JPH11281448A - Thermal flow velocity sensor for liquid material - Google Patents

Thermal flow velocity sensor for liquid material

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JPH11281448A
JPH11281448A JP10100509A JP10050998A JPH11281448A JP H11281448 A JPH11281448 A JP H11281448A JP 10100509 A JP10100509 A JP 10100509A JP 10050998 A JP10050998 A JP 10050998A JP H11281448 A JPH11281448 A JP H11281448A
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liquid material
flow velocity
flow
flow rate
detecting element
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Yasunori Hida
恭典 肥田
Hideaki Yagi
秀明 八木
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive current meter capable of accurately measuring the flow rate of highly corrosive liquid or a highly polishable liquid material even if the rate is small. SOLUTION: This thermal flow velocity sensor for a liquid material has a structure where a resistance heat generator 21 is covered with a protective coating layer made of ceramic mainly made of one or more selected from the corrosion or wear resistant group of alumina, silicon carbide, silicon nitride and zirconia, or corrosion resistant fluorine resin. Thus, the durability of a flow velocity detecting element is increased, and even for measuring the flow rate of highly corrosive liquid such as acid, alkali or the like, or a highly polishable liquid material such as a slurry of ceramic raw material powder or abrasive grains, the life of the element is secured for a long time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液体やスラリー等
の液状物の流速を検知するための熱式流速センサに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal type flow rate sensor for detecting a flow rate of a liquid such as a liquid or a slurry.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、液体の流量(あるいは流速)
を検出する流量センサとしては、面積式流量計、カルマ
ン渦流量計、タービン式流量計、電磁式流量計あるいは
超音波式流量計等が用いられている。これら流量計の適
用分野は極めて多岐にわたるものであるが、例えば酸や
アルカリ等の腐食性の高い液体や、セラミック原料粉末
や研粒(例えば半導体シリコンウェハ等の研磨用に使用
されるもの)等のスラリーなど、研磨性の高い液状物の
流量を測定したい場合には、種々制約が生ずることも多
い。
2. Description of the Related Art Conventionally, the flow rate (or flow rate) of a liquid has been known.
An area type flow meter, a Karman vortex flow meter, a turbine type flow meter, an electromagnetic type flow meter, an ultrasonic type flow meter, or the like is used as a flow sensor for detecting the flow rate. The application fields of these flowmeters are extremely diverse, such as highly corrosive liquids such as acids and alkalis, ceramic raw material powders and granules (for example, used for polishing semiconductor silicon wafers, etc.), etc. When it is desired to measure the flow rate of a highly abrasive liquid such as the slurry described above, various restrictions often arise.

【0003】例えば、面積式流量計やタービン式流量計
では、浮きや羽根車(タービン)等の可動部が被測定流
体と常時接触する形になるので、腐食や研磨により可動
部が損傷して短寿命化したり、あるいは研磨粉等により
可動部のスムーズな運動が妨げられて測定精度が低下し
たりするなどの欠点がある。他方、可動部を有さないカ
ルマン渦流量計、電磁式流量計あるいは超音波式流量計
等ではそのような問題は生じないが、これらは次のよう
な別の欠点を抱えている。 カルマン渦流量計は、小流量(例えば500ml/分
程度)の測定では精度を確保できない欠点がある。例え
ば半導体シリコンウェハ等の精密研磨など、研粒スラリ
ー等の供給量を小流量で精度よく制御する目的等には向
かない。 電磁式流量計あるいは超音波式流量計は小流量も精度
よく測定できるが、非常に高価であり、経済上の理由か
ら用途が限定されてしまう欠点がある。
For example, in an area type flow meter or a turbine type flow meter, a movable portion such as a float or an impeller (turbine) is in constant contact with a fluid to be measured, and the movable portion is damaged by corrosion or polishing. There are drawbacks such as a shortened life, or a decrease in measurement accuracy due to hindrance to smooth movement of the movable part due to abrasive powder or the like. On the other hand, such a problem does not occur in a Karman vortex flow meter, an electromagnetic flow meter, or an ultrasonic flow meter having no movable portion, but they have the following other disadvantages. The Karman vortex flowmeter has a drawback that accuracy cannot be ensured when measuring a small flow rate (for example, about 500 ml / min). For example, it is not suitable for the purpose of precisely controlling the supply amount of an abrasive slurry or the like at a small flow rate, such as precision polishing of a semiconductor silicon wafer or the like. An electromagnetic flow meter or an ultrasonic flow meter can accurately measure a small flow rate, but is very expensive and has a drawback that its use is limited for economic reasons.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、腐食
性の高い液体や研磨性の高い液状物の流量を、小流量で
も精度よく測定でき、しかも安価な流速センサを提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an inexpensive flow rate sensor which can accurately measure the flow rate of a highly corrosive liquid or a highly abrasive liquid even at a small flow rate. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本明細書の請求項に記載した発明は以下の通りであ
る。 (請求項1) アルミナ、炭化硅素、窒化硅素及びジル
コニアから選ばれる1種又は2種以上を主体とするセラ
ミック又はフッ素樹脂からなる防護被覆層にて抵抗発熱
体を覆った本体部を有し、該本体部と液状物とが接触す
ることによる抵抗発熱体の電気抵抗値変化に基づいて該
液状物の流速を検知する流速検知素子を備えたことを特
徴とする液状物用熱式流速センサ。 (請求項2) セラミック、ガラス等の無機材料又はフ
ッ素樹脂からなる厚さ100μm以上の防護被覆層にて
抵抗発熱体を覆った本体部を有し、該本体部と液状物と
が接触することによる抵抗発熱体の電気抵抗値変化に基
づいて、該液状物の流速を検知する流速検知素子を備え
たことを特徴とする液状物用熱式流速センサ。 (請求項3) 流速検知素子の本体部において、抵抗発
熱体は抵抗金属巻線部とされ、該抵抗金属巻線部がセラ
ミック、ガラス等の無機材料又はフッ素樹脂からなる基
体中に埋設されるとともに、その基体のうち、抵抗金属
巻線部の外側を覆っている部分が防護被覆層を形成して
いる請求項1又は2に記載の液状物用熱式流速センサ。 (請求項4) 液状物の流路を形成する流路形成部材に
対し流速検知素子を、本体部が流路内に位置する状態で
着脱可能に取り付ける検知素子取付手段を有する請求項
1ないし3のいずれかに記載の液状物用熱式流速セン
サ。 (請求項5) 液状物の温度変化に対応して電気抵抗値
が変化する感温抵抗体の外側を、セラミック、ガラス等
の無機材料又はフッ素樹脂からなる防護被覆層で覆った
温度補償素子が、流速検知素子と別体に設けられている
請求項1ないし4のいずれかに記載の液状物用熱式流速
センサ。 (請求項6) 温度補償素子は、流速検知すべき液状物
の流路内において流速検知素子よりも上流側に取り付け
られる請求項1ないし5のいずれかに記載の液状物用熱
式流速センサ。 (請求項7) 流速検知素子は、一軸方向に延びる棒状
に形成されるとともに、その軸線と直交する任意の向き
において略等価な検知特性を示す無指向性検知素子とさ
れ、検知素子取付手段は、該棒状の流速検知素子を流路
形成部材に対し、その流路内面から内向きに突出する形
で取り付けるものである請求項4ないし6のいずれかに
記載の液状物用熱式流速センサ。 (請求項8) 流路形成部材は管部材とされ、検出素子
取付手段は、管部材に着脱可能に取り付けられるととも
に、その取付状態において管部材とともに流路の一部を
形成する管状支持体を含んで構成され、流速検知素子は
管状支持体に対し、その内面から内向きに突出する形態
で一体的に取り付けられており、該管状支持体とともに
管部材に対して着脱される請求項4ないし7のいずれか
に記載の液状物用熱式流速センサ。 (請求項9) 流速検知素子と温度補償素子とは各々棒
状に形成されるとともに、管状支持体には、それら流速
検知素子と温度補償素子とが、該管状支持体の軸線方向
に並んだ形でそれぞれその内面から突出するように配置
される請求項8記載の液状物用熱式流速センサ。 (請求項10) 管状支持体には、液状物の流速に対応
した流速検知素子の通電状態変化を検出する抵抗ブリッ
ジ回路が組み込まれている請求項8又は9に記載の液状
物用熱式流速センサ。 (請求項11) 管状支持体の中間部が両端部よりも拡
径する拡径部とされ、流速検知素子はその拡径部に取り
付けられている請求項8ないし10のいずれかに記載の
液状物用熱式流速センサ。 (請求項12) 流速検知素子の検知出力に基づく拡径
部内での流速情報を、該拡径部での流速減少分を補正す
る形で、管状支持体が装着される管部材内での流速情報
に変換して出力する補正出力手段が設けられている請求
項11記載の液状物用熱式流速センサ。 (請求項13) 流速検知素子の検知出力に基づく流速
情報を、測定対象となる液状物の種類に応じて補正し、
その補正後の流速情報を出力する流速情報補正・出力手
段が設けられている請求項1ないし12のいずれかに記
載の液状物用熱式流速センサ。
Means for Solving the Problems The invention described in the claims of the present specification for solving the above problems is as follows. (Claim 1) It has a main body in which a resistance heating element is covered with a protective coating layer made of ceramic or fluororesin mainly composed of one or more selected from alumina, silicon carbide, silicon nitride and zirconia, A thermal flow sensor for a liquid material, comprising: a flow rate detecting element for detecting a flow rate of the liquid material based on a change in an electric resistance value of the resistance heating element due to contact between the main body portion and the liquid material. (Claim 2) It has a main body covered with a protective coating layer made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluorine resin and having a thickness of 100 μm or more, and the main body and the liquid material come into contact with each other. A flow rate detecting element for detecting a flow rate of the liquid material based on a change in an electric resistance value of the resistance heating element. (Claim 3) In the main body of the flow velocity detecting element, the resistance heating element is a resistance metal winding, and the resistance metal winding is embedded in a base made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluororesin. 3. The thermal flow sensor for a liquid material according to claim 1, wherein a portion of the base covering the outside of the resistance metal winding portion forms a protective coating layer. (4) A detecting element mounting means for detachably mounting the flow velocity detecting element to a flow path forming member forming a flow path of a liquid material, with the main body positioned in the flow path. The thermal type flow rate sensor for a liquid material according to any one of the above. (Claim 5) A temperature compensation element in which the outside of a temperature-sensitive resistor whose electric resistance value changes in response to a temperature change of a liquid material is covered with a protective coating layer made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluororesin. 5. The thermal flow sensor for a liquid material according to claim 1, wherein the thermal flow sensor is provided separately from the flow rate detecting element. (Claim 6) The thermal flow sensor for a liquid material according to any one of claims 1 to 5, wherein the temperature compensating element is mounted upstream of the flow velocity detecting element in the flow path of the liquid substance to be subjected to flow velocity detection. (Claim 7) The flow velocity detecting element is formed in a rod shape extending in one axial direction, and is a non-directional detecting element that exhibits substantially equivalent detection characteristics in an arbitrary direction orthogonal to the axis thereof. 7. The thermal flow sensor for a liquid material according to claim 4, wherein the rod-shaped flow rate detecting element is attached to the flow path forming member so as to protrude inward from an inner surface of the flow path. (Claim 8) The flow path forming member is a pipe member, and the detection element mounting means is detachably mounted on the pipe member, and in the mounted state, forms a tubular support that forms a part of the flow path together with the pipe member. The flow rate detecting element is integrally attached to the tubular support so as to protrude inward from an inner surface thereof, and is attached to and detached from the pipe member together with the tubular support. 7. A thermal flow sensor for a liquid material according to any one of 7. (Claim 9) The flow velocity detecting element and the temperature compensating element are each formed in a rod shape, and the flow velocity detecting element and the temperature compensating element are arranged on the tubular support in the axial direction of the tubular support. 9. The thermal flow rate sensor for a liquid material according to claim 8, wherein the thermal flow sensors are arranged so as to protrude from their inner surfaces. (Claim 10) The thermal flow velocity for a liquid material according to claim 8 or 9, wherein the tubular support has a built-in resistance bridge circuit for detecting a change in an energized state of the flow velocity detecting element corresponding to the flow velocity of the liquid substance. Sensor. (Claim 11) The liquid according to any one of claims 8 to 10, wherein an intermediate portion of the tubular support is an enlarged diameter portion whose diameter is enlarged from both end portions, and the flow velocity detecting element is attached to the enlarged diameter portion. Thermal flow sensor for objects. (Claim 12) A flow velocity in a pipe member to which a tubular support is attached by correcting flow velocity information in an enlarged diameter portion based on a detection output of a flow velocity detecting element so as to correct a decrease in flow velocity in the enlarged diameter portion. The thermal flow rate sensor for a liquid material according to claim 11, further comprising a correction output unit that converts and outputs the information. (Claim 13) The flow velocity information based on the detection output of the flow velocity detection element is corrected according to the type of the liquid to be measured.
13. The thermal flow sensor for a liquid material according to claim 1, further comprising flow velocity information correction / output means for outputting the flow velocity information after the correction.

【0006】[0006]

【作用・効果】請求項1の液状物用熱式流速センサ(以
下、単に流速センサという)によれば、検知素子本体部
に組み込まれた抵抗発熱体の電気抵抗値変化に基づいて
該液状物の流速を検知するようにしているので、流量が
少ない場合でもその流速を精度よく測定でき、しかも安
価である。また、抵抗発熱体を、耐食性あるいは耐磨耗
性に優れたアルミナ、炭化硅素、窒化硅素及びジルコニ
アから選ばれる1種又は2種以上を主体とするセラミッ
ク、あるいは耐食性の良好なフッ素樹脂からなる防護被
覆層により覆った構造としたので耐久性が高められ、酸
やアルカリ等の腐食性の高い液体や、セラミック原料粉
末や研粒(例えば半導体シリコンウェハ等の研磨用に使
用されるもの)等のスラリーなど、研磨性の高い液状物
の流量の測定を行う場合でも、流速検知素子(以下、単
に検知素子ともいう)の寿命を長期間確保することがで
きる。
According to the thermal flow sensor for liquid material of the present invention, the liquid material is detected based on a change in the electric resistance of a resistance heating element incorporated in the main body of the sensing element. Since the flow velocity is detected, the flow velocity can be accurately measured even when the flow rate is small, and the cost is low. In addition, the resistance heating element is made of a ceramic mainly composed of one or more selected from alumina, silicon carbide, silicon nitride, and zirconia, which is excellent in corrosion resistance or abrasion resistance, or a fluorine resin having good corrosion resistance. The structure covered by the coating layer enhances the durability, so that highly corrosive liquids such as acids and alkalis, ceramic raw material powders and abrasives (for example, used for polishing semiconductor silicon wafers, etc.), etc. Even when measuring the flow rate of a highly abrasive liquid such as slurry, the life of the flow velocity detecting element (hereinafter, also simply referred to as the detecting element) can be ensured for a long time.

【0007】なお、流速測定を行う流路部分(例えば管
路)の断面積が知れていれば、その断面積と流速とに基
づいて流量を測定することができる。従って、本発明に
おいて「流速の測定」とは、字義通りの流速測定のみで
なく、流量の測定もその概念に含まれるものとする。
If the cross-sectional area of a flow path portion (for example, a pipe line) for measuring the flow velocity is known, the flow rate can be measured based on the cross-sectional area and the flow velocity. Therefore, in the present invention, "measurement of flow velocity" includes not only literal measurement of flow velocity but also measurement of flow rate.

【0008】次に、請求項2の流速センサによれば、検
知素子本体部に組み込まれた抵抗発熱体の電気抵抗値変
化に基づいて該液状物の流速を検知するようにしている
ので、流量が少ない場合でもその流速を精度よく測定で
き、しかも安価である。また、抵抗発熱体を、セラミッ
ク、ガラス等の無機材料又はフッ素樹脂からなる厚さ1
00μm以上の防護被覆層により覆った構造としたので
検知素子の耐久性が高められ、酸やアルカリ等の腐食性
の高い液体や、セラミック原料粉末や研粒(例えば半導
体シリコンウェハ等の研磨用に使用されるもの)等のス
ラリーなど、研磨性の高い液状物の流量の測定を行った
場合でも、長期間その寿命を確保することができる。防
護被覆層の厚さが100μm未満では、上記腐食性ある
いは研磨性の液状物の流速測定を行う場合に、検知素子
の耐久性を十分に確保できないことがある。
Next, according to the flow rate sensor of the second aspect, the flow rate of the liquid material is detected based on a change in the electric resistance value of the resistance heating element incorporated in the detection element main body. The flow rate can be measured accurately even when the amount is small, and the cost is low. The resistance heating element is made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluororesin.
The structure covered with a protective coating layer of 00 μm or more enhances the durability of the sensing element, and highly corrosive liquids such as acids and alkalis, ceramic raw material powders and granules (for polishing semiconductor silicon wafers, etc.) Even when a flow rate of a liquid material having high abrasiveness such as a slurry such as used slurry is measured, the life can be ensured for a long time. If the thickness of the protective coating layer is less than 100 μm, the durability of the sensing element may not be sufficiently secured when the flow rate of the corrosive or abrasive liquid is measured.

【0009】また、防護被覆層の厚さが500μmを超
えると検知の応答性あるいは検出精度に支障を来たす場
合があるので、厚さは該値以下の範囲で調整するのがよ
い。また、この場合も防護被覆層は、アルミナ、炭化硅
素、窒化硅素及びジルコニアから選ばれる1種又は2種
以上を主体とするセラミック、あるいはフッ素樹脂にて
構成することが望ましい。
Further, if the thickness of the protective coating layer exceeds 500 μm, the responsiveness of detection or the accuracy of detection may be impaired. Therefore, the thickness is preferably adjusted within the range below this value. Also in this case, it is desirable that the protective coating layer is made of a ceramic mainly composed of one or more selected from alumina, silicon carbide, silicon nitride and zirconia, or a fluororesin.

【0010】請求項1又は2の発明における特に望まし
い態様としては、抵抗発熱体を抵抗金属巻線部とし、こ
れをセラミック、ガラス等の無機材料又はフッ素樹脂か
らなる基体中に埋設する、請求項3の構成を例示するこ
とができる。この構成では、その基体の抵抗金属巻線部
の外側を覆っている部分が防護被覆層を形成することと
なる。例えば基体をセラミックで構成する場合は、セラ
ミック原料粉末成形体中に抵抗金属巻線部を埋設し、こ
れを一体焼成することで、極めて効率よく検知素子の製
造を行うことができる。そして、そのセラミック基体
は、例えばアルミナ系セラミックで構成することが望ま
しい。アルミナ系セラミックは、安価でしかも耐食性と
耐磨耗性とが極めて良好であり、さらには熱伝導率も高
いため熱に対する応答性に優れる。これにより、高性能
で耐久性に優れた検知素子を低価格で提供することが可
能となる。
In a particularly preferred aspect of the first or second aspect of the present invention, the resistance heating element is a resistance metal winding portion, which is embedded in a base made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluororesin. 3 can be exemplified. In this configuration, the portion of the base that covers the outside of the resistance metal winding forms the protective coating layer. For example, when the base is made of ceramic, the sensing element can be manufactured very efficiently by burying the resistance metal winding in the ceramic raw material powder compact and firing it integrally. The ceramic base is desirably made of, for example, an alumina-based ceramic. Alumina-based ceramics are inexpensive, have extremely good corrosion resistance and abrasion resistance, and have high thermal conductivity, so that they have excellent responsiveness to heat. This makes it possible to provide a sensing element having high performance and excellent durability at a low price.

【0011】また、抵抗金属巻線部の材質としては、線
巻きの容易性と、アルミナとの一体焼成可能性との両面
から考慮して、PtあるいはPt合金(以下、Pt系金
属という)線にて構成するのがよい。この場合、そのP
t系金属線の線径は、必要な抵抗値確保の観点と、線製
造及び線巻きの容易性を考慮して、20〜50μmの範
囲で調整するのがよい。また、この巻線部を覆うアルミ
ナ系セラミック層の厚さは、少なくともこのPt系金属
線の線径よりは大きくするのがよく、望ましくは100
〜500μm、さらに望ましくは200〜400μmと
するのがよい。
The material of the resistance metal winding portion is a Pt or Pt alloy (hereinafter referred to as a Pt-based metal) wire in consideration of both the ease of wire winding and the possibility of firing integrally with alumina. It is good to comprise. In this case, the P
The wire diameter of the t-based metal wire is preferably adjusted in the range of 20 to 50 μm in consideration of securing a necessary resistance value and ease of wire manufacture and wire winding. Further, the thickness of the alumina-based ceramic layer covering the winding portion is preferably at least larger than the diameter of the Pt-based metal wire, and desirably 100 mm.
The thickness is preferably from 500 to 500 µm, more preferably from 200 to 400 µm.

【0012】次に、請求項4の構成では、検知素子を流
路形成部材(例えば管部材)に対し着脱可能に取り付け
る検知素子取付手段を設けたので、該検知素子の取り付
けや交換を容易に行うことができる。
Next, in the structure of the fourth aspect, since the detecting element mounting means for detachably mounting the detecting element to the flow path forming member (for example, the pipe member) is provided, the mounting and replacement of the detecting element can be easily performed. It can be carried out.

【0013】また、請求項5の構成では、感温抵抗体の
外側を、セラミック、ガラス等の無機材料又はフッ素樹
脂からなる防護被覆層で覆った温度補償素子を、流速検
知素子と別体に設ける構成とした。温度補償素子を設け
ることで、流速測定値に対する液体の温度変化による影
響を補正することが可能となり、より精度の高い流速測
定が可能となる。また、その温度補償素子を検知素子と
別体に設けたので、検知素子の抵抗発熱体からの発熱を
液体の温度上昇と誤認する不具合が生じにくくなり、さ
らに精度の高い測定が可能となる。そして、その感温抵
抗体が、検知素子と同様の防護被覆層で覆われているの
で、腐食性や研磨性の高い液状物の流量の測定を行った
場合でも、長期間その寿命を確保することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the temperature compensating element in which the outside of the temperature-sensitive resistor is covered with a protective coating layer made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluorine resin is provided separately from the flow velocity detecting element. The configuration was provided. By providing the temperature compensating element, it is possible to correct the influence of the temperature change of the liquid on the flow velocity measurement value, and it is possible to measure the flow velocity with higher accuracy. Further, since the temperature compensating element is provided separately from the detecting element, a problem that the heat generated by the resistance heating element of the detecting element is erroneously recognized as a rise in the temperature of the liquid is less likely to occur, and more accurate measurement can be performed. And since the temperature-sensitive resistor is covered with the same protective coating layer as the sensing element, even if the flow rate of a liquid substance having high corrosiveness or abrasiveness is measured, its life is ensured for a long time. be able to.

【0014】この場合、温度補償素子の防護被覆層の厚
さは、検知素子の場合と同様の理由により、100〜5
00μm、望ましくは200〜400μmの範囲で調整
するのがよい。また、その材質も、アルミナ、炭化硅
素、窒化硅素及びジルコニアから選ばれる1種又は2種
以上を主体とするセラミック、あるいはフッ素樹脂にて
構成することが望ましい。そして、特に望ましい態様と
しては、感温抵抗体を検知素子の抵抗発熱体と同様な抵
抗金属巻線部とし、防護被覆層は該抵抗金属巻線が埋設
されるアルミナ系セラミック基体とする構成を例示する
ことができる。
In this case, the thickness of the protective coating layer of the temperature compensation element is set to 100 to 5 for the same reason as in the case of the detection element.
It is preferable to adjust the thickness in the range of 00 μm, preferably 200 to 400 μm. It is also desirable that the material is made of a ceramic mainly composed of one or more selected from alumina, silicon carbide, silicon nitride and zirconia, or a fluororesin. In a particularly desirable embodiment, the temperature-sensitive resistor is a resistance metal winding similar to the resistance heating element of the detection element, and the protective coating layer is an alumina-based ceramic base in which the resistance metal winding is embedded. Examples can be given.

【0015】温度補償素子は、請求項6のように、流速
検知すべき液状物の流路内において流速検知素子よりも
上流側に取り付けることで、検知素子の抵抗発熱体から
の発熱の影響をさらに受けにくくなり、一層精度の高い
測定が可能となる。
The temperature compensating element is mounted on the upstream side of the flow velocity detecting element in the flow path of the liquid material to be subjected to the flow velocity detection so as to reduce the influence of the heat generated by the resistance heating element of the detecting element. Further, the measurement becomes more difficult, and more accurate measurement can be performed.

【0016】また、請求項7のように、流速検知素子を
棒状の無指向性検知素子とし、該棒状の検知素子を検知
素子取付手段により流路形成部材に対し、その流路内面
から内向きに突出する形で取り付ける構成とすること
で、棒状の検知素子に側方から液状物が当たる形とな
り、しかも検知素子以外の構造部(例えば検知素子の支
持体)が流路内に突出しにくくなるので、流れが阻害さ
れにくく、乱流発生等による検出精度の低下が抑制され
る。
Further, the flow velocity detecting element is a rod-shaped non-directional detecting element, and the rod-shaped detecting element is directed inward from the inner surface of the flow path to the flow path forming member by the detecting element mounting means. The structure is such that the liquid material hits the rod-shaped sensing element from the side, and the structure other than the sensing element (for example, the support of the sensing element) is less likely to project into the flow path. Therefore, the flow is hardly hindered, and a decrease in detection accuracy due to the occurrence of turbulence or the like is suppressed.

【0017】流路形成部材が管部材であれば、請求項8
のように、管部材に着脱可能に取り付けられる管状支持
体を含むものとして検知素子取付手段を構成し、この管
状支持体に検知素子を一体的に取り付け、該管状支持体
とともにこれを管部材に対して着脱する構成とすれば、
検知素子の取り付けあるいは交換がさらに容易となる。
また、管状支持体と管部材との間のシールも確保しやす
い。
Preferably, the flow path forming member is a pipe member.
The sensing element mounting means is configured to include a tubular support detachably attached to the tubular member as described above, and the sensing element is integrally attached to the tubular support, and the tubular support and the tubular support are attached to the tubular member. If it is configured to be attached and detached,
Attachment or replacement of the sensing element is further facilitated.
In addition, it is easy to secure a seal between the tubular support and the tubular member.

【0018】この場合、この管状支持体に検知素子と温
度補償素子とを一体的に設ける構造とすれば、検知素子
とともに温度補償素子の取り付けも一括して行うことが
でき、ひいてはそれらの取り付けあるいは交換作業がさ
らに楽になる。そして、請求項9のように、検知素子と
温度補償素子とが無指向性素子等の形で各々棒状に形成
される場合は、それら検知素子と温度補償素子とを、該
管状支持体の軸線方向に並んだ形でそれぞれその内面か
ら突出するように(例えば半径方向に突出するように)
配置することで、上流側の素子による流れの乱れの影響
が下流側の素子に及びにくくなり、より精度の高い測定
が可能となる。この場合も、温度補償素子は検知素子の
上流側に配置するのが望ましいが、検知素子からの発熱
の影響を少なくできる状況においてはこの限りではな
い。
In this case, if the detection element and the temperature compensation element are integrally provided on the tubular support, the attachment of the temperature compensation element together with the detection element can be performed at a time. The replacement work becomes easier. When the sensing element and the temperature compensating element are each formed in a rod shape in the form of an omnidirectional element or the like, the sensing element and the temperature compensating element are connected to the axis of the tubular support. Protruding from their inner surfaces in a line in a direction (for example, protruding in the radial direction)
By arranging, the influence of the turbulence of the flow by the element on the upstream side is less likely to be exerted on the element on the downstream side, and more accurate measurement can be performed. In this case as well, it is desirable that the temperature compensating element be arranged upstream of the sensing element, but this is not the case in a situation where the influence of heat generation from the sensing element can be reduced.

【0019】管状支持体には、請求項10のように、液
状物の流速に対応した流速検知素子の通電状態変化を検
出する抵抗ブリッジ回路を組み込むようにすれば、流速
検知素子(あるいは流速検知素子と温度補償素子)と抵
抗ブリッジ回路との配線距離が短くなるので、流速検出
出力の配線内での減衰やノイズの影響等を少なくでき、
測定精度を高めることができる。
If the tubular support is provided with a resistance bridge circuit for detecting a change in the energization state of the flow velocity detecting element corresponding to the flow velocity of the liquid material, the flow velocity detecting element (or the flow velocity detecting element) can be provided. Since the wiring distance between the element and the temperature compensating element) and the resistance bridge circuit is shortened, attenuation of the flow velocity detection output in the wiring and the influence of noise can be reduced.
Measurement accuracy can be improved.

【0020】また、請求項11のように、管状支持体の
中間部を両端部よりも拡径する拡径部とし、流速検知素
子をその拡径部に取り付けるようにすることで、流速検
知素子を直接配置しにくい細径の管部材内の流れも容易
に測定することができる。また、拡径部を設けることで
流速が下がり、乱流が生じにくくなるので測定精度を高
める効果も得られる。この場合、請求項12のように、
流速検知素子の検知出力に基づく拡径部内での流速情報
を、該拡径部での流速減少分を補正する形で、管状支持
体が装着される管部材内での流速情報に変換して出力す
る補正出力手段を設けることで、拡径部形成による流速
低下の影響が自動補正され、流路内の流速を正確に把握
することが可能となる。
[0020] According to the eleventh aspect, the middle portion of the tubular support is an enlarged diameter portion whose diameter is larger than both end portions, and the flow velocity detecting element is attached to the enlarged diameter portion. Can be easily measured even in a small-diameter tube member where it is difficult to directly dispose. Further, by providing the enlarged diameter portion, the flow velocity is reduced, and turbulence is less likely to occur, so that an effect of increasing the measurement accuracy can be obtained. In this case, as in claim 12,
The flow velocity information in the enlarged diameter portion based on the detection output of the flow velocity detection element is converted into flow velocity information in the pipe member to which the tubular support is attached, in a form that corrects the decrease in the flow velocity in the enlarged diameter portion. By providing the correction output means for outputting, the influence of the decrease in the flow velocity due to the formation of the enlarged diameter portion is automatically corrected, and the flow velocity in the flow path can be accurately grasped.

【0021】また、同じ流速検知素子を用いて種類の異
なる液状物の流速を検知しようとした場合、流速検知素
子の検知出力レベルが同一であっても、液状物の種類に
よって該検知出力レベルに対応する流速レベルが異なる
場合がある。この場合、請求項13のように、流速情報
補正・出力手段により、流速検知素子の検知出力に基づ
く流速情報を測定対象となる液状物の種類に応じて補正
し、その補正後の流速情報を出力するように構成すれ
ば、各種液状物の流速をより正確に測定できるようにな
る。
Further, when it is attempted to detect the flow velocities of different kinds of liquids using the same flow velocity detecting element, even if the detection output levels of the flow velocity detecting elements are the same, the detection output levels are different depending on the type of the liquid substance. Corresponding flow velocity levels may be different. In this case, the flow velocity information based on the detection output of the flow velocity detection element is corrected by the flow velocity information correction / output means according to the type of the liquid to be measured, and the corrected flow velocity information is output. If output is configured, the flow rates of various liquid materials can be measured more accurately.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面に示す実施例を参照して説明する。図1は、本発明の
一実施例たる液状物用熱式流速センサ(以下、単に流速
センサという)1と、それを用いた流速測定システム1
00とを示す外観斜視図である。流速センサ1は、測定
対象となる液状物の流路を形成する管部材150,15
1の間に着脱可能に取り付けられるようになっており、
管状支持体5と、その内部に配置される流速検知素子6
及び温度補償素子7、さらにはそれら流速検知素子6及
び温度補償素子7が接続される抵抗ブリッジ回路(後
述)等を収容して管状支持体5の外周面に一体化された
回路収容部8等を備えている。そして、流速測定システ
ム100は、上記流速センサ1と、検出制御部3と、両
者をつなぐケーブル2とを含んで構成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 shows a thermal flow sensor for liquid material (hereinafter simply referred to as a flow sensor) 1 according to an embodiment of the present invention, and a flow measuring system 1 using the same.
It is an external appearance perspective view which shows 00. The flow rate sensor 1 includes pipe members 150 and 15 that form a flow path of a liquid to be measured.
It is designed to be removable between 1
Tubular support 5 and flow velocity detecting element 6 disposed therein
And a temperature compensating element 7, and a circuit accommodating portion 8 integrated with the outer peripheral surface of the tubular support 5 and accommodating a resistance bridge circuit (described later) to which the flow velocity detecting element 6 and the temperature compensating element 7 are connected. It has. The flow velocity measuring system 100 includes the flow velocity sensor 1, a detection control unit 3, and a cable 2 connecting the two.

【0023】図2に示すように、流速検知素子6及び温
度補償素子7はそれぞれ棒状に形成されるとともに、略
円形の断面を有する管状支持体5の壁部をそれぞれ貫通
孔5bにおいて外側から貫く形で挿入され、その内面か
ら半径方向に突出するように配置されている。両素子
6,7は、それぞれ回路収容部8に対して基端側が固定
されるとともに、該基端側において、その回路収容部8
の内側に収容された抵抗ブリッジ回路部101に接続さ
れている。他方、その回路収容部8が管状支持体5の外
周面に対して接着層8aにより接着され、一体化されて
いる。
As shown in FIG. 2, the flow velocity detecting element 6 and the temperature compensating element 7 are each formed in a rod shape and penetrate the wall of the tubular support 5 having a substantially circular cross section from the outside in the through hole 5b. And is arranged to protrude radially from its inner surface. The two elements 6 and 7 have their base ends fixed to the circuit housing portion 8, respectively.
Is connected to the resistance bridge circuit section 101 housed inside the circuit. On the other hand, the circuit accommodating portion 8 is adhered to the outer peripheral surface of the tubular support 5 by an adhesive layer 8a, and is integrated.

【0024】管状支持体5は、金属あるいはプラスチッ
クのうち耐食性に優れたもの、例えばTi、Zr、T
a、Nb、Ni等を主体とする金属やステンレス鋼、あ
るいはフッ素樹脂等のほか、アルミナ系セラミック等の
セラミックで構成され、その外周面両端部には取付用の
雄ねじ部5aが形成されており、管部材150,151
の各接続端側の内面に形成された雌ねじ部150a、1
51aと螺合することで、これに取り付けられるように
なっている。そして、その取り付け状態において、管部
材150,151及び管状支持体5の内面が流路Pとな
り、その軸線方向に液状物Fが流れる形となる(図中、
流れ方向を矢印で示している)。ここで、液状物Fは、
例えば酸やアルカリ等の腐食性の高い液体や、セラミッ
ク原料粉末や研粒(例えば半導体シリコンウェハ等の研
磨用に使用されるもの)等のスラリーなど、研磨性の高
い液状物である。なお、管部材150,151の雌ねじ
部150a、151aと、管状支持体5の雄ねじ部5a
との間には、フッ素樹脂系シーラント等の図示しないシ
ール材が配置される場合がある。
The tubular support 5 is made of a metal or plastic having excellent corrosion resistance, for example, Ti, Zr, T
a, Nb, Ni, or other metal or stainless steel, or a fluororesin, or a ceramic such as an alumina-based ceramic, and external thread portions 5a for mounting are formed at both ends of the outer peripheral surface. , Pipe members 150, 151
Female threaded portions 150a, 1a formed on the inner surface of each connection end side of
By being screwed with 51a, it can be attached to this. Then, in the attached state, the inner surfaces of the pipe members 150 and 151 and the tubular support 5 become the flow path P, and the liquid F flows in the axial direction thereof (in the drawing,
The flow direction is indicated by arrows). Here, the liquid material F is
For example, it is a highly corrosive liquid such as an acid or alkali, or a highly abrasive liquid such as a slurry of ceramic raw material powder or granules (for example, used for polishing a semiconductor silicon wafer). It should be noted that the female screw portions 150a and 151a of the pipe members 150 and 151 and the male screw portions 5a of the tubular support 5 are provided.
In some cases, a sealing material (not shown) such as a fluororesin-based sealant is disposed between them.

【0025】これにより、流速検知素子6及び温度補償
素子7は、各軸線が液状物Fの流れ方向と直交する形で
配置されることとなる。また、流速検知素子6及び温度
補償素子7は、液状物Fの流れ方向(すなわち管状支持
体5の中心軸線方向)に沿う形で、温度補償素子7が上
流側に位置するように配置される。
As a result, the flow velocity detecting element 6 and the temperature compensating element 7 are arranged such that each axis is perpendicular to the flow direction of the liquid material F. Further, the flow velocity detecting element 6 and the temperature compensating element 7 are arranged so that the temperature compensating element 7 is located on the upstream side along the flow direction of the liquid material F (that is, the central axis direction of the tubular support 5). .

【0026】これら流速検知素子6及び温度補償素子7
は、図3に示すように、いずれも線径20〜50μmの
Pt細線を巻き回して形成された抵抗金属巻線部21
が、アルミナ系セラミック等のセラミック、ガラス、あ
るいはフッ素樹脂等で構成された基体10中に埋設され
た本体部9を有する。抵抗金属巻線部21は、流速検知
素子6においては抵抗発熱体として機能し、温度補償素
子7においては感温抵抗体として機能する。抵抗金属巻
線部21は、図3(b)に示すように、例えば螺旋状巻
線を中間部で曲げ返すことによりU字状とされ、そのU
字開口側に形成された端子部21a,21bが基体10
の基端側端面から突出する形となっている。そして、図
3(c)に示すように、基体10の抵抗金属巻線部21
の外側を覆っている部分が防護被覆層12となる。な
お、この防護被覆層12の厚さは、少なくとも抵抗金属
巻線部21の線径以上とされ、望ましくは100〜50
0μm、さらに望ましくは200〜400μmの範囲で
調整するのがよい。
The flow rate detecting element 6 and the temperature compensating element 7
As shown in FIG. 3, each of the resistance metal winding portions 21 is formed by winding a Pt fine wire having a wire diameter of 20 to 50 μm.
Has a main body 9 buried in a base 10 made of ceramic such as alumina ceramic, glass, or fluororesin. The resistance metal winding part 21 functions as a resistance heating element in the flow velocity detecting element 6 and functions as a temperature-sensitive resistance element in the temperature compensation element 7. As shown in FIG. 3B, the resistance metal winding portion 21 is formed into a U-shape by, for example, bending a helical winding back at an intermediate portion.
The terminal portions 21a and 21b formed on the opening side of the
Project from the base end surface of the base member. Then, as shown in FIG. 3C, the resistance metal winding portion 21 of the base 10 is formed.
A portion covering the outside of the protective layer 12 becomes the protective coating layer 12. The thickness of the protective coating layer 12 is at least equal to or greater than the wire diameter of the resistance metal winding portion 21, and is preferably 100 to 50.
It is preferable to adjust the thickness in a range of 0 μm, and more preferably in the range of 200 to 400 μm.

【0027】なお、温度補償素子7に使用する抵抗金属
線は、温度変化に伴う抵抗変化が大きく、またその温度
係数が正の金属であればPt以外のもの、例えばNi等
を使用することも可能である。
The resistance metal wire used for the temperature compensating element 7 has a large resistance change due to a temperature change. If the temperature coefficient of the resistance metal wire is a positive metal, it is possible to use a material other than Pt, such as Ni. It is possible.

【0028】また、基体10をフッ素系樹脂で構成する
場合、フッ素系樹脂としてはポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂の他、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル樹脂、テトラフルオロエチレン−
ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリトリクロロト
リフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−エチレ
ン共重合体、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共
重合体、ポリビニリデンフルオライド、ポリビニルフル
オライド等の使用が可能である。
When the base 10 is made of a fluororesin, the fluororesin may be a polytetrafluoroethylene resin, a tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ether resin, a tetrafluoroethylene-
Hexafluoropropylene copolymer, polytrichlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, chlorotrifluoroethylene-ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride and the like can be used.

【0029】さらに、図4(a)に示すように、本体部
9は、セラミック等の基体10の外側をさらに他の材
質、例えばフッ素樹脂等の防護被覆層12で覆う構成と
することも可能である。また、同図(b)に示すよう
に、本体部9は、セラミックあるいはガラス等の耐候性
材料からなる棒状のセラミック母材11の外周に、抵抗
金属線を巻き回して巻線部21を形成し、その外側をガ
ラスやフッ素系樹脂等からなる防護被覆層12で覆う構
成とすることもできる。
Further, as shown in FIG. 4 (a), the main body 9 may be configured so as to cover the outside of the base 10 such as ceramics with a protective coating layer 12 of another material such as fluororesin. It is. As shown in FIG. 2B, the main body 9 is formed by winding a resistance metal wire around a rod-shaped ceramic base material 11 made of a weather-resistant material such as ceramic or glass to form a winding portion 21. However, a configuration in which the outside is covered with a protective coating layer 12 made of glass, a fluorine-based resin, or the like can also be adopted.

【0030】図5(a)は、流速測定システム100の
電気的構成の一例を示す回路図である。以下、その構成
と作動について説明する。この回路では、流速検知素子
6の抵抗金属巻線部21の冷却による抵抗変化を、該抵
抗金属巻線部21と、温度補償素子7を含んで構成され
る温度補償ユニット7’と、電気抵抗値が既知の抵抗R
1及び可変抵抗R2とを各辺に有する抵抗ブリッジ回路
部101で測定するようになっている。なお、この回路
にて、図1の検出制御部3に組み入れられる部分を、対
応する符号の一点鎖線枠で示しており、抵抗ブリッジ回
路部101との接続配線となる部分が、図1のケーブル
2の形で束ねられる形となっている。
FIG. 5A is a circuit diagram showing an example of an electrical configuration of the flow velocity measuring system 100. Hereinafter, the configuration and operation will be described. In this circuit, the resistance change due to the cooling of the resistance metal winding 21 of the flow velocity detecting element 6 is detected by the resistance metal winding 21, the temperature compensation unit 7 ′ including the temperature compensation element 7, and the electric resistance. Resistance R of known value
1 and a variable resistor R2 on each side. In this circuit, portions incorporated in the detection control unit 3 in FIG. 1 are indicated by dashed-dotted lines with corresponding reference numerals, and a portion to be connected to the resistance bridge circuit unit 101 is a cable in FIG. They are bundled in the form of 2.

【0031】なお、回路収容部8には、ブリッジ回路部
101のほかにトランジスタ105、オペアンプ102
等を含む、図5(a)の符号300の枠線に囲った部分
が収容されている。ただし、接続配線となるケーブル2
の長さを所定値に規定することができる場合は、符号3
00の枠内の構成要素のうち、流速検知素子6及び温度
補償素子7を除く全てを検出制御部3側に組み入れてし
まうことも可能である。この場合、回路収容部8を省略
してもよい。
The circuit accommodating section 8 includes a transistor 105 and an operational amplifier 102 in addition to the bridge circuit section 101.
The portion enclosed by the frame indicated by the reference numeral 300 in FIG. However, connection cable 2
If the length can be specified to a predetermined value,
It is also possible to incorporate all of the components within the frame 00 except for the flow velocity detecting element 6 and the temperature compensating element 7 into the detection control unit 3 side. In this case, the circuit housing section 8 may be omitted.

【0032】抵抗ブリッジ回路部101においては、流
速検知素子6と温度補償ユニット7’との結接点cが接
地されている。また、抵抗R1と流速検知素子6との結
接点dと、可変抵抗R2と温度補償ユニット7’の結接
点bはオペアンプ102の入力端子にそれぞれ接続され
ている。
In the resistance bridge circuit section 101, the connection point c between the flow velocity detecting element 6 and the temperature compensating unit 7 'is grounded. The connection point d between the resistor R1 and the flow velocity detecting element 6 and the connection point b between the variable resistor R2 and the temperature compensation unit 7 'are connected to input terminals of the operational amplifier 102, respectively.

【0033】一方、オペアンプ102の出力側は抵抗R
3を介してトランジスタ105のベースに接続されてい
る。また、トランジスタ105のコレクタ側には図示し
ない電源(電圧+Vcc)が接続され、エミッタ側には
抵抗ブリッジ回路部101が接続されている。なお、R
3はトランジスタ105のベースへの入力電圧調整の抵
抗器である。
On the other hand, the output side of the operational amplifier 102 has a resistor R
3 is connected to the base of the transistor 105. A power supply (voltage + Vcc) (not shown) is connected to the collector side of the transistor 105, and the resistor bridge circuit section 101 is connected to the emitter side. Note that R
Reference numeral 3 denotes a resistor for adjusting the input voltage to the base of the transistor 105.

【0034】このような流速測定システム100を用い
て液状物の流速を検出する際には、オペアンプ102を
作動状態とし、まず流速がほぼゼロの状態(以下、基準
状態という)において、上記d点と接地間の電圧値が例
えば既知の所定電圧(例えば3〜4V程度)となるよう
に可変抵抗R2の抵抗値を調整し、これを基準電圧V0
として設定する。オペアンプ102は、抵抗ブリッジ回
路部101の結接点dとbとの差電圧に応じた出力を該
抵抗ブリッジ回路部に向けて出力する。この出力はトラ
ンジスタ105で電流増幅されて抵抗ブリッジ回路部1
01に供給される。
When detecting the flow velocity of the liquid using such a flow velocity measurement system 100, the operational amplifier 102 is set in an operating state. First, in a state where the flow velocity is almost zero (hereinafter, referred to as a reference state), the point d is set. The resistance value of the variable resistor R2 is adjusted so that the voltage value between the ground and the ground becomes, for example, a known predetermined voltage (for example, about 3 to 4 V).
Set as The operational amplifier 102 outputs an output corresponding to a difference voltage between the connection points d and b of the resistance bridge circuit section 101 to the resistance bridge circuit section. This output is current-amplified by the transistor 105, and
01 is supplied.

【0035】なお、抵抗ブリッジ回路部101において
は、本来は温度補償素子7が配置されるべき辺部に温度
補償ユニット7’が配置されている。これは、温度補償
素子7に過大な電流が流れてこれが抵抗発熱するするこ
とを防ぐために、該温度補償素子7を組み込んだ副ブリ
ッジ回路により構成されている。図5(b)は、温度補
償ユニット7’の回路構成の一例を示すもので、そのブ
リッジの一辺に温度補償素子7が入っている。すなわ
ち、温度補償素子7の電流による過熱を避けるためには
大きな抵抗値の素子を用いる必要があるが、これを抵抗
金属線による単一の抵抗部で構成しようとすると形状が
大きくなり、流速検知素子6(図2)との応答性にも差
が生じやすくなるので、液温が急変する場合の温度補償
が困難となる。そこで、温度補償素子7を上記ブリッジ
回路に組み込むことで、それほど抵抗値の高くない温度
補償素子であってもその見掛けの抵抗値を大きくするこ
とができる。
In the resistance bridge circuit section 101, a temperature compensation unit 7 'is arranged on a side where the temperature compensation element 7 should be arranged. This is constituted by a sub-bridge circuit incorporating the temperature compensation element 7 in order to prevent an excessive current from flowing through the temperature compensation element 7 to generate resistance heating. FIG. 5B shows an example of a circuit configuration of the temperature compensating unit 7 ', in which a temperature compensating element 7 is provided on one side of the bridge. That is, in order to avoid overheating of the temperature compensating element 7 due to the current, it is necessary to use an element having a large resistance value. Since a difference easily occurs in the responsiveness with the element 6 (FIG. 2), it is difficult to perform temperature compensation when the liquid temperature changes suddenly. Therefore, by incorporating the temperature compensating element 7 into the bridge circuit, even if the temperature compensating element is not so high in resistance, the apparent resistance can be increased.

【0036】このブリッジは、温度補償素子7(電気抵
抗値R)、トランジスタ201(電圧又は電流によって
抵抗値の変わる素子であれば、FETや傍熱型サーミス
タなども使用できる)、抵抗器202及び203(電気
抵抗値はそれぞれr1、r2)、及びオペアンプ204
で構成されている。なお、205はトランジスタ201
へのベース入力電圧調整用の抵抗器である。ここで、ブ
リッジの平衡が常に取られるようにオペアンプ204に
より帰還をかけると次の式(1)が成り立つ。 r1・rT=r2・R ‥‥‥(1) rTは、トランジスタの抵抗値である。ここで、抵抗器
202として、その電気抵抗値r1が温度補償素子7の
電気抵抗値Rよりも十分大きいものを選択すれば、 r1>>R ‥‥‥(2) である。そして、ブリッジ全体の合成抵抗は、次の数1
により表される。
This bridge includes a temperature compensating element 7 (electric resistance value R), a transistor 201 (an FET or an indirectly heated thermistor can be used as long as the resistance changes depending on voltage or current), a resistor 202, 203 (electrical resistance values are r1 and r2, respectively) and an operational amplifier 204
It is composed of Note that 205 is a transistor 201
This is a resistor for adjusting the base input voltage to the power supply. Here, when feedback is applied by the operational amplifier 204 so that the bridge is always balanced, the following equation (1) is established. r1 · rT = r2 · R ‥‥‥ (1) rT is the resistance value of the transistor. Here, if the resistor 202 whose electric resistance value r1 is sufficiently larger than the electric resistance value R of the temperature compensation element 7 is selected, then r1 >> R > (2). And the combined resistance of the whole bridge is
Is represented by

【0037】[0037]

【数1】 (Equation 1)

【0038】 (1)式より、rT=R・(r2/r1)‥‥‥(3) この(3)を数1に代入すると、次の数2が得られる。From equation (1), rT = R · (r2 / r1) ‥‥‥ (3) By substituting equation (3) into equation 1, the following equation 2 is obtained.

【0039】[0039]

【数2】 (Equation 2)

【0040】ここで、(2)式より、数2の分母の第1項
は非常に小さく無視できるから、結局合成抵抗は、近似
的に次式により得られる。 R(1+r2/r1) ‥‥‥(4) すなわち、温度補償ユニット7’としての電気抵抗値は
等価的に大きくなり、温度補償素子7の形状は小さくて
も抵抗値が大きく、応答性の高い補償辺として機能す
る。
Here, from the equation (2), the first term of the denominator of the equation (2) is very small and can be neglected, so that the combined resistance can be approximately obtained by the following equation. R (1 + r2 / r1) ‥‥‥ (4) That is, the electric resistance value of the temperature compensation unit 7 ′ becomes equivalently large, and the resistance value is large even if the shape of the temperature compensation element 7 is small, and the response is high. Functions as a compensation edge.

【0041】これにより、図5(a)において、トラン
ジスタ105で増幅された電流は主に流速検知素子6側
に流れてこれを抵抗発熱させた後、c点の接地に流れ込
むこととなる。そして、流速検知素子6の電気抵抗値は
その発熱により変化するが、オペアンプ102は、結接
点dとbとの差電圧が可及的に小さくなるように該抵抗
ブリッジ回路部101への帰還出力電圧を調整するか
ら、基準状態が維持される限り抵抗ブリッジ回路部10
1の平衡が維持され、抵抗金属巻線部21にはほぼ一定
の電圧が印加される。
As a result, in FIG. 5A, the current amplified by the transistor 105 mainly flows to the flow velocity detecting element 6 to generate resistance heat, and then flows to the ground at the point c. The electric resistance value of the flow velocity detecting element 6 changes due to the heat generation. The operational amplifier 102 outputs a feedback output to the resistance bridge circuit unit 101 so that the voltage difference between the connection points d and b becomes as small as possible. Since the voltage is adjusted, as long as the reference state is maintained, the resistance bridge circuit 10
1 is maintained, and a substantially constant voltage is applied to the resistance metal winding 21.

【0042】この状態で、発熱した流速検知素子6に液
状物F(図2)が当たって冷却されると、その抵抗金属
巻線部21の抵抗値は減少し、抵抗ブリッジ回路部10
1の平衡が破れる。しかしながら、その不平衡電圧がオ
ペアンプ102及びトランジスタ105を介して該抵抗
ブリッジ回路部101に帰還されるため、抵抗金属巻線
部21にはもとの電気抵抗値に近づくように、すなわち
さらに発熱するように電流Ifが供給される。これによ
り、流速検知素子6には、基準状態の場合と比べて液状
物Fにより奪われた熱量に対応する分だけ余分な電流が
流れ、また電流が増加した分だけ余分な電圧が印加され
る。ここで、電流Ifは、液状物F(図2)によって奪
われた抵抗金属巻線部21の発熱に対応し、流速が増す
ほど奪われる発熱量も多くなることから、上記電圧の基
準電圧からの増分を測定することにより流速を検出する
ことができる。この場合、例えば上記抵抗ブリッジ回路
部101の接地レベルからみたd点の電圧を流速信号と
して取り出すことができる。なお、図2において、流速
の値ρに管状支持体5の流路断面積Sを乗ずることで、
流量λを知ることができる。
In this state, when the liquid material F (FIG. 2) hits the heated flow velocity detecting element 6 and is cooled, the resistance value of the resistance metal winding portion 21 decreases and the resistance bridge circuit portion 10
The equilibrium of 1 is broken. However, since the unbalanced voltage is fed back to the resistance bridge circuit section 101 via the operational amplifier 102 and the transistor 105, the resistance metal winding section 21 approaches the original electric resistance value, that is, further generates heat. As described above, the current If is supplied. As a result, an extra current corresponding to the amount of heat taken by the liquid F flows through the flow velocity detecting element 6 compared to the case of the reference state, and an extra voltage corresponding to the increased current is applied. . Here, the current If corresponds to the heat generated by the resistance metal winding portion 21 deprived by the liquid F (FIG. 2), and the amount of heat deprived increases as the flow rate increases. The flow rate can be detected by measuring the increment of. In this case, for example, the voltage at point d as viewed from the ground level of the resistance bridge circuit unit 101 can be extracted as a flow velocity signal. In FIG. 2, by multiplying the flow rate value ρ by the flow path cross-sectional area S of the tubular support 5,
The flow rate λ can be known.

【0043】流速信号を取り出す部分の回路構成は各種
可能であるが、本実施例では例えば次のようにしてい
る。すなわち、d点の電圧は流速がほぼゼロの状態でも
基準電圧V0を示すが、流速はその基準電圧V0からの増
分に反映されるから、d点電圧Vdから基準電圧V0を減
じて流速信号出力とする。具体的には、周辺の抵抗器1
03a〜103dとともに差動増幅器を構成するオペア
ンプ103の一方の端子にd点電圧Vdを入力し、他方
の端子に電源103eにより基準電圧V0を入力すれ
ば、該オペアンプ103の出力は両者の差Vd−V0に比
例するものとなり、これを流速信号出力として取り出す
ことができる。本実施例では、Vd−V0をオペアンプ1
03によりユニティゲインで反転増幅して取り出し、さ
らにオペアンプ104により再度ユニティゲインで反転
増幅して、出力電圧極性をもとに戻す構成としている。
なお、該回路には、上述のようにして得られる流速信号
を線形化する線形化回路106を設けることができる。
なお、オペアンプ103及びオペアンプ104の少なく
ともいずれかのゲインの絶対値を、必要に応じて1以外
の値に設定してもよい。
Although there are various possible circuit configurations for the portion for extracting the flow velocity signal, the present embodiment is, for example, as follows. That is, the voltage at the point d indicates the reference voltage V0 even when the flow velocity is almost zero, but the flow velocity is reflected in the increment from the reference voltage V0, so that the reference voltage V0 is subtracted from the d-point voltage Vd to output the flow velocity signal. And Specifically, the peripheral resistor 1
If the voltage Vd at the d point is input to one terminal of the operational amplifier 103 constituting the differential amplifier together with the reference voltage V0 from the power supply 103e to the other terminal, the output of the operational amplifier 103 becomes the difference Vd between the two. -V0, which can be extracted as a flow velocity signal output. In this embodiment, Vd-V0 is set to the operational amplifier 1
03, inverts and amplifies with unity gain, takes out, and further inverts and amplifies with unity gain again by the operational amplifier 104 to return the output voltage polarity to the original.
Note that the circuit can be provided with a linearization circuit 106 that linearizes the flow velocity signal obtained as described above.
Note that the absolute value of the gain of at least one of the operational amplifier 103 and the operational amplifier 104 may be set to a value other than 1 as necessary.

【0044】さて、本発明の流速センサ1においては、
上記説明したように、流速検知素子6の抵抗金属巻線部
21の電気抵抗値変化に基づいて液状物Fの流速を検知
するようにしているので、流量が少ない場合でもその流
速を精度よく測定でき、しかも安価である。また、図3
に示すように、流速検知素子6ないし温度補償素子7の
本体部9において、抵抗金属巻線部21の外側をアルミ
ナ系セラミック、ガラス、フッ素樹脂からなる厚さ10
0μm以上の防護被覆層12により覆っているので、酸
やアルカリ等の腐食性の高い液体や、セラミック原料粉
末や研粒(例えば半導体シリコンウェハ等の研磨用に使
用されるもの)等のスラリーなど、研磨性の高い液状物
Fの場合でも、その寿命を長期間確保することができ
る。
Now, in the flow velocity sensor 1 of the present invention,
As described above, since the flow velocity of the liquid material F is detected based on the change in the electric resistance value of the resistance metal winding portion 21 of the flow velocity detection element 6, even when the flow rate is small, the flow velocity can be accurately measured. Yes, and cheap. FIG.
As shown in the figure, in the main body 9 of the flow velocity detecting element 6 to the temperature compensating element 7, the outside of the resistance metal winding 21 is made of alumina ceramic, glass or fluororesin.
Since it is covered with the protective coating layer 12 having a thickness of 0 μm or more, a highly corrosive liquid such as an acid or an alkali, a slurry of a ceramic raw material powder or an abrasive (for example, used for polishing a semiconductor silicon wafer or the like), etc. Even in the case of the liquid material F having a high abrasive property, the life can be ensured for a long time.

【0045】なお、流速検知素子6と温度補償素子7と
は、例えば図6に示すように、管状支持体5の中心軸線
Oを挟んで、その両側に配置する構成とすることもでき
る。
The flow velocity detecting element 6 and the temperature compensating element 7 may be arranged on both sides of the central axis O of the tubular support 5 as shown in FIG. 6, for example.

【0046】また、図7に示すように、管状支持体5の
中間部に、その両端部よりも拡径する拡径部5dを形成
し、その拡径部5d内に流速検知素子6と温度補償素子
7とを配置するようにしてもよい。これにより、細径の
管部材内の流れも容易に測定することができる。本実施
例では、両端の雄ねじ部5a,5aと拡径部5dとの間
に、それぞれ内面がテーパ面状とされた接続部5cが形
成されている。この接続部5c内側のテーパ面角度θ
は、6〜10°以下の範囲で調整するのがよい。該角度
θが10°を超えると、乱流が発生しやすくなり、流速
測定精度が確保できなくなる場合がある。他方6°未満
になると、所期の拡径部5dを形成するために必要な接
続部5cの長さが大きくなり過ぎ、管状支持体5のいた
ずらな寸法増大を招く結果につながる場合がある。
As shown in FIG. 7, an enlarged diameter portion 5d is formed at an intermediate portion of the tubular support 5 so as to be larger in diameter than both end portions thereof. The compensating element 7 may be provided. Thereby, the flow in the small-diameter tube member can also be easily measured. In this embodiment, connecting portions 5c each having an inner surface tapered are formed between the male screw portions 5a, 5a at both ends and the enlarged diameter portion 5d. The taper surface angle θ inside the connection portion 5c
Is preferably adjusted in the range of 6 to 10 ° or less. If the angle θ exceeds 10 °, turbulence is likely to occur, and the accuracy of measuring the flow velocity may not be secured. On the other hand, if the angle is less than 6 °, the length of the connecting portion 5c required for forming the desired enlarged diameter portion 5d becomes too large, which may lead to an undesired increase in the size of the tubular support 5.

【0047】この場合、拡径部5d内の流路断面積をS
1、流速をρ1、管状支持体5の前後に接続される管部材
(図1の150,151に相当)の流路断面積をS2、
流速をρ2として、接続部5cでの圧力損失がほとんど
無視できると考えれば、拡径部5dと管部材とで流量は
互いに等しくなるから、 S1×ρ1=S2×ρ2‥‥‥(1) すなわち、 ρ1=(S2/S1)×ρ2‥‥(1)' となる。従って、測定すべき管部材内の流速ρ1は、拡
径部5d内の流速の(S2/S1)倍となる。
In this case, the cross-sectional area of the flow path in the enlarged diameter portion 5d is S
1. The flow velocity is ρ1, the flow path cross-sectional area of a pipe member (corresponding to 150 and 151 in FIG. 1) connected before and after the tubular support 5 is S2,
Assuming that the flow rate is ρ2 and the pressure loss at the connecting portion 5c is almost negligible, the flow rates of the enlarged diameter portion 5d and the pipe member become equal to each other. S1 × ρ1 = S2 × ρ2 ‥‥‥ (1) , Ρ1 = (S2 / S1) × ρ2 ‥‥ (1) ′. Therefore, the flow velocity ρ1 in the pipe member to be measured is (S2 / S1) times the flow velocity in the enlarged diameter portion 5d.

【0048】そこで、図5において、例えばオペアンプ
104による反転増幅器のゲインをユニティゲインとせ
ず、(S2/S1)に対応するゲインで出力を増幅するよ
うにすれば、上記流速ρ1に対応した流速測定出力が得
られる。そのためには、例えばオペアンプ104の入力
側の抵抗器111の抵抗値をRA、同じく負帰還部の抵
抗器110の抵抗値をRBとして、(RB/RA)=(S2
/S1)となるように、RA及びRBの値を設定すればよ
い。この場合、オペアンプ104(反転増幅器)が補正
出力手段を構成することとなる。
In FIG. 5, for example, if the gain of the inverting amplifier by the operational amplifier 104 is not unity gain and the output is amplified by the gain corresponding to (S2 / S1), the flow rate measurement corresponding to the flow rate ρ1 can be performed. The output is obtained. For this purpose, for example, assuming that the resistance value of the resistor 111 on the input side of the operational amplifier 104 is RA and the resistance value of the resistor 110 of the negative feedback unit is RB, (RB / RA) = (S2
/ S1), the values of RA and RB may be set. In this case, the operational amplifier 104 (inverting amplifier) constitutes a correction output unit.

【0049】次に、同じ流速検知素子を用いて種類の異
なる液状物の流速を検知しようとした場合、流速検知素
子の検知出力レベルが同一であっても、液状物の種類に
よって該検知出力レベルに対応する流速レベルが異なる
ことがある。この場合、流速検知素子の検知出力に基づ
く流速情報を測定対象となる液状物の種別に応じて補正
し、その補正後の流速情報を出力するように構成すれ
ば、各種液状物の流速をより正確に測定できるようにな
る。図8はその場合の回路構成を示している(なお、図
5と共通の部分には同一の符号を付して詳細な説明を省
略する)。
Next, when an attempt is made to detect the flow velocities of different types of liquids using the same flow velocity detecting element, even if the detection output levels of the flow velocity detecting elements are the same, the detection output level depends on the type of liquid substance. May correspond to different flow velocity levels. In this case, if the flow velocity information based on the detection output of the flow velocity detection element is corrected according to the type of the liquid substance to be measured, and the corrected flow velocity information is output, the flow velocity of various liquid substances can be increased. Be able to measure accurately. FIG. 8 shows a circuit configuration in that case (note that parts common to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals and detailed description is omitted).

【0050】ここでは、図5の検出制御部3と略同様の
構成の出力補正回路250が、測定対象となる液状物の
種類に応じて複数設けられており、アナログスイッチ回
路251によって一つのものが選択的にブリッジ回路1
01に接続されるようになっている。なお、アナログス
イッチ回路251は各出力補正回路250に対応するア
ナログスイッチを有して構成されている。また、スイッ
チ操作部254は、接続すべき出力補正回路250を指
定するためのものであり、押しボタン操作部あるいはダ
イヤル式操作部等で構成される。そして、スイッチ制御
信号発生部253は、該スイッチ操作部254の操作状
態を認識して、これに対応するアナログスイッチがオン
となるようなスイッチ制御信号を、アナログスイッチ回
路251に対して送信する。
Here, a plurality of output correction circuits 250 having substantially the same configuration as that of the detection control section 3 in FIG. 5 are provided in accordance with the type of the liquid material to be measured. Selectively bridge circuit 1
01 is connected. The analog switch circuit 251 has an analog switch corresponding to each output correction circuit 250. The switch operation unit 254 is used to specify an output correction circuit 250 to be connected, and includes a push button operation unit or a dial operation unit. Then, the switch control signal generation unit 253 recognizes the operation state of the switch operation unit 254, and transmits a switch control signal for turning on the corresponding analog switch to the analog switch circuit 251.

【0051】また、各出力補正回路250は、対応する
種類の液状物に対し、流速信号の線形化に最適な基準電
圧V0が与えられるよう、電源103eの電圧が互いに
異なる値に設定されている。また、線形化回路106
も、線形化後の流速−出力曲線の勾配が対応する液状物
の正しい流速値を与えるものとなるように、その回路定
数が互いに異なる内容に設定されている。
Further, in each output correction circuit 250, the voltage of the power supply 103e is set to a different value so that a reference voltage V0 optimal for linearizing the flow velocity signal is given to the corresponding kind of liquid. . Also, the linearization circuit 106
Also, the circuit constants are set to be different from each other so that the gradient of the flow velocity-output curve after linearization gives the correct flow velocity value of the corresponding liquid material.

【0052】そして、測定時には、スイッチ操作部25
4を測定対象となる液状物の種類に対応する操作状態と
することにより、スイッチ回路251により対応する出
力補正回路250が選択されてブリッジ回路101に接
続される。これにより、ブリッジ回路101からの出力
Vdは、選択された液状物に固有の基準電圧V0との差分
がオペアンプ103により増幅され、さらに該液状物に
固有の回路定数を有する線形化回路106にて線形化さ
れ、その線形化後の流速信号が補正済流速信号として出
力されることとなる。
At the time of measurement, the switch operation unit 25
By setting 4 to the operation state corresponding to the type of the liquid to be measured, the corresponding output correction circuit 250 is selected by the switch circuit 251 and connected to the bridge circuit 101. As a result, the difference between the output Vd from the bridge circuit 101 and the reference voltage V0 specific to the selected liquid material is amplified by the operational amplifier 103, and further the linearization circuit 106 having a circuit constant specific to the liquid material. Linearization is performed, and the flow velocity signal after the linearization is output as a corrected flow velocity signal.

【0053】なお、出力補正回路250は、図9に示す
ようにマイクロプロセッサを主体に構成することもでき
る。マイクロプロセッサは、I/Oポート251とこれ
に接続されたCPU252、RAM253及びROM2
54を備える。ブリッジ回路101からの出力VdはA
/D変換器255を介してマイクロプロセッサに入力さ
れ、そのCPU252はROM254に格納された制御
プログラム254aに基づき、RAM253をワークエ
リアとしてVd入力に対応する流速値の補正出力処理を
行う。ROM254には、各種液状物の種類毎にVdの
値(Vd1,Vd2,‥‥)と、流速ρの値(流体1に対し
てはρ11,ρ12,‥‥、流体2に対してはρ21,ρ22,
‥‥等)との関係を表す情報(以下、電圧−流速関係情
報という)254bが記憶されている。そして、入力部
257(キーボード、マウス等)からの入力内容に応じ
て測定対象となる液状物の種別を選択した後、Vdの値
が取り込まれると、選択された液状物に対応する電圧−
流速関係情報254bを用いて、Vdに対応する流速値
ρの値が算出され、これがD/A変換器256を介して
流速信号として出力される(なお、デジタル出力の場合
はD/A変換器256は不要となる)。
The output correction circuit 250 can be mainly composed of a microprocessor as shown in FIG. The microprocessor includes an I / O port 251 and a CPU 252, a RAM 253, and a ROM 2 connected thereto.
54. The output Vd from the bridge circuit 101 is A
The data is input to the microprocessor via the / D converter 255, and the CPU 252 performs a correction output process of the flow velocity value corresponding to the Vd input using the RAM 253 as a work area based on the control program 254a stored in the ROM 254. The ROM 254 stores the value of Vd (Vd1, Vd2, ‥‥) and the value of the flow velocity ρ (ρ11, ρ12, に 対 し て for fluid 1; ρ21, ρ22,
And the like (hereinafter, referred to as voltage-flow rate relationship information) 254b. Then, after selecting the type of the liquid material to be measured according to the input content from the input unit 257 (keyboard, mouse, etc.), when the value of Vd is captured, the voltage corresponding to the selected liquid material is reduced.
The flow velocity value ρ corresponding to Vd is calculated using the flow velocity relation information 254b, and is output as a flow velocity signal via the D / A converter 256 (in the case of digital output, the D / A converter is used). 256 becomes unnecessary).

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

【図1】本発明の液状物用熱式流速センサと、それを用
いた流速測定システムの一例を示す外観分解斜視図。
FIG. 1 is an external exploded perspective view showing an example of a thermal flow rate sensor for a liquid material of the present invention and a flow rate measuring system using the same.

【図2】液状物用熱式流速センサの内部構造を、取付状
態にて示す横断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal structure of the thermal flow sensor for a liquid material in an attached state.

【図3】流速検知素子及び温度補償素子の本体部の外観
斜視図、その内部構造を示す模式図、及びその要部を拡
大して示す説明図。
FIG. 3 is an external perspective view of a main body of a flow velocity detecting element and a temperature compensating element, a schematic diagram showing an internal structure thereof, and an explanatory diagram showing an enlarged main part thereof.

【図4】上記本体部のいくつかの変形例を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing some modified examples of the main body.

【図5】図1の流速測定システムの電気的構成の一例を
示す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of an electrical configuration of the flow velocity measuring system of FIG.

【図6】液状物用熱式流速センサの変形例を示す軸断面
図。
FIG. 6 is an axial sectional view showing a modified example of the thermal flow sensor for a liquid material.

【図7】同じく別の変形例を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing another modified example.

【図8】測定すべき液状物の種類に応じて、流速信号を
補正出力する場合の構成の一例を示す回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a configuration in which a flow velocity signal is corrected and output according to the type of a liquid material to be measured.

【図9】補正出力回路をマイクロプロセッサを主体に構
成した例を示すブロック図。
FIG. 9 is a block diagram showing an example in which a correction output circuit is mainly configured by a microprocessor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液状物用熱式流速センサ 5 管状支持体(検知素子取付手段) 6 流速検知素子 7 温度補償素子 8 回路収容部 9 本体部 10 基体 12 防護被覆層 21 抵抗金属巻線部(抵抗発熱体、感温抵抗体) 150,151 管部材 250 出力補正回路(流速情報補正・出力手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal flow sensor for liquid materials 5 Tubular support (detection element mounting means) 6 Flow velocity detection element 7 Temperature compensation element 8 Circuit accommodating part 9 Main part 10 Base 12 Protective coating layer 21 Resistance metal winding part (resistance heating element, 150, 151 Tube member 250 Output correction circuit (flow velocity information correction / output means)

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アルミナ、炭化硅素、窒化硅素及びジル
コニアから選ばれる1種又は2種以上を主体とするセラ
ミック、又はフッ素樹脂からなる防護被覆層にて抵抗発
熱体を覆った本体部を有し、該本体部と液状物とが接触
することによる前記抵抗発熱体の電気抵抗値変化に基づ
いて該液状物の流速を検知する流速検知素子を備えたこ
とを特徴とする液状物用熱式流速センサ。
1. A body having a resistance heating element covered with a protective coating layer made of a ceramic mainly composed of one or more kinds selected from alumina, silicon carbide, silicon nitride and zirconia, or a fluororesin. And a flow rate detecting element for detecting a flow rate of the liquid material based on a change in an electric resistance value of the resistance heating element due to the contact between the main body portion and the liquid material. Sensor.
【請求項2】 セラミック、ガラス等の無機材料又はフ
ッ素樹脂からなる厚さ100μm以上の防護被覆層にて
抵抗発熱体を覆った本体部を有し、該本体部と液状物と
が接触することによる前記抵抗発熱体の電気抵抗値変化
に基づいて、該液状物の流速を検知する流速検知素子を
備えたことを特徴とする液状物用熱式流速センサ。
2. A main body in which a resistance heating element is covered with a protective coating layer made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluororesin and having a thickness of 100 μm or more, wherein the main body and the liquid material come into contact with each other. A thermal flow rate sensor for a liquid material, comprising: a flow rate detecting element for detecting a flow rate of the liquid material based on a change in electric resistance of the resistance heating element.
【請求項3】 前記流速検知素子の前記本体部におい
て、前記抵抗発熱体は抵抗金属巻線部とされ、該抵抗金
属巻線部がセラミック、ガラス等の無機材料又はフッ素
樹脂からなる基体中に埋設されるとともに、その基体の
うち、前記抵抗金属巻線部の外側を覆っている部分が前
記防護被覆層を形成している請求項1又は2に記載の液
状物用熱式流速センサ。
3. In the main body of the flow velocity detecting element, the resistance heating element is a resistance metal winding, and the resistance metal winding is provided in a base made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluororesin. The thermal flow sensor for a liquid material according to claim 1, wherein a portion of the base that is embedded and covers the outside of the resistance metal winding portion forms the protective coating layer.
【請求項4】 前記液状物の流路を形成する流路形成部
材に対し前記流速検知素子を、前記本体部が前記流路内
に位置する状態で着脱可能に取り付ける検知素子取付手
段を有する請求項1ないし3のいずれかに記載の液状物
用熱式流速センサ。
4. A detecting element mounting means for detachably mounting the flow rate detecting element to a flow path forming member for forming a flow path of the liquid material, with the main body positioned in the flow path. Item 4. A thermal flow sensor for a liquid material according to any one of Items 1 to 3.
【請求項5】 前記液状物の温度変化に対応して電気抵
抗値が変化する感温抵抗体の外側を、セラミック、ガラ
ス等の無機材料又はフッ素樹脂からなる防護被覆層で覆
った温度補償素子が、前記流速検知素子と別体に設けら
れている請求項1ないし4のいずれかに記載の液状物用
熱式流速センサ。
5. A temperature compensation element in which the outside of a temperature-sensitive resistor whose electric resistance changes in response to a temperature change of the liquid material is covered with a protective coating layer made of an inorganic material such as ceramic or glass or a fluororesin. 5. The thermal flow sensor for a liquid material according to claim 1, wherein the thermal flow sensor is provided separately from the flow rate detecting element.
【請求項6】 前記温度補償素子は、流速検知すべき液
状物の流路内において前記流速検知素子よりも上流側に
取り付けられる請求項1ないし5のいずれかに記載の液
状物用熱式流速センサ。
6. The thermal flow velocity for a liquid material according to claim 1, wherein the temperature compensating element is mounted upstream of the flow velocity detecting element in a flow path of the liquid material to be subjected to flow velocity detection. Sensor.
【請求項7】 前記流速検知素子は、一軸方向に延びる
棒状に形成されるとともに、その軸線と直交する任意の
向きにおいて略等価な検知特性を示す無指向性検知素子
とされ、 前記検知素子取付手段は、該棒状の流速検知素子を前記
流路形成部材に対し、その流路内面から内向きに突出す
る形で取り付けるものである請求項4ないし6のいずれ
かに記載の液状物用熱式流速センサ。
7. The non-directional sensing element is formed in a rod shape extending in one axial direction and has substantially equivalent sensing characteristics in an arbitrary direction orthogonal to the axis thereof. The thermal means for a liquid material according to any one of claims 4 to 6, wherein the means attaches the rod-shaped flow velocity detecting element to the flow path forming member so as to protrude inward from an inner surface of the flow path. Flow rate sensor.
【請求項8】 前記流路形成部材は管部材とされ 前記検出素子取付手段は、前記管部材に着脱可能に取り
付けられるとともに、その取付状態において前記管部材
とともに流路の一部を形成する管状支持体を含んで構成
され、 前記流速検知素子は前記管状支持体に対し、その内面か
ら内向きに突出する形態で一体的に取り付けられてお
り、該管状支持体とともに前記管部材に対して着脱され
る請求項4ないし7のいずれかに記載の液状物用熱式流
速センサ。
8. The tubular member, wherein the flow path forming member is a tubular member, and the detecting element attaching means is detachably attached to the tubular member, and forms a part of a flow passage together with the tubular member in the attached state. The flow rate detecting element is integrally attached to the tubular support in a form protruding inward from an inner surface thereof, and is attached to and detached from the pipe member together with the tubular support. The thermal flow sensor for liquid material according to any one of claims 4 to 7, wherein:
【請求項9】 前記流速検知素子と前記温度補償素子と
は各々棒状に形成されるとともに、 前記管状支持体には、それら流速検知素子と温度補償素
子とが、該管状支持体の軸線方向に並んだ形でそれぞれ
その内面から突出するように配置される請求項8記載の
液状物用熱式流速センサ。
9. The flow rate detecting element and the temperature compensating element are each formed in a rod shape, and the flow rate detecting element and the temperature compensating element are provided on the tubular support in an axial direction of the tubular support. 9. The thermal flow rate sensor for a liquid material according to claim 8, wherein the thermal flow sensors for a liquid material are arranged so as to protrude from the inner surfaces thereof in a lined-up manner.
【請求項10】 前記管状支持体には、前記液状物の流
速に対応した前記流速検知素子の通電状態変化を検出す
る抵抗ブリッジ回路が組み込まれている請求項8又は9
に記載の液状物用熱式流速センサ。
10. A resistance bridge circuit for detecting a change in an energized state of the flow rate detecting element corresponding to a flow rate of the liquid material is incorporated in the tubular support.
4. A thermal flow sensor for a liquid material according to claim 1.
【請求項11】 前記管状支持体の中間部が両端部より
も拡径する拡径部とされ、前記流速検知素子はその拡径
部に取り付けられている請求項8ないし10のいずれか
に記載の液状物用熱式流速センサ。
11. The tubular support according to claim 8, wherein an intermediate portion of the tubular support is an enlarged diameter portion whose diameter is larger than both end portions, and the flow velocity detecting element is attached to the enlarged diameter portion. Thermal flow sensor for liquids.
【請求項12】 前記流速検知素子の検知出力に基づく
前記拡径部内での流速情報を、該拡径部での流速減少分
を補正する形で、前記管状支持体が装着される前記管部
材内での流速情報に変換して出力する補正出力手段が設
けられている請求項11記載の液状物用熱式流速セン
サ。
12. The pipe member to which the tubular support is attached, wherein the flow rate information in the enlarged diameter portion based on the detection output of the flow velocity detection element is corrected for the flow velocity decrease in the enlarged diameter portion. The thermal flow rate sensor for a liquid material according to claim 11, further comprising a correction output unit that converts and outputs the flow rate information in the inside.
【請求項13】 前記流速検知素子の検知出力に基づく
流速情報を、測定対象となる前記液状物の種類に応じて
補正し、その補正後の流速情報を出力する流速情報補正
・出力手段が設けられている請求項1ないし12のいず
れかに記載の液状物用熱式流速センサ。
13. A flow velocity information correction / output means for correcting flow velocity information based on the detection output of the flow velocity detection element according to the type of the liquid substance to be measured, and outputting the corrected flow velocity information. The thermal flow rate sensor for a liquid material according to any one of claims 1 to 12, wherein:
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