JPH04291118A - 流量センサ - Google Patents
流量センサInfo
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- JPH04291118A JPH04291118A JP3081688A JP8168891A JPH04291118A JP H04291118 A JPH04291118 A JP H04291118A JP 3081688 A JP3081688 A JP 3081688A JP 8168891 A JP8168891 A JP 8168891A JP H04291118 A JPH04291118 A JP H04291118A
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Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流量センサに係り、特に
耐久性・耐環境性・装着性・メンテナンス性・安全性等
を向上させる場合に好適な流量センサに関する。
耐久性・耐環境性・装着性・メンテナンス性・安全性等
を向上させる場合に好適な流量センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば特開昭６３−２５２２２４
号公報記載の技術の如く、半導体基板上に薄膜ヒータと
、１対の薄膜の熱感知センサとを設け、前記薄膜ヒータ
と１対の熱感知センサ上に熱容量が大なる物質からなる
層を形成し、前記半導体基板と、前記薄膜ヒータ及び１
対の熱感知センサとの間に空間を形成し、前記１対の薄
膜の熱感知センサを、前記薄膜ヒータの近傍に絶縁部を
介し前記薄膜ヒータと略平行に形成した構造の流速セン
サが開発されている。
号公報記載の技術の如く、半導体基板上に薄膜ヒータと
、１対の薄膜の熱感知センサとを設け、前記薄膜ヒータ
と１対の熱感知センサ上に熱容量が大なる物質からなる
層を形成し、前記半導体基板と、前記薄膜ヒータ及び１
対の熱感知センサとの間に空間を形成し、前記１対の薄
膜の熱感知センサを、前記薄膜ヒータの近傍に絶縁部を
介し前記薄膜ヒータと略平行に形成した構造の流速セン
サが開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術においては次のような問題があった。前記流速セ
ンサを使用して流体の流れの速度を計測する場合、流体
中に存在するゴミやダスト等の影響で流速センサが汚染
されることにより計測精度が悪化したり、流体の流れに
よって熱感知センサや薄膜ヒータが変質したりする等、
信頼性や耐久性、耐環境性の面で問題があった。また、
前記流速センサは半導体基板上に熱感知センサを形成し
ていることから弾性変形（屈曲）しにくいという構造上
の性質を有しているが、該流速センサが装着される流路
は配管（例えばケーシング等）内面に曲面部分が多いた
め、流路の配管内面の曲率次第では流速センサを配管内
面にそのまま装着することは難しく、例えば固定用の部
材を介して流速センサを装着する必要が生ずる等、装着
に手間がかかるという問題があった。
来技術においては次のような問題があった。前記流速セ
ンサを使用して流体の流れの速度を計測する場合、流体
中に存在するゴミやダスト等の影響で流速センサが汚染
されることにより計測精度が悪化したり、流体の流れに
よって熱感知センサや薄膜ヒータが変質したりする等、
信頼性や耐久性、耐環境性の面で問題があった。また、
前記流速センサは半導体基板上に熱感知センサを形成し
ていることから弾性変形（屈曲）しにくいという構造上
の性質を有しているが、該流速センサが装着される流路
は配管（例えばケーシング等）内面に曲面部分が多いた
め、流路の配管内面の曲率次第では流速センサを配管内
面にそのまま装着することは難しく、例えば固定用の部
材を介して流速センサを装着する必要が生ずる等、装着
に手間がかかるという問題があった。
【０００４】本発明は前記課題を解決するもので、耐久
性・耐環境性・装着性・安全性・メンテナンス性等の向
上を達成した流量センサの提供を目的とする。
性・耐環境性・装着性・安全性・メンテナンス性等の向
上を達成した流量センサの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜の加熱手
段と、１対の薄膜の熱感知手段と、前記加熱手段及び熱
感知手段へ接続された電極とを具備してなり、流体の流
れの有無に伴う前記１対の熱感知手段の出力差に基づき
流量を計測するようにした流量センサにおいて、前記加
熱手段、熱感知手段、電極のパターンを弾性変形可能な
薄膜の第１の有機物膜の表面に形成すると共に、該第１
の有機物膜の前記パターン形成側の表面を弾性変形可能
な薄膜の第２の有機物膜により被覆したことを特徴とす
る。
段と、１対の薄膜の熱感知手段と、前記加熱手段及び熱
感知手段へ接続された電極とを具備してなり、流体の流
れの有無に伴う前記１対の熱感知手段の出力差に基づき
流量を計測するようにした流量センサにおいて、前記加
熱手段、熱感知手段、電極のパターンを弾性変形可能な
薄膜の第１の有機物膜の表面に形成すると共に、該第１
の有機物膜の前記パターン形成側の表面を弾性変形可能
な薄膜の第２の有機物膜により被覆したことを特徴とす
る。
【０００６】
【作用】本発明によれば、流量センサは弾性変形が自在
であるため、配管の曲面の曲率の如何にかかわらず装着
性を向上できると共に、外部応力に対する耐久性を向上
させることができ、また、熱感知手段、加熱手段は有機
物膜により完全に被覆されているため、流体中のゴミ等
の影響を受けたり変質することなく正確な流量を計測で
き、信頼性、耐環境性、安全性、メンテナンス性を向上
できる。
であるため、配管の曲面の曲率の如何にかかわらず装着
性を向上できると共に、外部応力に対する耐久性を向上
させることができ、また、熱感知手段、加熱手段は有機
物膜により完全に被覆されているため、流体中のゴミ等
の影響を受けたり変質することなく正確な流量を計測で
き、信頼性、耐環境性、安全性、メンテナンス性を向上
できる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１・図２は本実施例の流量センサ１の平面図及
び断面図であり、熱伝導率が小さい例えばポリイミドや
ポリエステル等から構成された弾性変形可能な薄膜（例
えば厚さ数μｍ以下）の下部有機物膜２の上面の長手方
向における一方側には、上流側熱感知センサ３と、下流
側熱感知センサ４とが形成されると共に、これら上流側
熱感知センサ３と下流側熱感知センサ４との間には薄膜
のヒータ５が形成されている。この場合、前記上流側熱
感知センサ３、下流側熱感知センサ４は、ヒータ５に対
して対称に配置されている。流量センサ１は、前記上流
側熱感知センサ３が流路パイプ内の流体の上流側に、前
記下流側熱感知センサ４が流路パイプ内の流体の下流側
に位置するように、流路パイプ内面に装着するようにな
っている。また、前記下部有機物膜２の上面の長手方向
における他方側には、前記上流側熱感知センサ３・下流
側熱感知センサ４・ヒータ５と外部回路（図示略）とを
接続するための複数（本実施例では例えば６個）の電極
６が形成されており、電極６と外部回路との接続を行う
ために、電極６の一部は露出状態とされている。即ち、
前記下部有機物膜２の上面にＮｉ等の金属膜をスパッタ
リング法等の方法により成膜した後、フォトマスク、フ
ォトレジストとエッチング液により、前記上流側熱感知
センサ３、下流側熱感知センサ４、ヒータ５、電極６の
パターンを形成するようになっている。
する。図１・図２は本実施例の流量センサ１の平面図及
び断面図であり、熱伝導率が小さい例えばポリイミドや
ポリエステル等から構成された弾性変形可能な薄膜（例
えば厚さ数μｍ以下）の下部有機物膜２の上面の長手方
向における一方側には、上流側熱感知センサ３と、下流
側熱感知センサ４とが形成されると共に、これら上流側
熱感知センサ３と下流側熱感知センサ４との間には薄膜
のヒータ５が形成されている。この場合、前記上流側熱
感知センサ３、下流側熱感知センサ４は、ヒータ５に対
して対称に配置されている。流量センサ１は、前記上流
側熱感知センサ３が流路パイプ内の流体の上流側に、前
記下流側熱感知センサ４が流路パイプ内の流体の下流側
に位置するように、流路パイプ内面に装着するようにな
っている。また、前記下部有機物膜２の上面の長手方向
における他方側には、前記上流側熱感知センサ３・下流
側熱感知センサ４・ヒータ５と外部回路（図示略）とを
接続するための複数（本実施例では例えば６個）の電極
６が形成されており、電極６と外部回路との接続を行う
ために、電極６の一部は露出状態とされている。即ち、
前記下部有機物膜２の上面にＮｉ等の金属膜をスパッタ
リング法等の方法により成膜した後、フォトマスク、フ
ォトレジストとエッチング液により、前記上流側熱感知
センサ３、下流側熱感知センサ４、ヒータ５、電極６の
パターンを形成するようになっている。
【０００８】更に、前記上流側熱感知センサ３、下流側
熱感知センサ４、ヒータ５、電極６のパターンが形成さ
れた下部有機物膜２の表面は、熱伝導率が小さい例えば
ポリイミドやポリエステル等から構成された弾性変形可
能な薄膜（例えば厚さ数μｍ以下）の上部有機物膜７に
より被覆されている。即ち、下部有機物膜２の上面に形
成した上流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４、
ヒータ５、電極６を上部有機物膜７で被覆することによ
り、上流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４、ヒ
ータ５の酸化や腐食を防止するようになっており、また
、下部有機物膜２及び上部有機物膜７の膜厚を数μｍ以
下と薄く形成することにより、流量センサ１の熱応答性
を向上させるようになっている。また、前記下部有機物
膜２の下面には空気スペース８を有した状態で弾性変形
可能な下部補強用有機物膜９が形成されると共に、前記
上部有機物膜７の上面には弾性変形可能な上部補強用有
機物膜１０が形成されており、これら下部補強用有機物
膜９、上部補強用有機物膜１０は、例えばポリイミドや
ポリエステル等から構成されている。前記下部補強用有
機物膜９及び上部補強用有機物膜１０を、薄膜に形成し
た前記下部有機物膜２及び上部有機物膜７の補強材とし
て用いることにより、流量センサ１の機械的強度を向上
させるようになっている。この場合、前記下部有機物膜
２の下面の一部に前記空気スペース８を設けることによ
り、上流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４、ヒ
ータ５の熱絶縁を良好とするようになっている。そして
、流量センサ１は、上流側熱感知センサ３、下流側熱感
知センサ４、ヒータ５が形成された流量検知部１１と、
電極６が形成された電極部１２とに大別されている。本
実施例の流量センサ１は上記の如くの構造となっている
ため、弾性変形（屈曲）が自在とされている。 尚、図２の矢印は流体の流れの方向である。
熱感知センサ４、ヒータ５、電極６のパターンが形成さ
れた下部有機物膜２の表面は、熱伝導率が小さい例えば
ポリイミドやポリエステル等から構成された弾性変形可
能な薄膜（例えば厚さ数μｍ以下）の上部有機物膜７に
より被覆されている。即ち、下部有機物膜２の上面に形
成した上流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４、
ヒータ５、電極６を上部有機物膜７で被覆することによ
り、上流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４、ヒ
ータ５の酸化や腐食を防止するようになっており、また
、下部有機物膜２及び上部有機物膜７の膜厚を数μｍ以
下と薄く形成することにより、流量センサ１の熱応答性
を向上させるようになっている。また、前記下部有機物
膜２の下面には空気スペース８を有した状態で弾性変形
可能な下部補強用有機物膜９が形成されると共に、前記
上部有機物膜７の上面には弾性変形可能な上部補強用有
機物膜１０が形成されており、これら下部補強用有機物
膜９、上部補強用有機物膜１０は、例えばポリイミドや
ポリエステル等から構成されている。前記下部補強用有
機物膜９及び上部補強用有機物膜１０を、薄膜に形成し
た前記下部有機物膜２及び上部有機物膜７の補強材とし
て用いることにより、流量センサ１の機械的強度を向上
させるようになっている。この場合、前記下部有機物膜
２の下面の一部に前記空気スペース８を設けることによ
り、上流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４、ヒ
ータ５の熱絶縁を良好とするようになっている。そして
、流量センサ１は、上流側熱感知センサ３、下流側熱感
知センサ４、ヒータ５が形成された流量検知部１１と、
電極６が形成された電極部１２とに大別されている。本
実施例の流量センサ１は上記の如くの構造となっている
ため、弾性変形（屈曲）が自在とされている。 尚、図２の矢印は流体の流れの方向である。
【０００９】次に、上記構成による本実施例の流量セン
サの作用について説明する。図３に示す如く、流量計測
対象となる流路パイプＰのパイプ内面に流量センサ１の
流量検知部１１を接着した後、該流量センサ１をその弾
性変形性質を利用することによりパイプ内外面の曲率に
沿って屈曲させ、電極部１２を流路パイプＰの外部へ引
出し、該電極部１２を外部回路（図示略）へ接続する。 この場合、流量センサ１は弾性変形自在なため、流路パ
イプＰの曲率の如何にかかわらずパイプ曲面に対して的
確に装着することができる。上記接続により、外部回路
から電極部１２の電極６を介して流量検知部１１のヒー
タ５が所定温度に加熱されると共に、流量検知部１１の
上流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４の出力が
外部回路へ供給される。この後、流路パイプＰ内部にお
ける流量の計測時において、流体の流れが無い場合は、
ヒータ５に対し対称配置された上流側熱感知センサ３、
下流側熱感知センサ４は該ヒータ５からの均一な熱伝導
により同温度に加熱される結果、両センサ３、４の出力
差は生じないため、外部回路により流量が０と計測され
る。他方、流体の流れが有る場合は、上流側熱感知セン
サ３は流体のヒータ５方向への流れに伴い冷却され、下
流側熱感知センサ４はヒータ５により加熱された流体の
流れにより加熱される結果、両センサ３、４の出力に差
が生ずるため、外部回路により流体の流れに応じた流量
が計測される。
サの作用について説明する。図３に示す如く、流量計測
対象となる流路パイプＰのパイプ内面に流量センサ１の
流量検知部１１を接着した後、該流量センサ１をその弾
性変形性質を利用することによりパイプ内外面の曲率に
沿って屈曲させ、電極部１２を流路パイプＰの外部へ引
出し、該電極部１２を外部回路（図示略）へ接続する。 この場合、流量センサ１は弾性変形自在なため、流路パ
イプＰの曲率の如何にかかわらずパイプ曲面に対して的
確に装着することができる。上記接続により、外部回路
から電極部１２の電極６を介して流量検知部１１のヒー
タ５が所定温度に加熱されると共に、流量検知部１１の
上流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４の出力が
外部回路へ供給される。この後、流路パイプＰ内部にお
ける流量の計測時において、流体の流れが無い場合は、
ヒータ５に対し対称配置された上流側熱感知センサ３、
下流側熱感知センサ４は該ヒータ５からの均一な熱伝導
により同温度に加熱される結果、両センサ３、４の出力
差は生じないため、外部回路により流量が０と計測され
る。他方、流体の流れが有る場合は、上流側熱感知セン
サ３は流体のヒータ５方向への流れに伴い冷却され、下
流側熱感知センサ４はヒータ５により加熱された流体の
流れにより加熱される結果、両センサ３、４の出力に差
が生ずるため、外部回路により流体の流れに応じた流量
が計測される。
【００１０】ところで、本実施例の流量センサ１は弾性
変形が自在とされているため、上述した如く流路パイプ
の曲面の曲率の如何にかかわらず、流路パイプへの装着
性を向上させることができる。また、流量センサ１の上
流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４、ヒータ５
からなる流量検知部１１は、ポリイミドやポリエステル
等の化学的に安定な下部有機物膜２、上部有機物膜７に
より完全に被覆されているため、流量センサ１は流体中
のゴミやダスト等の影響を受けたり変質することなく正
確な流量を計測でき、信頼性、耐久性、耐環境性、安全
性、メンテナンス性等を向上させることができる。
変形が自在とされているため、上述した如く流路パイプ
の曲面の曲率の如何にかかわらず、流路パイプへの装着
性を向上させることができる。また、流量センサ１の上
流側熱感知センサ３、下流側熱感知センサ４、ヒータ５
からなる流量検知部１１は、ポリイミドやポリエステル
等の化学的に安定な下部有機物膜２、上部有機物膜７に
より完全に被覆されているため、流量センサ１は流体中
のゴミやダスト等の影響を受けたり変質することなく正
確な流量を計測でき、信頼性、耐久性、耐環境性、安全
性、メンテナンス性等を向上させることができる。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、薄
膜の加熱手段と、１対の薄膜の熱感知手段と、前記加熱
手段及び熱感知手段へ接続された電極とを具備してなり
、流体の流れの有無に伴う前記１対の熱感知手段の出力
差に基づき流量を計測するようにした流量センサにおい
て、前記加熱手段、熱感知手段、電極のパターンを弾性
変形可能な薄膜の第１の有機物膜の表面に形成すると共
に、該第１の有機物膜の前記パターン形成側の表面を弾
性変形可能な薄膜の第２の有機物膜により被覆する構成
としたので、以下の効果を奏することができる。 （１）流量センサは弾性変形（屈曲）が自在な構造であ
るため、流量センサを流路パイプ等の曲面の曲率の如何
にかかわらず容易に固定することができるため、装着性
を向上させることができると共に、外部応力に対して耐
久性を向上させることができる。 （２）また、流量センサの熱感知手段、加熱手段は有機
物膜により完全に被覆されているため、流量センサは流
体中のゴミやダスト等の影響を受けたり変質することな
く正確な流量を計測でき、この結果、流量センサの信頼
性を向上させることができると共に、耐環境性、安全性
、メンテナンス性を向上させることができる。
膜の加熱手段と、１対の薄膜の熱感知手段と、前記加熱
手段及び熱感知手段へ接続された電極とを具備してなり
、流体の流れの有無に伴う前記１対の熱感知手段の出力
差に基づき流量を計測するようにした流量センサにおい
て、前記加熱手段、熱感知手段、電極のパターンを弾性
変形可能な薄膜の第１の有機物膜の表面に形成すると共
に、該第１の有機物膜の前記パターン形成側の表面を弾
性変形可能な薄膜の第２の有機物膜により被覆する構成
としたので、以下の効果を奏することができる。 （１）流量センサは弾性変形（屈曲）が自在な構造であ
るため、流量センサを流路パイプ等の曲面の曲率の如何
にかかわらず容易に固定することができるため、装着性
を向上させることができると共に、外部応力に対して耐
久性を向上させることができる。 （２）また、流量センサの熱感知手段、加熱手段は有機
物膜により完全に被覆されているため、流量センサは流
体中のゴミやダスト等の影響を受けたり変質することな
く正確な流量を計測でき、この結果、流量センサの信頼
性を向上させることができると共に、耐環境性、安全性
、メンテナンス性を向上させることができる。
【図１】本発明の実施例の流量センサの断面図である。
【図２】本実施例の流量センサの平面図である。
【図３】本実施例の流量センサの流路パイプに対する装
着例の斜視図である。
着例の斜視図である。
１ 流量センサ
２ 下部有機物膜（第１の有機物膜）３ 上流側熱
感知センサ（熱感知手段）４ 下流側熱感知センサ（
熱感知手段）５ ヒータ（加熱手段） ６ 電極 ７ 上部有機物膜（第２の有機物膜）８ 空気スペ
ース ９ 下部補強用有機物膜 １０ 上部補強用有機物膜 １１ 流量検知部 １２ 電極部
感知センサ（熱感知手段）４ 下流側熱感知センサ（
熱感知手段）５ ヒータ（加熱手段） ６ 電極 ７ 上部有機物膜（第２の有機物膜）８ 空気スペ
ース ９ 下部補強用有機物膜 １０ 上部補強用有機物膜 １１ 流量検知部 １２ 電極部
Claims (1)
- 【請求項１】 薄膜の加熱手段と、１対の薄膜の熱感
知手段と、前記加熱手段及び熱感知手段へ接続された電
極とを具備してなり、流体の流れの有無に伴う前記１対
の熱感知手段の出力差に基づき流量を計測するようにし
た流量センサにおいて、前記加熱手段、熱感知手段、電
極のパターンを弾性変形可能な薄膜の第１の有機物膜の
表面に形成すると共に、該第１の有機物膜の前記パター
ン形成側の表面を弾性変形可能な薄膜の第２の有機物膜
により被覆したことを特徴とする流量センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081688A JPH04291118A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 流量センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081688A JPH04291118A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 流量センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04291118A true JPH04291118A (ja) | 1992-10-15 |
Family
ID=13753296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3081688A Withdrawn JPH04291118A (ja) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | 流量センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04291118A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168480A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Univ Nagoya | 流量センサ |
| WO2019171376A1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Ezmems Ltd. | Direct implementation of sensors in tubes |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP3081688A patent/JPH04291118A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009168480A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Univ Nagoya | 流量センサ |
| WO2019171376A1 (en) * | 2018-03-06 | 2019-09-12 | Ezmems Ltd. | Direct implementation of sensors in tubes |
| US11841251B2 (en) | 2018-03-06 | 2023-12-12 | Ezmems Ltd. | Direct implementation of sensors in tubes |
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