JPH0663804B2 - 質量流量センサ - Google Patents
質量流量センサInfo
- Publication number
- JPH0663804B2 JPH0663804B2 JP1235584A JP23558489A JPH0663804B2 JP H0663804 B2 JPH0663804 B2 JP H0663804B2 JP 1235584 A JP1235584 A JP 1235584A JP 23558489 A JP23558489 A JP 23558489A JP H0663804 B2 JPH0663804 B2 JP H0663804B2
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- Japan
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- sensor
- resistance
- tube
- sensor tube
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体製造プロセスなどで用いられるガスの
質量流量を測定するために用いられる質量流量センサに
関するものである。
質量流量を測定するために用いられる質量流量センサに
関するものである。
（従来の技術） 従来の質量流量センサとしては、特願昭59−227844号に
示される如き構成が知られている。この質量流量センサ
は、ステンレススチール製等の金属チューブにニッケ
ル、クロム等の比較的抵抗温度係数が高い一組の表面が
樹脂等で電気的に絶縁された金属ワイヤが巻回されて成
るものである。この一組の金属ワイヤには所定の電流が
流され、70℃〜80℃に加熱される。金属チューブの温度
分布は当該金属チューブ中を流れる流体の温度により変
化するため、この変化をブリッジ回路で検出する。
示される如き構成が知られている。この質量流量センサ
は、ステンレススチール製等の金属チューブにニッケ
ル、クロム等の比較的抵抗温度係数が高い一組の表面が
樹脂等で電気的に絶縁された金属ワイヤが巻回されて成
るものである。この一組の金属ワイヤには所定の電流が
流され、70℃〜80℃に加熱される。金属チューブの温度
分布は当該金属チューブ中を流れる流体の温度により変
化するため、この変化をブリッジ回路で検出する。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記の従来の質量流量センサによると、電
気的絶縁を保つため金属ワイヤの表面が樹脂でコーティ
ングされているため、この耐熱温度が約200℃であるか
ら、金属ワイヤの通電による発熱を考慮すると、使用環
境温度がせいぜい百数十度となり、高温環境での使用に
耐え得ないという問題点があった。
気的絶縁を保つため金属ワイヤの表面が樹脂でコーティ
ングされているため、この耐熱温度が約200℃であるか
ら、金属ワイヤの通電による発熱を考慮すると、使用環
境温度がせいぜい百数十度となり、高温環境での使用に
耐え得ないという問題点があった。
また常温で使用しても、金属ワイヤは加熱されるため表
面の樹脂が変化し、熱の放散状態が変化することにより
金属ワイヤの抵抗値が変化することにより、特性の経年
変化がさけられない。
面の樹脂が変化し、熱の放散状態が変化することにより
金属ワイヤの抵抗値が変化することにより、特性の経年
変化がさけられない。
また、一組の金属ワイヤはその抵抗値に差があると、ブ
リッジ回路におけるオフセット電圧を発生させる原因と
なるため、制作時に必ずトリミングが必要であり、製造
工数が多くかかるという問題点があった。
リッジ回路におけるオフセット電圧を発生させる原因と
なるため、制作時に必ずトリミングが必要であり、製造
工数が多くかかるという問題点があった。
本発明はこのような従来の質量流量センサの問題点を解
決せんとしてなされたもので、その目的は、高温環境で
使用が可能であり、しかも、製造が簡単に行える質量流
量センサを提供することである。
決せんとしてなされたもので、その目的は、高温環境で
使用が可能であり、しかも、製造が簡単に行える質量流
量センサを提供することである。
（課題を解決するための手段） 本発明の質量流量センサは、セラミック基板に所定抵抗
値を有するように抵抗線が薄膜形成されている抵抗素子
を用いることを特徴とする。また、上記に加えて、本発
明ではセンサ管や上記抵抗素子を位置決めする位置決め
手段が設けられていることを特徴とする。
値を有するように抵抗線が薄膜形成されている抵抗素子
を用いることを特徴とする。また、上記に加えて、本発
明ではセンサ管や上記抵抗素子を位置決めする位置決め
手段が設けられていることを特徴とする。
（作用） 上記構成により、抵抗素子を高温環境で使用でき、ま
た、センサ製作時トリミングが不要であり、センサ管等
の位置決めがワンタッチで行え製造が極めて簡単とな
る。
た、センサ製作時トリミングが不要であり、センサ管等
の位置決めがワンタッチで行え製造が極めて簡単とな
る。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例の構成図であり、第１図(a)
はセンサケースの一方に各部品を実装した状態を示し、
第１図(b)は対となる他方のセンサケースの断面図、第
１図(c)はＩ−Ｉ断面図、第１図(d)は取付具の断面図、
第１図(d)はII−II断面図を示す。同図において１はセ
ンサ管を示し、流体が流される。21，22は抵抗素子を示
し、セラミック基板に白金（Pt）を薄膜技術にてレーザ
ー等により蒸着し、同一所定抵抗値を持つようにされた
ものである。センサ管１は熱の伝達効率の良いように素
子の蒸着部分の長径の1/3以上の外径とする。31，32は
センサケースの２つのパーツを示す、このセンサケース
31，32はより詳細に第２図に示されている。第２図(a)
はセンサケース31を内側から見た図であって、センサ管
１や抵抗素子21，22及び後述の端子ガイド４を位置決め
する溝31が図示のように形成されている。第２図(b)，
(c)はそれぞれＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図を示し、各
溝31が位置決めされる部品対応に形成されていることを
示す。第２図(d)は他のパーツであるセンサケース32を
内側から見た図であって位置決め用の溝32が図のように
形成されているが、該溝32は溝31に比べて浅めに形成さ
れている。また、抵抗素子21，22に対向する部分にはセ
ラミック33が埋設されている。
はセンサケースの一方に各部品を実装した状態を示し、
第１図(b)は対となる他方のセンサケースの断面図、第
１図(c)はＩ−Ｉ断面図、第１図(d)は取付具の断面図、
第１図(d)はII−II断面図を示す。同図において１はセ
ンサ管を示し、流体が流される。21，22は抵抗素子を示
し、セラミック基板に白金（Pt）を薄膜技術にてレーザ
ー等により蒸着し、同一所定抵抗値を持つようにされた
ものである。センサ管１は熱の伝達効率の良いように素
子の蒸着部分の長径の1/3以上の外径とする。31，32は
センサケースの２つのパーツを示す、このセンサケース
31，32はより詳細に第２図に示されている。第２図(a)
はセンサケース31を内側から見た図であって、センサ管
１や抵抗素子21，22及び後述の端子ガイド４を位置決め
する溝31が図示のように形成されている。第２図(b)，
(c)はそれぞれＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図を示し、各
溝31が位置決めされる部品対応に形成されていることを
示す。第２図(d)は他のパーツであるセンサケース32を
内側から見た図であって位置決め用の溝32が図のように
形成されているが、該溝32は溝31に比べて浅めに形成さ
れている。また、抵抗素子21，22に対向する部分にはセ
ラミック33が埋設されている。
第１図において、４は端子ガイドを示し、その詳細が第
３図に示されている。この端子ガイドは大略平板状のセ
ラミックにリード線通過用の溝41を形成し、導電性の接
続部である端子42を３本立設したものである。この端子
ガイド４はセンサケース32の抵抗素子21，22の位置決め
用の溝31の下方に形成された溝に嵌入され、センサケー
ス32のほぼ中央部に形成された穴34から端子42が外部へ
突出するようになる。第１図(d)は取付具５及びねじ６
を示し、センサケース31，32の穴351及びねじ穴352に螺
合される。
３図に示されている。この端子ガイドは大略平板状のセ
ラミックにリード線通過用の溝41を形成し、導電性の接
続部である端子42を３本立設したものである。この端子
ガイド４はセンサケース32の抵抗素子21，22の位置決め
用の溝31の下方に形成された溝に嵌入され、センサケー
ス32のほぼ中央部に形成された穴34から端子42が外部へ
突出するようになる。第１図(d)は取付具５及びねじ６
を示し、センサケース31，32の穴351及びねじ穴352に螺
合される。
さて、質量流量センサは以下のようにして作成される。
まず、センサケース31に端子ガイド４を嵌入し、抵抗素
子21，22を位置決め用の溝31に載置し、リード線７を溝
41を介して端子42へ導き溶接又は高温ハンダを行う。つ
ぎに、センサ管１を位置決め用の溝31に入れ抵抗素子
21，22と密着させた状態で耐熱性接着剤８（例えば、エ
ポキシ、ガラス、耐熱性無機接着剤）を流入させて固定
する。このようにされたセンサケース31にセンサケース
32を重ね、穴351，ねじ穴352を合わせねじ６で取付具５
ともに螺合して各部品をセンサケース31，32によって挟
み込む。
まず、センサケース31に端子ガイド４を嵌入し、抵抗素
子21，22を位置決め用の溝31に載置し、リード線７を溝
41を介して端子42へ導き溶接又は高温ハンダを行う。つ
ぎに、センサ管１を位置決め用の溝31に入れ抵抗素子
21，22と密着させた状態で耐熱性接着剤８（例えば、エ
ポキシ、ガラス、耐熱性無機接着剤）を流入させて固定
する。このようにされたセンサケース31にセンサケース
32を重ね、穴351，ねじ穴352を合わせねじ６で取付具５
ともに螺合して各部品をセンサケース31，32によって挟
み込む。
上記の構成を、第４図に示すセンサベース10にマウント
する。センサベース10にはバイパス管11を有するバイパ
スブロック12がねじ止めされる。バイパスブロック12の
上部にはセンサ管１と結合するための穴部が形成され、
円盤状の金属シーラー13が嵌入され、この金属シーラ13
のフランジの下部にＯリング等のシール部材14が介挿さ
れガス等流体が結合部からリークせぬようにされる。ま
た、端子42にはリード線が接続される。バイパス管11は
層流素子15が設けられている。なお、第４図(a)が平面
図、第４図(b)が側面図、第４図(c)がＣ−Ｃ断面図を示
す。
する。センサベース10にはバイパス管11を有するバイパ
スブロック12がねじ止めされる。バイパスブロック12の
上部にはセンサ管１と結合するための穴部が形成され、
円盤状の金属シーラー13が嵌入され、この金属シーラ13
のフランジの下部にＯリング等のシール部材14が介挿さ
れガス等流体が結合部からリークせぬようにされる。ま
た、端子42にはリード線が接続される。バイパス管11は
層流素子15が設けられている。なお、第４図(a)が平面
図、第４図(b)が側面図、第４図(c)がＣ−Ｃ断面図を示
す。
なお、セラミック33は断熱用のものであり、熱膨張係数
は、使用温度変化により内部応力が生じないようにセン
サケース31，32、センサ管と同程度（１／l0・（ｄ１／
ｄｔ）＝１×10-6〜30×10-6）のものが使用される。
は、使用温度変化により内部応力が生じないようにセン
サケース31，32、センサ管と同程度（１／l0・（ｄ１／
ｄｔ）＝１×10-6〜30×10-6）のものが使用される。
第５図には第６図に示す端子ガイド４Ａを用いるための
センサケース31Ａ，32を示す。センサケース31Ａの溝31
が、抵抗素子21，22の位置決め用の溝ではなく、端子ガ
イド４Ａの位置決め用の溝となっていることが特徴であ
る。第５図(a)，第５図(b)は第１図(b)，(c)に順じる。
第６図(a)は端子ガイド４Ａの正面図、第６図(b)はIV−
IV断面図を示す。この図から明らかな如く抵抗素子21，
22の位置決め用の溝43が形成されている。これによる
と、断熱性が向上できる。
センサケース31Ａ，32を示す。センサケース31Ａの溝31
が、抵抗素子21，22の位置決め用の溝ではなく、端子ガ
イド４Ａの位置決め用の溝となっていることが特徴であ
る。第５図(a)，第５図(b)は第１図(b)，(c)に順じる。
第６図(a)は端子ガイド４Ａの正面図、第６図(b)はIV−
IV断面図を示す。この図から明らかな如く抵抗素子21，
22の位置決め用の溝43が形成されている。これによる
と、断熱性が向上できる。
なお、本実施例では、位置決め溝を一対のセンサケース
の両方に形成したが一方にのみ形成するようにしてもよ
い。また、端子ガイドは平板でなく、リード線の信号を
外部へ導出できれば十分である。
の両方に形成したが一方にのみ形成するようにしてもよ
い。また、端子ガイドは平板でなく、リード線の信号を
外部へ導出できれば十分である。
（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、セラミック基板に
所定抵抗値を有するように抵抗線が薄膜形成されている
抵抗素子を用いるため、トリミングが不要な上、センサ
が全て金属か耐熱材質で作られ得るため150℃以上の高
温環境で使用できることになる。また、位置決め手段が
あることから、上記トリミングの不要と相俟って製造を
簡単にしかも精度よく行うことができる。
所定抵抗値を有するように抵抗線が薄膜形成されている
抵抗素子を用いるため、トリミングが不要な上、センサ
が全て金属か耐熱材質で作られ得るため150℃以上の高
温環境で使用できることになる。また、位置決め手段が
あることから、上記トリミングの不要と相俟って製造を
簡単にしかも精度よく行うことができる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図、第３図は
本発明の一実施例の要部の構成図、第４図は本発明の一
実施例の全体像を示す図、第５図、第６図は本発明の他
の実施例を構成する部品の構成図である。 １……センサ管 21，22……抵抗素子 31，31Ａ，32……センサケース ４，４Ａ……端子ガイド ５……取付具、６……ねじ ７……リード線、８……耐熱性接着剤 10……センサベース、11……バイパス管 12……バイパスブロック 13……金属シーラー、14……シール部材 31……溝、33……セラミック 42……端子
本発明の一実施例の要部の構成図、第４図は本発明の一
実施例の全体像を示す図、第５図、第６図は本発明の他
の実施例を構成する部品の構成図である。 １……センサ管 21，22……抵抗素子 31，31Ａ，32……センサケース ４，４Ａ……端子ガイド ５……取付具、６……ねじ ７……リード線、８……耐熱性接着剤 10……センサベース、11……バイパス管 12……バイパスブロック 13……金属シーラー、14……シール部材 31……溝、33……セラミック 42……端子
Claims (3)
- 【請求項１】流体が流されるセンサ管と、 このセンサ管の外壁であって、当該センサ管に流体を流
したときの上流側と下流側とに接して設けられ、セラミ
ック基板に所定抵抗値を有するように抵抗線が薄膜形成
された第１、第２の抵抗素子と、 前記センサ管の所定位置に前記第１、第２の抵抗素子を
位置決めする位置決め手段と、 前記第１、第２の抵抗素子を前記センサ管に当接固定す
る当接固定手段と、 前記第１、第２の抵抗素子を覆うセンサケースと、 このセンサケースと絶縁され前記第１、第２のセンサ素
子から延びるリード線に接続されて信号を外部へ導出す
る接続部とを備えた質量流量センサ。 - 【請求項２】流体が流されるセンサ管と、 このセンサ管の外壁であって、当該センサ管に流体を流
したときの上流側と下流側とに接して設けられ、セラミ
ック基板に所定抵抗値を有するように抵抗線が薄膜形成
された第１、第２の抵抗素子と、 この第１、第２の抵抗素子から延びるリード線が接続さ
れる接続部が埋め込まれた端子ガイドと、 前記センサ管、前記第１、第２の抵抗素子及び前記端子
ガイドを位置決めする溝と前記端子を外部へ導く穴とが
形成され、二つの部材が合わさって前記センサ管、前記
第１、第２の抵抗素子及び前記端子ガイドを挟み込むセ
ンサケースとを備えた質量流量センサ。 - 【請求項３】流体が流されるセンサ管と、 このセンサ管の外壁であって、当該センサ管に流体を流
したときの上流側と下流側とに接して設けられ、セラミ
ック基板に所定抵抗値を有するように抵抗線が薄膜形成
された第１、第２の抵抗素子と、 この第１、第２の抵抗素子から延びるリード線が接続さ
れる接続部が埋め込まれ、かつ、前記第１、第２の抵抗
素子を位置決めする溝が形成された端子ガイドと、 前記センサ管及び前記端子ガイドを位置決めする溝と前
記接続部を外部へ導く穴とが形成され、二つの部材が合
わさって前記センサ管、前記第１、第２の抵抗素子及び
前記端子ガイドを挟み込むセンサケースとを備えた質量
流量センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235584A JPH0663804B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 質量流量センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235584A JPH0663804B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 質量流量センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0399230A JPH0399230A (ja) | 1991-04-24 |
| JPH0663804B2 true JPH0663804B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=16988163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1235584A Expired - Fee Related JPH0663804B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 質量流量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663804B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010042804A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-25 | Ge Aviation Systems Llc | 電気部品物理的保護の方法及び装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6655207B1 (en) * | 2000-02-16 | 2003-12-02 | Honeywell International Inc. | Flow rate module and integrated flow restrictor |
| US8418549B2 (en) | 2011-01-31 | 2013-04-16 | Honeywell International Inc. | Flow sensor assembly with integral bypass channel |
| JP6217226B2 (ja) * | 2013-08-09 | 2017-10-25 | 日立金属株式会社 | 熱式質量流量計、質量流量制御装置、及び熱式質量流量計の製造方法 |
| JP6273023B2 (ja) * | 2013-09-10 | 2018-01-31 | モレックス エルエルシー | センサを備えるコネクタ |
| US9952079B2 (en) | 2015-07-15 | 2018-04-24 | Honeywell International Inc. | Flow sensor |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP1235584A patent/JPH0663804B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010042804A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-25 | Ge Aviation Systems Llc | 電気部品物理的保護の方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0399230A (ja) | 1991-04-24 |
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