JPS5937419A - Heat sensitive type flow rate detector - Google Patents

Heat sensitive type flow rate detector

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JPS5937419A
JPS5937419A JP57148712A JP14871282A JPS5937419A JP S5937419 A JPS5937419 A JP S5937419A JP 57148712 A JP57148712 A JP 57148712A JP 14871282 A JP14871282 A JP 14871282A JP S5937419 A JPS5937419 A JP S5937419A
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JP
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diaphragm
flow rate
heat
rate detector
heating element
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Hiroshi Sato
博 佐藤
Mikio Bessho
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Mitsubishi Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects

Abstract

PURPOSE:To realize true mass measurement with a device having a smaller size, lighter weight and higher performance by the simple constitution of forming a heating element and strain detecting elements on the same diaphragm. CONSTITUTION:A heating element 9 consisting of a low resistance impurity layer of (p) type silicon and strain detecting elements 10 consisting of a high resistance impurity layer of (p) type silicon are so constituted as to be embedded or adhered in a pressure receiving diaphragm 11. Mineral spirit 6 is accelerated by a nozzle 22 to jet and collides against the diaphragm 11. The mass flow rate of corrected density is determined by the transmission of the cooling heat using the element 9 and a dynamic pressure is determined by the pressure conversion using the elements 10. Therefore the flow rate approximate to the true mass flow rate is measured if adequate arithmetic processing is performed in a detection circuit part.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動物体の流動量を発熱体と流動物体間の熱伝
達を利用して検出する流量検出器に関するもので、さら
に詳しくいえば、発熱体と流動流体間の熱伝達量から流
速乃至流量等、その流動流体の流動量を検出する感熱形
流量検出器に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a flow rate detector that detects the flow rate of a fluid object using heat transfer between a heating element and a fluid object. The present invention relates to a heat-sensitive flow rate detector that detects the amount of flowing fluid, such as flow rate or flow rate, based on the amount of heat transfer.

従来のこの種の流量検出器の一例を第1図に示し説明す
ると、図において、(1)はシリコン半導体よシなるバ
ルク状発熱体、(2)はとのバルク状発熱体(1)に給
電する機能と支持する機能とを兼ねる電極り一ド、0)
はこの電極リード(2)を固持するトランジスタ・パッ
ケージに相当する支持体、(4)は取出しリード、(S
)/iミステンレススチール製の配管パイプ、(6)は
この配管パイプ(5)の内部を通過する流体であるミネ
ラル・スピリッツ、(7)は取出しリード(4)に接続
された差動ブリッジや増幅器を含む検出回路、(8)は
この検出回路(7)から得られる検出出力信号である。
An example of a conventional flow rate detector of this kind is shown in Fig. 1. In the figure, (1) is a bulk heating element made of silicon semiconductor; (2) is a bulk heating element (1) made of a silicon semiconductor; An electrode board that has both the function of supplying power and the function of supporting it, 0)
is a support corresponding to a transistor package that holds this electrode lead (2), (4) is an extraction lead, and (S
)/i stainless steel plumbing pipe, (6) is the mineral spirits that is the fluid passing through the interior of this plumbing pipe (5), and (7) is the differential bridge connected to the extraction lead (4). A detection circuit (8) including an amplifier is a detection output signal obtained from this detection circuit (7).

このように構成された装置の動作について説明する。ま
ず、バルク状発熱体(1)への給電電力をPinとし、
バルク状発熱体(1)とミネラル・スピリッツ(6)の
間の熱伝達量をPoutとすると、熱平衡状態において
はPin −Pout = h−As ・ΔTが成立す
る。ことで、hはバルク状発熱体(1)とミネラル・ス
ピリッツ(6)の間の伝達率、Amはバルク状発熱体(
1)の表面積、ΔTはバルク状発熱体(1)とミネラル
・スピリッツ(6)の間の温度差である。
The operation of the device configured in this way will be explained. First, let the power supplied to the bulk heating element (1) be Pin,
If the amount of heat transfer between the bulk heating element (1) and the mineral spirits (6) is Pout, then in a state of thermal equilibrium, Pin −Pout = h−As ·ΔT holds true. Therefore, h is the transmission coefficient between the bulk heating element (1) and the mineral spirits (6), and Am is the transmission coefficient between the bulk heating element (1) and the mineral spirits (6).
The surface area of 1), ΔT, is the temperature difference between the bulk heating element (1) and the mineral spirits (6).

一般にレイノルズ数ReがI(Re(2000の層流条
件下においては、熱伝達量りはa、bを定数とテると、
夫駁公式h=a十b°v  −C冠1以丁ゐことができ
る。ここで、Vは流体の平均流速を意味している。
Generally, under laminar flow conditions where the Reynolds number Re is I(Re(2000), the heat transfer measure is as follows, where a and b are constants.
The formula h=a b°v −C can be calculated as follows. Here, V means the average flow velocity of the fluid.

そして、バルク状発熱体(1)への給電電力Pin//
iバルク状発熱体(1)の抵抗をRa、電流をIs、電
圧をv8とすれば、Pin = Ig −Ra = V
II/ Reで表わされる故、バルク状発熱体(1)の
電気インピーダンスを検出回路σ)で計測することにょ
シ、流体の流速Vあるいは流量Qが検出出力信号(8)
として得られる。
And power supply Pin// to the bulk heating element (1)
i If the resistance of the bulk heating element (1) is Ra, the current is Is, and the voltage is v8, then Pin = Ig - Ra = V
Since it is expressed as II/Re, when the electrical impedance of the bulk heating element (1) is measured by the detection circuit σ), the flow velocity V or flow rate Q of the fluid is the detection output signal (8).
obtained as.

ここで、バルク状発熱体0)は0.7X0.7X0.1
5mたN形の均質材料から成っている。そして、支持体
0)はTo−46)ランジスタ・パッケージを流用して
おシ、ステンレス・スチール製の配管パイプ(5)は0
.76751径×30cm長あシ、バルク状発熱体(1
)は後方25.3cIr1のところに設置されている。
Here, the bulk heating element 0) is 0.7X0.7X0.1
It consists of a 5m N-type homogeneous material. The support 0) is a To-46) transistor package, and the stainless steel piping (5) is 0.
.. 76751 diameter x 30cm long leg, bulk heating element (1
) is installed at the rear 25.3cIr1.

しかしながら、この感熱形流量検出器においては、レイ
ノルズ数が2000〜3000の、流れが不安定となる
層流から乱流への遷移領域を避けてレイノルズ数が20
00以下の条件下に設定するよう罠なっておシ、熱伝達
率としては低い値を、また、流れとしては層流状態を使
わざるを得ない。さらに、発熱体(1)となるシリコン
チップが均質なバルク状発熱体であるため、熱容量が大
きく熱的平衡状態に達するための熱的時定数も比較的大
きくなってしまうという欠点がある。また、バルク状発
熱体(1)がある程度の大きさを有し、電極リード(2
)と共に流れに攪乱を与える外的要素となってしまうな
ど、流l検出器として応答性が低くなるばかシか、微小
流量ないしは大流量において不安定な特性を有するもの
となっていた。
However, in this heat-sensitive flow rate detector, the Reynolds number is 2000 to 3000, avoiding the transition region from laminar flow to turbulent flow where the flow becomes unstable.
Since we are forced to set the conditions to 0.00 or less, we have no choice but to use a low value for the heat transfer coefficient and a laminar flow state for the flow. Furthermore, since the silicon chip serving as the heating element (1) is a homogeneous bulk heating element, there is a drawback that the heat capacity is large and the thermal time constant for reaching a thermal equilibrium state is also relatively large. In addition, the bulk heating element (1) has a certain size, and the electrode lead (2
) and become an external element that disturbs the flow, resulting in low responsiveness as a flow detector or unstable characteristics at minute flow rates or large flow rates.

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共に、かかる欠点を除去すべくなされたもので、その目
的は、噴流を形成し、ダイヤフラムに衝突せしめ、発熱
体と流動流体間の熱伝達とダイヤ・7ラムの変形量を計
測することによシ、真の質量流量に近い流量計測が可能
な小形にして軽量で高性能な流量検出器を低価格にて実
現することができる全熱形流量検出器を提供することに
ある。
In view of the above points, the present invention has been made in order to solve such problems and eliminate such drawbacks.The purpose of the present invention is to form a jet flow and make it collide with a diaphragm, thereby creating a gap between a heating element and a flowing fluid. By measuring heat transfer and the amount of deformation of the diamond/7 ram, it is possible to create a small, lightweight, and high-performance flow rate detector that can measure flow rates close to the true mass flow rate at a low cost. An object of the present invention is to provide a fully heated flow rate detector.

このような目的を達成するため、本発明は流動流体の流
路を狭くして流速を増大させる絞り、ノズルなどの絞シ
機構による流速増大手段と、この流速増大手段の後方に
置かれ−F記流動流゛体の流速に応じて受圧変形するダ
イヤフラムと、このダイヤフラムに埋設ないしは接着せ
る発熱素子と、上記ダイヤフラムに埋設ないしは接着せ
る歪検出素子と、上記ダイヤスラムの周縁部分を支持し
かっ熱白不良導体よシなる支持手段とを備えるようにし
たもので、以下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に
説明する。
In order to achieve such an object, the present invention provides a flow velocity increasing means using a throttling mechanism such as a throttle or a nozzle that narrows the flow path of a flowing fluid to increase the flow velocity, and a flow velocity increasing means placed behind the flow velocity increasing means. A diaphragm that deforms under pressure according to the flow velocity of the flowing fluid; a heating element embedded in or bonded to the diaphragm; a strain detection element embedded in or bonded to the diaphragm; Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は本発明による全熱形流量検出器の一実施例を示
す構成図である。この第2図において第1図と同一符号
のものは相当部分を示し、(9)はP形シリコンの低抵
抗不純物層よシなる発熱素子、(10)ti同様にP形
シリコンの高抵抗不純物層よシなる歪検出素子で、これ
ら発熱素子(9)および歪検出素子(10)は後述する
受圧ダイヤフラムに埋設ないしは接着するように構成さ
れている。(11)は中央部がエツチングによシ削られ
薄くなったN形のシリコン基板よりなる受圧ダイヤフラ
ムで、との受圧ダイヤフラム(11)は絞シ、ノズルな
どの絞シ機構による流速増大手段の後方に置かれ流動流
体の流速に応じて受圧変形するダイヤフラムを構成して
いる。ここで、との受圧ダイヤフラム(11)は特にシ
リコンに限られるものではなく、抵抗層を形成し得るも
のであれば、GeでもInSb、GaAsなどの化合物
半導体でもよい。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an embodiment of a fully heated flow rate detector according to the present invention. In Fig. 2, the same reference numerals as in Fig. 1 indicate corresponding parts; (9) is a heating element made of a low resistance impurity layer of P-type silicon, and (10) is a heating element made of a low resistance impurity layer of P-type silicon as well as ti. The strain sensing element is a layer-by-layer strain sensing element, and these heating element (9) and strain sensing element (10) are configured to be embedded or bonded to a pressure receiving diaphragm, which will be described later. (11) is a pressure-receiving diaphragm made of an N-type silicon substrate whose central part has been etched to make it thinner, and the pressure-receiving diaphragm (11) is located behind a flow velocity increasing means using a restriction mechanism such as a restriction or a nozzle. It constitutes a diaphragm that deforms under pressure according to the flow velocity of the flowing fluid. Here, the pressure receiving diaphragm (11) is not particularly limited to silicon, but may be made of Ge or a compound semiconductor such as InSb or GaAs as long as it can form a resistance layer.

(12)は中空部で、この中空部(12)は例えば真空
状態などの一定圧力下に密封されておシ、ミネラルスピ
リッツ(6)の静圧と動圧の和である総圧によって変形
動作するよう構成されている。(13)は5iOz p
化膜絶縁層で、この酸化膜絶縁層(13)は特に8i0
zに限らず、電気的絶縁性を有する材質ならば5ixN
a 、 A/20aでもよい。(14)はアルミ電極層
で、この電極層(14)についても特にアルミに限られ
る訳ではな(、Au、Ni、Ptなどの公知の電極材料
であってもよい。(15)はボンディングワイヤー、(
16)はボンディングボス)、(17)は例えばガラス
半田よシなる接着剤層で、この接着剤層(17)には比
較的低温で気密封着させるためシリコンと熱膨張係数の
近いZn 0−B2us−Vz05系のガラス半田を採
用しているが、この他Au−81などの合金やエポキシ
系、シリコン系等の合成樹脂を用いたものでもよい。(
18)は例えばほうけい酸ガラスよシなる支持台で、こ
の支持台(18)は受圧ダイヤフラム(11)と熱膨張
係数の近い材質が望ましく、また近いものならほうけい
酸ガラスに限られるものではなく、セラミック材でも゛
よい。このセラミック材としてはコーチイライト、ジル
コン。
(12) is a hollow part, and this hollow part (12) is sealed under a constant pressure such as a vacuum state, and deforms due to the total pressure that is the sum of static pressure and dynamic pressure of mineral spirits (6). is configured to do so. (13) is 5iOz p
This oxide film insulating layer (13) is particularly 8i0
Not limited to z, if the material has electrical insulation properties, 5ixN
a, A/20a may be used. (14) is an aluminum electrode layer, and this electrode layer (14) is not limited to aluminum either (it may be made of known electrode materials such as Au, Ni, or Pt. (15) is a bonding wire ,(
16) is a bonding boss), (17) is an adhesive layer such as glass solder, and this adhesive layer (17) is made of Zn 0-, which has a coefficient of thermal expansion close to that of silicon, in order to achieve airtight sealing at a relatively low temperature. B2us-Vz05 type glass solder is used, but alloys such as Au-81 and synthetic resins such as epoxy type and silicon type may also be used. (
18) is a support made of, for example, borosilicate glass, and this support (18) is preferably made of a material with a coefficient of thermal expansion close to that of the pressure receiving diaphragm (11), and if it is similar, it is not limited to borosilicate glass. Ceramic material may also be used. These ceramic materials include coachillite and zircon.

リチアなどの磁器が適当である。そして、この支持台(
18)は受圧ダイヤスラム(11)の周縁部分を支持し
熱白不良導体よシなる支持手段を構成している。
Porcelain such as Lithia is suitable. And this support stand (
Reference numeral 18) supports the peripheral portion of the pressure receiving diaphragm (11) and constitutes a supporting means made of a hot white defective conductor.

(19)ハコバールよりなるパッケージ、(20)ハセ
ラミックなどの電気的絶縁材よシなりボンディングボス
) (16)を絶縁支持する絶縁体、(21)はハウジ
ング、(22)はノズルで、このノズル(22)U流動
流体の流路の断面積を狭くして流速を増大させる絞シ機
構による流速増大手段を構成している。
(19) a package made of Hakovar, (20) a bonding boss made of electrically insulating material such as haceramic, an insulator that insulates and supports (16), (21) a housing, and (22) a nozzle. (22) U constitutes a flow velocity increasing means using a constriction mechanism that narrows the cross-sectional area of the flow path of the flowing fluid to increase the flow velocity.

そして、流動流体としてはミネラルスピリッツ(6)を
用いているが、本発明は特にこれに限定されるものでは
なく、燃料油をけじめ水、空気など殆んどの流体に適用
可能であり、特に絶縁性流体に向いている。また、非絶
縁性流体にもアルミ電極#(14)やボンディングワイ
ヤー(15)、ボンディングポスト(1G)に絶縁膜を
被覆処理することによって十分適用可能である。
Although mineral spirits (6) are used as the flowing fluid, the present invention is not limited to this, and can be applied to most fluids such as fuel oil, water, and air, and is particularly suitable for insulation. Suitable for sexual fluids. Furthermore, it is fully applicable to non-insulating fluids by coating the aluminum electrode # (14), bonding wire (15), and bonding post (1G) with an insulating film.

前述したところから明らかなように、受圧ダイヤフラム
(11)は半導電性材料によって構成され、−また、と
の受圧ダイヤフラム(11)はシリコン材にて構成され
、その受圧ダイヤスラム(11)は第2図に示すように
、その中央部分が周縁部分に比べ薄くなった構造である
。そして、発熱素子(9)はその受圧ダイヤフラム(1
1)の薄くなった部分に配され、この発熱素子(9)は
受圧ダイヤフラム(11)の中央部に配されておシ、ま
た、この発熱素子(9)を不純物拡散層とし、受圧ダイ
ヤフラム(11)中に埋設せる構造となっている。
As is clear from the foregoing, the pressure receiving diaphragm (11) is made of a semi-conductive material, and the pressure receiving diaphragm (11) is made of a silicone material. As shown in Figure 2, it has a structure in which the central portion is thinner than the peripheral portion. The heating element (9) is connected to the pressure receiving diaphragm (1).
This heating element (9) is placed in the center of the pressure receiving diaphragm (11), and this heating element (9) is used as an impurity diffusion layer to form the pressure receiving diaphragm (1). 11) It has a structure that can be buried inside.

そして、歪検出素子(10)を不純物拡散層とし、受圧
ダイヤプラム(11)中に埋設せる構造となっておシ、
この歪検出素子(10)は受圧ダイヤフラム(11)の
薄くなった部に配され、また、この歪検出素子(10)
は受圧ダイヤスラム(11)の薄くなった部分の周縁に
配されている。
The strain sensing element (10) is made into an impurity diffusion layer and is embedded in the pressure receiving diaphragm (11).
This strain detection element (10) is disposed on the thinned part of the pressure receiving diaphragm (11), and this strain detection element (10)
are arranged around the thinned portion of the pressure receiving diaphragm (11).

つぎにこの第2図に示す実施例の動作について説明する
。まず、ミネラル・スピリッツ(6)はノズル(22)
で増速され、噴流となって受圧ダイヤフラム(11)に
衝突する。そして、この噴流の一部あるいは全部が発熱
素子(9)に衝突し下記(1)式で表わされる冷却熱伝
達が行なわれる。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 2 will be explained. First, mineral spirits (6) are nozzles (22)
The speed of the jet is increased, and it becomes a jet and collides with the pressure receiving diaphragm (11). Then, part or all of this jet collides with the heating element (9), and cooling heat transfer is performed as expressed by the following equation (1).

0.4 0.5k Pin= Pout=0.94 Pr  ReD  石
・A11・ΔT −1llここで、Dはノズル径、Pr
はプラントル数、ReDはレイノルズ数、kは熱伝導率
である。なお、Pinはfj>電電力であF)、Pou
tは熱伝達量である。
0.4 0.5k Pin= Pout=0.94 Pr ReD Stone・A11・ΔT −1ll Here, D is the nozzle diameter, Pr
is the Prandtl number, ReD is the Reynolds number, and k is the thermal conductivity. In addition, Pin is fj>electric power (F), Pou
t is the amount of heat transfer.

これを変形すると、 6.4  pUj  O5 ” 0.94Pr  () ’  ・k−As−ΔT 
・+3)となる。ここで、Ujは噴出速度であシ、νは
動粘性係数、μは粘性係数である。
Transforming this, 6.4 pUj O5 '' 0.94Pr () ' ・k-As-ΔT
・+3). Here, Uj is the ejection speed, ν is the kinematic viscosity coefficient, and μ is the viscosity coefficient.

上記(2)式で流体の温度に依存するのは、プラントル
数Pr 、熱伝導率に、動粘性係数シ、流体と(9)へ
の投入電力(給電電力) Pinが噴出速度Uj′に比
例するという、非線形関係が成立することになる。
In equation (2) above, the factors that depend on the temperature of the fluid are the Prandtl number Pr, the thermal conductivity, the kinematic viscosity coefficient, and the power input to the fluid (9) (power supply) Pin, which is proportional to the ejection speed Uj'. Thus, a nonlinear relationship is established.

一般に、液体では流体の温度が高くなると、プラントル
数Prと動粘性係数νが低下し、熱伝導率にはあまシ変
わらない。また、気体では流体の温度が高くなると、動
粘性係数νと伝導率kが上昇し、プラントル数Prはあ
ま9変わらない。したがって、上記(2)式に準じて、
流体が液体の場合も気体の場合も一般には液体ではプラ
ントル数Prと動粘性係数νが気体では動粘性係数νと
熱伝導率kが投入電力(給電電力) Pinの温度依存
性を相殺する効果があシ・、狭い使用温度範囲において
は定温度差動作以外の、例えば温度検出素子を付加する
などの温度補償をする必要はない。
Generally, in a liquid, as the temperature of the fluid increases, the Prandtl number Pr and the kinematic viscosity coefficient ν decrease, but the thermal conductivity remains unchanged. Furthermore, in the case of a gas, as the temperature of the fluid increases, the kinematic viscosity coefficient ν and the conductivity k increase, and the Prandtl number Pr remains unchanged by about 9. Therefore, according to equation (2) above,
Whether the fluid is liquid or gas, in general, the Prandtl number Pr and kinematic viscosity coefficient ν are the Prandtl number Pr and kinematic viscosity coefficient ν for liquids, and the kinematic viscosity coefficient ν and thermal conductivity k are the effects of canceling the temperature dependence of input power (supplied power) Pin. However, in a narrow operating temperature range, there is no need to perform temperature compensation other than constant temperature difference operation, such as adding a temperature detection element.

しかしながら、上記相殺効果にも限りがあり、使用温度
範囲が広い場合には、別に温度検出素子を設け、流体の
温度に対して特性補償を施してやるのが望ましい。゛ そして、噴流の衝突は冷却熱伝達に加えて受圧ダイヤフ
ラム(11)に圧力を及はし、受圧ダイヤフラム(11
)を変形させる。この変形は前述の如く、流体の単位体
積当たシの運動エネルギーに相当する動圧と流体の単位
体積当たシの位置エネルギーに相当する静圧の和である
総圧に基づいている。
However, the above-mentioned offset effect is limited, and if the operating temperature range is wide, it is desirable to provide a separate temperature detection element and perform characteristic compensation for the temperature of the fluid.゛And, in addition to the cooling heat transfer, the collision of the jets exerts pressure on the pressure receiving diaphragm (11), and the pressure receiving diaphragm (11)
) to transform. As mentioned above, this deformation is based on the total pressure, which is the sum of the dynamic pressure, which corresponds to the kinetic energy of the fluid per unit volume, and the static pressure, which corresponds to the potential energy of the fluid per unit volume.

したがって、ピトー・ベチュリ管の組み合わせの原理と
同様に他のいずれの場所での流体の静圧値が既知であれ
ば、動圧%4pUjを求めることができる。
Therefore, similar to the principle of Pitot-Veturi tube combination, if the static pressure value of the fluid at any other location is known, the dynamic pressure %4pUj can be determined.

一方、歪検出素子(10)は公知の半導体拡散膨圧力検
出器に多く採用されている4個の素子でフルブリッジを
構成しておシ、線形な圧力変換特性を有している。した
がって、動圧腫pUj2の特性がそのまま差動増幅器な
どの検出回路の出力として計測される。
On the other hand, the strain detection element (10) constitutes a full bridge with four elements, which are often employed in known semiconductor diffusion expansion pressure detectors, and has linear pressure conversion characteristics. Therefore, the characteristics of the dynamic pressure tumor pUj2 are directly measured as the output of a detection circuit such as a differential amplifier.

以上のように1発熱素子(9)を用いた冷却熱伝達によ
シ密度補正された質量流mpUjが、歪検出素子(10
)ft用いた圧力変換によJ) pUj  が求壕るの
で、検出回路部分で適当な演算処理を施してやれば、更
に真の質量流量に近いものを計測することができる。そ
して、気泡の混入した液体流や液滴の混入した気体流の
ような2相流の場合にも流速を決定する関数関係が2通
シあるので、真の質量流量を計測することができる。
As described above, the density-corrected mass flow mpUj by cooling heat transfer using one heating element (9) is transmitted to the strain sensing element (10
J) pUj is determined by pressure conversion using )ft, so if appropriate arithmetic processing is performed in the detection circuit section, it is possible to measure something even closer to the true mass flow rate. Even in the case of a two-phase flow such as a liquid flow containing bubbles or a gas flow containing droplets, there are two functional relationships that determine the flow velocity, so the true mass flow rate can be measured.

第2図に示す実施例においては、流体の流れは受圧ダイ
ヤフラム(11)に衝突した後、90度曲げられて排出
されるように構成されている。したがって、発熱部での
熱容量は小さく、mmecオーダーの高速応答も可能で
ある。また、受圧ダイヤフラム(11)付近での流れは
ノズル(22)によってレイノルズ数3000以上の乱
流域にあり、測定流量範囲で常に乱流状態になるよう設
定されているので、安定した出力が得られるばか夛か、
従来のものに比してはるかに小形軽量という利点を有す
る。更に、噴流の衝突エネルギーや受圧ダイヤフラム(
11)近傍で発生する渦のため、覧ゴミlその他の付着
物がつき難く、特性に経時変化が少なく、耐久性に優れ
ている。また、第2図に示したように、この流量検出器
の取り付は交換は容易寿構造となっている。
In the embodiment shown in FIG. 2, the fluid flow is configured to be bent 90 degrees and discharged after impinging on the pressure receiving diaphragm (11). Therefore, the heat capacity of the heat generating portion is small, and high-speed response on the order of mmec is also possible. In addition, the flow near the pressure receiving diaphragm (11) is in a turbulent region with a Reynolds number of 3000 or more due to the nozzle (22), and is set to always be in a turbulent state within the measured flow rate range, so stable output can be obtained. Are you an idiot?
It has the advantage of being much smaller and lighter than conventional ones. Furthermore, the collision energy of the jet and the pressure receiving diaphragm (
11) Because of the vortices generated nearby, dust and other deposits are difficult to adhere to, the characteristics change little over time, and are excellent in durability. Furthermore, as shown in FIG. 2, this flow rate detector has a structure that allows easy installation and replacement.

さらに、また、半導体材料を応用しているので、量産性
に優れており、安価で高性能なものが実現できる。ここ
では、N形シリコン基板を例にとって説明したが、P形
についても全く同様なことが言える。
Furthermore, since semiconductor materials are applied, it is excellent in mass production and can be produced at low cost and with high performance. Although the explanation has been given here by taking an N-type silicon substrate as an example, the same can be said for a P-type silicon substrate as well.

第3図は本発明の他の実施例を示す構成図で、発熱素子
(9)と歪検出素子(10)と全受圧ダイヤフラム(1
1)上に積層、すなわち、接着せる構成とした場合の一
例を示すものである。
FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention, in which a heating element (9), a strain detecting element (10) and a total pressure receiving diaphragm (1
1) An example is shown in which the structure is laminated, that is, bonded.

この第3図において第2図と同一符号のものは相当部分
を示し、(23)は受圧ダイヤフラム(11)の全面あ
るいは一部を被覆し、電気的、熱的絶縁材料よプなる絶
縁膜である。この絶縁膜(23)の材質としては金属酸
化膜や耐熱性高分子膜あるいはS10.5t02 、M
fFx 、CaPz 、ZnS  などの蒸着薄膜など
である。
In Fig. 3, the same reference numerals as in Fig. 2 indicate corresponding parts, and (23) is an insulating film made of electrically and thermally insulating material that covers the whole or part of the pressure receiving diaphragm (11). be. The material of this insulating film (23) is a metal oxide film, a heat-resistant polymer film, S10.5t02, M
These include vapor-deposited thin films such as fFx, CaPz, and ZnS.

そして、発熱素子(9)は積層可能な感温抵抗材料であ
るサーミスタや炭素皮膜あるいはSnowやTiO2の
酸化物薄膜、あるいはPt、Au、Pdなどの貴金属薄
膜、あるいはTi 、Cr、Zr、Mo、Ta、Wのよ
うな金属薄膜、あるいはNL−Cr 、Au−Cr 、
Cr−Ti、マンガンなどの合金薄膜よシなる。また、
歪検出素子(10)としては公知の抵抗線歪ゲージ。
The heating element (9) is made of a thermistor, which is a temperature-sensitive resistance material that can be laminated, a carbon film, an oxide thin film of Snow or TiO2, a noble metal thin film such as Pt, Au, or Pd, or a thin film of a noble metal such as Ti, Cr, Zr, Mo, Metal thin films such as Ta and W, or NL-Cr, Au-Cr,
It is made of alloy thin films such as Cr-Ti and manganese. Also,
The strain detection element (10) is a known resistance wire strain gauge.

半導体歪ゲージが用いられる。また、これら発熱素子(
9)および歪検出素子(10)を積層する受圧ダイヤフ
ラム(11)は膜体を構成可能な磁性材料であるステン
レス・スチールなどの金属やシリコンなどの半導体よシ
構成されている。
A semiconductor strain gauge is used. In addition, these heating elements (
9) and the pressure receiving diaphragm (11) on which the strain sensing element (10) is laminated is made of a magnetic material such as metal such as stainless steel or a semiconductor such as silicon that can form a film body.

前述したところから明らかなように、受圧ダイヤフラム
(11)は金属材料によって構成され、この受圧ダイヤ
フラム(11)は第3図に示すように、その中央部分が
周縁部分に比べ薄くなった構造である。そして、発熱素
子(9)は受圧ダイヤスラム(11)の面上に接着せる
構造で、かつその受圧ダイヤフラム(11)の中央部分
に配されている。また、歪検出素子(10)も受圧ダイ
ヤフラム(11)の面上に接着せる構造である。
As is clear from the above, the pressure receiving diaphragm (11) is made of a metal material, and as shown in FIG. 3, the pressure receiving diaphragm (11) has a structure in which the center portion is thinner than the peripheral portion. . The heating element (9) has a structure that is adhered onto the surface of the pressure receiving diaphragm (11), and is arranged at the center of the pressure receiving diaphragm (11). Further, the strain detection element (10) is also bonded onto the surface of the pressure receiving diaphragm (11).

つぎにこの第3図に示す実施例の動作を説明する。この
第3図に示す実施例においては第2図とは素子の製法や
材質が異なっているが、基本的にはその動作は前述の第
2図に示す実施例と変わりなく、第2図に示す実施例と
殆んど同様な動作をする。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 3 will be explained. Although the manufacturing method and material of the element in the embodiment shown in FIG. 3 are different from those in FIG. 2, the operation is basically the same as the embodiment shown in FIG. It operates almost the same as the embodiment shown.

ここで、第2図と変わるのはこの第3図に示す実施例で
は第2図に示す実施例に比して冷却熱伝達の応答性が改
善されることである。
Here, the difference from FIG. 2 is that in the embodiment shown in FIG. 3, the responsiveness of cooling heat transfer is improved compared to the embodiment shown in FIG.

これは、絶縁膜(23)で受圧ダイヤフラム(11)と
発熱素子(9)とが熱的にも絶縁されるので、受圧ダイ
ヤプラム(11)への熱流のリークが押えられているた
めである。
This is because the pressure receiving diaphragm (11) and the heating element (9) are thermally insulated by the insulating film (23), so that leakage of heat flow to the pressure receiving diaphragm (11) is suppressed. .

また、発熱素子(9)にサーミスタなどの高い抵抗温度
係数の材料を用いることによシ、出力を増大させ、差動
増幅器などの外部検出回路に対する負担を軽減させるこ
とができる。
Furthermore, by using a material with a high resistance temperature coefficient such as a thermistor for the heating element (9), the output can be increased and the burden on external detection circuits such as a differential amplifier can be reduced.

第4図は本発明の更に他の実施例を示す構成図である。FIG. 4 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention.

この第4図において第2図と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。
In FIG. 4, parts that are the same as those in FIG. 2 are given the same reference numerals and explanations will be omitted.

第2図と異なる点は、流体の静圧を受圧ダイヤフラムこ
の第4図に示す実施例が第2図に示す実施例と異なる点
は、流体の静圧を受圧ダイヤフラム(11)の裏面へ導
入する導入口(24)を設けたことであり、この導入口
(24)は支持台(18)を介して流体が導入されるよ
うに構成されている。なお、その他の構成は第2図に示
す実施例と全く同様になっている。
The difference from FIG. 2 is that the static pressure of the fluid is introduced into the pressure receiving diaphragm (11).The difference between the embodiment shown in FIG. 4 and the embodiment shown in FIG. This is because an inlet (24) is provided, and this inlet (24) is configured so that fluid is introduced through the support (18). Note that the other configurations are completely the same as the embodiment shown in FIG.

このように構成された流量検出器において、まず、ミネ
ラル・スピリッツ(6)と衝突する受圧ダイヤプラム(
11)の表面には前述の如く流体の総圧が印加されるが
、受圧ダイヤフラム(11)の裏面には流体の静圧が印
加されるので、その受圧ダイヤフラム(11)の変形量
は流体の有する動圧’Ap Uj に依存することにな
る。
In the flow rate detector configured in this way, first, the pressure receiving diaphragm (6) collides with the mineral spirits (6).
As mentioned above, the total pressure of the fluid is applied to the surface of the pressure receiving diaphragm (11), but the static pressure of the fluid is applied to the back surface of the pressure receiving diaphragm (11), so the amount of deformation of the pressure receiving diaphragm (11) depends on the fluid It depends on the dynamic pressure 'Ap Uj.

したがって、第2図および第3図に示す実施例のように
、他の静圧計測手段によらず、直接動圧を計測すること
ができる。そして、この動作の基本原理はピトー静圧管
のそれに類するものであり、極めて狭い局所空間にて実
現することができることになる。このように、直接動圧
量を計測する点を除いてはその他動作は第2図に示す実
施例に準するので、ここでの説明を省略する。
Therefore, as in the embodiments shown in FIGS. 2 and 3, dynamic pressure can be directly measured without using other static pressure measuring means. The basic principle of this operation is similar to that of a pitot static pressure tube, and can be realized in an extremely narrow local space. In this way, except for directly measuring the amount of dynamic pressure, the other operations are similar to the embodiment shown in FIG. 2, so a description thereof will be omitted here.

以上のように、この第4図に示す実施例においては、狭
い空間を利用するだけで、2相流まで含めた質量計測が
可能となシ、小形・軽量・安価な検出器で高性能な流量
検出器を実現することができる。
As described above, in the embodiment shown in Fig. 4, mass measurement including up to two-phase flow is possible just by using a narrow space, and high performance is achieved using a small, lightweight, and inexpensive detector. A flow rate detector can be realized.

第5図は本発明の更Kまた他の実施例を示す構成図であ
る。この第5図において第2図と同一部分には同一符号
を付して説明を省略する。
FIG. 5 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the same parts as in FIG. 2 are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted.

この第5図に示す実施例が第2図に示す実施例と異なる
点は、受圧ダイヤフラム(11)の下方に導入口(24
)を設けたことであシ、この導入口(24)を介してミ
ネラル・スピリッツ(6)の静圧が受圧ダイヤフラム(
11)の裏面に掛かるように構成されている。そして、
このような導入口(24)の形成法は公知のエツチング
プロセスに基づいておシ、容易にム(11)に係る部分
のみ抽出して拡大した図を第6図に示す。この第6図は
受圧ダイヤスラム(11)を下方より直視した底面図で
、この図では4個の導入口(24)がエツチングによシ
穿孔されている。
The difference between the embodiment shown in FIG. 5 and the embodiment shown in FIG. 2 is that an inlet (24
), the static pressure of the mineral spirits (6) is transferred to the pressure receiving diaphragm (24) through this inlet (24).
11). and,
The method for forming such an inlet (24) is based on a known etching process, and FIG. 6 shows an enlarged view of only the portion relating to the hole (11). FIG. 6 is a bottom view of the pressure-receiving diaphragm (11) viewed directly from below, and in this figure, four inlets (24) are drilled by etching.

このように構成された流量検出器において、その基本的
な動作は第4図に示す実施例と同様であるが、導入口(
24)が受圧ダイヤフラム(11)の近傍にある分だけ
正味の動圧量を検出することができる。そして、導入口
(24)による不連続性の影響も応力が膜厚の2乗で利
くことと、導入口が極小である点に加えて、歪検出素子
(10)を導入口(24)から避けるように配すること
により殆んど無視することができる。
The basic operation of the flow rate detector configured in this way is the same as that of the embodiment shown in FIG.
24) is close to the pressure receiving diaphragm (11), the net amount of dynamic pressure can be detected. In addition to the effect of discontinuity caused by the introduction port (24), stress is proportional to the square of the film thickness, and the introduction port is extremely small. By arranging it in such a way as to avoid it, it can be almost ignored.

前述したところから明らかなように、第4図および第5
図に示す実施例においては、受圧ダイヤフラム(11)
の一方の面が流動流体の総圧を受けるように構成され、
他方の面が流動流体の静圧を受けるように構成されてお
り、その流動流体の動圧によって受圧ダイヤフラム(1
1)は受圧変形されるように構成されている。
As is clear from the above, Figures 4 and 5
In the embodiment shown in the figure, the pressure receiving diaphragm (11)
configured such that one side of the is subjected to the total pressure of the flowing fluid;
The other surface is configured to receive the static pressure of the flowing fluid, and the dynamic pressure of the flowing fluid causes the pressure receiving diaphragm (1
1) is configured to be deformed under pressure.

なお、この構成は第2図および第3図に示す実施例にお
いても導入口を設けることによシ適用することができる
Note that this configuration can also be applied to the embodiments shown in FIGS. 2 and 3 by providing an inlet.

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複雑
な手段を用いることなく発熱素子と歪検出素子な同一ダ
イヤフラム上に形成せしめるという簡単な構成によって
、真の質量計測が可能な小形でかつ軽量で品性能な流量
検出器を低価格にて実現できるので、実用上の効果は極
めて大である。
As is clear from the above description, according to the present invention, a compact structure capable of true mass measurement is achieved with a simple configuration in which a heating element and a strain sensing element are formed on the same diaphragm without using complicated means. Moreover, since a lightweight, high-quality flow rate detector can be realized at a low cost, the practical effect is extremely large.

また、噴流の衝突エネルギーや受圧ダイヤフラム近傍で
発生する渦のためごみ、その他の付着物がつき難く特性
に変化が少なく耐久性に優れていると共に、検出器の取
シ付け、交換が容易であるという利点を有し、かつ2相
流まで含めた質量流量計測が可能になるという点におい
て極めて有効である。
In addition, due to the collision energy of the jet and the vortices generated near the pressure receiving diaphragm, it is difficult for dust and other deposits to adhere to the sensor, resulting in less change in characteristics and excellent durability, as well as easy installation and replacement of the detector. It is extremely effective in that it has the following advantages and enables mass flow measurement including up to two-phase flow.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の感熱形流缶検出器の一例を示す構成図、
第2図は本発明による感熱形流量検出器の一実施例を示
す構成図、第3図は本発明の他の実施例を示す構成図、
第4および第5図は本発明の更に他の実施例を示す構成
図、第6図は第5図の実施例における受圧ダイヤフラム
に係る部分を拡大して示した説明図である。 (6)・・・・ミネラル・スピリッツ、(9)・・・・
発熱素子、(10)・・・・歪検出素子、(11)・・
・・受圧ダイヤフラム、(1B)・・・・支持台、(2
2)・・・・ノズル。 代理人 葛 野 信 − 手続補正書(自発) 1.事件の表示   特願昭57−148712号2、
発明の名称   感熱形波量検出器3、補正をする者 代表者片山仁へ部 (1)明細書の特許請求の範囲の欄 (2)明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 (11明細書の特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 (2)同書第8頁第9行の「熱白不良導体」を1熱的不
良溝体」と補正する。 (3)同書第10頁第13行の「熱白不良導体」を「熱
的不良導体」と補正する。 (4)  同書第14頁第14行の「ピトー・ペチュリ
管」を「ピトー・ベンチュリ管」と補正する。 以上 別         紙 [(1)発熱体と流動流体間の熱伝達量から流速乃至流
量の流動流体の流動量を検出する感熱形波量検出器にお
いて、前記流動流体の流路の断面積を狭くして流速を増
大させる絞り機構による流速増大手段と、この流速増大
手段の後方に置かれ前記流動流体の流速に応じて受圧変
形するダイヤフラムと、このダイヤフラムに埋設乃至は
接着せる発熱素子と、前記ダイヤフラムに埋設乃至は接
着せる歪検出素子と、前記ダイヤスラムの周縁部分を支
持しかつ熱的不良導体よりなる支持手段とを備えたこと
を特徴とする感熱形波量検出器。 (2)受圧変形するダイヤフラムを半導電性材料にした
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の感熱形波
量検出器。 (3)受圧変形するダイヤフラムをシリコン材にしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の感熱形波量
検出器。 (4)受圧変形するダイヤフラムを該ダイヤフラムの中
央部分が周縁部分に比べ薄くなった構造とすることを特
徴とする特許請求の範囲第2項または第3項記載の感熱
形波量検出器。 (5)発熱素子をダイヤフラムの薄くなった部分に配す
るようにしたことを特徴とする特許請求の(6)発熱素
子をダイヤフラムの中央部に配するようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第5項記載の感熱形波量検出器
。 (力 発熱素子を不純物拡散層としダイヤフラム中に埋
設せる構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第2
.3,4.5または第6項の何れかに記載の感熱形波量
検出器。 (8)歪検出素子を不純物拡散層としダイヤフラム中に
埋設せる構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第
2.3,4,5.6または第7項の何れかに記載の感熱
形波量検出器。 (9)歪検出素子をダイヤフラムの薄くなった部分に配
するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第2.
3,4.5,6.7または第8項の何れかに記載の感熱
形波量検出器。 al  歪検出素子をダイヤフラムの薄くなった部分の
周縁に配するようにしたことを特徴とする特許請求の範
囲第9項記載の感熱形波量検出器。 ttn  受圧変形するダイヤフラムを金属材料にて構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の感
熱形波量検出器。 O3受圧変形するダイヤフラムを該ダイヤフラムの中央
部分が周縁部分に比べ薄くなった構造とすることを特徴
とする特許請求の範囲第11項記載の感熱形波量検出器
。 O3発熱素子をダイヤフラム面上に接着せる構造となし
かつ該ダイヤスラムの中央部分に配する構造としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第11項または第12項記
載の感熱形波量検出器。 I 歪検出素子をダイヤフラム面上に接着せる構造とし
たことを特徴とする特許請求の範囲第11゜12または
第13項の何れかに記載の感熱形波量検出器。 (15)受圧変形するダイヤスラムの一方の面が流動流
体の総圧を受けるように構成され、他方の面が前記流動
流体の静圧を受けるように構成されており、該流動流体
の動圧によって受圧変形するよう構成されることを特徴
とする特許請求の範囲第1.2.3.4.5.6,7,
8.9゜10.11,12.13または第14項の何れ
かに記載の感熱形波量検出器。」 以上 115
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a conventional heat-sensitive flow can detector.
FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of a heat-sensitive flow rate detector according to the present invention, and FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
4 and 5 are configuration diagrams showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing an enlarged portion of the pressure receiving diaphragm in the embodiment of FIG. 5. (6)・・・Mineral spirits, (9)・・・
Heating element, (10)...Strain detection element, (11)...
...Pressure diaphragm, (1B) ...Support stand, (2
2)...Nozzle. Agent Makoto Kuzuno - Procedural amendment (voluntary) 1. Indication of the incident: Patent Application No. 57-148712 2,
Title of the invention Thermal wave quantity detector 3, To the representative Hitoshi Katayama of the person making the amendment (1) Claims column of the specification (2) Detailed description of the invention column 6 of the specification, Amendment Contents (The scope of claims in Specification 11 is amended as shown in the attached sheet. (2) "Hot white defective conductor" on page 8, line 9 of the same book is amended to read "1 thermally defective groove body". (3) Same book Correct “hot glow defective conductor” on page 10, line 13 to “thermal defective conductor”. (4) Correct “Pitot-Peturi tube” on page 14, line 14 of the same book to “Pitot-Venturi tube”. Attached sheet [(1) In a heat-sensitive wave quantity detector that detects the flow rate or flow rate of a flowing fluid from the amount of heat transfer between a heating element and a flowing fluid, the cross-sectional area of the flow path of the flowing fluid is A flow speed increasing means using a throttle mechanism that increases the flow speed by narrowing the flow speed, a diaphragm placed behind the flow speed increasing means and deforming under pressure according to the flow speed of the flowing fluid, and a heating element embedded or bonded to the diaphragm. A heat-sensitive wave quantity detector comprising: a strain detection element embedded in or bonded to the diaphragm; and supporting means that supports a peripheral portion of the diaphragm and is made of a thermally poor conductor. (2) A heat-sensitive wave quantity detector according to claim 1, characterized in that the diaphragm that deforms under pressure is made of a semiconductive material. (3) A patent characterized in that the diaphragm that deforms under pressure is made of a silicone material. A heat-sensitive wave quantity detector according to claim 2. (4) A diaphragm that deforms under pressure has a structure in which a central portion of the diaphragm is thinner than a peripheral portion. The heat-sensitive wave quantity detector according to claim 1 or 3.(5) The heating element is arranged in a thinned part of the diaphragm.(6) The heating element is arranged in the center of the diaphragm. A heat-sensitive wave quantity detector according to claim 5, characterized in that the heating element is embedded in a diaphragm as an impurity diffusion layer. Claim 2
.. 3, 4.5, or the heat-sensitive wave quantity detector according to any one of Item 6. (8) The heat-sensitive type according to any one of Claims 2.3, 4, 5.6, or 7, characterized in that the strain sensing element is an impurity diffusion layer and is embedded in the diaphragm. Wave quantity detector. (9) Claim 2, characterized in that the strain detection element is disposed in the thinned portion of the diaphragm.
3, 4.5, 6.7, or the heat-sensitive wave quantity detector according to any one of Item 8. The heat-sensitive type wave quantity detector according to claim 9, characterized in that the strain detection element is disposed around the periphery of the thinned portion of the diaphragm. ttn The heat-sensitive wave quantity detector according to claim 1, wherein the diaphragm that deforms under pressure is made of a metal material. 12. The heat-sensitive wave quantity detector according to claim 11, wherein the diaphragm that deforms in response to O3 pressure has a structure in which a central portion of the diaphragm is thinner than a peripheral portion. The heat-sensitive wave quantity detector according to claim 11 or 12, characterized in that the O3 heating element is attached to the diaphragm surface or not, and is arranged in the center of the diaphragm. . I. The heat-sensitive wave quantity detector according to claim 11, 12 or 13, characterized in that the strain detection element is bonded onto the diaphragm surface. (15) One surface of the pressure-deforming diaphragm is configured to receive the total pressure of the flowing fluid, the other surface is configured to receive the static pressure of the flowing fluid, and the dynamic pressure of the flowing fluid Claims 1.2.3.4.5.6, 7, and 1.2.3.4.5.6, 7.
8.9° 10.11, 12.13, or the heat-sensitive wave quantity detector according to any one of Item 14. ” Above 115

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)発熱体と流動流体間の熱伝達量から流速乃至流量
の流動流体の流動量を検出する感熱形流量検出器におい
て、前記流動流体の流路の断面積を狭くして流速を増大
させる絞り機構による流速増大手段と、この流速増大手
段の後方に置かれ前記流動流体の流速に応じて受圧変形
するダイヤスラムと、このダイヤフラムに埋設乃至は接
着せる発熱素子と、前記ダイヤフラムに埋設乃至は接着
せる歪検出素子と、前記ダイヤフラムの周縁部分を支持
しかつ熱白不良導体よりなる支持手段とを備えたことを
特徴とする感熱形流量検出器。 (2)受圧変形するダイヤフラムを半導電性材料にした
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の感熱形流
量検出器。 (3)受圧変形するダイヤスラムをシリコン材にしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の感熱形流量
検出器。 (4)受圧変形するダイヤフラムを該ダイヤフラムの中
央部分が周縁部分に比べ薄くなった構造とすることを特
徴とする特許請求の範囲第2項または第3項記載の感熱
形流量検出器。 (51発熱素子をダイヤフラムの薄くなった部分に配す
るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第2,3
または第4項の何れかに記載の感熱形流量検出器。 (6)発熱素子をダイヤフラムの中央部に配するよう処
したことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載の感熱
形流量検出器。 (7)発熱素子を不純物拡散層としダイヤフラム中に埋
設せる構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第2
.3,4.5または第6項の何れかに記載の感熱形流量
検出器。 (8)歪検出素子を不純物拡散層としダイヤフラム中に
埋設せる構造としたことを特徴とする特許請求の範囲第
2.3,4,5.6または第7項の何れかに記載の感熱
形流量検出器。 (9)歪検出素子をダイヤフラムの薄くなっり部分に配
するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第2.
3,4,5,6.7または第8項の何れかに記載の感熱
形流量検出器。 OI歪検出素子をダイヤフラムの薄くなった部分の周縁
に配するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
9項記載の感熱形流量検出器。 Oυ受圧変形するダイヤフラムを金属材料にて構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の感熱形流
量検出器。 +13受圧変形するダイヤフラムを該ダイヤフラムの中
央部分が周縁部分に比べ薄くなった構造とすることを特
徴とする特許請求の範囲第111項記載感熱形流量検出
器。 01発熱素子をダイヤフラム面上に接着せる構造となし
かつ該ダイヤプラムの中央部分に配する構造としたこと
を特徴とする特許請求の範囲第11項または第12項記
載の感熱形流量検出器。 (14)歪検出素子をダイヤスラム面上に接着せる構造
としたことを特徴とする特許請求の範囲第11゜12ま
たは第13項の何れかに記載の感熱形流量検出器。 αω受圧変形するダイヤフラムの一方の面が流動流体の
総圧を受けるように構成され、他方の面が前記流動流体
の静圧を受けるように構成されておシ、該流動流体の動
圧によって受圧変形するよう構成されることを特徴とす
る特許請求の範囲第1゜2.3,4,5,6,7,8,
9,10,11.12.13または第14項の何れかに
記載の感熱形流量検出器。
[Scope of Claims] (1) In a heat-sensitive flow rate detector that detects the flow velocity or flow rate of a flowing fluid from the amount of heat transfer between a heating element and a flowing fluid, the cross-sectional area of the flowing fluid passage is narrowed. a diaphragm that is placed behind the flow speed increase means and deforms under pressure according to the flow speed of the flowing fluid; and a heating element that is embedded in or bonded to the diaphragm; A heat-sensitive flow rate detector comprising: a strain detection element embedded in or bonded to the diaphragm; and supporting means that supports a peripheral portion of the diaphragm and is made of a hot-glow defective conductor. (2) The heat-sensitive flow rate detector according to claim 1, wherein the diaphragm that deforms under pressure is made of a semiconductive material. (3) The heat-sensitive flow rate detector according to claim 2, wherein the diaphragm that deforms under pressure is made of silicone material. (4) A heat-sensitive flow rate detector according to claim 2 or 3, characterized in that the diaphragm that deforms under pressure has a structure in which a central portion of the diaphragm is thinner than a peripheral portion. (Claims 2 and 3 characterized in that the 51 heating element is arranged in the thinned part of the diaphragm.
Alternatively, the heat-sensitive flow rate detector according to any one of Item 4. (6) A heat-sensitive flow rate detector according to claim 5, characterized in that the heating element is disposed in the center of the diaphragm. (7) Claim 2, characterized in that the heating element has a structure in which the heating element is embedded in the diaphragm as an impurity diffusion layer.
.. 3. The heat-sensitive flow rate detector according to any one of Item 3, 4.5, or 6. (8) The heat-sensitive type according to any one of Claims 2.3, 4, 5.6, or 7, characterized in that the strain sensing element is an impurity diffusion layer and is embedded in the diaphragm. Flow rate detector. (9) Claim 2, characterized in that the strain detection element is disposed in the thinned portion of the diaphragm.
3, 4, 5, 6.7 or the heat-sensitive flow rate detector according to any one of Item 8. 10. The heat-sensitive flow rate detector according to claim 9, wherein the OI strain detection element is disposed around the periphery of the thinned portion of the diaphragm. 2. The heat-sensitive flow rate detector according to claim 1, wherein the diaphragm that deforms under Oυ pressure is made of a metal material. 112. The heat-sensitive flow rate detector according to claim 111, wherein the diaphragm that deforms under +13 pressure has a structure in which a central portion of the diaphragm is thinner than a peripheral portion. 13. A heat-sensitive flow rate detector according to claim 11 or 12, characterized in that the heating element is bonded on the diaphragm surface or not, and is disposed in the center of the diaphragm. (14) A heat-sensitive flow rate detector according to any one of claims 11, 12 and 13, characterized in that the strain detection element is bonded onto the diaphragm surface. αω One surface of the diaphragm that deforms under pressure is configured to receive the total pressure of the flowing fluid, and the other surface is configured to receive the static pressure of the flowing fluid, and the pressure is received by the dynamic pressure of the flowing fluid. Claims 1゜2.3, 4, 5, 6, 7, 8, characterized in that they are configured to be deformed.
9, 10, 11.12.13, or the heat-sensitive flow rate detector according to any one of Item 14.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100437297B1 (en) * 1995-07-06 2004-08-18 로베르트 보쉬 게엠베하 Mass flowmeter
JP2006118927A (en) * 2004-10-20 2006-05-11 Yamatake Corp Flowmeter
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JP2020134450A (en) * 2019-02-25 2020-08-31 オムロン株式会社 Package-type flow sensor

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