JP7235218B2 - 流体センサ - Google Patents
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Description
[流体センサの構造]
図1は、第1実施形態に係る流体センサ1の構造を例示する平面図である。図2は、図1のA-A線に沿う断面図である。図3は、発熱抵抗体40の付近の拡大図である。
次に、本実施形態の発熱抵抗体40により生じる熱の温度分布について説明する。図4は、流速がゼロの場合における温度分布の一例を示す図である。図4において、温度分布D1は、本実施形態の発熱抵抗体40による温度分布の形状を示している。温度分布D0は、副発熱抵抗体42a~42dが存在せず、主発熱抵抗体41のみが存在する場合の温度分布の形状を示している。このように、従来の温度分布D0はほぼ円形であるのに対して、本実施形態では、温度分布D1は正方形に近い形状となる。
図8は、第1変形例に係る流体センサ1aの構造を例示する平面図である。第1変形例に係る流体センサ1bは、メンブレン20tの平面形状がほぼ正方形とされている点が第1実施形態と異なる。その他の構造は、第1実施形態と同様である。このように、メンブレン20tの平面形状は、円形に限られず、正方形等の形状としてもよい。
図9は、第2変形例に係る流体センサの発熱抵抗体40の付近の拡大図である。本変形例では、主発熱抵抗体41の周囲であって、副発熱抵抗体42aと副発熱抵抗体42bとの間、副発熱抵抗体42bと副発熱抵抗体42dとの間、副発熱抵抗体42dと副発熱抵抗体42cとの間にそれぞれスリット43を設けている。このスリット43の領域では、積層構造部20が除去されている。その他の構造は、第1実施形態と同様である。
図10は、第2変形例に係る流体センサの発熱抵抗体40aの拡大図である。本変形例に係る発熱抵抗体40aは、主発熱抵抗体41に含まれる第1発熱抵抗体41a及び第2発熱抵抗体41b、副発熱抵抗体42a~42dの形状が、第1実施形態と異なる。本実施形態では、主発熱抵抗体41は、全体として多重リング状となっている。
図11は、第3変形例に係る流体センサ1bの構造を例示する平面図である。図12は、第3変形例に係る流体センサの発熱抵抗体40bの付近の拡大図である。図12に示すように、本変形例に係る発熱抵抗体40bに含まれる主発熱抵抗体41は、第1実施形態に係る発熱抵抗体40とは異なり、分割されておらず、全体としてミアンダ構造となっている。したがって、本変形例では、主発熱抵抗体41、副発熱抵抗体42a~42dは、すべて1つの配線を折り返すことにより構成されている。
前述のようにX軸温度検出体31a,31b及びY軸温度検出体32a,32bは、材料として酸化バナジウムを用いることが好ましいが、さらに感度の向上を図るには、酸化バナジウムにアルミニウム(Al)やチタン(Ti)をドーピングした材料を用いることが好ましい。
上記核実施形態では、副発熱抵抗体を、主発熱抵抗体を中心としてX軸方向及び前記Y軸方向に対して45°の角度をなす位置に配置しているが、必ずしも45°の角度をなす位置でなくてもよい。副発熱抵抗体は、X軸温度検出体とY軸温度検出体との間に配置されていればよい。例えば、温度分布を均一にするために、X軸温度検出体及びY軸温度検出体の感度ばらつきを考慮して、X軸温度検出体とY軸温度検出体との間に配置された副発熱抵抗体を、X軸温度検出体側又はY軸温度検出体側に近づけてもよい。
Claims (8)
- 主発熱抵抗体と、
前記主発熱抵抗体を中心としてX軸方向に対向する位置に配置された一対のX軸温度検出体と、
前記主発熱抵抗体を中心としてY軸方向に対向する位置に配置された一対のY軸温度検出体と、
前記主発熱抵抗体に接続され、前記X軸温度検出体と前記Y軸温度検出体との間に配置された、少なくとも4つの副発熱抵抗体と、
を有し、
前記少なくとも4つの副発熱抵抗体のそれぞれは、前記主発熱抵抗体を中心として、前記少なくとも4つの副発熱抵抗体のうちの他の1つの副発熱抵抗体とX軸に対称な位置に配置されると共に、前記少なくとも4つの副発熱抵抗体のうちの更に他の1つの副発熱抵抗体とY軸に対称な位置に配置される、流体センサ。 - 前記少なくとも4つの副発熱抵抗体は、前記X軸方向及び前記Y軸方向に対して45°の角度をなす位置に配置されている請求項1に記載の流体センサ。
- 前記少なくとも4つの副発熱抵抗体は、X軸及びY軸に対して対称な形状である請求項2に記載の流体センサ。
- 前記少なくとも4つの副発熱抵抗体は、ミアンダ構造であると共に、前記主発熱抵抗体より小さい、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の流体センサ。
- 前記主発熱抵抗体は、第1発熱抵抗体と第2発熱抵抗体とに分割されており、
前記少なくとも4つの副発熱抵抗体は、4つの前記副発熱抵抗体のうちの2つが前記第1発熱抵抗体に接続されており、他の2つが前記第2発熱抵抗体に接続されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の流体センサ。 - 前記第1発熱抵抗体及び前記第2発熱抵抗体は、ミアンダ構造である請求項5に記載の流体センサ。
- 前記X軸温度検出体及び前記Y軸温度検出体は、アルミニウム及びチタンがドーピングされた酸化バナジウムにより形成されている請求項1ないし6のいずれか1項に記載の流体センサ。
- 前記アルミニウムのドーピング濃度は1~10%の範囲内であり、前記チタンのドーピング濃度は10~20%の範囲内である請求項7に記載の流体センサ。
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---|---|---|---|---|
CN112858717B (zh) * | 2021-02-20 | 2022-04-19 | 吉林大学 | 一种仿生气流传感器以及气流检测装置 |
WO2023145568A1 (ja) * | 2022-01-26 | 2023-08-03 | ミネベアミツミ株式会社 | 流体センサ |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2561230B2 (ja) | 1987-09-18 | 1996-12-04 | ブロンクホルスト ハイテク ビーブィ | 方向感知型流速指示器 |
US6631638B2 (en) | 2001-01-30 | 2003-10-14 | Rosemount Aerospace Inc. | Fluid flow sensor |
JP3461469B2 (ja) | 1999-07-27 | 2003-10-27 | 株式会社日立製作所 | 熱式空気流量センサ及び内燃機関制御装置 |
JP3501746B2 (ja) | 1992-10-27 | 2004-03-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 流体の計測方法 |
JP3687724B2 (ja) | 1999-04-15 | 2005-08-24 | オムロン株式会社 | 流量計用のヒータ |
CN101059528A (zh) | 2007-05-11 | 2007-10-24 | 东南大学 | 十字架结构的二维风速风向传感器及其制备方法 |
JP5202007B2 (ja) | 2008-01-29 | 2013-06-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流体流量センサ |
JP5915026B2 (ja) | 2011-08-26 | 2016-05-11 | 住友大阪セメント株式会社 | 温度測定用板状体及びそれを備えた温度測定装置 |
US9995639B2 (en) | 2012-12-18 | 2018-06-12 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg | Sensor element, thermometer as well as method for determining a temperature |
JP6669957B2 (ja) | 2015-09-30 | 2020-03-18 | ミツミ電機株式会社 | 流量センサ |
JP6807005B2 (ja) | 2019-12-25 | 2021-01-06 | ミツミ電機株式会社 | 流量センサ |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0810231B2 (ja) * | 1987-03-31 | 1996-01-31 | シャープ株式会社 | フローセンサ |
JPH11281445A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-15 | Mitsubishi Electric Corp | 流量検出素子及び流量センサ |
JP5210491B2 (ja) * | 2006-02-03 | 2013-06-12 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量センサ |
JP4836988B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2011-12-14 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流量計 |
JP2011209038A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Yamatake Corp | フローセンサ |
CN203414125U (zh) * | 2013-09-06 | 2014-01-29 | 张申安 | 一种热式气体质量流量传感器 |
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2561230B2 (ja) | 1987-09-18 | 1996-12-04 | ブロンクホルスト ハイテク ビーブィ | 方向感知型流速指示器 |
JP3501746B2 (ja) | 1992-10-27 | 2004-03-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 流体の計測方法 |
JP3687724B2 (ja) | 1999-04-15 | 2005-08-24 | オムロン株式会社 | 流量計用のヒータ |
JP3461469B2 (ja) | 1999-07-27 | 2003-10-27 | 株式会社日立製作所 | 熱式空気流量センサ及び内燃機関制御装置 |
US6631638B2 (en) | 2001-01-30 | 2003-10-14 | Rosemount Aerospace Inc. | Fluid flow sensor |
CN101059528A (zh) | 2007-05-11 | 2007-10-24 | 东南大学 | 十字架结构的二维风速风向传感器及其制备方法 |
JP5202007B2 (ja) | 2008-01-29 | 2013-06-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 熱式流体流量センサ |
JP5915026B2 (ja) | 2011-08-26 | 2016-05-11 | 住友大阪セメント株式会社 | 温度測定用板状体及びそれを備えた温度測定装置 |
US9995639B2 (en) | 2012-12-18 | 2018-06-12 | Endress + Hauser Wetzer Gmbh + Co. Kg | Sensor element, thermometer as well as method for determining a temperature |
JP6669957B2 (ja) | 2015-09-30 | 2020-03-18 | ミツミ電機株式会社 | 流量センサ |
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