(57)【要約】      （修正有）【課題】  ４つ単結晶シリコン抵抗体を用いたのフローセンサにおいて、流量ゼロ付近の流量測定のS/Nを改善する。【解決手段】  熱線式流量センサは、発熱する抵抗体がガスの流れによって冷却又は加熱されることで生じる抵抗値変化を利用した熱線式流量センサにおいて、ガスの流路となる２つの開口部を備えた基板に、前記開口部を跨ぐようにシリコン抵抗体を配置したエアブリッジ構造のフローセンサチップであり、前記フローセンサチップを搭載したフローセンサ基板を２つ重ね合わせ、流路基板を貼り合わせることによりガスの流れをＵ字に拘束し、Ｕ字の流路の各平行部分に等しい性能を持つ前記シリコン抵抗体を所定距離をもって２つずつ、計４個配置し、Ｕ字の流路を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成することである。【選択図】  図１
2006337061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱する抵抗体がガスの流れによって冷却又は加熱されることで生じる抵抗値変化を利用した熱線式流量センサにおいて、
ガスの流路となる２つの開口部を備えた基板に、前記開口部を跨ぐようにシリコン抵抗体を配置したエアブリッジ構造のフローセンサチップであり、
前記フローセンサチップを搭載したフローセンサ基板を２つ重ね合わせ、流路基板を貼り合わせることによりガスの流れをＵ字に拘束し、Ｕ字の流路の各平行部分に等しい性能を持つ前記シリコン抵抗体を所定距離をもって２つずつ、計４個配置し、Ｕ字の流路を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成することを特徴とする熱線式流量センサ。
【請求項２】
前記ブリッジ回路は、前記一方のフローセンサ基板の２つのシリコン抵抗体を直列接続し、前記もう一つのフローセンサ基板の２つのシリコン抵抗体を直列接続してブリッジを構成することである請求項１に記載の熱線式流量センサ。
【請求項３】
前記シリコン抵抗体はミアンダ状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱線式流量センサ。
【請求項４】
測定光線路に配置され、赤外線吸収を行う被分析ガスを含む試料ガス中を通過した測定光線が入射する測定室と、
比較光線路に配置され、赤外線吸収を実質的に受けない比較光線が入射する比較室と、
前記測定室及び比較室を連通するガス通路と、
前記ガス通路に設置されたフローセンサと、
前記測定室及び比較室内に前記被分析ガスと同種類のガスを充填すると共に、前記測定光線及び比較光線を周期的に断続して前記測定室及び比較室にそれぞれ入射させ、その際に生じる前記測定室及び比較室の圧力変動に基づくガスの流れ方向によりガスを検出するガス検出手段と、
からなり、
前記フローセンサは、流路となる２つの開口部を備えた基板に、前記開口部を跨ぐようにシリコン抵抗体を配置したエアブリッジ構造のフローセンサチップで形成され、
前記フローセンサチップを搭載したフローセンサ基板を２つ重ね合わせ、流路基板を貼り合わせることによりガスの流れをＵ字に拘束し、Ｕ字の流路の各平行部分に等しい性能を持つ前記シリコン抵抗体を所定距離をもって２つずつ、計４個配置し、Ｕ字の流路を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成することを特徴とする赤外線ガス分析計。
【請求項５】
前記ブリッジ回路は、前記一方のフローセンサ基板の２つのシリコン抵抗体を直列接続し、前記もう一つのフローセンサ基板の２つのシリコン抵抗体を直列接続してブリッジを構成することである請求項４に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項６】
前記シリコン抵抗体はミアンダ状に形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の赤外線ガス分析計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱線式流量センサ及び赤外線ガス分析計に関し、詳しくは微小ガス流量を計測するセンサデバイスの基本センサ技術に関し、具体的には赤外線ガス分析計におけるガスセル吸収方式の検出器の微小ガス流量を計測するフローセンサ、熱磁気式酸素センサの微小ガス移動を検出するフローセンサ、その他の微小ガス流量を検出する計測器のフローセンサの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術における赤外線ガス分析計は、測定対象ガスの赤外線吸収によって生じる基準セルと試料セルの赤外線の光量差を、ガスセル吸収方式の検出器、即ち、干渉補償検出器の内部に発生する圧力差で発生する流量をフローセンサで検出して、測定対象ガスの濃度を測定するというものである。
【０００３】
その構成は、図９に示すように、赤外線を出射させる赤外線光源１１１と、この赤外線光源１１１から発せられる赤外線光束を周期的に同時に、若しくは交互に断続させるモータ１２０で回転駆動される回転セクタ１２１と、回転セクタ１２１で断続されている赤外線光束を分配する分配セル１１２と、分配セル１１２の一方側に接続され測定光源として案内して測定光線路を形成する試料セル１１４と、分配セル１１２の他方側に接続され比較光源として案内して比較光線路を形成する基準セル１１３と、試料セル１１４及び基準セル１１３の出力側に配置され、両者の光線を受け入れる測定室１１７及び比較室１１６を持つ干渉補償検出器１１５と、測定室１１７及び比較室１１６の連通した流通路１１８に備えたガスの流通を検出するガス検出手段を形成するサーマルフローセンサ１１９と、このサーマルフローセンサ１１９で検出した信号を増幅して濃度信号を生成する交流電圧増幅器１２２と、から大略構成されている。
【０００４】
サーマルフローセンサ１１９は、図１０に示すように、熱線式のもので、その構成はブリッジ回路を組込み、流路に対向する熱線のフローセンサである抵抗体Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２を２個配置し、他の参照抵抗Ｒ１、Ｒ２を流路外に配置した構成のものがある。
【０００５】
他の例としてのフローセンサは、図１１に示すように、熱線式のもので、熱線式フローセンサでブリッジ回路を組み込み、４つの熱線式フローセンサである抵抗体Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２、Ｒｔｈ３、Ｒｔｈ４を流路に配置した構成のものがある。
【０００６】
更に、振動対策を施したフローセンサは、図１２に示すように、４つの熱線でブリッジ回路を組み込み、測定対象となるガスの流れで発生する抵抗変化係数をａ、振動によるガス慣性で発生する抵抗変化係数をｂ、各々の熱線の抵抗値をＲとすると、第１抵抗体１３１ａはＲ（１−ｂ）、第２抵抗体１３１ｂはＲ（１＋ｂ）、第３抵抗体１３１ｃはＲ（１−ａ−ｂ）、第４抵抗体１３１ｄはＲ（１＋ａ＋ｂ）で表すことができる。そして、第１抵抗体１３１ａ及び第２抵抗体１３１ｂが流路から外れた位置に配置され、第３抵抗体１３１ｃ及び第４抵抗体１３１ｄが流路に配置されている。
【０００７】
このような構成からなる赤外線ガス分析計において、先ず、赤外線光源１１１から発せられた赤外線が分配セル１１２により２つに分割され、それぞれ基準セル１１３、試料セル１１４に入射する。基準セル１１３には不活性ガスなど測定対象成分を含まないガスが充填されている。また、試料セル１１４には測定試料が流通する。分配セル１１２で２つに分けられた赤外線は試料セル１１４でのみ測定対象成分による吸収を受け干渉補償検出器１１５に到達する。
【０００８】
干渉補償検出器１１５は、基準セル１１３からの赤外光と試料セル１１４からの赤外光を受ける２室（比較室１１６、試料室１１７）からなっており、その２室が流通路１１８でつながる構造をしており、その流通路１１８にガスの行き来を検出するためのサーマルフローセンサ１１９が取り付けられている。干渉補償検出器１１５内には測定対象と同じ成分を含むガスが充填されており、基準セル１１３、試料セル１１４からの赤外線が照射されると測定対象成分ガスが赤外線を吸収することで、その中でガスが熱膨張する。
【０００９】
試料セル１１４内の測定試料に測定対象成分が多く含まれると、赤外線はそこで多くが吸収されるため、干渉補償検出器１１５では比較室１１６に多くの赤外線が照射され、よりガスが膨張する。赤外線は回転セクタ１２１で遮断、照射を繰り返しており、遮断されたときは比較室１１６、測定室１１７とも赤外線が照射されないのでガスは膨張せず、赤外線が照射されると干渉補償検出器１１５の測定室１１７には試料セル１１４内の測定対象成分濃度に応じた赤外線が照射され、測定室１１７には試料中の測定対象成分濃度に応じた赤外線が照射されるため、試料中の測定対象成分の濃度に応じて両室の間に差圧が生じ、両室間の間に設けられた流通器１１８をガスが行き来することとなる。そのガスの挙動をサーマルフローセンサ１１９で検出し、交流電圧増幅器１２２で交流電圧増幅し、濃度信号として出力する。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−９８７７８号公報（第５頁〜第６頁  第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、従来技術で説明した赤外線ガス分析計においては、マイクロフローセンサの発熱体は、ニッケル、白金などが用いられてきた。微小流量を検出するために流速径が小さい領域で熱線を作成する必要があり、熱線の長さは長く、熱線の幅は小さくする必要がある。
【００１２】
前述の金属材料では、自立支持させる長さと幅に制限があり、金属は比抵抗が小さいことなどから、抵抗幅を大きくできない課題があった。
【００１３】
単結晶シリコンマイクロフローセンサである２つの抵抗体Ｒｔｈ１、Ｒｔｈ２をガスセルの流路に配置した図１０の構成は、外付けの抵抗器とブリッジ回路を構成するので、ガスセル内部（フローセンサ）の温度とガスセル外部（参照用の外付け抵抗器）が異なるため、フローセンサと抵抗器の抵抗温度係数の違いと温度の違いから影響を受けやすいという問題点があった。
【００１４】
又、図１１のような構成は、フローセンサと参照抵抗は同じ材質で作成でき、抵抗温度係数の違いが発生しにくく、周囲温度の影響を除去できる利点があるが、振動によって発生するガス慣性によるノイズに弱い。
【００１５】
従って、マイクロフローセンサの熱線として、金属材料にかわる比抵抗が大きく不純物導入技術により比抵抗制御が容易な単結晶シリコンを用いた４つのシリコン抵抗体をフローセンサとして用い、流路基板とフローセンサ基板を貼り合わせることにより流れがＵ字に拘束し、Ｕ字の各並行部分に等しい性能を持つ熱線を所定距離を保って２つずつ、計４つ配置し、Ｕ字を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成し、外部温度の影響、ガスセルの内圧変動による熱伝導の影響、振動によって発生するガス慣性によるノイズの影響を低減することによって、流量ゼロ付近の微小ガス流量測定のＳ／Ｎを改善することに解決しなければならない課題を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本願発明の熱線式流量センサ及び赤外線ガス分析計は、次に示す構成にしたことである。
【００１７】
（１）熱線式流量センサは、発熱する抵抗体がガスの流れによって冷却又は加熱されることで生じる抵抗値変化を利用した熱線式流量センサにおいて、ガスの流路となる２つの開口部を備えた基板に、前記開口部を跨ぐようにシリコン抵抗体を配置したエアブリッジ構造のフローセンサチップであり、前記フローセンサチップを搭載したフローセンサ基板を２つ重ね合わせ、流路基板を貼り合わせることによりガスの流れをＵ字に拘束し、Ｕ字の流路の各平行部分に等しい性能を持つ前記シリコン抵抗体を所定距離をもって２つずつ、計４個配置し、Ｕ字の流路を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成することである。
【００１８】
（２）前記ブリッジ回路は、前記一方のフローセンサ基板の２つのシリコン抵抗体を直列接続し、前記もう一つのフローセンサ基板の２つのシリコン抵抗体を直列接続してブリッジを構成することである（１）に記載の熱線式流量センサ。
【００１９】
（３）前記シリコン抵抗体はミアンダ状に形成されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の熱線式流量センサ。
【００２０】
（４）赤外線ガス分析計は、測定光線路に配置され、赤外線吸収を行う被分析ガスを含む試料ガス中を通過した測定光線が入射する測定室と、比較光線路に配置され、赤外線吸収を実質的に受けない比較光線が入射する比較室と、前記測定室及び比較室を連通するガス通路と、前記ガス通路に設置されたフローセンサと、前記測定室及び比較室内に前記被分析ガスと同種類のガスを充填すると共に、前記測定光線及び比較光線を周期的に断続して前記測定室及び比較室にそれぞれ入射させ、その際に生じる前記測定室及び比較室の圧力変動に基づくガスの流れ方向によりガスを検出するガス検出手段と、からなり、前記フローセンサは、流路となる２つの開口部を備えた基板に、前記開口部を跨ぐようにシリコン抵抗体を配置したエアブリッジ構造のフローセンサチップで形成され、前記フローセンサチップを搭載したフローセンサ基板を２つ重ね合わせ、流路基板を貼り合わせることによりガスの流れをＵ字に拘束し、Ｕ字の流路の各平行部分に等しい性能を持つ前記シリコン抵抗体を所定距離をもって２つずつ、計４個配置し、Ｕ字の流路を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成することである。
【００２１】
（５）前記ブリッジ回路は、前記一方のフローセンサ基板の２つのシリコン抵抗体を直列接続し、前記もう一つのフローセンサ基板の２つのシリコン抵抗体を直列接続してブリッジを構成することである（４）に記載の赤外線ガス分析計。
【００２２】
（６）前記シリコン抵抗体はミアンダ状に形成されていることを特徴とする（４）又は（５）に記載の赤外線ガス分析計。
【発明の効果】
【００２３】
本提案によれば、単結晶シリコンを用いた４つのシリコン抵抗体をフローセンサとして用い、Ｕ字の流路を形成する流路基板とフローセンサチップを搭載したフローセンサ基板を貼り合わせることによりガスの流れがＵ字に拘束し、Ｕ字の各並行部分に等しい性能を持つ熱線であるシリコン抵抗体をある距離を保って２つずつ、計４つ配置し、Ｕ字を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成し、外部温度の影響、ガスセルの内圧変動による熱伝導の影響、振動によって発生するガス慣性によるノイズの影響を低減することによって、流量ゼロ付近の微小ガス流量測定のＳ／Ｎを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本願発明に係る熱線式流量センサ及び赤外線ガス分析計の実施形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２５】
本願発明に係る熱線式流量センサを具現化できる赤外線ガス分析計は、従来技術で説明したものと同じく、赤外線光源から出射された赤外線が、試料セルに入射する前、及び透過後の光量変化（試料ガス吸収による赤外線の減衰）のみを、直接ガスセル検出器（干渉補償検出器）で検出するよう構成したものである。
【００２６】
このガスセル検出器のフローセンサに特徴があり、ガスの流路となる２つの開口部を備えた基板に、この開口部を跨ぐようにミアンダ状のシリコン抵抗体を配置したエアブリッジ構造のフローセンサチップで形成し、このフローセンサチップを搭載したフローセンサ基板を２つ重ねると共に、その重ね合わせた両端に更にＵ字状の流路を形成する流路基板を貼り合わせることで開口部を利用したＵ字状の流路を作成する。そして、Ｕ字の各並行部分に等しい性能を持つシリコン抵抗体を所定距離を保って２つずつ、計４つ配置し、Ｕ字を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成し、外部温度の影響、ガスセルの内圧変動による熱伝導の影響、振動によって発生するガス慣性によるノイズの影響を低減する。
【００２７】
このようなフローセンサを備えた赤外線ガス分析計の構成は、図１に示すように、赤外線を出射させる赤外線光源１１と、この赤外線光源１１から発せられる赤外線光束を周期的に同時に、若しくは交互に断続させるモータ２０で回転駆動される回転セクタ２１と、回転セクタ２１で断続されている赤外線光束を分配する分配セル１２と、分配セル１２の一方側に接続され測定光源として案内して測定光線路を形成する試料セル１４と、分配セル１２の他方側に接続され比較光源として案内して比較光線路を形成する基準セル１３と、試料セル１４及び基準セル１３の出力側に配置され、両者の光線を受け入れる測定室１７及び比較室１６を持つ干渉補償検出器１５と、測定室１７及び比較室１６の連通した流通路１８に備えたガスの流通を検出するガス検出手段を形成するフローセンサ１９と、このフローセンサ１９で検出した信号を増幅して濃度信号を生成する交流電圧増幅器２２と、から大略構成されている。
【００２８】
また、図においては、干渉補償を行うためのペアの検出器部分の図示を省略しているが、前記図９の如く、同一構成の補償用検出器が直列に挿入されているものである。
なお、干渉補償を行わない場合には、補償用の検出器部分は、不要となる。
【００２９】
フローセンサ１９は、後述するフローセンサチップを搭載したフローセンサ基板とＵ字の流路を形成する流路基板とで構成されている。
【００３０】
フローセンサチップ３１は、図２及び図３に示すように、単結晶シリコン（ＳＯＩ基板）を用いて熱線式のフローセンサとなる抵抗体を形成したチップであり、このチップ３１は、シリコン基板３２に２つの開口部３３ａ、３３ｂを備え、この開口部３３ａ、３３ｂを跨ぐようにシリコン酸化膜３４上にシリコン活性層３５で形成された櫛歯状のシリコン抵抗体３６ａ、３６ｂを備え、このシリコン抵抗体３６ａ、３６ｂは開口部３３ａ、３３ｂに臨むように形成された、所謂、自立支持構造に構成されている。そして、このシリコン抵抗体３６ａ、３６ｂの基部に電極３７ａ、３７ｂ、３７ｃが備えられ、外部に接続できる構造となっている。
【００３１】
フローセンサ１９は、図５に示すように、上記説明したフローセンサチップ３１を搭載した第１及び第２フローセンサ基板４１、４２を重ね合わせ、開口部３３ａ、３３ｂを流路とすると共に、Ｕ字状の流路を形成するために、流路をターンさせるための陥没面４３を備えた第１流路基板４４、第２フローセンサ基板４２の開口部３３ａ、３３ｂに合わせた位置に貫通孔４５ａ、４５ｂを備えた第２流路基板４６、から構成されている。
【００３２】
これらの構成からなるフローセンサ１９は、図６乃至図８に示すように、電極を支持する電極支持部４７を絶縁状態で支持するステム４８上に陥没面４３を上向きにして第１流路基板４４を搭載する。その上にフローセンサチップ３１を搭載した第１フローセンサ基板４１を載せ、やはりその上にフローセンサチップ３１を搭載してある第２フローセンサ基板４２を重ね合わせるようにして載せる。その上部に貫通孔４５ａ、４５ｂを開口部３３ａ、３３ｂに合わせるようにして第２流路基板４６を載せることで、Ｕ字状の流路に形成され、そのＵ字状流路の各平行な流路にシリコン抵抗体３６ａ、３６ｂが臨んだ状態で配置することができる。
【００３３】
即ち、図５に示すように、一方の流路４９ａには第１フローセンサ基板４１のシリコン抵抗体（第１抵抗体５０ａ）と第２フローセンサ基板４２のシリコン抵抗体（第２抵抗体５０ｂ）がガスの流れに対して上流と下流の関係で配置される。一方の流路４９ａと反対方向に流れる他方の流路４９ｂには第２フローセンサ基板４２のシリコン抵抗体（第３抵抗体５０ｃ）と第１フローセンサ基板４１のシリコン抵抗体（第４抵抗体５０ｄ）がガスの流れに対して上流と下流の関係で配置される。
【００３４】
この４つのシリコン抵抗体（第１〜第４抵抗体５０ａ〜５０ｄ）は、図４に示すブリッジ回路を構成しており、第１フローセンサ基板４１の第３抵抗体５０ｃと同一基板４１の第２抵抗体５０ｂが直列接続され、第２フローセンサ基板４２の第４抵抗体５０ｄと同一基板４２の第１抵抗体５０ａが直接接続され、第３抵抗体５０ｃと第４抵抗体５０ｄ側からブリッジ電圧が印加される。そして第３抵抗体５０ｃと第２抵抗体５０ｂとの接続点、第４抵抗体５０ｄと第１抵抗体５０ａとの接続点からブリッジ出力を得る構成になっている
【００３５】
このような構成のブリッジ回路において、第１抵抗体５０ａと第２抵抗体５０ｂのペア、第３抵抗体５０ｃと第４抵抗体５０ｄのペアはガスの流れに対し、それぞれ下流の抵抗体は冷やされ抵抗値が減少し、上流の抵抗体は加熱され抵抗値が増加する。例えば、図５に示すガス流路４９ａに矢印方向Ｐ１のガスであるときに、第１抵抗体５０ａが冷やされるとその分抵抗値が減少するため、直列接続の第３抵抗体５０ｃに流れる電流が多くなり、第３抵抗体５０ｃは加熱され抵抗値が増加する。
【００３６】
測定対象となるガスに対しては、Ｕ字に流れるため第１抵抗体５０ａと第３抵抗体５０ｃ、第２抵抗体５０ｂと第４抵抗体５０ｄが同様の挙動を示す。
【００３７】
一方、外部振動によるガス慣性に起因した相対的な流れに対しては、第１抵抗体５０ａと第４抵抗体５０ｄ、第２抵抗体５０ｂと第３抵抗体５０ｃが同様の挙動を示す。
【００３８】
図４に示すブリッジ回路の動作は、測定対象となるガスの流れで発生する抵抗変化率をａ、振動によるガス慣性で発生する抵抗変化率をｂ、各々のの抵抗体の抵抗値をＲとすると、第１抵抗体５０ａはＲ（１−ａ−ｂ）、第２抵抗体５０ｂはＲ（１＋ａ＋ｂ）、第３抵抗体５０ｃはＲ（１−ａ−ｂ）、第４抵抗体５０ｄはＲ（１＋ａ−ｂ）で表すことができる。
【００３９】
ブリッジ出力ＶＳとブリッジ電圧ＶＢの関係は、表１内に示す関係式であり、それは、
振動対策のない従来例においては、
ＶＳ＝（２ａ−２ｂ）／（４−２ａｂ−ａ２−ｂ２）・ＶＢ
であり、
振動対策のある本提案のものにおいては、
ＶＳ＝ａ／（１−ｂ２）・ＶＢ
である。
【００４０】
【表１】
2006337061.tif 000003
【００４１】
この式の意味するところは、図１０に示す従来例のブリッジ回路に対し、本提案では振動によるガス慣性で発生する抵抗変化率ｂの一次項は相殺され影響は低減されることが容易に理解できる。図１１に示す従来例のブリッジ回路に対しても、ブリッジ出力は２倍となることから優位である。
【００４２】
具体例として、測定対象のガスの流れで発生する抵抗変化ａ＝０．０１と仮定し、振動によるガス慣性で発生する抵抗変化ｂを変えたときの比較結果を上述した表１に示す。
【００４３】
図１１に示す従来例ではａとｂとが信号に与える影響は等しく、ほぼ比例し、ａ＝ｂで検出限界（Ｓ／Ｎ＜１）になるのに対して、本提案の構成では、ガス慣性の影響はガスの流れによる信号に対して０．０１％しか発生せず、十分なＳ／Ｎが得られる。
【００４４】
以上説明した、熱線式流量センサは、赤外線ガス分析計におけるガスセル内の微小ガス流量を計測する微小流量計への応用にとどまることなく、例えば、熱磁気式酸素センサの微小ガス移動を計測する微小ガス流量計への応用、その他の微小ガス流量を検出するときに用いる計測器の微小ガス流量計へ応用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
マイクロフローセンサの熱線として、金属材料にかわる比抵抗が大きく不純物導入技術により比抵抗制御が容易な単結晶シリコンを用いた４つのシリコン抵抗体をフローセンサとして用い、流路基板とフローセンサ基板を貼り合わせることにより流れがＵ字に拘束し、Ｕ字の各並行部分に等しい性能を持つフローセンサをある距離を保って２つずつ、計４つ配置し、Ｕ字を流れる被測定流れを強調し、外部振動によるガス慣性による相対流れを相殺するようにブリッジ回路を構成し、外部温度の影響、ガスセルの内圧変動による熱伝導の影響、振動によって発生するガス慣性によるノイズの影響を低減することによって、流量ゼロ付近の微小ガス流量測定のＳ／Ｎを改善した熱線式流量センサ及び赤外線ガス分析計を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本願発明の赤外線ガス分析計を略示的に示したブロック図である。
【図２】同、フローセンサを形成するフローセンサチップの上面図である。
【図３】同、フローセンサを形成するフローセンサチップの断面図である。
【図４】同、２つのフローセンサチップを搭載した基板を重ね合わせてＵ字状の流路を形成したときのフローセンサを略示的に示した断面図である。
【図５】同、フローセンサのブリッジ回路を示した回路図である。
【図６】同、フローセンサを組立てるための組立例である。
【図７】同、フローセンサを組立てるための組立例である。
【図８】同、フローセンサを組立てた外観図である。
【図９】従来技術における赤外線ガス分析計を略示的に示したブロック図である。
【図１０】同、フローセンサのブリッジ回路を示した回路図である。
【図１１】同、フローセンサのブリッジ回路を示した回路図である。
【図１２】同、他のフローセンサのブリッジ回路を示した回路図である。
【符号の説明】
【００４７】
１１      赤外線光源
１２      分配セル
１３      基準セル
１４      試料セル
１５      干渉補償検出器
１６      比較室
１７      測定室
１８      流通路
１９      フローセンサ
２０      モータ
２１      回転セクタ
２２      交流電圧増幅器
３１      フローセンサチップ
３２      シリコン基板
３３ａ    開口部
３３ｂ    開口部
３４      シリコン酸化膜
３５      シリコン活性層
３６ａ    シリコン抵抗体
３６ｂ    シリコン抵抗体
３７ａ    電極
３７ｂ    電極
３７ｃ    電極
４１      第１フローセンサ基板
４２      第２フローセンサ基板
４３      陥没面
４４      第１流路基板
４５ａ    貫通孔
４５ｂ    貫通孔
４６      第２流路基板
４７      電極支持部
４８      ステム
４９ａ    一方の流路
４９ｂ    他方の流路
５０ａ    第１抵抗体
５０ｂ    第２抵抗体
５０ｃ    第３抵抗体
５０ｄ    第４抵抗体
【図１】
2006337061.tif 000004
【図２】
2006337061.tif 000005
【図３】
2006337061.tif 000006
【図４】
2006337061.tif 000007
【図５】
2006337061.tif 000008
【図６】
2006337061.tif 000009
【図７】
2006337061.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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