JPH11153466A

JPH11153466A - 流量センサー

Info

Publication number: JPH11153466A
Application number: JP9321034A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yamagishi; 喜代志山岸; Atsushi Koike; 淳小池; Shinichi Inoue; 眞一井上; Toshiaki Kawanishi; 川西　　利明
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1997-11-21
Filing date: 1997-11-21
Publication date: 1999-06-08
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: JP4080581B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外部環境温度条件による測定精度への悪影響
を阻止して測定精度を向上させ、比較的高い粘度の粘性
流体あるいは微小流量であっても配管内を流れる流体の
流量を正確に測定できる、組立容易な流量センサーを提
供する。【解決手段】発熱機能と感温機能とを有する流量検知
部１２と、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形成された被検知流体の管路４と
を備え、流量検知部１２において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実行され、この感温
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。管路４の形成されたケーシング２には管路４に隣接
して素子ユニット保持部５０，６０が形成されており、
素子ユニット保持部５１には流量検知部１２を含む流量
検知ユニット５１が保持され、素子ユニット保持部６１
には流体温度検知部２２を含む流体温度検知ユニット６
１が保持されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
センサーは特に幅広い温度環境条件下において流体の流
量を正確に測定するのに好適であり、また、製造上の組
立容易性を企図したものである。

【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。

【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。

【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。

【０００５】ところで、従来の流量センサーは配管部分
に取り付けられる金属製の管路を有しており、該金属製
管路内を流体が通過するようになっている。そして、こ
の金属製管路が外気に露出している。金属製管路は熱伝
導性が高いため、外気温が変化するとその影響が直ちに
管路内の流体（特に管路壁と接する部分）に伝達され、
熱式流量センサーの流量測定の精度の低下をもたらす可
能性がある。特に、流量が微少である場合には測定精度
に与える影響が大きくなる。このような問題は、管路内
を流れる流体の温度と外気温との差が大きい場合に顕著
となる。

【０００６】また、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）。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。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。特に、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問題点が一層顕著
である。

【０００７】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。

【０００８】そこで、本発明の目的は、外部環境温度条
件による測定精度への悪影響を阻止することで、測定精
度の向上した熱式流量センサーを提供することにある。

【０００９】また、本発明の目的は、熱式流量センサー
の製造上における組立を容易ならしめることにある。

【００１０】また、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。

【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。

【００１２】

【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
記管路の形成されたケーシングには前記管路に隣接して
少なくとも１つの素子ユニット保持部が形成されてお
り、該素子ユニット保持部のうちの１つには前記流量検
知部を含む流量検知ユニットが保持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。

【００１３】本発明の一態様においては、前記ケーシン
グは合成樹脂からなる。

【００１４】本発明の一態様においては、前記流量検知
ユニットは、前記流量検知部と、該流量検知部に付設さ
れた第１の熱伝達用部材と、前記流量検知部に電気的に
接続された第１の電極端子と、合成樹脂製の第１の基体
部とを含んでおり、該第１の基体部が前記１つの素子ユ
ニット保持部により保持されており、該第１の基体部か
ら前記第１の熱伝達用部材が前記管路内へと延出してお
り、該第１の基体部から前記第１の電極端子が前記管路
と反対の外側へと延出している。

【００１５】本発明の一態様においては、前記第１の熱
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。

【００１６】本発明の一態様においては、前記第１の基
体部は、弾力性を有する内側部分と該内側部分の外側に
配置された外側部分とからなる。

【００１７】本発明の一態様においては、前記第１の基
体部の中心部には空洞が形成されている。

【００１８】本発明の一態様においては、前記第１の熱
伝達用部材は平板状であり、該第１の熱伝達用部材の前
記第１の基体部内の部分の片面に前記流量検知部が接合
されている。

【００１９】本発明の一態様においては、前記第１の基
体部と前記ケーシングとの間には前記管路に対するシー
ル部材が介在している。

【００２０】本発明の一態様においては、前記ケーシン
グには、前記素子ユニット保持部の外側に素子収容部が
形成されており、該素子収容部には配線基板が配置され
ており、該配線基板と前記流量検知ユニットの第１の電
極端子とが電気的に接続されている。

【００２１】本発明の一態様においては、前記素子収容
部は蓋により覆われている。

【００２２】本発明の一態様においては、前記流量検知
部は、第１の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。

【００２３】本発明の一態様においては、前記第１の熱
伝達用部材は前記第１の基板に接合されている。

【００２４】本発明の一態様においては、前記薄膜発熱
体と前記流量検知用薄膜感温体とは前記第１の基板の第
１面上にて第１の絶縁層を介して積層されている。

【００２５】本発明の一態様においては、前記第１の熱
伝達用部材は前記第１の基板の第２面に接合されてい
る。

【００２６】本発明の一態様においては、前記第１の熱
伝達用部材の前記管路の方向の寸法は、前記管路の断面
内における前記第１の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。

【００２７】本発明の一態様においては、前記素子ユニ
ット保持部のうちの他の１つには、前記流量検知の際の
流体温度補償を行うための流体温度検知部を含む流体温
度検知ユニットが保持されている。

【００２８】本発明の一態様においては、前記流体温度
検知ユニットは、前記流体温度検知部と、該流体温度検
知部に付設された第２の熱伝達用部材と、前記流体温度
検知部に電気的に接続された第２の電極端子と、合成樹
脂製の第２の基体部とを含んでおり、該第２の基体部が
前記他の１つの素子ユニット保持部により保持されてお
り、該第２の基体部から前記第２の熱伝達用部材が前記
管路内へと延びており、該第２の基体部から前記第２の
電極端子が管路と反対の側へと延出している。

【００２９】本発明の一態様においては、前記第２の熱
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。

【００３０】本発明の一態様においては、前記第２の基
体部は、弾力性を有する内側部分と該内側部分の外側に
配置された硬質の外側部分とからなる。

【００３１】本発明の一態様においては、前記第２の基
体部の中心部には空洞が形成されている。

【００３２】本発明の一態様においては、前記第２の熱
伝達用部材は平板状であり、該第２の熱伝達用部材の前
記第２の基体部内の部分の片面に前記流体温度検知部が
接合されている。

【００３３】本発明の一態様においては、前記第２の基
体部と前記ケーシングとの間には前記管路に対するシー
ル部材が介在している。

【００３４】本発明の一態様においては、前記配線基板
と前記流体温度検知ユニットの第２の電極端子とが電気
的に接続されている。

【００３５】本発明の一態様においては、前記流体温度
検知部は、第２の基板上に流体温度検知用薄膜感温体を
形成してなる。

【００３６】本発明の一態様においては、前記第２の熱
伝達用部材は前記第２の基板に接合されている。

【００３７】本発明の一態様においては、前記流体温度
検知用薄膜感温体は前記第２の基板の第１面上にて第２
の絶縁層を介して積層されている。

【００３８】本発明の一態様においては、前記第２の熱
伝達用部材は前記第２の基板の第２面に接合されてい
る。

【００３９】本発明の一態様においては、前記第２の熱
伝達用部材の前記管路の方向の寸法は、前記管路の断面
内における前記第２の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。

【００４０】また、本発明によれば、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、前記ケーシングは合成樹脂からなることを特徴とす
る流量センサー、が提供される。

【００４１】更に、本発明によれば、発熱機能と感温機
能とを有する流量検知部において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実行され、該感温の
結果に基づき被検知流体の流量を検知する流量センサー
に用いられる流量検知ユニットであって、前記流量検知
部と、該流量検知部に付設された第１の熱伝達用部材
と、前記流量検知部に電気的に接続された第１の電極端
子と、合成樹脂製の第１の基体部とを含んでおり、該第
１の基体部から前記第１の熱伝達用部材と前記第１の電
極端子とが互いに反対側へと延出していることを特徴と
する流量検知ユニット、が提供され、発熱機能と感温機
能とを有する流量検知部において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実行され、該感温の
結果に基づき被検知流体の流量を検知する流量センサー
にて前記流量検知の際の流体温度補償を行うために用い
られる流体温度検知ユニットであって、流体温度検知部
と、該流体温度検知部に付設された第２の熱伝達用部材
と、前記流体温度検知部に電気的に接続された第２の電
極端子と、合成樹脂製の第２の基体部とを含んでおり、
該第２の基体部から前記第２の熱伝達用部材と前記第２
の電極端子が互いに反対側へと延出していることを特徴
とする流体温度検知ユニット、が提供される。

【００４２】

【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。

【００４３】図１は本発明による流量センサーの一実施
形態を示す一部切欠側面図であり、図２はその断面図で
ある。

【００４４】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２の両端において、外
部配管と接続するための接続部（例えばオネジ）６ａ，
６ｂが形成されている。ケーシング本体部２は合成樹脂
製たとえば塩化ビニル樹脂製である。このケーシング本
体部２には、管路４の上方にて素子収容部５が形成され
ており、該素子収容部５にはケーシング蓋体部８がネジ
等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。

【００４５】本実施形態では、ケーシング本体部２の素
子収容部５の内側（即ち管路４側）に、管路４に隣接し
て２つの素子ユニット保持部５０，６０が形成されてい
る。これら素子ユニット保持部５０，６０はいずれも管
路４の径方向を中心とする円筒状内面を有する。第１の
素子ユニット保持部５０により流量検知ユニット５１が
保持されており、第２の素子ユニット保持部６０により
流体温度検知ユニット６１が保持されている。

【００４６】流量検知ユニット５１は、流量検知部１２
と、該流量検知部１２に熱伝導性良好な接合材１６によ
り接合された熱伝達用部材としてのフィンプレート１４
と、電極端子５２と、流量検知部１２の電極を対応する
電極端子５２と電気的に接続するボンディングワイヤ２
８と、合成樹脂製の基体部５３とを有する。該基体部５
３は異なる２つの部分すなわち内側部分５３−１と外側
部分５３−２とからなる。内側部分５３−１は、弾力性
を有しており、例えばフッ素ゴム等からなり、ケーシン
グ本体部２及び流量検知ユニット５１を構成する各部材
の熱膨張率差に基づき温度変化により発生する応力を吸
収して変形することができる。また、外側部分５３−２
は、硬質で耐薬品性や耐油性が大きく、例えばポリフェ
ニレンサルファイド（ＰＰＳ）やポリブチレンテレフタ
レート（ＰＢＴ）等からなる。基体部５３は素子ユニッ
ト保持部５０の内周面に対応した円筒形状外周面を有す
る。基体部５３から、フィンプレート１４の一部が管路
４内へと延出しており、電極端子５２の一部が管路４と
反対の側（外側）へと延出している。すなわち、流量検
知部１２と、接合材１６とフィンプレート１４の一部
と、電極端子５２の一部とが基体部５３により封止され
ている。

【００４７】流量検知部１２は、図３に示されている様
に、基板１２−１の上面（第１面）上に絶縁層１２−２
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。

【００４８】図２に示されているように、流量検知部１
２の一方の面すなわち基板１２−１の第２面に、熱伝達
用部材としての平板状フィンプレート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
ン合金からなる平板状の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いる。

【００４９】図１及び図２に示されているように、基体
部５３の外周面と素子ユニット保持部５０の内周面との
間には、管路４に対するシール部材としてのＯ−リング
５４が介在している。

【００５０】フィンプレート１４は、上部分が流量検知
部１２に接合されており、下部分が管路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。

【００５１】上記ケーシング本体部２には、素子ユニッ
ト保持部５０から管路４に沿って隔てられた位置におい
て、素子ユニット保持部６０が配置されている。素子ユ
ニット保持部６０により流体温度検知ユニット６１が保
持されている。

【００５２】流体温度検知ユニット６１は、流体温度検
知部２２と、該流体温度検知部２２に熱伝導性良好な接
合材により接合された熱伝達用部材としてのフィンプレ
ート１４’と、電極端子６２と、流体温度検知部２２の
電極を対応する電極端子６２と電気的に接続するボンデ
ィングワイヤ２９と、合成樹脂製の基体部６３とを有す
る。該基体部６３は異なる２つの部分すなわち内側部分
６３−１と外側部分６３−２とからなる。内側部分６３
−１は、弾力性を有しており、例えばフッ素ゴム等から
なり、ケーシング本体部２及び流体温度検知ユニット６
１を構成する各部材の熱膨張率差に基づき温度変化によ
り発生する応力を吸収して変形することができる。ま
た、外側部分６３−２は、硬質で耐薬品性や耐油性が大
きく、例えばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）や
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等からなる。基
体部６３は素子ユニット保持部６０の内周面に対応した
円筒形状外周面を有する。基体部６３から、フィンプレ
ート１４’の一部が管路４内へと延出しており、電極端
子６２の一部が管路４と反対の側（外側）へと延出して
いる。すなわち、流体温度検知部２２と、フィンプレー
ト１４’の一部と、電極端子６２の一部とが基体部６３
により封止されている。

【００５３】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（流体温度補償用薄
膜感温体）を形成したチップ状のものからなる。即ち、
温度検知部２２は、図３における薄膜発熱体１２−３、
１対の電極層１２−４，１２−５及び絶縁層１２−６を
除去したものと同様にして構成することができる。ま
た、温度検知部２２には、流量検知部１２と同様にし
て、接合材によりフィンプレート１４’が接合されてい
る。

【００５４】流体温度検知ユニット６１は、管路４内の
流体流通方向に関して流量検知ユニット５１の上流側に
配置するのが好ましい。

【００５５】上記ケーシング本体部２の素子収容部５内
には、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、上記流量検知ユニット
５１の電極端子５２とワイヤボンディング等により電気
的に接続されており（図示省略）、同様に上記流体温度
検知ユニット６１の電極端子６２とワイヤボンディング
等により電気的に接続されている（図示省略）。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。

【００５６】図４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、更に温度検知部２２でフィンプレ
ート１４’を介して検知される被検知流体温度の補償を
行って、管路４内の被検知流体の流量が検知される。

【００５７】図５は、本実施形態における流量検知ユニ
ット５１の変形例を示す断面図である。この変形例で
は、基体部５３の中心部（内側部分５３−１の中心部）
には空洞５５が形成されており、該空洞５５内に流量検
知部１２が位置している。この空洞５５の断熱効果によ
り、流量検知部１２に対する周囲環境からの熱的影響を
低減することができる。基体部５３には、空洞５５と上
記素子収容部５とを連通させる通気孔５６を形成してお
くことができる。流体温度検知ユニット６１も同様に空
洞及び通気孔を有するものとすることができる。

【００５８】図６は、本実施形態における素子ユニット
保持部５０への流量検知ユニット５１の取り付けの変形
例を示す断面図である。図１〜２においては、素子ユニ
ット保持部５０の内周面と流量検知ユニット５１の外周
面との双方にＯ−リング収容溝が形成されているが、本
図６の例では素子ユニット保持部５０の内周面のみにＯ
−リング収容溝５７を形成している。流量検知ユニット
５１の外周面のみにＯ−リング収容溝を形成することも
可能である。素子ユニット保持部６０への流体温度検知
ユニット６１の取り付けについても、同様にすることが
できる。

【００５９】以上の本実施形態によれば、ケーシング本
体部２を熱伝導性の低い合成樹脂から構成しているの
で、周囲環境温度条件が変化しても、その影響が直ちに
管路４内の被検知流体に及んで流量測定に悪影響を与え
るようなことはない。

【００６０】また、流量検知部１２を含んでいる流量検
知ユニット５１を素子ユニット保持部５０により保持
し、流体温度検知部２２を含んでいる流体温度検知ユニ
ット６１を素子ユニット保持部６０により保持するの
で、製造上における組立が容易である。

【００６１】また、フィンプレート１４，１４’を用い
ているので、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。

【００６２】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。

【００６３】以上の実施形態においては、フィンプレー
ト１４，１４’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１４，１４’
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。

【００６４】

【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、流量検知部を含む素子をユニット化して
いるので、製造上における組立が容易である。また、本
発明の流量センサーによれば、外気温の変動による悪影
響を受けにくい正確な流量測定が可能である。また、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流量センサーの一実施形態を示す
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一実施形態を示す
断面図である。

【図３】本発明による流量センサーの一実施形態の流量
検知部の分解斜視図である。

【図４】本発明による流量センサーの一実施形態の流量
センサーの回路構成図である。

【図５】本発明による流量センサーの流量検知ユニット
の変形例を示す断面図である。

【図６】本発明による流量センサーの素子ユニット保持
部への流量検知ユニットの取り付けの変形例を示す断面
図である。

【符号の説明】

２ケーシング本体部４管路５素子収容部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１４，１４’ フィンプレート１６，接合材２２流体温度検知部２６配線基板２８，２９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５０素子ユニット保持部５１流量検知ユニット５２電極端子５３基体部５３−１内側部分５３−２外側部分５４Ｏ−リング５５空洞５６通気孔５７Ｏ−リング収容溝６０素子ユニット保持部６１流体温度検知ユニット６２電極端子６３基体部６３−１内側部分６３−２外側部分６４Ｏ−リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川西利明埼玉県上尾市原市1333−２三井金属鉱業株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【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、前記管路の形成されたケーシングには前記管路に隣接し
て少なくとも１つの素子ユニット保持部が形成されてお
り、該素子ユニット保持部のうちの１つには前記流量検
知部を含む流量検知ユニットが保持されていることを特
徴とする流量センサー。
【請求項２】前記ケーシングは合成樹脂からなること
を特徴とする、請求項１に記載の流量センサー。
【請求項３】前記流量検知ユニットは、前記流量検知
部と、該流量検知部に付設された第１の熱伝達用部材
と、前記流量検知部に電気的に接続された第１の電極端
子と、合成樹脂製の第１の基体部とを含んでおり、該第
１の基体部が前記１つの素子ユニット保持部により保持
されており、該第１の基体部から前記第１の熱伝達用部
材が前記管路内へと延出しており、該第１の基体部から
前記第１の電極端子が前記管路と反対の外側へと延出し
ていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれかに記
載の流量センサー。
【請求項４】前記第１の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、請求項３に記載の流量センサー。
【請求項５】前記第１の基体部は、弾力性を有する内
側部分と該内側部分の外側に配置された外側部分とから
なることを特徴とする、請求項３〜４のいずれかに記載
の流量センサー。
【請求項６】前記第１の基体部の中心部には空洞が形
成されていることを特徴とする、請求項３〜５のいずれ
かに記載の流量センサー。
【請求項７】前記第１の熱伝達用部材は平板状であ
り、該第１の熱伝達用部材の前記第１の基体部内の部分
の片面に前記流量検知部が接合されていることを特徴と
する、請求項３〜６のいずれかに記載の流量センサー。
【請求項８】前記第１の基体部と前記ケーシングとの
間には前記管路に対するシール部材が介在していること
を特徴とする、請求項３〜７のいずれかに記載の流量セ
ンサー。
【請求項９】前記ケーシングには、前記素子ユニット
保持部の外側に素子収容部が形成されており、該素子収
容部には配線基板が配置されており、該配線基板と前記
流量検知ユニットの第１の電極端子とが電気的に接続さ
れていることを特徴とする、請求項３〜８のいずれかに
記載の流量センサー。
【請求項１０】前記素子収容部は蓋により覆われてい
ることを特徴とする、請求項９に記載の流量センサー。
【請求項１１】前記流量検知部は、第１の基板上に薄
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１〜１０のいずれかに記載の流量セ
ンサー。
【請求項１２】前記第１の熱伝達用部材は前記第１の
基板に接合されていることを特徴とする、請求項１１に
記載の流量センサー。
【請求項１３】前記薄膜発熱体と前記流量検知用薄膜
感温体とは前記第１の基板の第１面上にて第１の絶縁層
を介して積層されていることを特徴とする、請求項１１
に記載の流量センサー。
【請求項１４】前記第１の熱伝達用部材は前記第１の
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１３に記載の流量センサー。
【請求項１５】前記第１の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第１の熱
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３〜１４のいずれかに記載の
流量センサー。
【請求項１６】前記素子ユニット保持部のうちの他の
１つには、前記流量検知の際の流体温度補償を行うため
の流体温度検知部を含む流体温度検知ユニットが保持さ
れていることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか
に記載の流量センサー。
【請求項１７】前記流体温度検知ユニットは、前記流
体温度検知部と、該流体温度検知部に付設された第２の
熱伝達用部材と、前記流体温度検知部に電気的に接続さ
れた第２の電極端子と、合成樹脂製の第２の基体部とを
含んでおり、該第２の基体部が前記他の１つの素子ユニ
ット保持部により保持されており、該第２の基体部から
前記第２の熱伝達用部材が前記管路内へと延びており、
該第２の基体部から前記第２の電極端子が管路と反対の
側へと延出していることを特徴とする、請求項１６に記
載の流量センサー。
【請求項１８】前記第２の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、請求項１７に記載の流量センサー。
【請求項１９】前記第２の基体部は、弾力性を有する
内側部分と該内側部分の外側に配置された硬質の外側部
分とからなることを特徴とする、請求項１７〜１８のい
ずれかに記載の流量センサー。
【請求項２０】前記第２の基体部の中心部には空洞が
形成されていることを特徴とする、請求項１７〜１９の
いずれかに記載の流量センサー。
【請求項２１】前記第２の熱伝達用部材は平板状であ
り、該第２の熱伝達用部材の前記第２の基体部内の部分
の片面に前記流体温度検知部が接合されていることを特
徴とする、請求項１７〜２０のいずれかに記載の流量セ
ンサー。
【請求項２２】前記第２の基体部と前記ケーシングと
の間には前記管路に対するシール部材が介在しているこ
とを特徴とする、請求項１７〜２１のいずれかに記載の
流量センサー。
【請求項２３】前記配線基板と前記流体温度検知ユニ
ットの第２の電極端子とが電気的に接続されていること
を特徴とする、請求項１７〜２２のいずれかに記載の流
量センサー。
【請求項２４】前記流体温度検知部は、第２の基板上
に流体温度検知用薄膜感温体を形成してなることを特徴
とする、請求項１７〜２３のいずれかに記載の流量セン
サー。
【請求項２５】前記第２の熱伝達用部材は前記第２の
基板に接合されていることを特徴とする、請求項２４に
記載の流量センサー。
【請求項２６】前記流体温度検知用薄膜感温体は前記
第２の基板の第１面上にて第２の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２４に記載の流量セ
ンサー。
【請求項２７】前記第２の熱伝達用部材は前記第２の
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２６に記載の流量センサー。
【請求項２８】前記第２の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第２の熱
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１７〜２７のいずれかに記載
の流量センサー。
【請求項２９】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、前記ケーシングは合成樹脂からなることを特徴とする流
量センサー。
【請求項３０】発熱機能と感温機能とを有する流量検
知部において発熱に基づき被検知流体による吸熱の影響
を受けた感温が実行され、該感温の結果に基づき被検知
流体の流量を検知する流量センサーに用いられる流量検
知ユニットであって、前記流量検知部と、該流量検知部に付設された第１の熱
伝達用部材と、前記流量検知部に電気的に接続された第
１の電極端子と、合成樹脂製の第１の基体部とを含んで
おり、該第１の基体部から前記第１の熱伝達用部材と前
記第１の電極端子とが互いに反対側へと延出しているこ
とを特徴とする流量検知ユニット。
【請求項３１】発熱機能と感温機能とを有する流量検
知部において発熱に基づき被検知流体による吸熱の影響
を受けた感温が実行され、該感温の結果に基づき被検知
流体の流量を検知する流量センサーにて前記流量検知の
際の流体温度補償を行うために用いられる流体温度検知
ユニットであって、流体温度検知部と、該流体温度検知部に付設された第２
の熱伝達用部材と、前記流体温度検知部に電気的に接続
された第２の電極端子と、合成樹脂製の第２の基体部と
を含んでおり、該第２の基体部から前記第２の熱伝達用
部材と前記第２の電極端子が互いに反対側へと延出して
いることを特徴とする流体温度検知ユニット。