(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主流路を流れる流体の流量を検出するために用いられる流量センサであって、
一対の差圧検出素子から構成された素子群を少なくとも一つ有するブリッジ回路と、
一対の連通口を介して前記主流路に連通可能であると共に、前記差圧検出素子が設けられた分流路と、を備え、
一対の前記差圧検出素子は、前記流体の流れに応じて変形可能であると共にピエゾ抵抗層を有する梁部をそれぞれ備え、
一対の前記差圧検出素子の前記梁部は、前記流体を相反する面で受けるように、前記分流路内に相互に逆向きに配置されており、
前記ブリッジ回路の出力に基づいて前記流体の流量が検出されることを特徴とする流量センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の流量センサであって、
一方の前記差圧検出素子は、前記分流路内において、他方の前記差圧検出素子よりも一方の前記連通口の側に配置されていることを特徴とする流量センサ。
【請求項３】
請求項２に記載の流量センサであって、
前記流量センサは、貫通孔を有すると共に前記連通口に対向するように前記分流路内に設けられた支持基板を備え、
前記差圧検出素子は、前記貫通孔に重なるように前記支持基板に実装されており、
前記差圧検出素子は、前記支持基板において前記連通口に対向する面とは反対側の面に設けられていることを特徴とする流量センサ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の流量センサであって、
前記差圧検出素子は、開口を有すると共に前記梁部を支持するベース部を備え、
前記梁部は、前記開口に突出するように前記ベース部に片持ち支持されていることを特徴とする流量センサ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の流量センサであって、
前記流量センサは、前記ブリッジ回路の出力に基づいて前記流体の流量を演算する流量演算手段をさらに備えたことを特徴とする流量センサ。
【請求項６】
請求項１〜４の何れかに記載の流量センサと、
前記ブリッジ回路の出力に基づいて前記流体の流量を演算する流量演算手段と、を備えたことを特徴とする流量検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路を流れる流体の流量を検出するために用いられる差圧式の流量センサ、及びそれを備えた流量検出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カンチレバー部を有する検知部をバイパス路に設けて、流路内の差圧によってカンチレバー部を弾性変形させて、当該カンチレバー部に設けられたピエゾ抵抗層の抵抗変化に基づいて流速を計測する流速センサが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４５３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の流速センサは、カンチレバー部に加わる流体の圧力が大きくなると、圧力とピエゾ抵抗層の抵抗変化量との間の線形性を失ってしまうという問題がある。
【０００５】
また、上記の流速センサの検知部は上下非対称な形状を有しているため、同じ圧力であっても流体の流れる方向によってカンチレバー部の感度が異なってしまうという問題もある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、流量を正確に検出可能な領域が拡大すると共に、流体の流れる方向に対する感度の対称性の向上を図ることができる流量センサ及び流量検出システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［１］本発明に係る流量センサは、主流路を流れる流体の流量を検出するために用いられる流量センサであって、一対の差圧検出素子から構成された素子群を少なくとも一つ有するブリッジ回路と、一対の連通口を介して前記主流路に連通可能であると共に、前記差圧検出素子が設けられた分流路と、を備え、一対の前記差圧検出素子は、前記流体の流れに応じて変形可能であると共にピエゾ抵抗層を有する梁部をそれぞれ備え、一対の前記差圧検出素子の前記梁部は、前記流体を相反する面で受けるように、前記分流路内に相互に逆向きに配置されており、前記ブリッジ回路の出力に基づいて前記流体の流量が検出されることを特徴とする。
【０００８】
［２］上記発明において、一方の前記差圧検出素子は、前記分流路内において、他方の前記差圧検出素子よりも一方の前記連通口の側に配置されていてもよい。
【０００９】
［３］上記発明において、前記流量センサは、貫通孔を有すると共に前記連通口に対向するように前記分流路内に設けられた支持基板を備え、前記差圧検出素子は、前記貫通孔に重なるように前記支持基板に実装されており、前記差圧検出素子は、前記支持基板において前記連通口に対向する面とは反対側の面に設けられていてもよい。
【００１０】
［４］上記発明において、前記差圧検出素子は、開口を有すると共に前記梁部を支持するベース部を備え、前記梁部は、前記開口に突出するように前記ベース部に片持ち支持されていてもよい。
【００１１】
［５］上記発明において、前記流量センサは、前記ブリッジ回路の出力に基づいて前記流体の流量を演算する流量演算手段をさらに備えてもよい。
【００１２】
［６］本発明に係る流量検出システムは、上記の流量センサと、前記ブリッジ回路の出力に基づいて前記流体の流量を演算する流量演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、一対の差圧検出素子から構成された素子群を少なくとも一つ有しており、その一対の差圧検出素子の梁部は、流体を相反する面で受けるように、分流路内に相互に逆向きに配置されている。
【００１４】
このため、一つ当たりの差圧検出素子が受ける圧力を減少し、圧力とピエゾ抵抗層の抵抗変化量との間の線形性が維持される領域が相対的に拡大するので、流量を正確に検出可能な領域が拡大する。
【００１５】
また、流体の流れる方向に対する梁部の形状の非対称性も相殺されるので、流量センサの感度の対称性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の実施形態における流量検出システムの全体構成を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態における流量検出システムの等価回路を示す回路図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の実施形態における差圧検出素子の平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIB-IIIB線に沿った断面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の実施形態における差圧検出素子の変形例を示す平面図であり、図４（ｂ）はIVB-IVB線に沿った断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の実施形態における流量センサの圧力と出力の関係を示すグラフであり、図５（ｂ）は、従来構造における流量センサの圧力と出力の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、本発明の実施形態における流量センサの第１変形例を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態におけるブリッジ回路の第１変形例を示す回路図である。
【図８】図８は、本発明におけるブリッジ回路の第２変形例を示す回路図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態における流量センサの第２変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態における流量センサの第３変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本実施形態における流量検出システムの全体構成を示す断面図、図２は本実施形態における流量検出システムの等価回路を示す回路図である。
【００１９】
本実施形態における流量検出システム１は、図１に示すように、主流路９０を流れる流体の流量を計測するシステムであり、主流路９０に装着された流量センサ１０と、この流量センサ１０の出力に基づいて流体の流量を演算する流量演算装置６０と、を備えている。
【００２０】
主流路９０を流れる流体の一例としては、例えば、空気等の気体を例示することができるが、液体であってもよい。なお、図１では、流体が主流路９０内を左側から右側に向かって流れている状況を図示しているが、流体の流れる方向Ｆは特にこれに限定されず、流体が主流路９０内を右側から左側に向かって流れる場合もある。
【００２１】
流量センサ１０は、図１及び図２に示すように、主流路９０から分岐する分流路２６を形成する筐体２０と、この分流路２６内に設けられた一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂから構成された素子群を有するブリッジ回路４０と、を備えている。
【００２２】
流量センサ１０の筐体２０は、図１に示すように、上下の箱状部２１，２５と、当該箱状部２１，２５の間に介装された配線基板３０と、から構成されている。
【００２３】
第１の箱状部２１は、内部空間を有する本体部２２と、一対のポート２３，２４と、を有している。第１のポート２３は、第１の開口２２１を介して本体部２２の内部空間に連通している。第２のポート２４も、第２の開口２２２を介して本体部２２の内部空間に連通している。この２つのポート２３，２４が主流路９０に連結されることで、ポート２３，２４を介して本体部２２の内部空間が主流路９０に連通する。なお、本実施形態における一対のポート２３，２４が、本発明における一対の連通口の一例に相当する。
【００２４】
また、本体部２２は、その底部に第３の開口２２３を有していると共に、第１の開口２２１と第２の開口２２２との間に設けられた隔壁２２４を有している。この隔壁２２４によって本体部２２の内部空間が２つに仕切られており、第１の空間２２５と第２の空間２２６が形成されている。
【００２５】
第２の箱状部２５も、第１の箱状部２１の第３の開口２２３に対応するように、その上部に開口２５１を有している。そして、この第２の箱状部２５は、開口２２３，２５１の間に配線基板３０を介在させた状態で、第１の箱状部２１に連結されている。
【００２６】
この配線基板３０には、２つの貫通孔３１，３２が形成されている。第１の貫通孔３１は、第１の箱状部２１の第１の開口２２１に対向するように、配線基板３０に設けられている。一方、第２の貫通孔３２は、第１の箱状部２１の第２の開口２２２に対向するように設けられている。
【００２７】
従って、配線基板３０を介して２つの箱状部２１，２５を連結すると、主流路９０から分岐して、第１のポート２３→第１の空間２２５→第１の貫通孔３１→第２の箱状部２５の内部空間２５２→第２の貫通孔３２→第２の空間２２６→第２のポート２４を経て主流路９０に戻る、という分流路２６が形成される。
【００２８】
また、配線基板３０には、一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂが実装されている。第１の差圧検出素子５０Ａは、第１の貫通孔３１に重なるように配線基板３０上に配置されており、第１の箱状部２１の第１の空間２２５に収容されている。一方、第２の差圧検出素子５０Ｂは、第２の貫通孔３２に重なるように配線基板３０上に配置されており、第１の箱状部２１の第２の空間２２６に収容されている。
【００２９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）は本実施形態における差圧検出素子の平面図及び断面図であり、図４（ａ）及び図４（ｂ）は本実施形態における差圧検出素子の変形例を示す平面図及び断面図である。
【００３０】
以下に、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照しながら、差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂの構成について説明する。なお、一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂは、いずれも同一の構成を有しているので、以下において、２つの差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂを「差圧検出素子５０」と総称する。
【００３１】
この差圧検出素子５０は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、ベース部５１と、カンチレバー部５２と、電極５３，５４と、を備えたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子である。なお、本実施形態におけるカンチレバー部５２が、本発明における梁部の一例に相当する。
【００３２】
ベース部５１とカンチレバー部５２は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）ウェハを加工することで一体的に形成されており、ベース部５１は、第１のシリコン層５５１、酸化シリコン層５５２、及び、第２のシリコン層５５３からなる積層体で構成されている。このベース部５１には、当該ベース部５１を貫通する開口５１１が形成されている。
【００３３】
一方、カンチレバー部５２は、第２のシリコン層５５３と、一対のピエゾ抵抗層５２１，５２２と、から構成されており、開口５１１に突出するようにベース部５１に片持ち支持されている。このカンチレバー部５２において、第２のシリコン層５５３は自由端側に位置しているのに対し、ピエゾ抵抗層５２１，５２２は固定端側に位置しており、カンチレバー部５２の外縁と開口５１１の内壁面との間には隙間（ギャップ）５２４が確保されている。この隙間５２４は、分流路２６内を流体がほとんど流れない程度の狭い幅を有しており、特に限定されないが、例えば、０．１［μｍ］〜１０［μｍ］程度の幅を有することが好ましい。
【００３４】
ピエゾ抵抗層５２１，５２２は、ｎ型若しくはｐ型の不純物を第２のシリコン層５５３にドーピングすることで形成されており、カンチレバー部５２の弾性変形に伴って当該ピエゾ抵抗層５２１，５２２の抵抗値が変化する。このため、本実施形態では、ピエゾ抵抗層５２１，５２２は、カンチレバー部５２において歪みが最も大きくなる根元部分に設けられており、カンチレバー部５２は、このピエゾ抵抗層５２１，５２２を介してベース部５１の開口５１１の周縁に連結されている。
【００３５】
このピエゾ抵抗層５２１，５２２同士は、カンチレバー部５２上に設けられた接続リード５２３を介して電気的に直列接続されている。なお、カンチレバー部５２全体にピエゾ抵抗層を形成してもよく、この場合には接続リード５２３は不要となる。
【００３６】
電極５３，５４は、ベース部５１上に設けられている。第１の電極５３は、第１のリード５３１を介して第１のピエゾ抵抗層５２１に電気的に接続されている。第２の電極５４も、第２のリード５４１を介して第２のピエゾ抵抗層５２２に電気的に接続されている。この電極５３，５４は、後述するように、ワイヤボンディング３４を介して、配線基板３０上の配線パターン３３に接続されている。
【００３７】
なお、カンチレバー部５２に代えて、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ベース部５１の開口５１１に突出するように両持梁５２Ｂをベース部５１に両持ち支持させてもよい。本例における両持梁５２Ｂが、本発明における本発明における梁部の一例に相当する。
【００３８】
以上に説明した一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂは、図１に示すように、カンチレバー部５２が流体を相反する面で受けるように、分流路２６内に相互に逆向きに配置されている。
【００３９】
具体的には、本実施形態では、第１の差圧検出素子５０Ａは、主流路９０内を図１に示す方向に流体が流れている場合に、当該流体をカンチレバー部５２の上側の第１の面５２５（図３（ｂ）参照）で受けるような姿勢で、分流路２６内に配置されている。また、この第１の差圧検出素子５０Ａは、分流路２６内において第２の差圧検出素子５０Ｂよりも第１のポート２３に相対的に近い位置に設けられている。
【００４０】
これに対し、第２の差圧検出素子５０Ｂは、図１に示す方向に流体が流れている場合に、当該流体をカンチレバー部５２の下側の第２の面５２６（図３（ｂ）参照）で受けるような姿勢で、分流路２６内に配置されている。また、この第２の差圧検出素子５０Ｂは、分流路２６内において第１の差圧検出素子５０Ａよりも第２のポート２４に相対的に近い位置に設けられている。
【００４１】
主流路９０を流体が流れている場合、壁面との摩擦等に起因して圧力損失が生じ、下流側ほど圧力が低くなる。このため、図１に示す方向に流体が流れていると、第１のポート２３の開口２３１での圧力と比較して、第２のポート２４の開口２４１での圧力が相対的に低くなる。一方、図１に示す方向とは反対の方向に流体が流れていると、第２のポート２４の開口２４１での圧力と比較して、第１のポート２３の開口２３１での圧力が相対的に低くなる。
【００４２】
こうしたポート間２３，２４の圧力差によって一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂのカンチレバー部５２が弾性変形し、ピエゾ抵抗層５２１，５２２に歪みが生じる。具体的には、図１に示す方向に流体が流れている場合には、同図に示すように、第１の差圧検出素子５０Ａのカンチレバー部５２は、第１の面５２５（図３（ｂ）参照）で圧力を受けて図中下向きに撓むのに対し、第２の差圧検出素子５０Ｂのカンチレバー部５２は、第２の面５２６（図３（ｂ）参照）で圧力を受けて図中上向きに撓む。
【００４３】
これに対し、図１に示す方向とは反対の方向に流体が流れている場合には、第２の差圧検出素子５０Ｂのカンチレバー部５２は、第１の面５２５（図３（ｂ）参照）で圧力を受けて図中下向きに撓むのに対し、第１の差圧検出素子５０Ａのカンチレバー部５２は、第２の面５２６（図３（ｂ）参照）で圧力を受けて図中上向きに撓む。
【００４４】
この際、本実施形態では、分流路２６内に差圧検出素子５０を２つ設けているので、一つ当たりの差圧検出素子５０に印加される圧力（δｐ／２）が、第１のポート２３と第２のポート２４との間に生じている差圧（δｐ）の半分になる。このため、図５（ａ）に示すように、差圧検出素子を一つのみ用いた従来構造（図５（ｂ）参照）と比較して、圧力とピエゾ抵抗層５２１，５２２の抵抗変化量（すなわちブリッジ回路４０の出力）との間の線形性が維持される領域（図５（ａ）における「線形領域」）が相対的に広がるので、流量を正確に検出可能な領域が拡大する。
【００４５】
なお、図５（ａ）は本実施形態における流量センサの圧力と出力の関係を示すグラフであり、図５（ｂ）は従来構造における流量センサの圧力と出力の関係を示すグラフである。
【００４６】
また、本実施形態では、カンチレバー部５２の姿勢を逆向きにしていることで、流体の流れる方向Ｆに対する差圧検出素子５２の形状の非対称性も相殺されるので、図５（ａ）に示すように、差圧検出素子を一つのみ用いた従来構造（図５（ｂ）参照）と比較して流量センサ１０の感度の対称性も向上する。
【００４７】
なお、図６に示すように、第１及び第２の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂを、配線基板３０においてポート２３，２４に対向する面３０ａとは反対側の面３０ｂに設けてもよい。このように、差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂを、配線基板３０の下面３０ｂに設けることで、流体にダストが混入している場合に、当該ダストが差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂに付着するのを抑制することができる。図６は本実施形態における流量センサの変形例を示す断面図である。
【００４８】
また、１つの素子群において一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂが相互に逆向きに配置されていれば、流量センサが備える素子群の数は特に限定されず、例えば、２組の素子群を分流路２６内に設けてもよい。この場合には、２つの第１の貫通孔３１と、２つの第２の貫通孔３２を配線基板３０に設ける。そして、例えば、２つの第１の貫通孔３１に第１の差圧検出素子５０Ａをそれぞれ配置すると共に、２つの第２の貫通孔３２に第２の差圧検出素子５０Ｂをそれぞれ配置する。このように素子群の数を増やすことで、流量を正確に検出可能な領域をさらに拡大させることができる。
【００４９】
上述した差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂはブリッジ回路４０に組み込まれている。このブリッジ回路４０は、図２に示すように、第１の直列回路４１と第２の直列回路４２を電気的に並列接続することで構成されている。第１の直列回路４１は、第１の固定抵抗体４１１と第１の差圧検出素子５０Ａを電気的に直列接続して構成されている。また、第２の直列回路４２は、第２の固定抵抗体４２１と第２の差圧検出素子５０Ｂを電気的に直列接続して構成されている。
【００５０】
なお、ブリッジ回路４０の構成は、図２に示すものに限定されず、例えば、図７や図８に示すような構成にしてもよい。図７及び図８は本実施形態におけるブリッジ回路の変形例を示す回路図である。
【００５１】
例えば、図７に示すように、第１の固定抵抗体４１１と第２の固定抵抗体４２１を電気的に直列接続することで第１の直列回路４１Ｂを構成し、第１の差圧検出素子５０Ａと第２の差圧検出素子５０Ｂを電気的に直列接続することで第２の直列回路４２Ｂを構成してもよい。
【００５２】
或いは、上述のように分流路２６内に素子群を２組設けた場合には、例えば、図８に示すように、第１の差圧検出素子５０Ａ同士を電気的に直列接続することで第１の直列回路４１Ｃを構成し、第２の差圧検出素子５０Ｂ同士を電気的に直列接続することで第２の直列回路４２Ｃを構成してもよい。
【００５３】
上述のように第１及び第２の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂは配線基板３０に実装されている。特に図示しないが、第１及び第２の固定抵抗体４１１，４２１も配線基板３０上に実装されている。また、図１に示すように、この配線基板３０上には配線パターン３３が形成されている。そして、この配線パターン３３と差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂがワイヤボンディング３４を介して接続され、固定抵抗体４１１，４２１が配線パターン３３に半田接続されることで、図２に示すブリッジ回路４０が配線基板３０上に形成されている。なお、図１では配線基板３０の構造を分かりやすく図示しているため、図１における配線パターン３３やワイヤボンディング３４の配置は、図２に示す等価回路と一致していない。
【００５４】
さらに、この配線基板３０には、配線パターン３３に電気的に接続された外部端子３５が設けられており、この外部端子３５は筐体２０から外部に導出している。なお、図１に示す例では、１つの外部端子３５のみが図示されているが、実際には、図２に示すように、４つの外部端子３５Ａ〜３５Ｄが配線基板３０に設けられている。
【００５５】
上述した流量センサ１０の外部端子３５Ａ〜３５Ｄは、流量演算装置６０に接続されている。この流量演算装置６０は、上述したブリッジ回路４０の出力に基づいて流体の流量を演算する装置であり、図２に示すように、電源６１と、電圧計６２と、流量演算部６３と、を備えている。
【００５６】
電源６１は、第１及び第２の直列回路４１，４２に電圧Ｖｉを印加する直流電源である。この電源６１は、ブリッジ回路４０の第１の外部端子３５Ａと第２の外部端子３５Ｂに接続されている。
【００５７】
電圧計６２は、ブリッジ回路４０の第３の外部端子３５Ｃと第４の外部端子３５Ｄに接続されており、第１の直列回路４１の第１の接続点４１２と、第１の直列回路４２の第２の接続点４２２と間の電位差Ｖを検出することが可能となっている。なお、第１の接続点４１２は、第１の直列回路４１における第１の固定抵抗体４１１と第１の差圧検出素子５０Ａとの間に位置しており、第２の接続点４２２は第２の直列回路４２における第２の固定抵抗体４２１と第２の差圧検出素子５０Ｂとの間に位置している。
【００５８】
この電圧計６２は、下記（１）式に基づいて電位差Ｖを検出する。なお、下記の（１）式において、Ｒ１は第１の固定抵抗体４１１の抵抗値であり、Ｒ２は第２の固定抵抗体４２１の抵抗値であり、Ｒ３は第１の差圧検出素子５０Ａのピエゾ抵抗層５２１，５２２の抵抗値であり、Ｒ４は第２の差圧検出素子５０Ｂのピエゾ抵抗層５２１，５２２の抵抗値である。
【００５９】
【数１】
0006026963.tif 000002
【００６０】
流量演算部６３は、電圧計６２の出力に基づいて流体の流量を演算する。具体的には、ポート２３，２４間の差圧に応じた電圧値Ｖが電圧計６２から出力されるので、流量演算部６３は、下記の（２）式に示すハーゲン・ポアズイユの法則を利用して、この電圧値Ｖに基づいて、主流路９０内を流れる流体の流量を演算する。こうした流量演算部６３は、例えば、コンピュータ、デジタル回路、或いは、アナログ回路等で構成することができる。
【００６１】
【数２】
0006026963.tif 000003
【００６２】
一例として、図1の主流路９０が円筒管であり、かつ、管内流体のレイノルズ数が２０００以下の層流である場合の、流量と差圧との関係について示す。このような場合において、上記の（２）式のＱは単位時間当たりに流れる流体の流量であり、ａは主流路９０の半径であり、μは流体の粘性率であり、ｌは第１のポート２３の開口２３１と第２のポート２４の開口２４１との間の距離であり、δｐは流量センサ１０によって検出された圧力差である。なお、主流路９０に、差圧を積極的に発生させるためのオリフィス構造のような絞り機構を設けたり、整流ガイドを設けたりしてもよい。
【００６３】
なお、図６に示すように、流量演算装置６０に代えて、流量センサ１０内に電子部品３６を設けてもよい。
【００６４】
この電子部品３６は、配線基板４０において差圧検出素子５０の近傍に実装されており、ボンディングワイヤ３４や配線パターン３３を介してブリッジ回路４０と電気的に接続されている。この電子部品３６は、上記の（２）式を利用してブリッジ回路４０の出力から流体の流量を演算して、その演算結果を外部に出力する流量演算回路を有している。
【００６５】
また、上述のカンチレバー部５２のピエゾ抵抗層５２１，５２２は、流体の温度によって抵抗値が変化するため、電子部品３６が、流体の温度に応じて差圧検出素子５０の出力を校正する温度補償回路を有してもよい。この温度補償回路は流体の温度を高精度に検出する必要があるので、電子部品３６が流体の流れに直接接触するように、当該電子部品３６を配線基板３０の下面３０ｂにおいて２つの貫通孔３１，３２の間に配置することが好ましい。
【００６６】
上述の構成に代えて、電子部品３６が、ブリッジ回路４０の出力から差圧を計測し、当該計測結果をデジタル信号やアナログ信号として流量演算装置６０に出力してもよい。或いは、電子部品３６が、流体の温度に応じて計測結果を校正した後に、当該計測結果を流量演算装置６０に出力してもよい。
【００６７】
以上のように、本実施形態では、カンチレバー部５２の姿勢が逆向きになるように一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂが分流路２６内に配置されているので、流量を正確に検出可能な領域が拡大する。また、流体の流れる方向Ｆに対する差圧検出素子５２の形状の非対称性も相殺されるので、流量センサ１０の感度の対称性も向上する。
【００６８】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００６９】
例えば、流量センサ１０の構造は上記のものに限定されず、図９や図１０に示すような構造としてもよい。図９及び図１０は実施形態における流量センサの変形例をそれぞれ示す断面図である。
【００７０】
例えば、図９に示す流量センサ１０Ｂのように、２つのポート２３，２４を配管２７で直線的に連結し、この配管２７内に２枚の配線基板３０を設けて、一方の配線基板３０に第１の差圧検出素子５０Ａを実装すると共に、他方の配線基板３０に第２の差圧検出素子５０Ｂを実装してもよい。
【００７１】
或いは、図１０に示す流量センサ１０Ｃのように、２つのポート２３，２４を配管２８で直線的に連結し、この配管２８内に１枚の配線基板３０を設けて、当該配線基板３０上に一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂを実装してもよい。
【００７２】
図９及び図１０のいずれの場合にも、第１の差圧検出素子５０Ａは、流体をカンチレバー部５２の第１の面５２５（図３（ｂ）参照）で受けるような姿勢で、分流路２６内に配置されている。一方、第２の差圧検出素子５０Ｂは、当該流体をカンチレバー部５２の第２の面５２６（図３（ｂ）参照）で受けるような姿勢で、分流路２６内に配置されている。
【００７３】
すなわち、一対の差圧検出素子５０Ａ，５０Ｂは、カンチレバー部５２が流体を相反する面で受けるように、分流路２６内に相互に逆向きに配置されている。このため、流量を正確に検出可能な領域が拡大すると共に、流量センサ１０の感度の対称性も向上する。
【符号の説明】
【００７４】
１…流量検出システム
１０…流量センサ
２０…筐体
２１…第１の箱状部
２３…第１のポート
２４…第２のポート
２５…第２の箱状部
２６…分流路
３０…配線基板
３１…第１の貫通孔
３２…第２の貫通孔
４０…ブリッジ回路
５０，５０Ａ，５０Ｂ…差圧検出素子
５１…ベース部
５１１…開口
５２…カンチレバー部
５２１，５２２…ピエゾ抵抗層
５２５…第１の面
５２６…第２の面
６０…流量演算装置
９０…主流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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