KR101456469B1 - 미소 유량 센서 - Google Patents

Abstract

미소 유량 센서는, 측정 대상 유체가 흐르는 유로와, 상기 유로 내의 측정 대상 유체를 가열하는 히터 및 상기 유로 내의 측정 대상 유체의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖는 검출부와, 상기 온도 센서에 의해 측정된 상기 유체의 온도에 기초하여 상기 유로를 흐르는 측정 대상 유체의 유량을 측정하는 연산부와, 상기 유로의 상기 검출부보다 상류측에 형성되어, 상기 유로를 좁히는 조임부를 갖고 있다.

Description

미소 유량 센서 {MICRO FLOW SENSOR}

본 개시는, 미소 유량 센서에 관한 것이다.

미소 유량 센서는, 유체의 열의 이동을 검출함으로써, 유체의 유량을 측정한다. 종래, 유로와 검출부를 일체화한 각종 미소 유량 센서가 제안되어 있다. 이러한 미소 유량 센서는, 예를 들어, 하기 비특허문헌 1(타나카 요시아키 외 3인, "마이크로 리액터 시스템용 미소 유량 센서", 요코가와 기보, 요코가와 전기 주식회사, 2008년, Vol.52 No.4(2008) p.39-42) 및 하기 특허문헌 1(일본 공개특허공보 2010-230388호)에 개시되어 있다.

도 18A 및 도 18B는, 특허문헌 1(일본 공개특허공보 2010-230388호)에 종래예로서 기재되어 있는 플로우 센서(a)의 구성 설명도이다. 도 18A는 사시도이고, 도 18B는 도 18A의 B-B선 단면도이다.

플로우 센서(a)는, 플로우 센서 칩(2)과, 유로 형성 부재(3)를 구비한다. 유로 형성 부재(3)의 하면(3a)이 플로우 센서 칩(2)의 상면(2a)에 접합되어 있다. 유로 형성 부재(3)와 플로우 센서 칩(2) 사이에 미소한 유로(4)가 형성되어 있다. 유로(4)에는, 가스 등의 측정 대상 유체가 흐른다. 유로 형성 부재(3)는, 투명한 유리 칩으로 형성되어 있다. 유로(4)의 양단부에는, 유체 도입구(4a)와 유체 도출구(4b)가 형성되어 있다. 유체 도입구(4a)와 유체 도출구(4b)는, 유로 형성 부재(3)의 상면(3b)에 개구되어 있다. 측정 대상 유체인 가스는, 유체 도입구(4a)로부터 유로(4) 내로 도입되어, 유로(4) 내를 지나 유체 도출구(4b)로부터 도출된다.

플로우 센서 칩(2)은, 실리콘 기판(5)을 구비하고 있다. 도 18B에 나타내는 바와 같이, 실리콘 기판(5)의 상면에는, 질화실리콘 또는 이산화실리콘의 절연막(박막)(6)이 형성되어 있다. 절연막(6)의 상면에서의 유로(4)의 중앙 위치와 대응하는 위치에 유량 검출부(7)가 형성되어 있다. 유량 검출부(7)는, 질화실리콘 또는 이산화실리콘의 절연막(8)으로 피복되어 있다.

플로우 센서 칩(2)의 상면(2a)의 중앙 위치에는, 유량 검출부(7)의 하방 위치에 공동상의 오목부(2c)가 형성되어 있다. 이에 의해, 유량 검출부(7)가 형성되어 있는 절연막(6) 중, 오목부(2c)를 덮는 부위는, 다이어프램 형상으로 형성된다. 이에 의해, 유량 검출부(7)와 실리콘 기판(5)이 열적으로 차단된다.

유량 검출부(7)는, 절연막(6) 상에 배치된 히터와, 측온 소자를 포함한다. 측온 소자는, 히터의 상류측 및 하류측에 히터로부터 등거리에 배치되어 있다. 히터와 측온 소자는, 예를 들어 백금 박막으로 이루어진다. 유량 검출부(7)는, 열식(熱式) 검출부로서 구성되어 있다. 또한, 유량 검출부(7)는, 실리콘 기판(5) 상에 형성된 도시하지 않은 주위 온도 센서를 갖고 있어도 된다. 유량 검출부(7)의 히터에 통전되면, 히터는, 제어 회로에 의해, 주위 온도 센서로 측정된 가스의 온도보다 어느 일정 온도 높아지도록 가열된다. 이와 같이 하여, 히터는, 유로(4)를 흐르는 가스를 가열한다.

유로(4)에 가스가 흐르지 않을 때에는, 히터의 상류측 및 하류측에 균일한 온도 분포가 형성된다. 상류측의 측온 소자와 하류측의 측온 소자는, 거의 동일한 온도에 대응하는 저항값을 나타낸다. 한편, 유로(4)에 가스가 흐르고 있을 때에는, 히터의 상류측 및 하류측의 균일한 온도 분포가 무너진다. 예를 들어, 상류측의 온도가 낮아지고, 하류측의 온도가 높아진다. 그리고, 상류측의 측온 소자와 하류측의 측온 소자를 포함하는 휘트스톤 브리지 회로가, 측온 소자의 저항값차, 즉 온도차를 검출한다. 플로우 센서는, 이 온도차로부터, 유로(4) 내를 흐르는 가스의 유량을 측정한다.

이 유량 센서의 측정 원리는, 이른바 3선 열식이다. 3선 열식에서는, 히터에서의 가열에 의해 형성되는 온도 분포를, 히터의 상류측 및 하류측에서, 히터로부터 등거리의 위치에 배치된 2개의 온도 센서의 온도차에 기초하여 측정한다. 이 온도 분포는, 유량에 의존한다. 따라서, 이 온도 분포로부터 유량이 산출된다.

1. 일본 공개특허공보 2010-230388호

1. 타나카 요시아키 외 3인, "마이크로리액터 시스템용 미소 유량 센서", 요코가와 기보, 요코가와 전기 주식회사, 2008년, Vol.52 No.4(2008) p.39-42

본 개시에 있어서의 하나의 목적은, 유체의 열의 이동을 검출함으로써 유체의 유량을 측정하는 미소 유량 센서로서, 우수한 유속 분포 및 유량 측정값의 재현성을 갖는 소형의 미소 유량 센서를 실현하는 것에 있다.

또한, 본 개시에 있어서의 다른 목적은, 우수한 내부식성 및 내약품성, 높은 안정성, 작은 제로점 변동 및 넓은 측정 유량 범위를 갖는 미소 유량 센서를 실현하는 것에 있다.

미소 유량 센서는, 측정 대상 유체가 흐르는 유로와, 상기 유로 내의 측정 대상 유체를 가열하는 히터 및 상기 유로 내의 측정 대상 유체의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖는 검출부와, 상기 온도 센서에 의해 측정된 상기 유체의 온도에 기초하여 상기 유로를 흐르는 측정 대상 유체의 유량을 측정하는 제어부와, 상기 유로의 상기 검출부보다 상류측에 형성되어, 상기 유로를 좁히는 조임부를 갖고 있다.

이 미소 유량 센서는, 유로를 좁히는 조임부를 갖고 있다. 이에 의해, 조임부보다 하류에서, 유체의 유속 분포가 안정된다. 그 결과, 이 유량 센서는, 유속 분포 및 유량 측정값의 높은 재현성을 갖는다.

도 1A 내지 도 1C는, 본 개시의 일 실시 형태에 기초한 미소유량센서의 일 구성예를 나타내는 구성 설명도이다.
도 2A 내지 도 2C는, 도 1B에 나타낸 미소유량센서의 의 구멍의 내벽 부분의 다른 예의 확대도이다.
도 3A 및 도 3B는, 도 2A 내지 도 2C에 나타낸 단차부(조임부)의 유무에 따른 유량 측정값의 재현성의 평가 특성의 예를 나타내는 도면이다.
도 4A 및 도 4B는, 미소유량센서의 기판 간의 접합면에서의 유로벽 홈폭차의 설명도이다.
도 5는, 도 4A 및 도 4B에 나타낸 홈폭차와 유량 측정값의 재현성의 관계를 나타내는 평가 특성의 예를 나타내는 도면이다.
도 6은, 3선 열식으로 유량 측정을 행하는 미소 유량 센서의 개략 구성도이다.
도 7은, 도 6에 나타낸 미소 유량 센서에 의해 얻어지는 온도 분포 특성의 예를 나타내는 도면이다.
도 8A 및 도 8B는, 3선 열식의 유량 측정의 원리를 나타내는 도면이다.
도 9는, TOF식으로 유량 측정을 행하는 미소 유량 센서의 개략 구성도이다.
도 10A 및 도 10B는, TOF식의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은, 유량에 따라 3선 열식(차/합식)과 TOF식을 구별하여 사용한 경우의 측정 결과 특성의 예를 나타내는 도면이다.
도 12A 및 도 12B는, 도 1B에 나타낸 미소유량센서 및 그 일부를 간략화한 확대 단면도이다.
도 13은, 온도 센서의 온도 신호 특성의 예를 나타내는 도면이다.
도 14는, 측정 대상 유체를 경유하여 전도되는 열에 기초하는 온도 신호 특성의 예를 나타내는 도면이다.
도 15A 내지 도 15C는, 본 개시의 다른 실시예를 나타내는 구성 설명도이다.
도 16A 및 도 16B는, 본 개시의 다른 실시예를 나타내는 구성 설명도이다.
도 17은, 본 개시의 다른 실시예를 나타내는 구성 설명도이다.
도 18A 및 도 18B는, 종래의 미소 유량 센서의 일례를 나타내는 구성 설명도이다.

하기의 상세 설명에서는, 설명을 목적으로, 개시된 실시형태에 대한 완벽한 이해를 위해 다양하고 자세한 내용이 명기되어 있다. 그러나 하나 혹은 그 이상의 실시형태가 이와 같은 구체적인 설명 없이 실시될 수 있다. 다른 예에서는 주지의 구조와 장치들을 도면의 간략화를 위해 개략적으로 제시한다.

그런데, 도 18에 나타낸 유량 센서의 유로(4)의 형상은 직선상이다. 이 때문에, 예를 들어 유량 센서의 상류측에서 배관의 영향에 의한 유속 분포의 흐트러짐 등이 발생하면, 그 영향이 그대로 유량 센서의 검출부에 도달한다. 그 결과, 유속 분포 및 유량 측정값의 재현성이 대폭 악화될 가능성이 있다.

일반적으로, 유로를 흐르는 유체는, 유로의 상태 및 유량 등에 의존하는 유속 분포를 갖는다. 어느 위치에서의 유속 분포는, 주로 그 위치보다 상류의 유로 상태에 의존한다. 유체가 유로 안을 흐름에 따라, 유속 분포는 변화한다. 알려져 있는 바와 같이, 유속 분포의 변화 정도는, 하류로 감에 따라 서서히 작아진다. 그리고, 어느 정도에서 변화가 멈추고, 그것보다 하류의 유속 분포가 확정된다. 유속 분포가 변화하고 있는 구간은, "조주(助走) 구간"이라 불린다. 변화가 멈추고 유속 분포가 확정될 때까지의 거리는, "조주 거리"라 불린다.

유량 센서의 측정값은, 원리적으로도 실용적으로도 유속 분포에 의존한다. 특히, 특허문헌 1(일본 공개특허공보 2010-230388호)에 나타내고 있는 형태의 유량 센서에서는, 검출부는, 유로벽의 일부에 형성되어 있다. 이 때문에, 이 유량 센서의 측정값은, 유속 분포에 강하게 의존한다. 예를 들어, 유량 센서의 바로 상류의 배관 배치가, 검출부에 있어서의 유속 분포에 영향을 미친다. 결과적으로, 유량 측정값의 재현성이 악화된다.

따라서, 측정의 정밀도 혹은 재현성을 향상시키기 위해서는, 검출부에서의 유속 분포를 확정시키는 것이 중요하다. 유속 분포를 확정시키기 위해서는, 유량 센서의 상류측에 일정한 길이(예를 들어 관 직경의 70배 정도)를 갖는 조주 거리(직관 길이)를 갖는 조주 구간이 형성된다. 이 조주 구간 도중에 벤딩관, 밸브 혹은 그 밖의 유체 기기가 접속되면, 그것들에 의해 유량의 측정값이 변화될 가능성이 있다. 조주 구간이 긴 경우, 유량 센서가 내장된 장치 전체의 소형화가 곤란해진다.

본 개시에 있어서의 하나의 목적은, 유체의 열의 이동을 검출함으로써 유체의 유량을 측정하는 미소 유량 센서로서, 우수한 유속 분포 및 유량 측정값의 재현성을 갖는 소형의 미소 유량 센서를 실현하는 것에 있다.

또한, 본 개시에 있어서의 다른 목적은, 우수한 내부식성 및 내약품성, 높은 안정성, 작은 제로점 변동 및 넓은 측정 유량 범위를 갖는 미소 유량 센서를 실현하는 것에 있다.

본 개시에 따른 미소 유량 센서(본 유량 센서)는, 측정 대상 유체가 흐르는 유로와, 상기 유로 내의 측정 대상 유체를 가열하는 히터 및 상기 유로 내의 측정 대상 유체의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖는 검출부와, 상기 온도 센서에 의해 측정된 상기 유체의 온도에 기초하여 상기 유로를 흐르는 측정 대상 유체의 유량을 측정하는 연산부와, 상기 유로의 상기 검출부보다 상류측에 형성되어, 상기 유로를 좁히는 조임부를 갖고 있다.

온도 센서는 상기 히터의 상류측에 형성된 상류측 센서와, 히터의 하류측에 형성된 하류측 센서를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 상류측 센서와 히터의 간격이, 하류측 센서와 히터의 간격과 동일해도 된다. 또한, 상류측 센서가 제1 상류측 센서 및 제2 상류측 센서를 포함하고 있고, 하류측 센서가 제1 하류측 센서 및 제2 하류측 센서를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 제1 상류측 센서와 히터의 간격이 제1 하류측 센서와 히터의 간격과 동일하고, 제2 상류측 센서와 히터의 간격이 제2 하류측 센서와 히터의 간격과 동일해도 된다.

본 유량 센서는, 서로 접합된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고, 적어도 일방의 기판이 상기 유로를 획정하는 홈을 갖고 있고, 제1 기판이 상기 유로에 연통하는 2개의 구멍을 갖고 있고, 제2 기판의 외측에 상기 유로와 겹치도록 검출부가 형성되어 있어도 된다. 또한, 검출부는, 등간격으로 배치된 히터 및 복수의 온도 센서를 포함하고 있어도 된다.

또한, 이 구성에서는, 상기 구멍의 일방은, 상기 유로에 유체를 도입하기 위한 유입구여도 된다. 또한, 상기 조임부가, 상기 홈과 상기 유입구의 경계에 형성된 단차부를 포함하고 있어도 된다.

또한, 이 구성에서는, 제1 및 제2 기판이 각각 상기 유로를 획정하기 위한 홈을 갖고 있어도 된다. 또한, 제2 기판에 있어서의 홈의 폭 Du와, 제1 기판의 홈의 폭 Dd가 Du≤Dd의 관계를 만족시키고 있어도 된다.

또한, 본 유량 센서에서는, 상기 유로가 관상체를 포함하고 있어도 된다.

또한, 본 유량 센서에서는, 상기 연산부는 상기 하류측 센서의 검출 결과에 기초하여 유량을 검출한 후, 이 유량을 상기 상류측 센서의 검출 결과에 따라 보정해도 된다.

본 유량 센서는, 유로를 좁히는 조임부를 갖고 있다. 이에 의해, 조임부보다 하류에서 유체의 유속 분포가 안정된다. 그 결과, 본 유량 센서는, 유속 분포 및 유량 측정값의 높은 재현성을 갖는다.

본 유량 센서에서는, 조임부로부터 상류에서의 유체의 유속 분포는, 그 조임부에 의해 한 번 해소된다. 조임부의 바로 아래에서의 유속 분포는, 조임부의 형상에 의존한다. 그리고, 조임부보다 하류에서는, 조임부로부터 다시 조주 구간이 시작되게 된다. 본 유량 센서는, 이러한 유체의 성질을 이용하고 있다.

이와 같이, 본 유량 센서에서는, 유체의 유속 분포가 조임부의 형상에 따른 것이 된다. 이에 의해, 조임부보다 상류에서의 유속 분포의 영향이 경감된다. 또한, 본 유량 센서에서는, 조임부가 정류기와 같이 작용한다. 즉, 조임부가, 그 바로 아래에서의 유속 분포를 그 조임부의 형상에 따른 분포로 한다.

본 유량 센서에서는, 검출부는, 조주 구간에 따른 위치에 배치되어 있어도 된다. 이 조주 구간은, 유로에서의 유속 분포가 변화하고 있는 구간이다. 검출부에 의해 검출되는 유속 분포는, 조임부의 형상과 조임부로부터의 거리에 따라, 대략 한 가지로 결정된다. 이 때문에, 본 유량 센서의 상류측에서의 배관의 영향을 배제할 수 있다. 이 때문에, 유량 측정값의 재현성을 높일 수 있다.

도 1A 내지 도 1C는, 본 실시형태의 미소 유량 센서(본 유량 센서)의 일 실시예를 나타내는 구성 설명도이다. 도 1A는 평면도이고, 도 1B는 도 1A의 A-A'선 단면도이다. 도 1C는 도 1A의 B-B'선 단면도이다.

도 1A 내지 도 1C에 나타내는 바와 같이, 본 유량 센서에서는, 기판(제1 기판)(10)과 기판(제2 기판)(20)이 맞붙어 접합되어 있다.

이들 2매의 기판(10) 및 기판(20)은, 예를 들어 파이렉스(등록상표)와 같은 유리로 이루어진다. 2매의 기판(10) 및 기판(20)은, 반도체 프로세스에 의해 각각 소정의 형상으로 가공되어 있다. 이 본 유량 센서에서는, 가스 혹은 액체와 같은 측정 대상 유체가, 유로(FP)의 일단의 유입구(IN)로부터 유입되고, 유로(FP) 내를 화살표(FLW)로 나타내는 방향으로 흘러, 타단의 유출구(OUT)로부터 유출된다.

일방의 기판(10)에는, 구멍(11) 및 구멍(12)이 소정의 간격을 유지하여 형성되어 있다. 이들 2개의 구멍(11) 및 구멍(12)은, 타방의 기판(20)과의 접합면에서의 개구 직경이 타방의 면에서의 개구 직경보다 작게 형성되어 있다. 그리고, 이들 2개의 구멍(11) 및 구멍(12)의 기판(20)과의 접합면에는, 홈(13)이 형성되어 있다. 홈(13)은, 구멍(11) 및 구멍(12)의 개구 직경과 거의 동일한 폭을 갖는다. 이 홈(13)이, 유로(FP)를 획정한다. 또한, 구멍(11)이 유로(FP)의 유입구(IN)를 획정하고, 구멍(12)이 유로(FP)의 유출구(OUT)를 획정한다. 이들 구멍(11), 구멍(12) 및 홈(13)의 가공은, 예를 들어 샌드 블라스트에 의해 행해진다.

타방의 기판(20)의 기판(10)과의 접합면에는, 홈(21)이 형성되어 있다. 홈(21)은, 홈(13)과 중첩됨으로써, 유로(FP)로서 홈(13)과 일체화되어 있다.

기판(20)의 타방의 면에 있어서의 홈(21)(유로(FP))의 중앙 부근에는 검출부(30)가 형성되어 있다. 검출부(30)는, 히터(31) 및 복수의 온도 센서(32~35)를 포함하고 있다.

히터(31) 및 복수의 온도 센서(32~35)는, 히터(31)를 중심으로 하여 서로 대략 등간격으로, 또한, 홈(21)과 대략 직교하도록 형성되어 있다. 히터(31) 및 복수의 온도 센서(32~35)는, 예를 들어 백금 박막으로 이루어진다. 한편, 이들 히터(31) 및 온도 센서(32~35)의 양단에는, 외부와 접속하기 위한 랜드 패턴이 형성되어 있다.

도 2A 내지 도 2C는, 구멍(11)의 내벽 부분의 다른 예의 확대도이다. 구멍(11)은, 유로(FP)의 유입구를 구성한다. 도 2A 및 도 2B는, 기판(10)과 기판(20) 사이에 단차부가 형성되어 있는 경우를 나타내고 있다. 도 2C는, 기판(10)과 기판(20) 사이에 단차부가 형성되어 있지 않은 경우를 나타내고 있다. 도 2A 및 도 2B에 나타내는 단차부는, 조임부로서 기능한다. 즉, 이 단차부(조임부)는, 유로(FP)를 좁히도록(유로(FP)의 단면적(직경)을 작게 하도록) 기능한다.

도 2A 및 도 2B에 나타내는 예에서는, 기판(10)에 형성된 구멍(11)과, 기판(20)에 형성된 홈(21)(도 1B 참조)의 경계(혹은, 구멍(11)의 내벽)에 단차부가 형성되어 있다. 이들 단차부는, 홈(21) 혹은 구멍(11)의 치수를 조정함으로써, 원하는 효과가 얻어지는 조임부로 만들 수 있다. 조임부를 만들기 위한 특별한 설계 혹은 가공은 불필요하다.

도 3A 및 도 3B는, 도 2A 내지 도 2C에 나타낸 단차부(조임부)의 유무에 따른 유량 측정값의 재현성의 평가 특성의 예를 나타내는 도면이다. 도 3A는, 단차부(조임부)가 있는 경우의 평가 특성을 나타내고 있다. 도 3B는, 단차부(조임부)가 없는 경우의 평가 특성을 나타내고 있다. 도 3B에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 0.25mL/min의 고유량역에 있어서, 단차부(조임부)가 없는 경우, 측정값의 최대 변화량이 40% 근처가 된다. 이에 대하여, 도 3A에 나타내는 바와 같이, 단차부(조임부)가 형성되어 있는 경우, 측정값의 최대 변화량은 2% 근처에 들어가 있다. 따라서, 단차부(조임부)를 형성함으로써, 재현성이 향상되는 것은 분명하다.

이에 의해, 검출부(30)에 의해 검출되는 유속 분포는, 단차부의 형상 및 단차부로부터의 거리에 따라, 대략 한 가지로 결정된다. 이에 의해, 본 유량 센서의 상류측에서의 배관의 영향을 배제할 수 있다. 이 때문에, 유량 측정값의 재현성을 높일 수 있다.

한편, 도 1C에 나타내는 바와 같이, 홈(13)을 갖는 기판(10)과 홈(21)을 갖는 기판(20)은, 서로 접합되어 있다. 이에 의해, 유로(FP)가 획정되어 있다. 홈(13) 및 홈(21)의 단면은, 대략 반원형을 갖는다. 여기서, 홈(13) 및 홈(21) 치수에는, 가공 상의 치수 공차가 있다. 이 때문에, 도 4A 및 도 4B에 나타내는 바와 같이, 기판(10)과 기판(20)의 접합면에서 유로벽에 단차가 생긴다.

이 유로벽의 단차의 형성 위치 및 기능은, 도 1B, 도 2A 및 도 2B에 나타내는 단차부와는 다르다. 도 4A에 나타내는 예에서는, 검출부(30)가 형성되어 있는 기판(20)의 홈(21)의 폭(Du)이, 검출부(30)가 형성되어 있지 않은 기판(10)의 홈(13)의 폭(Dd)보다 넓다(Du>Dd). 도 4B에 나타내는 예에서는, 기판(20)의 홈(21)의 폭(Du)이 기판(10)의 홈(13)의 폭(Dd)보다 좁다(Du<Dd).

이들 유로벽의 단차는, 홈(21) 또는 홈(13) 중 보다 넓은 폭을 갖는 홈에, 도 4A 또는 도 4B에 나타내는 바와 같이, 소용돌이를 발생시킨다. 도 4A에 나타내는 예에서는, 이 소용돌이가, 검출부(30)가 형성되어 있는 기판(20)의 홈(21)에서 발생한다. 이 경우, 유량 측정값의 편차가 커진다.

이에, 도 4B에 나타내는 바와 같이, 기판(20)의 홈(21)의 폭(Du)이, 기판(10)의 홈(13)의 폭(Dd)보다 좁아진다(Du<Dd). 이에 의해, 소용돌이가, 검출부(30)가 형성되어 있지 않은 기판(10)의 홈(13)에 발생한다. 이에 의해, 소용돌이의 발생에서 기인하는 유량 측정값의 편차가 작게 억제된다.

도 5는, 도 4A 및 도 4B에 나타내는 홈폭의 차(Du-Dd)와 유량 측정값의 재현성의 관계를 나타내는 평가 특성의 예를 나타내는 도면이다. 이 도 5에 나타내는 결과에 의하면, 검출부(30)가 형성되어 있는 기판(20)의 홈(21)의 폭 Du와 기판(10)의 홈(13)의 폭 Dd가, Du≤Dd의 관계를 만족시키도록 홈을 형성하는 것, 및 Du와 Dd의 차(Dd-Du)를 10㎛ 이하로 하는 것에 의해, 분명하게 유량 측정값의 재현성이 향상된다.

2매의 기판(10) 및 기판(20)을 접합할 때에는, 접착제는 사용되지 않는다. 예를 들어 저융점 유리에 의해 접합하는 경우보다 고온에서의 열융착 공정에 의해 접합을 실시한다. 이에 의해, 접착제가 측정 대상 유체로 용출되는 것이 억제된다. 그 결과, 높은 내약품성 및 내압성이 얻어진다.

2매의 기판(10) 및 기판(20)을 열융착에 의해 접합함으로써, 유로(FP)가 획정된다. 그 후, 예를 들어 스퍼터링 혹은 증착과 같은 반도체 프로세스를 이용하여, 기판(20)측에 예를 들어 백금 박막을 소정 형상으로 피착시킨다. 이에 의해, 검출부(30)가 형성된다. 검출부(30)는, 히터(31)와 온도 센서(32~35)를 포함한다. 즉, 박막 저항체(검출부(30))의 성막 전에 기판의 접합이 행해진다. 이 때문에, 접합 방법으로서, 높은 내부식성 및 내압성을 실현하는 열융착을 선택할 수 있다.

열융착에 의해 접합된 2매의 기판(10) 및 기판(20)의, 기판(20)의 외측의 면에 스퍼터링 혹은 증착에 의해 검출부(30)를 형성한다. 이에 의해, 기판(20)에 대한 검출부(30)의 높은 밀착성에 기초하는 높은 안정성이 얻어진다. 또한, 히터(31) 및 온도 센서(32~35)가 측정 대상 유체에 직접적으로 노출되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 검출부(30)의 내부식성이 향상된다.

이들 검출부(30)는, 본 유량 센서의 중앙부에 형성되는 것이 바람직하다. 이 구성에서는, 유량이 제로일 때에, 히터에서 형성되는 온도 분포가 상하류 대칭이 된다. 이에 의해, 제로점 변동의 발생을 억제할 수 있다.

검출부(30)가 중앙부로부터 어긋나 있으면, 유량 제로시의 온도 분포가 상하류 대칭이 되지 않는 경우가 있다. 이 경우, 주위 온도 변화와 같은 환경 변화에 의해, 비대칭의 정도가 변화한다. 그 결과, 유량 측정값의 제로점이 시프트된다. 이에 대하여, 검출부(30)를 중앙부에 형성하여, 온도 분포를 대칭으로 해 둠으로써, 환경 변화가 있어도 온도 분포의 대칭성이 유지된다. 즉, 제로점 변동의 발생이 억제된다.

본 유량 센서에서는, 유량이 미소하다. 이 때문에, 본 유량 센서의 사이즈는 작다. 이로부터, 본 유량 센서를 사용한 유량의 측정 방법으로는, 예를 들어, 이하에 나타내는 3개의 유량 측정 방식과 같은, 열을 이용하는 방식을 들 수 있다.

이들 방식에서는, 유로벽의 일부에 형성된 검출기에서의 측정이 가능하다. 그 때문에, 이들 방식을 유입구에 조임부를 갖는 본 유량 센서에 적용함으로써, 본 유량 센서의 측정 효과를 충분히 발휘시킬 수 있다.

즉, 유량의 측정 방법으로는, 예를 들어, (1)3선 열식(차동식), (2)3선 열식(차/합식) 및 (3)열식(TOF식)을 들 수 있다.

도 6은 (1) 및 (2)의 3선 열식으로 유량 측정을 행하는 본 유량 센서의 개략 구성도이다. 도 6에서는, 도 1A와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 히터(31), 온도 센서(하류측 센서)(33) 및 온도 센서(상류측 센서)(34)는, 연산 제어부(연산부)(40)에 접속되어 있다.

히터(31)는, 연산 제어부(40)에 의해 제어된다. 즉, 연산 제어부(40)는, 유로(FP)를 획정하는 홈(21)의 온도를, 유로(FP)를 흐르는 측정 대상 유체의 온도보다 몇 도 높은 일정한 온도로 하도록 히터(31)를 제어한다. 또한, 연산 제어부(40)는, 온도 센서(33) 및 온도 센서(34)의 측정 온도에 기초하여, 이하에 설명하는 소정의 연산 처리를 행한다.

도 7은, 도 6에 나타낸 본 유량 센서에 의해 얻어지는 온도 분포 특성의 예를 나타내는 도면이다. 도 7에 있어서, 실선으로 나타내는 특성(CH1)은, 유로(FP)를 흐르는 측정 대상 유체의 유량이 제로일 때의 온도 분포이다. 이 온도 분포는, 히터(31)를 중심으로 하는 상하류 대칭의 형상을 갖는다. 즉, 온도 센서(33)의 측정 온도와 온도 센서(34)의 측정 온도는, 거의 동일한 값이 된다.

유로(FP)에 측정 대상 유체가 흐르면, 측정 대상 유체가 흐르는 방향을 따라, 특성(CH1)의 온도 분포의 대칭성이 무너진다. 이 온도 분포는, 파선으로 나타내는 특성(CH2)과 같이, 변형을 갖는다. 이 온도 분포의 변형량은, 유로(FP)를 흐르는 측정 대상 유체의 유량에 의존한다. 즉, 하류측의 온도 센서(33)와 상류측의 온도 센서(34)의 측정 온도의 차(온도차)(TD)는, 측정 대상 유체의 유량에 의존한다.

도 8A 및 도 8B는, 유량 측정의 원리를 나타내는 도면이다. 도 8A는, 차동식을 나타내고 있다. 도 8B는, 차/합식을 나타내고 있다. 도 8A에서는, 가로축에 유량을 취하고, 세로축에는 도 7의 온도차(TD)를 취하고 있다. 측정 대상 유체의 측정 유량이 AR의 범위에 들어가 있는 상태에서는, 연산 제어부(40)는, 차동 연산에 의해 측정 대상 유체의 유량을 산출한다.

그런데, AR의 범위는 비교적 좁기 때문에, 원하는 유량의 측정이 곤란한 경우가 있다. 그 경우에는, 연산 제어부(40)는, 도 8B에 나타내는 바와 같이, 온도 센서(33)와 온도 센서(34)의 측정 온도의 합(온도합)(TA)을 구한다. 그리고, 연산 제어부(40)는, 도 7의 온도차(TD)를, 이 온도합(TA)으로 나눔으로써 규격화 온도차 신호(NT)를 산출한다.

이에 의해, 측정 유량 범위에 착안하면, 측정 유량 범위는, 온도차 신호로서 온도차(TD)만을 이용한 경우보다 넓어져 있는 것을 알 수 있다.

또한, 이와 같이 온도차 신호를 규격화함으로써, 주위 온도의 영향도 제거할 수 있다.

도 9는, (3)의 열식(TOF(Time of Flight)식)으로 유량 측정을 행하는 본 유량 센서의 개략 구성도이다. 도 9에서는, 도 1A와 공통되는 부분에는 동일한 부호를 붙이고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 히터(31) 및 온도 센서(32~35)는, 연산 제어부(40)에 접속되어 있다. 온도 센서(32)는, 하류측 센서 및/또는 제2 하류측 센서로서 기능한다. 온도 센서(33)는, 하류측 센서 및/또는 제1 하류측 센서로서 기능한다. 온도 센서(34)는, 상류측 센서 및/또는 제1 상류측 센서로서 기능한다. 온도 센서(35)는, 상류측 센서 및/또는 제2 상류측 센서로서 기능한다.

도 10A 및 도 10B는, TOF식의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 10A는, 히터(31)의 구동 파형을 나타내고 있다. 도 10B는, 온도 센서(32) 및 온도 센서(33)의 출력 신호 파형을 나타내고 있다.

도 9의 히터(31)는, 연산 제어부(40)에 의해, 도 10A에 나타내는 바와 같은 직사각형상의 구동 파형으로 구동된다. 히터(31)는, 유로(FP)를 흐르는 측정 대상 유체를 국소적으로 가열한다.

도 10B에 나타내는 바와 같이, 하류측 2개의 온도 센서(32) 및 온도 센서(33)는, 히터(31)에 의해 국소적으로 가열된 측정 대상 유체의 온도 상승분을 검출한다. 온도 센서(32)가 온도 상승분을 검출한 시간과, 온도 센서(33)가 온도 상승분을 검출한 시간의 차가, 측정 대상 유체의 유량에 의존한다. 한편, 이 시간차의 측정 방법으로는, 예를 들어, (a)상호 상관법 및 (b)스레숄드법을 들 수 있다.

연산 제어부(40)는, 하류측에 있는 2개의 온도 센서(32 및 33)의 측정 온도에 기초하여, 전술한 바와 같은 소정의 연산 처리를 행한다. 이에 의해, 연산 제어부(40)는, 측정 대상 유체의 유량을 산출한다.

상기 세 가지 방식 중에서는, (1)의 3선 열식(차동식)이 저유량역의 측정에 가장 적합하다. (2)의 3선 열식(차/합식)이, 그것보다 높은 유량 범위에서의 측정에 적합하다. (3)의 TOF식에서는, 저유량역에 있어서의 측정 대상 유체에 의해 운반되는 열의 도달이 늦어진다. 이 때문에, TOF식은, 저유량역의 유량 측정을 그다지 잘하지 못한다. TOF식은, 3선 열식(차/합식)에서의 측정에 적합한 유량역보다 높은 유량역에서의 측정에 적합하다. 따라서, 이들 세 가지 방식을 유량 범위에 따라 구별하여 사용하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 본 유량 센서를 보다 넓은 유량 범위에 적용할 수 있다.

도 11은, 유량에 따라 (2)의 3선 열식(차/합식)과 (3)의 TOF식을 구별하여 사용한 경우의 측정 결과 특성의 예를 나타내는 도면이다. 도 11은, 양대수 그래프로, 가로축에 설정 유량을 취하고, 세로축에는 측정 유량을 취하고 있다. "○"로 나타내는 바와 같이, 설정 유량이 0.01mL/min~0.3mL/min의 범위에서는, 유량은, (2)의 3선 열식(차/합식)으로 측정되어 있다. “▲”로 나타내는 바와 같이, 설정 유량이 0.3mL/min~50mL/min의 범위에서는, 유량은, (3)의 TOF식으로 측정되어 있다. 이들의 측정 결과는, 45도의 기울기를 갖는 직선을 따른다.

도 1A 내지 도 1C에 나타낸 본 유량 센서는, 유로 내에 조임부(단차부)가 형성된 구조를 갖는다. 검출부(30)는, 히터(31)와 온도 센서(32~35)를 포함하고 있다. 그리고, 본 유량 센서에서는, 유로(FP)를 구성하는 홈(21)이 형성된 기판(20)의, 기판(10)과의 접합면과는 다른 타방의 면에 검출부(30)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 본 유량 센서에서는, 검출부(30)가 측정 대상 유체에 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 본 유량 센서는, 높은 내부식성 및 내약품성을 갖는다.

한편, 본 유량 센서에서는, 이하와 같은 순서로 히터(31)의 발열에 관련된 온도 신호의 보정을 행한다. 이에 의해, 본 유량 센서는, 유로(FP)를 흐르는 측정 대상 유체의 유량을 높은 정밀도로 측정할 수 있다.

도 12A 및 B는, 도 1B를 간략화하고 또한 확대함으로써 얻어지는 단면도이다. 도 12A는 전체 구성도이다. 도 12B는 검출부(30) 주변의 확대도이다. 측정 대상 유체의 흐름을 따라 히터(31)를 사이에 두도록, 히터(31)의 앞뒤에 온도 센서(33 및 34)가 형성되어 있다. 온도 센서(33 및 34)와의 온도 신호의 특성은, 예를 들어, 도 13에 나타내는 바와 같은 특성이 된다.

예를 들어, 유로(FP)를 흐르는 측정 대상 유체의 유량을 TOF식으로 측정하는 경우, 연산 제어부(40)는, 온도 센서(32 및 33)로부터 출력되는 온도 신호에 기초하여 유량을 연산한다. 이들 온도 센서(32) 및 온도 센서(33)는, 히터(31)보다 하류측에 형성되어 있다. 여기서, 온도 센서(33)가 측정하는 히터(31)의 발열에서 기인하는 온도 정보에 착안한다. 온도 센서(33)의 온도 신호는, 측정 대상 유체를 경유하여 전도되는 열(th1)의 신호 성분에, 기판(20)을 경유하여 직접 전도되는 열(th2)의 신호 성분이 중첩된 것이다. 그런데, 기판(20)을 경유하여 직접 전도되는 열(th2)의 신호 성분은, 측정 대상 유체의 유량과는 관계없는, 오차 요인이 되는 신호 성분(오차 성분)이다. 그 때문에, 연산 제어부(40)는, 측정 대상 유체의 유량을 높은 정밀도로 측정하기 위하여, 이 오차 성분을 보정한다.

한편으로, 온도 센서(34)는 히터(31)의 상류측에 위치한다. 온도 센서(34)와 히터(31)의 거리는, 온도 센서(33)와 히터(31)의 거리와 거의 동일하다. 이 때문에, 온도 센서(34)에는, 측정 대상 유체를 경유하여 전도되는 열(th1)은 도달하지 않는다. 온도 센서(34)에는, 기판(20)을 경유하여 직접 전도되는 열(th2)이 도달한다. 즉, 온도 센서(34)의 온도 신호는, 기판(20)을 경유하여 직접 전도되는 열(th2)의 신호 성분과 거의 동등하다고 볼 수 있다.

이에, 온도 센서(33)의 온도 신호에서 온도 센서(34)의 온도 신호를 빼는 것에 의해, 측정 대상 유체를 경유하여 전도되는 열(th1)의 온도 신호가 추출된다. 도 14는, 이와 같이 하여 추출된, 측정 대상 유체를 경유하여 전도되는 열(th1)의 온도 신호의 일례를 나타내고 있다. 이러한 보정에 의해, 보다 정확한 측정 대상 유체의 유량 측정 결과가 얻어진다.

한편, 온도 센서(32)와 온도 센서(35)의 위치 관계는, 온도 센서(33)와 온도 센서(34)의 위치 관계와 동일하다. 즉, 온도 센서(32)는, 히터(31)의 하류측에 위치한다. 한편, 온도 센서(35)는, 히터(31)의 상류측에 위치한다. 온도 센서(35)와 히터(31)의 거리는, 온도 센서(32)와 히터(31)의 거리와 거의 동일하다.

따라서, 연산 제어부(40)는, 상기와 동일한 순서로 온도 센서(32)의 온도 신호에서 온도 센서(35)의 온도 신호를 빼는 것으로, 측정 대상 유체를 경유하여 온도 센서(32)에 직접 전도되는 열의 온도 신호를 추출할 수 있다. 보다 정확하게, 측정 대상 유체의 유량 측정을 행할 수 있다.

상기 실시예에서는, 2매의 기판(10 및 20)의 각각에 단면 반원형의 홈(13 및 21)이 형성되어 있다. 이들 2매의 기판(10 및 20)을 접합함으로써, 검출부(30)의 상류측의 유입구(IN) 부분에 단차부가 형성된다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 예를 들어 도 15A에 나타내는 바와 같이, 본 유량 센서는, 도 1A 및 B에 나타낸, 구멍(11)을 갖는 기판(제1 기판)(10)과, 기판(10)의 덮개가 되는 평판상의 기판(제2 기판)(20)을 갖고 있어도 된다. 기판(10)과 기판(20)을 접합함으로써, 검출부(30)의 상류측의 유입구(IN) 부분에 조임부를 형성할 수 있다.

도 15A에 나타내는 예에서는, 기판(10)에는 구멍(11)과 홈(13)이 형성되어 있다. 기판(20)은, 평판상으로 형성되어 있다. 그러나, 그러한 홈의 형성은 기판(10)에 한정되지 않는다. 도 15B와 도 15C에 나타내는 예에서는, 기판(10)은 평판상이며, 구멍(11)을 갖고 있지만, 홈을 갖고 있지 않다. 한편, 기판(50)은, 단차부(51) 및 홈(52)을 갖고 있다. 도 15B에 나타내는 예와 도 15C에 나타내는 예에서는, 기판(50)의 단차부(51) 및 홈(52)의 크기가 다르다.

또한, 본 유량 센서는, 도 16A 및 도 16B에 나타내는 바와 같이, 3매의 기판(10, 50 및 60)을 갖고 있어도 된다. 이들 3매의 기판을 접합함으로써, 조임부가 형성되어 있다. 도 16A 및 도 16B에 나타내는 예에서는, 기판(제1 기판)(10)이 구멍(11)을 갖고 있다. 기판(제2 기판)(50)은, 기판(10)과 기판(60) 사이에 배치되는 중간층이다. 기판(제3 기판)(60)은, 평판상으로 형성되어 있다. 기판(60)은, 기판(10 및 50)의 덮개가 된다.

도 16A 및 B에 나타내는 바와 같이, 기판(50)은 테이퍼면을 갖고 있다. 이 테이퍼면은, 도 16A에 나타내는 예에서는, 기판(10)에 형성되어 있는 구멍(11)의 내벽과 함께 단차부가 없는 조임부를 형성하고 있다. 도 16B에 나타내는 예에서는, 기판(50)의 테이퍼면은, 기판(10)에 형성되어 있는 구멍(11)의 내벽과 함께 단차부를 형성하고 있다.

도 15A, 도 15B, 도 15C, 도 16A 및 도 16B에 나타내는 어느 본 유량 센서도, 유로의 검출부(30)의 상류측에 조임부를 갖고 있다. 그 결과, 본 유량 센서에서는, 조임부를 갖지 않는 유량 센서에 비하여, 유속 분포 및 유량 측정값의 재현성이 향상된다.

한편, 상기 각 실시예에 나타내고 있는 기판(10, 20, 50 및 60)은, 소정의 가공이 실시된 유리 기판이다. 그러나, 이들 기판은, 유리 기판에 한정되지 않는다. 이들 기판은, 예를 들어 세라믹 기판이어도 된다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 유로는, 기판을 적층 접합함으로써 형성되어 있다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 유로는, 예를 들어 도 17에 나타내는 바와 같은 파이프 혹은 튜브와 같은 관상체(70)여도 된다. 관상체(70)는, 예를 들어, 우수한 내부식성 및 내약품성을 갖는 재질로 이루어진다. 도 17에 나타내는 예에서는, 관상체(70)에 조임부(80)가 형성되어 있다. 조임부(80)는, 예를 들어, 관상체(70)의 상류측의 단부 내벽에 링체를 끼워 장착 고착시킴으로써 형성된다.

본 개시에 있어서의 유로 및 유로에 있어서의 검출부의 상류측에 형성(획정)되는 조임부는, 상기의 실시예에 나타낸 것에 한정되지 않는다. 유로 및 조임부에 관해서는, 여러가지 형태가 상정된다.

이상과 같이, 본 유량 센서는, 유체에 있어서의 열의 이동을 검출함으로써 유체의 유량을 측정하는 소형의 미소 유량 센서이다. 본 유량 센서에 의하면, 유속 분포 및 유량 측정값의 높은 재현성을 실현할 수 있다.

또한, 본 유량 센서는, 우수한 내부식성 및 내약품성, 및 높은 안정성을 갖는다. 또한, 본 유량 센서에서는, 제로점 변동이 작아짐과 함께, 측정 유량 범위가 넓어진다. 본 유량 센서는, 특히, 미소 유량의 측정에 바람직하다.

한편, 본 개시의 미소 유량 센서는, 이하의 제1~제6 미소 유량 센서여도 된다.

제1 미소 유량 센서는, 미소 유로를 흐르는 측정 대상 유체의 유량을 유로의 외측에 형성된 히터와 복수의 온도 센서로 이루어지는 검출부로 검출되는 열의 이동에 기초하여 측정하도록 구성되며, 유로의 상류측에 조임부가 형성되어 있다.

제2 미소 유량 센서는, 제1 미소 유량 센서에 있어서, 적어도 어느 하나의 기판에는 유로를 형성하는 홈이 형성되고 어느 하나의 기판에는 유로에 연통하는 구멍이 형성된 적어도 2매의 기판이 접합되고, 접합된 기판의 외측에는 유로와 겹치도록 검출부가 형성되고, 검출부의 상류에 위치하는 유로 내부에는 조임부가 형성되어 있다.

제3 미소 유량 센서는, 제2 미소 유량 센서에 있어서, 유로의 유입구 내벽에는, 조임부로서 기능하도록 단차부가 형성되어 있다.

제4 미소 유량 센서는, 제1 미소 유량 센서에 있어서, 각각에 유로를 형성하는 홈이 형성되고 어느 하나의 기판에는 유로에 연통하는 구멍이 형성된 2매의 기판이 홈으로 유로를 형성하도록 접합되고, 접합된 기판의 외측에 유로와 겹치도록 형성된 검출부와, 검출부가 형성된 기판에 형성되어 있는 홈의 폭 Du와 타방의 유리 기판에 형성되어 있는 홈의 폭 Dd는, Du≤Dd의 관계를 만족시키도록 형성되어 있다.

제5 미소 유량 센서는, 제1 미소 유량 센서에 있어서, 유로가 관상체로 형성되어 있다.

제6 미소 유량 센서는, 제1~제5 미소 유량 센서에 있어서, 히터의 상류측에 형성되어 있는 온도 센서의 출력 신호를 사용하여 유량의 보정 연산을 행한다.

제1~제6 미소 유량 센서에 의하면, 유로의 내부에 조임부가 형성되어 있음으로써, 조임부보다 하류에서의 유속 분포가 안정된다. 이에 의해 제1~제6 미소 유량 센서는, 유속 분포 및 유량 측정값의 높은 재현성을 갖는다.

이들 미소 유량 센서에 의하면, 유로 내부에 조임부를 형성함으로써, 조임부보다 하류의 유속 분포는 안정된 것이 되어, 유속 분포 및 유량 측정값의 재현성을 도모할 수 있다.

유로 내에 조임부를 형성하면, 조임부에 들어온 유속 분포는 그곳에서 한 번 해소되고, 그 바로 아래에서의 유속 분포는 조임부의 형상에 의존한 것이 된다. 그리고, 조임부보다 하류에서는, 그곳에서부터 다시 조주 구간이 시작되게 된다. 이 성질을 이용하여, 유량 센서 내부에 조임부를 형성함으로써, 유속 분포를 조임부의 형상에 따른 것으로 하여 조임부보다 상류의 유속 분포의 영향을 경감시킴과 함께, 그 바로 아래에서의 유속 분포를 조임부의 형상으로 결정된 것으로 하는 정류기와 같은 작용을 하게 한다.

여기서, 검출부는 조주 구간 내에 있어 유속 분포가 변화하고 있는 상태이지만, 검출부에 있어서의 유속 분포는 조임부의 형상과 조임부로부터의 거리에 따라 한 가지로 결정되어, 유량 센서 상류측의 배관의 영향을 배제할 수 있어, 유량 측정값으로서의 재현성을 향상시킬 수 있다.

상기의 상세설명은 사례를 설명하고 상세묘사를 위하여 제시되었다. 상기 제시된 내용에 입각하여 다양한 변형과 변화가 가능하다. 여기서 설명한 대상은 포괄적으로 설명하거나 혹은 개시된 명확한 형태로 제한하고자 의도하지는 않았다. 대상은 구조적 특징 및/또는 방법론적 행위에 있어서 구체적인 언어로 설명되었지만, 첨부된 청구항에서 정의된 대상은 상기 설명된 구체적인 구조 또는 행위에 반드시 제한되는 것은 아니다. 그보다는, 상기 설명된 구체적 구조와 행위는 첨부된 청구항을 실행하기 위한 예시형태로 개시되었다.

Claims (10)

1. 측정 대상 유체가 흐르는 유로와,
   상기 유로 내의 측정 대상 유체를 가열하는 히터 및 상기 유로 내의 측정 대상 유체의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖는 검출부와,
   상기 온도 센서에 의해 측정된 상기 유체의 온도에 기초하여 상기 유로를 흐르는 측정 대상 유체의 유량을 측정하는 연산부와,
   상기 유로의 상기 검출부보다 상류측에 형성되어, 상기 유로를 좁히는 조임부와,
   서로 접합된 제1 기판 및 제2 기판을 포함하고,
   제2 기판이, 상기 유로를 획정하는 홈을 갖고 있고,
   제1 기판이, 상기 유로에 연통하는 2개의 구멍을 갖고 있고,
   제2 기판의 외측에 상기 유로와 겹치도록 상기 검출부가 형성되어 있고,
   상기 구멍의 일방은, 상기 유로에 유체를 도입하기 위한 유입구이고,
   상기 조임부가, 상기 홈과 상기 유입구의 경계에 형성된 단차부를 포함하고 있는, 미소 유량 센서.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 온도 센서는, 상기 히터의 상류측에 형성된 상류측 센서와, 상기 히터의 하류측에 형성된 하류측 센서를 포함하고 있는, 미소 유량 센서.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 상류측 센서와 상기 히터의 간격이, 상기 하류측 센서와 상기 히터의 간격과 동일한, 미소 유량 센서.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 상류측 센서가, 제1 상류측 센서 및 제2 상류측 센서를 포함하고 있고,
   상기 하류측 센서가, 제1 하류측 센서 및 제2 하류측 센서를 포함하고 있고,
   상기 제1 상류측 센서와 상기 히터의 간격이, 상기 제1 하류측 센서와 상기 히터의 간격과 동일하고,
   상기 제2 상류측 센서와 상기 히터의 간격이, 상기 제2 하류측 센서와 상기 히터의 간격과 동일한, 미소 유량 센서.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 기판이 각각 상기 유로를 획정하기 위한 홈을 갖고 있고,
   제2 기판에 있어서의 홈의 폭 Du와 제1 기판의 홈의 폭 Dd가, Du≤Dd의 관계를 만족시키는, 미소 유량 센서.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 유로가 관상체를 포함하고 있는, 미소 유량 센서.
   
9. 제2항에 있어서,
   상기 연산부는, 상기 하류측 센서의 검출 결과에 기초하여 유량을 검출한 후, 이 유량을 상기 상류측 센서의 검출 결과에 따라 보정하는, 미소 유량 센서.
   
10. 측정 대상 유체가 흐르는 유로와,
    상기 유로 내의 측정 대상 유체를 가열하는 히터 및 상기 유로 내의 측정 대상 유체의 온도를 측정하는 온도 센서를 갖는 검출부와,
    상기 온도 센서에 의해 측정된 상기 유체의 온도에 기초하여 상기 유로를 흐르는 측정 대상 유체의 유량을 측정하는 연산부와,
    상기 유로의 상기 검출부보다 상류측에 형성되어, 상기 유로를 좁히는 조임부를 가지고,
    상기 온도 센서는, 상기 히터의 상류측에 형성된 상류측 센서와, 상기 히터의 하류측에 형성된 하류측 센서를 포함하고,
    상기 연산부는, 상기 하류측 센서의 검출 결과에 기초하여 유량을 검출한 후, 이 유량을 상기 상류측 센서의 검출 결과에 따라 보정하는, 미소 유량 센서.

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