JPH056328U - Flowmeter - Google Patents

Flowmeter

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JPH056328U
JPH056328U JP1247891U JP1247891U JPH056328U JP H056328 U JPH056328 U JP H056328U JP 1247891 U JP1247891 U JP 1247891U JP 1247891 U JP1247891 U JP 1247891U JP H056328 U JPH056328 U JP H056328U
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JP
Japan
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flow
flow rate
rate sensor
sensor
sensor chip
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Pending
Application number
JP1247891U
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Japanese (ja)
Inventor
滋 青島
博 八木
隆 稲葉
一夫 関
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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Publication of JPH056328U publication Critical patent/JPH056328U/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 流量センサの検出出力を増大させる。 【構成】 流量センサ4Aの流速センサチップ42を管
内流路2の流速分布の大きい部位に配置することによ
り、流速センサチップ42には大量の気体が付与され
る。
(57) [Summary] [Purpose] To increase the detection output of the flow sensor. [Arrangement] By arranging the flow velocity sensor chip 42 of the flow rate sensor 4A at a portion of the pipe flow channel 2 where the flow velocity distribution is large, a large amount of gas is given to the flow velocity sensor chip 42.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、管路内を流れる気体の流量測定に適用される流量計に関するもので ある。 The present invention relates to a flow meter applied to measure the flow rate of gas flowing in a pipe.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

図3は従来の流量計の構成を説明する図であり、図3(a)は流量計の断面図 ,図3(b)は流量計内の流速分布を示したものである。同図において、1は気 体を流す管路、2は管路1内の気体が流れる流路、3は管路1の内壁面に形成さ れた開口、4はこの開口3内にその流量検出部を突出させて装着された流量セン サである。なお、Fは気体の流れる方向を示す矢印である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the configuration of a conventional flow meter, FIG. 3 (a) is a sectional view of the flow meter, and FIG. 3 (b) is a flow velocity distribution in the flow meter. In the figure, 1 is a conduit through which gas flows, 2 is a flow path through which gas in the conduit 1 flows, 3 is an opening formed on the inner wall surface of the conduit 1, 4 is the flow rate in this opening 3. It is a flow sensor that is installed with the detection part protruding. Note that F is an arrow indicating the direction of gas flow.

【0003】 図4は図3の流量センサ4の構成を示す斜視図である。同図において、流量セ ンサ4は、例えばセラミックなどからなる基台41の表面に流量センサチップ4 2およびスルーホールパッド43が接着配置され、さらにこの基台41の背面側 にはスルーホールパッド43と電気的に接続された外部回路接続用ピン44が植 設されており、流量センサチップ42とスルーホールパッド43とがワイヤボン ド45により電気的に接続されて構成されている。FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the flow sensor 4 of FIG. In the figure, in the flow rate sensor 4, a flow rate sensor chip 42 and a through hole pad 43 are adhesively arranged on the surface of a base 41 made of, for example, ceramic, and a through hole pad 43 is provided on the back side of the base 41. An external circuit connecting pin 44 that is electrically connected to is embedded, and the flow sensor chip 42 and the through hole pad 43 are electrically connected by a wire bond 45.

【0004】 図5は図4の流量センサチップ42の構成を示す斜視図である。同図において 、流量センサチップ42は、例えばシリコンなどからなる半導体基板421の中 央部には異方性エッチングにより左右の開口422,423を連通する貫通孔4 24が形成されており、この貫通孔424の上部には半導体基板421から空間 的に隔離された流速検出部425が形成されている。この流速検出部425の表 面には薄膜のヒータエレメント426とそれを挟む薄膜の測温抵抗エレメント4 27,428とが形成されて構成されている。FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of the flow sensor chip 42 of FIG. In the figure, in the flow sensor chip 42, a through hole 424 that connects the left and right openings 422 and 423 is formed by anisotropic etching in the central portion of the semiconductor substrate 421 made of, for example, silicon. A flow velocity detector 425 is formed above the hole 424 so as to be spatially isolated from the semiconductor substrate 421. A thin film heater element 426 and thin film temperature measuring resistance elements 427 and 428 sandwiching the thin film heater element 426 are formed on the surface of the flow velocity detecting portion 425.

【0005】 このように構成された流量計において、図3(a)に示すように管路1内の流 路2には矢印F方から気体が図3(b)に示すような流速分布を有して流れ、こ の流路2内に設置された流量センサ4の流量センサチップ42は矢印Fの方向か ら気体の流れにより、上流側の測温抵抗エレメント427が冷却されて降温する 。一方、下流側の測温抵抗エレメント428は気体の流れを媒体としてヒータエ レメント426からの熱伝導が促進され、温度が昇温するために温度差が生じる 。そこで測温抵抗エレメント427,428をホイートストンブリッジ回路に組 み込むことにより、温度差を電圧に変換でき、流速に応じた電圧出力が得られ、 気体の流速を検出することができる。In the flow meter thus configured, as shown in FIG. 3 (a), a flow velocity distribution as shown in FIG. The flow rate sensor chip 42 of the flow rate sensor 4 installed in this flow path 2 cools the temperature measuring resistance element 427 on the upstream side by the flow of gas from the direction of the arrow F to lower the temperature. On the other hand, in the temperature-measuring resistance element 428 on the downstream side, heat conduction from the heater element 426 is promoted by using the flow of gas as a medium, and the temperature rises, resulting in a temperature difference. Therefore, by incorporating the temperature measuring resistance elements 427 and 428 into the Wheatstone bridge circuit, the temperature difference can be converted into a voltage, a voltage output according to the flow velocity can be obtained, and the flow velocity of gas can be detected.

【0006】[0006]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

しかしながら、従来の流量計において、図3(a)に示すように管路1の内壁 面に装着される流量センサ4は、その流量センサチップ42が半導体基板421 の板厚から決定される管路1の内壁面からの距離ho の高さを有して取り付けら れていたので、図3(b)に示す流速分布から明らかなように流速が十分に速く ない位置での流速v0 で検出することになり、流速センサとして大きな出力が得 られないなどの問題があった。However, in the conventional flow meter, as shown in FIG. 3A, the flow sensor 4 mounted on the inner wall surface of the conduit 1 has a conduit whose flow sensor chip 42 is determined from the thickness of the semiconductor substrate 421. because it was attached, et al have a height of the distance h o from 1 inner wall surface at a flow rate v 0 at the position a flow rate as apparent is not fast enough from the flow velocity distribution shown in FIG. 3 (b) However, there is a problem in that a large output cannot be obtained as a flow velocity sensor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

このような課題を解決するために本考案による流量計は、流量センサの流量検 出部を管路内流路の速度分布の大きい部位に配置するようにしたものである。 In order to solve such a problem, the flowmeter according to the present invention is arranged such that the flow rate detection part of the flow rate sensor is arranged at a portion of the flow path in the conduit where the velocity distribution is large.

【0008】[0008]

【作用】[Action]

本考案による流量計においては、流量センサの流速検出部が流路内の流速分布 の大きい部位に配置されるので、流量検出部には大量の気体が付与されることに なり、検出出力が増大される。 In the flowmeter according to the present invention, since the flow velocity detecting portion of the flow rate sensor is arranged in a portion of the flow passage where the flow velocity distribution is large, a large amount of gas is applied to the flow amount detecting portion and the detection output increases. To be done.

【0009】[0009]

【実施例】【Example】

以下、図面を用いて本考案の実施例を詳細に説明する。 図1は本考案による流量計の一実施例による構成を示す図で図1(a)は断面 図、図1(b)は流量センサの斜視図、図1(c)は流路内の流速分布を示した ものであり、前述の図と同一部分には同一符号を付してある。図1(b)におい て、流量センサ4Aは、その基台41上にある一定の高さを有する架台46が接 着配置され、この架台46上には流量センサチップ42が接着配置されて構成さ れている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1A and 1B are views showing the configuration of an embodiment of a flowmeter according to the present invention. FIG. 1A is a sectional view, FIG. 1B is a perspective view of a flow sensor, and FIG. 1C is a flow velocity in a flow channel. The distribution is shown, and the same parts as those in the above-mentioned figures are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1B, the flow sensor 4A is configured such that a pedestal 46 having a certain height on the base 41 is attached and arranged, and the flow sensor chip 42 is adhesively arranged on the pedestal 46. It is being touched.

【0010】 このように構成された流量センサ4Aは、図1(a)に示すように管路1の内 壁面の開口3内に装着されている。したがって流量センサチップ42は管路1内 で流路2内に突出して設置されることになる。The flow rate sensor 4A thus configured is mounted in the opening 3 on the inner wall surface of the conduit 1 as shown in FIG. Therefore, the flow rate sensor chip 42 is installed so as to project into the flow path 2 in the conduit 1.

【0011】 このような構成によれば、流量センサ4Aは、その流量センサチップ42が図 1(c)に示すように流路2内における流速分布の最も大きい部位に配置される ので、多量の気体流量が付与されることになり、したがって流量センサチップ4 2の変換出力が増加し、流速センサ4は大きな検出出力が得られることになる。According to such a configuration, in the flow rate sensor 4A, since the flow rate sensor chip 42 is arranged at the portion having the largest flow velocity distribution in the flow path 2 as shown in FIG. Since the gas flow rate is given, the conversion output of the flow rate sensor chip 42 increases, and the flow velocity sensor 4 can obtain a large detection output.

【0012】 具体的には、発明者らの実験によると、短辺b=3.0mm,長辺a=33m mの長方形断面の流路において、流速v=8.4mm/sの気体の流れに対して 流量センサチップ42の高さh1 =1.2mmとした流量センサ4Aの検出出力 は、従来の高さh0 =0.4mmの流量センサ4に対して約13%増大させるこ とができた。Specifically, according to the experiments conducted by the inventors, in a flow path having a rectangular cross section with a short side b = 3.0 mm and a long side a = 33 mm, a gas flow with a flow velocity v = 8.4 mm / s. On the other hand, the detection output of the flow rate sensor 4A in which the height h 1 of the flow rate sensor chip 42 is 1.2 mm should be increased by about 13% compared with the flow rate sensor 4 having the conventional height h 0 = 0.4 mm. I was able to.

【0013】 図2は本考案による流量計の他の実施例を示す図であり、図2(a)は断面図 、図2(b)は流量センサの斜視図であり、前述の図と同一部分には同一符号を 付してある。同図において、図1と異なる点は、流量センサ4Bは一端側に鍔部 471 を有しかつ他端側に流量センサチップ42とほぼ同等形状の寸法および一 定の高さの突出部472 を一体形成したカンパッケージ47上に流量センサチッ プ42が接着配置されて構成されており、このカンパッケージ47がその流量セ ンサチップ42を搭載した突出部472 側を管路1内に突出させて装着されてい る。FIG. 2 is a view showing another embodiment of the flow meter according to the present invention, FIG. 2 (a) is a sectional view, and FIG. 2 (b) is a perspective view of the flow sensor, which are the same as the above-mentioned views. The parts are given the same reference numerals. 1 is different from that of FIG. 1 in that the flow rate sensor 4B has a flange portion 471 on one end side and a protrusion portion 47 of a shape and a height substantially the same as the flow rate sensor chip 42 on the other end side. The flow sensor chip 42 is adhesively arranged on a can package 47 in which 2 is integrally formed, and this can package 47 projects the side of the protrusion 47 2 having the flow sensor chip 42 mounted therein into the conduit 1. Have been installed.

【0014】 このような構成によれば、カンパッケージ47は、その突出部472 が流量セ ンサチップ42の厚さのみを増やした大きさに形成されているので、流路2内の 気体の流れを遮ることがなくなる。つまりこの部分での流量の圧力損失がほとん ど生じなくなる。According to such a configuration, the can package 47, since the projecting portion 47 2 is formed to a size increasing only the thickness of the flow cell Nsachippu 42, gas flow in the flow channel 2 It will no longer block. In other words, there is almost no pressure loss in the flow rate at this part.

【0015】 具体的には、発明者らの実験によると、流量センサチップ42の一辺が1.7 mmの正方形の場合、短辺b=3.0mm,長辺a=33mmの長方形断面を持 ち、長さL=18mmの流路において、流速v=14m/sの気体の流れに対し て高さh0 =0.4mmのときの圧損に対する高さh1 =1.2mmのときの圧 力損失の増加は0.1mm水柱以下であった。Specifically, according to the experiments conducted by the inventors, when the flow sensor chip 42 has a square shape with one side of 1.7 mm, it has a rectangular cross section with a short side b = 3.0 mm and a long side a = 33 mm. Then, in the flow path of length L = 18 mm, the pressure at the height h 1 = 1.2 mm against the pressure loss at the height h 0 = 0.4 mm with respect to the gas flow having the flow velocity v = 14 m / s. The increase in force loss was less than 0.1 mm water column.

【0016】[0016]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上、説明したように本考案によれば、流量センサの流量検出部を管路内流路 の流速分布の大きい部位に配置するようにしたので、流量センサの検出出力が従 来よりも増大させることができた。また、流量センサの検出出力が大きくなった ことにより、信号処理回路の増幅率を低くでき、これによってオフセット電圧の 影響が減少し、安価なオペアンプが使用可能となるとともに周波数特性が改善で きる。流量センサの流量検出部の劣化が検出出力に与える影響が相対的に小さく なり、長期信頼性を向上させることができるなどの極めて優れた効果が得られる 。 As described above, according to the present invention, since the flow rate detection part of the flow rate sensor is arranged at the portion of the flow path in the conduit where the flow velocity distribution is large, the detection output of the flow rate sensor is increased more than before. I was able to do it. In addition, since the detection output of the flow sensor is increased, the amplification factor of the signal processing circuit can be lowered, which reduces the influence of the offset voltage, makes it possible to use an inexpensive operational amplifier, and improve the frequency characteristic. The effect of deterioration of the flow rate detector of the flow rate sensor on the detection output is relatively small, and long-term reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案による流量計の一実施例による構成を示
す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a flow meter according to the present invention.

【図2】本考案による流量計の他の実施例による構成を
示す図である。
FIG. 2 is a view showing the configuration of another embodiment of the flow meter according to the present invention.

【図3】従来の流量計の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional flow meter.

【図4】流量センサの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a flow rate sensor.

【図5】流量センサチップの構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a flow sensor chip.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 管路 2 流路 3 開口 4A 流速センサ 4B 流速センサ 42 流速センサチップ 46 架台 47 カンパッケージ 1 Pipeline 2 Flowpath 3 Opening 4A Flow Rate Sensor 4B Flow Rate Sensor 42 Flow Rate Sensor Chip 46 Stand 47 Can Package

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 関 一夫 神奈川県藤沢市川名一丁目12番2号 山武 ハネウエル株式会社藤沢工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kazuo Seki, 12-12 Kawana, Fujisawa, Kanagawa Yamatake Honeywell Co., Ltd. Fujisawa Factory

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 【請求項1】 気体が流れる管路と、チップ上に発熱部
または発熱部と測温抵抗部とからなる流量検出部を有し
かつ前記管路内の気体の流量を測定する流量センサとを
備え、前記流量センサの流量検出部を前記管路内の流速
分布の大きい部位に配置することを特徴とした流量計。
[Claims for utility model registration] Claims: 1. A pipe through which a gas flows, and a flow rate detection part consisting of a heat generating part or a heat generating part and a temperature measuring resistance part on the chip, and A flow meter, comprising: a flow rate sensor for measuring a flow rate, wherein the flow rate detection unit of the flow rate sensor is arranged in a portion of the conduit having a large flow velocity distribution.
JP1247891U 1991-02-15 1991-02-15 Flowmeter Pending JPH056328U (en)

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JP (1) JPH056328U (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1068645A (en) * 1996-08-27 1998-03-10 Yazaki Corp Sensor mounting plate sensor unit, and flow velocity sensor module
JP2015087146A (en) * 2013-10-29 2015-05-07 株式会社フジキン Gas flowmeter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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