対して傾斜させて
配設したものである。

〔作　用〕

この発明における感熱抵抗体は熱絶縁性支持部材により
支持されており、感熱抵抗体から支持部材への熱の移動
が防止される。又、感熱抵抗体への外力は支持部材の弾
性により緩和される。

又、この発明における感熱抵抗体は流体の流れ方向に対
して傾斜しており、ダストの堆積が減少し、流体の受圧
面積は増大する。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面とともに説明する。第１
図はこの発明の第１の実施例を示し、絶縁材からなる計
測用管路２の内周に一対の弾性を有する熱絶縁性部材か
らなる支持部材１４を対向して立設し、さらにその外側
に一対のターミナル１５を対向して立設する。各支持部
材１４の内側には感熱抵抗体Ｒ０の端部が挿入される貫
通しない凹部が設けられており、感熱抵抗体Ｒ９の両端
はこの凹部に挿入され、支持部材１４の弾性によって係
止される。又、感熱抵抗体Ｒ４とターミナル１５とは通
電用リード線１６によって接続される。

上記構成において、感熱抵抗体ＲＨは熱絶縁性支持部材
１４により支持されており、感熱抵抗体Ｒ，Ｉから支持
部材１４への熱移動量が小さく、ブリッジ回路の平衡状
態を正確にかつ迅速・に制御することができ、検出感度
及び検出応答性を向上することができる。又、支持部材
１４は弾性を有するので、例えば周囲の熱変化により支
持部材Ｉ４に変形等が生じた場合に機械的応力を緩衝し
、感熱抵抗体Ｒ，に直接加わる応力を小さくすることが
でき、感熱抵抗体Ｒ，の支持に関する信頼性を向上する
ことができる。

なお、上記実施例では、感熱抵抗体りを支持部材１４の
弾性によって係止したが、感熱抵抗体Ｒ。

と支持部材１４を接着剤によって接着してもよい。

第６図はこの発明の第２の実施例を示し、平板状の感熱
抵抗体りを計測用管路２中に導電性支持部材１７を介し
て流体の流れ方向９に対して下流側に持ち上がった状態
で傾斜して設置する。他の構成は従来と同様である。

上記構成において、感熱抵抗体ＲＨは平板状のチップ型
であって流体の流れ方向９に対して傾斜して設けられて
いる。このため、流体中に混入したダストは流線１８に
沿って流され、薄板基板１２ａの表面に蒸着された感熱
抵抗部１２ｂにはダストが付着し難く、また−たん付着
しても流体の流速圧力によって持ち運ばれて堆積は生じ
ない。従って、感熱抵抗部１２ｂはダスト堆積による特
性変化がな（、長期間にわたって感度の良い流量検出を
行うことができる。又、感熱抵抗部１２ｂの流体に対す
る受圧面積を大きくとることができ、流量検出感度の向
上が計れる。

なお、上記実施例では感熱抵抗部１２ｂを蒸着によって
薄板基板１２ａに付着させた例を示したが、他の手段例
えば基板１２ａにパターン配線によって形成しても良く
、表面に凹凸のない方がダスト付着の防止の点で望まし
い。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、感熱抵抗体の支持部材
が熱絶縁部材により形成されているので感熱抵抗体から
支持部材への熱の移動が少なく、プリフジ回路の平衡状
態を正確かつ迅速に制御することかでき、検出感度及び
検出応答性を向上することができる。又、支持部材は弾
性を有するので、感熱抵抗体への外力は支持部材により
緩和され、感熱抵抗体は破損し難くなる。

又、感熱抵抗体を流れの方向に対して傾斜させたのでダ
ストの堆積が少なくなり、長期間にわたって流量検出を
感度良く行うことができる。又、流体に対する受圧面積
の増大によっても検出感度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明装置の第１の実施例による要部斜視図
、第２図（ａｌ、（ｂｌは従来装置の縦断正面図及び縦
断側面図、第３図は従来装置の回路図、第４図（ａｌ、
（ｂｌは従来装置の要部斜視図及び感熱抵抗体の側面図
、第５図（ａ）、山）は他の従来装置の要部正面図及び
感熱抵抗体の側面図、第６図（ａ）、（ｂｌはこの発明
装置の第２の実施例に、よる要部斜視図及び感熱抵抗体
の側面図である。 ■・・・円筒状ハウジング、２・・・計測用管路、５・
・・制御回路、９・・・流体方向、１２ａ・・・薄板基
板、１２ｂ・・・感熱抵抗部、１４．１７・・・支持部
材、１６・・・通電用リード、Ｉｈ・・・感熱抵抗体。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体通路中に配設され平板状に形成された感熱抵
   抗体と複数の抵抗により構成されたブリッジ回路と、感
   熱抵抗体への通電々流を制御しブリッジ回路が所定の平
   衡状態を保つように制御する制御回路を備え、平衡状態
   から流量を検出する感熱式流量センサにおいて、感熱抵
   抗体の両端を流体通路中に弾性を有する熱絶縁性部材か
   ら成る支持部材によって支持し、かつ感熱抵抗体に通電
   用リード線を接続したことを特徴とする感熱式流量セン
   サ。
2. （２）流体通路中に配設され平板状に形成された感熱抵
   抗体と複数の抵抗により構成されたブリッジ回路と、感
   熱抵抗体への通電々流を制御しブリッジ回路が所定の平
   衡状態を保つように制御する制御回路を備え、平衡状態
   から流量を検出する感熱式流量センサにおいて、感熱抵
   抗体を薄板基板の平面上に温度によって抵抗値が変化す
   る感熱抵抗部を形成したチップ型感熱抵抗体とし、この
   チップ型感熱抵抗体の感熱抵抗部が形成された面を流体
   の流れ方向に対して傾斜して配設したことを特徴とする
   感熱式流量センサ。