JPH03134518A - 熱型流量検出装置 - 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］ 本発明は、セラミック半導体の基板上にヒータ電極及び
検知電極を被着形成してなる熱型流量検出装置に関する
。

［従来の技術］ 従来からセラミック半導体の基板を用いた熱型流量検出
装置が知られているが、この装置は、セラミック半導体
の基板（以下単に素子という）と、該素子の中央部に形
成されたヒータ電極と、該ヒータ電極の両側に形成され
た一組の検知電極と、から構成されている。

例えば、ＴｉＢａ０ａ等のセラミック半導体からなる素
子上に、印刷によりＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ等の導体の厚膜を
形成し、例えば８００℃程度で焼成して、前記ヒータ電
極及び検知電極が形成される。

このように形成された装置は、例えばニアコンディショ
ナーの気体流通部分等に、流体の速度ベクトルが前記検
知電極間を結ぶ方向の成分を有するように、流体に対し
て配置される。

この時、前記検知電極間には、流体の流速に応じた電位
差が発生し、この電位差と管径等の情報から、流体の流
量が求められることとなる。

このように、従来の熱型流量検出装置においては、流体
の流速、従って流体の流量を検出することが可能である
。

［発明が解決しようとする課８］ しかしながら、従来の熱型流量検出装置においては、印
刷ズレ等によるヒータ位置のズレ、素子形状の不整、素
子の密度分布等により流体の流速が０の場合にも両検知
電極間に電圧が発生し、この電圧が検知誤差となるとい
う問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決することを課題とし
て成された物であり、流速０における検知電極間の電位
差を補償して、より正確な流速測定、従って流量測定を
行うことが可能な熱型流量検出装置を提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、本発明は、ヒータ電極に近
接するように基板上に被着形成された２個のオフセット
電極と、オフセット電極間に電圧を印加し、この電圧が
任意に調整可能なオフセット電源と、を含むことを特徴
とする。

［作用］ 本発明の熱型流量検出装置においては、流速０において
２個の検知電極間に電位差が発生している場合に、この
検知電極にそれぞれ近接配置されたオフセット電極に適
当な値の電圧をオフセット電源から供給することにより
、両検知電極間の電位差が打ち消される。

［実施例］ 以下、本発明の好適な実施例について図面を用いて説明
する。

第１図には、本発明の一実施例に係る熱型流量検出装置
の構成が示されている。

この図においては、Ｔ　ｉＢ　ａ　Ｏａ、Ｔｉ５ｒＯＰ
　ｂ　Ｔ　ｉＯａ等のセラミック半導体から形３　ゝ 成される素子１０の中央に、ヒータ電極１２及び１４が
被着形成されている。このヒータ電極１２及び１４には
、ヒータ電源１６から直流電圧ｖ１が供給されている。

例えば、素子１０としてＴ　ｉＢ　ａ　Ｏｓを用いた場
合には、ヒータ電源１６からヒータ電極１２゜１４間に
印加される電圧は、該ヒータ電極１２゜１４による発熱
が１００℃〜２００℃となるように設定される。なお、
この温度設定は、素子１０の組成等に依存して行われる
。

また、前記ヒータ電極１２の両側に、２個の検知電極１
６及び１８が被着形成されている。

例えば、前記検知電極１６から検知電極１８方向に流体
が流れている場合には、この流体の流速の平方根に比例
する電位差が、これら検知電極１６及び１８の間に発生
する。この電位差は、前記ヒータ電極１２及び１４によ
る素子１０上の温度分布が、流体のながれる方向、いわ
ゆる風下が高温となるように変化することによって生ず
る電位差である。この電位差は、例えば０．７ｍＶ／℃
程度である。

また、素子１０上において前記検知電極１６及び１８に
それぞれ近接するように、本発明の特徴に係るオフセッ
ト電極２０及び２２が被着形成されている。

このオフセット電極２０及び２２には、調整可能な電圧
ｖ２を出力するオフセット電源２４が接続されている。

このように構成される本実施例を等価回路により表わす
と、例えば第２図のようになる。この図においては、前
記ヒータ電極１２．１４間の抵抗Ｒ１、Ｒ２と、前記検
知電極１６及び１８とヒータ電極１２との間の抵抗Ｒ３
，Ｒ４と、検知電極１６及び１８とヒータ電極１４との
間の抵抗Ｒ５゜Ｒ６と、が示されている。また、本発明
の特徴に係るオフセット電極２０．２２と検知電極１６
．１８との間の抵抗Ｒ７，Ｒ８が示されている。

以下、本実施例の動作について第３図乃至第５図を用い
て説明する。

まず、素子１０上における電極１２〜２２等の印刷ズレ
等がなく、流速０において検知電極１６゜１８間に電位
差が生じない状態、いわゆる理想状態における温度分布
及び電圧分布が、第３図（ａ）及び（ｂ）にそれぞれ示
されている。

この場合には、第３図（ａ）に示されるように、前記ヒ
ータ電極１２及び１４から構成される装置よって素子１
０表面に生ずる温度分布は、ヒータ電極１２及び１４を
中心として対称な曲線となる。

この場合に、それぞれの電極１６〜２２における電位は
、第３図（ｂ）のようになる。このとき、前記検知電極
１６及び１８における電位は等しくなる。言い換えれば
、第２図に示される起電力ｅ　及びｅ２が等しい値であ
り、検知電極１６及び１８から取り出されたＡ及びＢ端
子間には電位差が生じない。

この状態で流体に流れが生じると、検知電極１６及び１
８間には、オフセット電極２０及び２２の間に何ら電圧
を印加せずとも、正確な流速測定が可能である。

一般に、第３図に示されるような理想状態を実現するこ
と、すなわち電極の印刷ズレ等を完全になくすのは困難
であって、第４図に示されるように温度及び電圧が非対
称性を有する特性となっていた。

例えば、第４図（ａ）においては、２個の検知電極１６
及び１８の間に温度誤差ΔＴｅｒｒｏｒ生じ、これに応
じて流速０においても検知誤差電圧ΔＶ　　　　　が発
生する。

ｒｒｏｒ 本実施例においては、前記オフセット電極２４の出力電
圧（オフセット電圧）を調整することにより、第５図に
示されるように電圧分布が調整され、２個の検知電極１
６及び１８の間の電位差が０に調整可能である。

なお、前記オフセット電源２４の出力電圧Ｖ２は、例え
ば０．５ｍＶ程度の電圧である。また、本実施例におい
ては、オフセット電極２０及び２２を素子１０の表面に
設けたが、これを素子の素子１０の側面または端面に設
けることとしても良い。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、流速０において
２個の検知電極間に電位差が生じている場合にも、この
検知電極に近接配置された２個のオフセット電極にオフ
セット電源の出力電圧を調整して出力することにより、
検知電極間の電位差を補償して正確な流体の流速測定、
従って流量ｎ１定を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る熱型流量検出装置の
構成を示す構成図、 第２図は、第１図に示される実施例の等価回路図、 第３図は、理想状態における流速０時の動作を示す図で
あって、第３図（ａ）は温度分布図、第３図（ｂ）は電
圧分布図、 第４図は、オフセット補正前の流速０時の動作を示す図
であって、第４図（ａ）は温度分布図、第４図（ｂ）は
電圧分布図、 第５図は、オフセット補正後の電圧分布を示す電圧分布
図である。 １０　・・・　素子 １２．１４　　・・・　ヒータ電極 １６．１８　　・・・　検知電極 ２０、　２２　　・・・　オフセット電極２４　・・・
　オフセット電源 Ｖ２　・・・　オフセット電圧 大Ａ乞例−町声 第１図 ｆＦＡ西凹み 第２図 五Ａ ０ （０） （ｂ） 理想休部− 第３図 渇及 １ （０） ！、２ （ｂ） オフ已ッ）卆亀五別 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　セラミック半導体の基板と、前記基板上に被着形成さ
   れ印加電圧によりこの基板を加熱するヒータ電極と、前
   記ヒータ電極の両側方向のほぼ等距離の位置において前
   記基板に被着形成され、流体の流れによって生ずる相互
   の温度差に応じた値の電圧を出力する２個の検知電極と
   、を有する熱型流量検出装置において、 前記ヒータ電極に近接するように前記基板上に被着形成
   された２個のオフセット電極と、 前記オフセット電極間に電圧を印加し、この電圧が任意
   に調整可能なオフセット電源と、 を含むことを特徴とする熱型流量検出装置。