(57)【要約】【課題】ほとんどの腐食性流体に対応でき、応答性および感度を向上させることができるようにしたフローセンサを提供する。【解決手段】表面４ａ側が被測定流体２の流路３に面する基板４と、この基板４を挟んで対向するように配設された流路形成部材５およびプレート６とで、フローセンサ１を構成する。基板４を板厚が５０〜１５０μｍ程度のステンレスで板状に形成し、流路３側とは反対側の面４ｂに電気絶縁膜を形成し、その上に流体２の流速（流量）計測用の温度検出手段７、周囲温度センサ８、電極パッド９および配線用金属薄膜１０を形成する。【選択図】図１
2006208402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる流路を有するフローセンサにおいて、
ステンレスからなる薄肉板状の基板と、この基板と接合された同じくステンレスからなる流路形成部材とのみによって前記流路を形成してなり、
前記流路形成部材には、前記基板により覆われた凹部が形成されており、
前記流路は、前記凹部に連通する流体供給口および流体排出口とを有しており、
前記基板の流路側とは反対側の面に発熱体を含む温度検出手段を設けたことを特徴とするフローセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のフローセンサにおいて、
前記基板の流路側とは反対側の面に形成された電気絶縁膜上に、薄膜成形技術によって形成された温度検出手段を設けたことを特徴とするフローセンサ。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のフローセンサにおいて、
前記基板の流路側とは反対側の面にヒートシンク部材を有することを特徴とするフローセンサ。
【請求項４】
流体が流れる流路を有するフローセンサにおいて、
前記流路は、ステンレスからなる薄肉板状の基板と、ステンレスからなる流路形成部材と、ステンレスからなるパッケージとのみによって構成されており、
前記パッケージは前記流路形成部材に設けたセンサ取付孔に取付けられて、前記流体に接する面に開口部を有し、
前記基板は、流路側とは反対側の面に設けられた発熱体を含む温度検出手段を有し、前記パッケージの前記開口部を覆うことを特徴とするフローセンサ。
【請求項５】
請求項１，２，３，４のうちのいずれか１つに記載のフローセンサにおいて、
前記基板の板厚が５０〜１５０μｍであることを特徴とするフローセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路中を流れる流体の流速または流量を計測するためのフローセンサ、特に熱式のフローセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体の流量や流速を計測する熱式のフローセンサとしては、発熱体（ヒーター）から出た熱による流体の空間的温度分布に流れによって偏りを生じさせ、これを温度センサで検出するタイプ（傍熱型）のものと、流体により発熱体の熱が奪われることによる電力の変化や抵抗の変化を検出し、流速または流量を検出するタイプ（自己発熱型）のものが知られている。
【０００３】
従来、この種のフローセンサは、主として非腐食性の気体に対して用いられていたが、最近では液体や腐食性の気体にも使用可能なものが開発されている。例えばその一例として、特許文献１に開示された流量センサや、特許文献２に開示されたサーミスタ流速センサおよび液体用流量センサが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載の流量センサは、シリコン基体の第１の面に第１、第２、第３の領域を設け、第１領域に発熱体を設け、第２領域に温度計構成部分を設け、第３領域を酸化した多孔性シリコン領域として前記第１領域と第２領域を相互に絶縁分離し、第１の面と反対側の面である第２の面を流体の流れを受け入れる面としている。また、第１の面にシリコン製のキャップを固定し、シリコン基体の剛性を高めるとともに発熱体および温度計構成部分を保護している。
【０００５】
特許文献２に記載のサーミスタ流速センサおよび液体用流量センサは、アルミナ、ＳｉＯ2等で成る板状の基板の一方の面に、発熱体とその電極を形成し、この発熱体を絶縁体で覆い、さらにこの絶縁体の上に発熱体の温度を測定するサーミスタとその電極を形成し、反対側の面をカバー（容器）の内面に接着剤によって固着することにより、センサを流体から完全に隔絶している。カバーは熱伝導率がよく、被測定流体に対して耐食性のよい金属、例えばステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）で形成している。したがって、上記した特許文献１の流量センサ以上に摩耗、腐食等の問題が生じることがなく、信頼性を向上させることができる。
【特許文献１】特開平４−２９５７２４号公報
【特許文献２】特開平８−１４６０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された流量センサは、シリコン基体が流体に直接晒される構造なため、半導体製造装置などで使用される腐食性気体や液体などには使用できないという問題があった。特許文献２に記載されたサーミスタ流速センサおよび液体用流量センサは、センサをカバーの内面に接着剤によって固着しているため、流体とセンサ間の熱伝導効率が低下し、またセンサの熱容量も大きくなり、感度や応答速度が低くなるという問題があった。また、接着剤の使用量によって特性がばらつくという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ほとんどの腐食性流体に対応でき、かつ応答性および感度を向上させることができるようにしたフローセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために第１の発明は、流体が流れる流路を有するフローセンサにおいて、ステンレスからなる薄肉板状の基板と、この基板と接合された同じくステンレスからなる流路形成部材とのみによって前記流路を形成してなり、前記流路形成部材には、前記基板により覆われた凹部が形成されており、前記流路は、前記凹部に連通する流体供給口および流体排出口とを有しており、前記基板の流路側とは反対側の面に発熱体を含む温度検出手段を設けたものである。
【０００９】
第２の発明は、上記第１の発明において、前記基板の流路側とは反対側の面に形成された電気絶縁膜上に、薄膜成形技術によって形成された温度検出手段を設けたものである。
【００１０】
第３の発明は、上記第１の発明において、前記基板の流路側とは反対側の面にヒートシンク部材を有するものである。
【００１１】
第４の発明は、流体が流れる流路を有するフローセンサにおいて、  前記流路は、ステンレスからなる薄肉板状の基板と、ステンレスからなる流路形成部材と、ステンレスからなるパッケージとのみによって構成されており、  前記パッケージは前記流路形成部材に設けたセンサ取付孔に取付けられて、前記流体に接する面に開口部を有し、  前記基板は、流路側とは反対側の面に設けられた発熱体を含む温度検出手段を有し、前記パッケージの前記開口部を覆うものである。
【００１２】
第５の発明は、上記第１、第２、第３、第４のうちいずれか一つの発明において、基板が板厚５０〜１５０μｍのステンレスで形成されているものである。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明においては、基板の流路側とは反対側の面に発熱体を含む温度検出手段が設けられているので、流体が温度検出手段に直接接触せず、また基板はステンレスからなる薄肉板状体であるため、流体と温度検出手段間の熱伝導が良く、耐食性に優れ、腐食性の気体や液体の測定に使用することができる。温度検出手段は、流体に晒されないため、ごみが堆積したり、流体により経年変化したりするおそれが少なく、安定した性能を維持する。
【００１４】
第２の発明においては、基板の流路側とは反対側の面に形成された電気絶縁膜の上に直接、温度検出手段を薄膜成形技術によって形成しているので、前記特許文献２に記載された流速および流量センサにおける、カバーの内面に接着剤によってセンサを固着した技術に比べて、流体とセンサ間の熱伝導効率が上がり、感度や応答速度を向上させることができる。
【００１５】
第３の発明においては、基板の流路側とは反対側の面にヒートシンク部材を有しているので、温度検出手段が設けられた前記基板の中央部がヒートシンク部材と熱的に絶縁されることにより、ダイアフラム構造のセンサ部を形成することができる。
【００１６】
第４の発明においては、流路形成部材のセンサ取付孔にパッケージを挿入するだけでよいので、特別な装置、部材を必要とせず、簡単にセンサを取付けることができる。
【００１７】
第５の発明においては、基板が板厚５０〜１５μm程度の薄くて熱伝導率の低いステンレス製であるため、基板の面と平行な方向への熱伝導（熱損失）が少なく、基板の厚さ方向、つまり流体と温度検出手段間の熱伝導が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係るフローセンサの一実施の形態を示す正面図、断面図および背面図、図２はセンサ部の正面図である。これらの図において、フローセンサ１は、表面４ａ側が被測定流体（以下、流体という）２の流路３に面する基板４と、この基板４を挟んで対向するように配設された流路形成部材５およびプレート６とからなり、基板４と流路形成部材５とで前記流路３を形成している。なお、流路形成部材５とプレート６とは溶接、ろう付け、ボルトなどによって接合されている。
【００２０】
前記基板４は、細長い矩形の薄肉板状に形成され、外周縁部が前記流路形成部材５の裏面に接合されている。基板４の材質としては、熱伝導率が低く、耐熱性、耐食性および剛性の高い材料が好ましい。このため、本実施の形態においては、板厚が５０〜１５０μｍ程度の薄いステンレスによって形成され、その中央部が前記プレート６と離間して熱的に絶縁されることによりダイアフラム構造のセンサ部４Ａを形成している。なお、基板４がステンレス製の場合、その板厚が５０μｍ以下であると強度が低下するため好ましくない。また、１５０μｍ以上であると、基板の厚さ方向、つまり流体と温度検出手段間の熱の伝導効率が低下するとともに、基板の面と平行な方向の伝熱量（熱損出）が増加するため好ましくない。
【００２１】
前記センサ部４Ａの通路３側とは反対側の面である裏面４ｂには、図示しない電気絶縁膜が形成され、その上に流体２の流速（流量）計測用の温度検出手段７、周囲温度センサ８、電極パッド９および配線用金属薄膜１０が周知の薄膜成形技術によって形成されている。例えば、白金等の材料を電気絶縁膜の表面に蒸着し、所定のパターンにエッチングすることにより形成され、温度検出手段７と周囲温度センサ８が電極パッド９に配線用金属薄膜１０を介してそれぞれ電気的に接続される。
【００２２】
前記温度検出手段７は、センサ部４Ａの裏面中央に形成される。周囲温度センサ８は、周囲温度つまり流体温度が変化したとき、その変化を補償するために用いられるもので、センサ部４Ａの裏面外周縁部寄りに形成される。電気絶縁膜としては、例えば厚さが数千オングストローム程度の薄い酸化シリコン（ＳｉＯ2
）膜か、または窒化シリコン膜からなる。酸化シリコン膜は、例えばスパッタリング、ＣＶＤあるいは酸化シリコンを混入した溶剤を塗布して所定温度に加熱し、酸化シリコンを溶融固化させることにより形成される。窒化シリコン膜は、スパッタリングやＣＶＤによって形成される。なお、周囲温度センサ８は、基板４上のセンサ部４Ａの外や、基板４以外の部分に設けてもよい。また、電極パッド９もセンサ部４Ａの外の基板４上に設けて、そこから電極を取り出してもよい。
【００２３】
流速（流量）計測用の温度検出手段７の構成としては、一般的には、「発熱体兼温度センサが１つ」、「発熱体兼温度センサが２つ」、「発熱体兼温度センサと温度センサ」の３通りが考えられる。
【００２４】
図２は１つの発熱体１１で自己発熱型の温度検出手段７を構成した例を示す。また、センサ部４Ａの裏面外周部寄りで上流側に１つの周囲温度センサ８を設けている。
【００２５】
図３は、２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂで自己発熱型の温度検出手段７を構成した例を示す。２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂは、センサ部４Ａの裏面中央に流体２の流れ方向に近接して配列されている。また、２つの周囲温度センサ８Ａ，８Ｂを設けている。これらの周囲温度センサ８Ａ，８Ｂは、流体２の流れ方向と直交する方向において対向するようにセンサ部４Ａの外周寄りに形成されている。
【００２６】
図４は、１つの発熱体１１と、２つの温度センサ１２Ａ，１２Ｂとで傍熱型の温度検出手段７を構成した例を示す。発熱体１１は、センサ部４Ａの裏面中
央に設けられている。２つの温度センサ１２Ａ，１２Ｂは、発熱体１１を挟んで流体２の流れ方向の上流側と下流側にそれぞれ配列されている。また、１つの周囲温度センサ８をセンサ部４Ａの裏面外周部で流体２の流れ方向の上流側に設けている。発熱体１１のパターン幅は１０〜５０μｍ、温度センサ１２Ａ，１２Ｂおよび周囲温度センサ８のパターン幅は５〜１０μｍ程度が好ましい。
【００２７】
図５は ２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂで自己発熱型の温度検出手段７を構成した例を示している。２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂは、センサ部４Ａの裏面中
央に流体２の流れ方向に近接して配列されている。また、１つの周囲温度センサ８を流体２の流れ方向の上流側に設けている。
【００２８】
図６は、２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂをセンサ部４Ａの裏面中央に流体２の流れ方向に近接して配列し、自己発熱型の温度検出手段７を構成した例を示す。また、２つの周囲温度センサ８Ａ，８Ｂをセンサ部４Ａの裏面外周寄りで流体２の流れ方向の上流側と下流側に設けている。
【００２９】
図７は、同じく２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂをセンサ部４Ａの裏面中央に流体２の流れ方向に近接して配列し、自己発熱型の温度検出手段７を構成した例を示す。また、１つの周囲温度センサ８をセンサ部４Ａの裏面で流体２の流れ方向と直交する方向の外周寄りに設けている。
【００３０】
図１において、前記流路形成部材５は、細長い金属板からなり、裏面中央に前記基板４より若干小さく、深さが０．５〜数ｍｍ程度の凹部１４を形成しており、この凹部１４と前記基板４の表面４ａとの間に形成された空間が流体２の流路３の一部を形成している。また、流路形成部材５の長手方向の両端部寄りには、前記流路３に連通する流体供給口１５と流体排出口１６を貫通して形成している。
【００３１】
前記プレート６は、細長い金属板からなり、前記基板４の裏面４ｂに密接され接合されている。また、プレート６の中央には、前記基板４のセンサ部４Ａと略同じ大きさの貫通孔１７が設けられており、この貫通孔１７に前記温度検出手段７と周囲温度センサ８を外部と電気的に接続する電極１８が配設されている。電極１８は、金属フレーム１９に複数本の金属製のピン２０をハーメチックガラス２１を介して固定することにより形成されており、前記ピン２０の内端が前記センサ部４Ａの電極パッド９にろう付けによって接合している。電極１８の取付けに際しては、貫通孔１７を真空排気して取付けるか、または熱伝導率の低い乾燥した不活性ガスを基板４と電極１８との間の密閉空間に封入することが好ましいが、周囲の風の影響を受けないようにすれば大気開放でもよい。なお、電極１８を用いずに、金線によるワイヤーボンドでセンサの電極パッドと外部の回路基板とを接続してもよい。
【００３２】
流路形成部材５の材質としては、構造材およびヒートシンクの役目もするため熱伝導率が高く、耐熱性、耐食性および剛性の高い材料が好ましい。また、フローセンサ１を腐食性流体に適用するには、流体２と接触する部分が全て耐食性を有する同一材料であることが好ましく、さらに各部材間の接合も接合用の異種材料を用いないで行うことが好ましい。このため、本実施の形態においては、流路形成部材５を基板４と同一材料であるステンレス（特に、ＳＵＳ３１６Ｌ）で形成している。このように、基板４、流路形成部材５をステンレスで形成すると、ＹＡＧレーザー溶接等により異種金属を使用せずに接合することができる。また、ステンレスは、加工性も相対的に優れており、センサ用材料として好適である。
【００３３】
プレート６の材質としては、構造材およびヒートシンクの役目もするため熱伝導率、耐熱性、剛性が高い材料が好ましいが、測定流体には接触しないので、耐食性はあまり必要ではない。
【００３４】
１つの発熱体１１を用いた図２に示すフローセンサ１において、図１１のような定温度差回路を用いることによって流速を電圧信号に変換することができる。この定温度差回路は、図１１に示すように、抵抗Ｒ１，Ｒ２，発熱体（抵抗ヒータ）１１，抵抗Ｒ３および周囲温度センサ８から構成されたブリッジ回路と、抵抗Ｒ１と発熱体１１の中点電圧を反転入力とするとともに抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の中点電圧を非反転入力とするオペアンプＯＰ１とを備え、このオペアンプＯＰ１の出力はブリッジ回路を構成する抵抗Ｒ１，Ｒ２の一端に共通に接続されている。ここで、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、周囲温度センサ８よりも常にある一定温度高くなるように抵抗値が設定されている。
【００３５】
この状態で流体２を例えば矢印方向に流すと、発熱体１１は流体２によって熱が奪われると、発熱体１１の抵抗値は下がり、ブリッジ回路の平衡状態が崩れるが、オペアンプＯＰ１によってその反転入力・非反転入力間に生じる電圧に応じた電圧がブリッジ回路に加えられるので、流体２によって奪われた熱を補償するように発熱体１１の発熱量が増加する。その結果、発熱体１１の抵抗値が上昇することにより、ブリッジ回路は平衡状態に戻る。したがって、平衡状態にあるブリッジ回路にはその流速に応じた電圧が加えられていることになる。図１１の定温度差回路は、このときブリッジ回路に加えられている電圧のうち、発熱体１１の端子間電圧を電圧出力として出力するものである。
【００３６】
このように発熱体１１の温度が周囲温度センサ８で計測される周囲温度よりある一定温度高くなるように前記定温度差回路が電流または電圧を制御して温度差を一定に保ち、その電圧、電流あるいは電力変化を検出することにより流体２の流速または流量が計測できる。
【００３７】
図３および図６は前記図２に示すフローセンサを２つ組合わせたもので、図１３のような回路で上流側の発熱体１１Ａと下流側の発熱体１１Ｂの電圧差を検出することにより流体２の流速または流量および流れの方向が計測できる。図１３に示す回路では、図１１に示した定温度差回路を２つ用い、発熱体１１Ａおよび発熱体１１Ｂの端子間電圧の差をオペアンプＯＰ３で増幅して電圧出力とするものである。電圧出力の大きさで流速がわかり、その極性で方向を知ることができる。なお、ここでは電圧の差をとったが、電流あるいは電力の差をとるようにしてもよい。
【００３８】
２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂを用いた図５および図７に示すフローセンサにおいて、図１２に示す定温度差回路を用いて流体の流速および流れの方向を検出することができる。
【００３９】
図１２に示す回路は、抵抗Ｒ１，Ｒ２，発熱体（抵抗ヒータ）１１Ａ，１１Ｂ，抵抗Ｒ３および周囲温度センサ８から構成されたブリッジ回路と、このブリッジ回路を平衡状態に保つオペアンプＯＰ１を含む点で図１１に示した定温度差回路と共通する。図１２に示す回路においては、直列につながれた２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂの端子間電圧をそれぞれ増幅するオペアンプＯＰ２Ａ，ＯＰ２Ｂと、これらの出力の差を入力とするオペアンプＯＰ３を備え、このオペアンプＯＰ３の出力を流体２の流速に応じた電圧出力とするものである。
【００４０】
図１２のような定温度差回路のブリッジ回路への通電によって２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂを１つの発熱体として周囲温度よりも、ある一定の高い温度に加熱した状態で流体２を矢印方向に流すと、上流側に位置する発熱体１１Ａは冷却されて降温する。一方、下流側に位置する発熱体１１Ｂは、流体２の流れを媒体として上流側の発熱体１１Ａからの熱伝導により温度が上昇し、２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂの間に温度差が生じる。この温度差は発熱体１１Ａ，１１Ｂの抵抗値の変化として捉えられ、この抵抗値または両端子間電圧の変化を検出してセンサ出力とすることにより、流体２の流速
または流量を計測する。この場合、２つの発熱体１１Ａ，１１Ｂを用い温度差を検出すると、１つ用いた場合に比べて再現性や精度を向上させることができる。また、発熱体１１Ａ，１１Ｂの抵抗変化により流体２の流れの方向も検出することができる。
【００４１】
１つの発熱体１１と２つの温度センサ１２Ａ，１２Ｂを用いた図４に示すフローセンサにおいて、図１１のような定温度差回路のブリッジ回路への通電によって発熱体１１を周囲温度よりも、ある一定の高い温度に加熱した状態で流体２を矢印方向に流すと、発熱体１１の上流側温度センサ１２Ａと下流側温度センサ１２Ｂの間に温度差が生じるので、図１４または図１５のような回路によってその電圧差または抵抗値差を検出することにより、流体２の流速または流量を計測する。ここで図１４に示す回路は２つの温度センサ１２Ａ，１２Ｂを含むブリッジ回路を用いて電圧出力を供給するものであり、図１５に示す回路は直列に接続された２つの温度センサ１２Ａ，１２Ｂの端子間電圧をそれぞれオペアンプＯＰ１，ＯＰ２で増幅し、その差をさらにオペアンプＯＰ３で増幅したものを電圧出力とするものである。この場合、２つの温度センサ１２Ａ，１２Ｂを用いているので、流体２の流れの方向を検出することができ、この構成が最も精度および再現性が良い。
【００４２】
このようなフローセンサ１にあっては、薄肉板状体からなる基板４の流体２が接する面とは反対側の面に温度検出手段７を設けているので、温度検出手段７、周囲温度センサ８、電極パッド９等が流体２に直接接触して腐食したり劣化したり、あるいはごみ等が付着したりすることがなく、半導体製造装置などに使用されている腐食性の気体や液体の測定にも使用することができ、センサの信頼性、耐久性を向上させることができる。
【００４３】
また、基板４は熱伝導率が低いステンレスによって薄肉板状体に形成されているので、面と平行な方向への熱伝導が少なく、基板の厚さ方向、つまり流体２と温度検出手段７間の熱伝導が良好で、応答性を向上させることができる。また、ステンレスは、耐熱性、耐食性、加工性および剛性に優れ、センサ材料とて好適である。
【実施例２】
【００４４】
図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の他の実施の形態を示す正面図、断面図および背面図である。なお、図１、図２に示した構成部材と同一のものについては同一符号をもって示し、その説明を適宜省略する。
【００４５】
この実施の形態では、流体２の流路３を形成する流路形成部材３０にセンサ取付孔３１を形成し、このセンサ取付孔３１にフローセンサ３２を取付けている。流路形成部材３０は、ステンレスによって形成されている。
【００４６】
前記フローセンサ３２は、前面中央に円形の開口部３３を有し、背面が開放し、外周面後端部にフランジ３４が一体に設けられたカップ状のパッケージ３５と、外周部が前記パッケージ３５の前面に接合されることにより前記開口部３３を覆う基板４とで構成されている。基板４は、ステンレスによって薄肉板状体に形成され、裏面中央部に図４に示す温度検出手段７、周囲温度センサ８、電極パッド９および配線用金属薄膜１０が電気絶縁膜を介して設けられている。なお、基板４は正方形に限らず円形等の他の形状でもよい。また、温度検出手段７と周囲温度センサ８の構成としては、図４に示すものに限らず、図２、図３、図５、図６または図７に示す構成のものであってもよい。また、周囲温度センサ８は基板４以外の部分に設けてもよい。
【００４７】
前記パッケージ３５はステンレス製で、前記流路形成部材３０のセンサ取付孔３１に嵌合され、フランジ３４が流路形成部材３０の背面にＹＡＧレーザー溶接等によって接合されている。パッケージ３５の前面と基板４の表面は、流路形成部材３０の内壁面３０ａと同一面を形成し、流路３の一部を構成している。パッケージ３５の内部には、電極１８が背面側開口部から組み込まれており、そのピン２０が前記電極パッド９にろう付けによって接続されている。なお、センサの電極パッドから金線によるワイヤーボンドで回路基板と接続してもよい。
【００４８】
このような構造からなるフローセンサ３２においては、流路形成部材３０にセンサ取付孔３１を形成し、このセンサ取付孔３１にフローセンサ３２を嵌め込んで基板４の表面を流体２に接触させ、パッケージ３５を流路形成部材３０に接合するだけでよいので、特別な装置、部品等を用いる必要がなく、簡単に取付けることができる。なお、フランジ３４と流路形成部材３０の接合は、Ｏリングなどのシール材を用いてボルトで固定してもよい。
【００４９】
図９は、図４に示したセンサ部４Ａの構造において、空気中で発熱体１１の温度を周囲温度より３０°Ｃ高く設定し、上流側と下流側の温度センサ１２Ａ，１２Ｂの発熱体１１からの距離を変化させてシミュレーションを行ったときの、その距離と２つの温度センサ１２Ａ，１２Ｂの温度差の関係を示す図、図１０はヒータＲｈ（発熱体）から温度センサ（Ｒｕ，Ｒｄ）までの距離を示す図である。図９から明らかなように、この条件において温度差が最も大きくなる位置は、発熱体１１の中心からそれぞれ６５０μｍの位置であった。
【００５０】
以上説明したように、本発明に係るフローセンサは、流体が流れる流路を有するフローセンサにおいて、ステンレスからなる薄肉板状の基板と、この基板と接合された同じくステンレスからなる流路形成部材とのみによって前記流路を形成してなり、前記流路形成部材には、前記基板により覆われた凹部が形成されており、前記流路は、前記凹部に連通する流体供給口および流体排出口とで形成されており、前記基板の流路側とは反対側の面に発熱体を含む温度検出手段を設けたので、流体が温度検出手段、電極パッド、配線用金属薄膜等に直接接触することがなく、液体や腐蝕性気体の測定にも対応でき、信頼性および耐久性の高いセンサを提供することができる。
また、基板の材質であるステンレスは耐食性、加工性、熱伝導率、剛性の面で非常に適した材料である。また、基板の板厚としては、流体と温度検出手段間の熱伝導を良くするとともに基板内の横方向の熱伝導を少なくするためできるだけ薄い構成がよいが、条件としては加工性、強度、ハンドリング等の製作上の外的要因を考慮して決定する必要がある。このためステンレスは、５０〜１５０μｍ程度が最適である。
【００５１】
また、本発明は、流体が流れる流路を有するフローセンサにおいて、前記流路は、ステンレスからなる薄肉板状の基板と、ステンレスからなる流路形成部材と、ステンレスからなるパッケージとのみによって構成されており、前記パッケージは前記流路形成部材に設けたセンサ取付孔に取り付けられて、前記流体に接する面に開口部を有し、前記基板は、流路側とは反対側の面に設けられた発熱体を含む温度検出手段を有し、前記パッケージの前記開口部を覆うので、特別な装置、部品等を必要とせず、流路形成部材に簡単に取付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明に係るフローセンサの一実施の形態を示す正面図、断面図および背面図である。（実施例１）
【図２】センサ部の正面図である。
【図３】センサ部の他の実施の形態を示す正面図である。
【図４】センサ部の他の実施の形態を示す正面図である。
【図５】センサ部の他の実施の形態を示す正面図である。
【図６】センサ部の他の実施の形態を示す正面図である。
【図７】センサ部の他の実施の形態を示す正面図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明の他の実施の形態を示す正面図、断面図および背面図である。（実施例２）
【図９】上流側と下流側の温度センサの発熱体からの距離を変化させたときの、その距離と２つの温度センサの温度差の関係を示す図である。
【図１０】ヒータ（Ｒｈ）から温度センサ（Ｒｕ，Ｒｄ）までの距離を示す図である。
【図１１】定温度差回路を示す図である。
【図１２】他の定温度差回路を示す図である。
【図１３】他の定温度差回路を示す図である。
【図１４】センサ出力回路を示す図である。
【図１５】他のセンサ出力回路を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    フローセンサ
２    流体
３    流路
４    基板
４A    センサ部
５    流路形成部材
６    プレート
７    温度検出手段
８    周囲温度センサ
９    電極パッド
１０    配線用金属薄膜
１１    発熱体（ヒータ）
３０    流路形成部材
３１    センサ取付孔
３２    フローセンサ
３３    パッケージ
【図１】
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【図２】
2006208402.tif 000004
【図３】
2006208402.tif 000005
【図４】
2006208402.tif 000006
【図５】
2006208402.tif 000007
【図６】
2006208402.tif 000008
【図７】
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【図８】
2006208402.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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