JP3456647B2 - Liquid flow sensor - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の流量および
流体速度等を測定、計測する液体用流量センサーに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid flow sensor for measuring and measuring liquid flow rate, fluid velocity and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】従
来、液体の流量を測定するために使用されるセンサーに
は主として、電磁流量計、超音波流量計、渦流量計、コ
リオリ式質量流量計等がある。それぞれ目的・精度に応
じて使い分けられるが、総じて価格が高い欠点がある。2. Description of the Related Art Conventionally, sensors used to measure the flow rate of liquids are mainly electromagnetic flowmeters, ultrasonic flowmeters, vortex flowmeters and Coriolis mass flowmeters. Etc. Each of them can be used according to its purpose and accuracy, but it has the drawback that the price is generally high.
【０００３】一方、流体の流速、流量を測定する方法
に、熱式流量計がある。この熱式流量計は、流体温度よ
り高い一定温度に加熱した加熱部と、温度により流れる
電流値が変化する温度検出部とを備えており、加熱部の
周辺を流れる流体により冷却されることにより、温度検
出部に流れる電流が変化することを検出する。流体の流
速が大きいほど冷却される度合いが大きいため、温度検
出部に流れる電流を検出することにより、流体の流速を
知ることができる。On the other hand, as a method of measuring the flow velocity and flow rate of a fluid, there is a thermal type flow meter. This thermal type flow meter is provided with a heating unit heated to a constant temperature higher than the fluid temperature, and a temperature detecting unit in which the current value flowing according to the temperature changes, and by being cooled by the fluid flowing around the heating unit, Detects that the current flowing through the temperature detector changes. The higher the flow velocity of the fluid, the greater the degree of cooling. Therefore, the flow velocity of the fluid can be known by detecting the current flowing through the temperature detection unit.
【０００４】熱式流量計は、図１３のように、配管８０
等の流路に、流体温度を測定する補償用温度計８１と、
加熱部および温度検出部からなる流速センサー８２を配
置し、補償用温度計８１からの信号と流速センサー８２
からの信号とを測定回路８３に導き、流速に換算する。As shown in FIG. 13, the thermal type flow meter has a pipe 80.
Compensation thermometer 81 for measuring the fluid temperature in the flow path such as
A flow velocity sensor 82 including a heating unit and a temperature detection unit is arranged, and a signal from the compensation thermometer 81 and the flow velocity sensor 82 are arranged.
And the signal from are guided to the measurement circuit 83 and converted into a flow velocity.
【０００５】従来より、温度検出部にサーミスタが使用
されており、サーミスタを用いた流速センサーには、自
己発熱型と傍熱型があり、自己発熱型は温度検出部が加
熱部を兼ねたものであり、傍熱型は温度検出部と加熱部
を別々にしたものである。Conventionally, a thermistor has been used in the temperature detecting section, and there are a self-heating type and an indirectly heating type in the flow velocity sensor using the thermistor. In the self-heating type, the temperature detecting section also serves as the heating section. In the indirectly heated type, the temperature detecting part and the heating part are separately provided.
【０００６】自己発熱型サーミスタ流速センサーでは、
負特性のサーミスタを自己発熱する領域で使用するた
め、サーミスタに過電流を流すことになり、劣化が生
じ、経時変化が著しく、長時間の使用ができない。In the self-heating type thermistor flow velocity sensor,
Since the thermistor having a negative characteristic is used in a self-heating region, an overcurrent is caused to flow in the thermistor, which causes deterioration, which significantly changes with time and cannot be used for a long time.
【０００７】一方、傍熱型サーミスタ流速センサーは、
例えば図１４に示すものが知られている。この流速セン
サーは、正特性のサーミスタ８７の周囲を発熱体のヒー
タ８６で覆い、それらをガラス等の容器８５に入れ、該
容器８５内に窒素ガス等を封入し、サーミスタ８７およ
び発熱体８６のリード線を容器外に取り出した構造とな
っている。On the other hand, the indirectly heated thermistor flow velocity sensor is
For example, the one shown in FIG. 14 is known. In this flow velocity sensor, the thermistor 87 having a positive characteristic is surrounded by a heater 86 as a heating element, and they are put in a container 85 such as glass, and nitrogen gas or the like is enclosed in the container 85 to remove the thermistor 87 and the heating element 86. The lead wire is taken out of the container.
【０００８】この傍熱型サーミスタ流速センサーは、サ
ーミスタの正特性の領域を使用するため、サーミスタに
流す電流は小さくてよい（最大数百μＡ程度）ので、劣
化はほとんど発生せず、長時間の使用ができるが、その
構造上、流速センサーが大型化し、細い配管には取付が
不能であると共に、流体の流れを乱し、正確な流速が測
定できない。また、大型のため、熱容量が大きくなり、
応答性が著しく遅くなり、時々刻々変化する流体の流速
を適格に測定することができないし、さらに、ガス体の
ような熱容量の小さい流体や、流体温度と発熱体温度の
差が少ない場合は使用できない。しかも、サーミスタと
発熱体をガラス等の容器に入れ、窒素ガスを封入するた
めの特別の設備が必要であり、製造コストが著しく高く
なる。因みに、図１４に示す傍熱型サーミスタ流速セン
サーの熱応答性は、温度的に安定するのに１０秒以上を
要していた。Since this indirectly heated thermistor flow velocity sensor uses the region of the positive characteristic of the thermistor, the current flowing through the thermistor may be small (up to several hundreds μA at the maximum), so that it hardly deteriorates, and it does not occur for a long time. It can be used, but due to its structure, the flow velocity sensor becomes large, it cannot be attached to thin pipes, it disturbs the flow of fluid, and accurate flow velocity cannot be measured. Also, because of the large size, the heat capacity increases,
Responsiveness is significantly slowed down, it is not possible to properly measure the flow velocity of the fluid that changes from moment to moment.Furthermore, it is used when the fluid has a small heat capacity such as a gas body or the difference between the fluid temperature and the heating element temperature is small. Can not. Moreover, the thermistor and the heating element are put in a container such as glass and a special facility for enclosing nitrogen gas is required, which significantly increases the manufacturing cost. Incidentally, it took 10 seconds or more for the thermal response of the indirectly heated thermistor flow velocity sensor shown in FIG. 14 to stabilize in temperature.
【０００９】また一方、熱式流量計のうち、比較的安価
であり、気体の流量を測定するもとして、図１７に示す
ような流量センサーが利用されている。このセンサは図
の矢印方向に流れる流体中に配置した抵抗温度計１０１
と１０２の間で熱線１０３により流体に熱を加え、抵抗
温度計１０１と１０２で測定した温度差を得ることによ
り流体の流量を計測するものである。しかし、これによ
れば、被測定流体の比熱が十分小さいことが必要であ
り、液体特に水の流量測定には不適当である。On the other hand, of the thermal type flow meters, a flow rate sensor as shown in FIG. 17 is used because it is relatively inexpensive and measures the flow rate of gas. This sensor is a resistance thermometer 101 arranged in a fluid flowing in the direction of the arrow in the figure.
And 102, heat is applied to the fluid by the hot wire 103, and the flow rate of the fluid is measured by obtaining the temperature difference measured by the resistance thermometers 101 and 102. However, according to this, it is necessary that the specific heat of the fluid to be measured is sufficiently small, and it is not suitable for measuring the flow rate of liquid, especially water.
【００１０】よって本発明の目的は、比熱の大きな液体
特に水の流量を測定するのに適した液体用流量センサー
を提供することにある。またさらに、熱応答性に優れ、
測定精度の高い、小型で、安価なセンサーを提供するこ
とにある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide a liquid flow sensor suitable for measuring the flow rate of a liquid having a large specific heat, especially water. Furthermore, it has excellent thermal response,
It is to provide a small-sized, inexpensive sensor with high measurement accuracy.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、かか
る目的を達成するために、発熱体、この発熱体の近傍に
配置した測温素子、およびこれらを覆うカバーを備えた
傍熱型の液体用流量センサーにおいて、熱伝導率および
電気絶縁性が高いシリコン基板を具備し、発熱体および
測温素子はこの基板上に形成されたものであり、カバー
はこれらが形成された側と反対側の基板面に接着してい
るとともにこの接着部分の外側において流量が測定され
る液体に接するものであることを特徴とする。In order to achieve such an object, the present invention is of an indirectly heated type having a heating element, a temperature measuring element arranged in the vicinity of the heating element, and a cover for covering them. The liquid flow sensor is provided with a silicon substrate having high thermal conductivity and electrical insulation, the heating element and the temperature measuring element are formed on this substrate, and the cover is on the side opposite to the side on which these are formed. And is in contact with the liquid whose flow rate is to be measured outside the bonded portion.
【００１２】ここで、カバーは熱伝導率が良く、かつ流
量が測定される液体に対する耐食性の良い金属で構成さ
れたものであり、またカバーの形状および大きさは前記
発熱体の形状および大きさにほぼ等しいことが好まし
い。また、前記液体に接する側と反対側を覆う断熱材を
有するのが好ましい。Here, the cover is made of a metal having a good thermal conductivity and a high corrosion resistance against a liquid whose flow rate is measured, and the shape and size of the cover are the shape and size of the heating element. Is preferably approximately equal to. Further, it is preferable to have a heat insulating material covering the side opposite to the side in contact with the liquid.
【００１３】これによれば、熱が基板さらにはカバーを
介して液体により効果的に奪われる場合の発熱体近傍の
温度が測温素子により測定されるため、流体をヒータで
加熱しその温度を計測する、図１７のような熱式流量計
に比べ、水等の比熱の大きな液体の流量についても応答
性良く正確な測定がなされるとともに、液体とセンサー
とがカバーにより隔離されているため、腐食に対する安
定性も向上する。According to this, since the temperature in the vicinity of the heating element when the heat is effectively absorbed by the liquid through the substrate and the cover is measured by the temperature measuring element, the fluid is heated by the heater and the temperature is controlled. Compared with the thermal type flow meter as shown in FIG. 17, which measures, the flow rate of a liquid having a large specific heat, such as water, can be measured accurately with good response, and the liquid and the sensor are separated by the cover. The stability against corrosion is also improved.
【００１４】また、特に熱応答性に優れ、測定精度の高
い、小型で、安価なセンサーを提供するという目的に対
しては、発熱体とサーミスタとを面状とする。また、上
記発熱体がニクロム合金またはサーメット材料からな
り、上記サーミスタがスピネル型遷移金属酸化物または
炭化シリコンまたはシリコン等のＮＴＣ材料から構成し
たものである。Further, the heating element and the thermistor are planar for the purpose of providing a small-sized, inexpensive sensor which is excellent in thermal responsiveness, high in measurement accuracy. Further, the heating element is made of a nichrome alloy or a cermet material, and the thermistor is made of a spinel type transition metal oxide or an NTC material such as silicon carbide or silicon.
【００１５】さらに、この発熱体とサーミスタがスパッ
ター、ＣＶＤ等の成膜法により形成されることを特徴と
する。またさらに、この発熱体とサーミスタがそれぞれ
の成分を含有するペーストを印刷等の厚膜プロセスによ
り形成したことを特徴とする。さらにまた、この発熱体
とサーミスタが１つの基板上に配置されることを特徴と
する。加えて、この発熱体とサーミスタを１つの基板の
一面に配置されることを特徴とする。Further, the heating element and the thermistor are formed by a film forming method such as sputtering or CVD. Furthermore, the heating element and the thermistor are characterized in that a paste containing the respective components is formed by a thick film process such as printing. Furthermore, the heating element and the thermistor are arranged on one substrate. In addition, the heating element and the thermistor are arranged on one surface of one substrate.
【００１６】また、基板の一面に発熱体を配置し、該発
熱体の上に絶縁層を介して前記サーミスタが積層される
ことを特徴とする。加えてまた、発熱体の一面に絶縁層
を介して前記サーミスタが積層されたものである。ま
た、この発熱体とサーミスタに接続される電極が成膜法
または厚膜プロセスにより形成されたことを特徴とす
る。Further, a heating element is arranged on one surface of the substrate, and the thermistor is laminated on the heating element via an insulating layer. In addition, the thermistor is laminated on one surface of the heating element via an insulating layer. Further, the heating element and the electrode connected to the thermistor are formed by a film forming method or a thick film process.
【００１７】さらに、この発熱体とサーミスタを密封す
る容器内に封入し、該容器の外面に配線用の接続端子を
設けたことを特徴とする。また、この発熱体およびサー
ミスタとそれぞれ接続される接続端子がＦＰＣで接続さ
れることを特徴とする。さらにまた、基板または発熱体
を容器（キャップ）の内壁面に固定したことを特徴とす
る。また、基板または発熱体が半田層を介して容器（キ
ャップ）の内壁面に固定されたことを特徴とする。Further, the heating element and the thermistor are enclosed in a container which is hermetically sealed, and a connecting terminal for wiring is provided on the outer surface of the container. Further, it is characterized in that connection terminals respectively connected to the heating element and the thermistor are connected by an FPC. Furthermore, the substrate or the heating element is fixed to the inner wall surface of the container (cap). Further, the substrate or the heating element is fixed to the inner wall surface of the container (cap) via the solder layer.
【００１８】[0018]
【参考例および実施例】［参考例１］本発明に係るサー
ミスタ流速センサーを用いた流速測定を図１に示して説
明する。図１に示すように、配管７０等の流路に補償用
温度計７６とサーミスタ流速センサー７２を配置する。
このとき、サーミスタ流速センサー７２に接する流体７
１の流れが乱れないように、前記補償用温度計７６と前
記流速センサー７２の配置位置を決める。Reference Examples and Examples Reference Example 1 Flow velocity measurement using the thermistor flow velocity sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, a compensating thermometer 76 and a thermistor flow velocity sensor 72 are arranged in a flow path such as a pipe 70.
At this time, the fluid 7 in contact with the thermistor flow velocity sensor 72
The positions of the compensating thermometer 76 and the flow velocity sensor 72 are determined so that the flow of No. 1 is not disturbed.
【００１９】前記サーミスタ流速センサー７２は容器内
壁面の流体の流れを検出する面にセンサー部７３を配置
し、前記容器の外面に接続端子７４を設け、それらをリ
ード線７５で接続する。また補償用温度計７６は温度検
出器７７を設け、その出力線７８から信号を取り出し、
温度を計測する。In the thermistor flow velocity sensor 72, a sensor portion 73 is arranged on the surface of the inner wall surface of the container for detecting the flow of fluid, a connecting terminal 74 is provided on the outer surface of the container, and they are connected by a lead wire 75. Further, the compensating thermometer 76 is provided with a temperature detector 77, and takes out a signal from its output line 78,
Measure the temperature.
【００２０】前記サーミスタ流速センサー７２の容器
は、密封構造となっており、容器の外側を流れる流体が
容器内に侵入しないようになっている。The container of the thermistor flow velocity sensor 72 has a sealed structure so that fluid flowing outside the container does not enter the container.
【００２１】前記センサー部７３を図２により説明す
る。図において、１０はアルミナ、ＳｉＯ2 などの平板
状の基板で、１１は発熱体であり、両端に電極１２，１
７を備え、基板１０の一面上に形成している。The sensor unit 73 will be described with reference to FIG. In the figure, 10 is a flat plate-shaped substrate such as alumina or SiO 2 , 11 is a heating element, and electrodes 12 and 1 are provided at both ends.
7 and is formed on one surface of the substrate 10.
【００２２】また、１３は絶縁体であり、発熱体１１の
上に全面を覆うように形成されている。１４はサーミス
タであり、絶縁体１３の上面に形成されており、このサ
ーミスタ１４は上下に電極１５，１６を備え、発熱体１
１よりはみ出ない範囲の大きさで形成する。Numeral 13 is an insulator, which is formed on the heating element 11 so as to cover the entire surface. Reference numeral 14 denotes a thermistor, which is formed on the upper surface of the insulator 13. The thermistor 14 includes electrodes 15 and 16 on the upper and lower sides, and the heating element 1
It is formed in a size that does not protrude beyond 1.
【００２３】次に、発熱体１１は、ニクロム、（Ｎｉ−
Ｃｒ）合金或はサーメット材料（Ｔａ−ＳｉＯ2 、Ｃｒ
−ＳｉＯ2 ）等の材料を用い、スパッターやＣＶＤなど
の成膜法により形成されている。絶縁体１３は発熱体１
１の発熱温度以上の耐熱性を有し、熱伝導性に優れたも
のがよいが、例えばエポキシ樹脂、フラン樹脂、ポリイ
ミド樹脂等の接着性を有するものまたはＳｉＯ2 等の絶
縁物でもよい。サーミスタ１４は熱容量の小さな感熱特
性、特に発熱体１１の温度変化に対応する温度周辺で抵
抗値が変化する材料を選択するが、例えばスピネル型遷
移金属酸化物やＳｉＣ（炭化珪素）、Ｓｉ等のＮＴＣ材
料を用い、スパッターやＣＶＤなどの成膜法により形成
されている。電極１２，１５，１６，１７は、Ｎｉ，Ｃ
ｒ／Ｐｄ，Ｃｒ／Ａｇ等の材料を用い、リフトオフやエ
ッチングなどにより形成する。Next, the heating element 11 is made of nichrome, (Ni-
Cr) alloy or cermet material (Ta-SiO 2 , Cr
It is formed by a film forming method such as sputtering or CVD using a material such as —SiO 2 ). Insulator 13 is heating element 1
A material having heat resistance equal to or higher than the exothermic temperature of 1 and having excellent thermal conductivity is preferable, but an adhesive material such as an epoxy resin, a furan resin, or a polyimide resin, or an insulating material such as SiO 2 may be used. The thermistor 14 selects a material having a small heat capacity and a heat resistance characteristic, in particular, a resistance value that changes around the temperature corresponding to the temperature change of the heating element 11. For example, a spinel type transition metal oxide, SiC (silicon carbide), Si, or the like is used. It is formed by a film forming method such as sputtering or CVD using an NTC material. The electrodes 12, 15, 16, 17 are made of Ni, C
A material such as r / Pd or Cr / Ag is used and is formed by lift-off or etching.
【００２４】上記材料および製法によると、例えば、基
板１０の厚さは０．５ｍｍで、発熱体の厚さは０．３μ
ｍで、絶縁体は０．３μｍの厚さで、サーミスタは０．
６μｍ程度の厚さになる。またこの基板の大きさは５×
５ｍｍサイズ程度でよい。According to the above materials and manufacturing method, for example, the substrate 10 has a thickness of 0.5 mm and the heating element has a thickness of 0.3 μm.
m, the insulator is 0.3 μm thick and the thermistor is 0.
The thickness is about 6 μm. The size of this board is 5 ×
A size of about 5 mm is sufficient.
【００２５】上記説明では、スパッターやＣＶＤ、リフ
トオフ、エッチングなどの薄膜法を用いたが、これをそ
れぞれの成分を有するペーストを用いて印刷などの厚膜
プロセスにより形成してもよい。この厚膜プロセスを用
いた場合は、発熱体１１、絶縁体１３、サーミスタ１
４、電極のそれぞれの厚さは、０．５から１００μｍ程
度となる。In the above description, the thin film method such as sputtering, CVD, lift-off and etching is used, but it may be formed by a thick film process such as printing using a paste having each component. When this thick film process is used, the heating element 11, the insulator 13, the thermistor 1
4. The thickness of each electrode is about 0.5 to 100 μm.
【００２６】［参考例２］参考例２は前記センサー部を
他の例としたもので図３により説明する。図において
は、サーミスタ流速センサー６１を上から見たものであ
る。図において、６２は絶縁体であるアルミナ等からな
る基板、６３は発熱体、６４はサーミスタ、６５は発熱
体の一方の電極、６６はサーミスタの一方の電極、６７
は発熱体およびサーミスタの他方の共通電極である。Reference Example 2 Reference Example 2 is another example of the sensor section, which will be described with reference to FIG. In the figure, the thermistor flow velocity sensor 61 is viewed from above. In the figure, 62 is a substrate made of alumina or the like which is an insulator, 63 is a heating element, 64 is a thermistor, 65 is one electrode of the heating element, 66 is one electrode of the thermistor, 67
Is the other common electrode of the heating element and the thermistor.
【００２７】前記基板６２の一面に、前記発熱体６３を
コ字状に形成し、前記サーミスタ６４を発熱体６３のコ
字状の内側に発熱体６３と間隔を隔てて形成されてい
る。前記電極６５は発熱体６３のコ字状の一方の端部に
形成され、電極６６はサーミスタ６４の一方の端部に形
成され、共通電極６７は発熱体のコ字状の他方の端部と
前記サーミスタ６４の他方の端部とに連接して形成され
ている。前記発熱体６３、サーミスタ６４、電極６５か
ら６７の製造方法や材料は、参考例１の製造方法や材料
と同じ方法、材料である。The heating element 63 is formed in a U shape on one surface of the substrate 62, and the thermistor 64 is formed inside the U shape of the heating element 63 with a space from the heating element 63. The electrode 65 is formed on one end of the heating element 63 in a U-shape, the electrode 66 is formed on one end of the thermistor 64, and the common electrode 67 is formed on the other end of the U-shape of the heating element. It is formed so as to be connected to the other end of the thermistor 64. The manufacturing method and materials of the heating element 63, the thermistor 64, and the electrodes 65 to 67 are the same as the manufacturing method and material of Reference Example 1.
【００２８】［参考例３］参考例３は前記センサー部を
他の例としたもので図４を用いて説明する。図４におい
て、１は発熱体で、２と９は発熱体１の電極で、３は絶
縁体で、４はサーミスタで、７，８はサーミスタに接続
された電極である。Reference Example 3 Reference Example 3 is another example of the sensor section, and will be described with reference to FIG. In FIG. 4, 1 is a heating element, 2 and 9 are electrodes of the heating element 1, 3 is an insulator, 4 is a thermistor, and 7 and 8 are electrodes connected to the thermistor.
【００２９】前記発熱体１は例えば四角形状の板状で、
カーボンソリッド抵抗器や、セラミックと炭素または金
属類を混合して成形固化した抵抗体である。厚みは０．
１ｍｍから２ｍｍ程度であり、大きさは例えば２×４
（ｍｍ）である。サーミスタ４は、絶縁体３を介して発
熱体１の一面に形成され、その大きさは発熱体１の大き
さより小さくし、発熱体１の電極２，９に接触しない大
きさとする。前記絶縁体３は発熱体１の発熱温度以上の
耐熱性を有し、熱伝導性に優れたものがよく、例えばエ
ポキシ樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁層で
ある。前記サーミスタ４は参考例１で記載した材料、製
法により形成される。電極２，９は発熱体１の両端にそ
れぞれ設け、電極７，８はサーミスタ４の両端のそれぞ
れに設ける。前記電極２，９，７，８の材料および製法
は、参考例１で示したものと同じである。The heating element 1 is, for example, a quadrangular plate,
It is a carbon solid resistor or a resistor obtained by mixing ceramics with carbon or metals and solidifying them. The thickness is 0.
It is about 1 mm to 2 mm, and the size is, for example, 2 × 4.
(Mm). The thermistor 4 is formed on one surface of the heating element 1 with the insulator 3 interposed therebetween. The size of the thermistor 4 is smaller than the size of the heating element 1 and does not contact the electrodes 2 and 9 of the heating element 1. It is preferable that the insulator 3 has heat resistance equal to or higher than the heat generation temperature of the heating element 1 and has excellent thermal conductivity, and is, for example, an insulating layer of epoxy resin, furan resin, polyimide resin, or the like. The thermistor 4 is formed by the material and manufacturing method described in Reference Example 1. The electrodes 2 and 9 are provided at both ends of the heating element 1, and the electrodes 7 and 8 are provided at both ends of the thermistor 4. The materials and manufacturing method of the electrodes 2, 9, 7, and 8 are the same as those shown in Reference Example 1.
【００３０】上記参考例１から３に述べたサーミスタ流
速センサーは、図５に示す測定回路により流速を測定す
ることができる。図において、発熱体１９、サーミスタ
２０を含むサーミスタ流速センサー２１と補償用温度計
２２とが流体に接して配備され、それらの電極を導出す
るコネクタ２４や、例えば５Ｖ程度の電源２５、検知用
サーミスタ２０との分圧抵抗２６、補償用温度計２２と
の分圧抵抗２７、それにサーミスタおよび補償用温度計
の端子電圧を出力する端子２８，２９とで構成されてい
る。The thermistor flow velocity sensor described in Reference Examples 1 to 3 can measure the flow velocity by the measuring circuit shown in FIG. In the figure, a thermistor flow velocity sensor 21 including a heating element 19 and a thermistor 20 and a compensating thermometer 22 are provided in contact with a fluid, and a connector 24 for leading out those electrodes, a power supply 25 of, for example, about 5V, a thermistor for detection. It is composed of a voltage dividing resistor 26 with respect to 20, a voltage dividing resistor 27 with respect to the compensating thermometer 22, and terminals 28 and 29 for outputting the terminal voltage of the thermistor and the compensating thermometer.
【００３１】サーミスタ流速センサーの前記測定回路
は、補償用温度計２２により流体の温度を検出する。こ
の場合、端子２８の電圧をチェックするだけで流体自体
の温度を測定できる。流体の温度が上がれば、補償用サ
ーミスタの温度も上がり、サーミスタの温度が上昇すれ
ばＮＴＣタイプであればその抵抗値が下がり、端子２８
の電圧が下がる。この電圧と実際の温度とを事前に校正
しておけば、容易に流体の温度を知ることができる。The measuring circuit of the thermistor flow velocity sensor detects the temperature of the fluid by the compensating thermometer 22. In this case, the temperature of the fluid itself can be measured simply by checking the voltage at the terminal 28. If the temperature of the fluid rises, the temperature of the compensating thermistor rises, and if the temperature of the thermistor rises, the resistance value of the NTC type is lowered and the terminal 28
Voltage drops. If the voltage and the actual temperature are calibrated in advance, the temperature of the fluid can be easily known.
【００３２】サーミスタ流速センサー２１では、コネク
タ２４の共通電極端子２４1 と発熱体用電極２４2 間に
直流電源２５が接続されていて、発熱体１９を加熱し
て、サーミスタ２０全体が流体よりも高い温度で発熱し
ている。発熱体の加熱量は電源から抵抗を介することで
容易に可変できる。ここに、流体の流速に応じて、発熱
体１９またはアルミナ基板１０，６２の熱が奪われ、該
発熱体１９等の温度が下降し、サーミスタがＮＴＣタイ
プであればサーミスタの抵抗値の増加で分圧端子２９の
電圧が上昇することになる。この際、流体の流れが速い
場合は、流体より高温の発熱体またはアルミナ基板の熱
をその速さに応じて奪うので、温度も下がり、より低温
になる。In the thermistor flow velocity sensor 21, a DC power supply 25 is connected between the common electrode terminal 24 1 of the connector 24 and the heating element electrode 24 2 to heat the heating element 19 so that the thermistor 20 as a whole is better than the fluid. Exothermic at high temperature. The heating amount of the heating element can be easily changed through the resistance from the power source. Here, the heat of the heating element 19 or the alumina substrates 10 and 62 is removed according to the flow velocity of the fluid, the temperature of the heating element 19 and the like is lowered, and if the thermistor is an NTC type, the resistance value of the thermistor increases. The voltage of the voltage dividing terminal 29 will increase. At this time, when the flow of the fluid is fast, the heat of the heating element or the alumina substrate having a temperature higher than that of the fluid is absorbed according to the speed, so that the temperature also decreases and the temperature becomes lower.
【００３３】このように、上記サーミスタ流速センサー
を使用した測定回路では、特に下記でも述べるように、
感度の調節ができて、熱応答性がよく、製造面でのパラ
ツキもほとんどないので、近時コンピュータを使用した
制御回路に活用しやすくなっている。この場合、サーミ
スタの温度管理は、アナログ信号からデジタル信号に変
換して、コンピュータに導入する。As described above, in the measuring circuit using the thermistor flow velocity sensor, as described below, in particular,
Since the sensitivity can be adjusted, the thermal response is good, and there are few variations in manufacturing, it is easy to use in control circuits using computers in recent years. In this case, the temperature control of the thermistor is performed by converting an analog signal into a digital signal and introducing it into a computer.
【００３４】次に、この流速センサーと流速との関係を
図６に示す。このグラフは、流体を水として、水を流す
パイプに補償用温度計と流速センサーを挿入した場合
で、横軸に水の水量、縦軸に補償用温度計の検出温度で
ある水温と流速センサーのサーミスタの指示温度の差を
示す図である。水温が５℃と６０℃の時の流量で、補償
用温度計２２の温度はそれぞれ５℃、６０℃を示し、サ
ーミスタの温度は流体の流れがない場合は、水温６０℃
よりも高く設定されている。このグラフの結果、水速が
ほとんどないときは、高温の流速センサーと流体の温度
には相当の温度差があるが、水流が速くなると温度差が
ほとんどなくなることが解る。こうして、本サーミスタ
流速センサーが感度に優れた流速センサーとして、機能
することが実証される。Next, the relationship between the flow velocity sensor and the flow velocity is shown in FIG. This graph shows the case where the compensating thermometer and the flow velocity sensor are inserted into the pipe that flows water, using water as the fluid, and the horizontal axis shows the amount of water in the water and the vertical axis shows the water temperature and the flow velocity sensor that are the detection temperatures of the compensating thermometer. FIG. 5 is a diagram showing a difference in indicated temperature of the thermistor. When the water temperature is 5 ° C and 60 ° C, the temperature of the compensating thermometer 22 indicates 5 ° C and 60 ° C, respectively, and the temperature of the thermistor is 60 ° C when there is no fluid flow.
Set higher than. From the results of this graph, it can be seen that when there is almost no water speed, there is a considerable temperature difference between the high temperature flow sensor and the temperature of the fluid, but there is almost no temperature difference when the water flow becomes faster. In this way, it is demonstrated that the present thermistor flow velocity sensor functions as a flow velocity sensor with excellent sensitivity.
【００３５】この結果を利用して、発熱体の発熱量を調
節することにより、流量に対する温度差の大きな領域で
使用でき、流量感度の調節が、可能であるという結果を
も享受できる。このことより、性能的に温度変化に対す
る感度の高い領域で使用できるということもいえる。By utilizing this result and adjusting the amount of heat generated by the heating element, it can be used in a region where the temperature difference with respect to the flow rate is large, and the flow rate sensitivity can be adjusted. From this, it can be said that it can be used in a region where performance is highly sensitive to temperature changes.
【００３６】また、本参考例における応答特性につい
て、図７と図８に示して説明する。図７は、サーミスタ
流速センサー３種類を用いて、発熱体への投入電力に対
するサーミスタにより測定する温度が飽和温度の６３％
（１／ｅ）となる時間の関係を示した比較グラフであ
る。ここで、□マークは積層成膜で参考例１によるサー
ミスタ流速センサーで、○マークは参考例３による板状
発熱体と板状サーミスタを用いたサーミスタ流速センサ
ーで、●マークは参考例２で示した１枚のアルミナ基板
上に発熱体とサーミスタとを互いに一平面上に平行に配
置したサーミスタ流速センサーである。この３種はそれ
ぞれ使用態様、製造態様によりメリット・デメリットが
あるが、熱の応答特性については、参考例１で示した□
マークのサーミスタ流速センサーが瞬時に発熱体の温度
変化に対応することが理解できる。なお、従来の図１４
に示すものでは、熱の応答特性としては１０秒以上かか
っていた。The response characteristics in this reference example will be described with reference to FIGS. 7 and 8. FIG. 7 shows that the temperature measured by the thermistor with respect to the electric power supplied to the heating element is 63% of the saturation temperature by using three types of thermistor flow velocity sensors.
It is a comparison graph which showed the relationship of the time used as (1 / e). Here, the □ mark is the thermistor flow velocity sensor according to Reference Example 1 for laminated film formation, the ○ mark is the thermistor flow velocity sensor using the plate-shaped heating element and the plate-like thermistor according to Reference Example 3, and the ● mark is shown in Reference Example 2. A thermistor flow velocity sensor in which a heating element and a thermistor are arranged parallel to each other on a single alumina substrate. Each of these three types has merits and demerits depending on the usage mode and manufacturing mode, but the thermal response characteristics are shown in Reference Example 1
It can be seen that Mark's thermistor flow velocity sensor responds instantly to changes in the temperature of the heating element. In addition, in FIG.
In the case shown in (1), it took 10 seconds or more as the heat response characteristic.
【００３７】さらに、図８は同様にサーミスタ流速セン
サー３種を用いて、発熱体への投入電力に対するサーミ
スタで感知する流体（図では水）との温度差の関係を示
した比較図である。各マークは図７の場合と同じであ
る。この結果から、発熱体への投入電力に応じて傾斜が
大きいほど熱感度に優れているわけで、発熱体と絶縁体
とサーミスタとが３層構造を成す積層成膜が熱容量が小
さく、流体、気体の流速、流量を測定する手段に効果的
であることが実証できる。Further, FIG. 8 is a comparative diagram showing the relationship between the temperature of the fluid (water in the figure) sensed by the thermistor and the electric power supplied to the heating element, similarly using three thermistor flow velocity sensors. Each mark is the same as in FIG. From this result, it can be seen that the larger the inclination according to the electric power applied to the heating element, the better the thermal sensitivity. Therefore, the laminated film formation in which the heating element, the insulator, and the thermistor have a three-layer structure has a small heat capacity and the fluid, It can be demonstrated that it is effective as a means for measuring the flow velocity and flow rate of gas.
【００３８】他の例としては、図９に示した発明につい
て説明する。図９（Ａ）において、３２はアルミナやセ
ラミック等の基板で、その一面には半田層３１が付加さ
れている。その基板３２の他の一面には、発熱体３３と
絶縁体３４とサーミスタ３５が積層形式で形成され、積
層型サーミスタ流速センサーを構成する。３６，３７，
３９，４０は各電極から取り出した端子である。As another example, the invention shown in FIG. 9 will be described. In FIG. 9A, reference numeral 32 is a substrate made of alumina, ceramics or the like, and a solder layer 31 is added to one surface thereof. A heating element 33, an insulator 34, and a thermistor 35 are formed on the other surface of the substrate 32 in a laminated manner to form a laminated type thermistor flow velocity sensor. 36, 37,
39 and 40 are terminals taken out from each electrode.
【００３９】図９（Ｂ）には、前記積層サーミスタのセ
ンサー部を実装した図を示している。容器３０の内側の
内壁には半田が付着されており、該積層型サーミスタの
半田層３１を該半田で接着するものである。こうすれ
ば、容器の半田を付着した面の裏面を流体が流れるの
で、流体の流速による容器３０の温度低下を即座に熱伝
導率のよい半田層３１を介して発熱体３３の温度下降に
至らせ、この下降温度をサーミスタ３５が感知し、抵抗
値の増加を電気信号として知覚できるというものであ
る。FIG. 9B shows a diagram in which the sensor portion of the laminated thermistor is mounted. Solder is attached to the inner wall of the inside of the container 30, and the solder layer 31 of the laminated thermistor is bonded with the solder. In this case, since the fluid flows on the back surface of the surface of the container to which the solder is attached, the temperature drop of the container 30 due to the flow velocity of the fluid immediately leads to the temperature drop of the heating element 33 via the solder layer 31 having a high thermal conductivity. The thermistor 35 can detect this falling temperature and can perceive an increase in the resistance value as an electric signal.
【００４０】さらに、他の例として、図１０について説
明する。図１０（Ａ）において、センサー４２は例１，
３で示したサーミスタ流速センサーであり、容器４１の
内壁に接着剤または上記半田層等により固定され、容器
４１が気体、液体の流体の速度により機械的振動を起こ
して、また、取付時のハンドリングなどの時の振動、衝
撃による電極部の劣化等で、そのセンサー部と端子間の
接続線の断線、不接触を避けるため、接続線にＦＰＣ
（フレキシブル・プリント・サーキット）４３を用い
て、端子４４〜４６に接続するものである。また図１０
（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ４３とセンサー部４２と
は、異方性導電フィルム４９を用いて接続され、容器４
１に固定されたセンサー部４２とＦＰＣ４３とを接着
し、接続不良を防止するようにしてもよい。Further, FIG. 10 will be described as another example. In FIG. 10 (A), the sensor 42 is the example 1,
3 is a thermistor flow velocity sensor shown in FIG. 3, which is fixed to the inner wall of the container 41 with an adhesive or the above-mentioned solder layer, etc., causing the container 41 to mechanically vibrate due to the velocity of a gas or liquid fluid, and handling during mounting. In order to avoid disconnection and non-contact of the connection line between the sensor part and the terminal due to the deterioration of the electrode part due to vibration or shock at the time of FPC etc.,
A (flexible printed circuit) 43 is used to connect to the terminals 44 to 46. See also FIG.
As shown in (B), the FPC 43 and the sensor unit 42 are connected using an anisotropic conductive film 49, and the container 4
The sensor unit 42 fixed to 1 and the FPC 43 may be adhered to each other to prevent connection failure.
【００４１】さらに加えて、他の例として、図１１に示
して説明する。この例は参考例１，３によるサーミスタ
流速センサーの応用例で、図１１（Ａ）では流体自体の
温度を測定する測温サーミスタ５０と、アルミナ等の基
板５１と、発熱体としての発熱体５２と、絶縁層を介し
て発熱体５２に面して配備され発熱体の温度を測定する
サーミスタ５３とで構成される。図１１（Ｂ）は、容
器、取り出し口の様子を示した図であり、容器内は密封
して、真空にしたり、熱絶縁性樹脂を充填することで、
センサー部の寿命を長くしたり、発熱体の温度を即応正
確に検知するように配置されている。測温サーミスタを
１容器内に包含することで、傍熱形サーミスタ全体の小
型化が図られる。In addition, another example will be described with reference to FIG. This example is an application example of the thermistor flow velocity sensor according to Reference Examples 1 and 3, and in FIG. 11A, a temperature measuring thermistor 50 for measuring the temperature of the fluid itself, a substrate 51 such as alumina, and a heating element 52 as a heating element. And a thermistor 53 which faces the heating element 52 via the insulating layer and measures the temperature of the heating element. FIG. 11B is a diagram showing the state of the container and the outlet, and by sealing the inside of the container and applying a vacuum or filling it with a heat insulating resin,
It is arranged to prolong the life of the sensor part and to detect the temperature of the heating element promptly and accurately. By including the temperature measuring thermistor in one container, the size of the indirectly heated thermistor can be reduced.
【００４２】またさらに、他の例として、図１２に示し
て説明する。この例も参考例１，３のサーミスタ流速セ
ンサーの応用例で、図１２（Ａ）では基板５６上に測温
サーミスタ５５と発熱体５７およびサーミスタ５８とが
配置されたものである。同一基板上に、基準となる補償
用温度計の測温サーミスタ５５が流体の温度を計測し、
その基板に面した発熱体５７が発熱し、その発熱温度を
サーミスタ膜が検出する。図１２（Ｂ）はこの流速セン
サーを実装した図である。この場合も流量計全体の小型
化が図られる。Still another example will be described with reference to FIG. This example is also an application example of the thermistor flow velocity sensor of Reference Examples 1 and 3, and in FIG. 12A, the temperature measuring thermistor 55, the heating element 57, and the thermistor 58 are arranged on the substrate 56. On the same substrate, the temperature measuring thermistor 55 of the reference compensating thermometer measures the temperature of the fluid,
The heating element 57 facing the substrate generates heat, and the temperature of the generated heat is detected by the thermistor film. FIG. 12B is a diagram in which this flow velocity sensor is mounted. Also in this case, the entire flow meter can be downsized.
【００４３】以上の参考例によれば、流速センサーは熱
感度・熱応答性がよく、気体などの熱容量の小さな流体
の流量測定にも適する。さらに、発熱体とサーミスタを
密封する容器内に封入し、該容器の外面に配線用の接続
端子を設け、発熱体およびサーミスタと該接続端子がＦ
ＰＣ等で接続されているため、耐振動性、耐衝撃性に優
れている。According to the above reference example, the flow velocity sensor has good thermal sensitivity and thermal responsiveness, and is suitable for measuring the flow rate of a fluid having a small heat capacity such as gas. Further, the heating element and the thermistor are sealed in a container, and a connecting terminal for wiring is provided on the outer surface of the container.
Since it is connected with a PC or the like, it has excellent vibration resistance and shock resistance.
【００４４】［実施例１］図１９は本発明の、特に水等
の比熱が大きな液体の流量を測定するのに好ましい液体
用流量センサーの断面図である。このセンサーは、発熱
体１１１、発熱体１１１の上に配置した測温用のサーミ
スタ膜１１２、およびこれらを覆うカバー１０５を備え
た傍熱型の液体用流量センサーであり、熱伝導率および
電気絶縁性が高い基板１０９を具備し、発熱体１１１お
よびサーミスタ膜１１２は基板１０９上に形成されたも
のであり、カバー１０５はこれらが形成された側と反対
側の基板１０９面に接着しているとともにこの接着部分
の外側において流量が測定される液体に接するものであ
る。発熱体１１１およびサーミスタ膜１１２は外部へ接
続された電極１１０を有している。[Embodiment 1] FIG. 19 is a sectional view of a liquid flow sensor according to the present invention, which is particularly preferable for measuring the flow rate of a liquid having a large specific heat such as water. This sensor is an indirectly heated liquid flow sensor having a heating element 111, a thermistor film 112 for temperature measurement arranged on the heating element 111, and a cover 105 that covers them, and has thermal conductivity and electrical insulation. The heat generating element 111 and the thermistor film 112 are formed on the substrate 109, and the cover 105 is adhered to the surface of the substrate 109 opposite to the side where these are formed. It is in contact with the liquid whose flow rate is to be measured, outside the bonded portion. The heating element 111 and the thermistor film 112 have an electrode 110 connected to the outside.
【００４５】カバー１０５は内径１３．３ｍｍφのキャ
ップ状で、熱伝導率が良く、かつ流量が測定される液体
に対する耐食性の良い金属、例えばステンレスＳＵＳ３
１６Ｌで構成されたものであり、またカバー１０５の形
状および大きさは発熱体１１１の形状および大きさにほ
ぼ等しい。また、図には示されていないが、カバー１０
５内において、発熱体１１１、サーミスタ膜１１２およ
び基板１０９の上面は、熱絶縁性の物質、例えば発泡ウ
レタン、ポリエチレン、シリコン樹脂等の充填材で覆わ
れている。基板１０９は、図２のタイプと同様のもので
あるが、熱伝導率が１５６Ｗ／Ｋｍ、大きさが５×３ｍ
ｍ、厚さが０．５３ｍｍのシリコン製のもので、両面に
厚さ１μｍの酸化膜を有するものである。また、発熱体
１１１の大きさは３．５×１．８ｍｍである。The cover 105 is a cap having an inner diameter of 13.3 mmφ, has a good thermal conductivity, and has a good corrosion resistance to the liquid whose flow rate is measured, for example, stainless SUS3.
The cover 105 has a shape and size substantially equal to the shape and size of the heating element 111. Further, although not shown in the drawing, the cover 10
In FIG. 5, the heating element 111, the thermistor film 112, and the upper surface of the substrate 109 are covered with a heat insulating substance, for example, a filling material such as urethane foam, polyethylene, or silicon resin. The substrate 109 is similar to the type of FIG. 2, but has a thermal conductivity of 156 W / Km and a size of 5 × 3 m.
It is made of silicon and has a thickness of 0.53 mm and has an oxide film with a thickness of 1 μm on both sides. The size of the heating element 111 is 3.5 × 1.8 mm.
【００４６】この構成を有する本実施例のセンサ、およ
び基板の構成のみが本実施例のものと異なる比較用セン
サを、スパッタリングおよびリフトオフ法を用いて作製
し、比較テストを行なったところ、図１５に示す結果が
得られている。ただし、比較用センサの基板は、熱伝導
率が１．１Ｗ／Ｋｍで厚さが０．５ｍｍのホウ硅酸ガラ
ス製のものであり、図１８に示すように、ヒーター電源
部１０６から発熱体１１１に給電するとともに、サーミ
スタ抵抗測定部１０７においてサーミスタ膜１１２の抵
抗を測定し、その結果をＣＰＵ１０８において処理して
結果を得たものである。A sensor of this embodiment having this structure and a sensor for comparison having only the structure of the substrate different from that of this embodiment were manufactured by using the sputtering and lift-off methods and subjected to a comparison test. The results shown in are obtained. However, the substrate of the comparative sensor is made of borosilicate glass having a thermal conductivity of 1.1 W / Km and a thickness of 0.5 mm, and as shown in FIG. The power is supplied to 111, the resistance of the thermistor film 112 is measured by the thermistor resistance measuring unit 107, and the result is processed by the CPU 108 to obtain the result.
【００４７】図１５からわかるように、ガラス基板を用
いた比較用センサの場合（図中、測定値を、「●」で示
してある）は、本実施例のもの（図中、測定値を「■」
で示してある）に比べ、流量変化に対する水温との温度
差が著しく小さく、流量変化に対する感度が著しく悪い
ことがわかる。したがって、基板としては、ガラス基板
は不適当であり、熱伝導率の良いシリコン基板が好まし
いことがわかる。なお上述の比較用センサにおいて、キ
ャップを付けずに直接流水内に挿入して測定した場合
は、図１５の「○」で示す結果となり、これを比較用セ
ンサの場合と比べると、キャップを付けることが著しく
測定感度に影響を与えることがわかる。なお、カバーを
付けないで水中にセンサを置いておくと、数時間のうち
に水分がセンサの配線部分から侵入し、センサが破損す
るため、カバーは必要である。As can be seen from FIG. 15, in the case of the comparative sensor using the glass substrate (in the figure, the measured value is indicated by "●"), the sensor of this embodiment (the measured value in the figure is "■"
It is understood that the temperature difference from the water temperature with respect to the change in the flow rate is significantly smaller than that of the above), and the sensitivity with respect to the change in the flow rate is extremely poor. Therefore, it is understood that the glass substrate is not suitable as the substrate, and the silicon substrate having good thermal conductivity is preferable. In addition, in the above-mentioned comparative sensor, when the measurement is performed by directly inserting into the running water without the cap, the result shown by “◯” in FIG. 15 is obtained, which is different from the case of the comparative sensor in that the cap is attached. It can be seen that this significantly affects the measurement sensitivity. It should be noted that if the sensor is placed in water without a cover, moisture will enter from the wiring portion of the sensor within a few hours and the sensor will be damaged, so the cover is necessary.
【００４８】また、キャップの内径が７．７ｍｍφで断
熱性の充填材を有する場合、キャップの内径が１３．３
ｍｍφで断熱性の充填材を有する場合、およびキャップ
の内径が７．７ｍｍφで断熱性の充填材を有しない場合
のそれぞれについて同様の測定を行なったところ、図１
６に示す結果が得られている。この結果、カバーはでき
るだけセンサの寸法に近いほうがよく、かつ熱伝導率の
悪い充填材で覆われていた方が良いことがわかる。When the cap has an inner diameter of 7.7 mm and a heat insulating filler, the inner diameter of the cap is 13.3.
The same measurement was carried out for each of the case where the heat insulating filler was used in mmφ and the case where the inner diameter of the cap was 7.7 mmφ and the heat insulating filler was not used.
The results shown in 6 are obtained. As a result, it can be seen that the cover should be as close as possible to the size of the sensor and that it should be covered with the filler having poor thermal conductivity.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、熱伝導率および電気絶縁性が高いシリコン基板
を具備し、発熱体をこの基板上に、測温素子をこの発熱
体上に各々１つ形成するとともに、カバーをこれらが形
成された側と反対側の基板面に接着させ、この接着部分
において流量が測定される液体に接するようにしたた
め、水等の比熱の大きな液体の流量についても応答性良
く正確な測定を行なうことができるとともに、液体とセ
ンサー本体とがカバーにより隔離されているため、腐食
に対する安定性も向上する。As described above in detail, according to the present invention, a silicon substrate having high thermal conductivity and electrical insulation is provided, a heating element is provided on this substrate, and a temperature measuring element is provided with this heating element.
Since one cover is formed on the body and the cover is adhered to the substrate surface opposite to the side where these are formed, and the contact portion is in contact with the liquid whose flow rate is to be measured, the specific heat of water or the like is large. The flow rate of the liquid can be accurately measured with high responsiveness, and since the liquid and the sensor body are separated by the cover, stability against corrosion is also improved.
【００５０】また、流速センサーを面状や膜状としたこ
とにより、サーミスタ流速センサーそのものが小型で、
熱応答性・熱追従性および熱感度に優れ、測定精度の高
い、安価なものになる。また、この発明によれば、発熱
体とサーミスタとを面状としているので、薄型化してい
る。Further, since the flow velocity sensor has a planar shape or a film shape, the thermistor flow velocity sensor itself is small,
It is excellent in thermal responsiveness, thermal followability, and thermal sensitivity, and has high measurement accuracy and is inexpensive. Further, according to the present invention, since the heating element and the thermistor are planar, the thickness is reduced.
【００５１】さらに、サーミスタは最大数百μＡ程度の
電流を付加すればよく、長時間の使用に耐え、劣化の恐
れがない。Further, the thermistor only needs to be applied with a current of about several hundreds μA at maximum, can withstand long-term use, and has no risk of deterioration.
【図１】 本発明の一参考例による流速センサーを用い
た流量計の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a flow meter using a flow velocity sensor according to a reference example of the present invention.
【図２】 本発明の一参考例による流速センサーのセン
サー部を示す外観図と構成図である。FIG. 2 is an external view and a configuration diagram showing a sensor unit of a flow velocity sensor according to a reference example of the present invention.
【図３】 本発明の一参考例による流速センサーのセン
サー部の構造図である。FIG. 3 is a structural diagram of a sensor unit of a flow velocity sensor according to a reference example of the present invention.
【図４】 本発明の一参考例による流速センサーのセン
サー部の構造図である。FIG. 4 is a structural diagram of a sensor unit of a flow velocity sensor according to a reference example of the present invention.
【図５】 本発明に係る流速測定用の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram for flow velocity measurement according to the present invention.
【図６】 本発明の一参考例による特性を示したグラフ
である。FIG. 6 is a graph showing characteristics according to a reference example of the present invention.
【図７】 本発明の参考例による特性を示したグラフで
ある。FIG. 7 is a graph showing characteristics according to a reference example of the present invention.
【図８】 本発明の参考例による特性を示したグラフで
ある。FIG. 8 is a graph showing characteristics according to a reference example of the present invention.
【図９】 本発明の他の参考例による流速センサーの構
造図である。FIG. 9 is a structural diagram of a flow velocity sensor according to another reference example of the present invention.
【図１０】 本発明の他の参考例による流速センサーの
構造図である。FIG. 10 is a structural diagram of a flow velocity sensor according to another reference example of the present invention.
【図１１】 本発明の他の参考例による流量計の構造図
である。FIG. 11 is a structural diagram of a flow meter according to another reference example of the present invention.
【図１２】 本発明の他の参考例による流量計の構造図
である。FIG. 12 is a structural diagram of a flowmeter according to another reference example of the present invention.
【図１３】 従来の流速センサーを用いた流量計の構造
図である。FIG. 13 is a structural diagram of a flow meter using a conventional flow velocity sensor.
【図１４】 従来の流速センサーの外観図である。FIG. 14 is an external view of a conventional flow velocity sensor.
【図１５】 図１９のセンサーについて比較テストを行
なった結果を示すグラフである。FIG. 15 is a graph showing the results of a comparison test performed on the sensor of FIG.
【図１６】 図１９のセンサーについて他の比較テスト
を行なった結果を示すグラフである。16 is a graph showing the results of another comparison test performed on the sensor of FIG.
【図１７】 従来の熱式流量計を示すブロック図であ
る。FIG. 17 is a block diagram showing a conventional thermal type flow meter.
【図１８】 図１９のセンサーを用いて水温との温度差
を測定する様子を示す図である。18 is a diagram showing how the temperature difference from the water temperature is measured using the sensor of FIG.
【図１９】 本発明の、水等の比熱が大きな液体の流量
を測定するのに好ましい実施例に係る液体用流量センサ
ーの断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view of a liquid flow sensor according to a preferred embodiment of the present invention for measuring the flow rate of a liquid having a large specific heat such as water.
１，１１，６３，１１１：発熱体、２：電極、３：絶
縁体、４，１４，６４：サーミスタ、５：電極、１０，
１０９：基板、１３：絶縁体、１０５：カバー、１０
７：サーミスタ抵抗測定部、１０８：ＣＰＵ、１１０：
電極、１１２：サーミスタ膜。1, 11, 63, 111: heating element, 2: electrode, 3: insulator, 4, 14, 64: thermistor, 5: electrode, 10,
109: substrate, 13: insulator, 105: cover, 10
7: Thermistor resistance measuring unit, 108: CPU, 110:
Electrode, 112: Thermistor film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 与生 埼玉県浦和市沼影１−17−17三井金属鉱 業株式会社部品加工事業本部サーミスタ 事業部内 (72)発明者 山岸 喜代志 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 薮崎 素弘 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 井上 眞一 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 (56)参考文献 特開 昭63−275958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−2967（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/00 - 9/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yoyo Kobayashi 1-17-17 Numakage, Urawa-shi, Saitama Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Thermistor Division, Parts Processing Business Headquarters (72) Inventor Kiyoji Yamagishi Ageo-shi, Saitama Prefecture 1333-2 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Research Institute (72) Inventor Motohiro Yabuzaki, Hara-shi, Ageo, Saitama Prefecture 1333-2 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Research Institute (72) Inoue, Shinichi 1333-2 Mitsui, Ageo-shi, Saitama Metal Mining Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-63-275958 (JP, A) JP-A-50-2967 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01F 1/00-9/02
Claims (5)
温素子、およびこれらを覆うカバーを備えた傍熱型の液
体用流量センサーにおいて、 熱伝導率および電気絶縁性が高いシリコン基板を具備
し、前記発熱体はこの基板上に、前記測温素子はこの発
熱体上に各々１つ形成され、前記カバーはこれらが形成
された側と反対側の基板面に接着しているとともに、こ
の接着部分の外側で流量が測定される液体に接するもの
であることを特徴とする液体用流量センサー。1. A heating element, a temperature measuring element arranged in the vicinity of the heating element, and an indirectly heated flow sensor for liquid, which includes a cover covering the heating element, wherein a silicon substrate having high thermal conductivity and electrical insulation is used. comprising the heating element on the substrate, the temperature measuring element is the originating
Is one each formed on the Netsutai, together are adhered to the opposite side of the substrate surface and they are formed side said cover is one in contact with the liquid flow rate is measured outside of the adhesive portion A flow sensor for liquids, which is characterized in that
定される液体に対する耐食性の良い金属で構成されたも
のであり、またカバーの形状および大きさは前記発熱体
の形状および大きさにほぼ等しいことを特徴とする請求
項１記載の液体用流量センサー。2. The cover is made of a metal having good thermal conductivity and good corrosion resistance to a liquid whose flow rate is measured, and the shape and size of the cover are the same as those of the heating element. The flow sensor for liquid according to claim 1, wherein they are substantially equal to each other.
材を有することを特徴とする請求項１に記載の液体用流
量センサー。3. The liquid flow sensor according to claim 1, further comprising a heat insulating material covering a side opposite to a side in contact with the liquid.
とを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の液体
用流量センサー。4. The liquid flow sensor according to claim 1, wherein the metal is stainless steel.
ンおよびシリコン樹脂から選択される少なくとも一つか
らなることを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記
載の液体用流量センサー。5. The liquid flow rate sensor according to claim 2, wherein the heat insulating material is made of at least one selected from urethane foam, polyethylene, and silicone resin.
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