JPH0535366B2 - - Google Patents
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- JPH0535366B2 JPH0535366B2 JP59137560A JP13756084A JPH0535366B2 JP H0535366 B2 JPH0535366 B2 JP H0535366B2 JP 59137560 A JP59137560 A JP 59137560A JP 13756084 A JP13756084 A JP 13756084A JP H0535366 B2 JPH0535366 B2 JP H0535366B2
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- JP
- Japan
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- gas
- measured
- resistor
- heat
- flow rate
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/68—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using thermal effects
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、熱式のガス流量測定装置に関し、詳
しくは、被測定ガスの流路内に流路方向に間隔を
へだてて電気低抗体を設け、ガス流による温度変
化に起因しての流路下流側の電気抵抗体の電気抵
抗値の変化に基づいて被測定ガスの流量を測定す
るようにした被測定ガスの流量測定装置に関する
ものである。
しくは、被測定ガスの流路内に流路方向に間隔を
へだてて電気低抗体を設け、ガス流による温度変
化に起因しての流路下流側の電気抵抗体の電気抵
抗値の変化に基づいて被測定ガスの流量を測定す
るようにした被測定ガスの流量測定装置に関する
ものである。
（従来技術）
上記の流量測定装置において、従来は、Ｘ字形
やＶ字形の電気抵抗体をガス流路内に挿入してい
るが、ガス流の乱れや流速の変化を招来し、ある
いは、流路の中心側と壁側とではガス流速が相違
することから、ガス温度の検出やガスに対する加
熱を正確に再現させ難く、これらが測定精度の低
下要因になつている。
やＶ字形の電気抵抗体をガス流路内に挿入してい
るが、ガス流の乱れや流速の変化を招来し、ある
いは、流路の中心側と壁側とではガス流速が相違
することから、ガス温度の検出やガスに対する加
熱を正確に再現させ難く、これらが測定精度の低
下要因になつている。
（発明の目的）
本発明は、上記欠点を簡単な改良によつて解消
することを目的としている。
することを目的としている。
（発明の構成）
上記目的を達成するために本発明は、冒頭に記
載した被測定ガスの流量測定装置において、多数
のガス流通用貫通孔が形成された基板の少なくと
も一側面に電気抵抗材料を設けて成る複数の電気
抵抗体を、ガス流路を横断する状態で流路方向に
間隔をへだてて設けた被測定ガスを前記貫通孔に
よつて流路内で分岐流動させるようにした点に特
徴がある。
載した被測定ガスの流量測定装置において、多数
のガス流通用貫通孔が形成された基板の少なくと
も一側面に電気抵抗材料を設けて成る複数の電気
抵抗体を、ガス流路を横断する状態で流路方向に
間隔をへだてて設けた被測定ガスを前記貫通孔に
よつて流路内で分岐流動させるようにした点に特
徴がある。
（作用）
而して、被測定ガスは多数の貫通孔によつてこ
れを通過する際にその流速分布が規制され、この
流速分布が規制された被測定ガスの流れとこれに
伴う熱の移動によつて、該被測定ガスの流量測定
が行なわれるのである。
れを通過する際にその流速分布が規制され、この
流速分布が規制された被測定ガスの流れとこれに
伴う熱の移動によつて、該被測定ガスの流量測定
が行なわれるのである。
（発明の効果）
従つて上記の特徴構成によれば、流路内でのガ
ス温度が均一になり、かつ、再現よく加熱され、
而して被測定ガスの流量測定を精度良く行なえる
のである。
ス温度が均一になり、かつ、再現よく加熱され、
而して被測定ガスの流量測定を精度良く行なえる
のである。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
（第１実施例）
第１図は所謂補助加熱方式のガス流量測定装置
の概略断面図を示し、１個の加熱用電気抵抗体１
Ａと２個の感熱用電気抵抗体１Ｂ，１Ｃを、該感
熱抵抗体１Ｂ，１Ｃ間に加熱抵抗体１Ａを位置さ
せる状態で、被測定ガスの流路Ａ内に流路方向に
間隔をへだてて設けると共に、前記感熱抵抗体１
Ｂ，１Ｃにはほとんど電流を流さず且つ前記加熱
抵抗体１Ａに電流を流す電気回路Ｂを、前記抵抗
体１Ａ，１Ｂ，１Ｃに接続してある。
の概略断面図を示し、１個の加熱用電気抵抗体１
Ａと２個の感熱用電気抵抗体１Ｂ，１Ｃを、該感
熱抵抗体１Ｂ，１Ｃ間に加熱抵抗体１Ａを位置さ
せる状態で、被測定ガスの流路Ａ内に流路方向に
間隔をへだてて設けると共に、前記感熱抵抗体１
Ｂ，１Ｃにはほとんど電流を流さず且つ前記加熱
抵抗体１Ａに電流を流す電気回路Ｂを、前記抵抗
体１Ａ，１Ｂ，１Ｃに接続してある。
而して、前記ガス流路Ａに被測定ガスを流す
と、該ガスは加熱抵抗体１Ａによつて加熱され、
その熱が下流側の感熱抵抗体１Ｃに授与されて、
該下流側感熱抵抗体１Ｃの温度が上流側感熱低抗
体１Ｂの温度よりも高くなり、下流側感熱抵抗体
１Ｃと上流側感熱抵抗体１Ｂとの温度差に起因し
て両感熱抵抗体１Ｂ，１Ｃの電気抵抗値に差が生
じ、両感熱抵抗体１Ｂ，１Ｃに対するブリツジ回
路の平衡が崩れて、被測定ガスの質量流量に応じ
た電圧が端子２，２に出力され、これを基にして
被測定ガスの流量を測定するようにしてある。
と、該ガスは加熱抵抗体１Ａによつて加熱され、
その熱が下流側の感熱抵抗体１Ｃに授与されて、
該下流側感熱抵抗体１Ｃの温度が上流側感熱低抗
体１Ｂの温度よりも高くなり、下流側感熱抵抗体
１Ｃと上流側感熱抵抗体１Ｂとの温度差に起因し
て両感熱抵抗体１Ｂ，１Ｃの電気抵抗値に差が生
じ、両感熱抵抗体１Ｂ，１Ｃに対するブリツジ回
路の平衡が崩れて、被測定ガスの質量流量に応じ
た電圧が端子２，２に出力され、これを基にして
被測定ガスの流量を測定するようにしてある。
前記加熱抵抗対１Ａの具体構成について説明す
ると、このものは、第２図に示すように、シリコ
ンインゴツトを薄くスライスしたシリコン結晶ウ
エハを基板３として、この基板３に、エツチング
等によつて同寸円形の小なるガス導通用貫通孔ａ
…を多数形成し、次にこの基板３の一側面に、酸
化法やプラズマCVD（Chemical Vapour
Depositionの略）法による四窒化珪素等の無機物
質の絶縁膜ｂを形成する。
ると、このものは、第２図に示すように、シリコ
ンインゴツトを薄くスライスしたシリコン結晶ウ
エハを基板３として、この基板３に、エツチング
等によつて同寸円形の小なるガス導通用貫通孔ａ
…を多数形成し、次にこの基板３の一側面に、酸
化法やプラズマCVD（Chemical Vapour
Depositionの略）法による四窒化珪素等の無機物
質の絶縁膜ｂを形成する。
この絶縁膜ｂの形成に先立つて、前記基板３の
絶縁膜形成面に研磨処理を施すことが望ましい。
絶縁膜形成面に研磨処理を施すことが望ましい。
即ち、シリコンインゴツトをスライスして形成
したシリコンウエハには、そのスライス面に30〜
60μｍ深さに達する加工変質層が形成されてい
て、スライス面が荒れており、これでは、その表
面に絶縁膜ｂを形成してもこれが剥離する虞れが
あり、而してその加工変質層に、ラツピング更に
はポリツシング等の機械的な、あるいは更にアル
カリなどの化学溶液を併用した化学的な研磨処理
を施すことにより、絶縁膜ｂの形成を確実ならし
めることが望ましいのである。
したシリコンウエハには、そのスライス面に30〜
60μｍ深さに達する加工変質層が形成されてい
て、スライス面が荒れており、これでは、その表
面に絶縁膜ｂを形成してもこれが剥離する虞れが
あり、而してその加工変質層に、ラツピング更に
はポリツシング等の機械的な、あるいは更にアル
カリなどの化学溶液を併用した化学的な研磨処理
を施すことにより、絶縁膜ｂの形成を確実ならし
めることが望ましいのである。
次に、前記絶縁膜ｂの所定箇所に、例えばニク
ロムの膜をスパツタリング法などによつて形成
し、該膜上にフオトレジストを塗布する。そし
て、前記貫通孔ａ…を縫うような形状の抵抗体パ
ターンを有するマスクを前記フオトレジストにか
けて、露光並びに現象を行ない、該フオトレジス
トにエツチングパターンを形成するのである。
ロムの膜をスパツタリング法などによつて形成
し、該膜上にフオトレジストを塗布する。そし
て、前記貫通孔ａ…を縫うような形状の抵抗体パ
ターンを有するマスクを前記フオトレジストにか
けて、露光並びに現象を行ない、該フオトレジス
トにエツチングパターンを形成するのである。
そして次に、イオンビームミリング装置等によ
つて抵抗体膜をエツチングし、所定形状の抵抗体
パターンを形成する。次いでイオンビームエツチ
ング又は溶剤等によつて前記フオトレジストを除
去することにより、所定パターンの加熱用電気抵
抗材料ｃを形成するのである。
つて抵抗体膜をエツチングし、所定形状の抵抗体
パターンを形成する。次いでイオンビームエツチ
ング又は溶剤等によつて前記フオトレジストを除
去することにより、所定パターンの加熱用電気抵
抗材料ｃを形成するのである。
尚、図中の４は例えば金からなるボンデイング
パツドで、リード線５の接続用である。
パツドで、リード線５の接続用である。
次いで、前記ボンデイングパツド４を除いて前
記電気抵抗材料ｃの上面に、スパツタリング法に
よる二酸化珪素やプラズマCVD法による四窒化
珪素等の無機物質の保護膜ｄを形成し、かつ、該
保護膜ｄの上面を、前記絶縁膜ｂに対するものと
同じ手法で研磨するのである。
記電気抵抗材料ｃの上面に、スパツタリング法に
よる二酸化珪素やプラズマCVD法による四窒化
珪素等の無機物質の保護膜ｄを形成し、かつ、該
保護膜ｄの上面を、前記絶縁膜ｂに対するものと
同じ手法で研磨するのである。
以上をもつて加熱抵抗体１Ａを構成している
が、前記基板３の材質として、これをセラミツク
やガラスその他ステンレス等の金属に置き換える
も良い。
が、前記基板３の材質として、これをセラミツク
やガラスその他ステンレス等の金属に置き換える
も良い。
さて、前記感熱抵抗体１Ｂ，１Ｃの具体構成は
前記加熱抵抗体１Ａとほぼ同じであり、電気抵抗
材料ｅとしてこれをニツケルや白金等の温度係数
の大きい金属とする点のみが相違するだけのもの
である。
前記加熱抵抗体１Ａとほぼ同じであり、電気抵抗
材料ｅとしてこれをニツケルや白金等の温度係数
の大きい金属とする点のみが相違するだけのもの
である。
上記の構成によれば、被測定ガスが多数の貫通
孔ａ…を分岐流動することによつて、被測定ガス
の分流比が固定し、その均一流速の被測定ガスそ
のものによつて正確かつ再現性よくガス流量を測
定することができる。
孔ａ…を分岐流動することによつて、被測定ガス
の分流比が固定し、その均一流速の被測定ガスそ
のものによつて正確かつ再現性よくガス流量を測
定することができる。
尚、第１図において、図中の６…は前記抵抗体
１Ａ，１Ｂ，１Ｃを挾持する状態で連結するボデ
イで、ステンレス等の金属やセラミツク等からな
り、拡散接合や接着によつて連結され、あるい
は、パツキンシールを介在させた状態でボルトや
ナツトによつて機械的に連結される。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃを挾持する状態で連結するボデ
イで、ステンレス等の金属やセラミツク等からな
り、拡散接合や接着によつて連結され、あるい
は、パツキンシールを介在させた状態でボルトや
ナツトによつて機械的に連結される。
（第２実施例）
第３図に所謂自己加熱方式のガス流量測定装置
の概略を示す。このものは、前記一側面に加熱用
電気材料ｃを有する加熱抵抗体１Ａと同じ構成の
２個の加熱抵抗体１Ｄ，１Ｅを、流路方向に間隔
をへだてて被測定ガスの流路Ａ内に設けると共
に、該両抵抗体１Ｄ，１Ｅに電流を流してそれら
を共に発熱させる回路Ｃを接続したものであり、
而して、前記ガス流路Ａに被測定ガスを流すと、
該ガスが加熱されて上流側加熱抵抗体１Ｄから下
流側加熱抵抗体１Ｅに熱が移動し、前記補助加熱
方式のものと同様に、被測定ガスの質量流量に応
じた電圧が端子２，２に出力されるようになつて
いる。
の概略を示す。このものは、前記一側面に加熱用
電気材料ｃを有する加熱抵抗体１Ａと同じ構成の
２個の加熱抵抗体１Ｄ，１Ｅを、流路方向に間隔
をへだてて被測定ガスの流路Ａ内に設けると共
に、該両抵抗体１Ｄ，１Ｅに電流を流してそれら
を共に発熱させる回路Ｃを接続したものであり、
而して、前記ガス流路Ａに被測定ガスを流すと、
該ガスが加熱されて上流側加熱抵抗体１Ｄから下
流側加熱抵抗体１Ｅに熱が移動し、前記補助加熱
方式のものと同様に、被測定ガスの質量流量に応
じた電圧が端子２，２に出力されるようになつて
いる。
（第３実施例）
第４図に所謂トーマス方式のガス流量測定装置
の概略を示す。このものは、基板３の一側面に加
熱用電気抵抗材料ｃを且つ他側面に感熱用電気抵
抗材料ｅを設けた加熱感熱抵抗体１Ｆと、基板３
の一側面に感熱用電気抵抗材料ｅを設けた感熱抵
抗体１Ｇとを、該感熱抵抗体１Ｇの下流側に前記
加熱感熱抵抗体１Ｆを位置させる状態で、流路方
向に間隔をへだててガス流路Ａ内に配置し、か
つ、トーマス方式における既知の電気回路（図示
せず。）を両抵抗体１Ｆ，１Ｇに接続するもので、
電気回路に電流を流し、かつ、ガス流路Ａに被測
定ガスを流すと、前記加熱感熱抵抗体１Ｆは熱エ
ネルギーを放散することになり、而して、ガスの
熱吸収あるいは熱放散量は通過するガスの流量
（質量）に比例することから、前記加熱感熱抵抗
体１Ｆの放熱量をしてガス流量を測定するのであ
る。
の概略を示す。このものは、基板３の一側面に加
熱用電気抵抗材料ｃを且つ他側面に感熱用電気抵
抗材料ｅを設けた加熱感熱抵抗体１Ｆと、基板３
の一側面に感熱用電気抵抗材料ｅを設けた感熱抵
抗体１Ｇとを、該感熱抵抗体１Ｇの下流側に前記
加熱感熱抵抗体１Ｆを位置させる状態で、流路方
向に間隔をへだててガス流路Ａ内に配置し、か
つ、トーマス方式における既知の電気回路（図示
せず。）を両抵抗体１Ｆ，１Ｇに接続するもので、
電気回路に電流を流し、かつ、ガス流路Ａに被測
定ガスを流すと、前記加熱感熱抵抗体１Ｆは熱エ
ネルギーを放散することになり、而して、ガスの
熱吸収あるいは熱放散量は通過するガスの流量
（質量）に比例することから、前記加熱感熱抵抗
体１Ｆの放熱量をしてガス流量を測定するのであ
る。
即ち、放熱による温度変化を基にした加熱感熱
抵抗体１Ｆの電気エネルギーの損失量、あるい
は、この損失を補う電気エネルギーの付与量を基
にしてガス流量を測定するようにしてある。
抵抗体１Ｆの電気エネルギーの損失量、あるい
は、この損失を補う電気エネルギーの付与量を基
にしてガス流量を測定するようにしてある。
尚、前記電気抵抗体１Ａ〜１Ｇの任意のもの
を、流路方向において反転配置するも良く、つま
り、例えば電気抵抗体１Ａにおいては、それの電
気抵抗材料ｃを基板３に対して流路の上流側に位
置させる配置形態をとつているが、この電気抵抗
材料ｃを基板３に対して流路下流側に位置させる
配置形態をとるも良い。
を、流路方向において反転配置するも良く、つま
り、例えば電気抵抗体１Ａにおいては、それの電
気抵抗材料ｃを基板３に対して流路の上流側に位
置させる配置形態をとつているが、この電気抵抗
材料ｃを基板３に対して流路下流側に位置させる
配置形態をとるも良い。
また、前記ガス流通用貫通路ａを円形とした
が、第５図イ，ロに一部を示すように、貫通孔ａ
を三角形や六角形にするも良く、あるいは、図示
しないが、四角形や五角形等に変更可能であり、
そして、形状はともかくとして同寸に形成するこ
とが好ましく、而してこの場合、各貫通孔ａのガ
ス通過量が一定になることから、一部の貫通孔ａ
まわりに電気抵抗材料ｃ，ｅを設けて、その一部
の貫通孔ａのガス通過量を基にして全体のガス通
過量を推定的に測定することも可能である。
が、第５図イ，ロに一部を示すように、貫通孔ａ
を三角形や六角形にするも良く、あるいは、図示
しないが、四角形や五角形等に変更可能であり、
そして、形状はともかくとして同寸に形成するこ
とが好ましく、而してこの場合、各貫通孔ａのガ
ス通過量が一定になることから、一部の貫通孔ａ
まわりに電気抵抗材料ｃ，ｅを設けて、その一部
の貫通孔ａのガス通過量を基にして全体のガス通
過量を推定的に測定することも可能である。
図面は本発明による被測定ガスの流量測定装置
を示し、第１図は第１実施例の流量測定装置の概
略断面図、第２図は電気抵抗体の破断斜視図であ
る。第３図及び第４図は夫々第２及び第３実施例
の流量測定装置の概略断面図、第５図イ，ロはガ
ス流通用貫通孔の別実施例を示す一部の説明図で
ある。 Ａ……被測定ガス流路、１Ａ〜１Ｇ……電気抵
抗体、３……基板、ａ……ガス流通用貫通孔、ｃ
……加熱用電気抵抗材料、ｅ……感熱用電気抵抗
材料。
を示し、第１図は第１実施例の流量測定装置の概
略断面図、第２図は電気抵抗体の破断斜視図であ
る。第３図及び第４図は夫々第２及び第３実施例
の流量測定装置の概略断面図、第５図イ，ロはガ
ス流通用貫通孔の別実施例を示す一部の説明図で
ある。 Ａ……被測定ガス流路、１Ａ〜１Ｇ……電気抵
抗体、３……基板、ａ……ガス流通用貫通孔、ｃ
……加熱用電気抵抗材料、ｅ……感熱用電気抵抗
材料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被測定ガスの流路内に流路方向に間隔をへだ
てて電気抵抗体を設け、ガス流による温度変化に
起因しての流路下流側の電気抵抗体の電気抵抗値
の変化に基づいて被測定ガスの流量を測定するよ
うにした被測定ガスの流量測定装置において、多
数のガス流通用貫通孔が形成された基板の少なく
とも一側面に電気抵抗材料を設けて成る複数の電
気抵抗体を、ガス流路を横断する状態で流路方向
に間隔をへだてて設けて、被測定ガスを前記貫通
孔によつて流路内で分岐流動させることを特徴と
する被測定ガスの流量測定装置。 ２ 前記電気抵抗体が、夫々基板の一側面にのみ
電気抵抗材料を設けた２個の加熱抵抗体から成
り、該２個の加熱抵抗体をガス流路内に流路方向
に間隔をへだてて設け、上流側加熱抵抗体からの
下流側加熱抵抗体への熱授与による該下流側加熱
抵抗体の電気抵抗値の変化に基づいて被測定ガス
の流量を測定するようにした特許請求の範囲第１
項に記載の被測定ガスの流量測定装置。 ３ 前記電気抵抗体が、夫々基板の一側面にのみ
電気抵抗材料を設けた１個の加熱抵抗体と該加熱
抵抗体の流路前後に配置の２個の感熱抵抗体とか
ら成り、前記加熱抵抗体からの下流側感熱抵抗体
への熱授与による該下流側加熱抵抗体の電気抵抗
値の変化に基づいて被測定ガスの流量を測定する
ようにした特許請求の範囲第１項に記載の被測定
ガスの流量測定装置。 ４ 前記電気抵抗体が、基板の一側面に加熱用電
気抵抗材料を設けると共に、他側面に感熱用電気
抵抗材料を設けた加熱感熱抵抗体と、基板の一側
面にのみ感熱用電気抵抗材料を設けた感熱抵抗体
とから成り、該感熱抵抗体の下流側に前記加熱感
熱抵抗体を配置して、被測定ガスの流動に伴う加
熱感熱抵抗体の放熱による該抵抗体の感熱用電気
抵抗材料の電気抵抗値の変化に基づいて被測定ガ
スの流量を測定するようにした特許請求の範囲第
１項に記載の被測定ガスの流量測定装置。 ５ 前記ガス流通用貫通孔の全てを等寸形状に形
成してある特許請求の範囲第１項ないし第４項の
何れかに記載の被測定ガスの流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137560A JPS6117018A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 被測定ガスの流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59137560A JPS6117018A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 被測定ガスの流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6117018A JPS6117018A (ja) | 1986-01-25 |
| JPH0535366B2 true JPH0535366B2 (ja) | 1993-05-26 |
Family
ID=15201573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59137560A Granted JPS6117018A (ja) | 1984-06-30 | 1984-06-30 | 被測定ガスの流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6117018A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2551011B2 (ja) * | 1987-07-16 | 1996-11-06 | ブラザー工業株式会社 | 印字装置 |
| JPH07122587B2 (ja) * | 1988-05-16 | 1995-12-25 | 日産自動車株式会社 | 流量センサ |
| DE102019103674B4 (de) * | 2019-02-13 | 2025-01-30 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf E. V. | Durchflussmessanordnung und strömungstechnische Anordnung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS517961A (ja) * | 1974-07-10 | 1976-01-22 | Ngk Insulators Ltd | Ryuryokenshutsusoshi |
-
1984
- 1984-06-30 JP JP59137560A patent/JPS6117018A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6117018A (ja) | 1986-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |