KR20230043178A - 인쇄 회로 기판(pcb)의 형태인 열 전도성 프레임 구성요소를 가진 열 유형 흐름 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 매체의 흐름이 결정되는, 매체를 위한 주 채널(3)을 가진 주 채널 부분(3b), 센서 관(4)으로서, 제1 관 부분(5), 대향하는 제2 관 부분(8), 제1 관 부분과 제2 관 부분을 연결시키는 감지 부분(11), 센서 관의 온도차 또는 전력차를 측정하기 위한 적어도 2개의 감지 또는 가열 구성요소(12)를 가진, 센서 관, 온도 구배를 균일화하도록 구성된, 적어도 제1 관 부분, 제2 관 부분뿐만 아니라 주 채널 부분과 접촉하는 열 전도성 프레임 구성요소(13)로서, 인쇄 회로 기판(PCB)(14)인 열 전도성 프레임 구성요소(13)를 포함하는 유량계를 위한 열 유형 흐름 센서(1)에 관한 것이다.

Description

인쇄 회로 기판(PCB)의 형태인 열 전도성 프레임 구성요소를 가진 열 유형 흐름 센서

본 발명은 일반적으로 열 전도성 프레임 구성요소를 가진 유량계를 위한 열 유형 흐름 센서(thermal-type flow sensor)에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 매체의 흐름이 결정되는, 매체를 위한 주 채널 부분, 센서 관으로서, 주 채널 부분에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유입부를 가진 제1 관 부분, 또 다른 하류 위치에서 주 채널 부분에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유출부를 가진 대향하는 제2 관 부분, 유입부로부터 센서 관을 통해 유출부로의 유체 흐름을 허용하기 위해 제1 관 부분과 제2 관 부분을 연결시키는 감지 부분, 흐름을 결정하기 위해 센서 관의 차를 측정하기 위한 감지 또는 가열 구성요소를 가진 센서 관 및 열 유형 흐름 센서에 걸친 온도 구배를 균일화하도록 구성된, 적어도 제1 관 부분, 제2 관 부분 및 주 채널 부분과 접촉하는 열 전도성 프레임 구성요소를 포함하는 열 유형 유량계에 관한 것이다.

유량계를 위한 이러한 열 유형 흐름 센서는 일반적으로 종래 기술로부터 알려져 있다.

US 4.815.280 A는 유체가 흐르는 도관의 주변 표면 주위에 권취된 한 쌍의 센서 코일을 수용하는 센서 케이스를 개시한다. 열 전도율이 우수한 물질로 이루어진 2개의 블록 부재가 제공된다. 상기 블록 부재 중 적어도 하나는 이의 내부면 상의 상기 센서 코일의 단부 둘 다와 인접한 상기 블록 부재와 일체형으로 형성된 한 쌍의 지지 돌출부가 제공되고, 상기 도관은 상기 지지 돌출부에 의해 유지된다.

WO 2015/093941 A1은 열 유형 유량계를 개시한다. 유량계는 적어도 2개의 관통 보어가 서로 실질적으로 평행하게 연장되는 기저 부분을 포함한다. 매체의 흐름이 결정되는, 매체를 위한 주 채널은 관통 보어를 통해 제공된다. 기저 부분으로부터 이격된 주 채널의 부분은 매체의 흐름이 측정될 수 있는 측정 관 부분을 포함한다. 흐름 측정 관은 적어도 주 채널의 측정 관 부분을 둘러싸는, 기저 부분에 연결된 절연 하우징을 포함한다. 절연 하우징은 측정 관 부분과 대면하는 내부 하우징 표면뿐만 아니라 측정 관 부분으로부터 멀어지는 외부 하우징 표면을 포함한다. 기저 부분에 연결된 덮개 구성요소가 제공되고, 덮개 구성요소는 절연 하우징을 적어도 실질적으로 둘러싼다.

EP 1.867.962 A1은 2개의 본질적으로 곧은 관 부분 또는 레그 및 2개의 인접한 전기 저항 구성요소를 가진 연결 림브를 갖고, 하우징을 가진 U자 형상의 센서 관을 가진 열 유형의 흐름 센서를 개시하고, 센서 관은 흐름이 진입하는 유입부 측면 및 흐름이 나가는 유출부 측면을 갖고, 하우징은 우수한 열 전도성 물질의 제1 및 제2 하우징 부분을 포함하고, 각각 공동부가 제공된 내부면 및 외부면을 갖고, 하우징 부분은 이들의 내부면이 서로 가까이 있게 배치되고, 반면에 U자 형상의 센서 관은 내부면과 평행하게 연장되는 주면을 갖고 하우징 부분은 U자 형상의 센서 관의 레그 및 연결 림브를 둘러싸서 상기 센서 관은 2개의 위치, 즉, 이의 유입부 측면과 상류 저항 구성요소 사이에 위치된 제1 위치와 이의 유출부 측면과 하류 저항 구성요소 사이에 위치된 제2 위치에서 하우징 부분 사이에 열적으로 클램핑된다.

US 2010/0005876 A1은 하우징 장착판 또는 기저부로부터 센서 자체로의 열 전도를 감소시키는 센서 하우징을 가진 열용량 흐름 제어기 또는 질량 유량계를 개시한다. 하우징은 또한 하우징 기저부로의 열의 균일하지 않은 인가로부터 발생될 수 있는 열 구배를 최소화한다. 이 감소는 하우징의 하부 부분으로부터 하우징의 상부 부분을 분리시키는 하나 이상의 열 분리 슬롯의 사용에 의해 부분적으로 달성된다. 센서 하우징으로의 열 전달은 또한 하우징의 하단부의 중간 부분을 상승시킴으로써 최소화되어 열 접촉이 기저부와 오직 하우징의 2개의 단부에서의 하우징 간에 이루어진다.

WO 92/20006 A2는 센서 관을 포함하는 열용량 유량계에서 유체의 질량 흐름 속도를 감지하기 위한 장치를 개시한다. 센서 관은 감지될 흐름 속도로 유체 흐름을 운반하기 위한 관을 갖는다. 온도-반응성 부재는 관과 우수한 열 전달 관계로 배치된다. 온도-반응성 부재는 활성화될 때, 센서 신호 노드에서, 관을 통한 유체의 질량 흐름의 속도에 응답하는 센서 신호를 생성한다. 센서 신호는 유체의 질량 흐름 속도가 0일 때 센서 관을 따른 비대칭 온도 분포에 의해 무효 신호 조건으로부터 오프셋된다. 센서 관을 따른 온도 분포를 변경하기 위한 수단은 비대칭 온도 분포를 변경하고 관을 통한 유체의 질량 흐름 속도가 0일 때 센서 신호 노드가 실질적으로 무효 신호 조건을 생성하게 한다. 온도 분포를 변경하기 위한 수단은 다수의 컴포넌트가 원하는 온도 분포를 달성하길 요구한다.

US 5.335.553 A는 유동성 구성요소, 차단 밸브, 압력 스위치, 흐름 센서, 압전 막 센서, 전자 회로 장치, 및 마더보드의 역할을 하는 배선판이 제공된 흐름 경로 구조체를 포함하는 유동성 기체 계량기를 개시한다.

US 4.686.856 A는 유체의 흐름 속도의 변화에 신속하게 응답하고 주위 온도의 변동에 민감하지 않은 유체 질량 유량계를 개시한다. 유량계는 관을 따라 배치된 센서의 끝과 인접하게 센서 관을 클램핑하는 열 클램프; 열 클램프와 협력하여, 계량기의 주파수 응답을 증가시키는 주파수 보상 증폭기; 및 브릿지 밸런싱 전위차계와 결합하여, 주위 온도의 변동 효과를 정정하는 오프셋 무효 바이어스 회로를 갖는다.

그러나, 예측 가능한 열 거동은 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 대해 매우 중요하다. 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서는 고성능 적용을 위해 추가의 개선을 필요로 한다. 흐름이 매우 느리게 될 때, 신호 재현성이 종종 많이 요망되게 되고 소위 "지연 효과"(즉, 센서 관 및 주 채널 부분이 동일한 온도를 획득할 때까지 걸리는 시간)가 종종 꽤 현저하고 특정한 적용이 더 빠른 온도 안정화 및 더 높은 정확성을 요구한다.

게다가, 이러한 열 유형 흐름 센서를 조립하는 것은 매우 노동 집약적이다. 예를 들어, 필요한 전자기기를 열 전도성 프레임 구성요소에 부착시키는 것, 열 전도성 프레임 구성요소를 하우징에 배열하는 것 및/또는 하우징에서 열 전도성 프레임 구성요소와 전자기기를 배열하고 피팅하는 것은 많은 시간과 노력을 필요로 한다. 게다가, 수반되는 상대적으로 많은 수의 단계로 인해 이루어진 (인간) 조립 오류의 가능성이 증가된다. 끝으로 중요한 말을 하자면, 인클로저 또는 하우징은 전자기기와 함께 열 전도성 프레임 구성요소를 수용하는 데 상대적으로 제한된 공간을 제공한다.

따라서 본 발명의 목적은 열 거동의 예측 가능성이 개선된 유량계를 위한 열 유형 센서를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 "지연 효과"가 최소화된, 열 유형 흐름 센서를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 열 전도성 프레임 구성요소 및 이에 부착된 전자기기가 더 적은 공간을 필요로 하는, 열 유형 흐름 센서를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적은 상대적으로 더 적은 수의 단계가 열 유형 흐름 센서를 조립하기 위해 요구되는, 열 유형 흐름 센서를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 열 유형 흐름 센서는 열 전도성 프레임 구성요소가 인쇄 회로 기판(PCB)임을 특징으로 한다.

위의 열 유형 흐름 센서는 PCB 밸런싱 아웃, 즉, 온도차의 최소화로 인해, 센서 관과 주 채널 부분 간의, 개선된 "열 합선", 즉, 개선된 열 전도율 또는 감소된 열 저항을 제공한다.

게다가, 개선된 열 안정성이 위의 열 전도성 프레임 구성요소에 의해 달성된다.

또한, 제1 관 부분과 제2 관 부분은 매체의 동일한 온도를 겪는다. 이것은 예를 들어, 온도 측정에 부정적으로 영향을 주는 가열 스풀과 같은, 고온 물체 근처에 관 부분이 있는 것 때문에 실제로 매우 중요할 수 있다.

게다가, 열 전도성 프레임 구성요소가 인쇄 회로 기판(PCB)의 역할을 하는 것으로 인해, 필요한 전자기기가 프레임 구성요소에 직접적으로 부착될 수 있어서, 생산 시간을 절약하고 열 유형 흐름 센서를 조립하는 데 필요한 단계의 수를 감소시킨다. 기본적으로, 열 전도성 프레임 구성요소가 PCB의 역할을 하는 것으로 인해, 통합된 유량계 부분이 생성되어(즉, 전자, 기계 및 열 필요조건에 대해 통합됨), 하우징 내 공간을 절약한다. 분명히, 이것은 또한 조립 오류의 가능성을 감소시키고 조립 시간을 감소시킨다. 분명히, 열 전도성 프레임 구성요소는 기계적 지지를 제공한다.

본질적으로, PCB의 형태인 열 전도성 프레임 구성요소는 열을 즉, 공급부 둘 다로 "밸런싱"할 뿐만 아니라 열을 소산시키는 "수송 수단"의 역할을 한다. 이것은, 열 유형 흐름 센서가 상대적으로 고온 유체, 상대적으로 저온 유체 및 신속한 전이를 처리해야 할 수도 있기 때문에 중요하다.

유리하게는, 열이 본 발명에 따른 열 유형 흐름 센서에 의해 신속하게 밸런싱될 것이고, 반면에 종래 기술에서 칩 부분 및 다른 전자기기에 의해 생성되는 열이 소산되지 않고, 종종 센서 판독에 부정적으로 영향을 주기 때문에, 본 발명에 따른 열 유형 흐름 센서는 또한 온도 측정을 종종 방해하는, 열을 생성하는, 칩과 같은 전자기기의 문제를 해결한다.

이 점에서, 예를 들어, US 2009/008670 A1이 LED 조명의 분야에서, 열 싱크로서 알루미늄 PCB의 사용을 개시한다는 것에 유의한다. 그러나, 앞서 언급된 바와 같이, US 2009/008670 A1에 따른 설계는 단지 열을 "밸런싱"하는 것이 아니라 열을 소산시키는 역할을 한다.

알루미늄 코어에 대한 전기적 연결을 허용하고 이에 부착된 통합된 회로 디바이스의 열 효율을 향상시키도록 알루미늄 회로의 유전체층에 구멍을 가진 디바이스를 개시하는 US 5.198.693 A에서도 마찬가지이다. US 5.198.693 A에 개시된 시스템은 또한 열을 밸런싱하지 않고, 열을 소산시키는 역할을 한다.

게다가, 많은 다른 LED 조명 설계가 알루미늄 PCB를 사용하여 열을 소산시킨다는 것에 유의해야 한다. 그러나, 다시 이러한 설계는 -PCB 상의 2 내지 3개의 지점과 같은 다수의 지점을 열적으로 밸런싱하지 않고- 가능한 한 신속하게 열을 소산시키는 역할을 한다. 부가적으로, 유량계보다 LED 디바이스에서 훨씬 더 큰 온도차가 있고; LED는 상온 환경에서 80℃ 이상으로 가열될 수도 있다. 출원인은 이러한 PCB 프레임이, 전도성 트랙을 분리시키는 비-전도성층에도 불구하고, 온도차가 작을 때 열을 밸런싱하고, 온도를 신속하게 균일화할 수 있다는 것을 발견했다. 게다가, 공통 LED 조명 설계에 의해 사용되는 전기 연결은 본 발명에 따른 열 유형 흐름 센서의 전기 연결과 비교하여 정밀하게 규정된 저항을 가질 필요가 없다.

실시형태는 PCB가 금속의 우수한 열 전도율 때문에 상기 금속, 바람직하게는 알루미늄 또는 구리로 이루어지는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

실시형태는 PCB가 흐름 센서 전자기기를 포함하고, 전자기기가 인터페이스, 예컨대, 아날로그 또는 디지털 인터페이스, 센서 구동 전자기기 및 판독 전자기기 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. 유량계 전자기기가 PCB에 의해 포함되거나 또는 이에 부착되는 것으로 인해, 열 관리가 더 최적화된다.

실시형태는 PCB를 포함하는 열 전도성 프레임 구성요소가 유량계 인클로저를 형성하고, 흐름 센서 전자기기, 바람직하게는 모든 흐름 센서 전자기기가 유량계 인클로저에 의해 둘러싸이는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. 따라서, 열 전도성 프레임 구성요소는 유리하게는 흐름 센서 전자기기를 위한 부착을 형성할 뿐만 아니라 흐름 센서 전자기기를 보호하는 인클로저를 형성하는 이중 기능을 수행한다.

또 다른 실시형태는 예를 들어, 절단, 다이 절단 또는 레이저 처리에 의해 시트 물질의 하나의 피스로 이루어지는 상기 열 전도성 프레임 구성요소에 관한 것이다. 추가의 실시형태에서, 열 전도성 프레임 구성요소는 유량계의 앞과 뒤에 2개의 부분을 포함한다. 열 전도성 프레임 구성요소는 또한 3개, 4개, 5개 또는 그 이상의 부분을 포함할 수 있다.

실시형태는 PCB가 단층 PCB, 이중층 PCB 또는 다층 PCB인, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. 단층 PCB는 일반적으로 고품질의 PCB를 제공하고, 비교적 생산하기 쉽다. 인쇄된 측면은 하우징의 센서 관 또는 면과 대면할 수 있다. 이중층 PCB는 양측에 (전기) 연결을 허용한다.

실시형태는 PCB가 열 유형 흐름 센서의 온도를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. PTC, NTC 또는 디지털 온도계와 같은 온도 센서를 PCB 상에 배열함으로써, 열 유형 흐름 센서의 "밸런스 온도"를 정확하게 결정하는 것이 가능하다. 정확하게 측정된 온도는 흐름 계산을 최적화하도록 사용될 수 있다. 실시형태에서, 위에서 언급된 밸런스 온도가 설정되거나 또는 구성되는 것이 가능하다.

실시형태는 PCB가 온도 센서, 습도 센서, 전도율 및/또는 압력 센서의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 부가적인 센서를 포함하는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. 전체 PCB 프레임이 온도-밸런싱되기 때문에 온도 센서를 추가하는 것이 바람직하다. 따라서 당업자는 프레임 상의 온도 센서의 배치의 융통성을 갖는다. 물론, 상기 군으로부터 몇몇의 센서의 조합이 또한 가능하고, 모든 4개의 유형의 센서를 추가하는 것을 포함한다.

실시형태는 PCB가 하나 이상의 접힘 라인을 포함하고, PCB가 물질의 시트, 특히 알루미늄 또는 구리와 같은 금속의 시트를 하나 이상의 접힘 라인을 따라 접음으로써 PCB가 작동 사용 형상으로 접힘 형성되거나 형태 접히거나 또는 접히는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. PCB를 접음으로써, 3차원 구성이 가능하지만, 2차원 PCB에 대해 가능하지 않다.

실시형태는 연결 수단에 의해 주 채널 부분에 연결된 기저 부분을 포함하는 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이고, 열 전도성 프레임 구성요소는 주 채널을 포함하는 주 채널 부분과 접촉하기 위한 접촉면을 가진 탄성 및/또는 소성 변형 가능한 변형 부분을 포함하고, 열 유형 흐름 센서는 열 전도성 프레임 구성요소를 기저 부분에 부착시키기 위한 부착 수단을 갖고, 열 전도성 프레임 구성요소는 바람직하게는 상기 주 채널 부분에 대해 변형 부분의 접촉면을 가압하도록 초기장력하에 있다. 이것은 열 전도성 프레임 구성요소와 주 채널 부분 간의 직접적인 열 접촉을 달성한다. 위의 열 유형 흐름 센서는 변형 부분의 표면이 주 채널 부분에 대해 가압되는 것으로 인해, 센서 관과 주 채널 부분 간의, 개선된 "열 합선", 즉, 개선된 열 전도율 또는 감소된 열 저항을 제공한다. 소성 변형 가능한 변형 부분과 관련된 모든 실시형태는 인쇄판이 임의의 수단에 의해 부착되는, 알루미늄 또는 구리 프레임과 같은 PCB 프레임 대신, 종래 기술로부터의 프레임 물질을 사용하여 또한 구현될 수 있다는 것이 당업자에게 분명할 것이다. 변형 부분과 관련된 실시형태에서, "프레임 구성요소"는 종래 기술로부터 알려진 바와 같은, 종래 기술 물질로 이루어진 프레임과 PCB 프레임 둘 다를 의미할 수 있다.

실시형태는 프레임 구성요소의 접촉면이 최적의 열 접촉을 제공하기 위해, 사인파 형상과 같은 볼록한 형상을 가진, 적어도 부분적으로 원형인, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

실시형태는 프레임 구성요소의 변형 부분이 접촉면과 가깝거나 또는 이의 근처인 중심 개구를 포함하는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. 중심 개구는 변형 부분이 내향으로 밀어지게 함으로써 그리고 중심 개구의 크기를 감소시킴으로써 압축을 용이하게 한다. 변형이 바람직하게는 가역적이다. 따라서, 변형 부분은 예를 들어, 접촉면 근처의 프레임 구성요소의 부분을 압축시킴으로써, 접촉면 간의 일정하고 안정된 접촉을 제공할 수 있다.

실시형태는 중심 개구의 총 크기가 증가되거나 또는 감소되어 변형 부분의 변형성을 변경할 수 있는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

실시형태는 바람직하게는 프레임 구성요소의 부가적인 개구를 사용하여 부분을 함께 리벳팅함으로써, 변형 부분을 기저 부분에 부착시키기 위한 부착 수단을 가진, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. 기저 부분은 제1 관 부분 및 제2 관 부분에 대한 개구를 포함한다. 기저 부분은 바람직하게는 금속을 포함한다.

실시형태는 제1 관 부분, 제2 관 부분 및 감지 부분이 센서 관에 U자 형상을 제공하도록 구성되는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. 이 구성에서, 제1 및 제2 관 부분은 U자 형상의 레그일 수 있다. 바람직한 실시형태에서, U자 형상의 제1 및 제2 관 부분은 본질적으로 곧다. 부가적으로, 감지 부분은 또한 본질적으로 곧을 수도 있고, 레그와 감지 부분 간에 대략 90°의 각을 갖는다. 코너가 둥글 수도 있다. 그러나, 제1 및 제2 관 부분과 감지 부분은 또한 반원형과 같은 다른 형상을 가질 수 있다. 감지 부분은 감지/가열 구성요소를 포함하고, 상기 감지/가열 구성요소는 바람직하게는 권선 코일이다. 백금, 구리 또는 금은 권선 코일을 위해 특히 적합한 물질이다. 적어도 2개의 감지/가열 구성요소가 요구되지만, 3개의 구성요소가 일부 실시형태에서 바람직할 수도 있다. 4개, 5개 또는 그 이상의 감지/가열 구성요소를 포함하는 실시형태가 또한 가능하다.

실시형태는 프레임 구성요소가 I자 형상, T자 형상 또는 또 다른 세장형 형상을 갖고, 프레임 구성요소의 하나의 자유 단부가 변형 부분을 포함하고, 프레임 구성요소의 또 다른 부분이 제1 관 부분 및 제2 관 부분과 접촉하는, 흐름 센서에 관한 것이다. 바람직하게는, 관 부분과 접촉하는 적어도 2개의 센서 관 지지부가 있다. 위에서 언급된 형상은 전부 비교적 생산하기 쉽다.

실시형태는 연결 수단에 의해 주 채널 부분에 연결된 기저 부분 및 센서 관 그리고 임의로 기저 부분을 둘러싸는 프레임 구성요소에 의해 형성된 바람직하게는 접힌 흐름 센서 인클로저를 포함하는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

실시형태는 유량계 하우징이 유량계 인클로저를 수용하여, 유량계 인클로저 및 흐름 센서 전자기기의 절연 및 보호의 추가의 층을 제공하는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

실시형태는 PCB가 알루미늄 또는 구리로 이루어지는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

실시형태는 열 전도성 프레임 구성요소가 통합된 유량계 부분인, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

실시형태는 열 전도성 프레임 구성요소가 지지, 특히 측면 지지를 센서 관의 대향 측면에서 센서 관에 제공하는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다. 따라서, 센서 관의 기계적 하중이 감소되고 센서 관이 자체 중량을 완전히 지지하지 않아도 된다.

실시형태는 열 전도성 프레임 구성요소가 센서 관을 지지하기 위한 지지부를 포함하는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

실시형태는 열 전도성 프레임 구성요소가 주 채널 부분과 직접 물리적 접촉 및/또는 열 접촉하는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 양상은 제1 관 부분, 제2 관 부분 및 주 채널 부분에 걸친 온도 구배를 균일화하기 위해, 열 유형 흐름 센서의 제1 관 부분, 제2 관 부분 및 주 채널 부분과 접촉하도록 구성된, 인쇄 회로 기판(PCB)의 형태인, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에서 사용되는 열 전도성 프레임 구성요소에 관한 것이다.

추가의 실시형태는 유체가 유입부로부터 센서 관을 통해 유출부로 그리고 유출부로부터 유입부로 흐르는, 양방향 열 유형 흐름 센서에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 양상은 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서에서 사용되는, 위에서 언급된 열 전도성 프레임 구성요소를 생산하는 방법에 관한 것이고, 방법은,

- 인쇄 회로 기판(PCB)의 형태로 열 전도성 프레임 구성요소를 생산하는 단계를 포함하되, 열 전도성 프레임 구성요소는 제1 관 부분, 제2 관 부분 및 주 채널 부분에 걸친 온도 구배를 균일화하기 위해, 열 유형 흐름 센서의 제1 관 부분, 제2 관 부분 및 주 채널 부분과 접촉하도록 구성된다.

실시형태는 PCB가 하나 이상의 접힘 라인을 포함하는, 위에서 언급된 방법에 관한 것이고, 방법은,

- 물질의 시트, 특히 알루미늄 또는 구리와 같은 금속의 시트를 하나 이상의 접힘 라인을 따라 접음으로써 PCB를 작동 사용 형상으로 접는 단계를 더 포함한다.

실시형태는 위에서 언급된 방법에 관한 것이고, 방법은,

- 변형 부분을 연결 수단에 의해 주 채널 부분에 연결된 기저 부분에 부착시키기 위한 부착 수단을 가진, 주 채널 부분과 접촉하기 위한 접촉면을 가진 탄성 및/또는 소성 변형 가능한 변형 부분을 포함하도록 PCB를 성형하는 단계를 더 포함하되, 열 전도성 프레임 구성요소는 주 채널 부분에 대해 변형 부분의 접촉면을 가압하기 위해 초기장력하에 있도록 구성된다. 알루미늄 PCB가 변형 부분의 생성에 특히 적합하지만, 변형 가능한 부분은 또한 종래 기술의 프레임 구성요소에 생성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양상은 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서를 생산하는 방법에 관한 것이고, 방법은,

- 매체의 흐름이 결정되는, 매체를 위한 주 채널을 포함하는 주 채널 부분을 제공하는 단계,

- 센서 관을 제공하는 단계로서,

주 채널에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유입부를 가진 제1 관 부분,

또 다른 하류 위치에서 주 채널 부분에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유출부를 가진 대향하는 제2 관 부분,

유입부로부터 센서 관을 통해 유출부로의 유체 흐름을 허용하기 위해 제1 관 부분과 상기 제2 관 부분을 연결시키는 감지 부분,

흐름을 결정하기 위해 센서 관의 온도차를 측정하기 위한 적어도 2개의 감지 또는 가열 구성요소를 가진, 센서 관을 제공하는 단계,

- 제1 관 부분, 제2 관 부분 및 주 채널 부분에 걸친 온도 구배를 밸런싱하도록 구성된, 적어도 제1 관 부분, 제2 관 부분 및 주 채널 부분과 접촉하는 열 전도성 프레임 구성요소를 제공하는 단계를 포함하되, 열 전도성 프레임 구성요소는 인쇄 회로 기판(PCB)이다.

흐름을 결정하기 위해, 예를 들어, 일정한 전력 방법, 온도 측정 또는 일정한 온도 방법, 전력 측정뿐만 아니라 이 방법의 조합이 사용될 수도 있다. 열량 측정 방법이 또한 가능하다.

실시형태는 인쇄 회로 기판(PCB)의 형태인 열 전도성 프레임 구성요소가 열 전도성 프레임 구성요소를 생산하는 위에서 언급된 방법을 사용하여 생산되는, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서를 생산하는 위에서 언급된 방법에 관한 것이다.

본 발명은 첨부 도면에 도시된 예시적인 실시형태 및 아래의 도면의 상세한 설명에 의해 설명될 것이다.
도 1은 열 전도성 프레임 구성요소가 2개의 부분을 갖고 PCB가 외향으로 향하는 단층 PCB 또는 이중층 PCB인, 열 유형 흐름 센서를 도시하는 도면;
도 2는 흐름 측정을 수행하기 위해 주 채널 부분에 연결된 열 유형 흐름 센서의 예를 개략적으로 도시하는 도면;
도 3은 열 전도성 프레임 구성요소가 2개의 부분을 갖고 PCB가 센서 관을 향하는 단층 PCB 또는 이중층 PCB인, 열 유형 흐름 센서의 분해도;
도 4는 PCB의 형태인 열 전도성 프레임 구성요소의 예를 도시하는 도면;
도 5 및 도 6은 평면도로 PCB 형상의 몇몇의 예를 도시하는 도면;
도 7a 내지 도 7e는 변형 부분의 몇몇의 예를 도시하는 도면;
도 8은 접힘 라인이 작동 형상으로 접힌 물질의 시트의 예를 도시하는 도면;
도 9는 물질의 시트가 유량계 인클로저를 형성하는, 작동 형상으로 접힌 도 8의 물질의 시트를 도시하는 도면; 및
도 10은 접힌 물질의 시트가 유량계 인클로저를 형성하는, 열 유형 흐름 센서의 예의 사시도.

도 1 내지 도 10(함께 논의됨)과 관련하여 나타내는 바와 같이 그리고 전술한 내용에서 논의된 바와 같이, 출원인은 유체의 흐름이 결정되는, 유체와 같은 매체를 위한 주 채널 부분(3b)을 포함하는 유량계(1)를 위한 유리한 열 유형 흐름 센서를 제시하였다(특히 도 2를 참조). 기저 부분(2)은 적절한 연결 수단(7), 예컨대, 볼트, 리벳, 나사, 납땜, 아교, 기계적 클램핑, 전도성 에폭시, 예컨대, 은 에폭시에 의한 부착 등에 의해 주 채널 부분(3b)에 연결될 수도 있다. 연결 수단(7)은 열 전도성 프레임 구성요소(13)의 대향 측면(즉, 도 2의 수직 파선으로 나타낸 바와 같은 길이방향으로 횡단함)에 제공될 수도 있다. 게다가, 연결 수단(7)은 열 유형 흐름 센서(1)의 길이방향과 정렬되고 주 채널 부분(3b)의 길이방향과 수직인 제1 대칭면 및/또는 열 유형 흐름 센서(1)의 길이방향과 정렬되고 주 채널 부분(3b)의 길이방향과 평행한 제2 대칭면에 대해 비대칭으로 배열될 수도 있다.

주 채널(3)에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유입부(6)를 가진 제1 관 부분(5)뿐만 아니라 또 다른 하류 위치에서 주 채널(3)에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유출부(9)를 가진대향하는 제2 관 부분(8)을 가진 센서 관(4)이 제공된다. 감지 부분(11)은 제1 관 부분(5)과 제2 관 부분(8)을 연결시켜서 유입부(6)로부터 센서 관(4)을 통해 유출부(9)로의 유체 흐름을 허용한다. 센서 관(4)은 도 2에서 반전된 것으로 도시되는, U자 형상을 갖는다. 게다가 기저 부분(2)은 각각 제1 관 부분(5)과 제2 관 부분(8)이 주 채널(3)에 연결되게 하기 위해 열 전도성 흐름 구성요소(3)의 길이방향과 정렬된 2개의 관통 구멍을 포함한다. 감지 또는 가열 구성요소(12)는 흐름을 결정하도록 센서 관(4)에서 온도 차 또는 전력 차를 측정하기 위해 제공된다. 적어도 2개의 감지/가열 구성요소(12)는 바람직하게는 필요한 온도/전력 차(종래 기술에서 알려진 바와 같음)를 생성하기 위해, 백금 권선 코일과 같은 권선 코일을 각각 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 절연 부분(28), 예컨대, 발포체(28)의 피스는 대향하는 열 전도성 프레임 구성요소(13) 사이에 배열되어 절연 및 적절한 간격을 제공할 수도 있다.

열 전도성 프레임 구성요소(13)는 열 유형 흐름 센서(1), 특히 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8) 및 주 채널 부분(3b)에 걸친 온도 구배를 균일화하도록 구성된, 적어도 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8)뿐만 아니라 주 채널 부분(3b)과 접촉하여 최적의 열 "밸런싱"이 달성된다. 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8) 및 주 채널 부분(3b)은 예를 들어, 납땜, 아교, 기계적 클램핑, 전도성 에폭시, 예컨대, 은 에폭시에 의한 부착 등에 의해 또는 예를 들어, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 센서 관 지지부(30)에 의해 열적으로 결합될 수 있다. 이어서 이 센서 관 지지부(30)는 센서 관(4)과 열 전도성 프레임 구성요소(13) 간에 열 접촉을 제공한다. 센서 관 지지부(30)는 바람직하게는 금속 코팅 또는 직조된 금속 거즈가 제공되는 변형 가능한 물질을 포함할 수도 있다. 바람직한 실시형태에서, 2개의 대칭으로 배치된 센서 관 지지부(30)가 있고, 또 다른 바람직한 실시형태에서, 제3 센서 관 지지부(30)가 관(4)의 중간을 지지하도록 추가된다. 더 많은 지지부(30)가 몇몇의 관을 위해 필요할 수도 있다.

열 전도성 프레임 구성요소(13)는 인쇄 회로 기판(PCB)(14)의 형태이거나 또는 인쇄 회로 기판을 포함한다. PCB(14)는 바람직하게는 금속, 더 바람직하게는 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)로 이루어진다. 그러나, 적합한 열 특성을 가진 다른 물질이 또한 가능하다. 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 일반적으로 Au, Ag, Pt, Cu, Al, W, Zi 또는 자막, RVS, AlN, SiC, SiN, 다이아몬드, 그래핀 또는 흑연과 같은, 적합한 비열용량, 열 전도율, 밀도 및/또는 열확산율을 가진 물질로 이루어질 수도 있다. 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 또한 위에서 언급된 물질을 포함하는 합성물 또는 합판을 포함할 수 있거나, 또는 물질은 열 전도성 프레임 구성요소(13) 상의 코팅일 수 있다.

PCB(14)는 바람직하게는 (모든) 흐름 센서 전자기기(15)(도 3을 참조)를 포함하고, 즉, 흐름 센서 전자기기(15)는 (전부) 열 전도성 프레임 구성요소(13)에 부착된다.

도 1, 도 3, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, PCB(14)를 포함하는 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 흐름 센서 인클로저(25)를 형성할 수도 있고, 흐름 센서 전자기기(15), 바람직하게는 모든(온도 민감성) 흐름 센서 전자기기(15)는 흐름 센서 인클로저(25)에 의해 둘러싸인다. PCB(14)는 단층 PCB, 이중층 PCB 또는 다층 PCB일 수도 있다. 바람직하게는, PCB(14)는 온도 센서, 습도 센서, 전도율 센서 및/또는 압력 센서의 군으로부터 선택된 하나 이상의 부가적인 센서(17)를 포함한다. PCB(14)에는 또한 외부 컴퓨터 시스템(미도시)과의 데이터 연결을 제공하기 위한 연결기(미도시)가 제공될 수도 있다.

도 1 내지 도 7c에 도시된 바와 같이, 열 유형 흐름 센서(1)는 주 채널 부분(3b)과의 최적의 열 전도성 접촉을 확립하도록(즉, 온도를 더 균일화하도록) 주 채널 부분(3b)과 접촉하기 위한 접촉면(21)을 가진 탄성 및/또는 소성 변형 가능한 변형 부분(20)을 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 초기장력하에 있어서 주 채널 부분(3b)에 대해 변형 부분(20)의 접촉면(21)을 가압한다. 열 유형 흐름 센서(1)의 길이방향 축이 주 채널 부분(3b)과 완전히 수직이 아닐 수도 있을 때에도 접촉면(21)은 바람직하게는 주 채널 부분(3b)과의 최적의 접촉을 제공하기 위해 적어도 부분적으로 둥글다.

변형 부분(20)은 접촉면(21)과 가까운 중심 개구(36) 및/또는 2개의 측면 개구(37)를 포함할 수도 있다. 2개의 측면 개구(37)는 변형 부분(20)을 기저 부분(2), 예컨대, 기저 부분(2)의 1개의 측면 또는 2개의 대향 측면에 연결시키기 위한, 부착/연결 수단(22), 예컨대, 리벳 또는 볼트를 수용하기 위해 배열될 수도 있다. 변형 부분(20)은, 사용 동안, 접촉면(21)이 주 채널 부분(3b)에 대해 가압되어 우수한 열 접촉을 보장하는 방식으로 구성되고/되거나 기저 부분(2)에 연결된다.

도 4를 더 참조하면, 열 전도성 프레임 구성요소(13)이 센서 관(4)과 접촉하여 센서 관 지지부(30)를 통한 열 합선(각각, 도 4에서 좌측 및 우측)을 제공한다.

주 채널 부분(3b)과의 우수한 열 접촉이 있다는 것을 보장하기 위해, 열 전도성 프레임 구성요소(13)의 하단부에는 바람직하게는 동일한 물질로 이루어진, "탄성" 구성요소(20)의 형태인 변형 부분(20)이 제공된다. 탄성 구성요소(20)는 이것이 항상 힘을 주 채널 부분(3b)에 가하는 방식으로 설계된다.

탄성 구성요소(20)는 바람직하게는 스스로 조정되고; 탄성 구성요소는 먼저 탄성 변형 구역을 통해 소성 변형 구역으로 밀어진다. 탄성 구성요소(20)에 의해 가해진 힘은 좁은 대역폭 내에서 잘 규정된다. 따라서 요구되는 반복적인 열 접촉이 탄성 구성요소(20)에 의해 실현된다.

탄성 구성요소(20)의 탄성이 충격 또는 진동을 흡수할 때 부가적인 기능을 제공하지만, 주 목적은 개별적인 열 유형 흐름 센서(1) 간에 또한(거의) 동일한, 열 전도성 프레임 구성요소(13)와 주 채널 부분(3b) 간의 매우 일정한 접촉을 통해 열 접촉을 보장하는 것이다.

탄성 구성요소(20)는 탄성 변형되거나, 소성 변형되거나 또는 둘 다일 수 있다.

열 전도성 프레임 구성요소(13)의 변형 부분 또는 탄성 구성요소(20)는 주 채널 부분(3b)에 대한 접촉면(21)의 탄성 접촉을 허용하기 위한 중심 개구(36)를 포함할 수도 있고, 따라서 변형 부분 또는 탄성 구성요소(20)가 주 채널 부분(3b)과 접촉할 때 약간 압축되게 된다. 중심 개구(36)는 예측 가능하게 변형되거나 또는 압축되도록 성형되어, 일정한 열 접촉을 보장하고, 변형률 및 피로를 제한한다. 중심 개구(36)는 직사각형, 변형된 직사각형(도 7a), 원형, 반원형, 정사각형, 변형된 정사각형 또는 변형된 모래시계일 수도 있다. 중심 개구(36)는 바람직하게는 삼각형 형상, 변형된 삼각형 형상, 둥근 삼각형 형상(도 7c), 반전된 T자 형상, 둥근 반전된 T자 형상(도 7b), 타원 형상(도 7d), 변형된 타원 형상, 반원형 형상, 아치형 형상, 하트 형상(도 7e), 변형된 하트 형상, 또는 더 바람직하게는 S자 하트 형상(도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같음)을 갖는다.

또 다른 관련된 실시형태에서, 변형 부분 또는 탄성 구성요소(20)는 일정한 열 접촉을 보장하기 위해 주 채널 부분(3b)과 접촉할 때 압축될 수 있는 하나 이상의 캔틸레버를 포함한다.

중심 개구(36) 또는 캔틸레버를 포함하는 실시형태는 또한 종래의 프레임 구성요소의 부분일 수 있다.

바람직한 실시형태에서, 주 채널 부분(3b)과의 접점, 특히 층류 구성요소(laminar flow element: LFE)(38)를 포함하는 주 채널 부분(3b)의 부분은 동일한 온도이다. 이를 달성하기 위해, 프레임 구성요소(13) 간의 접점은 LFE(38)와 가능한 한 가까이 배치된다. 따라서 열 입력부는 바람직하게는 대칭인 열 지점에 배치된다. 접점의 형상은 다양할 수 있다.

열 전도성 프레임 구성요소(13)는 대략 I자 형상일 수도 있고, I자 형상의 프레임의 하나의 단부(즉, 하단 단부)는 변형 부분(20)을 포함하고, I자 형상의 프레임의 적어도 2개의 센서 관 지지 부분(30)은 제1 관 부분(5) 및 제2 관 부분(8)과 접촉한다. 대안적으로, 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 대략 T자 형상일 수도 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, PCB(14)는 하나 이상의 접힘 라인(18)을 포함할 수도 있다. 접힘 라인은 선택된 물질을 접거나 또는 형태 접거나 또는 접힘 형성하는 데 적합한 임의의 유형일 수도 있다. 유리하게는, PCB(14)는 물질의 시트(19), 특히 알루미늄 또는 구리와 같은 금속의 시트를 하나 이상의 접힘 라인(18)을 따라 접음으로써 작동 사용 형상으로 접힐 수도 있다. 접힘 라인은 파선을 포함할 수도 있다. 레이저 절단은 파선을 만들기 위한 바람직한 방법이다.

앞서 언급된 바와 같이, 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 센서 관(4) 그리고 임의로 기저 부분(2)을 둘러싸는 흐름 센서 인클로저(25)를 형성할 수도 있다. 물질의 시트(19)가 접힘 라인(18)을 따라 접혀서 이러한 인클로저(25)를 형성할 수도 있다. 대안적으로, 물질의 시트(19)가 접힘 라인(18)을 따라 접혀서 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 흐름 센서 인클로저(25)를 형성하여 흐름 센서(1) 내부를 외부 영향으로부터 보호할 수도 있다. 캡(미도시)과 같은 추가의 흐름 센서 하우징은 또한 흐름 센서 인클로저(25)를 수용할 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 캡은 오직 기저 부분(2)와 접촉한다. 캡과 열 전도성 프레임 구성요소(13), 센서 관(4)과 감지/가열 구성요소(12) 간의 접촉이 바람직하게는 방지되어야 한다. 따라서 흐름 센서 인클로저(25)는 센서 관(4)을 보호하고 지지한다. 흐름 센서 하우징은 흐름 센서 인클로저(25)를 캡슐화함으로써 부가적인 보호 및 절연 층을 제공할 수도 있다. 흐름 센서 인클로저(25) 및 흐름 센서 하우징은 센서를 외풍으로부터 보호할 수도 있다.

도 8 내지 도 10은 또한 프레임 구성요소(13)의 역할을 하는 접힌 물질의 시트(19)로 센서 관(4) 및 기저 부분(2)을 둘러쌈으로써 변형 부분(20)의 접촉면(21)에 대한 또 다른 대안을 제공한다. 접힌 물질의 시트(19)는 센서 관(4)의 유입부(6) 및 유출부(9)를 위한 개구를 가진, 접촉면(21)의 역할을 하는 2개의 접힘 라인 사이의 부분 및 센서 관 지지부(30)를 포함한다. 이 접힌 물질의 시트(19)의 접촉면(21)은 주 채널 부분(3b)과 접촉한다. 여기서, 열 평형은 큰 접촉 면적에 의해 용이하게 된다.

앞서 언급된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 양상은 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8) 및 주 채널 부분(3b)에 걸친 온도 구배를 균일화하기 위해, 열 유형 흐름 센서(1)의 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8) 및 주 채널 부분(3b)과 접촉하도록 구성된, 인쇄 회로 기판(PCB)(14)의 형태인, 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서(1)에서 사용되는, 열 전도성 프레임 구성요소(13)에 관한 것이다.

본 발명의 추가의 또 다른 양상은 위에서 언급된 열 전도성 프레임 구성요소(13)를 생산하는 방법에 관한 것이고, 방법은,

- 인쇄 회로 기판(PCB)(14)의 형태로 열 전도성 프레임 구성요소(13)를 생성하는 단계를 포함하되, 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8) 및 주 채널 부분에 걸친 온도 구배를 균일화하기 위해, 열 유형 흐름 센서(1)의 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8) 및 주 채널 부분과 접촉하도록 구성된다. 앞서 언급된 바와 같이, PCB(14)는 물질의 시트(19), 특히 알루미늄 또는 구리와 같은 금속의 시트를 하나 이상의 접힘 라인(18)을 따라 접음으로써 작동 사용 형상, 즉, 최종 형상으로 접힐 수도 있다. 그 안에서, PCB(14)는 주 채널(3)과 접촉하기 위한 접촉면(21)을 가진 탄성 및/또는 소성 변형 가능한 변형 부분(20)을 포함하도록 성형될 수도 있고, 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 바람직하게는 주 채널(3)에 대해 변형 부분(20)의 접촉면(21)을 가압하기 위해 초기장력하에 있도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 양상은 위에서 언급된 열 유형 흐름 센서(1)를 생산하는 방법에 관한 것이고, 방법은,

- 매체의 흐름이 결정되는, 매체를 위한 주 채널 부분(3b)을 제공하는 단계,

- 센서 관(4)을 제공하는 단계로서, 센서 관은,

주 채널(3)에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유입부(6)를 가진 제1 관 부분(5),

주 채널에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유출부(9)를 가진 대향하는 제2 관 부분(8),

유입부(6)로부터 센서 관(4)을 통해 유출부(9)로의 유체 흐름을 허용하기 위해 제1 관 부분(5)과 제2 관 부분(8)을 연결시키는 감지 부분(11),

흐름을 결정하기 위해 센서 관(4)의 온도차 또는 전력차를 측정하기 위한 적어도 2개의 감지 또는 가열 구성요소(12)를 가진, 센서 관을 제공하는 단계,

- 열 유형 흐름 센서(1), 특히 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8) 및 주 채널 부분(3b)에 걸친 온도 구배를 균일화하도록 구성된, 적어도 제1 관 부분(5), 제2 관 부분(8) 및 주 채널 부분(3b)과 접촉하는 열 전도성 프레임 구성요소(13)를 제공하는 단계를 포함하되, 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 인쇄 회로 기판(PCB)(14)이다.

그 안에서, 인쇄 회로 기판(PCB)(14)의 형태인 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 위에서 언급된 방법을 사용하여 생산될 수도 있다.

도 5 및 도 6은 PCB(14) 형상의 몇몇의 예를 평면도뿐만 아니라 사시도로 도시한다. PCB(14)는 PCB(14) 주위에 전기 배선(16)을 최적으로 라우팅하기 위한 (횡방향) 함몰부(33) 및/또는 (횡방향) 돌출부를 포함할 수도 있어서, 전기 배선(16) 상의 장력이 가능한 한 많이 방지된다. 관행으로부터, 특히 대칭인 배선 지지부(31)를 가진 도 6의 실시예가 전기 배선(16) 상의 장력을 감소시키는 데 유리하면서, 동시에 열적으로 최적의 그리고 가요성 PCB(14) 설계를 제공한다는 것이 명백하다.

1. 열 유형 흐름 센서 2. 기저 부분
3. 주 채널; 3b. 주 채널 부분 4. 센서 관
5. 제1 관 부분 6. 유입부
7. 연결 수단 8. 제2 관 부분
9. 유출부 10. -
11. 감지 부분 12. 감지/가열 구성요소
13. 열 전도성 프레임 구성요소 14. 인쇄 회로 기판(PCB)
15. 유량계 전자기기 16. 전기 배선
17. 부가적인 센서 18. 접힘 라인
19. 물질의 시트 20. 변형 부분
21. 접촉면 22. 부착/연결 수단
23. - 24. -
25. 흐름 센서 인클로저 26. -
27. - 28. 절연부
29. - 30. 센서 관 지지부
31. 배선 지지부 32. -
33. 횡방향 함몰부 34. -
35. - 36. 중심 개구
37. 측면 개구 38. 층류 구성요소

Claims (22)

1. 유량계를 위한 열 유형 흐름 센서(thermal-type flow sensor)(1)로서,
   매체의 흐름이 결정되는, 상기 매체를 위한 주 채널(3)을 포함하는 주 채널 부분(3b),
   센서 관(4)으로서,
   상기 주 채널에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유입부(6)를 가진 제1 관 부분(5),
   또 다른 하류 위치에서 상기 주 채널에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유출부(9)를 가진 대향하는 제2 관 부분(8),
   상기 유입부로부터 상기 센서 관을 통해 상기 유출부로의 유체 흐름을 허용하기 위해 상기 제1 관 부분과 상기 제2 관 부분을 연결시키는 감지 부분(11),
   흐름을 결정하기 위해 상기 센서 관의 온도차 또는 전력차를 측정하기 위한 적어도 2개의 감지 또는 가열 구성요소(12)를 가진, 상기 센서 관,
   상기 열 유형 흐름 센서, 상기 제1 관 부분, 상기 제2 관 부분 및 상기 주 채널 부분에 걸친 온도 구배를 균일화하도록 구성된, 적어도 상기 제1 관 부분, 상기 제2 관 부분뿐만 아니라 상기 주 채널 부분과 접촉하는 열 전도성 프레임 구성요소(13)
   를 포함하되,
   상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 인쇄 회로 기판(PCB)(14)인 것을 특징으로 하는 열 유형 흐름 센서.
2. 제1항에 있어서, 상기 PCB(14)는 금속으로 이루어진, 열 유형 흐름 센서(1).
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 PCB(14)는 흐름 센서 전자기기(15)를 포함하는, 열 유형 흐름 센서(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PCB(14)는 단층 PCB, 이중층 PCB 또는 다층 PCB인, 열 유형 흐름 센서(1).
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PCB(14)는 온도 센서, 습도 센서, 전도율 센서 및/또는 압력 센서의 군으로부터 선택된 적어도 하나의 부가적인 센서(17)를 포함하는, 열 유형 흐름 센서(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PCB(14)는 하나 이상의 접힘 라인(18)을 포함하고, 상기 PCB는 물질의 시트(19), 특히 알루미늄 또는 구리와 같은 금속의 시트를 상기 하나 이상의 접힘 라인을 따라 접음으로써 작동 사용 형상으로 접히는, 열 유형 흐름 센서(1).
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 연결 수단(7)에 의해 상기 주 채널 부분(3b)에 연결된 기저 부분(2)을 포함하되, 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 변형 부분을 상기 기저 부분(2)에 부착시키기 위한 부착 수단(22)을 가진, 상기 주 채널 부분(3b)과 접촉하기 위한 접촉면(21)을 가진 탄성 및/또는 소성 변형 가능한 변형 부분(20)을 포함하고, 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 바람직하게는 상기 주 채널(3)에 대해 상기 변형 부분의 상기 접촉면을 가압하기 위해 초기장력하에 있는, 열 유형 흐름 센서(1).
8. 제7항에 있어서, 상기 변형 부분(20)은 상기 접촉면과 가까운 중심 개구(36)를 포함하는, 열 유형 흐름 센서(1).
9. 제8항에 있어서, 상기 중심 개구(36)는 변형된 삼각형 형상, 둥근 반전된 T자 형상, 변형된 타원형 형상, 하트 형상 또는 S자 하트 형상인, 열 유형 흐름 센서(1).
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 연결 수단(7)에 의해 상기 주 채널 부분(3b)에 연결된 기저 부분(2), 및 바람직하게는 상기 센서 관(4) 그리고 임의로 상기 기저 부분(2)을 둘러싸는 상기 프레임 구성요소(13)에 의해 형성된 접힌 흐름 센서 인클로저(25)를 포함하는, 열 유형 흐름 센서(1).
11. 제10항에 있어서, 흐름 센서 하우징은 상기 흐름 센서 인클로저(25)를 수용하는, 열 유형 흐름 센서(1).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PCB(14)는 알루미늄 또는 구리로 이루어지는, 열 유형 흐름 센서(1).
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 통합된 유량계 부분인, 열 유형 흐름 센서(1).
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 시트 물질의 하나의 피스로 이루어지는, 열 유형 흐름 센서(1).
15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 프레임 구성요소는 상기 유량계의 앞과 뒤에 2개의 부분을 포함하는, 열 유형 흐름 센서(1).
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 특정한 측면 지지부에서, 상기 센서 관의 대향 측면의 상기 센서 관(4)에 지지를 제공하는, 열 유형 흐름 센서(1).
17. 제16항에 있어서, 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 상기 센서 관(4)을 지지하기 위한 지지부(30)를 포함하는, 열 유형 흐름 센서(1).
18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 상기 주 채널 부분(3b)과 직접 물리적 접촉 및/또는 열 접촉하는, 열 유형 흐름 센서(1).
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 열 유형 흐름 센서(1)에서 사용되는 열 전도성 프레임 구성요소(13)를 생산하는 방법으로서,
    - 인쇄 회로 기판(PCB)(14)의 형태로 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)를 생산하는 단계를 포함하되, 상기 열 전도성 프레임 구성요소는 상기 제1 관 부분, 상기 제2 관 부분 및 상기 주 채널 부분에 걸친 온도 구배를 균일화하기 위해, 상기 열 유형 흐름 센서(1)의 상기 제1 관 부분(5), 상기 제2 관 부분(8) 및 상기 주 채널 부분(3b)과 접촉하도록 구성되는, 열 전도성 프레임 구성요소를 생산하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 PCB(14)는 하나 이상의 접힘 라인(18)을 포함하고, 상기 방법은,
    - 물질의 시트(19), 특히 알루미늄 또는 구리와 같은 금속의 시트를 상기 하나 이상의 접힘 라인을 따라 접음으로써 상기 PCB를 작동 사용 형상으로 접는 단계를 더 포함하는, 열 전도성 프레임 구성요소를 생산하는 방법.
21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    - 변형 부분을 연결 수단(7)에 의해 상기 주 채널 부분(3b)에 연결된 기저 부분(2)에 부착시키기 위한 부착 수단(22)을 가진, 상기 주 채널 부분(3b)과 접촉하기 위한 접촉면(21)을 가진 탄성 및/또는 소성 변형 가능한 변형 부분(20)을 포함하도록 상기 PCB(14)를 성형하는 단계를 더 포함하되, 상기 열 전도성 프레임 구성요소(13)는 바람직하게는 상기 주 채널 부분에 대해 상기 변형 부분의 상기 접촉면을 가압하기 위해 초기장력하에 있도록 구성되는, 열 전도성 프레임 구성요소를 생산하는 방법.
22. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 열 유형 흐름 센서(1)를 생산하는 방법으로서,
    - 매체의 흐름이 결정되는, 매체를 위한 주 채널(3)을 포함하는 주 채널 부분(3b)을 제공하는 단계,
    - 센서 관(4)을 제공하는 단계로서,
    상기 주 채널에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유입부(6)를 가진 제1 관 부분(5),
    상기 주 채널에 유체 흐름 가능하게 연결되기 위한 유출부(9)를 가진 대향하는 제2 관 부분(8),
    상기 유입부로부터 상기 센서 관을 통해 상기 유출부로의 유체 흐름을 허용하기 위해 상기 제1 관 부분과 상기 제2 관 부분을 연결시키는 감지 부분(11),
    흐름을 결정하기 위해 상기 센서 관의 온도차 또는 전력차를 측정하기 위한 적어도 2개의 감지 또는 가열 구성요소(12)를 가진, 상기 센서 관을 제공하는 단계,
    - 상기 제1 관 부분, 상기 제2 관 부분 및 상기 주 채널 부분에 걸친 온도 구배를 균일화하도록 구성된, 적어도 상기 제1 관 부분, 상기 제2 관 부분 및 상기 주 채널 부분과 접촉하는 열 전도성 프레임 구성요소(13)를 제공하는 단계를 포함하되, 상기 열 전도성 프레임 구성요소는 인쇄 회로 기판(PCB)(14)인, 열 유형 흐름 센서를 생산하는 방법.

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