JP2000146650A

JP2000146650A - 流量センサー

Info

Publication number: JP2000146650A
Application number: JP10318540A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Inoue; 眞一井上; Kiyoshi Yamagishi; 喜代志山岸; Atsushi Koike; 淳小池; Kenji Tomonari; 健二友成; Toshiaki Kawanishi; 川西　　利明
Original assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 1998-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】幅広い環境温度条件下において配管内の粘性
流体の流量を正確に測定できる流量センサーを提供す
る。【解決手段】流体流通管路４と、流量検知ユニット５
１内の流量検知部における発熱の影響を受け且つ流体流
通管路４内に延出するように配置された流量検知用熱伝
達フィンプレート１４とを備えており、流量検知部にお
いて発熱に基づきフィンプレート１４を介して被検知流
体による吸熱の影響を受けた感温が実行され、この感温
の結果に基づき流体流通管路４内の被検知流体の流量の
検知がなされる。流量検知部及びフィンプレート１４の
流量検知部との熱的接続部分は基体部内に封止されてお
り、この基体部は熱伝導率が０．７［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下
の合成樹脂からなる。フィンプレート１４は管路４の径
方向に延出しており、管路４の方向に沿うように配置さ
れた平板状をなしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流体流量検知技術
に属するものであり、特に、配管内を流れる流体の流量
を検知するための流量センサーに関する。本発明は特に
流量センサーの測定精度の向上を企図したものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
各種流体特に液体の流量（あるいは流速）を測定する流
量センサー（あるいは流速センサー）としては、種々の
形式のものが使用されているが、低価格化が容易である
という理由で、いわゆる熱式（特に傍熱型）の流量セン
サーが利用されている。

【０００３】この傍熱型流量センサーとしては、基板上
に薄膜技術を利用して薄膜発熱体と薄膜感温体とを絶縁
層を介して積層し、基板と配管内の流体とを熱的に接続
させるように配置したものが使用されている。発熱体に
通電することにより感温体を加熱し、該感温体の電気的
特性例えば電気抵抗の値を変化させる。この電気抵抗値
の変化（感温体の温度上昇に基づく）は、配管内を流れ
る流体の流量（流速）に応じて変化する。これは、発熱
体の発熱量のうちの一部が基板を経て流体中へと伝達さ
れ、この流体中へ拡散する熱量は流体の流量（流速）に
応じて変化し、これに応じて感温体へと供給される熱量
が変化して、該感温体の電気抵抗値が変化するからであ
る。この感温体の電気抵抗値の変化は、流体の温度によ
っても異なり、このため、上記感温体の電気抵抗値の変
化を測定する電気回路中に温度補償用の感温素子を組み
込んでおき、流体の温度による流量測定値の変化をでき
るだけ少なくすることも行われている。

【０００４】このような、薄膜素子を用いた傍熱型流量
センサーに関しては、例えば、特開平８−１４６０２６
号公報に記載がある。

【０００５】ところで、従来の傍熱型の流量センサー
は、流量検知部の基板または該基板に対して熱的に接続
されたケーシングを配管の壁面から流体中に露出させる
ようにして配管に取り付けられている。

【０００６】しかして、流体が粘性流体特に液体である
場合には、配管内の流体の流れと直交する断面における
流速分布が不均一となる（断面内の中央部と外周部とで
流速が大きく異なる）。上記従来の管壁に単に基板また
はそれに接続されたケーシング部分を露出させたものの
場合には、上記流速分布が、流量測定の精度に大きな影
響を与える。これは、流量検知に際して、配管の断面中
央部分を流れる流体の流速が考慮されず、配管の管壁近
傍における流体の流速のみが考慮されるからである。こ
のように、従来の流量センサーでは、粘性流体の場合に
は、正確な流量測定が困難であるという問題点があっ
た。尚、常温において粘度が低い流体であっても、温度
が低下するにつれて粘度が上昇するので、以上のような
流体の粘性に関連する問題が発生する。

【０００７】また、傍熱型の流量センサーの測定精度の
向上のためには、発熱体から発せられた熱が被検知流体
による吸熱の影響のみを受けて感温体へと伝達されるこ
とが重要である。しかしながら、従来の傍熱型流量セン
サーにおいては、外部環境と感温体との間の熱伝達や外
部環境と発熱体との間の熱伝達が無視できず、外部環境
温度によって検知流量が変化し流量検知誤差が発生する
という問題がある。

【０００８】流量センサーが使用される温度環境は、地
理的条件及び屋内外の別などにより極めて広い範囲であ
り、更に、これらに季節的条件及び昼夜の別などが加わ
り、温度環境の変化も極めて大きく、このような幅広い
環境温度条件下において正確に流量を検知する流量セン
サーが望まれている。

【０００９】そこで、本発明の目的は、粘性流体であっ
ても、幅広い環境温度条件下において、配管内を流れる
該流体の流量を正確に測定できる流量センサーを提供す
ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以上の
如き目的を達成するものとして、発熱機能及び感温機能
を有する流量検知部と、被検知流体の流通のための流体
流通管路と、前記流量検知部における発熱の影響を受け
且つ前記流体流通管路内に延出するように配置された流
量検知用熱伝達部材とを備えており、前記流量検知部に
おいて発熱に基づき前記流量検知用熱伝達部材を介して
前記被検知流体による吸熱の影響を受けた感温が実行さ
れ、該感温の結果に基づき前記流体流通管路内の被検知
流体の流量の検知がなされる流量センサーであって、前
記流量検知部及び前記流量検知用熱伝達部材の前記流量
検知部と熱的に接続された部分は流量検知用基体部内に
封止されており、該流量検知用基体部は熱伝導率が０．
７［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の合成樹脂からなることを特徴と
する流量センサー、が提供される。

【００１１】本発明の一態様においては、前記流量検知
用基体部は熱伝導率が０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の合成
樹脂からなる。

【００１２】本発明の一態様においては、前記流量検知
用熱伝達部材は前記流体流通管路の径方向に延出してお
り該流体流通管路の中心線を通っている。

【００１３】本発明の一態様においては、前記流量検知
用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流通管
路内において該管路の方向に沿うように配置されてい
る。

【００１４】本発明の一態様においては、前記流量検知
部は前記流体流通管路外において前記流量検知用熱伝達
部材の上に形成された薄膜発熱体及び該薄膜発熱体の発
熱の影響を受けるように配置された流量検知用薄膜感温
体とを含んでいる。

【００１５】本発明の一態様においては、前記流量検知
の際の温度補償を行うための流体温度検知部を含んでお
り、該流体温度検知部と前記流体流通管路内に延出する
ように配置された流体温度検知用熱伝達部材とが熱的に
接続されている。

【００１６】本発明の一態様においては、前記流体温度
検知部及び前記流体温度検知用熱伝達部材の前記流体温
度検知部と熱的に接続された部分は流体温度検知用基体
部内に封止されており、該流体温度検知用基体部は熱伝
導率が０．７［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の合成樹脂からなる。

【００１７】本発明の一態様においては、前記流体温度
検知用基体部は熱伝導率が０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の
合成樹脂からなる。

【００１８】本発明の一態様においては、前記流体温度
検知用熱伝達部材は前記流体流通管路の径方向に延出し
ており該流体流通管路の中心線を通っている。

【００１９】本発明の一態様においては、前記流体温度
検知用熱伝達部材は、平板状をなしており、前記流体流
通管路内において該管路の方向に沿うように配置されて
いる。

【００２０】本発明の一態様においては、前記薄膜発熱
体に電流を供給する経路に該薄膜発熱体の発熱を制御す
る発熱制御手段が接続されており、該発熱制御手段は前
記感温の結果が目標と一致するように該感温の結果に基
づき前記薄膜発熱体への供給電流を制御し、前記発熱制
御手段による制御状態に基づき前記被検知流体の流量を
検知するものである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら説明する。

【００２２】図１及び図２は本発明による流量センサー
の一実施形態を示す断面図であり、図１は被検知流体が
流通する流体流通管路に沿った断面を示し、図２は流体
流通管路と直交する断面を示す。

【００２３】これらの図において、２はケーシング本体
部であり、該ケーシング本体部を貫通して被検知流体の
流通のための流体流通管路４が形成されている。該管路
４はケーシング本体部２の両端まで延びている。Ａは管
路４の中心線を示す。ケーシング本体部２の両端におい
て、外部配管と接続するための接続部（例えば詳細には
図示されていないクイックカップリング構造）６ａ，６
ｂが形成されている。ケーシング本体部２は合成樹脂製
たとえば塩化ビニル樹脂や耐薬品性及び耐油性が大きい
ガラス繊維強化のポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等からな
る。このケーシング本体部２には、管路４の上方にて素
子収容部５が形成されており、該素子収容部５にはケー
シング蓋体部８がネジまたは嵌合などにより固定されて
いる。該ケーシング蓋体部８と上記ケーシング本体部２
とによりケーシングが構成されている。

【００２４】本実施形態では、ケーシング本体部２の素
子収容部５の内側（即ち管路４側）に、管路４に隣接し
て２つの素子ユニット保持部５０，６０が形成されてい
る。これら素子ユニット保持部５０，６０はいずれも管
路４の径方向を中心とする２段円筒状内面を有する。第
１の素子ユニット保持部５０により流量検知ユニット５
１が保持されており、第２の素子ユニット保持部６０に
より流体温度検知ユニット６１が保持されている。

【００２５】図３に、流量検知ユニット５１の断面図を
示す。図３に示されているように、流量検知ユニット５
１は、流量検知部１２と、該流量検知部１２に熱伝導性
良好な接合材１６により接合された熱伝達用部材として
のフィンプレート１４と、電極端子５２と、流量検知部
１２の電極を対応する電極端子５２と電気的に接続する
ボンディングワイヤ２８と、合成樹脂製の基体部５３と
を有する。該基体部５３は、特に、熱伝達性が低く（す
なわち熱絶縁性を有する）耐薬品性や耐油性が大きい合
成樹脂からなるのが好ましい。基体部５３は素子ユニッ
ト保持部５０の内周面に対応した２段円筒形状外周面を
有する。基体部５３から、フィンプレート１４の一部が
管路４の側へと延出しており、電極端子５２の一部が管
路４と反対の側（外側）へと延出している。すなわち、
流量検知部１２と、接合材１６とフィンプレート１４の
一部と、電極端子５２の一部とボンディングワイヤ２８
とが基体部５３により封止されている。

【００２６】流量検知部１２は、図４に示されている様
に、基板１２−１の上面（第１面）上に絶縁層１２−２
を形成し、その上に薄膜発熱体１２−３を形成し、その
上に該薄膜発熱体のための１対の電極層１２−４，１２
−５を形成し、その上に絶縁層１２−６を形成し、その
上に流量検知用薄膜感温体１２−７を形成し、その上に
絶縁層１２−８を形成したチップ状のものからなる。基
板１２−１としては例えば厚さ０．５ｍｍ程度で大きさ
２〜３ｍｍ角程度のシリコンやアルミナなどからなるも
のを用いることができ（アルミナなどの絶縁基板を用い
る場合には、絶縁層１２−２を省略することができ
る）、薄膜発熱体１２−３としては膜厚１μｍ程度で所
望形状にパターニングしたサーメットからなるものを用
いることができ、電極層１２−４，１２−５としては膜
厚０．５μｍ程度のニッケルからなるもの又はこれに膜
厚０．１μｍ程度の金を積層したものを用いることがで
き、絶縁層１２−２，１２−６，１２−８としては膜厚
１μｍ程度のＳｉＯ₂ からなるものを用いることがで
き、薄膜感温体１２−７としては膜厚０．５〜１μｍ程
度で所望形状例えば蛇行形状にパターニングした白金や
ニッケルなどの温度係数が大きく安定な金属抵抗膜を用
いることができる（あるいは酸化マンガン系のＮＴＣサ
ーミスターからなるものを用いることもできる）。この
ように、薄膜発熱体１２−３と薄膜感温体１２−７とが
薄膜絶縁層１２−６を介して極く近接して配置されてい
ることにより、薄膜感温体１２−７は薄膜発熱体１２−
３の発熱の影響を直ちに受けることになる。

【００２７】図３に示されているように、流量検知部１
２の一方の面すなわち基板１２−１の第２面に、熱伝達
用部材としての平板状フィンプレート１４が接合材１６
により接合されている。フィンプレート１４としては例
えば銅、ジュラルミン、銅−タングステン合金からなる
平板状のものを用いることができ、接合材１６としては
例えば銀ペーストを用いることができる。

【００２８】図１及び図２に示されているように、流量
検知ユニット５１（の基体部５３）の外周面と素子ユニ
ット保持部５０の内周面との間には、管路４に対するシ
ール部材としてのＯ−リング５４が介在している。

【００２９】フィンプレート１４は、上部分が流量検知
部１２に接合されており、下部分が管路４内へと延びて
いる。該フィンプレート１４は、ほぼ円形の断面を持つ
管路４において、その断面内の中央を通って上部から下
部へと該管路４を横切って延在している。但し、管路４
は必ずしも断面が円形である必要はなく、適宜の断面形
状が可能である。管路４内において、上記フィンプレー
ト１４の幅（管路方向の寸法）は該フィンプレート１４
の厚さより十分大きい。このため、フィンプレート１４
は、管路４内における流体の流通に大きな影響を与える
ことなしに、流量検知部１２と流体との間の熱伝達を良
好に行うことが可能である。

【００３０】上記ケーシング本体部２には、素子ユニッ
ト保持部５０から管路４に沿って隔てられた位置におい
て、素子ユニット保持部６０が配置されている。素子ユ
ニット保持部６０により流体温度検知ユニット６１が保
持されている。

【００３１】流体温度検知ユニット６１は、基本的に
は、流量検知部１２の代わりに流体温度検知部を用いた
ことが、流量検知ユニット５１と異なる。即ち、流体温
度検知ユニット６１は、流体温度検知部に熱伝導性良好
な接合材により接合された熱伝達用部材としてのフィン
プレート１４’と、電極端子６２と、流体温度検知部の
電極を対応する電極端子６２と電気的に接続するボンデ
ィングワイヤと、合成樹脂製の基体部とを有する。基体
部から、フィンプレート１４’の一部が管路４の側へと
延出しており、電極端子６２の一部が管路４と反対の側
（外側）へと延出している。

【００３２】温度検知部は、上記流量検知部１２と同様
な基板上に、同様な薄膜感温体（流体温度補償用薄膜感
温体）を形成したチップ状のものからなる。即ち、温度
検知部は、図４における薄膜発熱体１２−３、１対の電
極層１２−４，１２−５及び絶縁層１２−６を除去した
ものと同様にして構成することができる。また、温度検
知部には、流量検知部１２と同様にして、接合材により
フィンプレート１４’が接合されている。

【００３３】図１に示されているように、流体温度検知
ユニット６１の外周面と素子ユニット保持部６０の内周
面との間には、管路４に対するシール部材としてのＯ−
リング６４が介在している。

【００３４】流体温度検知ユニット６１は、管路４内の
流体流通方向に関して流量検知ユニット５１の下流側に
配置するのが好ましい。

【００３５】上記ケーシング本体部２の素子収容部５内
には、流量検知ユニット５１及び流体温度検知ユニット
６１のための押え板３２が配置されており、その上に配
線基板２６が固定配置されている。該配線基板２６の電
極のうちのいくつかは、上記流量検知ユニット５１の電
極端子５２とワイヤボンディング等により電気的に接続
されており（図示省略）、同様に上記流体温度検知ユニ
ット６１の電極端子６２とワイヤボンディング等により
電気的に接続されている（図示省略）。配線基板２６の
電極のうちの他のいくつかは外部リード線３０と接続さ
れていて、該外部リード線３０はケーシング外へと延び
ている。この外部リード線３０は予めケーシング本体部
２の所定の箇所に一体的に配置しておき、ケーシング本
体部２への配線基板２６の取り付けの際に該配線基板２
６の電極との電気的接続を行うようにすることができ
る。

【００３６】図５は本実施形態の流量センサーの回路構
成図である。供給電源は、例えば＋１５Ｖ（±１０％）
であり、定電圧回路１０２に供給される。該定電圧回路
１０２は、例えば＋６Ｖ（±３％）で出力０．１Ｗであ
り、その出力はブリッジ回路１０４に供給される。ブリ
ッジ回路１０４は流量検知用薄膜感温体１０４−１（上
記１２−７）と温度補償用薄膜感温体１０４−２と可変
抵抗１０４−３，１０４−４とを含んでなる。

【００３７】ブリッジ回路１０４のａ，ｂ点の電圧が差
動増幅回路１０６に入力される。該差動増幅回路１０６
は可変抵抗１０６ａにより増幅率可変とされている。差
動増幅回路１０６の出力は積分回路１０８に入力され
る。これら増幅率可変の差動増幅回路１０６と積分回路
１０８とが、後述のように応答性設定手段として機能す
る。

【００３８】一方、上記供給電源は、ＮＰＮトランジス
ター１１０のコレクタに接続されており、該トランジス
ター１１０のエミッタは発熱体１１２に接続されてい
る。また、トランジスター１１０のベースには、上記積
分回路１０８の出力が入力される。即ち、供給電源はト
ランジスター１１０を経て薄膜発熱体１１２（上記１２
−３）へと電流を供給し、該発熱体１１２にかかる電圧
はトランジスター１１０の分圧により制御される。そし
て、トランジスター１１０の分圧は、抵抗を介してベー
スへと入力される積分回路１０８の出力の電流により制
御され、トランジスター１１０は可変抵抗体として機能
し、発熱体１１２の発熱を制御する発熱制御手段として
機能する。

【００３９】即ち、流量検知部１２において、薄膜発熱
体１２−３の発熱に基づき、フィンプレート１４を介し
て被検知流体による吸熱の影響を受けて、薄膜感温体１
２−７による感温が実行される。そして、該感温の結果
として、図５に示すブリッジ回路１０４のａ，ｂ点の電
圧Ｖａ，Ｖｂの差が得られる。

【００４０】（Ｖａ−Ｖｂ）の値は、流体の流量に応じ
て流量検知用薄膜感温体１０４−１の温度が変化するこ
とで、変化する。予め可変抵抗１０４−３，１０４−４
の抵抗値を適宜設定することで、基準となる所望の流体
流量の場合において（Ｖａ−Ｖｂ）の値を零とすること
ができる。この基準流量では、差動増幅回路１０６の出
力は零であり、積分回路１０８の出力が一定となり、ト
ランジスター１１０の抵抗値も一定となる。その場合に
は、発熱体１１２に印加される分圧も一定となり、この
時の流量出力が上記基準流量を示すものとなる。

【００４１】流体流量が基準流量から増減すると、差動
増幅回路１０６の出力は（Ｖａ−Ｖｂ）の値に応じて極
性（流量検知用感温体１０４−１の抵抗−温度特性の正
負により異なる）及び大きさが変化し、これに応じて積
分回路１０８の出力が変化する。積分回路１０８の出力
の変化の速さは差動増幅回路１０６の可変抵抗１０６ａ
による増幅率設定により調節することができる。これら
積分回路１０８と差動増幅回路１０６とにより、制御系
の応答特性が設定される。

【００４２】流体流量が増加した場合には流量検知用感
温体１０４−１の温度が低下するので、発熱体１１２の
発熱量を増加させる（即ち電流量を増加させる）よう、
積分回路１０８からはトランジスター１１０のベースに
対して、トランジスター１１０の抵抗を低下させるよう
な制御入力がなされる。

【００４３】他方、流体流量が減少した場合には流量検
知用感温体１０４−１の温度が上昇するので、発熱体１
１２の発熱量を減少させる（即ち電流量を減少させる）
よう、積分回路１０８からはトランジスター１１０のベ
ースに対して、トランジスター１１０の抵抗を増加させ
るような制御入力がなされる。

【００４４】以上のようにして、流体流量の変化によら
ず、常に流量検知用感温体１０４−１により検知される
温度が目標値となるように、発熱体１１２の発熱がフィ
ードバック制御される（流量検知用感温体１０４−１の
抵抗−温度特性の正負に応じて、必要な場合には差動増
幅回路１０６の出力の極性を適宜反転させる）。そし
て、その際に発熱体１１２に印加される電圧は流体流量
に対応しているので、これを流量出力として取り出す。

【００４５】これによれば、被検知流体の流量の如何に
かかわらず、発熱体１１２周囲の流量検知用感温体１０
４−１の温度がほぼ一定に維持されるので、流量センサ
ーの経時劣化が少なく、また可燃性の被検知流体の着火
爆発の発生を防止することができる。また、発熱体１１
２には定電圧回路が不要であるので、ブリッジ回路１０
４のための低出力の定電圧回路１０２を用いれば良いと
いう利点がある。このため、定電圧回路の発熱量を小さ
くでき、流量センサーを小型化しても流量検知精度を良
好に維持することができる。

【００４６】本実施形態では、流量検知用基体部５３及
び流体温度検知用基体部は、熱伝導率λが０．７［Ｗ／
ｍ・Ｋ］以下の合成樹脂からなっている。このような合
成樹脂としては、例えば非晶質シリカを４０重量％含む
エポキシ樹脂（λ＝０．６０）用いることができる。こ
のように、熱伝導率０．７［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の流量検
知用基体部５３や流体温度検知用基体部を使用すること
で、外部環境温度の影響の少ない流量検知や流体温度検
知を行うことができる。

【００４７】流量検知用基体部５３及び流体温度検知用
基体部は、特に熱伝導率が０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の
合成樹脂からなるのが好ましい。このような合成樹脂と
しては、例えば非晶質シリカを２０重量％含むエポキシ
樹脂（λ＝０．３３）を用いることができる。このよう
に、熱伝導率０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の流量検知用基
体部５３や流体温度検知用基体部を使用することで、外
部環境温度の影響が更に少ない流量検知や流体温度検知
を行うことができ、且つ流量変化の際の応答性の高い流
量検知を行うことができる。

【００４８】図６は、以上のような本実施形態の流量セ
ンサーを用いて、流体温度２５℃で流量変化に対する出
力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。ここ
で、被検知流体として灯油を使用し、管路径を４ｍｍφ
とし、流量検知用基体部５３及び流体温度検知用基体部
として非晶質シリカを４０重量％含むエポキシ樹脂（λ
＝０．６０）からなるものを使用した。外部環境温度１
５℃の場合と外部環境温度３５℃の場合との双方につい
て測定を行った。一方、図７は、流量検知用基体部５３
として非晶質シリカを６０重量％含むエポキシ樹脂（λ
＝０．８８）からなるものを使用すること以外は上記図
６を得たのと同様な流量センサーを用いて、同様な流量
測定を行った結果を示すグラフである。図７の場合に比
べて、図６の場合の方が外部環境温度変化による流量出
力電圧の変化が少なく、測定誤差を小さくできることが
わかる。

【００４９】図８は、以上のような本実施形態の流量セ
ンサーを用いて、２０ｃｃ／ｍｉｎから８０ｃｃ／ｍｉ
ｎへと流量を変化させた直後から変化後の流量を維持し
た場合の、出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフ
である。ここで、被検知流体として灯油を使用し、管路
径を４ｍｍφとした。流量検知用基体部５３及び流体温
度検知用基体部として、非晶質シリカを２０重量％含む
エポキシ樹脂（λ＝０．３３）からなるものを使用した
場合（Ｘ）と、非晶質シリカを４０重量％含むエポキシ
樹脂（λ＝０．６０）からなるものを使用した場合
（Ｙ）との双方について測定を行った。Ｘの場合の方が
Ｙの場合より応答性に優れており、測定誤差を小さくで
きることがわかる。

【００５０】かくして、本実施形態においては、外部環
境温度によらず、管路４内の被検知流体の流量を正確且
つ安定して検知することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の流量セン
サーによれば、流量検知部を封止する流量検知用基体部
を低熱伝導率の合成樹脂から構成しているので、外部環
境との熱伝達による流量検知への悪影響が低減され、こ
れにより、幅広い環境温度条件下で管路内の被検知流体
の流量を正確且つ安定して検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流量センサーの一実施形態を示す
流体流通管路に沿った断面図である。

【図２】本発明による流量センサーの一実施形態を示す
流体流通管路と直交する断面図である。

【図３】本発明による流量センサーの一実施形態の流量
検知ユニットの断面図である。

【図４】本発明による流量センサーの一実施形態の流量
検知部の分解斜視図である。

【図５】本発明による流量センサーの一実施形態の回路
構成図である。

【図６】本発明による流量センサーの一実施形態におけ
る出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。

【図７】本発明との比較のための流量センサーにおける
出力電圧の変化を測定した結果を示すグラフである。

【図８】本発明の流量センサーにおける出力電圧の変化
を測定した結果を示すグラフである。

【符号の説明】

２ケーシング本体部４流体流通管路５素子収容部６ａ，６ｂ接続部８ケーシング蓋体部１２流量検知部１２−１基板１２−２絶縁層１２−３薄膜発熱体１２−４，１２−５電極層１２−６絶縁層１２−７流量検知用薄膜感温体１２−８絶縁層１４，１４’ フィンプレート１６接合材２２流体温度検知部２６配線基板２８ボンディングワイヤ３０外部リード線３２押え板５０素子ユニット保持部５１流量検知ユニット５２電極端子５３基体部５４Ｏ−リング６０素子ユニット保持部６１流体温度検知ユニット６２電極端子６３基体部６４Ｏ−リング１０４−１流量検知用薄膜感温体１０４−２温度補償用薄膜感温体１１２薄膜発熱体Ａ管路中心線

フロントページの続き (72)発明者小池淳埼玉県上尾市原市1333−２三井金属鉱業株式会社総合研究所内 (72)発明者友成健二埼玉県上尾市原市1333−２三井金属鉱業株式会社総合研究所内 (72)発明者川西利明埼玉県上尾市原市1333−２三井金属鉱業株式会社総合研究所内Ｆターム(参考） 2F035 EA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱機能及び感温機能を有する流量検知
部と、被検知流体の流通のための流体流通管路と、前記
流量検知部における発熱の影響を受け且つ前記流体流通
管路内に延出するように配置された流量検知用熱伝達部
材とを備えており、前記流量検知部において発熱に基づ
き前記流量検知用熱伝達部材を介して前記被検知流体に
よる吸熱の影響を受けた感温が実行され、該感温の結果
に基づき前記流体流通管路内の被検知流体の流量の検知
がなされる流量センサーであって、前記流量検知部及び前記流量検知用熱伝達部材の前記流
量検知部と熱的に接続された部分は流量検知用基体部内
に封止されており、該流量検知用基体部は熱伝導率が
０．７［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の合成樹脂からなることを特
徴とする流量センサー。
【請求項２】前記流量検知用基体部は熱伝導率が０．
４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の合成樹脂からなることを特徴と
する、請求項１に記載の流量センサー。
【請求項３】前記流量検知用熱伝達部材は前記流体流
通管路の径方向に延出しており該流体流通管路の中心線
を通っていることを特徴とする、請求項１〜２のいずれ
かに記載の流量センサー。
【請求項４】前記流量検知用熱伝達部材は、平板状を
なしており、前記流体流通管路内において該管路の方向
に沿うように配置されていることを特徴とする、請求項
１〜３のいずれかに記載の流量センサー。
【請求項５】前記流量検知部は前記流体流通管路外に
おいて前記流量検知用熱伝達部材の上に形成された薄膜
発熱体及び該薄膜発熱体の発熱の影響を受けるように配
置された流量検知用薄膜感温体とを含んでいることを特
徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の流量センサ
ー。
【請求項６】前記流量検知の際の温度補償を行うため
の流体温度検知部を含んでおり、該流体温度検知部と前
記流体流通管路内に延出するように配置された流体温度
検知用熱伝達部材とが熱的に接続されていることを特徴
とする、請求項１〜５のいずれかに記載の流量センサ
ー。
【請求項７】前記流体温度検知部及び前記流体温度検
知用熱伝達部材の前記流体温度検知部と熱的に接続され
た部分は流体温度検知用基体部内に封止されており、該
流体温度検知用基体部は熱伝導率が０．７［Ｗ／ｍ・
Ｋ］以下の合成樹脂からなることを特徴とする、請求項
６に記載の流量センサー。
【請求項８】前記流体温度検知用基体部は熱伝導率が
０．４［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下の合成樹脂からなることを特
徴とする、請求項７に記載の流量センサー。
【請求項９】前記流体温度検知用熱伝達部材は前記流
体流通管路の径方向に延出しており該流体流通管路の中
心線を通っていることを特徴とする、請求項６〜８のい
ずれかに記載の流量センサー。
【請求項１０】前記流体温度検知用熱伝達部材は、平
板状をなしており、前記流体流通管路内において該管路
の方向に沿うように配置されていることを特徴とする、
請求項６〜９のいずれかに記載の流量センサー。
【請求項１１】前記薄膜発熱体に電流を供給する経路
に該薄膜発熱体の発熱を制御する発熱制御手段が接続さ
れており、該発熱制御手段は前記感温の結果が目標と一
致するように該感温の結果に基づき前記薄膜発熱体への
供給電流を制御し、前記発熱制御手段による制御状態に
基づき前記被検知流体の流量を検知するものであること
を特徴とする、請求項５〜１０のいずれかに記載の流量
センサー。