JPH0954109A - 流速センサ - Google Patents
流速センサInfo
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- JPH0954109A JPH0954109A JP20431695A JP20431695A JPH0954109A JP H0954109 A JPH0954109 A JP H0954109A JP 20431695 A JP20431695 A JP 20431695A JP 20431695 A JP20431695 A JP 20431695A JP H0954109 A JPH0954109 A JP H0954109A
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- electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 限られた基台上における電極配置を、任意の
電極間で絶縁体表面の沿面距離を最大にする最適化配置
を行うことにより、電解腐食の発生を抑制する。 【解決手段】 導体または半導体上に絶縁体膜１６を有
する基台１Ａと、この基台１Ａの一部に空間を設けて薄
肉状に形成されたダイアフラム部３と、このダイアフラ
ム部３に形成されたヒータエレメント４と、基台１Ａ上
に形成されたヒータエレメント４の電極１０′，１１′
とを備え、基台１Ａの縁部と電極１０′，１１′との間
の基台１Ａ表面における沿面距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ
４，Ｌ５，Ｌ６の最小値を１としたとき、電位の異なる
２つの電極１０′，１１′間の基台１Ａ表面における沿
面距離Ｌ７の最小値を１．８以上２．２以下とする。
電極間で絶縁体表面の沿面距離を最大にする最適化配置
を行うことにより、電解腐食の発生を抑制する。 【解決手段】 導体または半導体上に絶縁体膜１６を有
する基台１Ａと、この基台１Ａの一部に空間を設けて薄
肉状に形成されたダイアフラム部３と、このダイアフラ
ム部３に形成されたヒータエレメント４と、基台１Ａ上
に形成されたヒータエレメント４の電極１０′，１１′
とを備え、基台１Ａの縁部と電極１０′，１１′との間
の基台１Ａ表面における沿面距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ
４，Ｌ５，Ｌ６の最小値を１としたとき、電位の異なる
２つの電極１０′，１１′間の基台１Ａ表面における沿
面距離Ｌ７の最小値を１．８以上２．２以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被測定流体の流速
を測定する流速センサに係わり、特に少なくとも発熱体
を備えたダイアフラム構造またはブリッジ構造を有する
流速センサに関し、詳細には各エレメントの電極の配置
構造に関するものである。
を測定する流速センサに係わり、特に少なくとも発熱体
を備えたダイアフラム構造またはブリッジ構造を有する
流速センサに関し、詳細には各エレメントの電極の配置
構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は、この種の流速センサの構成を
示す平面図である。図１１において、半導体からなる基
台１の表面中央部分には、この基台１に対して空隙部２
を介して熱的に絶縁された薄膜状のダイアフラム部３が
形成されており、このダイアフラム部３の中央部分に
は、ヒータエレメント４が形成され、さらにこのヒータ
エレメント４の両側にはそれぞれ独立した熱感知用の測
温抵抗エレメント５，６が形成されている。
示す平面図である。図１１において、半導体からなる基
台１の表面中央部分には、この基台１に対して空隙部２
を介して熱的に絶縁された薄膜状のダイアフラム部３が
形成されており、このダイアフラム部３の中央部分に
は、ヒータエレメント４が形成され、さらにこのヒータ
エレメント４の両側にはそれぞれ独立した熱感知用の測
温抵抗エレメント５，６が形成されている。
【０００３】また、この基台１上の表面には、この基台
１のエッチングのための多数のスリット３１が開設さ
れ、ヒータエレメント４および測温抵抗エレメント５，
６の周辺部を、その基台１の表面に開設された多数の細
かいスリット３１を介して例えば異方性エッチングを行
うことにより、内側の逆台形状の空気スペースを有する
空隙部２が形成されている。これによってこの空隙部２
の上部には、基台１からダイアフラム状に空間的に隔離
され、この基台１からヒータエレメント４および両側の
測温抵抗エレメント５，６が熱的に絶縁されて支持され
たダイアフラム部３が形成される構造となっている。
１のエッチングのための多数のスリット３１が開設さ
れ、ヒータエレメント４および測温抵抗エレメント５，
６の周辺部を、その基台１の表面に開設された多数の細
かいスリット３１を介して例えば異方性エッチングを行
うことにより、内側の逆台形状の空気スペースを有する
空隙部２が形成されている。これによってこの空隙部２
の上部には、基台１からダイアフラム状に空間的に隔離
され、この基台１からヒータエレメント４および両側の
測温抵抗エレメント５，６が熱的に絶縁されて支持され
たダイアフラム部３が形成される構造となっている。
【０００４】なお、８は被測定流体が流れる矢印方向を
示し、９は基台１上の周辺部に形成されかつ基台１の温
度を測定するための周囲測温抵抗エレメント、３１はダ
イアフラム部３において、風上側から風下側に向かって
それぞれ測温抵抗エレメント５，ヒータエレメント４，
測温抵抗エレメント６の配列前後に空隙部２と貫通して
連続的に開設されたスリットである。
示し、９は基台１上の周辺部に形成されかつ基台１の温
度を測定するための周囲測温抵抗エレメント、３１はダ
イアフラム部３において、風上側から風下側に向かって
それぞれ測温抵抗エレメント５，ヒータエレメント４，
測温抵抗エレメント６の配列前後に空隙部２と貫通して
連続的に開設されたスリットである。
【０００５】また、１０，１１はヒータエレメント４の
両端に接続された電極、１２は周囲測温抵抗エレメント
９の一端に接続された電極、１３は風上側の測温抵抗エ
レメント５の一端に接続された電極、１４は風下側の測
温抵抗エレメント６の一端に接続された電極、１５は風
上側の測温抵抗エレメント５の他端と風下側の測温抵抗
エレメント６の他端にそれぞれ接続された共通電極であ
る。なお、これらのヒータエレメント４，測温抵抗エレ
メント５，測温抵抗エレメント６および周囲測温抵抗エ
レメント９およびこれらの抵抗エレメント４，５，６，
９の端部に接続されている電極パターンは、例えば白金
などにより一体的形成され、これらの電極パターン上に
斜線部分で示すような形状で電極１０〜１５が形成され
る構造となっている。
両端に接続された電極、１２は周囲測温抵抗エレメント
９の一端に接続された電極、１３は風上側の測温抵抗エ
レメント５の一端に接続された電極、１４は風下側の測
温抵抗エレメント６の一端に接続された電極、１５は風
上側の測温抵抗エレメント５の他端と風下側の測温抵抗
エレメント６の他端にそれぞれ接続された共通電極であ
る。なお、これらのヒータエレメント４，測温抵抗エレ
メント５，測温抵抗エレメント６および周囲測温抵抗エ
レメント９およびこれらの抵抗エレメント４，５，６，
９の端部に接続されている電極パターンは、例えば白金
などにより一体的形成され、これらの電極パターン上に
斜線部分で示すような形状で電極１０〜１５が形成され
る構造となっている。
【０００６】このように構成される流速センサは、被測
定流体の流れの中に配置し、ヒータエレメント４に電流
を流して加熱し、矢印方向８から被測定流体が流れる
と、上流側の測温抵抗エレメント５は被測定流体の流れ
によって冷却されて降温し、一方、下流側の測温抵抗エ
レメント６は温度が上昇する。この結果、上流側の測温
抵抗エレメント５と下流側の測温抵抗エレメント６との
間に温度差が生じ、抵抗値が変化する。このため、上流
側の測温抵抗エレメント５と下流側測温抵抗エレメント
６とをホィートストンブリッジ回路に組み込み、その抵
抗値の変化を電圧に変換することにより、被測定流体の
流速に応じた電圧出力が得られ、この結果、被測定流体
の流速を検出することができる。
定流体の流れの中に配置し、ヒータエレメント４に電流
を流して加熱し、矢印方向８から被測定流体が流れる
と、上流側の測温抵抗エレメント５は被測定流体の流れ
によって冷却されて降温し、一方、下流側の測温抵抗エ
レメント６は温度が上昇する。この結果、上流側の測温
抵抗エレメント５と下流側の測温抵抗エレメント６との
間に温度差が生じ、抵抗値が変化する。このため、上流
側の測温抵抗エレメント５と下流側測温抵抗エレメント
６とをホィートストンブリッジ回路に組み込み、その抵
抗値の変化を電圧に変換することにより、被測定流体の
流速に応じた電圧出力が得られ、この結果、被測定流体
の流速を検出することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成された流速センサは、一般に水分，ハロゲン化
物または電界などが存在する環境下で使用されるため、
以下に説明するような問題があった。すなわち、この種
の流速センサは、基台１上に形成された電極１０〜１５
が絶縁体などにより完全に被覆されず、露出しているた
め、被測定流体中に電解質（特にハロゲン元素）を含む
ダストが含まれていると、ヒータエレメント４により形
成される温度分布および被測定流体の流れ方向などによ
り、ヒータエレメント４の横（被測定流体の流れと直交
する方向）の基台１とダイアフラム部３との境界線上お
よびその部分を起点とする流れと平行な下流方向の線を
延長した基台１上に仮想的に引かれた線分上にダスト付
着の偏りが発生する。このため、ダスト付着の多い部分
の近傍に電極が配設されていると、電解腐食が発生する
という問題があった。特に被測定流体中に含まれるダス
ト、特にハロゲン化物を含むダストは、水分と電界とを
伴って電解腐食を加速させることになる。
うに構成された流速センサは、一般に水分，ハロゲン化
物または電界などが存在する環境下で使用されるため、
以下に説明するような問題があった。すなわち、この種
の流速センサは、基台１上に形成された電極１０〜１５
が絶縁体などにより完全に被覆されず、露出しているた
め、被測定流体中に電解質（特にハロゲン元素）を含む
ダストが含まれていると、ヒータエレメント４により形
成される温度分布および被測定流体の流れ方向などによ
り、ヒータエレメント４の横（被測定流体の流れと直交
する方向）の基台１とダイアフラム部３との境界線上お
よびその部分を起点とする流れと平行な下流方向の線を
延長した基台１上に仮想的に引かれた線分上にダスト付
着の偏りが発生する。このため、ダスト付着の多い部分
の近傍に電極が配設されていると、電解腐食が発生する
という問題があった。特に被測定流体中に含まれるダス
ト、特にハロゲン化物を含むダストは、水分と電界とを
伴って電解腐食を加速させることになる。
【０００８】また、耐腐食性を向上させるために図４に
示す従来の電極１０〜１５の配置構造に対して図５に示
すように基台１の縦横寸法を大きく形成して電極配置可
能領域１Ｓ1，１Ｓ2内において、例えば電極１１と電極
１２との間の間隔ｌを拡大させて配設する構造は、コス
トアップとなるという問題があった。
示す従来の電極１０〜１５の配置構造に対して図５に示
すように基台１の縦横寸法を大きく形成して電極配置可
能領域１Ｓ1，１Ｓ2内において、例えば電極１１と電極
１２との間の間隔ｌを拡大させて配設する構造は、コス
トアップとなるという問題があった。
【０００９】また、電極配置可能領域１Ｓ1，１Ｓ2部分
を絶縁体で完全に被覆する対策として、基台１の全面を
薄い被膜で被覆すると、ヒータエレメント４および測温
抵抗エレメント５，６の熱容量を増加させたり、熱の逃
げを大きくしたりしてセンサ特性を低下させるという問
題が生じる。
を絶縁体で完全に被覆する対策として、基台１の全面を
薄い被膜で被覆すると、ヒータエレメント４および測温
抵抗エレメント５，６の熱容量を増加させたり、熱の逃
げを大きくしたりしてセンサ特性を低下させるという問
題が生じる。
【００１０】また、電極配置可能領域１Ｓ1，１Ｓ2部分
をエポキシ樹脂またはシリコンゴムのような絶縁体で選
択的に被覆する場合では、コストアップのみならず、被
測定流体の流れに乱れを生じさせる。また、その絶縁体
の形状にばらつきがある場合には、そのばらつきがセン
サ特性のばらつきに大きく影響してしまうという問題が
生じる。
をエポキシ樹脂またはシリコンゴムのような絶縁体で選
択的に被覆する場合では、コストアップのみならず、被
測定流体の流れに乱れを生じさせる。また、その絶縁体
の形状にばらつきがある場合には、そのばらつきがセン
サ特性のばらつきに大きく影響してしまうという問題が
生じる。
【００１１】また、電極形状は、正方形または長方形な
どが一般的に用いられるが、これらの電極形状は、電極
の角部に電界が集中し、電解腐食に伴うマイグレーショ
ン現象による短絡不良に対する信頼性を著しく低下させ
ることになる。
どが一般的に用いられるが、これらの電極形状は、電極
の角部に電界が集中し、電解腐食に伴うマイグレーショ
ン現象による短絡不良に対する信頼性を著しく低下させ
ることになる。
【００１２】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、限
られた基台上における電極配置を、任意の電極間で絶縁
体表面の沿面距離を最大にする最適化配置を行うことに
より、電解腐食の発生を抑制することができる流速セン
サを提供することにある。
を解決するためになされたものであり、その目的は、限
られた基台上における電極配置を、任意の電極間で絶縁
体表面の沿面距離を最大にする最適化配置を行うことに
より、電解腐食の発生を抑制することができる流速セン
サを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、導体または半導体上に絶縁体膜を有
する基台と、この基台の一部に開口部を有する空間を設
けて薄肉状に形成されたブリッジ部と、このブリッジ部
上に形成された発熱体とを少なくとも有し、発熱体の電
極が基台上に配置された流速センサにおいて、基台の縁
部および開口部の縁部と、電極との間の基台表面におけ
る沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異なる２つ
の電極間の前記基台表面における沿面距離の最小値を
１．８以上２．２以下とするものである。
るために本発明は、導体または半導体上に絶縁体膜を有
する基台と、この基台の一部に開口部を有する空間を設
けて薄肉状に形成されたブリッジ部と、このブリッジ部
上に形成された発熱体とを少なくとも有し、発熱体の電
極が基台上に配置された流速センサにおいて、基台の縁
部および開口部の縁部と、電極との間の基台表面におけ
る沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異なる２つ
の電極間の前記基台表面における沿面距離の最小値を
１．８以上２．２以下とするものである。
【００１４】また、他の発明は、導体または半導体上に
絶縁体膜を有する基台と、この基台の一部に空間を設け
て薄肉状に形成されたダイアフラム部と、このダイアフ
ラム部に形成された発熱体とを少なくとも有し、発熱体
の電極が基台上に配置された流速センサにおいて、基台
の縁部と、電極との間の基台表面における沿面距離の最
小値を１としたとき、電位の異なる２つの電極間の基台
表面における沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下
とするものである。
絶縁体膜を有する基台と、この基台の一部に空間を設け
て薄肉状に形成されたダイアフラム部と、このダイアフ
ラム部に形成された発熱体とを少なくとも有し、発熱体
の電極が基台上に配置された流速センサにおいて、基台
の縁部と、電極との間の基台表面における沿面距離の最
小値を１としたとき、電位の異なる２つの電極間の基台
表面における沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下
とするものである。
【００１５】また、他の発明は、導体または半導体上に
絶縁体膜を有する基台と、この基台の一部に空間を設け
て薄肉状に形成されたダイアフラム部と、このダイアフ
ラム部に形成された発熱体と、ダイアフラム部に形成さ
れたスリットと、基台上に形成された基台温度検出器と
を少なくとも備え、発熱体および基台温度検出器の各電
極が前記基台上の縁部に配設された流速センサにおい
て、基台の縁部およびスリットの縁部と、電極との間の
基台表面における沿面距離および被測定流体の流れに対
して平行な方向のダイアフラム部と基台との境界部の中
央部および被測定流体に対してその下流側の領域と、電
極のうち最も電位の低い電極との間の基台の表面におけ
る沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異なる２つ
の電極間の基台表面における沿面距離および被測定流体
の流れに対して平行な方向のダイアフラム部と基台との
境界部の中央部および被測定流体に対してその下流側の
領域と、電極のうち最も電位の低い電極以外の電極との
間の基台表面における沿面距離の最小値を１．８以上
２．２以下とするものである。
絶縁体膜を有する基台と、この基台の一部に空間を設け
て薄肉状に形成されたダイアフラム部と、このダイアフ
ラム部に形成された発熱体と、ダイアフラム部に形成さ
れたスリットと、基台上に形成された基台温度検出器と
を少なくとも備え、発熱体および基台温度検出器の各電
極が前記基台上の縁部に配設された流速センサにおい
て、基台の縁部およびスリットの縁部と、電極との間の
基台表面における沿面距離および被測定流体の流れに対
して平行な方向のダイアフラム部と基台との境界部の中
央部および被測定流体に対してその下流側の領域と、電
極のうち最も電位の低い電極との間の基台の表面におけ
る沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異なる２つ
の電極間の基台表面における沿面距離および被測定流体
の流れに対して平行な方向のダイアフラム部と基台との
境界部の中央部および被測定流体に対してその下流側の
領域と、電極のうち最も電位の低い電極以外の電極との
間の基台表面における沿面距離の最小値を１．８以上
２．２以下とするものである。
【００１６】また、他の発明は、導体または半導体上に
絶縁体膜を有する基台と、この基台の一部に開口部を有
する空間を設けて薄肉状に形成されたブリッジ部と、こ
のブリッジ部に形成された発熱体と、この発熱体の両側
に形成された温度検出器と、基台上に形成された基台温
度検出器とを少なくとも備え、発熱体および基台温度検
出器の各電極が基台上の縁部に配設された流速センサに
おいて、基台の縁部および開口部の縁部と、電極との間
の基台表面における沿面距離および被測定流体の流れに
対して平行な方向のブリッジ部と基台との境界部の中央
部および被測定流体に対してその下流側の領域と、電極
のうち最も電位の低い電極との間の基台の表面における
沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異なる２つの
電極間の基台表面における沿面距離および被測定流体の
流れに対して平行な方向のブリッジ部と基台との境界部
の中央部および被測定流体に対してその下流側の領域
と、電極のうち最も電位の低い電極以外の電極との間の
基台表面における沿面距離の最小値を１．８以上２．２
以下とするものである。
絶縁体膜を有する基台と、この基台の一部に開口部を有
する空間を設けて薄肉状に形成されたブリッジ部と、こ
のブリッジ部に形成された発熱体と、この発熱体の両側
に形成された温度検出器と、基台上に形成された基台温
度検出器とを少なくとも備え、発熱体および基台温度検
出器の各電極が基台上の縁部に配設された流速センサに
おいて、基台の縁部および開口部の縁部と、電極との間
の基台表面における沿面距離および被測定流体の流れに
対して平行な方向のブリッジ部と基台との境界部の中央
部および被測定流体に対してその下流側の領域と、電極
のうち最も電位の低い電極との間の基台の表面における
沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異なる２つの
電極間の基台表面における沿面距離および被測定流体の
流れに対して平行な方向のブリッジ部と基台との境界部
の中央部および被測定流体に対してその下流側の領域
と、電極のうち最も電位の低い電極以外の電極との間の
基台表面における沿面距離の最小値を１．８以上２．２
以下とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態について詳細に説明する。ここで、本発明による流
速センサの構成の理解を容易にするために電解腐食の発
生原因について詳細に説明する。図６（ａ）に示すよう
に一般にある電極間に電圧Ｖ0 が印加され、その電極間
にあるリークパスが存在している場合、電極とリークパ
スとの間に二重層容量Ｃｄとファラデーインピーダンス
Ｚｆとの並列成分が、また、リークパス自身にはそのイ
ンピーダンスＲが存在する。
形態について詳細に説明する。ここで、本発明による流
速センサの構成の理解を容易にするために電解腐食の発
生原因について詳細に説明する。図６（ａ）に示すよう
に一般にある電極間に電圧Ｖ0 が印加され、その電極間
にあるリークパスが存在している場合、電極とリークパ
スとの間に二重層容量Ｃｄとファラデーインピーダンス
Ｚｆとの並列成分が、また、リークパス自身にはそのイ
ンピーダンスＲが存在する。
【００１８】一般に電解腐食は、このようなリークパス
を電極間に持つ系にある電圧Ｖ0 が印加されている場
合、電極間にあるリーク電流ＩL が流れ、このうちのあ
る割合の電流が電解腐食に寄与している。すなわち、こ
のリーク電流を抑制すれば、電解腐食が抑制できること
になる。このリーク電流ＩL は、図６，図７および下記
式１に示す関係により必然的に決まってくる。
を電極間に持つ系にある電圧Ｖ0 が印加されている場
合、電極間にあるリーク電流ＩL が流れ、このうちのあ
る割合の電流が電解腐食に寄与している。すなわち、こ
のリーク電流を抑制すれば、電解腐食が抑制できること
になる。このリーク電流ＩL は、図６，図７および下記
式１に示す関係により必然的に決まってくる。
【００１９】ここで、リーク電流をＩL ，電極間印加電
圧をＶ0 ，リーク電流が流れる沿面絶縁抵抗をＲ，陽極
電極とリークパス界面との電位差をＶａ，陰極電極とリ
ークパス界面との電位差をＶｃとすると、概ね以下の関
係が成り立つ。 Ｖ0 ＝Ｖａ（Ｉｃ）＋Ｖｃ（Ｉｃ）＋ＩL ・Ｒ ・・・・（１） ＩL〜Ｃ1・ｅｘｐ（Ｃ2・Ｖａ） ＩL〜Ｃ3・ｅｘｐ（Ｃ4・Ｖｃ） ここでＣ1〜Ｃ4は定数である。
圧をＶ0 ，リーク電流が流れる沿面絶縁抵抗をＲ，陽極
電極とリークパス界面との電位差をＶａ，陰極電極とリ
ークパス界面との電位差をＶｃとすると、概ね以下の関
係が成り立つ。 Ｖ0 ＝Ｖａ（Ｉｃ）＋Ｖｃ（Ｉｃ）＋ＩL ・Ｒ ・・・・（１） ＩL〜Ｃ1・ｅｘｐ（Ｃ2・Ｖａ） ＩL〜Ｃ3・ｅｘｐ（Ｃ4・Ｖｃ） ここでＣ1〜Ｃ4は定数である。
【００２０】上記式１および図７から判るようにリーク
電流ＩL は、電極−リークパス界面の電位差Ｖａおよび
電位差Ｖｃに対して一般に指数関数的に増加する。この
ため、リーク電流ＩL を小さく抑制するためには、印加
電圧Ｖ0 を小さくする若しくは沿面絶縁抵抗Ｒを増加さ
せ、ＩL ・Ｒによる電圧降下分を増加させ、電極界面の
電位差Ｖａおよび電位差Ｖｃを減少させる二通りが考え
られる。
電流ＩL は、電極−リークパス界面の電位差Ｖａおよび
電位差Ｖｃに対して一般に指数関数的に増加する。この
ため、リーク電流ＩL を小さく抑制するためには、印加
電圧Ｖ0 を小さくする若しくは沿面絶縁抵抗Ｒを増加さ
せ、ＩL ・Ｒによる電圧降下分を増加させ、電極界面の
電位差Ｖａおよび電位差Ｖｃを減少させる二通りが考え
られる。
【００２１】一般に印加電圧は、限定されているため、
この対策実施は困難である。しかしながら、電極間の沿
面絶縁抵抗Ｒを増加させる方法としては、以下の方法が
考えられる。 （１）電極間の距離を拡大する。 （２）絶縁体の沿面絶縁抵抗率を増加させる。 （３）電極を絶縁体で被覆する。
この対策実施は困難である。しかしながら、電極間の沿
面絶縁抵抗Ｒを増加させる方法としては、以下の方法が
考えられる。 （１）電極間の距離を拡大する。 （２）絶縁体の沿面絶縁抵抗率を増加させる。 （３）電極を絶縁体で被覆する。
【００２２】前述した（２）の対策に関しては、以下の
ような問題がある。センサデバイス自身を被測定流体に
接触させるような状態で使用される流速センサにおいて
は、電極間の絶縁体表面も被測定流体に晒されることに
なる。この場合、初期的に絶縁体表面を清浄にして沿面
絶縁抵抗を高くしたとしても、経時的にダストなどの付
着や水分の吸着により表面絶縁抵抗は劣化してしまう。
このため、前述した（２）の対策を効果のあるものにす
るためには完全なダストや水分の除去を行う機構が付加
的に必要になる。しかし、これを実現することは極めて
困難である。したがって前述した（２）の対策を実施す
ることは困難である。また、前述した（３）の対策に関
しても、前述した理由により問題が生じる。
ような問題がある。センサデバイス自身を被測定流体に
接触させるような状態で使用される流速センサにおいて
は、電極間の絶縁体表面も被測定流体に晒されることに
なる。この場合、初期的に絶縁体表面を清浄にして沿面
絶縁抵抗を高くしたとしても、経時的にダストなどの付
着や水分の吸着により表面絶縁抵抗は劣化してしまう。
このため、前述した（２）の対策を効果のあるものにす
るためには完全なダストや水分の除去を行う機構が付加
的に必要になる。しかし、これを実現することは極めて
困難である。したがって前述した（２）の対策を実施す
ることは困難である。また、前述した（３）の対策に関
しても、前述した理由により問題が生じる。
【００２３】一方、前述した（１）の対策は、経時的な
ダスト付着や水分吸着があっても、対策を施したもの
と、施さないものとの間には相対的な差異が歴然を現れ
る。すなわち、前述した（１）の対策では、デバイスの
設置される環境に依らず、相対的な改善効果が得られる
ことになる。
ダスト付着や水分吸着があっても、対策を施したもの
と、施さないものとの間には相対的な差異が歴然を現れ
る。すなわち、前述した（１）の対策では、デバイスの
設置される環境に依らず、相対的な改善効果が得られる
ことになる。
【００２４】前述した（１）の対策を実現するには、以
下の三通りの方法が考えられる。 （Ａ）図５に示すように基台１の縦横寸法のみを拡大
し、その結果として各電極間間隔ｌを拡大する。 （Ｂ）基台１の縦横寸法は変更せずに各電極の縦横寸法
を可能な限り小さくし、その結果として各電極間間隔ｌ
を拡大する。 （Ｃ）図２に示すように基台１の縦横寸法は変更せずに
基台１の縁から電極までの寸法をＬとしたとき、電極間
間隔を２Ｌ以上とするような電極の最適配置を行う。
下の三通りの方法が考えられる。 （Ａ）図５に示すように基台１の縦横寸法のみを拡大
し、その結果として各電極間間隔ｌを拡大する。 （Ｂ）基台１の縦横寸法は変更せずに各電極の縦横寸法
を可能な限り小さくし、その結果として各電極間間隔ｌ
を拡大する。 （Ｃ）図２に示すように基台１の縦横寸法は変更せずに
基台１の縁から電極までの寸法をＬとしたとき、電極間
間隔を２Ｌ以上とするような電極の最適配置を行う。
【００２５】前述した（Ａ）は、一般に流速センサのコ
ストアップとなり、また、全体の形状が大きくなるた
め、狭い流路への設置が困難になるなどの問題が生じ
る。しかしながら、前述した（Ｂ），（Ｃ）については
電極形状および配置の変更のみで対応が可能であり、有
効である。本発明では、この（Ｂ），（Ｃ）の方法に対
応する。
ストアップとなり、また、全体の形状が大きくなるた
め、狭い流路への設置が困難になるなどの問題が生じ
る。しかしながら、前述した（Ｂ），（Ｃ）については
電極形状および配置の変更のみで対応が可能であり、有
効である。本発明では、この（Ｂ），（Ｃ）の方法に対
応する。
【００２６】
【実施例】以下、ダストの付着が問題とならない場合の
実施例について図面を用いて詳細に説明する。図１は、
本発明による発熱体および基台温度検出器を有する流速
センサの一実施例による構成を説明する要部平面図であ
り、前述した図と同一部分には同一符号を付してある。
図１において、例えばシリコンなどの半導体または導体
により形成されかつ表面に例えば窒化シリコン，酸化シ
リコンまたは酸化タンタルなどの絶縁膜１６が形成され
た基台１Ａには、その中央部にダイアフラム部３が形成
されるとともに、このダイアフラム部３上にはヒータエ
レメント４が形成され、基台１Ａ上の対向する角部の電
極配置可能領域１Ｓ1 ，１Ｓ2 には、それぞれ電極寸法
を最小化したヒータエレメント４の電極１０′，１１′
および周囲測温抵抗エレメント９の電極１２′，１２″
が各電極間間隔ｌを大きくして配置されて電極配置が最
適化されている。なお、この場合、基台１Ａは、縦横方
向の寸法が従来構造と全く同様で変更されていない構造
となっている。
実施例について図面を用いて詳細に説明する。図１は、
本発明による発熱体および基台温度検出器を有する流速
センサの一実施例による構成を説明する要部平面図であ
り、前述した図と同一部分には同一符号を付してある。
図１において、例えばシリコンなどの半導体または導体
により形成されかつ表面に例えば窒化シリコン，酸化シ
リコンまたは酸化タンタルなどの絶縁膜１６が形成され
た基台１Ａには、その中央部にダイアフラム部３が形成
されるとともに、このダイアフラム部３上にはヒータエ
レメント４が形成され、基台１Ａ上の対向する角部の電
極配置可能領域１Ｓ1 ，１Ｓ2 には、それぞれ電極寸法
を最小化したヒータエレメント４の電極１０′，１１′
および周囲測温抵抗エレメント９の電極１２′，１２″
が各電極間間隔ｌを大きくして配置されて電極配置が最
適化されている。なお、この場合、基台１Ａは、縦横方
向の寸法が従来構造と全く同様で変更されていない構造
となっている。
【００２７】この場合、各電極の配置構造は、基台１Ａ
の縁部と各電極１０′，１１′，１２′，１２″との間
の基台表面における沿面距離をそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，
Ｌ１２としたとき、電位の異なる電極間距離Ｌ７，Ｌ１
２の最小値は、これらの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，
Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１の最小値の
１．８〜２．２倍となって形成されている。
の縁部と各電極１０′，１１′，１２′，１２″との間
の基台表面における沿面距離をそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１，
Ｌ１２としたとき、電位の異なる電極間距離Ｌ７，Ｌ１
２の最小値は、これらの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，
Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０，Ｌ１１の最小値の
１．８〜２．２倍となって形成されている。
【００２８】ここで、これらの電極１０′〜１２″は、
図示しないが、ヒータエレメント４および周囲測温エレ
メント９の両端に接続されている電極パターン上に例え
ば窒化シリコンなどの絶縁膜を形成し、この絶縁膜を選
択的にエッチングして下地の白金膜が露出する開口部を
形成し、この開口部に金または金合金を被膜して形成さ
れる構造となっている。
図示しないが、ヒータエレメント４および周囲測温エレ
メント９の両端に接続されている電極パターン上に例え
ば窒化シリコンなどの絶縁膜を形成し、この絶縁膜を選
択的にエッチングして下地の白金膜が露出する開口部を
形成し、この開口部に金または金合金を被膜して形成さ
れる構造となっている。
【００２９】図２は、本発明による流速センサの他の実
施例による構成を説明する要部平面図であり、前述した
図１と同一部分には同一符号を付してある。図２におい
て、基台１Ａの一部には、開口部１ａを有する空間を設
けて薄肉状に形成されたブリッジ部３′が形成されてい
る。また、このブリッジ部３′上には、ヒータエレメン
ト４が形成され、基台１Ｂ上には周囲測温抵抗エレメン
ト９が形成されるとともにヒータエレメント４の電極１
０′，１１′および周囲測温抵抗エレメント９の電極１
２′，１２″が形成されている。なお、この場合も、基
台１Ａは、縦横方向の寸法が従来構造と全く同様で変更
されていない構造となっている。
施例による構成を説明する要部平面図であり、前述した
図１と同一部分には同一符号を付してある。図２におい
て、基台１Ａの一部には、開口部１ａを有する空間を設
けて薄肉状に形成されたブリッジ部３′が形成されてい
る。また、このブリッジ部３′上には、ヒータエレメン
ト４が形成され、基台１Ｂ上には周囲測温抵抗エレメン
ト９が形成されるとともにヒータエレメント４の電極１
０′，１１′および周囲測温抵抗エレメント９の電極１
２′，１２″が形成されている。なお、この場合も、基
台１Ａは、縦横方向の寸法が従来構造と全く同様で変更
されていない構造となっている。
【００３０】この場合、各電極の配置構造は、基台１Ａ
の縁部と各電極１０′，１１′，１２′，１２″との間
の基台表面における沿面距離をそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１
３とし、開口部１ａの縁部と各電極１０′，１１′，１
２′，１２″との間の基台表面における沿面距離をそれ
ぞれＬ７，Ｌ８，Ｌ１４，Ｌ１５としたとき、電位の異
なる電極１０′，１１′間および電極１２′，１２″間
の距離Ｌ９，Ｌ１６の最小値は、これらの距離Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０，Ｌ１１，
Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５の最小値の１．８〜
２．２倍となって形成されている。
の縁部と各電極１０′，１１′，１２′，１２″との間
の基台表面における沿面距離をそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１
３とし、開口部１ａの縁部と各電極１０′，１１′，１
２′，１２″との間の基台表面における沿面距離をそれ
ぞれＬ７，Ｌ８，Ｌ１４，Ｌ１５としたとき、電位の異
なる電極１０′，１１′間および電極１２′，１２″間
の距離Ｌ９，Ｌ１６の最小値は、これらの距離Ｌ１，Ｌ
２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０，Ｌ１１，
Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１５の最小値の１．８〜
２．２倍となって形成されている。
【００３１】このような構成においては、基台１Ａが半
導体または導体で形成され、基台１Ａの縁部には半導体
または導体が露出しているので、各電極間および各電極
から基台１Ａの縁部までの間隔を考慮する必要がある。
この場合、基台１Ａの縁部から例えば電極１２′までの
間隔をＬとしたとき、電位の異なる電極１２′と電極１
２″との間の間隔をほぼ２Ｌとするのが最適な配置とな
る。なお、電極１０′と電極１１′との間の間隔におい
ても同様である。
導体または導体で形成され、基台１Ａの縁部には半導体
または導体が露出しているので、各電極間および各電極
から基台１Ａの縁部までの間隔を考慮する必要がある。
この場合、基台１Ａの縁部から例えば電極１２′までの
間隔をＬとしたとき、電位の異なる電極１２′と電極１
２″との間の間隔をほぼ２Ｌとするのが最適な配置とな
る。なお、電極１０′と電極１１′との間の間隔におい
ても同様である。
【００３２】図３は、本発明による流速センサのさらに
他の実施例による構成を説明する要部平面図であり、前
述した図と同一部分には同一符号を付してある。図３に
おいて、図１と異なる点は、基台１Ａの中央部に形成さ
れたダイアフラム部３には、ヒータエレメント４の周縁
部にスリット３１が形成されて構成されている。なお、
この場合も、基台１Ａは、縦横方向の寸法が従来構造と
全く同様で変更されていない構造となっている。
他の実施例による構成を説明する要部平面図であり、前
述した図と同一部分には同一符号を付してある。図３に
おいて、図１と異なる点は、基台１Ａの中央部に形成さ
れたダイアフラム部３には、ヒータエレメント４の周縁
部にスリット３１が形成されて構成されている。なお、
この場合も、基台１Ａは、縦横方向の寸法が従来構造と
全く同様で変更されていない構造となっている。
【００３３】この場合、各電極の配置構造は、基台１Ａ
の縁部と各電極１０′，１１′，１２′，１２″との間
の基台表面における沿面距離をそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１
３とし、各電極１０′，１１′，１２′，１２″とダイ
アフラム部３のスリット３１との間の基台表面における
沿面距離をそれぞれＬ７，Ｌ８，Ｌ１４，Ｌ１５とした
とき、電位の異なる電極１０′，１１′間および電極１
２′，１２″間の各距離Ｌ９，Ｌ１６の最小値は、これ
らの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，
Ｌ８，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１
５の最小値の１．８〜２．２倍となって形成されてい
る。
の縁部と各電極１０′，１１′，１２′，１２″との間
の基台表面における沿面距離をそれぞれＬ１，Ｌ２，Ｌ
３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１
３とし、各電極１０′，１１′，１２′，１２″とダイ
アフラム部３のスリット３１との間の基台表面における
沿面距離をそれぞれＬ７，Ｌ８，Ｌ１４，Ｌ１５とした
とき、電位の異なる電極１０′，１１′間および電極１
２′，１２″間の各距離Ｌ９，Ｌ１６の最小値は、これ
らの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，
Ｌ８，Ｌ１０，Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１３，Ｌ１４，Ｌ１
５の最小値の１．８〜２．２倍となって形成されてい
る。
【００３４】このような構成においても、縦横方向の寸
法を変更せずに形成された基台１Ａ上の対向する角部の
電極配置可能領域１Ｓ1，１Ｓ2には、電極寸法を最小化
した電極１０′，１１′および電極１２′，１２″が各
電極間間隔ｌ（２Ｌ）を大きくして配設されて電極配置
が最適化されている。なお、従来の電極配置構造を示す
図４においては、前述した実施例１〜３に比較して各電
極１０〜１５間における電極間間隔ｌが小さくなってい
る。
法を変更せずに形成された基台１Ａ上の対向する角部の
電極配置可能領域１Ｓ1，１Ｓ2には、電極寸法を最小化
した電極１０′，１１′および電極１２′，１２″が各
電極間間隔ｌ（２Ｌ）を大きくして配設されて電極配置
が最適化されている。なお、従来の電極配置構造を示す
図４においては、前述した実施例１〜３に比較して各電
極１０〜１５間における電極間間隔ｌが小さくなってい
る。
【００３５】これらの実施例による構成によれば、各電
極１０′〜１２″間の基台１Ａ上における沿面絶縁抵抗
値を大きくすることができるので、基台１Ａの縦横方向
の寸法の拡大によるコストアップやその他のデバイス特
性上の不具合を生じることなく、耐電解腐食性を向上さ
せることができる。
極１０′〜１２″間の基台１Ａ上における沿面絶縁抵抗
値を大きくすることができるので、基台１Ａの縦横方向
の寸法の拡大によるコストアップやその他のデバイス特
性上の不具合を生じることなく、耐電解腐食性を向上さ
せることができる。
【００３６】ここで、耐電解腐食性向上のために各電極
間の沿面絶縁抵抗値を上げることの重要性について説明
する。半導体または導体などの基板上に絶縁膜を有する
基台を使用する場合には、以下に説明するような方針で
電極を配置する必要がある。基台は、半導体または導体
であり、この基台材料の抵抗率は、絶縁膜表面の絶縁抵
抗に比べれば極めて小さい。このため、電極間の絶縁抵
抗を引き上げるためには、この基台の露出部に注意を払
う必要がある。具体的には、基台の縁部および基台の一
部に開けられている開口部およびダイアフラム部上のス
リットの縁部は、基台が露出しており、この部分と電極
との間の距離が重要となる。
間の沿面絶縁抵抗値を上げることの重要性について説明
する。半導体または導体などの基板上に絶縁膜を有する
基台を使用する場合には、以下に説明するような方針で
電極を配置する必要がある。基台は、半導体または導体
であり、この基台材料の抵抗率は、絶縁膜表面の絶縁抵
抗に比べれば極めて小さい。このため、電極間の絶縁抵
抗を引き上げるためには、この基台の露出部に注意を払
う必要がある。具体的には、基台の縁部および基台の一
部に開けられている開口部およびダイアフラム部上のス
リットの縁部は、基台が露出しており、この部分と電極
との間の距離が重要となる。
【００３７】例えば、２つの電極間の基台を通したリー
クパスを考えると、基台の縁部と電極との間の距離を１
とすれば、そのリークパスの絶縁抵抗は基台表面上の電
極間の距離が２であることに相当する。すなわち、基台
上の電極間距離を広げようとして基台の縁部と電極との
間の距離を狭めることは、トータルとしてその電極間の
合成された絶縁抵抗を下げてしまうことになる。このた
め、最適な配置としては、基台の露出した部分と電極と
の間の距離を１とした場合に電極間の距離を２とし、限
定された電極を配置可能な領域内でこの絶対的な距離が
最大となるように電極を配置することが耐電解腐食性と
いう面からは最適配置となる。
クパスを考えると、基台の縁部と電極との間の距離を１
とすれば、そのリークパスの絶縁抵抗は基台表面上の電
極間の距離が２であることに相当する。すなわち、基台
上の電極間距離を広げようとして基台の縁部と電極との
間の距離を狭めることは、トータルとしてその電極間の
合成された絶縁抵抗を下げてしまうことになる。このた
め、最適な配置としては、基台の露出した部分と電極と
の間の距離を１とした場合に電極間の距離を２とし、限
定された電極を配置可能な領域内でこの絶対的な距離が
最大となるように電極を配置することが耐電解腐食性と
いう面からは最適配置となる。
【００３８】しかしながら、実際の電極配置では、他の
諸事情により電極を配置できない領域がある。例えば流
速センサでは、被測定流体の流れを妨げるような発熱体
に対して前後の部分への電極の配置またはその他の性能
に支障をきたす領域、例えば発熱体の基台上のパターン
部が長くなると、この部分での発熱はダイアフラム部の
温度上昇には寄与しないため、発熱効率が低下するなど
の問題が生じる。
諸事情により電極を配置できない領域がある。例えば流
速センサでは、被測定流体の流れを妨げるような発熱体
に対して前後の部分への電極の配置またはその他の性能
に支障をきたす領域、例えば発熱体の基台上のパターン
部が長くなると、この部分での発熱はダイアフラム部の
温度上昇には寄与しないため、発熱効率が低下するなど
の問題が生じる。
【００３９】以上のような理由により、最適な位置に電
極を配置できないことが一般的には殆どである。このた
め、上記の最適な位置より２０％の許容範囲内に位置す
ることによっても、本発明による耐電解腐食性の向上の
効果がある。そこで基台縁部等までの距離を１とした場
合に電極間距離の最小値を１．８〜２．２とするもので
ある。
極を配置できないことが一般的には殆どである。このた
め、上記の最適な位置より２０％の許容範囲内に位置す
ることによっても、本発明による耐電解腐食性の向上の
効果がある。そこで基台縁部等までの距離を１とした場
合に電極間距離の最小値を１．８〜２．２とするもので
ある。
【００４０】以上は、ダストの付着の影響がない場合の
例であるが、以下、被測定流体中にダストを含む環境下
で使用される流速センサのように基台上に不均一にダス
トが付着する場合の例について説明する。一般に被覆さ
れていない電極近傍にダストが付着することは、耐電解
腐食性を大幅に低下させることになる。ダストは多くの
場合、種々の電解質を含んでいる。この電解質は、それ
自体が水分を吸着し易い性質と、水分を吸着することに
よりイオン化して電荷を運ぶキァリアとなる性質とを持
っている。このように電解質およびその周囲の絶縁体表
面が環境の水分を吸着することにより、電極間の沿面絶
縁抵抗が低下してしまい、電解腐食が加速されることに
なる。金電極の場合一般的には安定であるが、電解質と
してハロゲン系（特に塩素）のものが含まれる場合に
は、電解腐食の進行が加速されることになる。
例であるが、以下、被測定流体中にダストを含む環境下
で使用される流速センサのように基台上に不均一にダス
トが付着する場合の例について説明する。一般に被覆さ
れていない電極近傍にダストが付着することは、耐電解
腐食性を大幅に低下させることになる。ダストは多くの
場合、種々の電解質を含んでいる。この電解質は、それ
自体が水分を吸着し易い性質と、水分を吸着することに
よりイオン化して電荷を運ぶキァリアとなる性質とを持
っている。このように電解質およびその周囲の絶縁体表
面が環境の水分を吸着することにより、電極間の沿面絶
縁抵抗が低下してしまい、電解腐食が加速されることに
なる。金電極の場合一般的には安定であるが、電解質と
してハロゲン系（特に塩素）のものが含まれる場合に
は、電解腐食の進行が加速されることになる。
【００４１】以上のようにダストが電極の近傍、特に陽
極近傍に付着することは、電解腐食性に関する信頼性を
著しく低下させることになる。電解腐食は陽極電極側で
腐食が生じ、溶け出した金イオンはマイグレーションを
生じ、陰極側より析出し、最終的にはマイグレーション
による短絡不良または陽極電極の開放不良を生じる。こ
のため、電極は、センサ基台上のダスト付着の少ない部
分に配置する必要がある。基台上のダスト付着分布の偏
りがある場合、予めセンサ基台上のダストの付着分布を
把握し、ダスト付着の多い流速に電極を配置することを
避け、ダスト付着の少ない領域に電極を配置する電極配
置方法は、電解腐食に関する信頼性を向上させるうえで
極めて重要である。
極近傍に付着することは、電解腐食性に関する信頼性を
著しく低下させることになる。電解腐食は陽極電極側で
腐食が生じ、溶け出した金イオンはマイグレーションを
生じ、陰極側より析出し、最終的にはマイグレーション
による短絡不良または陽極電極の開放不良を生じる。こ
のため、電極は、センサ基台上のダスト付着の少ない部
分に配置する必要がある。基台上のダスト付着分布の偏
りがある場合、予めセンサ基台上のダストの付着分布を
把握し、ダスト付着の多い流速に電極を配置することを
避け、ダスト付着の少ない領域に電極を配置する電極配
置方法は、電解腐食に関する信頼性を向上させるうえで
極めて重要である。
【００４２】被測定流体中にダストを含む流速センサに
おいては、熱泳動現象によりダストの基台上の付着に偏
りが生じという現象がある。ここで、熱泳動現象とは、
温度勾配の存在する気体中に粒子が置かれると、高温側
の気体分子は低温側に比べ、大きな運動エネルギーを持
っているため、粒子は高温側から低温側へ向かって移動
する現象のことである。この現象において、粒子に働く
力を熱流力と呼び、このときの粒子の移動速度である熱
速度Ｖｔは、この熱流力と流体抵抗とのバランスから一
般式（２）がで表せる。 Ｖｔ＝−（μ／（ρｆ・Ｔ））・ＫT・ｇｒａｄ（Ｔ） ・・・・（２） ここで、ＫT はガスの希薄度を表すクヌッセン数Ｋｎ＝
１／ｒp（ｒpは粒子半径）およびガスと粒子との熱伝導
度の比ｋｇ／Ｋｐの関数である。
おいては、熱泳動現象によりダストの基台上の付着に偏
りが生じという現象がある。ここで、熱泳動現象とは、
温度勾配の存在する気体中に粒子が置かれると、高温側
の気体分子は低温側に比べ、大きな運動エネルギーを持
っているため、粒子は高温側から低温側へ向かって移動
する現象のことである。この現象において、粒子に働く
力を熱流力と呼び、このときの粒子の移動速度である熱
速度Ｖｔは、この熱流力と流体抵抗とのバランスから一
般式（２）がで表せる。 Ｖｔ＝−（μ／（ρｆ・Ｔ））・ＫT・ｇｒａｄ（Ｔ） ・・・・（２） ここで、ＫT はガスの希薄度を表すクヌッセン数Ｋｎ＝
１／ｒp（ｒpは粒子半径）およびガスと粒子との熱伝導
度の比ｋｇ／Ｋｐの関数である。
【００４３】以下、極めてラフな見積を行う ダスト粒子の半径を２μｍ程度と仮定すると、空気分子
の平均自由行路は室温下で約０．０６μｍであるため、
Ｋｎ＝１／ｒｐは約０．０３となる。ダスト（砂と仮定
した場合）と空気との熱伝導率には約２桁の差があるの
で、ｋｇ／Ｋｐは約０．０１となる。これらの値を用い
てDerjaguin＆Yalamovの熱速度式を用いると、ＫＴは約
０．２となる。薄膜状のダイアフラム部上にヒータエレ
メントを配設した流速センサでは、ダイアフラムエッジ
部の温度勾配は極めて大きく、５０００［Ｋ／ｃｍ］と
仮定すると、熱速度Ｖｔは約１０［ｍ／ｓｅｃ］とな
り、ダストが熱勾配より大きな熱流力を受け、極めて速
い速度で移動することが見積もれる。このため、急な温
度勾配の高温側へのダスト付着はほどんど見られず、温
度勾配の急な部分の低温側へのダストの付着が著しく多
くなる。
の平均自由行路は室温下で約０．０６μｍであるため、
Ｋｎ＝１／ｒｐは約０．０３となる。ダスト（砂と仮定
した場合）と空気との熱伝導率には約２桁の差があるの
で、ｋｇ／Ｋｐは約０．０１となる。これらの値を用い
てDerjaguin＆Yalamovの熱速度式を用いると、ＫＴは約
０．２となる。薄膜状のダイアフラム部上にヒータエレ
メントを配設した流速センサでは、ダイアフラムエッジ
部の温度勾配は極めて大きく、５０００［Ｋ／ｃｍ］と
仮定すると、熱速度Ｖｔは約１０［ｍ／ｓｅｃ］とな
り、ダストが熱勾配より大きな熱流力を受け、極めて速
い速度で移動することが見積もれる。このため、急な温
度勾配の高温側へのダスト付着はほどんど見られず、温
度勾配の急な部分の低温側へのダストの付着が著しく多
くなる。
【００４４】図８（ａ）に平面図で示すように流速セン
サでは、ヒータエレメント４により熱を発生させてお
り、その周囲に熱分布が生じている。この熱分布は、図
８（ｂ）に図８（ａ）のＡ−Ａ′線断面の温度プロファ
イルを見て判るようにダイアフラム部３のエッジ部で極
めて大きな温度勾配を持っている。これはダイアフラム
部３の厚さが薄いため、熱容量が極めて小さく、このた
め、ヒータエレメント４で発生される熱により温度上昇
し易いのに対し、基台１はバルクであるため、熱容量が
極めて大きい。このため、温度上昇し難い。
サでは、ヒータエレメント４により熱を発生させてお
り、その周囲に熱分布が生じている。この熱分布は、図
８（ｂ）に図８（ａ）のＡ−Ａ′線断面の温度プロファ
イルを見て判るようにダイアフラム部３のエッジ部で極
めて大きな温度勾配を持っている。これはダイアフラム
部３の厚さが薄いため、熱容量が極めて小さく、このた
め、ヒータエレメント４で発生される熱により温度上昇
し易いのに対し、基台１はバルクであるため、熱容量が
極めて大きい。このため、温度上昇し難い。
【００４５】これらの大きな差異がダイアフラム部３の
エッジ部に大きな温度勾配を作り出している原因であ
る。このダイアフラム部３のエッジ部では、前述した式
（２）で示す温度勾配ｇｒａｄ（Ｔ）の項が大きいた
め、熱速度Ｖｔも大きくなる。このため、ヒータエレメ
ント４に流入したダストは、この熱泳動現象のためにヒ
ータエレメント４の外側に押し退けられ、大部分がこの
熱勾配の最も急峻な部分であるダイアフラム部３のエッ
ジ部より下流側に帯を引いた斜線部分で示す領域Ｂに付
着するという分布を呈する。このダストの付着の多い部
分は、流速センサにおいてはヒータエレメント４の熱分
布および被測定流体の流れの方向より前述したように予
測することが可能である。すなわち、流速センサの使用
中にダストが極めて多く堆積していく場所およびを予め
避けて電極を配置することが可能となる。このような構
成により、従来では得られなかった高い耐電解腐食性を
得ることができる。
エッジ部に大きな温度勾配を作り出している原因であ
る。このダイアフラム部３のエッジ部では、前述した式
（２）で示す温度勾配ｇｒａｄ（Ｔ）の項が大きいた
め、熱速度Ｖｔも大きくなる。このため、ヒータエレメ
ント４に流入したダストは、この熱泳動現象のためにヒ
ータエレメント４の外側に押し退けられ、大部分がこの
熱勾配の最も急峻な部分であるダイアフラム部３のエッ
ジ部より下流側に帯を引いた斜線部分で示す領域Ｂに付
着するという分布を呈する。このダストの付着の多い部
分は、流速センサにおいてはヒータエレメント４の熱分
布および被測定流体の流れの方向より前述したように予
測することが可能である。すなわち、流速センサの使用
中にダストが極めて多く堆積していく場所およびを予め
避けて電極を配置することが可能となる。このような構
成により、従来では得られなかった高い耐電解腐食性を
得ることができる。
【００４６】図８（ａ）は、被測定流体にダストを含む
環境下で使用される薄膜ダイアフラム部３を持つ流速セ
ンサにおける電極配置の実施例であり、前述した図と同
一部分には同一符号を付してある。図８（ａ）におい
て、シリコンからなる基台１Ａ上には、絶縁膜１６が形
成されており、この絶縁膜１６上には、各電極と基台１
Ｂの縁との間の間隔の最小値の２倍以上が各電極１０′
〜１５′間の距離となるように配置されている。この場
合、流速センサのヒータエレメント４の温度分布および
被測定流体の流れの方向８より予測したダスト付着の多
い領域は、現実のダスト付着分布と良く一致している。
この予測もしくはダスト付着加速試験結果をもとにその
ダスト付着の多い部分を避け、その部分を電位の最も低
い接地電極１１′，１４′に対して導体と見なし、その
他の電極１０′，１２′，１３′，１５′に対しては仮
想電極と見なし、その部分と実電極との間の距離も考慮
に入れた最適配置を行う。なお、電極１０′，電極１
２′には約＋１．５Ｖの電圧が印加され、電極１５′に
は＋１Ｖの電圧が印加され、電極１３′には＋２Ｖの電
圧が印加されている。
環境下で使用される薄膜ダイアフラム部３を持つ流速セ
ンサにおける電極配置の実施例であり、前述した図と同
一部分には同一符号を付してある。図８（ａ）におい
て、シリコンからなる基台１Ａ上には、絶縁膜１６が形
成されており、この絶縁膜１６上には、各電極と基台１
Ｂの縁との間の間隔の最小値の２倍以上が各電極１０′
〜１５′間の距離となるように配置されている。この場
合、流速センサのヒータエレメント４の温度分布および
被測定流体の流れの方向８より予測したダスト付着の多
い領域は、現実のダスト付着分布と良く一致している。
この予測もしくはダスト付着加速試験結果をもとにその
ダスト付着の多い部分を避け、その部分を電位の最も低
い接地電極１１′，１４′に対して導体と見なし、その
他の電極１０′，１２′，１３′，１５′に対しては仮
想電極と見なし、その部分と実電極との間の距離も考慮
に入れた最適配置を行う。なお、電極１０′，電極１
２′には約＋１．５Ｖの電圧が印加され、電極１５′に
は＋１Ｖの電圧が印加され、電極１３′には＋２Ｖの電
圧が印加されている。
【００４７】また、各電極１０′，１１′，１２′，１
３′，１４′，１５′と基台１Ａの縁部およびスリット
３１の縁部までの縁面距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ
５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０を第１の沿面距離
とし、最も電位の低い電極１１′および電極１４′とダ
スト付着の多い領域Ｂとの沿面距離Ｌ１３を第２の沿面
距離としてこの第１の沿面距離および第２の沿面距離の
最小値をＬｍｉｎとした場合、電位の異なる電極間距離
Ｌ１５，Ｌ１６，Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ１９を第３の沿面
距離とし、電位が最も低い電極以外の電極１０′，１
２′，１３′，１５′とダストの多い領域Ｂとの沿面距
離Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１４を第４の沿面距離としてこの
第３の沿面距離および第４の沿面距離の最小値は、前記
最小値Ｌｍｉｎの２倍が最適であるが、実施の場合は、
以下に示すような寸法となっており、その最適値の２０
％の範囲内、すなわち、第３の沿面距離および第４の沿
面距離の最小値は、最小値Ｌｍｉｎの１．８〜２．２の
範囲内に入っている。
３′，１４′，１５′と基台１Ａの縁部およびスリット
３１の縁部までの縁面距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ
５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０を第１の沿面距離
とし、最も電位の低い電極１１′および電極１４′とダ
スト付着の多い領域Ｂとの沿面距離Ｌ１３を第２の沿面
距離としてこの第１の沿面距離および第２の沿面距離の
最小値をＬｍｉｎとした場合、電位の異なる電極間距離
Ｌ１５，Ｌ１６，Ｌ１７，Ｌ１８，Ｌ１９を第３の沿面
距離とし、電位が最も低い電極以外の電極１０′，１
２′，１３′，１５′とダストの多い領域Ｂとの沿面距
離Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ１４を第４の沿面距離としてこの
第３の沿面距離および第４の沿面距離の最小値は、前記
最小値Ｌｍｉｎの２倍が最適であるが、実施の場合は、
以下に示すような寸法となっており、その最適値の２０
％の範囲内、すなわち、第３の沿面距離および第４の沿
面距離の最小値は、最小値Ｌｍｉｎの１．８〜２．２の
範囲内に入っている。
【００４８】具体的には、図８（ａ）に示すように基台
１の縦横寸法を約１．７ｍｍ，電極１０′〜１５′の縦
横寸法を約１１０μｍ，ダイアフラム部３の一辺の寸法
を約４６０μｍとした場合、基台１の縁部から各電極１
０′〜１５′までの概略距離および各電極１０′，１
１′，１２′，１３′，１４′，１５′間の概略距離
は、距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８は
約１２０μｍ，距離Ｌ７は約２００μｍ，距離Ｌ９は約
２５０μｍ，距離Ｌ１０は約２４０μｍ，距離Ｌ１３は
約１８０μｍ，距離Ｌ１１および距離Ｌ１４は約３００
μｍ，距離Ｌ１２は約２５０μｍ，距離Ｌ１５は約３０
０μｍ，距離Ｌ１６は約２５０μｍ，距離Ｌ１７は約２
６０μｍ，距離Ｌ１８は約３４０μｍ，距離Ｌ１９は約
５００μｍとなるように最適な位置より約２０％の許容
範囲内に電極配置が行われている。
１の縦横寸法を約１．７ｍｍ，電極１０′〜１５′の縦
横寸法を約１１０μｍ，ダイアフラム部３の一辺の寸法
を約４６０μｍとした場合、基台１の縁部から各電極１
０′〜１５′までの概略距離および各電極１０′，１
１′，１２′，１３′，１４′，１５′間の概略距離
は、距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８は
約１２０μｍ，距離Ｌ７は約２００μｍ，距離Ｌ９は約
２５０μｍ，距離Ｌ１０は約２４０μｍ，距離Ｌ１３は
約１８０μｍ，距離Ｌ１１および距離Ｌ１４は約３００
μｍ，距離Ｌ１２は約２５０μｍ，距離Ｌ１５は約３０
０μｍ，距離Ｌ１６は約２５０μｍ，距離Ｌ１７は約２
６０μｍ，距離Ｌ１８は約３４０μｍ，距離Ｌ１９は約
５００μｍとなるように最適な位置より約２０％の許容
範囲内に電極配置が行われている。
【００４９】しかしながら、現実的にはこの電極間間隔
の距離を満足することは、種々のデザイン上の制限によ
り一般的に難しい場合が多い。そこで本実施例では、そ
の最適位置より相対距離にして２０％の範囲内に電極１
０′〜１５′を配置することにより、実施の実現性が容
易でかつ高い耐電解腐食性を実現可能にする。図９はこ
れらの各電極１０′〜１５′の電極間間隔を具体的に流
速センサに適用した平面図を示したものである。この場
合の最適電極間間隔は、この２０％の許容範囲内に全て
が入れられている。
の距離を満足することは、種々のデザイン上の制限によ
り一般的に難しい場合が多い。そこで本実施例では、そ
の最適位置より相対距離にして２０％の範囲内に電極１
０′〜１５′を配置することにより、実施の実現性が容
易でかつ高い耐電解腐食性を実現可能にする。図９はこ
れらの各電極１０′〜１５′の電極間間隔を具体的に流
速センサに適用した平面図を示したものである。この場
合の最適電極間間隔は、この２０％の許容範囲内に全て
が入れられている。
【００５０】次にダスト付着の多い部分に対する電極の
配置構造について説明する。基台上の電極のうち、最も
電位の低い電極は、電解腐食の原理により、電解腐食が
生じない。このため、最も電位の低い電極とダストの付
着の多い部分との位置関係は、ダストが電解質を含み導
電性を持つことを考えて基台の露出部と同様の扱いで良
いこととなる。
配置構造について説明する。基台上の電極のうち、最も
電位の低い電極は、電解腐食の原理により、電解腐食が
生じない。このため、最も電位の低い電極とダストの付
着の多い部分との位置関係は、ダストが電解質を含み導
電性を持つことを考えて基台の露出部と同様の扱いで良
いこととなる。
【００５１】しかしながら、基台上で最も電位の低い電
極以外の電極は、最も電位の低い電極に対して電位的に
高いので、電解腐食を生ずる可能性がある。この電解腐
食は、前述したようにハロゲン元素の存在により著しく
電解腐食速度が加速される。このため、耐電解腐食性を
向上させるためには、少なくとも電極間間隔と同様の距
離を離す必要がある。
極以外の電極は、最も電位の低い電極に対して電位的に
高いので、電解腐食を生ずる可能性がある。この電解腐
食は、前述したようにハロゲン元素の存在により著しく
電解腐食速度が加速される。このため、耐電解腐食性を
向上させるためには、少なくとも電極間間隔と同様の距
離を離す必要がある。
【００５２】図１０は、前述した電極１０′〜１５′の
実施例を説明する平面図である。図１０において、従来
では、図１０（ａ）に示すように各電極１７の形状は、
四隅に角部を有して形成されていたので、電極１７の角
部に電界の集中によるマイグレーションによる短絡不良
を発生させていたが、本実施例においては、図１０
（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す３通りの電界集中を避け
る電極形状を採用することにより、マイグレーションに
よる短絡不良の発生を抑制することができる。例えば図
１０（ｂ）に示すような角を持たない楕円形状または円
形状の電極１８では電極の角部に集中していた電界を分
散させることができる。
実施例を説明する平面図である。図１０において、従来
では、図１０（ａ）に示すように各電極１７の形状は、
四隅に角部を有して形成されていたので、電極１７の角
部に電界の集中によるマイグレーションによる短絡不良
を発生させていたが、本実施例においては、図１０
（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す３通りの電界集中を避け
る電極形状を採用することにより、マイグレーションに
よる短絡不良の発生を抑制することができる。例えば図
１０（ｂ）に示すような角を持たない楕円形状または円
形状の電極１８では電極の角部に集中していた電界を分
散させることができる。
【００５３】また、図１０（ｃ）に示すように電極面積
Ｓの平方根の１／１０より大きい曲率半径Ｒの角しか持
たない電極１９、具体的には一辺の幅Ｗが約１１０μｍ
の電極とした場合、曲率半径Ｒが約１０μｍ以上で角を
丸めた電極形状（Ｒ≧（√Ｓ）／１０）を意味し、この
形状によっても、従来の電極１７の角部に集中していた
電界を分散することができる。また、図１０（ｄ）に示
すように角部があっても５角形以上の多角形からなる電
極２０で角が鈍角（θ＞９０゜）の場合においても電界
の集中が緩和できる。
Ｓの平方根の１／１０より大きい曲率半径Ｒの角しか持
たない電極１９、具体的には一辺の幅Ｗが約１１０μｍ
の電極とした場合、曲率半径Ｒが約１０μｍ以上で角を
丸めた電極形状（Ｒ≧（√Ｓ）／１０）を意味し、この
形状によっても、従来の電極１７の角部に集中していた
電界を分散することができる。また、図１０（ｄ）に示
すように角部があっても５角形以上の多角形からなる電
極２０で角が鈍角（θ＞９０゜）の場合においても電界
の集中が緩和できる。
【００５４】このような電極形状を用いれば、従来の電
極１７の角部に集中していた電界を分散させ、マイグレ
ーションによる短絡不良に対する信頼性を向上させるこ
とができる。図１０に示した流速センサの各電極１０′
〜１５′の電極形状は、電極の一辺の長さ約１１０μｍ
に対して角部に約２０μｍの曲率半径Ｒをつけて電界の
集中を防止している。
極１７の角部に集中していた電界を分散させ、マイグレ
ーションによる短絡不良に対する信頼性を向上させるこ
とができる。図１０に示した流速センサの各電極１０′
〜１５′の電極形状は、電極の一辺の長さ約１１０μｍ
に対して角部に約２０μｍの曲率半径Ｒをつけて電界の
集中を防止している。
【００５５】なお、前述した実施例においては、基台の
一部に空隙部を設けて形成した薄膜部構造をダイアフラ
ム構造とした場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、マイクロブリッジ構造に適用
しても前述とほぼ同等の効果が得られることは言うまで
もない。
一部に空隙部を設けて形成した薄膜部構造をダイアフラ
ム構造とした場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、マイクロブリッジ構造に適用
しても前述とほぼ同等の効果が得られることは言うまで
もない。
【００５６】また、前述した実施例においては、基台上
に被測定流体の流れる方向に対して交差する方向に発熱
体を配設した例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、発熱体が被測定流体の流れる方
向に交差しない方向に配設された構造に対しても前述と
同様の効果が得られることは勿論である。
に被測定流体の流れる方向に対して交差する方向に発熱
体を配設した例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、発熱体が被測定流体の流れる方
向に交差しない方向に配設された構造に対しても前述と
同様の効果が得られることは勿論である。
【００５７】また、前述した実施例においては、温度検
出器，基台温度検出器として白金膜からなる測温抵抗体
を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えばサーモパイルなどの温度セ
ンサを用いても前述と同様の効果が得られることは勿論
である。
出器，基台温度検出器として白金膜からなる測温抵抗体
を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定
されるものではなく、例えばサーモパイルなどの温度セ
ンサを用いても前述と同様の効果が得られることは勿論
である。
【００５８】また、前述した実施例では、電極の配置構
造を流速センサに適用した場合について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、被測定流体中に
配設され電極が被覆されていない熱伝導検出器など適用
しても有効であることは勿論である。
造を流速センサに適用した場合について説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、被測定流体中に
配設され電極が被覆されていない熱伝導検出器など適用
しても有効であることは勿論である。
【００５９】
【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
基台の縦横寸法の拡大によるコストアップおよびセンサ
特性上の不具合を生じることなく、耐電解腐食性を向上
させることができる。また、本発明によれば、基台上に
絶縁膜や樹脂による電極のコーティングなどの対策を不
要としてセンサ特性を損なうことなく、耐電解腐食性を
向上させることができる。
基台の縦横寸法の拡大によるコストアップおよびセンサ
特性上の不具合を生じることなく、耐電解腐食性を向上
させることができる。また、本発明によれば、基台上に
絶縁膜や樹脂による電極のコーティングなどの対策を不
要としてセンサ特性を損なうことなく、耐電解腐食性を
向上させることができる。
【００６０】また、本発明による電極配置では、付加的
なコストアップが生じることなく、耐電解腐食性を向上
させることができる。また、本発明による電極構造で
は、電解腐食に伴うマイグレーション現象による短絡不
良に対する信頼性を向上させることができる。
なコストアップが生じることなく、耐電解腐食性を向上
させることができる。また、本発明による電極構造で
は、電解腐食に伴うマイグレーション現象による短絡不
良に対する信頼性を向上させることができる。
【図１】 本発明による流速センサの一実施例による構
成を説明する要部平面図である。
成を説明する要部平面図である。
【図２】 本発明による流速センサの他の実施例による
構成を説明する要部平面図である。
構成を説明する要部平面図である。
【図３】 本発明による流速センサのさらに他の実施例
による構成を説明する要部平面図である。
による構成を説明する要部平面図である。
【図４】 従来の流速センサの構成を説明する要部平面
図である。
図である。
【図５】 従来の流速センサの他の構成を説明する要部
平面図である。
平面図である。
【図６】 電解腐食の発生のメカニズムを説明するため
の図である。
の図である。
【図７】 図６における電圧−電流特性を示す図であ
る。
る。
【図８】 本発明による流速センサの電極配置を説明す
る図である。
る図である。
【図９】 本発明による流速センサの構成を示す平面図
である。
である。
【図１０】 本発明による流速センサに係わる電極の実
施例を説明する平面図である。
施例を説明する平面図である。
【図１１】 従来の流速センサの構成を示す平面図であ
る。
る。
１，１Ａ…基台、１ａ…開口部、１Ｓ1，１Ｓ2…電極配
置可能領域、２…空隙部、３…ダイアフラム部、３′…
ブリッジ部、４…ヒータエレメント、５…測温抵抗エレ
メント、６…測温抵抗エレメント、１０′，１１′，１
２′，１２″，１３′，１４′，１５′…電極、１６…
絶縁膜、１７，１８，１９，２０…電極、３１…スリッ
ト。
置可能領域、２…空隙部、３…ダイアフラム部、３′…
ブリッジ部、４…ヒータエレメント、５…測温抵抗エレ
メント、６…測温抵抗エレメント、１０′，１１′，１
２′，１２″，１３′，１４′，１５′…電極、１６…
絶縁膜、１７，１８，１９，２０…電極、３１…スリッ
ト。
Claims (16)
- 【請求項１】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に開口部を有する空間を設けて薄肉状に
形成されたブリッジ部と、 前記ブリッジ部上に形成された発熱体と、を少なくとも
備え、前記発熱体の電極が前記基台上に配置された流速
センサにおいて、 前記基台の縁部および前記開口部の縁部と、前記電極と
の間の前記基台表面における沿面距離の最小値を１とし
たとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台表面にお
ける沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下とするこ
とを特徴とする流速センサ。 - 【請求項２】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、を少なくと
も備え、前記発熱体の電極が前記基台上に配置された流
速センサにおいて、 前記基台の縁部と、前記電極との間の前記基台表面にお
ける沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異なる２
つの電極間の前記基台表面における沿面距離の最小値を
１．８以上２．２以下とすることを特徴とする流速セン
サ。 - 【請求項３】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、 前記ダイアフラム部に形成されたスリットと、を少なく
とも備え、前記発熱体の電極が前記基台上に配置された
流速センサにおいて、 前記基台の縁部および前記スリットの縁部と、前記電極
との間の前記基台表面における沿面距離の最小値を１と
したとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台表面に
おける沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下とする
ことを特徴とする流速センサ。 - 【請求項４】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に開口部を有する空間を設けて薄肉状に
形成されたブリッジ部と、 前記ブリッジ部上に形成された発熱体と、 前記基台に形成された基台温度検出器と、を少なくとも
備え、前記発熱体および基台温度検出器の各電極が前記
基台上の縁部に配置された流速センサにおいて、 前記基台の縁部および前記開口部の縁部と、前記電極と
の間の前記基台表面における沿面距離の最小値を１とし
たとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台表面にお
ける沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下とするこ
とを特徴とする流速センサ。 - 【請求項５】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、 前記基台に形成された基台温度検出器と、を少なくとも
備え、前記発熱体および基台温度検出器の各電極が前記
基台上に配置された流速センサにおいて、 前記基台の縁部と、前記電極との間の前記基台表面にお
ける沿面距離の最小値１としたとき、電位の異なる２つ
の電極間の前記基台表面における沿面距離の最小値を
１．８以上２．２以下とすることを特徴とする流速セン
サ。 - 【請求項６】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、 前記ダイアフラム部に形成されたスリット部と、 前記基台に形成された基台温度検出器と、を少なくとも
備え、前記発熱体および前記基台温度検出器の各電極が
前記基台上に配置された流速センサにおいて、 前記基台の縁部および前記スリットの縁部と、前記電極
との間の前記基台表面における沿面距離の最小値を１と
したとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台表面に
おける沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下とする
ことを特徴とする流速センサ。 - 【請求項７】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に開口部を有する空間を設けて薄肉状に
形成されたブリッジ部と、 前記ブリッジ部に形成された発熱体と、 前記発熱体の両側に形成された温度検出器と、 前記基台上に形成された基台温度検出器と、 を少なくとも備え、前記発熱体，温度検出器および基台
温度検出器の各電極が前記基台上に配置された流速セン
サにおいて、 前記基台の縁部および前記開口部の縁部と、前記電極と
の間の前記基台表面における沿面距離の最小値を１とし
たとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台表面にお
ける沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下とするこ
とを特徴とする流速センサ。 - 【請求項８】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、 前記発熱体の両側に形成された温度検出器と、 前記基台上に形成された基台温度検出器と、を少なくと
も備え、前記発熱体，前記温度検出器および基台温度検
出器の各電極が前記基台上に配置された流速センサにお
いて、 前記基台の縁部と、前記電極との間の前記基台表面にお
ける沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異なる２
つの電極間の前記基台表面における沿面距離の最小値を
１．８以上２．２以下とすることを特徴とする流速セン
サ。 - 【請求項９】 導体または半導体上に絶縁体膜を有する
基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、 前記発熱体の両側に形成された温度検出器と、 前記ダイアフラム部に形成されたスリットと、 前記基台上に形成された基台温度検出器と、を少なくと
も備え、前記発熱体，前記温度検出器および基台温度検
出器の各電極が前記基台上に配置された流速センサにお
いて、 前記基台の縁部および前記スリットの縁部と、前記電極
との間の前記基台表面における沿面距離の最小値を１と
したとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台表面に
おける沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下とする
ことを特徴とする流速センサ。 - 【請求項１０】 導体または半導体上に絶縁体膜を有す
る基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、 前記ダイアフラム部に形成されたスリットと、 前記基台上に形成された基台温度検出器と、を少なくと
も備え、前記発熱体および基台温度検出器の各電極が前
記基台上に配設された流速センサにおいて、 前記基台の縁部および前記スリットの縁部と、前記電極
との間の前記基台表面における沿面距離および被測定流
体の流れに対して平行な方向の前記ダイアフラム部と前
記基台との境界部の中央部および前記被測定流体に対し
てその下流側の領域と、前記電極のうち最も電位の低い
電極との間の前記基台の表面における沿面距離の最小値
を１としたとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台
表面における沿面距離および前記被測定流体の流れに対
して平行な方向の前記ダイアフラム部と前記基台との境
界部の中央部および前記被測定流体に対してその下流側
の領域と、前記電極のうち最も電位の低い電極以外の電
極との間の前記基台表面における沿面距離の最小値を
１．８以上２．２以下とすることを特徴とする流速セン
サ。 - 【請求項１１】 導体または半導体上に絶縁体膜を有す
る基台と、 前記基台の一部に開口部を有する空間を設けて薄肉状に
形成されたブリッジ部と、 前記ブリッジ部に形成された発熱体と、 前記発熱体の両側に形成された温度検出器と、 前記基台上に形成された基台温度検出器と、を少なくと
も備え、前記発熱体および前記基台温度検出器の各電極
が前記基台上に配設された流速センサにおいて、 前記基台の縁部および前記開口部の縁部と、前記電極と
の間の前記基台表面における沿面距離および被測定流体
の流れに対して平行な方向の前記ブリッジ部と前記基台
との境界部の中央部および前記被測定流体に対してその
下流側の領域と、前記電極のうち最も電位の低い電極と
の間の前記基台の表面における沿面距離の最小値を１と
したとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台表面に
おける沿面距離および前記被測定流体の流れに対して平
行な方向の前記ブリッジ部と前記基台との境界部の中央
部および前記被測定流体に対してその下流側の領域と、
前記電極のうち最も電位の低い電極以外の電極との間の
前記基台表面における沿面距離の最小値を１．８以上
２．２以下とすることを特徴とする流速センサ。 - 【請求項１２】 導体または半導体上に絶縁体膜を有す
る基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、 前記発熱体の両側に形成された温度検出器と、 前記基台上に形成された基台温度検出器と、を少なくと
も備え、前記発熱体，前記温度検出器および前記基台温
度検出器の各電極が前記基台上に配置された流速センサ
において、 前記基台の縁部と、前記電極との間の前記基台表面にお
ける沿面距離および被測定流体の流れに対して平行な方
向の前記ダイアフラム部と前記基台との境界部の中央部
および前記被測定流体に対してその下流側の領域と、前
記電極のうち最も電位の低い電極との間の前記基台の表
面における沿面距離の最小値を１としたとき、電位の異
なる２つの電極間の前記基台表面における沿面距離およ
び前記被測定流体の流れに対して平行な方向の前記ダイ
アフラム部と前記基台との境界部の中央部および前記被
測定流体に対してその下流側の領域と、前記電極のうち
最も電位の低い電極以外の電極との間の前記基台表面に
おける沿面距離の最小値を１．８以上２．２以下とする
ことを特徴とする流速センサ。 - 【請求項１３】 導体または半導体上に絶縁体膜を有す
る基台と、 前記基台の一部に空間を設けて薄肉状に形成されたダイ
アフラム部と、 前記ダイアフラム部に形成された発熱体と、 前記発熱体の両側に形成された温度検出器と、 前記ダイアフラム部に形成されたスリットと、 前記基台上に形成された基台温度検出器と、を少なくと
も備え、前記発熱体，前記温度検出器および前記基台温
度検出器の各電極が前記基台上に配置された流速センサ
において、 前記基台の縁部および前記スリットの縁部と、前記電極
との間の前記基台表面における沿面距離および被測定流
体の流れに対して平行な方向の前記ダイアフラム部と前
記基台との境界部の中央部および前記被測定流体に対し
てその下流側の領域と、前記電極のうち最も電位の低い
電極との間の前記基台の表面における沿面距離の最小値
を１としたとき、電位の異なる２つの電極間の前記基台
表面における沿面距離および前記被測定流体の流れに対
して平行な方向の前記ダイアフラム部と前記基台との境
界部の中央部および前記被測定流体に対してその下流側
の領域と、前記電極のうち最も電位の低い電極以外の電
極との間の前記基台表面における沿面距離の最小値を
１．８以上２．２以下とすることを特徴とする流速セン
サ。 - 【請求項１４】 請求項１，請求項２，請求項３，請求
項４，請求項５，請求項６，請求項７，請求項８，請求
項９，請求項１０，請求項１１，請求項１２または請求
項１３において、前記電極は、角部の全てが鈍角である
電極形状を有することを特徴とする流速センサ。 - 【請求項１５】 請求項１，請求項２，請求項３，請求
項４，請求項５，請求項６，請求項７，請求項８，請求
項９，請求項１０，請求項１１，請求項１２または請求
項１３において、前記電極は、角部の全てが電極面積の
平方根の１０分の１より大きな曲率半径を有する電極形
状を有することを特徴とする流速センサ。 - 【請求項１６】 請求項１，請求項２，請求項３，請求
項４，請求項５，請求項６，請求項７，請求項８，請求
項９，請求項１０，請求項１１，請求項１２または請求
項１３において、前記電極は、円形または楕円形である
電極形状を有することを特徴とする流速センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20431695A JP3408671B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 流速センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20431695A JP3408671B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 流速センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954109A true JPH0954109A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3408671B2 JP3408671B2 (ja) | 2003-05-19 |
Family
ID=16488469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20431695A Expired - Fee Related JP3408671B2 (ja) | 1995-08-10 | 1995-08-10 | 流速センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3408671B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115541926A (zh) * | 2022-12-01 | 2022-12-30 | 中国科学院深海科学与工程研究所 | 一种应用于海洋流场流速测量的自供电海流计 |
-
1995
- 1995-08-10 JP JP20431695A patent/JP3408671B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115541926A (zh) * | 2022-12-01 | 2022-12-30 | 中国科学院深海科学与工程研究所 | 一种应用于海洋流场流速测量的自供电海流计 |
| CN115541926B (zh) * | 2022-12-01 | 2023-03-24 | 中国科学院深海科学与工程研究所 | 一种应用于海洋流场流速测量的自供电海流计 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3408671B2 (ja) | 2003-05-19 |
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