JP2000304584A - Micro flow sensor - Google Patents

Micro flow sensor

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JP2000304584A
JP2000304584A JP11111043A JP11104399A JP2000304584A JP 2000304584 A JP2000304584 A JP 2000304584A JP 11111043 A JP11111043 A JP 11111043A JP 11104399 A JP11104399 A JP 11104399A JP 2000304584 A JP2000304584 A JP 2000304584A
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micro
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、小流量から大流量に亘る広
域の流量について的確な計測を可能にするマイクロフロ
ーセンサを提供することにある。 【解決手段】 計測対象流体の気流中に配設されるマイ
クロヒータ12の上流側及び下流側のそれぞれに配置さ
れ、各組毎に熱感度が異なる少なくとも二組の対温度セ
ンサ13,14を備えてなることを特徴とするマイクロ
フローセンサ。
(57) [Problem] An object of the present invention is to provide a micro flow sensor capable of accurately measuring a wide flow rate from a small flow rate to a large flow rate. SOLUTION: At least two pairs of temperature sensors 13, 14 are arranged on the upstream side and the downstream side of a micro heater 12 arranged in the air flow of the fluid to be measured, and have different thermal sensitivities for each group. A micro flow sensor, comprising:

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は小流量から大流量に
亘る広域の流量について的確な計測を可能にするマイク
ロフローセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a micro flow sensor capable of accurately measuring a wide flow rate from a small flow rate to a large flow rate.

【0002】具体的には、1:1000〜1:1000
00のレンジアビリティを満足するマイクロフローセン
サを提案する。
[0002] Specifically, 1: 1000 to 1: 1000
We propose a micro flow sensor that satisfies the range ability of 00.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来から知られているマイクロフローセ
ンサとしては、Si(シリコン)をベースにした半導体
プロセスにより作製され、図5に示すようにダイアフラ
ム31上にマイクロヒータ32と温度センサとして用い
る一対のサーモパイル(以下、対サーモパイルと称す)
33(33a,33b)とを配置したものがある。
2. Description of the Related Art A conventionally known micro flow sensor is manufactured by a semiconductor process based on Si (silicon), and a micro heater 32 and a pair used as a temperature sensor are provided on a diaphragm 31 as shown in FIG. Thermopile (hereinafter referred to as thermopile)
33 (33a, 33b).

【0004】温度センサとしてはサーモパイルに限るも
のではなく、この他に、測温抵抗、サーミスタ、焦電体
などが用いられる。
A temperature sensor is not limited to a thermopile, but may be a temperature measuring resistor, a thermistor, a pyroelectric body, or the like.

【0005】このマイクロフローセンサにおいては、計
測対象流体(ガス等)の気流中でマイクロヒータ32を
加熱し、マイクロヒータ32の上流側に配置した一方の
サーモパイル33aの温度出力と、マイクロヒータ32
の下流側に配置した他方のサーモパイル33bの温度出
力との差から流速や流量を計測する原理が採用されてい
る。
In this micro flow sensor, a micro heater 32 is heated in an air flow of a fluid to be measured (a gas or the like), and the temperature output of one thermopile 33a disposed upstream of the micro heater 32 and the micro heater 32
The principle of measuring the flow velocity or flow rate from the difference between the temperature output of the other thermopile 33b disposed downstream of the thermopile 33b is adopted.

【0006】また、近年にあってはガスメータの小型化
が進み、単独のマイクロフローセンサで小流量から大流
量に亘る広域の流量について計測しようとする試みがな
されている。
In recent years, the size of gas meters has been reduced, and attempts have been made to measure the flow rate in a wide range from a small flow rate to a large flow rate using a single micro flow sensor.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来のマイクロフローセンサにおいては、小流量から大
流量に亘る広域の流量について計測しようとしても、計
測対象流体の流量が大きい場合にはその計測時に出力の
飽和が生じてしまい現実的には計測が不可能であるとい
った問題がある。
However, in such a conventional micro flow sensor, even if an attempt is made to measure a wide range of flow rate from a small flow rate to a large flow rate, if the flow rate of the fluid to be measured is large, an output is made during the measurement. There is a problem that the measurement is practically impossible due to the saturation of the data.

【0008】より詳細に説明すると、計測対象流体の気
流が小流量にとどまっている場合には、計測対象気流か
らの熱移動量が小さいので、対サーモパイル33(33
a,33b)の温接点の温度は低く、計測対象流体との
温度差が大きい。従って、計測対象流体からの熱移動量
は計測対象流体の流速(流量)と比例し、的確な出力が
得られる。
More specifically, when the air flow of the fluid to be measured remains at a small flow rate, the amount of heat transfer from the air flow to be measured is small.
The temperature of the hot junction of (a, 33b) is low, and the temperature difference with the fluid to be measured is large. Therefore, the amount of heat transfer from the fluid to be measured is proportional to the flow velocity (flow rate) of the fluid to be measured, and an accurate output can be obtained.

【0009】これに対し、計測対象流体の気流が大流量
になった場合には、計測対象流体からの熱移動量が大き
いので、対サーモパイル33(33a,33b)の温接
点の温度は高くなり、計測対象流体との温度差が極めて
小さくなる。従って、出力の飽和を生じ、計測対象流体
からの熱移動量は計測対象流体の流速(流量)と比例し
なくなり、的確な出力が得られなくなってしまう。
On the other hand, when the gas flow of the fluid to be measured has a large flow rate, the amount of heat transfer from the fluid to be measured is large, so that the temperature of the hot junction of the thermopile 33 (33a, 33b) becomes high. The temperature difference from the fluid to be measured becomes extremely small. Therefore, output saturation occurs, and the amount of heat transfer from the fluid to be measured is not proportional to the flow rate (flow rate) of the fluid to be measured, and an accurate output cannot be obtained.

【0010】本発明は上記従来の欠点に着目し、これを
解決せんとしたものであり、その目的は、小流量から大
流量に亘る広域の流量について的確な計測を可能にする
マイクロフローセンサを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to solving the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to provide a micro flow sensor capable of accurately measuring a wide flow rate from a small flow rate to a large flow rate. To provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載した本発
明のマイクロフローセンサは、計測対象流体の気流中に
配設されるマイクロヒータの上流側及び下流側のそれぞ
れに対称的に配置される2個の温度センサからなる対温
度センサを少なくとも二組備え、上記各対温度センサを
各組毎に上記マイクロヒータからの距離が各々異なるよ
うに配置してなることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a micro flow sensor according to the present invention, which is symmetrically disposed on each of an upstream side and a downstream side of a micro heater disposed in an air flow of a fluid to be measured. At least two pairs of temperature sensors comprising two temperature sensors are provided, and the respective pairs of temperature sensors are arranged so that the distance from the micro heater is different for each group.

【0012】請求項1に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、マイクロヒータに近い対温度センサ
が小流量の計測を、マイクロヒータに遠い対温度センサ
が大流量の計測をそれぞれ行うことにより、小流量から
大流量に亘る広域の流量について的確に計測することが
できる。
According to the micro flow sensor of the present invention, the temperature sensor near the micro heater measures a small flow rate, and the temperature sensor far from the micro heater measures a large flow rate. Thus, it is possible to accurately measure the flow rate in a wide range from a small flow rate to a large flow rate.

【0013】詳細には、マイクロヒータにより遠い対温
度センサは、上記計測対象流体が流体の拡散により冷や
されながら温度センサに到達するため、小流量の流量計
測は難しい。これに対し、マイクロヒータに近い対温度
センサは、温度センサ感温部の温度上昇が大きいため、
温度センサの温度感度範囲を超えてしまい、大流量の流
量計測が難しくなる。
More specifically, the temperature sensor far from the micro-heater reaches the temperature sensor while the fluid to be measured is cooled by diffusion of the fluid, so that it is difficult to measure a small flow rate. On the other hand, the temperature sensor near the micro heater has a large temperature rise in the temperature sensor temperature sensing part.
The temperature exceeds the temperature sensitivity range of the temperature sensor, and it becomes difficult to measure a large flow rate.

【0014】しかし、上記の二組の対温度センサを両方
配置することにより、各々を補完する形で小流量から大
流量までを計測できるようになる。
However, by arranging both of the above two sets of temperature sensors, it becomes possible to measure from a small flow rate to a large flow rate in a complementary manner.

【0015】請求項2に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項1に記載のマイクロフローセンサに
おいて、上記少なくとも二組の対温度センサが、上記マ
イクロヒータに近い対温度センサほど、上記マイクロヒ
ータから離れた対温度センサよりも、上記計測対象流体
からの熱量に対する上記各対温度センサ感温部の温度上
昇感度が高い温度センサで構成されていることを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the micro flow sensor according to the first aspect, wherein the at least two pairs of temperature sensors are arranged such that the closer the temperature sensor to the micro heater is, the more the micro temperature sensor becomes. It is characterized by comprising a temperature sensor having a higher temperature rise sensitivity of each of the temperature sensing portions for the temperature sensor with respect to the amount of heat from the fluid to be measured than the temperature sensor separated from the heater.

【0016】請求項2に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、マイクロヒータからの距離差による
温度センサ感温部の温度上昇差と、計測対象流体からの
熱量に対する各対温度センサ感温部の温度上昇感度差と
の相乗効果により、より広域の流量計測が可能になる。
According to the second aspect of the present invention, the temperature rise difference of the temperature sensor temperature sensing portion due to the difference in distance from the micro heater and the temperature sensor temperature sensitivity to the amount of heat from the fluid to be measured. Due to the synergistic effect with the temperature rise sensitivity difference of the section, the flow rate measurement in a wider area becomes possible.

【0017】請求項3に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、計測対象流体の気流中に配設されるマイク
ロヒータの上流側及び下流側のそれぞれに対称的に配置
される2個の温度センサからなる対温度センサを少なく
とも二組備え、上記計測対象流体からの熱量に対する上
記各対温度センサの感温部の温度上昇感度を、各組毎に
各々異なる対温度センサを配置してなることを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a micro flow sensor comprising two temperature sensors disposed symmetrically on the upstream side and the downstream side of a micro heater disposed in an air flow of a fluid to be measured. Comprising at least two pairs of temperature sensors comprising: a temperature rise sensitivity of the temperature-sensitive portion of each of the temperature sensors with respect to the amount of heat from the fluid to be measured, wherein different temperature sensors are arranged for each group. Features.

【0018】請求項3に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、計測対象流体からの熱量に対する各
対温度センサ感温部の温度上昇感度差を利用して、熱温
度上昇感度が高い対温度センサが小流量の計測を、熱温
度上昇感度が低い対温度センサが大流量の計測をそれぞ
れ行うことにより、小流量から大流量に亘る広域の流量
について的確に計測することができる。
According to the micro flow sensor of the present invention, the difference in the temperature rise sensitivity of each temperature sensor temperature sensing portion with respect to the amount of heat from the fluid to be measured is utilized to make the heat flow sensitivity high. By measuring the small flow rate by the temperature sensor and measuring the large flow rate by the temperature sensor with low thermal temperature rise sensitivity, it is possible to accurately measure a wide flow rate from the small flow rate to the large flow rate.

【0019】詳細には、マイクロヒータにより暖められ
た計測対象流体からの熱移動量が同じであっても、熱温
度上昇感度が高い場合、温度センサ感温部の温度は比較
的低流量で上記計測対象流体温度近くに達し、当然上記
計測対象流体温度よりも高い温度にはならずに出力が飽
和する。上記熱移動量が上記計測対象流体の流量に対し
て単調増加の関係があるので、熱温度上昇感度が低い対
温度センサの方が出力の飽和する流量が大きくなり、よ
り大流量の計測が可能になる。一方で、熱温度上昇感度
が高い場合、少しの熱移動量でもセンサ感度が発生する
ため、より小流量の計測が可能になる。
More specifically, even if the heat transfer amount from the fluid to be measured heated by the micro-heater is the same, if the heat temperature rise sensitivity is high, the temperature of the temperature sensor temperature sensing part is relatively low and the flow rate is low. The output reaches the temperature of the fluid to be measured, and naturally the output is saturated without reaching a temperature higher than the temperature of the fluid to be measured. Since the amount of heat transfer has a monotonically increasing relationship with the flow rate of the fluid to be measured, the flow rate at which the temperature sensor with low thermal temperature rise sensitivity is lower than that of the temperature sensor at which the output saturates becomes larger, and a larger flow rate can be measured become. On the other hand, when the thermal temperature rise sensitivity is high, the sensor sensitivity is generated even with a small amount of heat transfer, so that a smaller flow rate can be measured.

【0020】したがって上記の二組の対温度センサを両
方配置することにより、各々を補完する形で小流量から
大流量までを計測できるようになる。
Therefore, by arranging both of the above two sets of temperature sensors, it becomes possible to measure from a small flow rate to a large flow rate in a form complementing each other.

【0021】請求項4に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項2又は3に記載のマイクロフローセ
ンサにおいて、上記少なくとも二組の対温度センサが、
それぞれ対温度センサ感温部の熱容量が各々異なるよう
に形成されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the micro flow sensor according to the second or third aspect, wherein the at least two pairs of temperature sensors are:
It is characterized in that the heat capacities of the temperature sensing portions are different from each other.

【0022】請求項4に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、同じ熱移動量に対し、熱容量が大き
いと熱温度上昇感度は小さくなり、温度センサ感温部の
温度上昇も鈍くなる一方、熱容量が小さいと熱温度上昇
感度は大きくなり、温度センサ感温部の温度上昇も鋭く
なる。
According to the microflow sensor of the present invention, when the heat capacity is large for the same heat transfer amount, the sensitivity to heat temperature rise becomes small, and the temperature rise of the temperature sensor temperature sensing portion becomes slow. On the other hand, if the heat capacity is small, the temperature rise sensitivity becomes large, and the temperature rise of the temperature sensing portion becomes sharp.

【0023】請求項5に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項2〜4の何れかに記載のマイクロフ
ローセンサにおいて、上記少なくとも二組の対温度セン
サが、それぞれの対温度センサ感温部とセンサ基体との
熱抵抗を各々異なるように形成してなることを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the micro flow sensor according to any one of the second to fourth aspects, wherein the at least two pairs of temperature sensors are each a temperature sensor. It is characterized in that the thermal resistance of the part and the thermal resistance of the sensor base are different from each other.

【0024】請求項5に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、同じ熱移動量に対し、温度センサ感
温部とセンサ基体との熱抵抗が小さいと、熱がすぐにセ
ンサ基体に伝導し、センサ基体はすぐにマイクロフロー
センサが取り付けられる筐体に熱を放出するため、熱温
度上昇感度は小さくなり、温度センサ感温部の温度上昇
も鈍くなる。
According to the micro flow sensor of the present invention, if the thermal resistance between the temperature sensor temperature sensing portion and the sensor base is small for the same heat transfer amount, heat is immediately transferred to the sensor base. However, since the sensor base immediately emits heat to the housing in which the microflow sensor is mounted, the sensitivity to the increase in the heat temperature is reduced, and the temperature rise in the temperature sensor temperature sensing portion is also reduced.

【0025】一方、同じ熱移動量に対し、温度センサ感
温部とセンサ基体との熱抵抗が大きいと、熱がなかなか
センサ基体に伝導されず、センサ基体がすぐにはマイク
ロフローセンサが取り付けられる筐体に熱を放出しない
ため、熱温度上昇感度は大きくなり、温度センサ感温部
の温度上昇も鋭くなる。
On the other hand, if the thermal resistance between the temperature sensor temperature sensing portion and the sensor base is large for the same heat transfer amount, heat is not easily transmitted to the sensor base, and the microflow sensor is immediately attached to the sensor base. Since no heat is released to the housing, the temperature rise sensitivity is increased and the temperature rise of the temperature sensing part is also sharp.

【0026】請求項6に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項2〜5の何れかに記載のマイクロフ
ローセンサにおいて、上記少なくとも二組の対温度セン
サが、各組毎に異なる配線パターンで形成されているこ
とを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the micro flow sensor according to any one of the second to fifth aspects, the at least two pairs of temperature sensors are different from each other in a wiring pattern. It is characterized by being formed by.

【0027】請求項6に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、少なくとも二組の対温度センサを各
組毎に異なる配線パターンで形成することにより、結果
的に、各組の各対温度センサの上記マイクロヒータから
の距離を各々異ならせ、あるいは、計測対象流体からの
熱量に対する各対温度センサの感温部の温度上昇感度を
各々異ならせることとし、各組の対温度センサによって
小流量から大流量に亘る広域を細分化した各域毎の計測
を可能にしたので、小流量から大流量に亘る広域の流量
について的確に計測することができる。
According to the micro flow sensor of the present invention, at least two pairs of temperature sensors are formed with different wiring patterns for each group, and consequently each temperature sensor of each group is formed. The distance between the sensor and the micro heater is varied, or the sensitivity of the temperature-sensitive part of each temperature sensor to the amount of heat from the fluid to be measured is varied. Since the measurement for each area obtained by subdividing the wide area from the large flow rate to the large flow rate is enabled, it is possible to accurately measure the flow rate in the wide area from the small flow rate to the large flow rate.

【0028】尚、上述した請求項1〜6に記載の各マイ
クロフローセンサにおいては、各組の対温度センサを同
じ材質のものを採用する場合には、その製造工程の際に
同時に形成配置することができ、付加的な工程を強いら
れることがなく、効率よく製造することができる。
In each of the micro flow sensors according to the first to sixth aspects of the present invention, when the same material is used for each set of temperature sensors, they are formed and arranged simultaneously during the manufacturing process. Therefore, it is possible to efficiently manufacture the apparatus without requiring additional steps.

【0029】請求項7に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項1〜6の何れかに記載のマイクロフ
ローセンサにおいて、上記少なくとも二組の対温度セン
サが、各組毎に異なる材質のものからなることを特徴と
する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the micro flow sensor according to any one of the first to sixth aspects, the at least two sets of temperature sensors are made of different materials for each set. It is characterized by consisting of

【0030】請求項7に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、少なくとも二組の対温度センサを各
組毎に異なる材質のものとすることにより、結果的に、
各組の各対温度センサの上記マイクロヒータからの距離
を各々異ならせ、あるいは、計測対象流体からの熱量に
対する各対温度センサの感温部の温度上昇感度を各々異
ならせることとし、各組の対温度センサによって小流量
から大流量に亘る広域の流量について的確に計測するこ
とができる。
According to the micro flow sensor of the present invention described in claim 7, at least two sets of temperature sensors are made of different materials for each set.
The distance from the micro heater of each pair of temperature sensors to the micro heater is different, or the temperature rise sensitivity of the temperature sensing part of each temperature sensor to the amount of heat from the fluid to be measured is different from each other. With the temperature sensor, it is possible to accurately measure the flow rate in a wide range from a small flow rate to a large flow rate.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施形態を
添付図面に基づいて説明する。ここで、図1において、
(a)は本発明のマイクロフローセンサの第1の実施形
態を示す概略平面図であり、(b)は図1(a)の概略
側面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, in FIG.
(A) is a schematic plan view showing a first embodiment of the microflow sensor of the present invention, and (b) is a schematic side view of FIG. 1 (a).

【0032】図1に示すマイクロフローセンサは、ダイ
アフラム11と、計測対象流体(ガス等)の気流中に配
設されかつダイアフラム11上に配設されるマイクロヒ
ータ12と、計測対象流体の気流方向Xにおいて上記マ
イクロヒータ12の上流側及び下流側のそれぞれに対称
的に配設される二組の対サーモパイル13(13a,1
3b),14(14a,14b)と、によって構成され
ており、各対サーモパイルは上記マイクロヒータ12か
らの距離が各々異なるように配設されている。尚、ここ
では各組の対サーモパイル13(13a,13b),1
4(14a,14b)は、それぞれ同じ材質のものであ
り、その製造工程の際に同時に形成配置することがで
き、付加的な工程を強いられることがなく、効率よく製
造することができるようになっている。
The micro-flow sensor shown in FIG. 1 has a diaphragm 11, a micro-heater 12 provided in the air flow of a fluid to be measured (gas or the like) and provided on the diaphragm 11, a gas flow direction of the fluid to be measured. X, two pairs of thermopiles 13 (13a, 1a) symmetrically disposed on the upstream and downstream sides of the microheater 12, respectively.
3b) and 14 (14a and 14b), and each thermopile is arranged so that the distance from the micro heater 12 is different. Here, each pair of thermopiles 13 (13a, 13b), 1
4 (14a, 14b) are made of the same material, can be formed and arranged at the same time during the manufacturing process, and can be manufactured efficiently without requiring additional steps. Has become.

【0033】一般にサーモパイルは、感温部となる温接
点群と基準温度感知部となる冷接点群を備えた温度セン
サであり、冷接点基準温度に対する感温部温度の温度差
が出力電圧となるセンサである。
In general, a thermopile is a temperature sensor having a hot junction group serving as a temperature sensing portion and a cold junction group serving as a reference temperature sensing portion, and a temperature difference between the temperature of the temperature sensing portion and the reference temperature of the cold junction becomes an output voltage. It is a sensor.

【0034】本実施形態で用いるサーモパイル13a,
13b,14a,14bの冷接点群はSiからなるセン
サ基体となる肉厚部11a,11aに配置されており、
基体はセンサを取り付ける筐体と非常に熱接触が良く配
置されるため、上記計測対象流体の温度となっている。
The thermopile 13a used in this embodiment is
The cold junction groups 13b, 14a and 14b are arranged on the thick portions 11a and 11a serving as a sensor base made of Si.
Since the base is placed in very good thermal contact with the housing in which the sensor is mounted, the temperature of the base is the temperature of the fluid to be measured.

【0035】一方、温接点群は断熱性の良い酸化膜で作
製されたダイアフラム11上に配置され、マイクロヒー
タ12で暖められた計測対象流体の温度と温接点群の温
度との差に比例した熱量が温接点に移動し、温接点群を
暖め、この温接点群と上記冷接点群との温度差が対サー
モパイル13,14の出力となる。
On the other hand, the group of hot junctions is disposed on a diaphragm 11 made of an oxide film having good heat insulating properties, and is proportional to the difference between the temperature of the fluid to be measured heated by the microheater 12 and the temperature of the group of hot junctions. The amount of heat moves to the hot junction and heats the hot junction group, and the temperature difference between the hot junction group and the cold junction group becomes the output of the thermopiles 13 and 14.

【0036】本実施形態で用いたサーモパイル13a,
13b,14a,14bは、ボロンイオンを添加したS
i配線とAl配線とで作製された。
The thermopile 13a used in this embodiment,
13b, 14a, and 14b are S to which boron ions are added.
It was made of an i wiring and an Al wiring.

【0037】本実施形態では、サーモパイル13a,1
3b,14a,14bをマイクロヒータ12の上流側及
び下流側にマイクロヒータ12をはさんで対称に配置し
た対サーモパイル13,14を用いており、この対サー
モパイル13,14の上流側と下流側のサーモパイル出
力の出力差が計測対象流体の流量と単調増加の関係にあ
る事から、流量の計測が行われる。
In the present embodiment, the thermopiles 13a, 1
Thermopiles 13 and 14 are used in which 3b, 14a and 14b are arranged symmetrically with the microheater 12 interposed between the upstream and downstream sides of the microheater 12, and the upstream and downstream sides of the thermopiles 13 and 14 are used. Since the output difference of the thermopile output is monotonically increasing with the flow rate of the fluid to be measured, the flow rate is measured.

【0038】ダイアフラム11の略中央に配置されたマ
イクロヒータ12は、通常10〜20ミリ秒程度の矩形
パルス電圧または電流で駆動される。一定温度になるよ
うにフィードバック回路を用いて駆動される事もある。
The micro-heater 12 disposed substantially at the center of the diaphragm 11 is driven by a rectangular pulse voltage or current of about 10 to 20 milliseconds. It may be driven using a feedback circuit so that the temperature becomes constant.

【0039】マイクロヒータ12に近い対サーモパイル
13は、小流量でも上流側と下流側の温度差が現れやす
く、小流量の計測に用いられる。
The thermopile 13 close to the microheater 12 tends to show a temperature difference between the upstream side and the downstream side even at a small flow rate, and is used for measuring a small flow rate.

【0040】一方、マイクロヒータ12から遠い対サー
モパイル14は、流量がある程度大きくならないと温度
差が現れにくい反面、大流量の流量変化に対しては温度
差が変化しやすく、対流量の計測に用いられる。
On the other hand, in the thermopile 14 far from the microheater 12, the temperature difference is unlikely to appear unless the flow rate is increased to some extent, but the temperature difference tends to change with a large flow rate change. Can be

【0041】尚、マイクロヒータ12と対サーモパイル
13,14との距離関係に変わりがない限り、図2
(a)に概略平面図で示し、同図(b)に図2(a)の
A−A線断面図で示すように、基体11の外形に対する
マイクロヒータ12や対サーモパイル13,14の配置
に変化が生じても問題ない。
As long as the distance relationship between the microheater 12 and the thermopiles 13 and 14 does not change, FIG.
As shown in a schematic plan view in FIG. 2A and a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. There is no problem if a change occurs.

【0042】図3には、本実施形態によって得られた流
量計測特性を示している。図3でも明らかなように、従
来の対サーモパイルが一組であるマイクロフローセンサ
に比べて、本発明のマイクロフローセンサは大流量にお
ける流量計測出力の飽和を回避することができ、小流量
から大流量までの流量計測が可能になった。
FIG. 3 shows the flow rate measurement characteristics obtained by this embodiment. As is clear from FIG. 3, the micro flow sensor of the present invention can avoid the saturation of the flow measurement output at a large flow rate and can reduce the flow rate from a small flow rate to a large flow rate, as compared with a conventional micro flow sensor having a pair of thermopiles. Flow measurement up to the flow rate is now possible.

【0043】次に、本発明の第2の実施形態を添付図面
に基づいて説明する。ここで、図4において、(a)は
本発明の第2の実施形態のマイクロフローセンサの一例
を示す概略平面図であり、(b)は図4(a)のB−B
線断面図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, in FIG. 4, (a) is a schematic plan view showing an example of the microflow sensor according to the second embodiment of the present invention, and (b) is BB in FIG. 4 (a).
It is a line sectional view.

【0044】図4に示すマイクロフローセンサは、ダイ
アフラム11と、計測対象流体の気流中でダイアフラム
11の略中央に配設されるマイクロヒータ12と、計測
対象流体の気流方向においてマイクロヒータ12の上流
側及び下流側のそれぞれに対称的に配設される二組の対
サーモパイル15,16と、によって構成されており、
対サーモパイル15の温接点は計測対象流体気流でマイ
クロヒータ12の中央と同じ気流の位置に、対サーモパ
イル16はその気流の両側でマイクロヒータ12上の気
流上に、それぞれ配設される。
The micro flow sensor shown in FIG. 4 has a diaphragm 11, a micro heater 12 disposed substantially at the center of the diaphragm 11 in the air flow of the fluid to be measured, and an upstream of the micro heater 12 in the air flow direction of the fluid to be measured. And two pairs of thermopiles 15, 16 symmetrically disposed on the side and the downstream side, respectively.
The hot junction of the thermopile 15 is disposed at the same airflow position as the center of the microheater 12 in the flow of the fluid to be measured, and the thermopile 16 is disposed on the airflow on the microheater 12 on both sides of the airflow.

【0045】本実施形態で用いたサーモパイル15a,
15b,16a,16bはすべて、ボロンイオンを添加
したSi配線とAl配線とで作製されており、その製造
工程の際に同時に作製することができ、付加的な工程を
強いられることがなく、効率よく製造することができる
ようになっている。
The thermopile 15a used in this embodiment,
15b, 16a, and 16b are all made of Si wiring and Al wiring to which boron ions have been added, and can be manufactured at the same time during the manufacturing process. It can be manufactured well.

【0046】本実施形態で用いるサーモパイル15a,
15b,16a,16bの冷接点群はSiからなるセン
サ基体となる肉厚部に配置されており、基体11a,1
1aはセンサを取り付ける筐体と非常に熱接触が良く配
置されるため、上記計測対象流体の温度となっている。
The thermopile 15a used in this embodiment is
The cold junction groups 15b, 16a, and 16b are arranged in a thick portion serving as a sensor base made of Si.
The temperature 1a is the temperature of the fluid to be measured because 1a is placed in very good thermal contact with the housing on which the sensor is mounted.

【0047】一方、サーモパイル15a,15b,16
a,16bの温接点群は断熱性の良い酸化膜で作製され
たダイアフラム11上に配置され、マイクロヒータ12
で暖められた計測対象流体の温度と温接点群の温度との
差に比例した熱量が温接点に移動し、温接点群を暖め、
この温接点群と上記冷接点群との温度差が対サーモパイ
ル15,16の出力となる。
On the other hand, thermopiles 15a, 15b, 16
The hot junction groups a and 16b are arranged on a diaphragm 11 made of an oxide film having good heat insulating properties.
The amount of heat proportional to the difference between the temperature of the fluid to be measured and the temperature of the hot junction group moved to the hot junction and warms the hot junction group,
The temperature difference between the hot junction group and the cold junction group is the output of the thermopiles 15 and 16.

【0048】本実施形態で、対サーモパイル15と対サ
ーモパイル16のそれぞれの温接点群と冷接点群との距
離が異なっており、この距離が温接点の熱が筐体へ伝導
される時の熱抵抗と比例関係があるため、対サーモパイ
ル16の感温部に比べて、対サーモパイル15の感温部
の、筐体との熱抵抗が大きくなる。
In the present embodiment, the distance between the hot junction group and the cold junction group of the thermopile 15 and the thermopile 16 is different, and this distance is the heat generated when the heat of the hot junction is conducted to the housing. Since there is a proportional relationship with the resistance, the thermal resistance of the thermosensitive portion of the thermopile 15 to the housing is larger than that of the thermopile 16 to the thermopile.

【0049】対サーモパイル15の感温部は、筐体との
熱抵抗が大きく、小流量時の少量の熱量でも温度が上昇
するため、小流量計測の感度が良いが、温度が上がりや
すいため、大流量時の大きな熱量の時、感温部が暖めら
れた計測対象流体の温度に近くなり、大流量時の計測出
力が飽和してしまう。
The temperature sensing portion of the thermopile 15 has a large thermal resistance with the housing and the temperature rises even with a small amount of heat when the flow rate is small. Therefore, the sensitivity of the small flow rate measurement is good, but the temperature tends to rise. At the time of a large amount of heat at the time of a large flow, the temperature sensing part approaches the temperature of the heated measurement target fluid, and the measurement output at the time of the large flow is saturated.

【0050】一方、対サーモパイル16の感温部は、筐
体との熱抵抗が小さいため、なかなか計測対象流体の温
度に近くならず、大流量の計測出力は飽和しにくいが、
感温部温度があがりにくいので、小流量時の計測は難し
い。
On the other hand, the temperature sensing part of the thermopile 16 has a small thermal resistance with the housing, so that it does not easily approach the temperature of the fluid to be measured, and the measurement output of a large flow rate is hardly saturated.
It is difficult to measure at a small flow rate because the temperature of the temperature sensing part is hard to rise.

【0051】上記二組の対サーモパイル出力を小流量時
と大流量時で自動または手動で切り替わる機構を備える
ことで、一つのマイクロフローセンサで小流量から大流
量までの広域の流量計測を的確に行えることが可能にな
った。
By providing a mechanism for automatically or manually switching the two sets of thermopile outputs between a small flow rate and a large flow rate, a single microflow sensor can accurately measure a wide flow rate from a small flow rate to a large flow rate. Now you can do it.

【0052】上記第2の実施形態においては、熱温度上
昇感度を二組の対温度センサで異なるように形成する手
法として、熱抵抗を配線長で変える方策を説明したが、
配線太さや配線材質を変更することで熱抵抗を変える方
策や、感温部の体積や材質を変更して感温部の熱容量を
変更してもよい。例えば、図4に示す実施形態において
は、対サーモパイル15,16の配線太さを変える方策
を行っている。
In the second embodiment, a method of changing the thermal resistance by the wiring length has been described as a method of forming the thermal temperature rise sensitivity differently between the two sets of temperature sensors.
It is also possible to change the thermal resistance by changing the wiring thickness or the wiring material, or to change the heat capacity of the temperature-sensitive part by changing the volume or material of the temperature-sensitive part. For example, in the embodiment shown in FIG. 4, a measure is taken to change the wiring thickness of the thermopiles 15 and 16.

【0053】上記第1及び第2の実施形態において、各
組の対温度センサとして対サーモパイル13,14、1
5,16を採用した態様について説明したが、本発明は
この態様に限定されるものではなく、各組の温度センサ
として測温抵抗やサーミスタ、焦電体などの他の態様の
ものを採用することも可能である。
In the first and second embodiments, thermopiles 13, 14, 1 are used as temperature sensors for each set.
Although the embodiments adopting the embodiments 5 and 16 have been described, the present invention is not limited to this embodiment, and adopts another embodiment such as a temperature measuring resistor, a thermistor, or a pyroelectric body as each set of temperature sensors. It is also possible.

【0054】[0054]

【発明の効果】請求項1に記載した本発明のマイクロフ
ローセンサは、計測対象流体の気流中に配設されるマイ
クロヒータの上流側及び下流側のそれぞれに対称的に配
置される2個の温度センサからなる対温度センサを少な
くとも二組備え、上記各対温度センサを各組毎に上記マ
イクロヒータからの距離が各々異なるように配置してな
ることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a micro flow sensor according to the first aspect of the present invention, wherein two symmetrically arranged upstream and downstream sides of a micro heater arranged in an air flow of a fluid to be measured are provided. At least two pairs of temperature sensors comprising temperature sensors are provided, and the respective pairs of temperature sensors are arranged so that the distance from the micro heater is different for each group.

【0055】請求項1に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、マイクロヒータに近い対温度センサ
が小流量の計測を、マイクロヒータに遠い対温度センサ
が大流量の計測をそれぞれ行うことにより、小流量から
大流量に亘る広域の流量について的確に計測することが
できる。
According to the micro flow sensor of the present invention, the temperature sensor near the micro heater measures a small flow rate, and the temperature sensor far from the micro heater measures a large flow rate. Thus, it is possible to accurately measure the flow rate in a wide range from a small flow rate to a large flow rate.

【0056】詳細には、マイクロヒータにより遠い対温
度センサは、上記計測対象流体が流体の拡散により冷や
されながら温度センサに到達するため、小流量の流量計
測は難しい。これに対し、マイクロヒータに近い対温度
センサは、温度センサ感温部の温度上昇が大きいため、
温度センサの温度感度範囲を超えてしまい、大流量の流
量計測が難しくなる。
In detail, the temperature sensor far from the micro heater reaches the temperature sensor while the fluid to be measured is cooled by diffusion of the fluid, so that it is difficult to measure a small flow rate. On the other hand, the temperature sensor near the micro heater has a large temperature rise in the temperature sensor temperature sensing part.
The temperature exceeds the temperature sensitivity range of the temperature sensor, and it becomes difficult to measure a large flow rate.

【0057】しかし、上記の二組の対温度センサを両方
配置することにより、各々を補完する形で小流量から大
流量までを計測できるようになる。
However, by arranging both of the two sets of temperature sensors, it is possible to measure from a small flow rate to a large flow rate in a manner that complements the two sets.

【0058】請求項2に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項1に記載のマイクロフローセンサに
おいて、上記少なくとも二組の対温度センサが、上記マ
イクロヒータに近い対温度センサほど、上記マイクロヒ
ータから離れた対温度センサよりも、上記計測対象流体
からの熱量に対する上記各対温度センサ感温部の温度上
昇感度が高い温度センサで構成されていることを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the micro flow sensor according to the first aspect, wherein the at least two pairs of temperature sensors are arranged such that the closer the temperature sensor is to the micro heater, the more the micro temperature sensor becomes. It is characterized by comprising a temperature sensor having a higher temperature rise sensitivity of each of the temperature sensing portions for the temperature sensor with respect to the amount of heat from the fluid to be measured than the temperature sensor separated from the heater.

【0059】請求項2に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、マイクロヒータからの距離差による
温度センサ感温部の温度上昇差と、計測対象流体からの
熱量に対する各対温度センサ感温部の温度上昇感度差と
の相乗効果により、より広域の流量計測が可能になる。
According to the second aspect of the present invention, the temperature rise difference of the temperature sensor temperature sensing portion due to the difference in distance from the micro heater and the temperature sensor temperature sensing sensitivity to the amount of heat from the fluid to be measured. Due to the synergistic effect with the temperature rise sensitivity difference of the section, the flow rate measurement in a wider area becomes possible.

【0060】請求項3に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、計測対象流体の気流中に配設されるマイク
ロヒータの上流側及び下流側のそれぞれに対称的に配置
される2個の温度センサからなる対温度センサを少なく
とも二組備え、上記計測対象流体からの熱量に対する上
記各対温度センサの感温部の温度上昇感度を、各組毎に
各々異なる対温度センサを配置してなることを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a micro flow sensor comprising two temperature sensors disposed symmetrically on the upstream side and the downstream side of a micro heater disposed in an air flow of a fluid to be measured. Comprising at least two pairs of temperature sensors comprising: a temperature rise sensitivity of the temperature-sensitive portion of each of the temperature sensors with respect to the amount of heat from the fluid to be measured, wherein different temperature sensors are arranged for each group. Features.

【0061】請求項3に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、熱温度上昇感度が高い対温度センサ
が小流量の計測を、熱温度上昇感度が低い対温度センサ
が大流量の計測をそれぞれ行うことにより、小流量から
大流量に亘る広域の流量について的確に計測することが
できる。
According to the microflow sensor of the present invention, the temperature sensor having a high thermal temperature rise sensitivity measures a small flow rate, and the temperature sensor having a low thermal temperature rise sensitivity measures a large flow rate. By performing each of them, it is possible to accurately measure a flow rate in a wide area from a small flow rate to a large flow rate.

【0062】詳細には、マイクロヒータにより暖められ
た計測対象流体からの熱移動量が同じであっても、熱温
度上昇感度が高い場合、温度センサ感温部の温度は比較
的低流量で上記計測対象流体温度近くに達し、当然上記
計測対象流体温度よりも高い温度にはならずに出力が飽
和する。上記熱移動量が上記計測対象流体の流量に対し
て単調増加の関係があるので、熱温度上昇感度が低い対
温度センサの方が出力の飽和する流量が大きくなり、よ
り大流量の計測が可能になる。一方で、熱温度上昇感度
が高い場合、少しの熱移動量でもセンサ感度が発生する
ため、より小流量の計測が可能になる。
More specifically, even if the amount of heat transfer from the fluid to be measured heated by the micro-heater is the same, if the heat temperature rise sensitivity is high, the temperature of the temperature sensor temperature sensing part is relatively low and the flow rate is low. The output reaches the temperature of the fluid to be measured, and naturally the output is saturated without reaching a temperature higher than the temperature of the fluid to be measured. Since the amount of heat transfer has a monotonically increasing relationship with the flow rate of the fluid to be measured, the flow rate at which the temperature sensor with low thermal temperature rise sensitivity is lower than that of the temperature sensor at which the output saturates becomes larger, and a larger flow rate can be measured become. On the other hand, when the thermal temperature rise sensitivity is high, the sensor sensitivity is generated even with a small amount of heat transfer, so that a smaller flow rate can be measured.

【0063】したがって上記の二組の対温度センサを両
方配置することにより、各々を補完する形で小流量から
大流量までを計測できるようになる。
Therefore, by arranging both of the above two sets of temperature sensors, it becomes possible to measure from a small flow rate to a large flow rate in a form complementing each other.

【0064】請求項4に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項2又は3に記載のマイクロフローセ
ンサにおいて、上記少なくとも二組の対温度センサが、
それぞれ対温度センサ感温部の熱容量が各々異なるよう
に形成されていることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the micro flow sensor according to the second or third aspect, wherein the at least two sets of temperature sensors are:
It is characterized in that the heat capacities of the temperature sensing portions are different from each other.

【0065】請求項4に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、同じ熱移動量に対し、熱容量が大き
いと熱温度上昇感度は小さくなり、温度センサ感温部の
温度上昇も鈍くなる一方、熱容量が小さいと熱温度上昇
感度は大きくなり、温度センサ感温部の温度上昇も鋭く
なる。
According to the microflow sensor of the present invention, when the heat capacity is large with respect to the same heat transfer amount, the sensitivity to heat temperature rise decreases, and the temperature rise in the temperature sensor temperature sensing portion also decreases. On the other hand, if the heat capacity is small, the temperature rise sensitivity becomes large, and the temperature rise of the temperature sensing portion becomes sharp.

【0066】したがって、熱温度上昇感度が小さく温度
センサ感温部の温度上昇が鈍い対温度センサにより大流
量の計測を行い、熱温度上昇感度が大きく温度センサ感
温部の温度上昇が鋭い対温度センサにより小流量の計測
を行うことにより、小流量から大流量に亘る広域の流量
について的確に計測することができる。
Therefore, a large flow rate is measured by a temperature sensor having a small temperature rise sensitivity and a low temperature rise in the temperature sensor temperature sensitive section, and a large temperature measurement is provided by the temperature rise section having a large thermal temperature rise sensitivity and a sharp temperature rise in the temperature sensor temperature sensitive section. By measuring the small flow rate using the sensor, it is possible to accurately measure a wide flow rate from the small flow rate to the large flow rate.

【0067】請求項5に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項2〜4の何れかに記載のマイクロフ
ローセンサにおいて、上記少なくとも二組の対温度セン
サが、それぞれの対温度センサ感温部とセンサ基体との
熱抵抗を各々異なるように形成してなることを特徴とす
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the micro flow sensor according to any one of the second to fourth aspects, wherein the at least two sets of temperature sensors are each a temperature sensor. It is characterized in that the thermal resistance of the part and the thermal resistance of the sensor base are different from each other.

【0068】請求項5に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、同じ熱移動量に対し、温度センサ感
温部とセンサ基体との熱抵抗が小さいと、熱がすぐにセ
ンサ基体に伝導し、センサ基体はすぐにマイクロフロー
センサが取り付けられる筐体に熱を放出するため、熱温
度上昇感度は小さくなり、温度センサ感温部の温度上昇
も鈍くなる。
According to the micro flow sensor of the present invention, if the thermal resistance between the temperature sensor temperature sensing portion and the sensor base is small for the same heat transfer amount, heat is immediately transferred to the sensor base. However, since the sensor base immediately emits heat to the housing in which the microflow sensor is mounted, the sensitivity to the increase in the heat temperature is reduced, and the temperature rise in the temperature sensor temperature sensing portion is also reduced.

【0069】一方、同じ熱移動量に対し、温度センサ感
温部とセンサ基体との熱抵抗が大きいと、熱がなかなか
センサ基体に伝導されず、センサ基体がすぐにはマイク
ロフローセンサが取り付けられる筐体に熱を放出しない
ため、熱温度上昇感度は大きくなり、温度センサ感温部
の温度上昇も鋭くなる。
On the other hand, if the thermal resistance between the temperature sensor temperature sensing portion and the sensor base is large for the same heat transfer amount, heat is not easily transmitted to the sensor base, and the microflow sensor is immediately attached to the sensor base. Since no heat is released to the housing, the temperature rise sensitivity is increased and the temperature rise of the temperature sensing part is also sharp.

【0070】したがって、熱温度上昇感度が小さく温度
センサ感温部の温度上昇が鈍い対温度センサにより大流
量の計測を行い、熱温度上昇感度が大きく温度センサ感
温部の温度上昇が鋭い対温度センサにより小流量の計測
を行うことにより、小流量から大流量に亘る広域の流量
について的確に計測することができる。
Therefore, a large flow rate is measured by a temperature sensor having a small temperature rise sensitivity and a low temperature rise in the temperature sensor temperature sensitive portion, and a large temperature measurement is performed by the temperature sensor having a large heat temperature rise sensitivity and a sharp temperature rise in the temperature sensor temperature sensitive portion. By measuring the small flow rate using the sensor, it is possible to accurately measure a wide flow rate from the small flow rate to the large flow rate.

【0071】請求項6に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項2〜5の何れかに記載のマイクロフ
ローセンサにおいて、上記少なくとも二組の対温度セン
サが、各組毎に異なる配線パターンで形成されているこ
とを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the micro flow sensor according to any one of the second to fifth aspects, the at least two pairs of temperature sensors have different wiring patterns for each pair. It is characterized by being formed by.

【0072】請求項6に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、少なくとも二組の対温度センサを各
組毎に異なる配線パターンで形成することにより、結果
的に、各組の各対温度センサの上記マイクロヒータから
の距離を各々異ならせ、あるいは、計測対象流体からの
熱量に対する各対温度センサの感温部の温度上昇感度を
各々異ならせることとし、各組の対温度センサによって
小流量から大流量に亘る広域を細分化した各域毎の計測
を可能にしたので、小流量から大流量に亘る広域の流量
について的確に計測することができる。
According to the micro flow sensor of the present invention, at least two pairs of temperature sensors are formed with different wiring patterns for each group, and consequently each temperature sensor of each group is formed. The distance between the sensor and the micro heater is varied, or the sensitivity of the temperature-sensitive part of each temperature sensor to the amount of heat from the fluid to be measured is varied. Since the measurement for each area obtained by subdividing the wide area from the large flow rate to the large flow rate is enabled, it is possible to accurately measure the flow rate in the wide area from the small flow rate to the large flow rate.

【0073】尚、上述した請求項1〜6に記載の各マイ
クロフローセンサにおいては、各組の対温度センサを同
じ材質のものを採用する場合には、その製造工程の際に
同時に形成配置することができ、付加的な工程を強いら
れることがなく、効率よく製造することができる。
In each of the micro flow sensors according to the first to sixth aspects of the present invention, when each set of temperature sensors is made of the same material, it is formed and arranged at the same time during the manufacturing process. Therefore, it is possible to efficiently manufacture the apparatus without requiring additional steps.

【0074】請求項7に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサは、請求項1〜6の何れかに記載のマイクロフ
ローセンサにおいて、上記少なくとも二組の対温度セン
サが、各組毎に異なる材質のものからなることを特徴と
する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the micro flow sensor according to any one of the first to sixth aspects, the at least two sets of temperature sensors are made of different materials for each set. It is characterized by consisting of

【0075】請求項7に記載した本発明のマイクロフロ
ーセンサによれば、少なくとも二組の対温度センサを各
組毎に異なる材質のものとすることにより、結果的に、
各組の各対温度センサの上記マイクロヒータからの距離
を各々異ならせ、あるいは、計測対象流体からの熱量に
対する各対温度センサの感温部の温度上昇感度を各々異
ならせることとし、各組の対温度センサによって小流量
から大流量に亘る広域の流量について的確に計測するこ
とができる。
According to the microflow sensor of the present invention, at least two sets of temperature sensors are made of different materials for each set, and as a result,
The distance from the micro heater of each pair of temperature sensors to the micro heater is different, or the temperature rise sensitivity of the temperature sensing part of each temperature sensor to the amount of heat from the fluid to be measured is different from each other. With the temperature sensor, it is possible to accurately measure the flow rate in a wide range from a small flow rate to a large flow rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は本発明の第1実施形態に係るマイクロ
フローセンサの一例を示す概略平面図であり、(b)は
図1(a)の概略側面図である。
FIG. 1A is a schematic plan view showing an example of a micro flow sensor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a schematic side view of FIG. 1A.

【図2】(a)は本発明の第1実施形態に係るマイクロ
フローセンサの他の例を示す概略平面図であり、(b)
は図2(a)のA−A線断面図である。
FIG. 2A is a schematic plan view showing another example of the micro flow sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】従来のマイクロフローセンサの出力結果と、本
発明のマイクロフローセンサの出力結果とを比較して示
すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a comparison between an output result of a conventional micro flow sensor and an output result of a micro flow sensor of the present invention.

【図4】(a)は本発明の第2実施形態に係るマイクロ
フローセンサの一例を示す概略平面図であり、(b)は
図4(a)のB−B線断面図である。
FIG. 4A is a schematic plan view illustrating an example of a microflow sensor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 4A.

【図5】従来のマイクロフローセンサを示す概略平面図
である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing a conventional micro flow sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ダイアフラム 12 マイクロヒータ 13,14,15,16 対サーモパイル 11 Diaphragm 12 Micro heater 13, 14, 15, 16 Thermopile

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 37/02 H01L 37/02 Fターム(参考) 2F030 CA10 CB03 CC11 2F035 EA05 EA08 2G040 AB05 AB08 BA23 CA01 CA10 CA14 CA22 CB02 CB04 DA02 DA03 DA12 DA15 DA21 EA02 EA11 EA13 EB02 GA05 GA07 HA07 HA16 ZA05 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 37/02 H01L 37/02 F term (Reference) 2F030 CA10 CB03 CC11 2F035 EA05 EA08 2G040 AB05 AB08 BA23 CA01 CA10 CA14 CA22 CB02 CB04 DA02 DA03 DA12 DA15 DA21 EA02 EA11 EA13 EB02 GA05 GA07 HA07 HA16 ZA05

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 計測対象流体の気流中に配設されるマイ
クロヒータの上流側及び下流側のそれぞれに対称的に配
置される2個の温度センサからなる対温度センサを少な
くとも二組備え、上記各対温度センサを各組毎に上記マ
イクロヒータからの距離が各々異なるように配置してな
ることを特徴とするマイクロフローセンサ。
1. At least two pairs of temperature sensors comprising two temperature sensors symmetrically arranged on the upstream side and the downstream side of a micro heater disposed in an air flow of a fluid to be measured, respectively. A micro flow sensor, wherein each temperature sensor is arranged so that the distance from the micro heater is different for each set.
【請求項2】 上記少なくとも二組の対温度センサが、
上記マイクロヒータに近い対温度センサほど、上記マイ
クロヒータから離れた対温度センサよりも、上記計測対
象流体からの熱量に対する上記各対温度センサ感温部の
温度上昇感度が高い温度センサで構成されていることを
特徴とする請求項1に記載のマイクロフローセンサ。
2. The at least two sets of temperature sensors,
The temperature sensor closer to the micro-heater is configured by a temperature sensor having a higher temperature rise sensitivity of each of the temperature-sensitive portions to the amount of heat from the fluid to be measured than the temperature sensor far from the micro-heater. The micro flow sensor according to claim 1, wherein
【請求項3】 計測対象流体の気流中に配設されるマイ
クロヒータの上流側及び下流側のそれぞれに対称的に配
置される2個の温度センサからなる対温度センサを少な
くとも二組備え、上記計測対象流体からの熱量に対する
上記各対温度センサの感温部の温度上昇感度を、各組毎
に各々異なる対温度センサを配置してなることを特徴と
するマイクロフローセンサ。
3. At least two pairs of temperature sensors comprising two temperature sensors symmetrically arranged on the upstream side and the downstream side of the micro heater arranged in the gas flow of the fluid to be measured, respectively. A micro flow sensor, wherein different temperature sensors are arranged for each set, with respect to the temperature rise sensitivity of the temperature sensor of each of the temperature sensors with respect to the amount of heat from the fluid to be measured.
【請求項4】 上記少なくとも二組の対温度センサが、
それぞれ対温度センサ感温部の熱容量が各々異なるよう
に形成されていることを特徴とする請求項2又は3記載
のマイクロフローセンサ。
4. The at least two sets of temperature sensors,
4. The micro flow sensor according to claim 2, wherein the heat capacities of the temperature sensing portions of the temperature sensor are different from each other.
【請求項5】 上記少なくとも二組の対温度センサが、
それぞれの対温度センサ感温部とセンサ基体との熱抵抗
を各々異なるように形成してなることを特徴とする請求
項2〜4の何れかに記載のマイクロフローセンサ。
5. The at least two sets of temperature sensors,
The microflow sensor according to any one of claims 2 to 4, wherein thermal resistances of the temperature sensing part of each temperature sensor and the sensor base are different from each other.
【請求項6】 上記少なくとも二組の対温度センサが、
各組毎に異なる配線パターンで形成されていることを特
徴とする請求項2〜5の何れかに記載のマイクロフロー
センサ。
6. The at least two sets of temperature sensors,
The micro flow sensor according to any one of claims 2 to 5, wherein a different wiring pattern is formed for each set.
【請求項7】 上記少なくとも二組の対温度センサが、
各組毎に異なる材質のものからなることを特徴とする請
求項1〜6の何れかに記載のマイクロフローセンサ。
7. The at least two sets of temperature sensors,
The microflow sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein each group is made of a different material.
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