JPH0989621A - Flow detector - Google Patents
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- JPH0989621A JPH0989621A JP7269239A JP26923995A JPH0989621A JP H0989621 A JPH0989621 A JP H0989621A JP 7269239 A JP7269239 A JP 7269239A JP 26923995 A JP26923995 A JP 26923995A JP H0989621 A JPH0989621 A JP H0989621A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば流路内におけ
る気体や液体などの流体の流れの有無や変化などを検知
するフロー検知器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow detector for detecting the presence / absence or change of the flow of fluid such as gas or liquid in a flow path.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のフロー検知器として、た
とえば流体の流路にダイヤフラムを設け、流体圧を受け
て変位する上記ダイヤフラムに応動してスイッチを開閉
させる圧力スイッチが知られている。また、上下方向へ
延びる流路内にマグネットを備えた浮き体を上下動可能
に収納し、上記浮き体を流体圧で上下動させ、上記マグ
ネットの磁気に感応させてスイッチを開閉させるフロー
スイッチが知られている。さらに、絶縁性基板や半導体
基板の主面にサーミスタ素子や抵抗体を形成したフロー
センサを流路内に配設し、通電によって発熱した上記サ
ーミスタ素子や抵抗体の抵抗値が上記流体の流れで変化
するのを演算回路で演算して、上記流体の流れを検知す
るものが知られている（たとえば、特開昭６１−２３５
７２５号公報および特公平３−５２０２８号公報参
照）。2. Description of the Related Art Heretofore, as a flow detector of this type, there has been known a pressure switch, for example, which is provided with a diaphragm in a fluid passage and which opens and closes a switch in response to the diaphragm which is displaced by receiving fluid pressure. In addition, a flow switch that accommodates a floating body provided with a magnet in a vertically extending flow path so that the floating body can be moved up and down by fluid pressure, and opens and closes the switch in response to the magnetism of the magnet. Are known. Furthermore, a flow sensor in which a thermistor element or a resistor is formed on the main surface of an insulating substrate or a semiconductor substrate is arranged in the flow path, and the resistance value of the thermistor element or the resistor that is heated by energization depends on the flow of the fluid. It is known that an arithmetic circuit calculates the change to detect the flow of the fluid (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-235).
725 and Japanese Patent Publication No. 3-52028).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記圧力ス
イッチやフロースイッチは構造が複雑かつ大型化し、高
価となる。また、上記サーミスタ素子や抵抗体を形成し
たフローセンサはそれ自体が小型であるけれども、流路
内に配設する作業が面倒であり、かつ流体の流れを的確
に検知することが要望されている。By the way, the above-mentioned pressure switch and flow switch are complicated and large in size and expensive. Further, although the flow sensor having the thermistor element and the resistor formed therein is small in size, the work of arranging the thermistor element and the resistor in the flow path is troublesome, and it is required to accurately detect the flow of fluid. .
【０００４】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、構造が簡単かつ安価であり、的確な流体の流れを検
知して信頼性の高いフロー検知器を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a highly reliable flow detector which has a simple structure and is inexpensive and which detects an accurate fluid flow.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１によ
るフロー検知器は、流入部と流出部を有するセンサ本体
と、このセンサ本体に設置されたフローセンサと、上記
センサ本体の流入部と流出部には配管系統へ直結可能な
流入口部と流出口部とを設けたことを特徴とする。この
発明の請求項２によるフロー検知器は、流入部と流出部
を有するセンサ本体と、このセンサ本体に設置されたフ
ローセンサと、このフローセンサの検知信号を所定の電
気信号に変換して出力する信号処理回路とを具備し、上
記流入出部の流体の流れを検知するように構成したこと
を特徴とする。A flow detector according to claim 1 of the present invention comprises a sensor body having an inflow part and an outflow part, a flow sensor installed in the sensor body, and an inflow part of the sensor body. The outflow portion is characterized by being provided with an inflow port and an outflow port that can be directly connected to the piping system. A flow detector according to claim 2 of the present invention is a sensor body having an inflow portion and an outflow portion, a flow sensor installed in the sensor body, and a detection signal of the flow sensor converted into a predetermined electric signal and output. And a signal processing circuit for controlling the flow of the fluid at the inflow / outflow portion.
【０００６】この発明の請求項３によるフロー検知器
は、上記流入部がフローセンサの主面に平行な方向へ流
体を差し向けるように上記センサ本体に設定されている
ことを特徴とする。この発明の請求項４によるフロー検
知器は、上記流入部がフローセンサの主面に斜めから流
体を差し向けるように上記センサ本体に設定されている
ことを特徴とする。A flow detector according to a third aspect of the present invention is characterized in that the inflow portion is set in the sensor body so as to direct the fluid in a direction parallel to the main surface of the flow sensor. A flow detector according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the inflow portion is set in the sensor body so as to direct the fluid obliquely to the main surface of the flow sensor.
【０００７】この発明の請求項５によるフロー検知器
は、上記フローセンサが半導体基板の主面に発熱体を形
成してなり、上記流入部が上記発熱体の長手方向にほぼ
直交する方向へ流体を差し向けるように構成されている
ことを特徴とする。この発明の請求項６によるフロー検
知器は、複数のフローセンサをセンサ本体の流路内周面
に周まわりに所定間隔存して設置されていることを特徴
とする。この発明の請求項７によるフロー検知器は、上
記流入部がフローセンサの主面に垂直な方向へ流体を差
し向けるように上記センサ本体に設定されていることを
特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the flow detector, the flow sensor has a heating element formed on a main surface of a semiconductor substrate, and the inflow portion is fluid in a direction substantially orthogonal to a longitudinal direction of the heating element. Is configured to be directed. A flow detector according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that a plurality of flow sensors are installed on the inner circumferential surface of the flow passage of the sensor body at predetermined intervals around the circumference. A flow detector according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that the inflow portion is set in the sensor body so as to direct the fluid in a direction perpendicular to the main surface of the flow sensor.
【０００８】この発明の請求項８によるフロー検知器
は、上記流入部が流体の流速を増大させるノズル部を有
してなることを特徴とする。この発明の請求項９による
フロー検知器は、上記信号処理回路が、フローセンサか
らの所定レベル以上の検知信号を検出して出力するよう
に構成したことを特徴とする。A flow detector according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that the inflow portion has a nozzle portion for increasing the flow velocity of the fluid. A flow detector according to claim 9 of the present invention is characterized in that the signal processing circuit is configured to detect and output a detection signal from a flow sensor at a predetermined level or higher.
【０００９】この発明の請求項１０によるフロー検知器
は、上記信号処理回路がフローセンサからの所定レベル
以下の検知信号を所定時間遅延させるディレイ回路を備
えたことを特徴とする。この発明の請求項１１によるフ
ロー検知器は、上記信号処理回路の出力から流通の目詰
まりやポンプの動作異常などを検出することを特徴とす
る。A flow detector according to a tenth aspect of the present invention is characterized in that the signal processing circuit includes a delay circuit for delaying a detection signal from the flow sensor at a predetermined level or lower for a predetermined time. A flow detector according to an eleventh aspect of the present invention is characterized by detecting clogging of the flow and abnormal operation of the pump from the output of the signal processing circuit.
【００１０】[0010]
【作用】請求項１および２の発明によれば、流入部と流
出部を有するセンサ本体に小型のフローセンサが設置さ
れて、構造が簡単かつ安価であり、流路への接続作業を
容易にし、しかも、信号処理回路でもって上記センサ本
体における流入出部の流体の流れを的確に検知すること
ができる。According to the first and second aspects of the present invention, the small flow sensor is installed in the sensor body having the inflow portion and the outflow portion, the structure is simple and inexpensive, and the connection work to the flow path is facilitated. Moreover, the signal processing circuit can accurately detect the flow of the fluid at the inflow / outflow portion of the sensor body.
【００１１】また、請求項２ないし９の発明によれば、
構造が簡単かつ安価であり、低流速から高流速までの広
い範囲にわたって、流体の流れが検知できるとともに、
常に安定した検知出力が得られる。According to the inventions of claims 2 to 9,
The structure is simple and inexpensive, and the flow of fluid can be detected over a wide range from low flow velocity to high flow velocity.
A stable detection output can always be obtained.
【００１２】さらに、請求項１０の構成によれば、流通
の目詰まりやポンプの動作異常などを検出することがで
きる。Further, according to the structure of the tenth aspect, it is possible to detect the clogging of the flow and the abnormal operation of the pump.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１はこの発明によるフロー検知器の一例を
示す要部の分解斜視図である。同図において、Ａはフロ
ー検知器で、このフロー検知器Ａは矩形状のベ−ス１を
具備し、このベ−ス１は、たとえばアルミニウムから形
成されて、その上面にたとえばガラス製の熱絶縁性基板
２を介してフローセンサ３が固定されるとともに、この
フローセンサ３は上記ベ−ス１の挿通孔４に挿通された
電気ケーブル５に後述するように電気的に接続されてい
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of essential parts showing an example of a flow detector according to the present invention. In the figure, A is a flow detector, and this flow detector A is provided with a rectangular base 1, and this base 1 is made of, for example, aluminum, and the upper surface thereof is made of, for example, glass heat. The flow sensor 3 is fixed via the insulating substrate 2, and the flow sensor 3 is electrically connected to the electric cable 5 inserted into the insertion hole 4 of the base 1 as described later.
【００１４】６は下端開口のケースで、このケース６は
たとえば合成樹脂で形成されて上面６ａに流体ａの流入
部８および流出部９を有し、上記各流入出部８，９は流
入出口８ａ，９ａをもった流入口部８Ａおよび流出口部
９Ａがねじ込まれ、上記流入部８の先端部にはノズル部
８ｂが形成されて、上記フローセンサ３の主面３ａに垂
直な方向へ流体ａを差し向けるとともに、上記流体ａの
流速を増大させるように構成されている。上記ケース６
は、シール部材１０を介し下端開口部６ｂを上記ベ−ス
１に当接させ、たとえば各取付孔１ａ，１０ａを通し
て、上記ベ−ス１の下端開口部６ｂのねじ孔６ｃにねじ
部材１１を図２で示すようにねじ込んで上記ベ−ス１に
固定され、このベ−ス１とでセンサ本体１２が構成され
ている。Reference numeral 6 denotes a case having a lower end opening. The case 6 is made of, for example, a synthetic resin and has an inflow portion 8 and an outflow portion 9 for the fluid a on an upper surface 6a. The inlet portion 8A and the outlet portion 9A having 8a and 9a are screwed in, and a nozzle portion 8b is formed at the tip of the inflow portion 8 so that the fluid flows in a direction perpendicular to the main surface 3a of the flow sensor 3. A is directed and the flow velocity of the fluid a is increased. Case 6 above
Makes the lower end opening 6b abut on the base 1 through the seal member 10 and, for example, through the respective mounting holes 1a and 10a, attach the screw member 11 to the screw hole 6c of the lower end opening 6b of the base 1. As shown in FIG. 2, it is screwed and fixed to the base 1, and the base 1 constitutes the sensor main body 12.
【００１５】図３は上記フローセンサ３の一例を示す断
面図である。同図において、１３はたとえばシリコン基
板からなる半導体基板で、この半導体基板１３には酸化
シリコンからなる電気絶縁層１４を介して抵抗体１５が
主面１３ａに形成されるとともに、上記抵抗体１５は上
記主面１３ａに形成された凹所１８を跨いでその上方に
架設されている。上記抵抗体１５は、図４で示すように
半導体基板１３に半導体微細加工技術を用いて蛇行状に
形成され、かつ上記凹所１８に対応する部分において、
抵抗率１×１０-7〜１×１０-2Ωｍで、たとえば１ＫΩ
程度の抵抗値を有するポリシリコン膜を線状に形成して
なり、両端部１５ａ，１５ｂに形成された電極層１６
ａ，１６ｂを除いて、上記電気絶縁層１４を含む上面に
酸化シリコンからなる保護膜１７を被着して形成されて
いる。FIG. 3 is a sectional view showing an example of the flow sensor 3. In the figure, 13 is a semiconductor substrate made of, for example, a silicon substrate, and a resistor 15 is formed on the main surface 13a of the semiconductor substrate 13 via an electrically insulating layer 14 made of silicon oxide. It is installed above the recess 18 formed in the main surface 13a. As shown in FIG. 4, the resistor 15 is formed in a meandering shape on the semiconductor substrate 13 using a semiconductor fine processing technique, and at a portion corresponding to the recess 18,
A resistivity of 1 × 10 −7 to 1 × 10 −2 Ωm, for example, 1 KΩ
Electrode layer 16 formed on both ends 15a and 15b by linearly forming a polysilicon film having a resistance value
Except for a and 16b, a protective film 17 made of silicon oxide is formed on the upper surface including the electric insulating layer 14 so as to be formed.
【００１６】また、上記保護膜１７には、上記抵抗体１
５の両端部１５ａ，１５ｂを結ぶ線ｂにほぼ平行な方向
ｃに矩形状の窓孔１７ａ，１７ｂがエッチング技術を用
いて形成され、上記窓孔１７ａ，１７ｂを通し上記半導
体基板１３をエッチング液で異方性エッチングし、上記
主面１３ａに向って末広がりの傾斜面１８ａを有する凹
所１８を形成する。さらに、上記半導体基板１３の裏面
には、たとえば窒化シリコンからなる保護膜１９が形成
されている。Further, the resistor 1 is formed on the protective film 17.
5, rectangular window holes 17a and 17b are formed by an etching technique in a direction c substantially parallel to a line b connecting both end portions 15a and 15b of the semiconductor substrate 5, and the semiconductor substrate 13 is etched through the window holes 17a and 17b. Is anisotropically etched to form a recess 18 having an inclined surface 18a that spreads toward the main surface 13a. Further, a protective film 19 made of, for example, silicon nitride is formed on the back surface of the semiconductor substrate 13.
【００１７】上記フローセンサ３は、図５で示すように
前述した絶縁性基板２に装着され、この基板２に被着さ
れた、たとえばアルミニウムや金からなる電極層２０
ａ，２０ｂと、上記フローセンサ３の電極層１６ａ，１
６ｂとを金線からなるリ−ド線２１ａ，２１ｂがワイヤ
ボンディングされるとともに、上記基板２の電極層２０
ａ，２０ｂには電気ケーブル５のリ−ド線５ａ，５ｂが
半田２２でろう付けされて電気的に接続されている。ま
た、上記リ−ド線２１ａ，２１ｂはワイヤボンディング
部を含めて、図６で明示すように合成樹脂２３をポッテ
ィング手段で被着して保護されている。The flow sensor 3 is mounted on the above-mentioned insulating substrate 2 as shown in FIG. 5, and the electrode layer 20 made of, for example, aluminum or gold is attached to the substrate 2.
a, 20b and the electrode layers 16a, 1 of the flow sensor 3
6b and lead wires 21a and 21b made of gold wire are wire-bonded to each other, and the electrode layer 20 of the substrate 2 is formed.
Lead wires 5a and 5b of the electric cable 5 are brazed with solder 22 to be electrically connected to a and 20b. Further, the lead wires 21a and 21b, including the wire bonding portion, are protected by depositing synthetic resin 23 by potting means as shown in FIG.
【００１８】図７は上記フロー検知器Ａを接続した気体
や液体などの流体ａの配管系統Ｂを示し、上記フロー検
知器Ａの流入部８および流出部９は上記配管系統Ｂの上
流側導管２４および下流側導管２５に接続されるととも
に、上流側導管２４にはポンプ２６および流量調節弁２
７が接続され、下流側導管２５には圧力計２８および流
量計２９が接続されている。FIG. 7 shows a piping system B for a fluid a such as gas or liquid to which the flow detector A is connected. The inflow part 8 and the outflow part 9 of the flow detector A are the upstream side conduits of the piping system B. 24 and the downstream side conduit 25, and the upstream side conduit 24 is connected to the pump 26 and the flow control valve 2
7 is connected, and a pressure gauge 28 and a flow meter 29 are connected to the downstream side conduit 25.
【００１９】また、上記フロー検知器Ａにおけるフロー
センサ３の抵抗体１５には電源３０が接続されるととも
に、上記フローセンサ３の検知信号を所定の電気信号に
変換して出力する信号処理回路３１が接続されている。
すなわち、上記信号処理回路３１は、図８で示すよう
に、上記フローセンサ３の検知信号を増幅する増幅回路
３２と、第１のしきい値設定回路３３と、両回路３２，
３３の出力信号を比較する第１の比較回路３４と、この
比較回路３４の出力信号を所定時間遅延させるディレイ
回路３５と、このディレイ回路３５および第２のしきい
値設定回路３６の両出力信号を比較する第２の比較回路
３７と、この比較回路３７の出力信号が入力される出力
部３８および表示部３９とを具備している。A power source 30 is connected to the resistor 15 of the flow sensor 3 in the flow detector A, and a signal processing circuit 31 for converting the detection signal of the flow sensor 3 into a predetermined electric signal and outputting the electric signal. Are connected.
That is, as shown in FIG. 8, the signal processing circuit 31 includes an amplifier circuit 32 for amplifying the detection signal of the flow sensor 3, a first threshold value setting circuit 33, both circuits 32,
A first comparison circuit 34 for comparing the output signals of 33, a delay circuit 35 for delaying the output signal of the comparison circuit 34 for a predetermined time, and output signals of both the delay circuit 35 and the second threshold value setting circuit 36. A second comparing circuit 37 for comparing the above, an output section 38 to which an output signal of the comparing circuit 37 is input, and a display section 39.
【００２０】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。いま、気体や液体などの流体ａがポンプ２６でもっ
て配管系統Ｂに流されると、上記流体ａは上流側導管２
４，流量調節弁２７，フロー検知器Ａ，フローセンサ
３，下流側導管２５，圧力計２８および流量計２９を流
れる。他方、上記フロー検知器Ａにおけるフローセンサ
３の抵抗体１５は電源３０からの通電で発熱し、上記フ
ローセンサ３を通過する流体ａで吸熱されて、上記抵抗
体１５の抵抗値が変化し、その通電量を信号処理回路３
１における増幅回路３２で増幅する。Next, the operation of the above configuration will be described. Now, when the fluid a such as gas or liquid is flowed into the piping system B by the pump 26, the fluid a is supplied to the upstream conduit 2
4, flow rate control valve 27, flow detector A, flow sensor 3, downstream side conduit 25, pressure gauge 28 and flow meter 29. On the other hand, the resistor 15 of the flow sensor 3 in the flow detector A generates heat when energized from the power source 30 and is absorbed by the fluid a passing through the flow sensor 3, and the resistance value of the resistor 15 changes. The amount of electricity supplied to the signal processing circuit 3
It is amplified by the amplifier circuit 32 in 1.
【００２１】ところで、上記ポンプ２６が流体ａを間欠
的に配管系統Ｂに送り出す構成であると、上記流体ａの
流れが脈流であるから、上記フローセンサ３で検知され
て増幅回路３２で増幅された検知信号は図９（Ａ）で示
す脈流となり、これを第１の比較回路３４において、第
１のしきい値設定回路３３のしきい値Ｌ１と比較する
と、その出力信号は図９（Ｂ）で示す矩形波信号とな
る。この矩形波信号は、たとえばＲＣ回路からなるディ
レイ回路３５で所定時間遅延させると、図９（Ｃ）で示
すゼロクロスのない脈流波の直流信号が得られ、この直
流信号は、第２の比較回路３７において、第２のしきい
値設定回路３６のしきい値Ｌ２と比較すると、その出力
信号は図９（Ｄ）で示す一定の波高値をもった直流信号
が得られ、この直流信号は出力部３８および表示部３９
に出力され、上記表示部３９において、たとえば表示灯
を点灯して正常な動作状態にあることを表示する。By the way, if the pump 26 is constructed so as to intermittently send the fluid a to the piping system B, the flow of the fluid a is a pulsating flow, so that it is detected by the flow sensor 3 and amplified by the amplification circuit 32. The detected signal becomes the pulsating flow shown in FIG. 9A. When this is compared with the threshold value L1 of the first threshold value setting circuit 33 in the first comparison circuit 34, the output signal is as shown in FIG. The rectangular wave signal shown in FIG. When this rectangular wave signal is delayed by a delay circuit 35 composed of, for example, an RC circuit for a predetermined time, a DC signal of a pulsating current wave without a zero cross shown in FIG. 9C is obtained, and this DC signal is the second comparison signal. In the circuit 37, when compared with the threshold value L2 of the second threshold value setting circuit 36, the output signal thereof is a DC signal having a constant peak value shown in FIG. 9D, and this DC signal is Output unit 38 and display unit 39
Is output to display on the display unit 39, for example, that the indicator lamp is turned on to indicate that it is in a normal operating state.
【００２２】これに対し、上記配管系統Ｂの目詰まりや
ポンプ２６の動作異常などで上記流体ａの流れが停止も
しくは異常に低下して、図９（Ｃ）で示す直流信号がし
きい値Ｌ２よりも低下すると、第２の比較回路３７から
の出力信号がなく、上記表示部３９において、たとえば
警報灯や警報音でその旨を報知する。On the other hand, the flow of the fluid a is stopped or abnormally lowered due to the clogging of the piping system B, the abnormal operation of the pump 26, etc., and the DC signal shown in FIG. When it becomes lower than that, there is no output signal from the second comparison circuit 37, and the display unit 39 informs the fact by, for example, a warning light or a warning sound.
【００２３】上記構成によれば、流入部８と流出部９を
有するセンサ本体１２に小型のフローセンサ３を設置し
たから、上記フロー検知器Ａの構造が簡単かつ安価であ
り、また、配管系統Ｂにおける上流側導管２４および下
流側導管２５への接続作業が容易であり、しかも、上記
信号処理回路３１でもって上記センサ本体１２における
流入出部８，９の流体ａの流れを的確に検知することが
できる。According to the above construction, since the small flow sensor 3 is installed in the sensor body 12 having the inflow part 8 and the outflow part 9, the structure of the flow detector A is simple and inexpensive, and the piping system is Connection work to the upstream side conduit 24 and the downstream side conduit 25 in B is easy, and moreover, the signal processing circuit 31 accurately detects the flow of the fluid a in the inflow / outflow portions 8 and 9 of the sensor body 12. be able to.
【００２４】また、上記流入部８はフローセンサ３の主
面３ａに垂直な方向へ流体ａを差し向けるようにしたか
ら、上記流体ａをフローセンサ３の主面３ａに流して、
その検知感度を向上させることができる。しかも、上記
流入部８にはノズル部８ｂを形成したから、流体ａの流
速を増大させて上記フローセンサ３の主面３ａに差し向
けることができ、上記フローセンサ３の検知感度を一層
向上させることができる。Since the inflow portion 8 directs the fluid a in the direction perpendicular to the main surface 3a of the flow sensor 3, the fluid a is caused to flow to the main surface 3a of the flow sensor 3,
The detection sensitivity can be improved. Moreover, since the nozzle portion 8b is formed in the inflow portion 8, it is possible to increase the flow velocity of the fluid a and direct it toward the main surface 3a of the flow sensor 3, thereby further improving the detection sensitivity of the flow sensor 3. be able to.
【００２５】なお、上記実施例において、上記フローセ
ンサ３は、抵抗体１５が半導体基板１３の主面１３ａに
形成された凹所１８を跨いで上方に架設され、かつ上記
凹所１８が主面１３ａに向って末広がりの傾斜面１８ａ
を有するため、上記流入部８をフローセンサ３の主面３
ａに斜めから流体を差し向けるようにセンサ本体１２に
設定すれば、上記流体ａは上記フローセンサ３の窓孔１
７ａ，１７ｂを流通用開口部として、上記凹所１８の内
方へ末広がり状の傾斜面１８ａに沿って流入し、上記フ
ローセンサ３の検知感度をさらに向上させることができ
る。In the above embodiment, in the flow sensor 3, the resistor 15 is installed above the recess 18 formed in the main surface 13a of the semiconductor substrate 13 and the recess 18 is in the main surface. Inclined surface 18a that widens toward 13a
Therefore, the inflow portion 8 is provided on the main surface 3 of the flow sensor 3.
If the sensor main body 12 is set so that the fluid is directed obliquely to the a, the fluid a will flow into the window hole 1 of the flow sensor 3.
The flow passages 7a and 17b are used as the flow openings to flow inwardly of the recess 18 along the sloping sloped surface 18a, so that the detection sensitivity of the flow sensor 3 can be further improved.
【００２６】また、上記実施例において、流入部８は、
図１０で示すように、フローセンサ３の主面３ａに平行
な方向へ流体ａを差し向けるように上記センサ本体１２
に設定してもよく、あるいは、図１１で示すように、フ
ローセンサ３の主面３ａに斜めから流体ａを差し向ける
ように上記センサ本体１２に設定してもよい。Further, in the above embodiment, the inflow portion 8 is
As shown in FIG. 10, the sensor body 12 is arranged so that the fluid a is directed in a direction parallel to the main surface 3 a of the flow sensor 3.
Alternatively, as shown in FIG. 11, the sensor body 12 may be set so that the fluid a is directed obliquely to the main surface 3a of the flow sensor 3.
【００２７】さらに、上記実施例において、図１２およ
び図１３で示すように、複数のフローセンサ３をセンサ
本体１２の流路内周面１２ａに周方向へ所定間隔存して
設置し、各フローセンサ３の検知信号の平均値を得るよ
うに構成すれば、上流側導管２４が大きな曲率をもって
湾曲している場合において、偏流や乱流となった場合で
も、上記流体ａの流れを的確に検知することができる。Further, in the above embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of flow sensors 3 are installed on the inner peripheral surface 12a of the flow passage of the sensor body 12 at predetermined intervals in the circumferential direction, and each flow sensor 3 is installed. If configured so as to obtain the average value of the detection signal of the sensor 3, the flow of the fluid a can be accurately detected even when the upstream conduit 24 is curved with a large curvature, even if a drift or turbulence occurs. can do.
【００２８】また、上記実施例において、上記ポンプ２
６が流体ａを連続的に配管系統Ｂに送り出す構成である
場合には、上記ディレイ回路３５，第２のしきい値設定
回路３６および比較回路３７を省略することができるこ
とはいうまでもない。In the above embodiment, the pump 2 is used.
Needless to say, the delay circuit 35, the second threshold value setting circuit 36, and the comparison circuit 37 can be omitted when 6 is configured to continuously send the fluid a to the piping system B.
【００２９】さらに、上記実施例において、上記フロー
センサ３は絶縁性基板の主面にサーミスタ素子（図示せ
ず）を設定した構成であっても、あるいは他の素子から
構成されてもよいことはいうまでもない。Furthermore, in the above embodiment, the flow sensor 3 may have a structure in which a thermistor element (not shown) is set on the main surface of the insulating substrate, or may be composed of other elements. Needless to say.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構造が簡単かつ安価であり、的確な流体の流れを検
知して信頼性の高いフロー検知器を提供することができ
る。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable flow detector which has a simple structure and is inexpensive and which detects an accurate fluid flow.
【図１】この発明によるフロー検知器の一例を示す分解
斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a flow detector according to the present invention.
【図２】同検知器の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the same detector.
【図３】フローセンサの一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a flow sensor.
【図４】同フローセンサの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the same flow sensor.
【図５】同フローセンサの接続構造の一例を示す平面図
である。FIG. 5 is a plan view showing an example of a connection structure of the flow sensor.
【図６】同フローセンサの接続構造の要部の平面図であ
る。FIG. 6 is a plan view of a main part of the connection structure of the flow sensor.
【図７】この発明によるフロー検知器を接続した一例の
配管系統図である。FIG. 7 is a piping system diagram of an example in which a flow detector according to the present invention is connected.
【図８】この発明によるフロー検知器における信号処理
回路の一例を示すブロック回路図である。FIG. 8 is a block circuit diagram showing an example of a signal processing circuit in the flow detector according to the present invention.
【図９】同信号処理回路の動作を説明する信号波形図で
ある。FIG. 9 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the signal processing circuit.
【図１０】この発明によるフロー検知器の他の例を示す
断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing another example of the flow detector according to the present invention.
【図１１】この発明によるフロー検知器の他の異なる例
を示す縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing another different example of the flow detector according to the present invention.
【図１２】この発明によるフロー検知器の異なる他の例
を示す縦断面図である。FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing another example of a different flow detector according to the present invention.
【図１３】同フロー検知器の横断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the same flow detector.
Ａ フロー検知器 ３ フローセンサ ３ａ フローセンサの主面 ８ 流入部 ８Ａ 流入口部 ８ｂ ノズル部 ９ 流出部 ９Ａ 流出口部 １２ センサ本体 １２ａ 流路内周面 １３ 半導体基板 １３ａ 半導体基板の主面 １５ 発熱体 ２６ ポンプ ３１ 信号処理回路 ３５ ディレイ回路 ａ 流体 ｂ 発熱体の長手方向 ｃ 直交方向 Ｌ１ 所定レベル Ｌ２ 所定レベル A flow detector 3 flow sensor 3a main surface of flow sensor 8 inflow part 8A inflow part 8b nozzle part 9 outflow part 9A outflow part 12 sensor body 12a inner surface of flow path 13 semiconductor substrate 13a main surface of semiconductor substrate 15 heat generation Body 26 Pump 31 Signal processing circuit 35 Delay circuit a Fluid b Longitudinal direction of heating element c Orthogonal direction L1 Predetermined level L2 Predetermined level
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成７年１２月２７日[Submission date] December 27, 1995
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 フロー検知器[Title of Invention] Flow detector
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば流路内におけ
る気体や液体などの流体の流れの有無や変化などを検知
するフロー検知器に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow detector for detecting the presence / absence or change of the flow of fluid such as gas or liquid in a flow path.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、この種のフロー検知器として、た
とえば流体の流路にダイヤフラムを設け、流体圧を受け
て変位する上記ダイヤフラムに応動してスイッチを開閉
させる圧力スイッチが知られている。また、上下方向へ
延びる流路内にマグネットを備えた浮き体を上下動可能
に収納し、上記浮き体を流体圧で上下動させ、上記マグ
ネットの磁気に感応させてスイッチを開閉させるフロー
スイッチが知られている。さらに、絶縁性基板や半導体
基板の主面にサーミスタ素子や抵抗体を形成したフロー
センサを流路内に配設し、通電によって発熱した上記サ
ーミスタ素子や抵抗体の抵抗値が上記流体の流れで変化
するのを演算回路で演算して、上記流体の流れを検知す
るものが知られている（たとえば、特開昭６１−２３５
７２５号公報および特公平３−５２０２８号公報参
照）。2. Description of the Related Art Heretofore, as a flow detector of this type, there has been known a pressure switch, for example, which is provided with a diaphragm in a fluid passage and which opens and closes a switch in response to the diaphragm which is displaced by receiving fluid pressure. In addition, a flow switch that accommodates a floating body provided with a magnet in a vertically extending flow path so that the floating body can be moved up and down by fluid pressure, and opens and closes the switch in response to the magnetism of the magnet. Are known. Furthermore, a flow sensor in which a thermistor element or a resistor is formed on the main surface of an insulating substrate or a semiconductor substrate is arranged in the flow path, and the resistance value of the thermistor element or the resistor that is heated by energization depends on the flow of the fluid. It is known that an arithmetic circuit calculates the change to detect the flow of the fluid (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-235).
725 and Japanese Patent Publication No. 3-52028).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記圧力ス
イッチやフロースイッチは構造が複雑かつ大型化し、高
価となる。また、上記サーミスタ素子や抵抗体を形成し
たフローセンサはそれ自体が小型であるけれども、流路
内に配設する作業が面倒であり、かつ流体の流れを的確
に検知することが要望されている。By the way, the above-mentioned pressure switch and flow switch are complicated and large in size and expensive. Further, although the flow sensor having the thermistor element and the resistor formed therein is small in size, the work of arranging the thermistor element and the resistor in the flow path is troublesome, and it is required to accurately detect the flow of fluid. .
【０００４】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、構造が簡単かつ安価であり、的確な流体の流れを検
知して信頼性の高いフロー検知器を提供することを目的
とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a highly reliable flow detector which has a simple structure and is inexpensive and which detects an accurate fluid flow.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１によ
るフロー検知器は、流入部と流出部を有するセンサ本体
と、このセンサ本体に設置されたフローセンサと、上記
センサ本体の流入部と流出部には配管系統へ直結可能な
流入口部と流出口部とを具備し、上記流入出部の流体の
流れを検知するように構成したことを特徴とする。この
発明の請求項２によるフロー検知器は、上記フローセン
サの検知信号を所定の電気信号に変換して出力する信号
処理回路を具備したことを特徴とする。A flow detector according to claim 1 of the present invention comprises a sensor body having an inflow part and an outflow part, a flow sensor installed in the sensor body, and an inflow part of the sensor body. the outlet section comprises a outlet port and enables direct connection inlet portion into the piping system, the inflow out of the fluid
It is characterized in that it is configured to detect a flow . Flow detector of claim 2 of the present invention is characterized by comprising signal processing circuitry for converting the detection signal of the flow sensor to a predetermined electric signal.
【０００６】この発明の請求項３によるフロー検知器
は、上記流入部がフローセンサの主面に垂直な方向へ流
体を差し向けるように上記センサ本体に設定されている
ことを特徴とする。この発明の請求項４によるフロー検
知器は、上記流入部がフローセンサの主面に平行な方向
へ流体を差し向けるように上記センサ本体に設定されて
いることを特徴とする。A flow detector according to a third aspect of the present invention is characterized in that the inflow portion is set in the sensor body so as to direct the fluid in a direction perpendicular to the main surface of the flow sensor. In the flow detector according to claim 4 of the present invention, the inflow portion is in a direction parallel to the main surface of the flow sensor.
Characterized in that it is set in the sensor body to direct fluid to the.
【０００７】この発明の請求項５によるフロー検知器
は、上記流入部がフローセンサの主面に斜めから流体を
差し向けるように上記センサ本体に設定されていること
を特徴とする。この発明の請求項６によるフロー検知器
は、上記フローセンサが半導体基板の主面に発熱体を形
成してなり、上記流入部が上記発熱体の両端部を結ぶ線
にほぼ平行な方向へ流体を差し向けるように構成されて
いることを特徴とする。この発明の請求項７によるフロ
ー検知器は複数のフローセンサがセンサ本体の流路内周
面に周まわりに所定間隔を存して設置されていることを
特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the flow detector, the inflow portion obliquely feeds the fluid to the main surface of the flow sensor.
It is characterized in that it is set in the sensor body so as to be directed . According to a sixth aspect of the present invention, in the flow detector, the flow sensor has a heating element formed on a main surface of a semiconductor substrate, and the inflow portion is a fluid in a direction substantially parallel to a line connecting both ends of the heating element. Is configured to be directed . In the flow detector according to claim 7 of the present invention, a plurality of flow sensors are provided in the inner circumference of the flow passage of the sensor body.
It is characterized in that it is installed on the surface at a predetermined interval around the circumference .
【０００８】この発明の請求項８によるフロー検知器
は、上記流入部が流体の流速を増大させるノズル部を有
してなることを特徴とする。この発明の請求項９による
フロー検知器は、上記信号処理回路が、フローセンサか
らの所定レベル以上の検知信号を検出して出力するよう
に構成したことを特徴とする。A flow detector according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that the inflow portion has a nozzle portion for increasing the flow velocity of the fluid. A flow detector according to claim 9 of the present invention is characterized in that the signal processing circuit is configured to detect and output a detection signal from a flow sensor at a predetermined level or higher.
【０００９】この発明の請求項１０によるフロー検知器
は、上記信号処理回路がフローセンサからの所定レベル
以下の検知信号を所定時間遅延させるディレイ回路を備
えたことを特徴とする。この発明の請求項１１によるフ
ロー検知器は、上記信号処理回路の出力から流通の目詰
まりやポンプの動作異常などを検出することを特徴とす
る。A flow detector according to a tenth aspect of the present invention is characterized in that the signal processing circuit includes a delay circuit for delaying a detection signal from the flow sensor at a predetermined level or lower for a predetermined time. A flow detector according to an eleventh aspect of the present invention is characterized by detecting clogging of the flow and abnormal operation of the pump from the output of the signal processing circuit.
【００１０】[0010]
【作用】請求項１の発明によれば、流入部と流出部を有
するセンサ本体に小型のフローセンサが設置されて、構
造が簡単かつ安価であり、流路への接続作業が容易なフ
ロー検知器を提供することができる。また、請求項２の
発明によれば、信号処理回路でもって上記センサ本体に
おける流入出部の流体の流れを的確に検知することがで
きる。According to the invention of claim 1 , a small flow sensor is installed in the sensor body having the inflow portion and the outflow portion, the structure is simple and inexpensive, and the operation for connecting to the flow path is easy .
A raw detector can be provided. In addition, in claim 2
According to the invention, the flow of the fluid in the inflow / outflow portion of the sensor body can be accurately detected by the signal processing circuit.
【００１１】請求項３ないし１０の発明によれば、構造
が簡単かつ安価であり、低流速から高流速までの広い範
囲にわたって、流体の流れが検知できるとともに、常に
安定した検知出力が得られる。According to the inventions of claims 3 to 10 , the structure is simple and inexpensive, and the flow of the fluid can be detected over a wide range from a low flow velocity to a high flow velocity, and a stable detection output can always be obtained.
【００１２】さらに、請求項１１の構成によれば、流通
の目詰まりやポンプの動作異常などを検出して信頼性の
高いフロー検知器を提供することができる。According to the eleventh aspect of the invention, reliability of the device can be improved by detecting clogging of the flow and abnormal operation of the pump .
A high flow detector can be provided .
【００１３】[0013]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１はこの発明によるフロー検知器の一例を
示す要部の分解斜視図である。同図において、Ａはフロ
ー検知器で、このフロー検知器Ａは矩形状のベース１を
具備し、このベース１は、たとえばアルミニウムから形
成されて、その上面にガラス製の熱絶縁性基板２を介し
てフローセンサ３が固定されるとともに、このフローセ
ンサ３は上記ベース１の挿通孔４に挿通された電気ケー
ブル５に後述するように電気的に接続されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of essential parts showing an example of a flow detector according to the present invention. In the figure, A is a flow detector, provided this flow detector A base 1 of a rectangular shape, the base 1 is, for example, be formed from aluminum, glass made of thermally insulating substrate 2 on its upper surface The flow sensor 3 is fixed via the, and the flow sensor 3 is electrically connected to the electric cable 5 inserted into the insertion hole 4 of the base 1 as described later.
【００１４】６は下端開口のケースで、このケース６は
たとえば合成樹脂で形成されて上面６ａに流体ａの流入
部８および流出部９を有し、上記各流入出部８，９は流
入出口８ａ，９ａをもった流入口部８Ａおよび流出口部
９Ａがねじ込まれ、上記流入部８の先端部にはノズル部
８ｂが形成されて、上記フローセンサ３の主面３ａに垂
直な方向へ流体ａを差し向けるとともに、上記流体ａの
流速を増大させるように構成されている。上記ケース６
は、シール部材１０を介し下端開口部６ｂを上記ベース
１に当接させ、たとえば各取付孔１ａ，１０ａを通し
て、上記ベース１の下端開口部６ｂのねじ孔６ｃにねじ
部材１１を図２で示すようにねじ込んで上記ベース１に
固定され、このベース１とでセンサ本体１２が構成され
ている。Reference numeral 6 denotes a case having a lower end opening. The case 6 is made of, for example, a synthetic resin and has an inflow portion 8 and an outflow portion 9 for the fluid a on an upper surface 6a. The inlet portion 8A and the outlet portion 9A having 8a and 9a are screwed in, and a nozzle portion 8b is formed at the tip of the inflow portion 8 so that the fluid flows in a direction perpendicular to the main surface 3a of the flow sensor 3. A is directed and the flow velocity of the fluid a is increased. Case 6 above
2 shows the screw member 11 in the screw hole 6c of the lower end opening 6b of the base 1 through, for example, the mounting holes 1a and 10a by bringing the lower end opening 6b into contact with the base 1 via the seal member 10. Thus, the sensor body 12 is screwed and fixed to the base 1, and the sensor body 12 is configured with the base 1.
【００１５】図３は上記フローセンサ３の一例を示す断
面図である。同図において、１３はたとえばシリコン基
板からなる半導体基板で、この半導体基板１３には酸化
シリコンからなる電気絶縁層１４を介して抵抗体１５が
主面１３ａに形成されるとともに、上記抵抗体１５は上
記主面１３ａに形成された凹所１８を跨いでその上方に
架設されている。上記抵抗体１５は、図４で示すように
半導体基板１３に半導体微細加工技術を用いて蛇行状に
形成され、かつ上記凹所１８に対応する部分において、
抵抗率１×１０−７〜１×１０−２Ωｍで、たとえば１
ＫΩ程度の抵抗値を有するポリシリコン膜を線状に形成
してなり、両端部１５ａ，１５ｂに形成された電極層１
６ａ，１６ｂを除いて、上記電気絶縁層１４を含む上面
に酸化シリコンからなる保護膜１７を被着して形成され
ている。FIG. 3 is a sectional view showing an example of the flow sensor 3. In the figure, 13 is a semiconductor substrate made of, for example, a silicon substrate, and a resistor 15 is formed on the main surface 13a of the semiconductor substrate 13 via an electrically insulating layer 14 made of silicon oxide. It is installed above the recess 18 formed in the main surface 13a. As shown in FIG. 4, the resistor 15 is formed in a meandering shape on the semiconductor substrate 13 using a semiconductor fine processing technique, and at a portion corresponding to the recess 18,
A resistivity of 1 × 10 −7 to 1 × 10 −2 Ωm, for example, 1
Electrode layer 1 formed by linearly forming a polysilicon film having a resistance value of about KΩ and formed on both ends 15a and 15b
Except for 6a and 16b, a protective film 17 made of silicon oxide is formed on the upper surface including the electric insulating layer 14 so as to be formed.
【００１６】また、上記保護膜１７には、上記抵抗体１
５の両端部１５ａ，１５ｂを結ぶ線ｂにほぼ平行な方向
ｃに矩形状の窓孔１７ａ，１７ｂがエッチング技術を用
いて形成され、上記窓孔１７ａ，１７ｂを通し上記半導
体基板１３をエッチング液で異方性エッチングし、上記
主面１３ａに向って末広がりの傾斜面１８ａを有する凹
所１８を形成する。さらに、上記半導体基板１３の裏面
には、たとえば窒化シリコンからなる保護膜１９が形成
されている。Further, the resistor 1 is formed on the protective film 17.
5, rectangular window holes 17a and 17b are formed by an etching technique in a direction c substantially parallel to a line b connecting both end portions 15a and 15b of the semiconductor substrate 5, and the semiconductor substrate 13 is etched through the window holes 17a and 17b. Is anisotropically etched to form a recess 18 having an inclined surface 18a that spreads toward the main surface 13a. Further, a protective film 19 made of, for example, silicon nitride is formed on the back surface of the semiconductor substrate 13.
【００１７】上記フローセンサ３は、図５で示すように
前述した絶縁性基板２に装着され、この基板２に被着さ
れた、たとえばアルミニウムや金からなる電極層２０
ａ，２０ｂと、上記フローセンサ３の電極層１６ａ，１
６ｂとを金線からなるリード線２１ａ，２１ｂがワイヤ
ボンディングされるとともに、上記基板２の電極層２０
ａ，２０ｂには電気ケーブル５のリード線５ａ，５ｂが
半田２２でろう付けされて電気的に接続されている。ま
た、上記リード線２１ａ，２１ｂはワイヤボンディング
部を含めて、図６で明示すようにポッティング手段によ
る樹脂モールド部２３で保護されている。The flow sensor 3 is mounted on the above-mentioned insulating substrate 2 as shown in FIG. 5, and the electrode layer 20 made of, for example, aluminum or gold is attached to the substrate 2.
a, 20b and the electrode layers 16a, 1 of the flow sensor 3
6b and the lead wires 21a and 21b made of gold wire are wire-bonded to the electrode layer 20 of the substrate 2
Lead wires 5a and 5b of the electric cable 5 are brazed with solder 22 and electrically connected to a and 20b. Further, the lead wires 21a and 21b, including the wire bonding portion, are formed by potting means as shown in FIG .
It is protected by the resin mold part 23 .
【００１８】図７は上記フロー検知器Ａを接続した気体
や液体などの流体ａの配管系統Ｂを示し、上記フロー検
知器Ａの流入部８および流出部９は上記配管系統Ｂの上
流側導管２４および下流側導管２５に接続されるととも
に、上流側導管２４にはポンプ２６および流量調節弁２
７が接続され、下流側導管２５には圧力計２８および流
量計２９が接続されている。FIG. 7 shows a piping system B for a fluid a such as gas or liquid to which the flow detector A is connected. The inflow part 8 and the outflow part 9 of the flow detector A are the upstream side conduits of the piping system B. 24 and the downstream side conduit 25, and the upstream side conduit 24 is connected to the pump 26 and the flow control valve 2
7 is connected, and a pressure gauge 28 and a flow meter 29 are connected to the downstream side conduit 25.
【００１９】また、上記フロー検知器Ａにおけるフロー
センサ３の抵抗体１５には電源３０が接続されるととも
に、上記フローセンサ３の検知信号を所定の電気信号に
変換して出力する信号処理回路３１が接続されている。
すなわち、上記信号処理回路３１は、図８で示すよう
に、上記フローセンサ３の検知信号を増幅する増幅回路
３２と、第１のしきい値設定回路３３と、両回路３２，
３３の出力信号を比較する第１の比較回路３４と、この
比較回路３４の出力信号を所定時間遅延させるディレイ
回路３５と、このディレイ回路３５および第２のしきい
値設定回路３６の両出力信号を比較する第２の比較回路
３７と、この比較回路３７の出力信号が入力される出力
部３８および表示部３９とを具備している。A power source 30 is connected to the resistor 15 of the flow sensor 3 in the flow detector A, and a signal processing circuit 31 for converting the detection signal of the flow sensor 3 into a predetermined electric signal and outputting the electric signal. Are connected.
That is, as shown in FIG. 8, the signal processing circuit 31 includes an amplifier circuit 32 for amplifying the detection signal of the flow sensor 3, a first threshold value setting circuit 33, both circuits 32,
A first comparison circuit 34 for comparing the output signals of 33, a delay circuit 35 for delaying the output signal of the comparison circuit 34 for a predetermined time, and output signals of both the delay circuit 35 and the second threshold value setting circuit 36. A second comparing circuit 37 for comparing the above, an output section 38 to which an output signal of the comparing circuit 37 is input, and a display section 39.
【００２０】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。いま、気体や液体などの流体ａがポンプ２６でもっ
て配管系統Ｂに流されると、上記流体ａは上流側導管２
４，流量調節弁２７，フロー検知器Ａ，フローセンサ
３，下流側導管２５，圧力計２８および流量計２９を流
れる。他方、上記フロー検知器Ａにおけるフローセンサ
３の抵抗体１５は電源３０からの通電で発熱し、上記フ
ローセンサ３を通過する流体ａで吸熱されて、上記抵抗
体１５の抵抗値が変化し、その通電量を信号処理回路３
１における増幅回路３２で増幅する。Next, the operation of the above configuration will be described. Now, when the fluid a such as gas or liquid is flowed into the piping system B by the pump 26, the fluid a is supplied to the upstream conduit 2
4, flow rate control valve 27, flow detector A, flow sensor 3, downstream side conduit 25, pressure gauge 28 and flow meter 29. On the other hand, the resistor 15 of the flow sensor 3 in the flow detector A generates heat when energized from the power source 30 and is absorbed by the fluid a passing through the flow sensor 3, and the resistance value of the resistor 15 changes. The amount of electricity supplied to the signal processing circuit 3
It is amplified by the amplifier circuit 32 in 1.
【００２１】ところで、上記ポンプ２６が流体ａを間欠
的に配管系統Ｂに送り出す構成であると、上記流体ａの
流れが脈流であるから、上記フローセンサ３で検知され
て増幅回路３２で増幅された検知信号は図９（Ａ）で示
す脈流となり、これを第１の比較回路３４において、第
１のしきい値設定回路３３のしきい値Ｌ１と比較する
と、その出力信号は図９（Ｂ）で示す矩形波信号とな
る。この矩形波信号は、たとえばＲＣ回路からなるディ
レイ回路３５で所定時間遅延させると、図９（Ｃ）で示
すゼロクロスのない脈流波の直流信号が得られ、この直
流信号は、第２の比較回路３７において、第２のしきい
値設定回路３６のしきい値Ｌ２と比較すると、その出力
信号は図９（Ｄ）で示す一定の波高値をもった直流信号
が得られ、この直流信号は出力部３８および表示部３９
に出力され、上記表示部３９において、たとえば表示灯
を点灯して正常な動作状態にあることを表示する。By the way, if the pump 26 is constructed so as to intermittently send the fluid a to the piping system B, the flow of the fluid a is a pulsating flow, so that it is detected by the flow sensor 3 and amplified by the amplification circuit 32. The detected signal becomes the pulsating flow shown in FIG. 9A. When this is compared with the threshold value L1 of the first threshold value setting circuit 33 in the first comparison circuit 34, the output signal is as shown in FIG. The rectangular wave signal shown in FIG. When this rectangular wave signal is delayed by a delay circuit 35 composed of, for example, an RC circuit for a predetermined time, a DC signal of a pulsating current wave without a zero cross shown in FIG. 9C is obtained, and this DC signal is the second comparison signal. In the circuit 37, when compared with the threshold value L2 of the second threshold value setting circuit 36, the output signal thereof is a DC signal having a constant peak value shown in FIG. 9D, and this DC signal is Output unit 38 and display unit 39
Is output to display on the display unit 39, for example, that the indicator lamp is turned on to indicate that it is in a normal operating state.
【００２２】これに対し、上記配管系統Ｂの目詰まりや
ポンプ２６の動作異常などで上記流体ａの流れが停止も
しくは異常に低下して、図９（Ｃ）で示す直流信号がし
きい値Ｌ２よりも低下すると、第２の比較回路３７から
の出力信号がなく、上記表示部３９において、たとえば
警報灯や警報音でその旨を報知する。On the other hand, the flow of the fluid a is stopped or abnormally lowered due to the clogging of the piping system B, the abnormal operation of the pump 26, etc., and the DC signal shown in FIG. When it becomes lower than that, there is no output signal from the second comparison circuit 37, and the display unit 39 informs the fact by, for example, a warning light or a warning sound.
【００２３】上記構成によれば、流入部８と流出部９を
有するセンサ本体１２に小型のフローセンサ３を設置し
たから、上記フロー検知器Ａの構造が簡単かつ安価であ
り、また、配管系統Ｂにおける上流側導管２４および下
流側導管２５への接続作業が容易であり、しかも、上記
信号処理回路３１でもって上記センサ本体１２における
流入出部８，９の流体ａの流れを的確に検知することが
できる。According to the above construction, since the small flow sensor 3 is installed in the sensor body 12 having the inflow part 8 and the outflow part 9, the structure of the flow detector A is simple and inexpensive, and the piping system is Connection work to the upstream side conduit 24 and the downstream side conduit 25 in B is easy, and moreover, the signal processing circuit 31 accurately detects the flow of the fluid a in the inflow / outflow portions 8 and 9 of the sensor body 12. be able to.
【００２４】また、上記流入部８はフローセンサ３の主
面３ａに垂直な方向へ流体ａを差し向けるようにしたか
ら、上記流体ａをフローセンサ３の主面３ａに流して、
その検知感度を向上させることができる。しかも、上記
流入部８にはノズル部８ｂを形成したから、流体ａの流
速を増大させて上記フローセンサ３の主面３ａに差し向
けることができ、上記フローセンサ３の検知感度を一層
向上させることができる。Since the inflow portion 8 directs the fluid a in the direction perpendicular to the main surface 3a of the flow sensor 3, the fluid a is caused to flow to the main surface 3a of the flow sensor 3,
The detection sensitivity can be improved. Moreover, since the nozzle portion 8b is formed in the inflow portion 8, it is possible to increase the flow velocity of the fluid a and direct it toward the main surface 3a of the flow sensor 3, thereby further improving the detection sensitivity of the flow sensor 3. be able to.
【００２５】さらに、上記フローセンサ３は半導体基板
１３の主面１３ａに発熱体１５を形成して構成され、こ
の発熱体１５の両端部１５ａ，１５ｂを結ぶ線ｂにほぼ
平行な方向ｃ（図４）へ流体ａを差し向けると、リード
線２１ａ，２１ｂの樹脂モールド部２３（図６）に阻害
されて偏流や乱流を発生することなく、上記流体ａの流
れを的確に検知することができる。 Further, the flow sensor 3 is a semiconductor substrate.
The heating element 15 is formed on the main surface 13a of the
Is almost on the line b connecting both ends 15a and 15b of the heating element 15 of
When the fluid a is directed in the parallel direction c (Fig. 4), the lead
Obstruct the resin mold part 23 (Fig. 6) of the wires 21a and 21b
Flow of the fluid a without causing uneven flow and turbulence
This can be accurately detected.
【００２６】また、上記実施例において、流入部８は、
図１０で示すように、フローセンサ３の主面３ａに平行
な方向へ流体ａを差し向けるように上記センサ本体１２
に設定してもよく、あるいは、図１１で示すように、フ
ローセンサ３の主面３ａに斜めから流体ａを差し向ける
ように上記センサ本体１２に設定してもよい。とくに、
図１１の構成によれば、上記フローセンサ３は抵抗体１
５が半導体基板１３の主面１３ａに形成された凹所１８
を跨いで上方に架設され、かつ上記凹所１８が主面１３
ａに向って末広がりの傾斜面１８ａ（図３）を有するた
め、上記流体ａは上記フローセンサ３の窓孔１７ａ，１
７ｂ（図４）を流通用開口部として、上記凹所１８の内
方へ末広がり状の傾斜面１８ａに沿って流入し、上記フ
ローセンサ３の検知感度をさらに向上させることができ
る。 Further, in the above embodiment, the inflow portion 8 is
As shown in FIG. 10, the sensor body 12 is arranged so that the fluid a is directed in a direction parallel to the main surface 3 a of the flow sensor 3.
Alternatively, as shown in FIG. 11, the sensor body 12 may be set so that the fluid a is directed obliquely to the main surface 3a of the flow sensor 3. Especially,
According to the configuration of FIG. 11, the flow sensor 3 includes the resistor 1
5 is a recess 18 formed in the main surface 13a of the semiconductor substrate 13.
Is installed over the upper part of the main surface 13
It has a sloping surface 18a (FIG. 3) that widens toward the end.
Therefore, the fluid a is the window holes 17 a, 1 a of the flow sensor 3.
7b (FIG. 4) is used as a circulation opening, and
Flow toward the side along the sloping sloped surface 18a,
The detection sensitivity of the raw sensor 3 can be further improved.
You.
【００２７】さらに、上記実施例において、図１２およ
び図１３で示すように、複数のフローセンサ３をセンサ
本体１２の流路内周面１２ａに周方向へ所定間隔存して
設置し、各フローセンサ３の検知信号の平均値を得るよ
うに構成すれば、上流側導管２４が大きな曲率をもって
湾曲している場合において、偏流や乱流となった場合で
も、上記流体ａの流れを的確に検知することができる。Further, in the above embodiment, as shown in FIGS. 12 and 13, a plurality of flow sensors 3 are installed on the inner peripheral surface 12a of the flow passage of the sensor body 12 at predetermined intervals in the circumferential direction, and each flow sensor 3 is installed. If configured so as to obtain the average value of the detection signal of the sensor 3, the flow of the fluid a can be accurately detected even when the upstream conduit 24 is curved with a large curvature, even if a drift or turbulence occurs. can do.
【００２８】また、上記実施例において、上記ポンプ２
６が流体ａを連続的に配管系統Ｂに送り出す構成である
場合には、上記ディレイ回路３５，第２のしきい値設定
回路３６および比較回路３７を省略することができるこ
とはいうまでもない。In the above embodiment, the pump 2 is used.
Needless to say, the delay circuit 35, the second threshold value setting circuit 36, and the comparison circuit 37 can be omitted when 6 is configured to continuously send the fluid a to the piping system B.
【００２９】さらに、上記実施例において、上記フロー
センサ３は絶縁性基板の主面にサーミスタ素子（図示せ
ず）を設定した構成であっても、あるいは他の素子から
構成されてもよいことはいうまでもない。Furthermore, in the above embodiment, the flow sensor 3 may have a structure in which a thermistor element (not shown) is set on the main surface of the insulating substrate, or may be composed of other elements. Needless to say.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構造が簡単かつ安価であり、的確な流体の流れを検
知して信頼性の高いフロー検知器を提供することができ
る。As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a highly reliable flow detector which has a simple structure and is inexpensive and which detects an accurate fluid flow.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】この発明によるフロー検知器の一例を示す分解
斜視図である。FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a flow detector according to the present invention.
【図２】同検知器の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the same detector.
【図３】フローセンサの一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a flow sensor.
【図４】同フローセンサの平面図である。FIG. 4 is a plan view of the same flow sensor.
【図５】同フローセンサの接続構造の一例を示す平面図
である。FIG. 5 is a plan view showing an example of a connection structure of the flow sensor.
【図６】同フローセンサの接続構造の要部の断面図であ
る。6 is a cross sectional view of a main part of the connecting structure of the flow sensor.
【図７】この発明によるフロー検知器を接続した一例の
配管系統図である。FIG. 7 is a piping system diagram of an example in which a flow detector according to the present invention is connected.
【図８】この発明によるフロー検知器における信号処理
回路の一例を示すブロック回路図である。FIG. 8 is a block circuit diagram showing an example of a signal processing circuit in the flow detector according to the present invention.
【図９】同信号処理回路の動作を説明する信号波形図で
ある。FIG. 9 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the signal processing circuit.
【図１０】この発明によるフロー検知器の他の例を示す
断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing another example of the flow detector according to the present invention.
【図１１】この発明によるフロー検知器の他の異なる例
を示す縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view showing another different example of the flow detector according to the present invention.
【図１２】この発明によるフロー検知器の異なる他の例
を示す縦断面図である。FIG. 12 is a vertical cross-sectional view showing another example of a different flow detector according to the present invention.
【図１３】同フロー検知器の横断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of the same flow detector.
【符号の説明】 Ａ フロー検知器 ３ フローセンサ ３ａ フローセンサの主面 ８ 流入部 ８Ａ 流入口部 ８ｂ ノズル部 ９ 流出部 ９Ａ 流出口部 １２ センサ本体 １２ａ 流路内周面 １３ 半導体基板 １３ａ 半導体基板の主面 １５ 発熱体１５ａ 発熱体の一端部 １５ｂ 発熱体の他端部 ２６ ポンプ ３１ 信号処理回路 ３５ ディレイ回路 ａ 流体 ｂ 発熱体の両端部を結ぶ線 ｃ 発熱体の両端部を結ぶ線に平行な方向 Ｌ１ 所定レベル Ｌ２ 所定レベル[Description of Symbols] A Flow Detector 3 Flow Sensor 3a Main Surface of Flow Sensor 8 Inflow Portion 8A Inflow Portion 8b Nozzle Unit 9 Outflow Portion 9A Outflow Portion 12 Sensor Main Body 12a Channel Inner Surface 13 Semiconductor Substrate 13a Semiconductor Substrate Main surface 15 of the heating element 15a one end of the heating element 15b the other end of the heating element 26 pump 31 signal processing circuit 35 delay circuit a fluid b line connecting both ends of the heating element c parallel to a line connecting both ends of the heating element Direction L1 predetermined level L2 predetermined level
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野添 悟史 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 平松 成章 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 渡辺 敬之 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Satoshi Nozoe, No. 10 Hanazono Dodo-cho, Ukyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture Omron Co., Ltd. Co., Ltd. (72) Inventor, Takayuki Watanabe 10 Odoron-cho, Hanazono, Ukyo-ku, Kyoto City, Kyoto Prefecture Omron Co., Ltd.
Claims (11)
このセンサ本体に設置されたフローセンサと、上記セン
サ本体の流入部と流出部には配管系統へ直結可能な流入
口部と流出口部とを設けたことを特徴とする請求項１に
記載のフロー検知器。1. A sensor body having an inflow part and an outflow part,
The flow sensor installed in the sensor body, and an inflow port and an outflow port that can be directly connected to a piping system are provided in the inflow part and the outflow part of the sensor main body. Flow detector.
このセンサ本体に設置されたフローセンサと、このフロ
ーセンサの検知信号を所定の電気信号に変換して出力す
る信号処理回路とを具備し、上記流入出部の流体の流れ
を検知するように構成したことを特徴とするフロー検知
器。2. A sensor body having an inflow part and an outflow part,
A flow sensor installed in the sensor body and a signal processing circuit for converting a detection signal of the flow sensor into a predetermined electric signal and outputting the electric signal are configured to detect the flow of fluid in the inflow / outflow portion. A flow detector characterized in that
な方向へ流体を差し向けるように上記センサ本体に設定
されていることを特徴とする請求項１または２に記載の
フロー検知器。3. The flow detector according to claim 1, wherein the inflow portion is set in the sensor body so as to direct the fluid in a direction parallel to the main surface of the flow sensor.
から流体を差し向けるように上記センサ本体に設定され
ていることを特徴とする請求項１または２に記載のフロ
ー検知器。4. The flow detector according to claim 1, wherein the inflow portion is set in the sensor body so as to direct the fluid obliquely to the main surface of the flow sensor.
発熱体を形成してなり、上記流入部は上記発熱体の両端
部を結ぶ線にほぼ平行な方向へ流体を差し向けるように
構成されていることを特徴とする請求項３または４に記
載のフロー検知器。5. The flow sensor comprises a heating element formed on a main surface of a semiconductor substrate, and the inflow portion is configured to direct a fluid in a direction substantially parallel to a line connecting both ends of the heating element. The flow detector according to claim 3 or 4, characterized in that:
内周面に周まわりに所定間隔存して設置されていること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のフロ
ー検知器。6. The flow detector according to claim 1, wherein a plurality of flow sensors are installed on the inner peripheral surface of the flow passage of the sensor body at predetermined intervals around the circumference. .
な方向へ流体を差し向けるように上記センサ本体に設定
されていることを特徴とする請求項１に記載のフロー検
知器。7. The flow detector according to claim 1, wherein the inflow portion is set in the sensor body so as to direct the fluid in a direction perpendicular to the main surface of the flow sensor.
ズル部を有してなることを特徴とする請求項１ないし７
のいずれかに記載のフロー検知器。8. The inflow section has a nozzle section for increasing the flow velocity of the fluid.
The flow detector according to any one of 1.
の所定レベル以上の検知信号を検出して出力するように
構成したことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか
に記載のフロー検知器。9. The flow detector according to claim 1, wherein the signal processing circuit is configured to detect and output a detection signal from a flow sensor at a predetermined level or higher. .
らの所定レベル以下の検知信号を所定時間遅延させるデ
ィレイ回路を備えたことを特徴とする請求項９に記載の
フロー検知器。10. The flow detector according to claim 9, wherein the signal processing circuit includes a delay circuit that delays a detection signal from the flow sensor at a predetermined level or lower for a predetermined time.
まりやポンプの動作異常などを検出することを特徴とす
る請求項１ないし１０のいずれかに記載のフロー検知
器。11. The flow detector according to any one of claims 1 to 10, wherein flow clogging, pump operation abnormality, etc. are detected from the output of the signal processing circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7269239A JPH0989621A (en) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | Flow detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7269239A JPH0989621A (en) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | Flow detector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0989621A true JPH0989621A (en) | 1997-04-04 |
Family
ID=17469599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7269239A Pending JPH0989621A (en) | 1995-09-21 | 1995-09-21 | Flow detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0989621A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2006038787A (en) * | 2004-07-30 | 2006-02-09 | Yamatake Corp | Flow sensor |
| JP2012093173A (en) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Yamatake Corp | Flow sensor |
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1995
- 1995-09-21 JP JP7269239A patent/JPH0989621A/en active Pending
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