JP3637051B2 - Thermal flow meter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抵抗体(熱線)を用いて流量を計測する熱式流量計に関する。さらに詳細には、双方向において被測定流体の流量を精度良く計測することができる熱式流量計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、半導体チップマウンティング時のハンドリングには真空吸着が用いられており、その吸着の確認は、圧力センサにより行われていた。しかし近年、半導体チップがどんどん小さくなってきている。このため、例えば0.5mm角のチップでは、直径が0.5mmあるいは0.3mmの吸着オリフィス(ノズル)が用いられている。その結果、図20に示すように、吸着時と非吸着時とでオリフィス内の圧力にほとんど差が出ず、圧力センサでは吸着確認ができなくなってきた。このようなことから、オリフィスを流れる空気の流量を検出することにより、吸着確認を行うという提案がなされている。なお、図20は、ノズル径が0.3mmで真空圧力が−70kPaの場合の圧力センサの出力例を示したものである。
【0003】
そこで、本出願人は、吸着確認に用いるのに好適な熱式流量計を特願2000−368801にて提案した。そして、上記した条件で吸着確認を行った結果を図21に示す。図21から明らかなように、この熱式流量計を使用すれば、圧力センサでは困難であった吸着確認を行えることがわかる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本出願人が特願2000−368801にて提案した熱式流量計では、図22に示すように、真空度が高くなるにつれて圧力特性が悪くなり、精度良く吸着確認を行うことができないおそれがあった。また、この熱式流量計の出力特性は、図23に示すようになり、被測定流体の流れ方向に関係なく同じ値が出力されるため、流れ方向を検出することができないという問題もあった。このように双方向の流量検知ができないと、吸着確認はできるが、リリースの確認を行うことができなかった。吸着時とリリース時とでは、流体が逆方向に流れるからである。なお、図22、図23は、ともにフルスケール流量を1L/minとした場合の出力である。
【0005】
ここで、流量計を使用して吸着およびリリースの確認を行うためには、双方向の流量を検出することができる流量計が必要となる。そして、このような双方向の流量検知が可能な流量計としては、例えば、特開2002−5717号公報に記載されたものがある。ところが、特開2002−5717号公報に記載された流量計では、図24に示すように、出力特性がリニアでないという問題があった。このように出力特性がリニアでないと、ノズルの目詰まり管理などを行うことができなかった。なお、出力特性をリニアにするためには、例えば、特開2001−165734号公報に記載されているように、演算回路を用いればよいが、別途そのための演算回路を設ける必要がありコスト面で不利になる。
【0006】
また、特開2002−5717号公報に記載された流量計では、図25に示すように、乱流の影響により出力が不安定になるという問題もあった。出力が不安定になると、吸着確認の閾値を低めに設定しなければならない。ところが、吸着確認においては微少の流量変化を検知しているため、閾値を低めに設定すると、正常状態で吸着されずに正常吸着時の流量よりも小さくなった場合であっても、正常に吸着されていると判断されてしまう。つまり、吸着確認を精度良く行うことができなかった。また、常に一定の漏れ量を確保しながら半導体チップを吸着するコレットタイプのノズルを用いた場合には、吸着確認を行うことができなかった。なお、このような出力のふらつきは、電気的なフィルタを入れることにより解消することはできるが、応答性が損なわれてしまい好ましくない。
【0007】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、双方向の流量検知ができるとともに、出力特性をリニアにすることができ、かつ応答性を損なうことなく安定した出力を得ることができる熱式流量計を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するためになされた本発明に係る熱式流量計は、流量を計測するための抵抗体が架設されたセンサ流路の他に、センサ流路に対するバイパス流路を備える熱式流量計において、バイパス流路は、抵抗体を用いた計測原理を行うための電気回路に接続する電気回路用電極が表面に設けられた基板を、側面開口部を備える流体流路が形成されたボディに対し、エッチング加工した薄板を複数枚積層した積層体を介して、側面開口部を塞ぐようにして密着させることにより形成され、センサ流路は、抵抗体とその抵抗体に接続する抵抗体用電極とが設けられた測定チップを、抵抗体用電極と電気回路用電極とを接着して基板に実装することにより、測定チップあるいは基板の少なくとも一方に設けられた溝によって形成されており、測定チップには、流れ方向上流側に設けられた上流温度検出抵抗体と、流れ方向下流側に設けられた下流温度検出抵抗体と、上流温度検出抵抗体と下流温度検出抵抗体との間に設けられ、上流温度検出抵抗体と下流温度検出抵抗体とを加熱する発熱抵抗体と、被測定流体の温度を検出する流体温度検出抵抗体と、が備わり、電気回路により、発熱抵抗体と流体温度検出抵抗体とが一定の温度差になるように制御され、上流温度検出抵抗体と下流温度検出抵抗体との温度差に基づき被測定流体の流量が測定されることを特徴とするものである。なお、本明細書における「側面開口部」とは、ボディの側面(言い換えると、入出力ポートが開口していない面)であって基板が装着される面に開口した開口部を意味する。
【0009】
この熱式流量計では、流量計に流れ込んだ被測定流体は、抵抗体が架設されたセンサ流路と、センサ流路に対するバイパス流路とに分流される。そして、抵抗体を用いた計測原理に基づき、センサ流路を流れる被測定流体の流量、ひいては熱式流量計の内部を流れる被測定流体の流量が測定される。具体的には、電気回路により、発熱抵抗体と流体温度検出抵抗体とが一定の温度差になるように制御され、上流温度検出抵抗体と下流温度検出抵抗体との温度差に基づき被測定流体の流量が測定される。このため、順方向の流れの場合には出力が増加し、逆方向の流れの場合には出力が減少する。したがって、被測定流体の流れ方向を検知することができる。
【0010】
また、バイパス流路は、抵抗体を用いた計測原理を行うための電気回路に接続する電気回路用電極が表面に設けられた基板を、側面開口部を備える流体流路が形成されたボディに対し、エッチング加工した薄板を複数枚積層した積層体を介して、側面開口部を塞ぐようにして密着させることにより形成されているため、積層体の構成(各薄板の組み合わせ)を変更してバイパス流路の断面積を変化させることができる。そして、バイパス流路の断面積が変化すると、センサ流路とバイパス流路とに分流する被測定流体の割合(バイパス比)が変化する。したがって、積層体の構成を変更することにより、最適な測定レンジを設定することができるので、別途演算回路を設けなくてもリニアな出力特性を得ることができる。
【0011】
バイパス比を変更する場合には、積層体を、薄板の両端に開口部が形成されるとともに、中央に溝が形成された溝付両端開口板を介してメッシュ板を積層したものにすればよい。さらに、積層体に、薄板の両端に開口部が形成された両端開口板を含めてもよい。これらにより、バイパス流路の断面積を減少させることができ、バイパス比を変更することができる。
【0012】
そして、本発明に係る熱式流量計においては、積層体に、薄板の両端にメッシュが形成されたメッシュ板が含まれていることが好ましい。また、本発明に係る熱式流量計においては、積層体は、薄板の縁部を残してその他の部分を開口させたスペーサを介してメッシュ板を積層したものであることが望ましい。
【0013】
メッシュが形成されたメッシュ板を含めて積層体を形成することにより、非常に流れが整えられた被測定流体を、センサ流路に流し込むことができるからである。なぜなら、被測定流体は、メッシュを通過することにより、流れの乱れが減少するからである。したがって、積層体には複数枚のメッシュ板を含めるのがよい。そして、この場合には、各メッシュ板を直接重ねるよりも、所定の間隔をとって重ねる方がよい。より大きな整流効果を得ることができるからである。このため、メッシュ板は、スペーサを介して積層するのが望ましいのである。
【0014】
このようにして、本発明に係る熱式量計では、センサ流路を流れる被測定流体の流れを整えることができるので、非常に安定した出力を得ることができる。また、電気的なフィルタを用いないので、応答性が損なわれることもない。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱式流量計を具体化した最も好適な実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。本実施の形態に係る熱式流量計は、高速応答性、高感度、リニアな出力特性、および双方向検知が要求される流量計測、例えば半導体チップマウンティング時のハンドリングにおける吸着およびリリースの確認などに使用するのに好適なものである。
【0016】
本実施の形態に係る熱式流量計の概略構成を図1に示す。図1は、熱式流量計1を示す断面図である。図1に示すように、本実施の形態に係る熱式流量計1は、ボディ41とセンサ基板21と積層体50とを有するものである。そして、積層体50がボディ41の流路空間44に装着された状態で、センサ基板21がシールパッキン48を介しボディ41にネジ固定で密着されている。これにより、センサ流路S、およびセンサ流路Sに対するバイパス流路である主流路Mが形成されている。
【0017】
ボディ41は、図2および図3に示すように、直方体形状のものであり、左右対称に構成されている。なお、図2は、ボディ41を示す平面図である。図3は、図2におけるA−A断面図である。このボディ41には、両端面に入口ポート42と出口ポート46とが形成されている。そして、入口ポート42からボディ中央に向かって入口流路43が形成され、同様に出口ポート46からボディ中央に向かって出口流路45が形成されている。なお、入口流路43および出口流路45は、主流路Mの下方に形成されている。つまり、入口流路43および出口流路45は主流路Mに対して、同一直線上には配置されていない。
【0018】
また、ボディ41の上部には、主流路Mおよびセンサ流路Sを形成するための流路空間44が形成されている。この流路空間44の横断面は、長方形の両短辺を円弧状(半円)にした形状になっており、その中央部に円弧状の凸部44Cが形成されている。凸部44Cは、積層体50(各薄板)の位置決めを行うためのものである。そして、流路空間44の下面の一部が入口流路43および出口流路45に連通している。すなわち、入口流路43と出口流路45とがそれぞれ90度に屈曲したエルボ部43Aと45Aを介して流路空間44に連通されている。さらに、流路空間44の外周に沿うようにボディ41の上面には、シールパッキン48を装着するための溝49が形成されている。
【0019】
積層体50は、図4に示すように、2種類の薄板を合計11枚積層したものである。なお、図4は、積層体50の構造を示す分解斜視図である。この積層体50は、下から順に、メッシュ板51、スペーサ52,52,52、メッシュ板51、スペーサ52,52、メッシュ板51、スペーサ52,52、およびメッシュ板51が積層されて接着されたものである。これらメッシュ板51およびスペーサ52は、ともに厚さが0.5mm以下であり、エッチングにより各形状の加工(マイクロマシニング加工)がなされたものである。そして、その投影形状は流路空間44の横断面形状と同じになっている。これにより、積層体50が流路空間44に隙間なく装着されるようになっている。
【0020】
そして、このような組み合わせの積層体50を流路空間44に装着することにより、熱式流量計1のフルスケール流量が5L/minとなっている。つまり、積層体50を構成する薄板の形状(組み合わせ)を変更することにより、主流路Mの断面積が変化し被測定流体のバイパス比が変わるので、任意の流量レンジを設定することができるのである。なお、フルスケール流量を変更した例(フルスケール流量1L/min)については後述する。
【0021】
ここで、個々の薄板について説明する。まず、メッシュ板51について、図5、図6を用いて説明する。なお、図5(a)はメッシュ板51を示す平面図であり、図5(b)は図5(a)におけるA−A断面図である。図6は、メッシュ板51のメッシュ部51Mの拡大図である。メッシュ板51は、図5に示すように、その両端にメッシュ部51Mが形成された厚さが0.3mmの薄板である。メッシュ部51Mは、直径4mmの円形状であり、図6に示すように、メッシュを構成する孔(直径0.2mm)の中心間距離がすべて0.27mmとなるように形成されている。すなわち、各孔の中心が正三角形の各頂点となるように孔が形成されている。なお、メッシュ部51Mの厚さは、図5(b)に示すように他の部分よりも薄くなっており、その厚さは、0.05〜0.1mmとなっている。
【0022】
次に、スペーサ52について、図7を用いて説明する。なお、図7(a)は、スペーサ52を示す平面図であり、図7(b)は、図7(a)におけるA−A断面図である。スペーサ52は、図7に示すように、外周部52Bを残すようにエッチング加工されたものである。これにより、スペーサ52には、開口部61が形成されている。なお、スペーサ52の厚さは、0.5mmである。
【0023】
ここで、図1に戻って、上記したメッシュ板51およびスペーサ52を組み合わせて、図4に示すように積層して接着した積層体50を流路空間44に装着することにより、主流路Mが形成されている。より詳細に言うと、スペーサ52の開口部61により主流路Mが形成されている。また、メッシュ板51に設けられたメッシュ部51Mと、スペーサ52に設けられた開口部61とによって、連絡流路5,6が形成されている。連絡流路5は、入口流路43と主流路Mおよびセンサ流路Sとを連通させるものであり、連絡流路6は、出口流路45と主流路Mおよびセンサ流路Sとを連通させるものである。
【0024】
そして、主流路Mとセンサ流路Sとの間に、メッシュ部51Mが3層配置されている。各メッシュ部51Mの間隔は、2枚のスペーサ52の厚さ分(1.0mm)になっている。これにより、流れが整えられた被測定流体を、センサ流路Sに流し込むことができるようになっている。被測定流体は、各メッシュ部51Mを通過するたびに、流れの乱れを減少させられるからである。さらに、エルボ部43A,45Aと流路空間44(主流路M)との連通部にもメッシュ部51Mが配置されている。
【0025】
一方、センサ基板21は、測定流量を電気信号として出力するものである。このためセンサ基板21には、図8に示すように、ベースとなるプリント基板22の表面側(ボディ41への装着面側)において、その中央部に溝23が加工されている。そして、この溝23の両側に、電気回路用電極24,25,26,27,28,29が設けられている。一方、プリント基板22の裏面側には、電気素子31、32、33、34などで構成される電気回路が設けられている(図1参照)。そして、プリント基板22の中で、電気回路用電極24〜29が電気素子31〜34などで構成される電気回路と接続されている。さらに、プリント基板22の表面側には、後述するようにして、測定チップ11が実装されている。
【0026】
ここで、測定チップ11について、図9を用いて説明する。なお、図9は、測定チップ11を示す平面図である。測定チップ11は、図9に示すように、シリコンチップ12に対して、半導体マイクロマシニングの加工技術を実施したものであり、このとき、チップ中央に溝13が加工されるとともに、抵抗体(熱線)用電極14,15,16,17、18,19がチップ両端に設けられる。
【0027】
また、このとき、上流温度検出抵抗体R1が、抵抗体用電極15,17から延設されるとともに溝13の上に架設される。さらに、下流温度検出抵抗体R2が、抵抗体用電極17,19から延設されるとともに溝13の上に架設される。さらにまた、発熱抵抗体Rhが、上流温度検出抵抗体R1と下流温度検出抵抗体R2との間に、抵抗体用電極16,18から延設されるとともに溝13の上に架設される。また、測定チップ11においては、センサ流路Sの順方向上流側に流体温度検出抵抗体Rtが、抵抗体用電極14,16から延設される。
【0028】
そして、測定チップ11の熱線用電極14,15,16,17,18,19を、センサ基板21の電気回路用電極24,25,26,27,28,29(図8参照)のそれぞれと、半田リフロー又は導電性接着剤などで接合することによって、測定チップ11をセンサ基板21に実装している。したがって、測定チップ11がセンサ基板21に実装されると、測定チップ11に設けられた流体温度検出抵抗体Rt、上流温度検出抵抗体R1、下流温度検出抵抗体R2、および発熱抵抗体Rhは、測定チップ11の抵抗体用電極14〜19と、センサ基板21の電気回路用電極24〜29(図8参照)とを介して、センサ基板21の裏面側に設けられた電気回路に接続されることになる。これにより、図10に示す定温度差回路と、図11に示す出力回路とが構成される。
【0029】
ここで、図10に示す定温度差回路は、発熱抵抗体Rhを、流体温度検出抵抗体Rtで検出される流体温度と一定の温度差をもつように制御するための回路である。また、図10に示す出力回路は、上流温度検出抵抗体R1と下流温度検出抵抗体R2との温度差に相当する電圧値を出力するための回路である。この出力回路では、上流温度検出抵抗体R1と下流温度検出抵抗体R2とが直列に接続され、定電圧Vcが印可されるようになっている。そして、上流温度検出抵抗体R1と下流温度検出抵抗体R2との中点電位Voutが測定信号として出力されるようになっている。
【0030】
また、測定チップ11がセンサ基板21に実装されると、測定チップ11の溝13は、センサ基板21の溝23と重なり合う。よって、図1に示すように、測定チップ11が実装されたセンサ基板21を、ボディ41に対して、積層体50およびシールパッキン48を介して密着すると、ボディ41の流路空間44において、センサ基板21と測定チップ11との間に、測定チップ11の溝13やセンサ基板21の溝23などからなる細長い形状のセンサ流路Sが形成される。そのため、センサ流路Sには、流体温度検出抵抗体Rt、上流温度検出抵抗体R1、下流温度検出抵抗体R2、および発熱抵抗体Rhが橋を渡すように設けられることになる。
【0031】
続いて、フルスケール流量を1L/minとした場合について説明する。そこで、フルスケール流量が1L/minの熱式流量計の概略構成を図12に示す。図12は、熱式流量計1Aを示す断面図である。図12に示すように、熱式流量計1Aは、熱式流量計1とほぼ同様の構成を有するものであるが、流路空間44に積層体50の代わりに積層体50Aが装着されている点が異なる。すなわち、熱式流量計1Aには、主流路Mの断面積を小さくするための積層体50Aが流路空間44に装着されている。このため、熱式流量計1と異なる点を中心に説明し、熱式流量計1と同様の構成のものについては、同じ符号を付してその説明を省略する。
【0032】
そこで、積層体50Aについて、図13を用いて説明する。なお、図13は、積層体50Aの構造を示す分解斜視図である。積層体50Aは、図13に示すように、3種類の薄板を合計11枚積層したものである。すなわち、下から順に、メッシュ板51、両端開口板53、溝付両端開口板56、メッシュ板51、溝付両端開口板56,56、メッシュ板51、溝付両端開口板56,56,56、およびメッシュ板51が積層されて接着されたものである。すなわち、積層体50Aは、積層体50におけるスペーサ52の代わりに、両端開口板53と溝付両端開口板56を用いたものである。
【0033】
ここで、両端開口板53について、図14を用いて説明する。なお、図14(a)は両端開口板53を示す平面図であり、図14(b)は図14(a)におけるA−A断面図である。両端開口板53は、図14に示すように、外周部53Bと中央部53Dとを残すようにエッチング加工されたものである。これにより、両端開口板53には、その両端に開口部63が形成されている。なお、両端開口板53の厚さは、0.5mmである。
【0034】
また、溝付両端開口板56について、図15を用いて説明する。なお、図15(a)は溝付両端開口板56を示す平面図であり、図15(b)は図15(a)におけるA−A断面図であり、図15(c)は図15(a)におけるB−B断面図である。溝付両端開口板56は、図15に示すように、外周部56Bと中央部56Dとを残し、中央部56Dに溝56Eが形成されるようにエッチング加工されたものである。すなわち、溝付両端開口板56は、両端開口板53の中央部53D(図14参照)に溝56Eを設けたものである。そして、中央部56Dには、片面に3本の溝56Eが形成されている。この溝56Eの深さは0.35mmであり、溝55Eの幅は1.1mmである。そして、隣り合う溝の間隔は0.2mmとなっている。なお、溝付両端開口板56の厚さは、0.5mmである。
【0035】
これらメッシュ板51、両端開口板53、および溝付両端開口板56を、図13に示すように積層して接着した積層体50Aをボディ41に形成された流路空間44に装着することにより、図12に示すように、両端開口板53の中央部53D、および溝付両端開口板56の中央部56Dによって、主流路Mの断面積が減少している。これにより、被測定流体のバイパス比が変化しフルスケール流量が1L/minとなるようにされている。このように、積層体の構成を変更することにより、任意の流量レンジを設定することができるようになっているのである。
【0036】
次に、上記した構成を有する熱式流量計1,1Aの作用について説明する。熱式流量計1,1Aにおいては、順方向の流れの場合には、入口ポート42を介して入口流路43へ流れ込んだ被測定流体は、流路空間44にて、主流路Mへ流れ込むものと、センサ流路Sへ流れ込むものとに分流される。そして、主流路Mおよびセンサ流路Sから流れ出した被測定流体は、合流して、出口流路45を介して出口ポート46からボディ41の外部に流れ出す。
【0037】
一方、逆方向の流れの場合には、出口ポート46を介して出口流路45へ流れ込んだ被測定流体は、流路空間44にて、主流路Mへ流れ込むものと、センサ流路Sへ流れ込むものとに分流される。そして、主流路Mおよびセンサ流路Sから流れ出した被測定流体は、合流して、入口流路43を介して入口ポート42からボディ41の外部に流れ出す。
【0038】
ここで、被測定流体が順方向あるいは逆方向のいずれの方向に流れても、センサ流路Sへ流れ込む被測定流体は、積層体50あるいは50A内における3層のメッシュ部51Mを通過した後に、センサ流路Sに流れ込む。したがって、非常に流れが整えられた状態の被測定流体が、センサ流路Sを流れる。
【0039】
そして、センサ流路Sを流れる被測定流体は、センサ流路Sに橋設された発熱抵抗体Rhから熱を奪う。そうすると、センサ基板21の裏面側に設けられた電気回路(図10に示す定温度差回路)により、流体温度検出抵抗体Rtと発熱抵抗体Rhとが一定の温度差になるように制御される。
【0040】
また、センサ基板21の裏面側に設けられた電気回路(図11に示す出力回路)により、直列に接続され定電圧Vcが印可された上流温度検出抵抗体R1と下流温度検出抵抗体R2との中点電位Voutが測定信号として出力される。このとき、被測定流体が順方向の流れの場合には、上流温度検出抵抗体R1の温度(抵抗値)が低下し、下流温度検出抵抗体R2の温度(抵抗値)が増加するため、中点電位Voutが増加する。一方、被測定流体が逆方向の流れの場合には、上流温度検出抵抗体R1の温度(抵抗値)が増加し、下流温度検出抵抗体R2の温度(抵抗値)が低下するため、中点電位Voutは低下する。このため、被測定流体の流れ方向を検知することができる。
【0041】
このときの出力の一例を、図16、図17に示す。図16、図17は、流量と出力電圧との関係を示したものである。そして、図16のグラフは、熱式流量計1からの出力を示したものである。図17のグラフは、熱式流量計1Aからの出力を示したものである。
【0042】
図16、図17から明らかなように、被測定流体が順方向に流れた場合には、流量が大きくなるにつれて出力が大きくなる。逆に、被測定流体が逆方向に流れた場合には、流量が大きくなるにつれて出力が小さくなる。これにより、熱式流量計1,1Aによれば、被測定流体の流れ方向を検出することができる。
【0043】
また、熱式流量計1,1Aの出力特性はともに、従来の熱式流量計(特開2002−5717号公報記載のもの)の出力特性(図24)に比べ、直線性が大幅に改善されていることがわかる。すなわち、熱式流量計1,1Aによれば、リニアな出力特性を得ることができる。これは、主流路Mを積層体50,50Aにより構成して、各測定レンジに最適なバイパス比を設定したからである。このように、熱式流量計1,1Aによれば、被測定流体の流量を双方向において正確に計測することができる。これにより、ノズルの目詰まり管理を精度良く行うことができる。
【0044】
また、熱式流量計1の別の出力例を図18に示す。図18は、時間と出力電圧との関係を示したものである。図18から明らかなように、熱式流量計1の出力は、従来の熱式流量計(特開2002−5717号公報記載のもの)の出力(図25)に比べ、ふらつきが少なく安定していることがわかる。すなわち、熱式流量計1によれば、出力の振幅幅が小さく非常に安定した出力を得ることができるのである。そして、電気的フィルタを用いていないので、応答性を損なうこともない。
【0045】
ここで、この振動幅の出力値に対する比率をノイズと定義すると、従来の熱式流量計におけるノイズが「±39.5(%FS)」であるのに対し、第1の実施の形態に係る熱式流量計1におけるノイズは「±0.7(%FS)」である。すなわち、熱式流量計1Aによれば、ノイズを約1/50にすることができる。これは、上記したようにセンサ流路Sを流れる被測定流体の流れが非常に整ったものになっているからである。
【0046】
このように、熱式流量計1によれば、安定した出力を得ることができるので、吸着確認の閾値を高く設定することができる。これにより、精度良く吸着確認を行うことができる。また、コレットタイプのノズルを用いた場合であっても、吸着確認を行うことができる。
【0047】
なお、ここでは熱式流量計1について述べたが、熱式流量計1よりもフルスケール流量が小さい熱式流量計1Aでも同様の結果が得られたことは言うまでもない。なぜなら、測定流量が小さくなれば、出力のふらつきは小さくなるからである。
【0048】
また、熱式流量計1Aの別の出力例を図19に示す。図19は、圧力を変化させたときの出力を示したものである。図19から明らかなように、熱式流量計1Aは、従来の熱式流量計(特願2000−368801号記載のもの)に比べ、圧力特性がよいことがわかる。すなわち、熱式流量計1Aによれば、圧力が変化しても、出力がドリフトせず常に正確な流量を計測することができるのである。なお、熱式流量計1でも同様の結果が得られた。
【0049】
このように圧力特性がよくなったのは、次の理由からである。すなわち、従来方式(特願2000−368801)では、発熱抵抗体Rhと流体との熱の授受そのものを出力としていたため、圧力変化すなわち気体の密度が変化すると出力が変わってしまっていた。ところが、熱式流量計1Aでは、圧力が変化した場合、発熱抵抗体Rhと流体との熱の授受は変化するが、上流温度検出抵抗体R1と下流温度検出抵抗体R2の抵抗値が同じように変化するため、上流温度検出抵抗体R1と下流温度検出抵抗体R2の中間電位Voutは変化しない。したがって、圧力が変化しても出力に影響が出ないのである。
【0050】
このように熱式流量計1,1Aは、双方向において流量計測が可能であり、また応答性(約20msec)を損なうことなく測定出力が非常に安定している。このため、熱式流量計1,1Aを半導体チップマウンティング時のハンドリングにおける真空吸着の吸着およびリリースの確認に用いた場合、吸着およびリリースを正確に判断することができる。なぜなら、吸着時と非吸着時におけるオリフィス内の流量を瞬時に正確かつ安定して測定することができるからである。したがって、吸着およびリリースの確認に熱式流量計1,1Aを利用することにより、実際には吸着しているにも関わらず、吸着していないと誤判断されることがなくなり吸着確認を正確に行うことができるとともに、リリースの確認も行うことができる。これにより、近年、小型化の進む半導体チップ(例えば0.5mm角)のマウンティング時におけるハンドリング作業を非常に効率よく行うことができる。
【0051】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る熱式流量計1,1Aによれば、ボディ41に形成された流路空間44に積層体50,50Aを装着して、主流路Mを構成することにより、被測定流体の最適なバイパス比を設定することができるため、リニアな出力特性を得ることができる。また、積層体50,50Aには、主流路Mとセンサ流路Sとの間に配置される3層のメッシュ部51Mが備わっている。これにより、センサ流路Sに流れ込む被測定流体の流れが整えられる。したがって、非常に安定した出力を得ることができる。さらに、測定チップ11に上流温度検出抵抗体R1、下流温度検出抵抗体R2、発熱抵抗体Rt、および流体温度検出抵抗体Rtを設け、電気回路により、発熱抵抗体Rhと流体温度検出抵抗体Rtとが一定の温度差になるように制御し、上流温度検出抵抗体R1と下流温度検出抵抗体R2との温度差に基づき被測定流体の流量を測定する。これにより、双方向の流量検知ができる。
【0052】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態においては、積層体として2種類のものを例示したが、これだけに限られず、各薄板51,52,53,56を任意に組み合わせて積層体を構成することができる。
【0053】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係る熱式流量計によれば、流量を計測するための抵抗体が架設されたセンサ流路の他に、前記センサ流路に対するバイパス流路を備える熱式流量計において、バイパス流路を、抵抗体を用いた計測原理を行うための電気回路に接続する電気回路用電極が表面に設けられた基板を、側面開口部を備える流体流路が形成されたボディに対し、エッチング加工した薄板を複数枚積層した積層体を介して、側面開口部を塞ぐようにして密着させることにより形成し、センサ流路を、抵抗体とその抵抗体に接続する抵抗体用電極とが設けられた測定チップを、抵抗体用電極と電気回路用電極とを接着して基板に実装することにより、測定チップあるいは基板の少なくとも一方に設けられた溝によって形成して、測定チップに、流れ方向上流側に設けられた上流温度検出抵抗体と、流れ方向下流側に設けられた下流温度検出抵抗体と、上流温度検出抵抗体と下流温度検出抵抗体との間に設けられ、上流温度検出抵抗体と下流温度検出抵抗体とを加熱する発熱抵抗体と、被測定流体の温度を検出する流体温度検出抵抗体とを設けて、電気回路により、発熱抵抗体と流体温度検出抵抗体とが一定の温度差になるように制御し、上流温度検出抵抗体と下流温度検出抵抗体との温度差に基づき流体流量を測定することとしたので、双方向の流量検知ができるとともに、出力特性をリニアにすることができ、かつ応答性を損なうことなく安定した出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る熱式流量計(フルスケール流量5L/min)の概略構成図である。
【図2】ボディの平面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】図1に示す積層体の分解斜視図である。
【図5】メッシュ板を示す図であり、(a)が平面図、(b)がA−A断面図である。
【図6】図5のメッシュ部の拡大図である。
【図7】スペーサを示す図であり、(a)が平面図、(b)がA−A断面図である。
【図8】センサ基板の斜視図である。
【図9】測定チップの平面図である。
【図10】定温度差回路の回路図である。
【図11】出力回路の回路図である。
【図12】別の形態に係る熱式流量計(フルスケール流量1L/min)の概略構成図である。
【図13】図12に示す積層体の分解斜視図である。
【図14】両端開口板を示す図であり、(a)が平面図、(b)がA−A断面図である。
【図15】溝付両端開口板を示す図であり、(a)が平面図であり、(b)がA−A断面図であり、(c)がB−B断面図である。
【図16】実施の形態に係る熱式流量計の出力特性を示す図である。
【図17】別の形態に係る熱式流量計の出力特性を示す図である。
【図18】実施の形態に係る熱式流量計の時間に対する出力特性を示す図である。
【図19】別の形態に係る熱式流量計の圧力特性を説明するための図である。
【図20】小径のノズルを用いた場合における非吸着時と吸着時との圧力変化を示す図である。
【図21】小径のノズルを用いた場合における非吸着時と吸着時との流量変化を示す図である。
【図22】双方向検知ができない従来の熱式流量計の圧力特性を説明するための図である。
【図23】双方向検知ができない従来の熱式流量計の出力特性を示す図である。
【図24】双方向検知ができる従来の熱式流量計の出力特性を示す図である。
【図25】双方向検知ができる従来の熱式流量計の時間に対する出力特性を示す図である。
【符号の説明】
1,1A 熱式流量計
11 測定チップ
13 測定チップの溝
14,15,16,17,18,19 抵抗体用電極
21 センサ基板
23 センサ基板の溝
24,25,26,27,28,29 電気回路用電極
31,32,33,34 電気素子
41 ボディ
44 流路空間
50,50A 積層体
51 メッシュ板
51M メッシュ部
52 スペーサ
53 両端開口板
56 溝付両端開口板
56E 溝
M 主流路(バイパス流路)
R1 上流温度検知抵抗体
R2 下流温度検知抵抗体
Rh 発熱抵抗体
Rt 流体温度検知抵抗体
S センサ流路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal flow meter that measures a flow rate using a resistor (heat wire). More specifically, the present invention relates to a thermal flow meter that can accurately measure the flow rate of a fluid to be measured in both directions.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, vacuum suction is used for handling during semiconductor chip mounting, and confirmation of the suction has been performed by a pressure sensor. However, in recent years, semiconductor chips have become smaller and smaller. For this reason, for example, in a 0.5 mm square chip, a suction orifice (nozzle) having a diameter of 0.5 mm or 0.3 mm is used. As a result, as shown in FIG. 20, there is almost no difference in the pressure in the orifice between adsorption and non-adsorption, and it has become impossible to confirm adsorption with the pressure sensor. For this reason, proposals have been made to confirm adsorption by detecting the flow rate of air flowing through the orifice. FIG. 20 shows an output example of the pressure sensor when the nozzle diameter is 0.3 mm and the vacuum pressure is −70 kPa.
[0003]
Therefore, the present applicant has proposed a thermal flow meter suitable for use in adsorption confirmation in Japanese Patent Application No. 2000-368801. And the result of having confirmed adsorption | suction on the above-mentioned conditions is shown in FIG. As is apparent from FIG. 21, it can be seen that if this thermal flow meter is used, it is possible to confirm adsorption, which was difficult with a pressure sensor.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the thermal type flow meter proposed by the present applicant in Japanese Patent Application No. 2000-368801, as shown in FIG. 22, the pressure characteristics deteriorate as the degree of vacuum increases, and it is not possible to confirm the adsorption with high accuracy. was there. Further, the output characteristics of this thermal flow meter are as shown in FIG. 23, and the same value is output regardless of the flow direction of the fluid to be measured, so there is a problem that the flow direction cannot be detected. . If the bidirectional flow rate cannot be detected in this way, the adsorption can be confirmed, but the release cannot be confirmed. This is because the fluid flows in the opposite direction at the time of adsorption and at the time of release. 22 and 23 are outputs when the full-scale flow rate is 1 L / min.
[0005]
Here, in order to confirm adsorption and release using a flow meter, a flow meter capable of detecting a bidirectional flow rate is required. An example of a flow meter capable of bidirectional flow detection is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-5717. However, the flow meter described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-5717 has a problem that the output characteristics are not linear as shown in FIG. Thus, if the output characteristics are not linear, it is not possible to manage nozzle clogging. In order to make the output characteristics linear, for example, as described in JP-A-2001-165734, an arithmetic circuit may be used. However, it is necessary to separately provide an arithmetic circuit for this purpose, and in terms of cost. It will be disadvantageous.
[0006]
Further, the flow meter described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-5717 has a problem that the output becomes unstable due to the influence of turbulence as shown in FIG. If the output becomes unstable, the suction confirmation threshold must be set lower. However, since a slight change in the flow rate is detected in the adsorption confirmation, if the threshold is set to a low value, even if it is not adsorbed in the normal state and becomes smaller than the flow rate during normal adsorption, the adsorption is performed normally. It will be judged that it is done. That is, the suction confirmation could not be performed with high accuracy. Further, when a collet type nozzle that sucks a semiconductor chip while always securing a certain amount of leakage is used, the suction confirmation cannot be performed. Such output wobbling can be eliminated by inserting an electrical filter, but the responsiveness is impaired, which is not preferable.
[0007]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can perform bidirectional flow rate detection, linearize output characteristics, and provide stable output without impairing responsiveness. It is an object to provide a thermal flow meter that can be obtained.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the thermal flow meter according to the present invention includes a thermal flow meter having a bypass flow path for the sensor flow path in addition to the sensor flow path provided with a resistor for measuring the flow rate. In the flow meter, the bypass flow path is formed with a fluid flow path having a side opening on a substrate provided with an electrode for an electric circuit connected to an electric circuit for performing a measurement principle using a resistor. Formed by adhering to the body through a laminated body in which a plurality of etched thin plates are laminated so as to close the side opening, and the sensor flow path is a resistor and a resistor connected to the resistor The measurement chip provided with the electrode for the electrode is formed by a groove provided in at least one of the measurement chip or the substrate by bonding the resistor electrode and the electrode for the electric circuit and mounting the electrode on the substrate. The measurement chip includes an upstream temperature detection resistor provided upstream in the flow direction, a downstream temperature detection resistor provided downstream in the flow direction, and an upstream temperature detection resistor and a downstream temperature detection resistor. A heating resistor that heats the upstream temperature detection resistor and the downstream temperature detection resistor, and a fluid temperature detection resistor that detects the temperature of the fluid to be measured. The temperature sensing resistor is controlled to have a certain temperature difference, and the flow rate of the fluid to be measured is measured based on the temperature difference between the upstream temperature sensing resistor and the downstream temperature sensing resistor. is there. In the present specification, the “side opening” means an opening that is open on the side of the body (in other words, the surface where the input / output port is not open) and the substrate is mounted.
[0009]
In this thermal flow meter, the fluid to be measured that has flowed into the flow meter is divided into a sensor flow channel in which a resistor is installed and a bypass flow channel with respect to the sensor flow channel. Then, based on the measurement principle using the resistor, the flow rate of the fluid to be measured flowing through the sensor flow path, and thus the flow rate of the fluid to be measured flowing inside the thermal flow meter is measured. Specifically, the heating resistor and the fluid temperature detection resistor are controlled by an electric circuit so as to have a certain temperature difference, and the measurement is performed based on the temperature difference between the upstream temperature detection resistor and the downstream temperature detection resistor. The fluid flow rate is measured. For this reason, the output increases in the case of forward flow, and the output decreases in the case of reverse flow. Therefore, the flow direction of the fluid to be measured can be detected.
[0010]
In addition, the bypass channel is a substrate on the surface of which an electrode for an electric circuit connected to an electric circuit for performing a measurement principle using a resistor is provided on a body in which a fluid channel having a side opening is formed. On the other hand, it is formed by closing the side opening through a laminated body in which a plurality of etched thin plates are stacked, so the structure of the laminated body (combination of each thin plate) is changed to bypass The cross-sectional area of the flow path can be changed. And if the cross-sectional area of a bypass flow path changes, the ratio (bypass ratio) of the to-be-measured fluid branched to a sensor flow path and a bypass flow path will change. Therefore, since an optimal measurement range can be set by changing the configuration of the stacked body, linear output characteristics can be obtained without providing a separate arithmetic circuit.
[0011]
When changing the bypass ratio, the laminate may be formed by laminating a mesh plate via a grooved both-end opening plate in which openings are formed at both ends of the thin plate and a groove is formed at the center. . Furthermore, you may include the both-ends opening board in which the opening part was formed in the both ends of a thin plate in a laminated body. As a result, the cross-sectional area of the bypass channel can be reduced, and the bypass ratio can be changed.
[0012]
And in the thermal type flow meter which concerns on this invention, it is preferable that the mesh board with which the mesh was formed in the both ends of a thin plate is contained in the laminated body. Moreover, in the thermal type flow meter according to the present invention, it is desirable that the laminated body is obtained by laminating a mesh plate through a spacer that leaves an edge of a thin plate and opens other portions.
[0013]
This is because by forming a laminate including a mesh plate on which a mesh is formed, a fluid to be measured having a very smooth flow can be poured into the sensor flow path. This is because the turbulence of the fluid to be measured is reduced by passing through the mesh. Therefore, it is preferable to include a plurality of mesh plates in the laminate. In this case, it is better to overlap the mesh plates with a predetermined interval than to directly overlap the mesh plates. This is because a larger rectifying effect can be obtained. For this reason, it is desirable to laminate the mesh plate via a spacer.
[0014]
Thus, in the thermal type meter according to the present invention, since the flow of the fluid to be measured flowing through the sensor flow path can be adjusted, a very stable output can be obtained. In addition, since no electrical filter is used, the responsiveness is not impaired.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a most preferred embodiment that embodies a thermal flow meter of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The thermal flow meter according to this embodiment is used for flow rate measurement that requires high-speed response, high sensitivity, linear output characteristics, and bidirectional detection, for example, confirmation of adsorption and release in handling during semiconductor chip mounting. Suitable for use.
[0016]
FIG. 1 shows a schematic configuration of the thermal type flow meter according to the present embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a
[0017]
As shown in FIGS. 2 and 3, the
[0018]
In addition, a
[0019]
As shown in FIG. 4, the laminate 50 is obtained by laminating two types of thin plates in total. FIG. 4 is an exploded perspective view showing the structure of the
[0020]
And by installing the
[0021]
Here, individual thin plates will be described. First, the
[0022]
Next, the
[0023]
Here, returning to FIG. 1, the above-described
[0024]
Between the main flow path M and the sensor flow path S, three layers of
[0025]
On the other hand, the
[0026]
Here, the
[0027]
At this time, the upstream temperature detection resistor R <b> 1 extends from the
[0028]
Then, the
[0029]
Here, the constant temperature difference circuit shown in FIG. 10 is a circuit for controlling the heating resistor Rh so as to have a certain temperature difference from the fluid temperature detected by the fluid temperature detection resistor Rt. The output circuit shown in FIG. 10 is a circuit for outputting a voltage value corresponding to the temperature difference between the upstream temperature detection resistor R1 and the downstream temperature detection resistor R2. In this output circuit, the upstream temperature detection resistor R1 and the downstream temperature detection resistor R2 are connected in series, and a constant voltage Vc is applied. The midpoint potential Vout between the upstream temperature detection resistor R1 and the downstream temperature detection resistor R2 is output as a measurement signal.
[0030]
When the
[0031]
Next, a case where the full scale flow rate is 1 L / min will be described. Accordingly, FIG. 12 shows a schematic configuration of a thermal flow meter having a full scale flow rate of 1 L / min. FIG. 12 is a cross-sectional view showing the
[0032]
Therefore, the
[0033]
Here, the both-
[0034]
The grooved both-
[0035]
By attaching the
[0036]
Next, the operation of the
[0037]
On the other hand, in the case of a reverse flow, the fluid to be measured that has flowed into the
[0038]
Here, even if the fluid to be measured flows in either the forward direction or the reverse direction, the fluid to be measured flowing into the sensor flow path S passes through the three layers of
[0039]
Then, the fluid to be measured flowing through the sensor flow path S removes heat from the heating resistor Rh bridged in the sensor flow path S. Then, the fluid temperature detection resistor Rt and the heating resistor Rh are controlled to have a constant temperature difference by an electric circuit (constant temperature difference circuit shown in FIG. 10) provided on the back side of the
[0040]
In addition, an upstream temperature detection resistor R1 and a downstream temperature detection resistor R2 connected in series and applied with a constant voltage Vc by an electric circuit (an output circuit shown in FIG. 11) provided on the back side of the
[0041]
An example of the output at this time is shown in FIGS. 16 and 17 show the relationship between the flow rate and the output voltage. The graph of FIG. 16 shows the output from the
[0042]
As is apparent from FIGS. 16 and 17, when the fluid to be measured flows in the forward direction, the output increases as the flow rate increases. Conversely, when the fluid to be measured flows in the opposite direction, the output decreases as the flow rate increases. Thereby, according to the
[0043]
In addition, both the output characteristics of the
[0044]
Further, another output example of the
[0045]
Here, if the ratio of the vibration width to the output value is defined as noise, the noise in the conventional thermal type flow meter is “± 39.5 (% FS)”, whereas the noise is related to the first embodiment. The noise in the
[0046]
Thus, according to the
[0047]
Although the
[0048]
Another output example of the
[0049]
The reason why the pressure characteristics are improved is as follows. That is, in the conventional method (Japanese Patent Application No. 2000-368801), since the heat transfer itself between the heating resistor Rh and the fluid is output, the output changes when the pressure change, that is, the gas density changes. However, in the
[0050]
As described above, the
[0051]
As described above in detail, according to the
[0052]
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and does not limit the present invention in any way, and various improvements and modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above-described embodiment, two types of laminates are illustrated, but the present invention is not limited to this, and the laminates can be configured by arbitrarily combining the
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the thermal type flow meter of the present invention, in the thermal type flow meter provided with a bypass channel for the sensor channel in addition to the sensor channel in which a resistor for measuring the flow rate is installed. The substrate on which the electrode for the electric circuit for connecting the bypass channel to the electric circuit for performing the measurement principle using the resistor is provided on the surface is attached to the body in which the fluid channel having the side opening is formed. And forming a sensor flow path through a laminated body in which a plurality of etched thin plates are laminated so as to close the side opening, and a sensor flow path, and a resistor electrode connected to the resistor. Is formed by a groove provided on at least one of the measurement chip or the substrate by bonding the resistor electrode and the electric circuit electrode and mounting the electrode on the measurement chip. Upstream temperature detection resistor provided upstream in the direction of the flow, downstream temperature detection resistor provided downstream in the flow direction, and between the upstream temperature detection resistor and the downstream temperature detection resistor, the upstream temperature A heating resistor that heats the detection resistor and the downstream temperature detection resistor, and a fluid temperature detection resistor that detects the temperature of the fluid to be measured are provided. Is controlled to have a constant temperature difference, and the fluid flow rate is measured based on the temperature difference between the upstream temperature detection resistor and the downstream temperature detection resistor. Can be made linear, and a stable output can be obtained without impairing responsiveness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a thermal flow meter (full scale flow rate 5 L / min) according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the body.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
4 is an exploded perspective view of the laminated body shown in FIG. 1. FIG.
5A and 5B are diagrams showing a mesh plate, where FIG. 5A is a plan view and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA.
6 is an enlarged view of the mesh portion of FIG. 5. FIG.
7A and 7B are views showing a spacer, in which FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA.
FIG. 8 is a perspective view of a sensor substrate.
FIG. 9 is a plan view of a measurement chip.
FIG. 10 is a circuit diagram of a constant temperature difference circuit.
FIG. 11 is a circuit diagram of an output circuit.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a thermal flow meter (full scale flow rate 1 L / min) according to another embodiment.
13 is an exploded perspective view of the laminate shown in FIG. 12. FIG.
14A and 14B are diagrams showing both-end opening plates, in which FIG. 14A is a plan view and FIG.
15A and 15B are views showing a grooved both-end opening plate, in which FIG. 15A is a plan view, FIG. 15B is a cross-sectional view along AA, and FIG. 15C is a cross-sectional view along BB.
FIG. 16 is a diagram showing output characteristics of the thermal type flow meter according to the embodiment.
FIG. 17 is a diagram showing output characteristics of a thermal flow meter according to another embodiment.
FIG. 18 is a diagram showing output characteristics with respect to time of the thermal type flow meter according to the embodiment.
FIG. 19 is a diagram for explaining pressure characteristics of a thermal flow meter according to another embodiment.
FIG. 20 is a diagram illustrating a pressure change between non-adsorption and adsorption when a small-diameter nozzle is used.
FIG. 21 is a diagram showing a flow rate change between non-adsorption and adsorption when a small-diameter nozzle is used.
FIG. 22 is a diagram for explaining pressure characteristics of a conventional thermal type flow meter that cannot perform bidirectional detection.
FIG. 23 is a diagram showing output characteristics of a conventional thermal flow meter that cannot perform bidirectional detection.
FIG. 24 is a diagram showing output characteristics of a conventional thermal type flow meter capable of bidirectional detection.
FIG. 25 is a diagram showing output characteristics with respect to time of a conventional thermal flow meter capable of bidirectional detection.
[Explanation of symbols]
1,1A thermal flow meter
11 Measuring chip
13 Measuring tip groove
14, 15, 16, 17, 18, 19 Resistor electrodes
21 Sensor board
23 Groove of sensor board
24, 25, 26, 27, 28, 29 Electric circuit electrodes
31, 32, 33, 34 Electrical elements
41 body
44 Channel space
50, 50A laminate
51 mesh board
51M mesh section
52 Spacer
53 Opening plate on both ends
56 Opening plate with grooves on both ends
56E Groove
M Main channel (Bypass channel)
R1 upstream temperature sensing resistor
R2 downstream temperature sensing resistor
Rh heating resistor
Rt Fluid temperature sensing resistor
S Sensor flow path
Claims (5)
左右対称形状のボディと、
前記ボディに装着することにより、流体を前記センサ流路と前記バイパス流路とに分流させるとともに整流する左右対称形状の積層体と、
前記センサ流路の流れ方向上流側に設けられた上流温度検出抵抗体と、
前記センサ流路の流れ方向下流側に設けられた下流温度検出抵抗体と、
前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体との間に設けられ、前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体とを加熱する発熱抵抗体と、
被測定流体の温度を検出する流体温度検出抵抗体と、
前記発熱抵抗体と前記流体温度検出抵抗体とが一定の温度差になるように制御し、前記上流温度検出抵抗体と前記下流温度検出抵抗体との温度差に基づき被測定流体の流量を測定するための電気回路と、
を有することを特徴とする熱式流量計。In addition to the sensor flow path in which a resistor for measuring the flow rate is installed, a thermal flow meter including a bypass flow path for the sensor flow path,
A symmetrical body,
A bilaterally symmetric laminate that rectifies and rectifies the fluid into the sensor flow path and the bypass flow path by attaching to the body,
An upstream temperature detection resistor provided upstream in the flow direction of the sensor flow path;
A downstream temperature detection resistor provided on the downstream side in the flow direction of the sensor flow path;
A heating resistor provided between the upstream temperature detection resistor and the downstream temperature detection resistor, for heating the upstream temperature detection resistor and the downstream temperature detection resistor;
A fluid temperature detection resistor for detecting the temperature of the fluid to be measured;
The flow rate of the fluid to be measured is measured based on the temperature difference between the upstream temperature detection resistor and the downstream temperature detection resistor by controlling the heating resistor and the fluid temperature detection resistor to have a constant temperature difference. An electrical circuit for
A thermal flow meter characterized by comprising:
前記積層体に、薄板の両端にメッシュが形成されたメッシュ板が含まれていることを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 1,
The thermal flow meter, wherein the laminate includes a mesh plate in which meshes are formed at both ends of a thin plate.
前記積層体は、前記薄板の縁部を残してその他の部分を開口させたスペーサを介して前記メッシュ板を積層したものであることを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 2,
The laminated body is a thermal flow meter in which the mesh plate is laminated through a spacer that opens the other part while leaving the edge of the thin plate.
前記積層体は、前記薄板の両端に開口部が形成されるとともに、中央に溝が形成された溝付両端開口板を介して前記メッシュ板を積層したものであることを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 2,
The laminated body is obtained by laminating the mesh plate through a grooved both-end opening plate in which openings are formed at both ends of the thin plate and a groove is formed in the center. Total.
前記積層体は、前記薄板の両端に開口部が形成された両端開口板を含んでいることを特徴とする熱式流量計。In the thermal type flow meter according to claim 4,
The laminated body includes a both-end opening plate in which openings are formed at both ends of the thin plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003139708A JP3637051B2 (en) | 2003-05-19 | 2003-05-19 | Thermal flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
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