JP6413179B2 - 流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ - Google Patents
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Description
又、屋外環境であっても、流体の流向等を検出するセンサの小型化・低コスト化の要求は強くなっており、これらのニーズを満たすセンサデバイスが求められている。
なお、304は球殻、305は薄膜である。
まず、互いに対をなす測温素子6aと測温素子6cから、流体のX軸方向の流れとその強さを表すベクトルXを求める。同様に、互いに対をなす測温素子6bと測温素子6dから、Y軸方向の流れとその強さを表すベクトルYを求める。次いで、Z軸方向の流れは、上記対をなす測温素子6a、6c及び測温素子6b、6dの組み合わせ以外の2個の測温素子を対として求め、ベクトル演算でZ軸方向の流れ及びその強さを表すベクトルZを求める。このようにして求めた3軸(X軸、Y軸、Z軸)のベクトルX、ベクトルY、ベクトルZから流向の三次元方位を求めることが出来る。
このように4個の測温素子6(6a〜6d)が配置されているので、対をなす測温素子6a、6cと対をなす測温素子6b、6dとは、X軸、Y軸方向(水平方向)に対向配置されるとともに、基板部分1aを介して互いにZ軸方向(垂直方向)においても対向配置された構造となっている。
1a、51a 流速検出部用の基板部分
1b、51b 基板主要部
2、52 流速検出部用支持部
3、53 入出力用接点
4、44、54 流速検出部
6(6a〜6d) 測温素子
7 ヒータ素子
9、59 空間
10 信号処理装置
11 入力信号処理部
12 マイクロプロセッサ
20 スルーホール(構成物)
Claims (9)
- 供給電流により熱を発生するヒータ素子と、流速に応じて変化する前記ヒータ素子からの熱の温度を検出する測温素子とを有する流速検出部と、熱式流速・流量センサの主要部である板状形状の基板主要部を構成する帯状外周部と、この帯状外周部から互いに中心方向へ一体的に延びた細長形状の流速検出部用支持部と、この流速検出部用支持部の先端部に支持されて前記帯状外周部の内側に位置するとともに、前記基板主要部と一体的に形成してなる板状形状の前記流速検出部を実装する基板部分と、この基板部分に形成された前記流速検出部用の回路パターンとからなり、前記帯状外周部を構成する前記基板主要部を、前記流速検出部を保護するガード部とする流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサにおいて、
前記流速検出部用支持部は、複数対形成し、
前記測温素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面に、少なくとも3個以上実装し、
前記ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の他方の面に1個以上実装し、
前記流速検出部を実装する基板部分を介して前記測温素子と前記ヒータ素子とを熱的に接続し、
前記測温素子からの信号を、電圧に変換する機能とAD変換機能とを有する信号入力処理部と、この信号入力処理部からの信号を演算処理して流体の二次元方位を求める機能を有するマイクロプロセッサと
を備えたことを特徴とする流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。 - 前記測温素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面に、方位別に位置決めして4個実装すること、
を特徴とする請求項1に記載の流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。 - 供給電流により熱を発生するヒータ素子と、流速に応じて変化する前記ヒータ素子からの熱の温度を検出する測温素子とを有する流速検出部と、熱式流速・流量センサの主要部である板状形状の基板主要部を構成する帯状外周部と、この帯状外周部から互いに中心方向へ一体的に延びた細長形状の流速検出部用支持部と、この流速検出部用支持部の先端部に支持されて前記帯状外周部の内側に位置するとともに、前記基板主要部と一体的に形成してなる板状形状の前記流速検出部を実装する基板部分と、この基板部分に形成された前記流速検出部用の回路パターンとからなり、前記帯状外周部を構成する前記基板主要部を、前記流速検出部を保護するガード部とする流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサにおいて、
前記流速検出部用支持部は、複数対形成し、
前記測温素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面と他方の面に、それぞれ互いに対をなすように配置するとともに、2個の測温素子を結ぶ軸方向がすべて異なる方向となるように位置決めして少なくとも4個以上実装し、
前記ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面と他方の面に1個以上実装し、
前記流速検出部を実装する基板部分を介して前記測温素子と前記ヒータ素子とを熱的に接続し、
前記測温素子からの信号を、電圧に変換する機能とAD変換機能とを有する信号入力処理部と、この信号入力処理部からの信号を演算処理して流体の三次元方位を求める機能を有するマイクロプロセッサと
を備えたことを特徴とする流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。 - 前記マイクロプロセッサは、前記測温素子からの測定値をそれぞれ取得する機能と、前記各測温素子の誤差を補正する機能と、前記測温素子間の温度差を各軸(X軸、Y軸、Z軸)について求める機能と、各測温素子の誤差及び温度特性に基づいて各軸の温度差の値を補正する機能と、各軸の合成ベクトル値を求める機能と、この合成ベクトル値から、二次元方位及び又は三次元方位を求める機能を有すること
を特徴とする請求項1〜請求項3の何れかに記載の流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。 - 供給電流により熱を発生するヒータ素子と流速に応じて変化する前記ヒータ素子からの熱の温度を検出する測温素子とを有する流速検出部と、熱式流速・流量センサの基板の主要部である基板主要部と、この基板主要部から一体的に延びた細長形状の流速検出部用支持部と、前記流速検出部を実装する基板部分と、この基板部分に形成された前記流速検出部用の回路パターンとからなり、流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサにおいて、
前記測温素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面に、少なくとも3個以上実装し、
前記ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の他方の面に1個以上実装し、
前記流速検出部を実装する基板部分を介して前記測温素子と前記ヒータ素子とを熱的に接続し、
前記測温素子からの信号を、電圧に変換する機能とAD変換機能とを有する入力信号処理部と、この入力信号処理部からの信号を演算処理して流体の二次元方位を求める機能を有するマイクロプロセッサと
を備えたことを特徴とする流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。 - 前記測温素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面に、方位別に位置決めして4個実装すること、
を特徴とする請求項5に記載の流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。 - 供給電流により熱を発生するヒータ素子と流速に応じて変化する前記ヒータ素子からの熱の温度を検出する測温素子とを有する流速検出部と、熱式流速・流量センサの基板の主要部である基板主要部と、この基板主要部から一体的に延びた細長形状の流速検出部用支持部と、前記流速検出部を実装する基板部分と、この基板部分に形成された前記流速検出部用の回路パターンとからなり、流体の流速及び流量を計測する熱式流速・流量センサにおいて、
前記測温素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面と他方の面に、2個の測温素子を結ぶ軸方向がすべて異なる方向となるように位置決めして少なくとも4個以上の偶数個実装し、
前記ヒータ素子は、前記流速検出部を実装する板状形状の基板部分の一方の面と他方の面に1個以上実装し、
前記流速検出部を実装する基板部分を介して前記測温素子と前記ヒータ素子とを熱的に接続し、
前記測温素子からの信号を、電圧に変換する機能とAD変換機能とを有する入力信号処理部と、この入力信号処理部からの信号を演算処理して流体の三次元方位を求める機能を有するマイクロプロセッサと
を備えたことを特徴とする流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。 - 前記マイクロプロセッサは、前記測温素子からの測定値をそれぞれ取得する機能と、前記各測温素子の誤差を補正する機能と、前記測温素子間の温度差を各軸(X軸、Y軸、Z軸)について求める機能と、各測温素子の誤差及び温度特性に基づいて各軸の温度差の値を補正する機能と、各軸の合成ベクトル値を求める機能と、この合成ベクトル値から二次元方位及び又は三次元方位を求める機能を有すること
を特徴とする請求項5〜請求項7の何れかに記載の流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。 - 前記流速検出部に熱伝導率の高い構成物を形成し、前記流速検出部を実装する基板部分の各面に実装した前記ヒータ素子を互いに熱的に接続すること
を特徴とする請求項1〜請求項8の何れかに記載の流向検出機能を備えた熱式流速・流量センサ。
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