JP2017026429A - 測定装置の製造方法および測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的肉厚な配管の外側にセンサを設けざるを得ない場合であっても、流体の流量を正確に測定可能な測定装置を提供すること。【解決手段】本発明の一側面に係る測定装置の製造方法は、配管の外壁に形成された穴に熱伝導性充填剤を充填する工程と、センサが前記熱伝導性充填剤と接触するように前記センサを前記配管に固定する工程と、を含む。【選択図】図1
Description
本発明は、流体の流量を正確に測定可能な測定装置の製造方法および測定装置に関する。
従来、流体の流量変化を検出するフローセンサとして、流体の流れ上流側・下流側のそれぞれに備えられた2つの温度センサ及び熱源が組み込まれた半導体モジュールを有する液体用のフローセンサが知られている。当該フローセンサは、液体を導くパイプ(配管)を備え、半導体モジュール(センサ)はパイプの外面に設けられており、二つの温度センサ及び熱源はパイプの外面と熱的接触している(特許文献1)。このようなフローセンサ構造は、パイプの内径に比べて半導体モジュールが大きく、パイプの内部に半導体モジュールを配置することができない場合に採用される。
特許文献1のフローセンサにおいては、パイプの外壁に接着されている半導体モジュールの熱源からの熱は、パイプの壁を伝播し、パイプの内壁に接する流体に所定の温度分布を生じさせる。ここで、パイプ内に流体の流速がゼロである場合、当該流体の加熱温度は熱源に最短距離となる点を中心としてパイプの軸方向に対称的に分布する。その分布している流体の温度がパイプの内壁から逆方向にパイプの壁を伝播して半導体モジュールに伝わる。流体が流れていない場合に半導体モジュールの上流側温度センサが検出する温度と下流側温度センサが検出する温度とは一致する。一方で、パイプ内の流体が流れている場合、流体における温度分布は非対称となる。この非対称的に分布する熱が流体からパイプの壁を介して半導体モジュールに伝播するので、上流側温度センサが検出する温度と下流側温度センサが検出する温度は異なることになる。具体的には、パイプ内に流体が流れている場合においては、パイプ内に流体が流れていない場合に比べて、上流側温度センサが検出する温度は低下し、下流側温度センサが検出する温度は上昇する。特許文献1のフローセンサにおいては、この温度差、すなわち、上流側温度センサと下流側温度センサとの抵抗値の差に基づいて、流体の流量を算出する。
半導体モジュールからパイプの壁を介して流体へ伝わる熱、及び、流体からパイプの壁を介して半導体モジュールへ伝わる熱の伝達効率はパイプの壁の厚みに依存する。すなわち、パイプの壁の厚みが大きいほど、双方向の伝熱効率はより低下する。ここで一般に、パイプの壁の厚みは、使用条件、例えば、流体の温度や圧力などに鑑みて決定される。例えば、流体の圧力が相対的に高い場合、パイプの破損等を防止するため、流体の圧力が低い場合に比べて壁の厚みが大きなパイプが採用される。このように、伝熱に悪影響を及ぼすほどの肉厚なパイプを採用する場合、効率的に双方向へ熱が伝達されず、流体の流量を正しく測定することができないおそれがあった。
そこで、本発明は、比較的肉厚な配管の外側にセンサを設けざるを得ない場合であっても、流体の流量を正確に測定可能な測定装置を提供することを目的の一つとする。
上記課題を解決するために、本発明の一側面に係る測定装置の製造方法は、配管の外壁に形成された穴に熱伝導性充填剤を充填する工程と、センサが前記熱伝導性充填剤と接触するように前記センサを前記配管に固定する工程と、を含む。
上記課題を解決するために、本発明の一側面に係る測定装置は、センサと、外壁に穴が形成された配管と、を備え、前記センサが前記穴に充填された熱伝導性充填剤と接触するように前記センサが前記配管に固定されている。
本発明によれば、熱伝導性充填剤の介在によりセンサと流体との間で効率的な熱伝達が実現されるので、流体の流量を正確に測定できる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。なお、以下の説明において、図面の上側を「上」、下側を「下」という。
(第1実施形態)
本実施形態においては、測定装置の製造方法は、配管の外壁に形成された穴に熱伝導性充填剤を充填する工程と、センサが熱伝導性充填剤と接触するようにセンサを配管に固定する工程と、を含む点に特徴がある。まず、当該製造方法において製造された測定装置の構成を以下に説明する。
本実施形態においては、測定装置の製造方法は、配管の外壁に形成された穴に熱伝導性充填剤を充填する工程と、センサが熱伝導性充填剤と接触するようにセンサを配管に固定する工程と、を含む点に特徴がある。まず、当該製造方法において製造された測定装置の構成を以下に説明する。
(構成)
図1は、本発明の第1実施形態に係る流量計(測定装置)の概略断面図である。図1は、配管の外壁に取り付けられた流量計を配管の軸心に沿った切断した場合の断面図であり、所定の長さの部分だけ切り出したように図示してある。図1に示すように、流量計1は、例示的に、外壁の一部に穴21が形成されている配管11と、配管11内を流れる流体の流量を測定するフローセンサ(センサ)51と、を備えて構成されている。流量計1は、フローセンサ51が配管11に形成された穴21に充填された熱伝導性充填剤31と接触するように配管11の外壁に固定されている。以下の図面では、配管11のうち、フローセンサ51が固定された部分を含む一部のみを切り出して図示してある。
図1は、本発明の第1実施形態に係る流量計(測定装置)の概略断面図である。図1は、配管の外壁に取り付けられた流量計を配管の軸心に沿った切断した場合の断面図であり、所定の長さの部分だけ切り出したように図示してある。図1に示すように、流量計1は、例示的に、外壁の一部に穴21が形成されている配管11と、配管11内を流れる流体の流量を測定するフローセンサ(センサ)51と、を備えて構成されている。流量計1は、フローセンサ51が配管11に形成された穴21に充填された熱伝導性充填剤31と接触するように配管11の外壁に固定されている。以下の図面では、配管11のうち、フローセンサ51が固定された部分を含む一部のみを切り出して図示してある。
配管11は、流体を通過させる管状の部材をいい、使用条件から決定される構造を有する。例えば、流体の流量に対応した適切な内径、流体の圧力に耐えうる壁の厚み、および最適な長さを有する。配管11は、例えば、セラミックス、プラスチック、ステンレスなどの材料で構成される。
穴21は、配管11の外壁に形成されている。穴21は、例えば、配管11の軸心に対して垂直方向に向かって外側から形成されている。穴21としては、配管11を貫通していない穴(止まり穴)と、配管11を貫通している穴(通し穴)と、が存在する。本実施形態においては、穴21の開口は、配管11の外側に向いているので、配管11内の流体が配管11から漏れて配管11以外の物体、例えば、熱伝導性充填剤31やフローセンサ51に接触してしまうのを防止することができるという理由で、穴21としては止まり穴のほうが好ましい。
なお、穴21を形成する空間の形状は、円筒形状、テーパ形状等であればよい。また、穴21は、穴の途中から径の違う穴である段付き穴などであってもよい。段付き穴の場合、例えば、配管11の外壁においてはより径の大きい穴を形成することにより、後述する熱伝導性充填剤31を充填し易くなるし、配管11の内壁に近いところにおいては、径の小さい穴を形成することにより、円筒形状の穴の場合に比べて、配管11の強度を維持できる。
熱伝導性充填剤31は、センサ部100の熱を効率的に配管11内部の流体に伝達し、配管11内部の熱をセンサ部100に伝達する、双方向に伝熱が可能な熱伝導性材料である。したがって、熱伝導性充填剤31の熱伝導率は、少なくとも配管11の熱伝導率よりは高いことが求められる。熱伝導性充填剤31は、例えば、銀、銅、金、アルミニウム等の金属粒子を含むペーストを含む。当該ペーストは、例えば、伝導性フィラーとバインダー樹脂とが混合されることにより得られる材料が含まれる。伝導性フィラーには、例えば、銀、銅、鉄、ニッケルなどの金属微粉末やその他、カーボンブラック、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミナ等が含まれる。また、バインダー樹脂には、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂及びイミド樹脂等の樹脂が含まれる。なお、熱伝導性充填剤31は、接着剤として機能を備えていてもよい。
フローセンサ51は、配管11内を流通する流体の流量を測定するための測定手段である。図1に示すように、フローセンサ51は、配管11の外壁に固定されて用いられる。また、フローセンサ51は、絶縁膜103のキャビティ102を覆う部分である断熱性のダイアフラムを基板101の下方向から形成するバックサイドエッチング構造を備える。フローセンサ51の具体的構成を図2および図3を用いて説明する。
図2は、本発明の第1実施形態に係るフローセンサの構成例を示す斜視図である。図3は、本発明の第1実施形態に係るフローセンサの図2のI−I方向から見た断面図である。図2及び図3に示すように、フローセンサ51は、例示的に、キャビティ102(図3)が設けられた基板101と、基板101上にキャビティ102を覆うように配置された絶縁膜103と、絶縁膜103に設けられたセンサ部100と、設置時にセンサ部100より上流側となる位置に設けられた周囲温度センサ107と、を備えて構成されている。
センサ部100は、例示的に、絶縁膜103に設けられたヒータ104と、設置時にヒータ104より上流側となる位置に設けられた上流側測温抵抗素子105と、設置時にヒータ104より下流側となる位置に設けられた下流側測温抵抗素子106と、を備えて構成される温度検出手段である。センサ部100は、例えば、フローセンサ51の絶縁膜103に配置されており、センサ部100は、絶縁膜103から上方に突出するように構成されてもよいし、絶縁膜103に埋め込まれるように構成されてもよい。なお、センサ部100は、ヒータ104、上流側測温抵抗素子105、下流側測温抵抗素子106の他、後述する周囲温度センサ107を備えて構成されてもよい。
周囲温度センサ107は、配管11を流通する流体の温度を測定する。ヒータ104は、キャビティ102を覆う絶縁膜103の略中心に配置されており、配管11を流通する流体を、周囲温度センサ107が計測した温度よりも一定温度高くなるように加熱する。上流側測温抵抗素子105はより上流側の流体の温度を検出するために用いられ、下流側測温抵抗素子106はより下流側の流体の温度を検出するために用いられる。
図4は、図1に示す流量計1の配管11とフローセンサ51とが固定されている部分を拡大した概略断面図である。図4に示すように、フローセンサ51のセンサ部100が、穴21に充填された熱伝導性充填剤31と物理的に接触し、熱的に接続されることによって、矢印A1に示すとおり、センサ部100のヒータ104の熱が熱伝導性充填剤31を介して配管11内の流体に伝播する。この伝播した熱によって変化した流体の熱が、熱伝導性充填剤31を介して上流側測温抵抗素子105に伝播し(矢印A2)、下流側測温抵抗素子106に伝播する(矢印A3)。この矢印A1方向の熱の伝搬と矢印A2,3方向の熱の伝搬とを合せて双方向に伝熱するという。配管11内における流体が上流側から下流側へと流通している場合、ヒータ104で加えられた熱は下流方向に運ばれる(運搬効果)。従って、上流側測温抵抗素子105の温度よりも下流側測温抵抗素子106の温度が高くなり、上流側測温抵抗素子105の電気抵抗と下流側測温抵抗素子106の電気抵抗との間に差が生じる。この電気抵抗の差は、配管11内を流通する流体の速度や流量と相関関係があることが知られている。このため、上流側測温抵抗素子105の電気抵抗と下流側測温抵抗素子106の電気抵抗との差に基づいて、配管11内を流通する流体の速度や流量を測定(算出)することができる。
なお、基板101の材料としては、シリコン(Si)等が使用可能である。絶縁膜103の材料としては、酸化ケイ素(SiO2)等が使用可能である。また、ヒータ104、上流側測温抵抗素子105、下流側測温抵抗素子106及び周囲温度センサ107の各々の材料としては、白金(Pt)等が使用可能であり、これらは、リソグラフィ法等により形成可能である。
(製造工程)
図5は、本発明の第1実施形態に係る流量計の製造工程を示した図である。図5(a)は、穴が形成された配管と配管に設置する前のフローセンサとを示した図である。図5(b)は、配管に形成された穴に熱伝導性充填剤が充填された後の状態を示した図である。図5(c)は、フローセンサのセンサ部が熱伝導性充填剤と接触するように、フローセンサが配管の外壁に固定された後の状態を示した図である。
図5は、本発明の第1実施形態に係る流量計の製造工程を示した図である。図5(a)は、穴が形成された配管と配管に設置する前のフローセンサとを示した図である。図5(b)は、配管に形成された穴に熱伝導性充填剤が充填された後の状態を示した図である。図5(c)は、フローセンサのセンサ部が熱伝導性充填剤と接触するように、フローセンサが配管の外壁に固定された後の状態を示した図である。
本発明の第1実施形態に係る流量計1は、以下の工程を経て生産される。
まず、図5(a)に示すように、配管11の外壁に穴21を形成する(工程1)。
次に、図5(b)に示すように、配管11の外壁に形成された穴21に熱伝導性充填剤31を充填する(工程2)。
次に、図5(c)に示すように、フローセンサ51が熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51を配管11に固定する(工程3)。
まず、図5(a)に示すように、配管11の外壁に穴21を形成する(工程1)。
次に、図5(b)に示すように、配管11の外壁に形成された穴21に熱伝導性充填剤31を充填する(工程2)。
次に、図5(c)に示すように、フローセンサ51が熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51を配管11に固定する(工程3)。
工程1において、すでに穴21が形成された配管11を納入することにより、工程1を省略し、工程2以降を実施してもよい。
工程2において、所定のカラムを用いて、穴21に熱伝導性充填剤31を充填する。例えば、熱伝導性充填剤31は、穴21の開口面まで充填される。また、フローセンサ51と熱伝導性充填剤31との接触をより確実にするために、熱伝導性充填剤31は、穴21の開口面まで充填された後さらに、穴21から溢れる程度に付着されてもよい。
工程3において、熱を効率的に双方向に伝熱可能に、フローセンサ51のセンサ部100が配管11に形成された穴21に充填された熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51が配管11に固定される。フローセンサ51を配管11に固定する方法としては、フローセンサ51を配管11に取り付けるためのなんらかの取り付け具(不図示)を用いてもよい。また、熱伝導性充填剤31が接着剤としての機能を備えている場合には、フローセンサ51が熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51を配管11に設置した後、熱伝導性充填剤31を加熱処理、光照射等することによって硬化させ、フローセンサ51を配管11に固定してもよい。
(効果)
第1実施形態によれば、測定装置の製造方法は、配管11の外壁に形成された穴21に熱伝導性充填剤31を充填する工程と、フローセンサ51(センサ)が熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51を配管11に固定する工程と、を含む。したがって、熱伝導性充填剤の介在によりセンサと流体との間で効率的な熱伝達が実現されるので、流体の流量を正確に測定できる。
第1実施形態によれば、測定装置の製造方法は、配管11の外壁に形成された穴21に熱伝導性充填剤31を充填する工程と、フローセンサ51(センサ)が熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51を配管11に固定する工程と、を含む。したがって、熱伝導性充填剤の介在によりセンサと流体との間で効率的な熱伝達が実現されるので、流体の流量を正確に測定できる。
(第2実施形態)
第2実施形態は、フローセンサと配管の外壁との間に、熱伝導性充填剤31とは異なる接着剤を付着させ、当該接着剤を硬化させることによって、フローセンサが配管に固定されている測定装置の製造方法について説明する。第2実施形態の製造方法において製造された測定装置の構成を以下に説明する。なお、特に記述がない限り、前述した第1実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
第2実施形態は、フローセンサと配管の外壁との間に、熱伝導性充填剤31とは異なる接着剤を付着させ、当該接着剤を硬化させることによって、フローセンサが配管に固定されている測定装置の製造方法について説明する。第2実施形態の製造方法において製造された測定装置の構成を以下に説明する。なお、特に記述がない限り、前述した第1実施形態と同一構成部分は同一符号をもって表し、その説明を省略する。
(構成)
図6は、本発明の第2実施形態に係る流量計(測定装置)の概略断面図である。図6は、配管の外壁に取り付けられた流量計を配管の軸心に沿った切断した場合の断面図である。図6に示すように、流量計2は、例示的に、外壁の一部に穴が形成されている配管11と、配管11内を流れる流体の流量を測定するフローセンサ(センサ)51と、を備えて構成されている。流量計1は、フローセンサ51が配管11に形成された穴21に充填された熱伝導性充填剤31と、熱伝導が可能となるように、導電性接着剤71を介して接触するようにフローセンサ51が配管11に固定されている。また、図6に示すように、フローセンサ51は、フローセンサ51のセンサ部100と配管11の外壁との間に隙間が形成されるように、基板101上の領域であってセンサ部100が配置されている領域以外の領域に設置されたスペーサー61を介して配管11に設置されており、上記隙間に導電性接着剤71が付着されている。
図6は、本発明の第2実施形態に係る流量計(測定装置)の概略断面図である。図6は、配管の外壁に取り付けられた流量計を配管の軸心に沿った切断した場合の断面図である。図6に示すように、流量計2は、例示的に、外壁の一部に穴が形成されている配管11と、配管11内を流れる流体の流量を測定するフローセンサ(センサ)51と、を備えて構成されている。流量計1は、フローセンサ51が配管11に形成された穴21に充填された熱伝導性充填剤31と、熱伝導が可能となるように、導電性接着剤71を介して接触するようにフローセンサ51が配管11に固定されている。また、図6に示すように、フローセンサ51は、フローセンサ51のセンサ部100と配管11の外壁との間に隙間が形成されるように、基板101上の領域であってセンサ部100が配置されている領域以外の領域に設置されたスペーサー61を介して配管11に設置されており、上記隙間に導電性接着剤71が付着されている。
スペーサー61は、フローセンサ51と配管11の外壁との間に隙間を設けるための部材である。スペーサー61は、例えば、スタッドや接着性のシートである。スペーサー61の厚さは、例えば5μm程度である。理由は、フローセンサ51と配管11の外壁との間に形成される隙間を埋める導電性接着剤71の厚さがセンサのセンサ感度を低下させない程度に薄くなるように調整するためである。
導電性接着剤71は、フローセンサ51のセンサ部100と熱伝導性充填剤31との間に形成される隙間を埋めるように充填(付着)される材料である。導電性接着剤71は、熱を効率的にフローセンサ51から配管11内部の流体に、配管11内部からフローセンサ51に、双方向に伝熱する熱伝導性材料である。導電性接着剤71は、例えば熱伝導性充填剤31と同様に、伝導性フィラーとバインダー樹脂とが混合されることにより得られる材料を含む。伝導性フィラーには、例えば、銀、銅、鉄、ニッケルなどの金属微粉末やその他、カーボンブラック、炭化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミナ等が含まれる。また、バインダー樹脂には、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂及びイミド樹脂等の樹脂が含まれる。
(製造工程)
図7乃至図9は、本発明の第2実施形態に係る流量計の製造工程を示した図である。
<製造工程2A>
図7(a)は、配管と、スペーサーが設置されたフローセンサと、を示した図である。図7(b)は、配管に形成された穴に熱伝導性充填剤が充填された後の状態を示した図である。図7(c)は、スペーサーを介してフローセンサが配管に設置された後の状態を示した図である。図7(d)は、フローセンサのセンサ部と配管の外壁との間に形成された隙間に導電性接着剤が付着され、導電性接着剤が硬化された後の状態を示した図である。
本発明の第2実施形態に係る流量計2は、以下の工程を経て生産される。
まず、図7(a)に示すように、配管11の外壁に穴21を形成する(工程2A−1)。なお、本実施形態においては、すでに穴21が形成された配管11を納入することにより、工程2A−1を省略し、以下の工程2A−2以降を実施してもよい。
次に、図7(a)に示すように、基板101上の領域であってセンサ部100が配置されている領域以外の領域にスペーサー61を設置する(工程2A−2)。
次に、図7(b)に示すように、配管11の外壁に形成された穴21に熱伝導性充填剤31を充填する(工程2A−3)。なお、配管11の外壁に形成された穴21に熱伝導性充填剤31を充填する工程において、具体的な充填方法は、上記した工程2と同様である。
図7(c)に示すように、センサ部100と配管11の外壁との間に隙間Aが形成されるようにスペーサー61を介してフローセンサ51を配管11に設置する(工程2A−3)。
図7(d)に示すように、上記隙間Aを埋めるように導電性接着剤71を付着し、硬化させる(工程2A−4)。導電性接着剤71が硬化することによって、配管11とフローセンサ51とをより強固に固定することができる。
図7乃至図9は、本発明の第2実施形態に係る流量計の製造工程を示した図である。
<製造工程2A>
図7(a)は、配管と、スペーサーが設置されたフローセンサと、を示した図である。図7(b)は、配管に形成された穴に熱伝導性充填剤が充填された後の状態を示した図である。図7(c)は、スペーサーを介してフローセンサが配管に設置された後の状態を示した図である。図7(d)は、フローセンサのセンサ部と配管の外壁との間に形成された隙間に導電性接着剤が付着され、導電性接着剤が硬化された後の状態を示した図である。
本発明の第2実施形態に係る流量計2は、以下の工程を経て生産される。
まず、図7(a)に示すように、配管11の外壁に穴21を形成する(工程2A−1)。なお、本実施形態においては、すでに穴21が形成された配管11を納入することにより、工程2A−1を省略し、以下の工程2A−2以降を実施してもよい。
次に、図7(a)に示すように、基板101上の領域であってセンサ部100が配置されている領域以外の領域にスペーサー61を設置する(工程2A−2)。
次に、図7(b)に示すように、配管11の外壁に形成された穴21に熱伝導性充填剤31を充填する(工程2A−3)。なお、配管11の外壁に形成された穴21に熱伝導性充填剤31を充填する工程において、具体的な充填方法は、上記した工程2と同様である。
図7(c)に示すように、センサ部100と配管11の外壁との間に隙間Aが形成されるようにスペーサー61を介してフローセンサ51を配管11に設置する(工程2A−3)。
図7(d)に示すように、上記隙間Aを埋めるように導電性接着剤71を付着し、硬化させる(工程2A−4)。導電性接着剤71が硬化することによって、配管11とフローセンサ51とをより強固に固定することができる。
工程2A−4において、熱を効率的に双方向に伝熱可能にするために、フローセンサ51のセンサ部100が、導電性接着剤71を介して配管11に形成された穴21に充填された熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51が配管11に固定される。例えば、少なくとも、導電性接着剤71がセンサ部100を覆うように、且つ、センサ部100が導電性接着剤71を介して熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51が配管11に固定されている。
ここで、工程1において、スペーサー61を基板101上の領域であってセンサ部100が配置されている領域以外の領域にのみ設置する理由は、スペーサー61は、例えば厚さ約5μmであるシート状の部材であるため、非常に薄く耐圧性が低いダイアフラムに圧力がかかり、ダイアフラムが割れるのを防ぐためである。
<製造工程2B>
図8(a)は、配管と、スペーサーが設置されたフローセンサと、を示した図である。図8(b)は、配管に形成された穴に熱伝導性充填剤が充填された後の状態を示した図である。図8(c)は、スペーサーが設置されたフローセンサに導電性接着剤が付着された後の状態を示した図である。図8(d)は、スペーサーおよび導電性接着剤を介してフローセンサが配管に設置され、導電性接着剤が硬化された後の状態を示した図である。
製造工程2Bは、スペーサーが設置されたフローセンサを配管に設置する前に、導電性接着剤をフローセンサに付着する点で製造工程2Aと異なる。なお、前述した製造工程2Aの各工程と同一である工程の説明は省略し、異なる工程のみ説明する。
製造工程2Bにおいては、製造工程2Aの工程2A−1,2A−2と同様に工程の後に、図8(c)に示すように、スペーサー61が設置されたフローセンサ51のセンサ部100上に導電性接着剤71を付着する(工程2B−3)。
次に、図8(d)に示すように、導電性接着剤71と熱伝導性充填剤31とが接触するように、導電性接着剤71が付着されたフローセンサ51を配管11に設置し、導電性接着剤71を硬化させることによって、フローセンサ51を配管11に固定する(工程2B−4)。
図8(a)は、配管と、スペーサーが設置されたフローセンサと、を示した図である。図8(b)は、配管に形成された穴に熱伝導性充填剤が充填された後の状態を示した図である。図8(c)は、スペーサーが設置されたフローセンサに導電性接着剤が付着された後の状態を示した図である。図8(d)は、スペーサーおよび導電性接着剤を介してフローセンサが配管に設置され、導電性接着剤が硬化された後の状態を示した図である。
製造工程2Bは、スペーサーが設置されたフローセンサを配管に設置する前に、導電性接着剤をフローセンサに付着する点で製造工程2Aと異なる。なお、前述した製造工程2Aの各工程と同一である工程の説明は省略し、異なる工程のみ説明する。
製造工程2Bにおいては、製造工程2Aの工程2A−1,2A−2と同様に工程の後に、図8(c)に示すように、スペーサー61が設置されたフローセンサ51のセンサ部100上に導電性接着剤71を付着する(工程2B−3)。
次に、図8(d)に示すように、導電性接着剤71と熱伝導性充填剤31とが接触するように、導電性接着剤71が付着されたフローセンサ51を配管11に設置し、導電性接着剤71を硬化させることによって、フローセンサ51を配管11に固定する(工程2B−4)。
工程2B−3において、例えば、少なくとも、フローセンサ51のセンサ部100(図2及び図3参照)を導電性接着剤71が覆うように、且つ、センサ部100が導電性接着剤71と接触するように、フローセンサ51のセンサ部100上に導電性接着剤71を付着する。
工程2B−4において、熱を効率的に双方向に伝熱可能にするために、フローセンサ51のセンサ部100が配管11に形成された穴21に充填された熱伝導性充填剤31と導電性接着剤71を介して接触するようにフローセンサ51が配管11に設置され、固定される。導電性接着剤71を用いることによって、配管11とフローセンサ51とをより強固に固定することができる。
<製造工程2C>
図9(a)は、配管と、スペーサーが設置されたフローセンサと、を示した図である。図9(b)は、配管に形成された穴に熱伝導性充填剤が充填された後の状態を示した図である。図9(c)は、配管(熱伝導性充填剤)に導電性接着剤が付着された後の状態を示した図である。図9(d)は、スペーサーおよび導電性接着剤を介してフローセンサが配管に設置され、導電性接着剤が硬化された後の状態を示した図である。
製造工程2Cは、スペーサーが設置されたフローセンサを配管に設置する前に、導電性接着剤を配管(熱伝導性充填剤)に付着する点で製造工程2Aと異なる。なお、前述した製造工程2Aの各工程と同一である工程の説明は省略し、異なる工程のみ説明する。
製造工程2Cにおいては、製造工程2Aの工程2A−1,2A−2と同様の工程の後に、図9(c)に示すように、配管11の穴21に充填された熱伝導性充填剤31上に導電性接着剤71を付着する(工程2C−3)。熱伝導性充填剤31上に導電性接着剤71を付着する場合は、熱伝導性充填剤31が導電性接着剤71を付着できる程度に硬化等されていることが前提となる。
次に、図9(d)に示すように、熱伝導性充填剤31に付着された導電性接着剤71とフローセンサ51のセンサ部100が接触するように、フローセンサ51を配管11に設置し、導電性接着剤71を硬化させることによって、フローセンサ51を配管11に固定する(工程2C−4)。
図9(a)は、配管と、スペーサーが設置されたフローセンサと、を示した図である。図9(b)は、配管に形成された穴に熱伝導性充填剤が充填された後の状態を示した図である。図9(c)は、配管(熱伝導性充填剤)に導電性接着剤が付着された後の状態を示した図である。図9(d)は、スペーサーおよび導電性接着剤を介してフローセンサが配管に設置され、導電性接着剤が硬化された後の状態を示した図である。
製造工程2Cは、スペーサーが設置されたフローセンサを配管に設置する前に、導電性接着剤を配管(熱伝導性充填剤)に付着する点で製造工程2Aと異なる。なお、前述した製造工程2Aの各工程と同一である工程の説明は省略し、異なる工程のみ説明する。
製造工程2Cにおいては、製造工程2Aの工程2A−1,2A−2と同様の工程の後に、図9(c)に示すように、配管11の穴21に充填された熱伝導性充填剤31上に導電性接着剤71を付着する(工程2C−3)。熱伝導性充填剤31上に導電性接着剤71を付着する場合は、熱伝導性充填剤31が導電性接着剤71を付着できる程度に硬化等されていることが前提となる。
次に、図9(d)に示すように、熱伝導性充填剤31に付着された導電性接着剤71とフローセンサ51のセンサ部100が接触するように、フローセンサ51を配管11に設置し、導電性接着剤71を硬化させることによって、フローセンサ51を配管11に固定する(工程2C−4)。
工程2C−4において、熱を効率的に双方向に伝熱可能にするために、フローセンサ51のセンサ部100が、導電性接着剤71を介して配管11に形成された穴21に充填された熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51が配管11に設置され、固定される。例えば、少なくとも、導電性接着剤71がセンサ部100を覆うように、且つ、センサ部100が導電性接着剤71を介して熱伝導性充填剤31と接触するようにフローセンサ51が配管11に設置され、固定されている。導電性接着剤71を用いることによって、配管11とフローセンサ51とをより強固に固定することができる。
なお、第2実施形態においては、最初に接着シート61をフローセンサ51に設置した上で、フローセンサ51を、接着シート61を介して配管11に設置するように説明したが、これに限られない。例えば、測定装置は、最初に接着シート61を配管11に設置した上で、フローセンサ51を、接着シート61を介して配管11に設置するように構成されてもよい。
また、第2実施形態においては、フローセンサ51のセンサ感度向上のために、導電性接着剤71の厚さを正確に制御可能なスペーサー61を用いているが、フローセンサ51のセンサ感度向上を考慮しなければ、スペーサー61を用いず、導電性接着剤71をフローセンサ51又は配管11に付着し、硬化させて測定装置を製造してもよい。スペーサー61を用いず、導電性接着剤71をフローセンサ51又は配管11に付着し、硬化させて測定装置を製造する場合は、スペーサー61が不要なので、測定装置の製造コストを削減することが可能となる。
(効果)
第2実施形態によれば、測定装置の製造方法は、フローセンサ51と配管11の外壁との間に熱伝導性充填剤31とは異なる導電性接着剤71を付着させ、導電性接着剤71を硬化させることによって、フローセンサ51を配管11に固定する。したがって、第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、配管11とフローセンサ51とをより強固に固定することができる。また、第2実施形態によれば、フローセンサ51と配管11との間にスペーサー61を介することによって、センサ感度を向上させる程度に導電性接着剤71の厚さを薄く制御できるので、流体の流量をより正確に測定できる。
第2実施形態によれば、測定装置の製造方法は、フローセンサ51と配管11の外壁との間に熱伝導性充填剤31とは異なる導電性接着剤71を付着させ、導電性接着剤71を硬化させることによって、フローセンサ51を配管11に固定する。したがって、第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、配管11とフローセンサ51とをより強固に固定することができる。また、第2実施形態によれば、フローセンサ51と配管11との間にスペーサー61を介することによって、センサ感度を向上させる程度に導電性接着剤71の厚さを薄く制御できるので、流体の流量をより正確に測定できる。
(他の実施形態)
上記した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するものではない。また、上記した実施形態は、あくまでも例示であり、上記で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。
上記した各実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するものではない。また、上記した実施形態は、あくまでも例示であり、上記で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。
上記各実施形態においては、測定装置として流量計、センサとしてフローセンサを例に挙げて説明したが、これに限られず、配管の外壁にセンサを設置して構成される測定装置であればよく、例えば、測定装置として熱量計、センサとして熱量センサであってもよく、測定装置として温度計、センサとして温度センサであってもよい。
1,2 流量計
11 配管
21 穴
31 熱伝導性充填剤
51 フローセンサ
61 スペーサー
71 導電性接着剤
100 センサ部
101 基板
102 キャビティ
103 絶縁膜
104 ヒータ
105 上流側測温抵抗素子
106 下流側測温抵抗素子
107 周囲温度センサ
11 配管
21 穴
31 熱伝導性充填剤
51 フローセンサ
61 スペーサー
71 導電性接着剤
100 センサ部
101 基板
102 キャビティ
103 絶縁膜
104 ヒータ
105 上流側測温抵抗素子
106 下流側測温抵抗素子
107 周囲温度センサ
Claims (5)
- 配管の外壁に形成された穴に熱伝導性充填剤を充填する工程と、
センサが前記熱伝導性充填剤と接触するように前記センサを前記配管に固定する工程と、を含む、
測定装置の製造方法。 - 前記センサを前記配管に固定する工程は、
前記センサと前記熱伝導性充填剤との間に隙間が形成されるように前記センサと前記配管とを仮固定する工程と、
前記隙間に導電性接着剤を付着する工程と、
前記導電性接着剤を硬化させる工程と、を含む、
請求項1に記載の測定装置の製造方法。 - 前記センサを前記配管に固定する工程は、
前記熱伝導性充填剤の表面に導電性接着剤を付着する工程と、
前記センサが前記導電性接着剤と接触するように前記センサを前記配管に設置する工程と、
前記導電性接着剤を硬化させる工程と、を含む、
請求項1に記載の測定装置の製造方法。 - 前記センサを前記配管に固定する工程は、
前記センサの表面に導電性接着剤を付着する工程と、
前記熱伝導性充填剤が前記導電性接着剤と接触するように前記センサを前記配管に設置する工程と、
前記導電性接着剤を硬化させる工程と、を含む、
請求項1に記載の測定装置の製造方法。 - センサと、
外壁に穴が形成された配管と、を備え、
前記センサが前記穴に充填された熱伝導性充填剤と接触するように前記センサが前記配管に固定されている、
測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015144333A JP2017026429A (ja) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 測定装置の製造方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017026429A true JP2017026429A (ja) | 2017-02-02 |
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ID=57950456
Family Applications (1)
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JP2015144333A Pending JP2017026429A (ja) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | 測定装置の製造方法および測定装置 |
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JP (1) | JP2017026429A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2021131323A (ja) * | 2020-02-20 | 2021-09-09 | サーパス工業株式会社 | 流量計および流量計の製造方法 |
-
2015
- 2015-07-21 JP JP2015144333A patent/JP2017026429A/ja active Pending
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