JPH11118565A - 流量センサー - Google Patents
流量センサーInfo
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- JPH11118565A JPH11118565A JP9281626A JP28162697A JPH11118565A JP H11118565 A JPH11118565 A JP H11118565A JP 9281626 A JP9281626 A JP 9281626A JP 28162697 A JP28162697 A JP 28162697A JP H11118565 A JPH11118565 A JP H11118565A
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- fluid
- flow
- heat
- temperature sensing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 比較的高い粘度の粘性流体であっても、更に
は比較的少ない流量であっても、或は幅広い環境温度条
件下において、配管内を流れる該流体の流量を正確に測
定できる流量センサーを提供する。 【解決手段】 基板の第１面上にて薄膜発熱体と薄膜感
温体とを絶縁層を介して積層した流量検知部１２からの
熱が被検知流体に伝達され吸熱されるように被検知流体
管路４が形成されている。流量検知部１２において薄膜
発熱体の発熱に基づき被検知流体による吸熱の影響を受
けた感温が薄膜感温体で実行され、その結果に基づき管
路４内の被検知流体の流量を検知する。流量検知部１２
の基板の第２面には管路４内へと延びているフィンプレ
ート１４が接合材１６により接合されており、フィンプ
レート１４は管路４の円形断面の中央部を通って延びて
いる。フィンプレート１４の管路８の方向の寸法は厚さ
寸法Ｌ2 より大きい。
は比較的少ない流量であっても、或は幅広い環境温度条
件下において、配管内を流れる該流体の流量を正確に測
定できる流量センサーを提供する。 【解決手段】 基板の第１面上にて薄膜発熱体と薄膜感
温体とを絶縁層を介して積層した流量検知部１２からの
熱が被検知流体に伝達され吸熱されるように被検知流体
管路４が形成されている。流量検知部１２において薄膜
発熱体の発熱に基づき被検知流体による吸熱の影響を受
けた感温が薄膜感温体で実行され、その結果に基づき管
路４内の被検知流体の流量を検知する。流量検知部１２
の基板の第２面には管路４内へと延びているフィンプレ
ート１４が接合材１６により接合されており、フィンプ
レート１４は管路４の円形断面の中央部を通って延びて
いる。フィンプレート１４の管路８の方向の寸法は厚さ
寸法Ｌ2 より大きい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体流量検知技術
に属するものであり、特に、配管内を流れる流体の流量
を検知するための流量センサーに関する。本発明の流量
センサーは特に粘性が比較的高い流体の流量を正確に測
定するのに好適である。
に属するものであり、特に、配管内を流れる流体の流量
を検知するための流量センサーに関する。本発明の流量
センサーは特に粘性が比較的高い流体の流量を正確に測
定するのに好適である。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
各種流体特に液体の流量（あるいは流速）を測定する流
量センサー（あるいは流速センサー）としては、種々の
形式のものが使用されているが、低価格化が容易である
という理由で、いわゆる熱式（特に傍熱型）の流量セン
サーが利用されている。
各種流体特に液体の流量（あるいは流速）を測定する流
量センサー（あるいは流速センサー）としては、種々の
形式のものが使用されているが、低価格化が容易である
という理由で、いわゆる熱式（特に傍熱型）の流量セン
サーが利用されている。
【０００３】この傍熱型流量センサーとしては、基板上
に薄膜技術を利用して薄膜発熱体と薄膜感温体とを絶縁
層を介して積層し、基板を配管に取付けたものが使用さ
れている。発熱体に通電することにより感温体を加熱
し、該感温体の電気的特性例えば電気抵抗の値を変化さ
せる。この電気抵抗値の変化（感温体の温度上昇に基づ
く）は、配管内を流れる流体の流量（流速）に応じて変
化する。これは、発熱体の発熱量のうちの一部が基板を
経て流体中へと伝達され、この流体中へ拡散する熱量は
流体の流量（流速）に応じて変化し、これに応じて感温
体へと供給される熱量が変化して、該感温体の電気抵抗
値が変化するからである。この感温体の電気抵抗値の変
化は、流体の温度によっても異なり、このため、上記感
温体の電気抵抗値の変化を測定する電気回路中に温度補
償用の感温素子を組み込んでおき、流体の温度による流
量測定値の変化をできるだけ少なくすることも行われて
いる。
に薄膜技術を利用して薄膜発熱体と薄膜感温体とを絶縁
層を介して積層し、基板を配管に取付けたものが使用さ
れている。発熱体に通電することにより感温体を加熱
し、該感温体の電気的特性例えば電気抵抗の値を変化さ
せる。この電気抵抗値の変化（感温体の温度上昇に基づ
く）は、配管内を流れる流体の流量（流速）に応じて変
化する。これは、発熱体の発熱量のうちの一部が基板を
経て流体中へと伝達され、この流体中へ拡散する熱量は
流体の流量（流速）に応じて変化し、これに応じて感温
体へと供給される熱量が変化して、該感温体の電気抵抗
値が変化するからである。この感温体の電気抵抗値の変
化は、流体の温度によっても異なり、このため、上記感
温体の電気抵抗値の変化を測定する電気回路中に温度補
償用の感温素子を組み込んでおき、流体の温度による流
量測定値の変化をできるだけ少なくすることも行われて
いる。
【０００４】このような、薄膜素子を用いた傍熱型流量
センサーに関しては、例えば、特開平８−１４６０２６
号公報に記載がある。
センサーに関しては、例えば、特開平８−１４６０２６
号公報に記載がある。
【０００５】ところで、従来の傍熱型の流量センサー
は、直線状の配管部分に取付けられており、しかも流量
検知部の基板または該基板に対して熱的に接続されたケ
ーシングを配管の壁面から流体中に露出させている。
は、直線状の配管部分に取付けられており、しかも流量
検知部の基板または該基板に対して熱的に接続されたケ
ーシングを配管の壁面から流体中に露出させている。
【０００６】しかして、流体が粘性流体特に粘度の比較
的高い粘性流体である場合には、配管内の流体の流れと
直交する断面における流速分布が顕著となる（断面内の
中央部と外周部とで流速が大きく異なる）。上記従来の
管壁に単に基板またはそれに接続されたケーシング部分
を露出させたものの場合には、上記流速分布が、流量測
定の精度に大きな影響を与える。これは、流量検知に際
して、配管の断面中央部分を流れる流体の流速が考慮さ
れず、配管の管壁近傍における流体の流速のみが考慮さ
れるからである。このように、従来の流量センサーで
は、比較的高い粘度を持つ粘性流体の場合には、正確な
流量測定が困難であるという問題点があった。
的高い粘性流体である場合には、配管内の流体の流れと
直交する断面における流速分布が顕著となる（断面内の
中央部と外周部とで流速が大きく異なる）。上記従来の
管壁に単に基板またはそれに接続されたケーシング部分
を露出させたものの場合には、上記流速分布が、流量測
定の精度に大きな影響を与える。これは、流量検知に際
して、配管の断面中央部分を流れる流体の流速が考慮さ
れず、配管の管壁近傍における流体の流速のみが考慮さ
れるからである。このように、従来の流量センサーで
は、比較的高い粘度を持つ粘性流体の場合には、正確な
流量測定が困難であるという問題点があった。
【０００７】尚、常温において粘度が低い流体であって
も、温度が低下するにつれて粘度が上昇するので、以上
のような流体の粘性に関連する問題が発生する。
も、温度が低下するにつれて粘度が上昇するので、以上
のような流体の粘性に関連する問題が発生する。
【０００８】更に、単位時間あたりの流量が多い場合よ
り流量が比較的少ない場合には上記の問題点が一層顕著
である。
り流量が比較的少ない場合には上記の問題点が一層顕著
である。
【０００９】そして、流量センサーが使用される温度環
境は、地理的条件及び屋内外の別などにより極めて広い
範囲であり、更に、これらに季節的条件及び昼夜の別な
どが加わり、温度環境の変化も極めて大きく、このよう
な幅広い環境温度条件下において正確に流量を検知する
流量センサーが望まれている。
境は、地理的条件及び屋内外の別などにより極めて広い
範囲であり、更に、これらに季節的条件及び昼夜の別な
どが加わり、温度環境の変化も極めて大きく、このよう
な幅広い環境温度条件下において正確に流量を検知する
流量センサーが望まれている。
【００１０】そこで、本発明の目的は、比較的高い粘度
の粘性流体であっても、配管内を流れる該流体の流量を
正確に測定できる流量センサーを提供することにある。
の粘性流体であっても、配管内を流れる該流体の流量を
正確に測定できる流量センサーを提供することにある。
【００１１】更に、本発明の目的は、比較的少ない流量
であっても、配管内を流れる該流体の流量を正確に測定
できる流量センサーを提供することにある。
であっても、配管内を流れる該流体の流量を正確に測定
できる流量センサーを提供することにある。
【００１２】更に、本発明の目的は、幅広い環境温度条
件下において、配管内を流れる該流体の流量を正確に測
定できる流量センサーを提供することにある。
件下において、配管内を流れる該流体の流量を正確に測
定できる流量センサーを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、発熱機能と感温機能と
を有する流量検知部と、該流量検知部からの熱が被検知
流体に伝達され吸熱されるように形成された該被検知流
体のための管路とを備えており、前記流量検知部におい
て発熱に基づき前記被検知流体による吸熱の影響を受け
た感温が実行され、該感温の結果に基づき前記管路内の
被検知流体の流量を検知する流量センサーであって、前
記流量検知部には前記管路内へと延びている熱伝達用部
材が付設されており、該熱伝達用部材は前記管路の断面
の少なくとも中央部の近傍に至るように延びていること
を特徴とする流量センサー、が提供される。
如き目的を達成するものとして、発熱機能と感温機能と
を有する流量検知部と、該流量検知部からの熱が被検知
流体に伝達され吸熱されるように形成された該被検知流
体のための管路とを備えており、前記流量検知部におい
て発熱に基づき前記被検知流体による吸熱の影響を受け
た感温が実行され、該感温の結果に基づき前記管路内の
被検知流体の流量を検知する流量センサーであって、前
記流量検知部には前記管路内へと延びている熱伝達用部
材が付設されており、該熱伝達用部材は前記管路の断面
の少なくとも中央部の近傍に至るように延びていること
を特徴とする流量センサー、が提供される。
【００１４】本発明の一態様によれば、前記流量検知部
は、基板上に薄膜発熱体と該薄膜発熱体の発熱の影響を
受けるように配置された流量検知用薄膜感温体とを形成
してなる。その一態様によれば、前記熱伝達用部材は前
記基板に接合されている。
は、基板上に薄膜発熱体と該薄膜発熱体の発熱の影響を
受けるように配置された流量検知用薄膜感温体とを形成
してなる。その一態様によれば、前記熱伝達用部材は前
記基板に接合されている。
【００１５】本発明の一態様によれば、前記薄膜発熱体
と前記流量検知用薄膜感温体とは前記基板の第１面上に
て絶縁層を介して積層されている。その一態様によれ
ば、前記熱伝達用部材は前記基板の第２面に接合されて
いる。
と前記流量検知用薄膜感温体とは前記基板の第１面上に
て絶縁層を介して積層されている。その一態様によれ
ば、前記熱伝達用部材は前記基板の第２面に接合されて
いる。
【００１６】本発明の一態様によれば、前記熱伝達用部
材の前記管路の方向の寸法は、前記管路の断面内におけ
る前記熱伝達用部材の延在方向と直交する方向の寸法よ
り大きい。
材の前記管路の方向の寸法は、前記管路の断面内におけ
る前記熱伝達用部材の延在方向と直交する方向の寸法よ
り大きい。
【００１７】本発明の一態様によれば、前記管路は前記
熱伝達用部材が延在している部分において屈曲してい
る。
熱伝達用部材が延在している部分において屈曲してい
る。
【００１８】更に、本発明によれば、以上の如き目的を
達成するものとして、発熱機能と感温機能とを有する流
量検知部と、該流量検知部からの熱が被検知流体に伝達
され吸熱されるように形成された該被検知流体のための
管路とを備えており、前記流量検知部において発熱に基
づき前記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実
行され、該感温の結果に基づき前記管路内の被検知流体
の流量を検知する流量センサーであって、前記管路は屈
曲部を有しており、前記流量検知部は前記管路屈曲部の
被検知流体流入側から流入する被検知流体の進行方向を
横切るように位置する被検知流体流出側の壁に配置され
ていることを特徴とする流量センサー、が提供される。
達成するものとして、発熱機能と感温機能とを有する流
量検知部と、該流量検知部からの熱が被検知流体に伝達
され吸熱されるように形成された該被検知流体のための
管路とを備えており、前記流量検知部において発熱に基
づき前記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実
行され、該感温の結果に基づき前記管路内の被検知流体
の流量を検知する流量センサーであって、前記管路は屈
曲部を有しており、前記流量検知部は前記管路屈曲部の
被検知流体流入側から流入する被検知流体の進行方向を
横切るように位置する被検知流体流出側の壁に配置され
ていることを特徴とする流量センサー、が提供される。
【００１９】本発明の一態様によれば、前記流量検知部
は、基板の第１面上に薄膜発熱体と流量検知用薄膜感温
体とを絶縁層を介して積層し、前記基板の第２面を前記
屈曲部の被検知流体流出側の壁に接合してなる。
は、基板の第１面上に薄膜発熱体と流量検知用薄膜感温
体とを絶縁層を介して積層し、前記基板の第２面を前記
屈曲部の被検知流体流出側の壁に接合してなる。
【００２０】以上のような本発明においては、前記管路
内の被検知流体の流量の検知に際し補償するための前記
管路内の被検知流体の温度を検知するための温度検知部
を設けることができる。そして、前記温度検知部は前記
流量検知部と同等の感温機能を有するものとするのが好
ましい。
内の被検知流体の流量の検知に際し補償するための前記
管路内の被検知流体の温度を検知するための温度検知部
を設けることができる。そして、前記温度検知部は前記
流量検知部と同等の感温機能を有するものとするのが好
ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
【００２２】図３は本発明による流量センサーの第１の
実施形態を示す一部切欠平面図であり、図１及び図２は
それぞれその一部切欠側面図及び断面図である。
実施形態を示す一部切欠平面図であり、図１及び図２は
それぞれその一部切欠側面図及び断面図である。
【００２３】これらの図において、２はケーシング本体
部であり、該ケーシング本体部を貫通して管路４が形成
されている。該管路４はケーシング本体部２の両端まで
延びている。該ケーシング本体部の両端において、外部
配管と接続するための接続部６ａ，６ｂが形成されてい
る。ケーシング２には、管路４の上方に素子収容部が形
成されており、該収容部にはケーシング蓋体部８がネジ
により固定されている。該ケーシング蓋体部８と上記ケ
ーシング本体部２とによりケーシングが構成されてい
る。
部であり、該ケーシング本体部を貫通して管路４が形成
されている。該管路４はケーシング本体部２の両端まで
延びている。該ケーシング本体部の両端において、外部
配管と接続するための接続部６ａ，６ｂが形成されてい
る。ケーシング２には、管路４の上方に素子収容部が形
成されており、該収容部にはケーシング蓋体部８がネジ
により固定されている。該ケーシング蓋体部８と上記ケ
ーシング本体部２とによりケーシングが構成されてい
る。
【００２４】上記ケーシング内には、流量検知部１２が
配置されている。該流量検知部１２は、図４に示されて
いる様に、基板１２−１の上面（第１面）上に絶縁層１
２−２を形成し、その上に薄膜発熱体１２−３を形成
し、その上に該薄膜発熱体のための１対の電極層１２−
４，１２−５を形成し、その上に絶縁層１２−６を形成
し、その上に流量検知用薄膜感温体１２−７を形成し、
その上に絶縁層１２−８を形成したチップ状のものから
なる。基板１２−１としては例えば厚さ０．５ｍｍ程度
で大きさ２〜３ｍｍ角程度のシリコンやアルミナなどか
らなるものを用いることができ（アルミナなどの絶縁基
板を用いる場合には、絶縁層１２−２を省略することが
できる）、薄膜発熱体１２−３としては膜厚１μｍ程度
で所望形状にパターニングしたサーメットからなるもの
を用いることができ、電極層１２−４，１２−５として
は膜厚０．５μｍ程度のニッケルからなるもの又はこれ
に膜厚０．１μｍ程度の金を積層したものを用いること
ができ、絶縁層１２−２，１２−６，１２−８としては
膜厚１μｍ程度のＳｉＯ2 からなるものを用いることが
でき、薄膜感温体１２−７としては膜厚０．５〜１μｍ
程度で所望形状例えば蛇行形状にパターニングした白金
やニッケルなどの温度係数が大きく安定な金属抵抗膜を
用いることができる（あるいは酸化マンガン系のＮＴＣ
サーミスターからなるものを用いることもできる）。こ
のように、薄膜発熱体１２−３と薄膜感温体１２−７と
が薄膜絶縁層１２−６を介して極く近接して配置されて
いることにより、薄膜感温体１２−７は薄膜発熱体１２
−３の発熱の影響を直ちに受けることになる。
配置されている。該流量検知部１２は、図４に示されて
いる様に、基板１２−１の上面（第１面）上に絶縁層１
２−２を形成し、その上に薄膜発熱体１２−３を形成
し、その上に該薄膜発熱体のための１対の電極層１２−
４，１２−５を形成し、その上に絶縁層１２−６を形成
し、その上に流量検知用薄膜感温体１２−７を形成し、
その上に絶縁層１２−８を形成したチップ状のものから
なる。基板１２−１としては例えば厚さ０．５ｍｍ程度
で大きさ２〜３ｍｍ角程度のシリコンやアルミナなどか
らなるものを用いることができ（アルミナなどの絶縁基
板を用いる場合には、絶縁層１２−２を省略することが
できる）、薄膜発熱体１２−３としては膜厚１μｍ程度
で所望形状にパターニングしたサーメットからなるもの
を用いることができ、電極層１２−４，１２−５として
は膜厚０．５μｍ程度のニッケルからなるもの又はこれ
に膜厚０．１μｍ程度の金を積層したものを用いること
ができ、絶縁層１２−２，１２−６，１２−８としては
膜厚１μｍ程度のＳｉＯ2 からなるものを用いることが
でき、薄膜感温体１２−７としては膜厚０．５〜１μｍ
程度で所望形状例えば蛇行形状にパターニングした白金
やニッケルなどの温度係数が大きく安定な金属抵抗膜を
用いることができる（あるいは酸化マンガン系のＮＴＣ
サーミスターからなるものを用いることもできる）。こ
のように、薄膜発熱体１２−３と薄膜感温体１２−７と
が薄膜絶縁層１２−６を介して極く近接して配置されて
いることにより、薄膜感温体１２−７は薄膜発熱体１２
−３の発熱の影響を直ちに受けることになる。
【００２５】図１及び図２に示されているように、流量
検知部１２の下面すなわち基板１２−１の下面（第２
面）には、熱伝達用部材としてのフィンプレート１４が
熱伝導性良好な接合材１６により接合されている。フィ
ンプレート１４としては例えば銅、ジュラルミン、銅−
タングステン合金からなるものを用いることができ、接
合材１６としては例えば銀ペーストを用いることができ
る。尚、ケーシング本体部２には、上記流量検知部１２
が配置されている位置において、フィンプレート１４が
通過する開口が形成されており、該開口内にはフィンプ
レート１４を挿入した状態でシール用のガラスが充填さ
れ、ガラスシール１８が形成されている。
検知部１２の下面すなわち基板１２−１の下面（第２
面）には、熱伝達用部材としてのフィンプレート１４が
熱伝導性良好な接合材１６により接合されている。フィ
ンプレート１４としては例えば銅、ジュラルミン、銅−
タングステン合金からなるものを用いることができ、接
合材１６としては例えば銀ペーストを用いることができ
る。尚、ケーシング本体部２には、上記流量検知部１２
が配置されている位置において、フィンプレート１４が
通過する開口が形成されており、該開口内にはフィンプ
レート１４を挿入した状態でシール用のガラスが充填さ
れ、ガラスシール１８が形成されている。
【００２６】フィンプレート１４は、中央でほぼ直角に
曲っており、上部水平部分が流量検知部１２に接合され
ており、下部垂直部分が管路４内へと延びている。該フ
ィンプレート１４は、ほぼ円形の断面を持つ管路４内に
おいて、その断面内の中央を通って上部から下部へと該
管路４を横切って延在している。但し、管路４は必ずし
も断面が円形である必要はなく、適宜の断面形状が可能
である。管路４内において、上記フィンプレート１４の
管路方向の寸法Ｌ1 は該フィンプレート１４の厚さＬ2
より十分大きい。このため、フィンプレート１４は、管
路４内における流体の流通に大きな影響を与えることな
しに、流量検知部１２と流体との間の熱伝達を良好に行
うことが可能である。
曲っており、上部水平部分が流量検知部１２に接合され
ており、下部垂直部分が管路４内へと延びている。該フ
ィンプレート１４は、ほぼ円形の断面を持つ管路４内に
おいて、その断面内の中央を通って上部から下部へと該
管路４を横切って延在している。但し、管路４は必ずし
も断面が円形である必要はなく、適宜の断面形状が可能
である。管路４内において、上記フィンプレート１４の
管路方向の寸法Ｌ1 は該フィンプレート１４の厚さＬ2
より十分大きい。このため、フィンプレート１４は、管
路４内における流体の流通に大きな影響を与えることな
しに、流量検知部１２と流体との間の熱伝達を良好に行
うことが可能である。
【００２７】上記ケーシング内には、流量検知部１２か
ら管路４に沿って隔てられた位置において、流体温度検
知部２２が配置されている。該温度検知部２２は、上記
流量検知部１２と同様な基板上に、同様な薄膜感温体を
形成したチップ状のものからなる。また、温度検知部２
２はケーシング本体部２の管路４の真上において熱伝達
向上のために肉薄となした部分に、熱伝導性良好な接合
材を介して接合されている。流体温度検知部２２は、管
路４内の流体流通方向に関して上流側に配置するのが好
ましい。
ら管路４に沿って隔てられた位置において、流体温度検
知部２２が配置されている。該温度検知部２２は、上記
流量検知部１２と同様な基板上に、同様な薄膜感温体を
形成したチップ状のものからなる。また、温度検知部２
２はケーシング本体部２の管路４の真上において熱伝達
向上のために肉薄となした部分に、熱伝導性良好な接合
材を介して接合されている。流体温度検知部２２は、管
路４内の流体流通方向に関して上流側に配置するのが好
ましい。
【００２８】尚、以上のような流量検知部１２及び温度
検知部２２を覆うようにして、それぞれ樹脂被覆２０，
２４が形成されている。図３においては、これらの樹脂
被覆は図示を省略されている。
検知部２２を覆うようにして、それぞれ樹脂被覆２０，
２４が形成されている。図３においては、これらの樹脂
被覆は図示を省略されている。
【００２９】上記ケーシング内には、流量検知部１２及
び温度検知部２２以外の部分において、配線基板２６が
固定配置されている。該配線基板２６の電極のうちのい
くつかは、上記流量検知部１２の電極とボンディングワ
イヤ２８により電気的に接続されており、同様に上記温
度検知部２２の電極とボンディングワイヤにより電気的
に接続されている。これらボンディングワイヤ２８は、
上記樹脂被覆２０，２４により封止されている。配線基
板２６の電極のうちの他のいくつかは外部リード線３０
と接続されていて、該外部リード線３０はケーシング外
へと延びている。
び温度検知部２２以外の部分において、配線基板２６が
固定配置されている。該配線基板２６の電極のうちのい
くつかは、上記流量検知部１２の電極とボンディングワ
イヤ２８により電気的に接続されており、同様に上記温
度検知部２２の電極とボンディングワイヤにより電気的
に接続されている。これらボンディングワイヤ２８は、
上記樹脂被覆２０，２４により封止されている。配線基
板２６の電極のうちの他のいくつかは外部リード線３０
と接続されていて、該外部リード線３０はケーシング外
へと延びている。
【００３０】図５は本実施形態の流量センサーの回路構
成図である。図示されているように、直流電源４０の電
圧が、薄膜発熱体１２−３とブリッジ回路４２とに印加
される。ブリッジ回路４２中の差動増幅器４４の出力と
して、流量を示す出力が得られる。即ち、流量検知部１
２において、薄膜発熱体１２−３の発熱に基づき、フィ
ンプレート１４を介して被検知流体による吸熱の影響を
受けて、薄膜感温体１２−７による感温が実行され、該
感温の結果に基づき管路４内の被検知流体の流量が検知
される。
成図である。図示されているように、直流電源４０の電
圧が、薄膜発熱体１２−３とブリッジ回路４２とに印加
される。ブリッジ回路４２中の差動増幅器４４の出力と
して、流量を示す出力が得られる。即ち、流量検知部１
２において、薄膜発熱体１２−３の発熱に基づき、フィ
ンプレート１４を介して被検知流体による吸熱の影響を
受けて、薄膜感温体１２−７による感温が実行され、該
感温の結果に基づき管路４内の被検知流体の流量が検知
される。
【００３１】以上の本実施形態によれば、被検知流体が
比較的高い粘度の粘性流体であっても、更に管路４の断
面内の径方向流量分布がどのようなものであろうとも、
該流量分布を十分に反映した正確な流量検知が可能であ
る。従って、比較的少ない微小流量であっても、あるい
は幅広い環境温度条件下において、配管内を流れる流体
の流量を正確に測定することが可能である。
比較的高い粘度の粘性流体であっても、更に管路４の断
面内の径方向流量分布がどのようなものであろうとも、
該流量分布を十分に反映した正確な流量検知が可能であ
る。従って、比較的少ない微小流量であっても、あるい
は幅広い環境温度条件下において、配管内を流れる流体
の流量を正確に測定することが可能である。
【００３２】以上の実施形態においては、フィンプレー
ト１４が管路断面の中央部を通って上部から下部へと横
切っているが、該フィンプレート１４は管路断面の上部
から中央部の近傍にまで延びているものとすることがで
きる。これによって、管路４の断面内の径方向流量分布
がどのようなものであろうとも、該流量分布を良好に反
映した正確な流量検知が可能である。
ト１４が管路断面の中央部を通って上部から下部へと横
切っているが、該フィンプレート１４は管路断面の上部
から中央部の近傍にまで延びているものとすることがで
きる。これによって、管路４の断面内の径方向流量分布
がどのようなものであろうとも、該流量分布を良好に反
映した正確な流量検知が可能である。
【００３３】上記フィンプレート１４の代わりに、管路
４内における断面形状が異なる他の熱伝達用部材を使用
することができる。このような熱伝達用部材の例を、図
６に示す。図６（ａ）は断面形状が流線形とくに涙滴形
と呼ばれる形状のフィンプレート１４’であり、これに
よれば流体の流れをできるだけ乱すことなく高効率で熱
交換することができる。図６（ｂ）は断面形状が円形の
熱伝達用部材１４”である。
４内における断面形状が異なる他の熱伝達用部材を使用
することができる。このような熱伝達用部材の例を、図
６に示す。図６（ａ）は断面形状が流線形とくに涙滴形
と呼ばれる形状のフィンプレート１４’であり、これに
よれば流体の流れをできるだけ乱すことなく高効率で熱
交換することができる。図６（ｂ）は断面形状が円形の
熱伝達用部材１４”である。
【００３４】図７は上記実施形態の変形例を示す模式図
である。図７（ａ）の例では、管路４が屈曲しており、
この屈曲部分において流量検知部１２に付設されたフィ
ンプレート１４が位置している。屈曲部分の屈曲角θは
任意であるが、例えば９０°≦θ＜１８０°である。図
７（ａ）の例では、管路４の屈曲部分の流体流出側にお
いてフィンプレート１４が延在している。図７（ｂ）の
例では、同様に管路４が屈曲しており、この屈曲部分に
おいて流量検知部１２に付設されたフィンプレート１４
が位置しているが、この例では、管路４の屈曲部分の流
体流入側においてフィンプレート１４が延在している。
上記図１〜５の実施形態と同様な流体温度検知部２２及
び配線基板２６などの配置を持つケーシングを構成する
ためには、上記図７（ｂ）の配置が好ましい。
である。図７（ａ）の例では、管路４が屈曲しており、
この屈曲部分において流量検知部１２に付設されたフィ
ンプレート１４が位置している。屈曲部分の屈曲角θは
任意であるが、例えば９０°≦θ＜１８０°である。図
７（ａ）の例では、管路４の屈曲部分の流体流出側にお
いてフィンプレート１４が延在している。図７（ｂ）の
例では、同様に管路４が屈曲しており、この屈曲部分に
おいて流量検知部１２に付設されたフィンプレート１４
が位置しているが、この例では、管路４の屈曲部分の流
体流入側においてフィンプレート１４が延在している。
上記図１〜５の実施形態と同様な流体温度検知部２２及
び配線基板２６などの配置を持つケーシングを構成する
ためには、上記図７（ｂ）の配置が好ましい。
【００３５】図８は本発明による流量センサーの第２の
実施形態を示す部分断面図である。本図において、上記
図１〜７におけると同様の機能を有する部材には同一の
符号が付されている。
実施形態を示す部分断面図である。本図において、上記
図１〜７におけると同様の機能を有する部材には同一の
符号が付されている。
【００３６】本実施形態では、管路４が屈曲しており、
この屈曲部分において流体流出側に流量検知部１２が配
置されている。即ち、流量検知部１２は、流体流入側か
ら流入する被検知流体の進行方向を横切るように位置す
る流体流出側の壁に配置されている。また、流体流入側
に温度検知部２２が配置されている。これら流量検知部
１２及び温度検知部２２はケーシング本体部２の管路４
に隣接して熱伝達向上のために肉薄となした部分に、そ
れぞれ熱伝導性良好な接合材１６，１６’を介して接合
されている。
この屈曲部分において流体流出側に流量検知部１２が配
置されている。即ち、流量検知部１２は、流体流入側か
ら流入する被検知流体の進行方向を横切るように位置す
る流体流出側の壁に配置されている。また、流体流入側
に温度検知部２２が配置されている。これら流量検知部
１２及び温度検知部２２はケーシング本体部２の管路４
に隣接して熱伝達向上のために肉薄となした部分に、そ
れぞれ熱伝導性良好な接合材１６，１６’を介して接合
されている。
【００３７】本実施形態では、屈曲部に流入した流体が
流量検知部１２の配置された管路壁に衝突するので、非
検知流体が比較的高い粘度の粘性流体であっても、更に
管路４の直線部分における断面内の径方向流量分布がど
のようなものであろうとも、正確な流量検知が可能であ
る。従って、幅広い環境温度条件下において、配管内を
流れる流体の流量を正確に測定することが可能である。
流量検知部１２の配置された管路壁に衝突するので、非
検知流体が比較的高い粘度の粘性流体であっても、更に
管路４の直線部分における断面内の径方向流量分布がど
のようなものであろうとも、正確な流量検知が可能であ
る。従って、幅広い環境温度条件下において、配管内を
流れる流体の流量を正確に測定することが可能である。
【００３８】本実施形態では、屈曲部分の屈曲角θは、
例えば４５°≦θ≦１３５°とすることができる。
例えば４５°≦θ≦１３５°とすることができる。
【００３９】図９は上記図８の実施形態の変形例を示す
模式図である。この例では、流量検知部１２は、熱伝導
性良好なハウジング１３内に収容されており、管路４内
に突出せしめられている。
模式図である。この例では、流量検知部１２は、熱伝導
性良好なハウジング１３内に収容されており、管路４内
に突出せしめられている。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の流量セン
サーによれば、比較的高い粘度の粘性流体であっても、
配管内を流れる該流体の流量を正確に測定することがで
きる。更に、本発明によれば、比較的少ない流量であっ
ても、配管内を流れる該流体の流量を正確に測定するこ
とができる。更に、本発明によれば、幅広い環境温度条
件下において、配管内を流れる該流体の流量を正確に測
定することができる。
サーによれば、比較的高い粘度の粘性流体であっても、
配管内を流れる該流体の流量を正確に測定することがで
きる。更に、本発明によれば、比較的少ない流量であっ
ても、配管内を流れる該流体の流量を正確に測定するこ
とができる。更に、本発明によれば、幅広い環境温度条
件下において、配管内を流れる該流体の流量を正確に測
定することができる。
【図１】本発明による流量センサーの第１の実施形態を
示す一部切欠側面図である。
示す一部切欠側面図である。
【図２】本発明による流量センサーの第１の実施形態を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】本発明による流量センサーの第１の実施形態を
示す一部切欠平面図である。
示す一部切欠平面図である。
【図４】本発明による流量センサーの第１の実施形態の
流量検知部の分解斜視図である。
流量検知部の分解斜視図である。
【図５】本発明による流量センサーの第１の実施形態の
流量センサーの回路構成図である。
流量センサーの回路構成図である。
【図６】本発明による流量センサーの熱伝達用部材の例
を示す図である。
を示す図である。
【図７】本発明による流量センサーの第１の実施形態の
変形例を示す模式図である。
変形例を示す模式図である。
【図８】本発明による流量センサーの第２の実施形態を
示す部分断面図である。
示す部分断面図である。
【図９】本発明による流量センサーの第２の実施形態の
変形例を示す模式図である。
変形例を示す模式図である。
２ ケーシング本体部 ４ 管路 ６ａ，６ｂ 接続部 ８ ケーシング蓋体部 １２ 流量検知部 １２−１ 基板 １２−２ 絶縁層 １２−３ 薄膜発熱体 １２−４，１２−５ 電極層 １２−６ 絶縁層 １２−７ 流量検知用薄膜感温体 １２−８ 絶縁層 １３ ハウジング １４，１４’ フィンプレート １４” 熱伝達用部材 １６，１６’ 接合材 １８ ガラスシール ２０ 樹脂被覆 ２２ 流体温度検知部 ２４ 樹脂被覆 ２６ 配線基板 ２８ ボンディングワイヤ ３０ 外部リード線 ４０ 直流電源 ４２ ブリッジ回路 ４４ 差動増幅器
Claims (11)
- 【請求項１】 発熱機能と感温機能とを有する流量検知
部と、該流量検知部からの熱が被検知流体に伝達され吸
熱されるように形成された該被検知流体のための管路と
を備えており、前記流量検知部において発熱に基づき前
記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実行さ
れ、該感温の結果に基づき前記管路内の被検知流体の流
量を検知する流量センサーであって、 前記流量検知部には前記管路内へと延びている熱伝達用
部材が付設されており、該熱伝達用部材は前記管路の断
面の少なくとも中央部の近傍に至るように延びているこ
とを特徴とする流量センサー。 - 【請求項２】 前記流量検知部は、基板上に薄膜発熱体
と該薄膜発熱体の発熱の影響を受けるように配置された
流量検知用薄膜感温体とを形成してなることを特徴とす
る、請求項１に記載の流量センサー。 - 【請求項３】 前記熱伝達用部材は前記基板に接合され
ていることを特徴とする、請求項２に記載の流量センサ
ー。 - 【請求項４】 前記薄膜発熱体と前記流量検知用薄膜感
温体とは前記基板の第１面上にて絶縁層を介して積層さ
れていることを特徴とする、請求項２に記載の流量セン
サー。 - 【請求項５】 前記熱伝達用部材は前記基板の第２面に
接合されていることを特徴とする、請求項４に記載の流
量センサー。 - 【請求項６】 前記熱伝達用部材の前記管路の方向の寸
法は、前記管路の断面内における前記熱伝達用部材の延
在方向と直交する方向の寸法より大きいことを特徴とす
る、請求項１〜５のいずれかに記載の流量センサー。 - 【請求項７】 前記管路は前記熱伝達用部材が延在して
いる部分において屈曲していることを特徴とする、請求
項１〜６のいずれかに記載の流量センサー。 - 【請求項８】 発熱機能と感温機能とを有する流量検知
部と、該流量検知部からの熱が被検知流体に伝達され吸
熱されるように形成された該被検知流体のための管路と
を備えており、前記流量検知部において発熱に基づき前
記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実行さ
れ、該感温の結果に基づき前記管路内の被検知流体の流
量を検知する流量センサーであって、 前記管路は屈曲部を有しており、前記流量検知部は前記
管路屈曲部の被検知流体流入側から流入する被検知流体
の進行方向を横切るように位置する被検知流体流出側の
壁に配置されていることを特徴とする流量センサー。 - 【請求項９】 前記流量検知部は、基板の第１面上に薄
膜発熱体と流量検知用薄膜感温体とを絶縁層を介して積
層し、前記基板の第２面を前記屈曲部の被検知流体流出
側の壁に接合してなることを特徴とする、請求項８に記
載の流量センサー。 - 【請求項１０】 前記管路内の被検知流体の流量の検知
に際し補償するための前記管路内の被検知流体の温度を
検知するための温度検知部を有することを特徴とする、
請求項１〜９のいずれかに記載の流量センサー。 - 【請求項１１】 前記温度検知部は前記流量検知部と同
等の感温機能を有することを特徴とする、請求項１０に
記載の流量センサー。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9281626A JP3016424B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 流量センサー |
| US09/529,594 US6647777B1 (en) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | Flow rate sensor, flow meter, and discharge rate control apparatus for liquid discharge machines |
| EP98947862A EP1024350A4 (en) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | FLOW DETECTOR, FLOWMETER, AND OUTLET CONTROL DEVICE FOR LIQUID EXTRACTORS |
| CA002306973A CA2306973C (en) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | Flow rate sensor, flow meter, and discharge rate control apparatus for liquid discharge machines |
| CNA03100220XA CN1515877A (zh) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | 流量传感器、流量计及液体排出机器的排出量控制装置 |
| CN988101785A CN1133069C (zh) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | 流量传感器 |
| PCT/JP1998/004633 WO1999019694A1 (fr) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | Detecteur de debit, debitmetre et appareil de regulation de vitesse de decharge pour machines a decharge de liquides |
| KR1020007004023A KR20010031132A (ko) | 1997-10-15 | 1998-10-14 | 유량센서, 유량계 및 액체토출기기의 토출량 제어장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9281626A JP3016424B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 流量センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11118565A true JPH11118565A (ja) | 1999-04-30 |
| JP3016424B2 JP3016424B2 (ja) | 2000-03-06 |
Family
ID=17641748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9281626A Expired - Lifetime JP3016424B2 (ja) | 1997-10-15 | 1997-10-15 | 流量センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3016424B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003532099A (ja) * | 2000-05-04 | 2003-10-28 | ゼンジリオン アクチエンゲゼルシャフト | 液体用のフローセンサ |
| JP2008292330A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Hitachi Ltd | 熱式流量計と制御方法 |
-
1997
- 1997-10-15 JP JP9281626A patent/JP3016424B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003532099A (ja) * | 2000-05-04 | 2003-10-28 | ゼンジリオン アクチエンゲゼルシャフト | 液体用のフローセンサ |
| JP2008292330A (ja) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Hitachi Ltd | 熱式流量計と制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3016424B2 (ja) | 2000-03-06 |
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| JP2000088622A (ja) | 流量センサー |
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