(57)【要約】【課題】  配管に設置しても一対の温度センサ部と発熱体との互いの間隔がばらつかず、高精度な流量測定が可能で設置が容易なフローセンサを提供すること。【解決手段】  流体が流れる配管Ｐの外周面に設置されるフローセンサ１であって、配管の外周面に貼り付けられる又は巻き付けられる絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルムの表面又は裏面に配管の軸線方向に互いに間隔を空けて形成された一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと、絶縁性フィルムの表面又は裏面に一対の温度センサ部の間で一対の温度センサ部と間隔を空けて形成された電気抵抗により発熱する発熱体４とを備え、温度センサ部が、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、薄膜サーミスタ部に形成された一対の対向電極とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流れる配管の外周面に設置されるフローセンサであって、
前記配管の外周面に貼り付けられる又は巻き付けられる絶縁性フィルムと、
前記絶縁性フィルムの表面又は裏面に前記配管の軸線方向に互いに間隔を空けて形成された一対の温度センサ部と、
前記絶縁性フィルムの表面又は裏面に一対の前記温度センサ部の間で一対の前記温度センサ部と間隔を空けて形成された電気抵抗により発熱する発熱体とを備え、
前記温度センサ部が、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、
前記薄膜サーミスタ部に形成された一対の対向電極とを備えていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項２】
請求項１に記載のフローセンサにおいて、
前記配管に接続され前記配管の一部となって流体が内部を流通する筒部材を備え、
前記絶縁性フィルムが、前記筒部材の外周面に貼り付け又は巻き付けされていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のフローセンサにおいて、
前記絶縁性フィルムが、前記配管の全周にわたって巻回され、
前記温度センサ部及び前記発熱体が、前記配管の略全周にわたって延在していることを特徴とするフローセンサ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のフローセンサにおいて、
一対の前記温度センサ部が、前記絶縁性フィルムの表面に形成され、
前記絶縁性フィルムの裏面であって一対の前記温度センサ部に対向した部分に前記絶縁性フィルムより熱伝導性が高い一対のセンサ用熱伝導体膜が互いに間隔を空けてパターン形成されていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載のフローセンサにおいて、
前記発熱体が、前記絶縁性フィルムの表面に形成され、
前記絶縁性フィルムの裏面であって前記発熱体に対向した部分に前記絶縁性フィルムより熱伝導性が高い発熱体用熱伝導体膜がパターン形成されていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか一項に記載のフローセンサにおいて、
一対の前記温度センサ部が、前記絶縁性フィルムの表面に形成され、
前記発熱体が、前記絶縁性フィルムの裏面に形成されていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載のフローセンサにおいて、
前記絶縁性フィルム、一対の前記温度センサ部及び前記発熱体を覆うケース部を備えていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載のフローセンサにおいて、
前記絶縁性フィルム、一対の前記温度センサ部及び前記発熱体を封止する絶縁性の被覆体を備えていることを特徴とするフローセンサ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載のフローセンサにおいて、
前記発熱体と前記薄膜サーミスタ部とが、同じ材料で形成されてい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、配管を流れる流体の温度差で流量を測定可能なフローセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発熱体を挟む２つの温度センサの温度差によって流量を測定するフローセンサが知られている。例えば、特許文献１では、流体を通す管に取り付けた発熱体と、管の発熱体の上流側及び下流側にそれぞれ設けた上流側及び下流側温度検出手段と、両温度検出手段の検出温度差に基づいて管を通過する流体の流量を求める演算手段とを有した熱式流量計が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２では、液体が流通するＵ字形流管と、Ｕ字形流管に巻き付けられた抵抗線の加熱手段と、加熱手段の前後でＵ字形流管に巻き付けられ温度を測定する一対の感熱抵抗線とを備えた熱式流量センサが記載されている。
さらに、特許文献３では、２つの感熱抵抗素子を支持している２つの基板にガスが流れる通路を形成する筒体が設けられ、その外表面上に抵抗線のヒータが巻きつけられているフローセンサが記載されている。
これらフローセンサは、温度を検出する一対のセンサだけでなく、一対のセンサの間に発熱体を設けることで、流量だけでなく流れの方向も検知することが可能であると共に、流れの方向にかかわらず、流量測定が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１０７０９３号公報
【特許文献２】特開平２−１４１６２１号公報
【特許文献３】特開２００５−２４４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
上記従来のフローセンサでは、温度を検出する一対の温度センサ部と、発熱体とが互いに間隔を空けて配管に個別に設置されているため、設置時に互いの間隔にばらつきが生じ易く、流量測定の精度が低下してしまうおそれがあった。また、一対の温度センサ部と発熱体とを個別に取り付ける必要があり、設置に手間がかかってしまう不都合があった。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、配管に設置しても一対の温度センサ部と発熱体との互いの間隔がばらつかず、高精度な流量測定が可能で設置が容易なフローセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るフローセンサは、流体が流れる配管の外周面に設置されるフローセンサであって、前記配管の外周面に貼り付けられる又は巻き付けられる絶縁性フィルムと、前記絶縁性フィルムの表面又は裏面に前記配管の軸線方向に互いに間隔を空けて形成された一対の温度センサ部と、前記絶縁性フィルムの表面又は裏面に一対の前記温度センサ部の間で一対の前記温度センサ部と間隔を空けて形成された電気抵抗により発熱する発熱体とを備え、前記温度センサ部が、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、前記薄膜サーミスタ部に形成された一対の対向電極とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
このフローセンサでは、絶縁性フィルムと、絶縁性フィルムの表面又は裏面に配管の軸線方向に互いに間隔を空けて形成された一対の温度センサ部と、絶縁性フィルムの表面又は裏面に一対の温度センサ部の間で一対の温度センサ部と間隔を空けて形成された電気抵抗により発熱する発熱体とを備えているので、絶縁性フィルムを配管の外周面に貼り付ける又は巻き付けるだけで、温度センサ部と発熱体との間隔を一定にしたまま容易に設置可能である。すなわち、一枚の絶縁性フィルムに一対の温度センサ部と発熱体とが一体に設けられているので、一対の温度センサ部と発熱体との間隔が一定であり、ばらつきが生じず、高い精度で流量測定が可能である。また、温度センサ部が、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、薄膜サーミスタ部に形成された一対の対向電極とを備えているので、配管の外周面に貼り付け又は巻き付ける際に薄い薄膜サーミスタ部が絶縁性フィルムと共に曲げ易いと共に、膜状の薄膜サーミスタ部が面接触していることで、線状の抵抗体を用いた温度センサに比べて、より高精度な温度測定が可能になる。なお、配管の外側に取り付けられるため、腐食性の流体等でも影響を受けずに、流量測定が可能である。
【０００９】
第２の発明に係るフローセンサは、第１の発明において、前記配管に接続され前記配管の一部となって流体が内部を流通する筒部材を備え、前記絶縁性フィルムが、前記筒部材の外周面に貼り付け又は巻き付けされていることを特徴とする。
すなわち、このフローセンサでは、絶縁性フィルムが、筒部材の外周面に貼り付け又は巻き付けされているので、筒部材を配管に接続するだけで、容易にフローセンサを設置することができる。
【００１０】
第３の発明に係るフローセンサは、第１又は第２の発明において、前記絶縁性フィルムが、前記配管の全周にわたって巻回され、前記温度センサ部及び前記発熱体が、前記配管の略全周にわたって延在していることを特徴とする。
すなわち、このフローセンサでは、温度センサ部及び発熱体が、配管の略全周にわたって延在しているので、帯状の薄膜サーミスタ部が配管の略全周を覆うことになり、薄膜サーミスタ部の面接触領域が全周にわたることで、配管の周方向の温度均一化を促進でき、より高精度な流量測定が可能になる。
【００１１】
第４の発明に係るフローセンサは、第１から第３の発明のいずれかにおいて、一対の前記温度センサ部が、前記絶縁性フィルムの表面（外側の面）に形成され、前記絶縁性フィルムの裏面（前記配管に対向している面であって内側の面）であって一対の前記温度センサ部に対向した部分に前記絶縁性フィルムより熱伝導性が高い一対のセンサ用熱伝導体膜が互いに間隔を空けてパターン形成されていることを特徴とする。
すなわち、このフローセンサでは、絶縁性フィルムの裏面であって一対の温度センサ部に対向した部分に絶縁性フィルムより熱伝導性が高い一対のセンサ用熱伝導体膜が互いに間隔を空けてパターン形成されているので、センサ用熱伝導体膜によって一対の温度センサ部に高い熱伝導性で熱を伝えることができる。また、一対のセンサ用熱伝導体膜は、互いに分割されて接触していないため、熱伝導体膜間での直接の熱伝導がなく、流体を通した熱伝達の効果を高めることができる。
【００１２】
第５の発明に係るフローセンサは、第１から第４の発明のいずれかにおいて、前記発熱体が、前記絶縁性フィルムの表面に形成され、前記絶縁性フィルムの裏面であって前記発熱体に対向した部分に前記絶縁性フィルムより熱伝導性が高い発熱体用熱伝導体膜がパターン形成されていることを特徴とする。
すなわち、このフローセンサでは、絶縁性フィルムの裏面であって発熱体に対向した部分に絶縁性フィルムより熱伝導性が高い発熱体用熱伝導体膜が、一対のセンサ用熱伝導体膜と間隔を空けてパターン形成されているので、発熱体用熱伝導体膜によって発熱体の熱を高い熱伝導性で直下の流体に伝えることができる。
【００１３】
第６の発明に係るフローセンサは、第１から第４の発明のいずれかにおいて、一対の前記温度センサ部が、前記絶縁性フィルムの表面に形成され、前記発熱体が、前記絶縁性フィルムの裏面に形成されていることを特徴とする。
すなわち、このフローセンサでは、一対の温度センサ部が、絶縁性フィルムの表面に形成され、発熱体が、絶縁性フィルムの裏面に形成されているので、発熱体の熱がより流体に伝わりやすくなると共に、温度センサ部は発熱体の反対面に設けられているため、同一面に設けられている場合よりも、発熱体からの熱の影響がさらに抑制される。
【００１４】
第７の発明に係るフローセンサは、第１から第６の発明のいずれかにおいて、前記絶縁性フィルム、一対の前記温度センサ部及び前記発熱体を覆うケース部を備えていることを特徴とする。
すなわち、このフローセンサでは、絶縁性フィルム、一対の温度センサ部及び発熱体を覆うケース部を備えているので、ケース部により外界の影響を遮断することができる。
【００１５】
第８の発明に係るフローセンサは、第１から第６の発明のいずれかにおいて、前記絶縁性フィルム、一対の前記温度センサ部及び前記発熱体を封止する絶縁性の被覆体を備えていることを特徴とする。
すなわち、このフローセンサでは、絶縁性フィルム、一対の温度センサ部及び発熱体を封止する絶縁性の被覆体を備えているので、被覆体により外界の影響を遮断することができる。
【００１６】
第９の発明に係るフローセンサは、第１から第８の発明のいずれかにおいて、前記発熱体と前記薄膜サーミスタ部とが、同じ材料で形成されていることを特徴とする。
すなわち、このフローセンサでは、発熱体と薄膜サーミスタ部とが、同じ材料で形成されているので、同一プロセスで両者を同時に形成することができると共に、互いに異なる材料を用意する必要が無く、製造工程の削減及び材料コストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るフローセンサによれば、絶縁性フィルムの表面又は裏面に互いに間隔を空けて形成された一対の温度センサ部と、絶縁性フィルムの表面又は裏面に一対の温度センサ部の間で一対の温度センサ部と間隔を空けて形成された発熱体とを備えているので、配管に貼り付け又は巻き付けることで、容易に一対の温度センサ部と発熱体とを設置できると共に、一対の温度センサ部と発熱体との間隔が一定であり、ばらつきが生じず、高い精度で流量測定が可能である。
また、温度センサ部が、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部と、薄膜サーミスタ部に形成された一対の対向電極とを備えているので、配管の外周面に貼り付け又は巻き付ける際に薄い薄膜サーミスタ部が絶縁性フィルムと共に曲げ易いと共に、膜状の薄膜サーミスタ部の面接触により高精度な温度測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るフローセンサの第１実施形態を示す構成図である。
【図２】第１実施形態において、筒部材取り付け前のフローセンサを示す平面図である。
【図３】第１実施形態において、フローセンサを示す断面図である。
【図４】本発明に係るフローセンサの第２実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るフローセンサの第３実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明に係るフローセンサの第４実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係るフローセンサの第５実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るフローセンサにおける第１実施形態を、図１から図３を参照しながら説明する。なお、以下の説明に用いる図面の一部では、各部を認識可能又は認識容易な大きさとするために必要に応じて縮尺を適宜変更している。
【００２０】
本実施形態のフローセンサ１は、図１から図３に示すように、気体や液体等の流体が流れる配管Ｐの外周面に設置されるフローセンサであって、配管Ｐの外周面に貼り付けられる又は巻き付けられる絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルム２の裏面に配管Ｐの軸線方向に互いに間隔を空けて形成された一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと、絶縁性フィルム２の裏面に一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂの間で一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと間隔を空けて形成された電気抵抗により発熱する発熱体４とを備えている。
【００２１】
また、本実施形態のフローセンサ１は、配管Ｐに接続され配管Ｐの一部となって流体が内部を流通する筒部材７を備えている。本実施形態では、配管Ｐと同じ内径とされた円筒状の筒部材７を配管Ｐの途中に接続している。
上記筒部材７は、例えば配管Ｐと同じ材料で形成されている。
上記温度センサ部３Ａ，３Ｂは、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部５と、薄膜サーミスタ部５の上又は下に互いに対向して形成された一対の対向電極６とを備えている。なお、本実施形態では、一対の対向電極６は、薄膜サーミスタ部５の上に形成されている。
【００２２】
上記絶縁性フィルム２は、筒部材７の外周面に貼り付け又は巻き付けされている。
また、絶縁性フィルム２は、配管Ｐの全周にわたって巻回されている。なお、本実施形態では、配管Ｐに接続されて配管Ｐの一部を構成している筒部材７に絶縁性フィルム２を巻回してフローセンサ１を取り付けているが、筒部材７を使用せず、配管Ｐに絶縁性フィルム２を直接巻回してフローセンサ１を取り付けても構わない。
【００２３】
さらに、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４は、配管Ｐの略全周にわたって延在している。
絶縁性フィルム２は、図２に示すように、長方形状又は帯状に形成されており、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４は、絶縁性フィルム２の長手方向に互いに平行に延在して設けられている。
【００２４】
したがって、本実施形態では、絶縁性フィルム２が、長手方向を筒部材７の周方向に沿わせて筒部材７の外周面に裏面側を向けて巻き付けた状態で取り付けられており、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４が、筒部材７の外周面を略一周して略円環状に配されている。なお、絶縁性フィルム２を筒部材７に固定するため、接着剤で筒部材７の外周面に接着しても構わない。
【００２５】
上記絶縁性フィルム２は、例えば厚さ７．５〜１２５μｍのポリイミド樹脂シートで形成されている。なお、絶縁性フィルム２は、他にＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート，ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート，ＬＣＰ：液晶ポリマー等でも作製できる。
【００２６】
上記薄膜サーミスタ部５は、フレキシブル性を有したサーミスタ膜であって、例えばスパッタリングで成膜されたＭ−Ａｌ−Ｎ膜（但し、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を示す）である。
すなわち、薄膜サーミスタ部５は、一般式：ＭｘＡｌｙＮｚ（但し、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ及びＣｕの少なくとも１種を示す。０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９８、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。なお、これらの膜については、フレキシブル性と良好なサーミスタ特性とが確認されている。また、薄膜サーミスタ部５には、サーミスタ特性を大きく変えない範囲内において、酸素が含まれていてもよい。
【００２７】
なお、本実施形態では、特にＴｉ−Ａｌ−Ｎのサーミスタ材料で絶縁性フィルム２の長手方向に延在した帯状に形成された薄膜サーミスタ部５を採用している。すなわち、この薄膜サーミスタ部５は、一般式：ＴｉｘＡｌｙＮｚ（０．７０≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．９５、０．４≦ｚ≦０．５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相である。
【００２８】
上記発熱体４は、ミアンダ状に折り返しジグザグに屈曲した線状や帯状にパターン形成され、例えば通電により加熱する抵抗加熱が可能なニッケル膜やサーミスタ膜等でパターン形成されている。特に、発熱体４と薄膜サーミスタ部５とを同じ材料で形成することが好ましい。本実施形態では、上記Ｔｉ−Ａｌ−Ｎで発熱体４も形成している。この場合、薄膜サーミスタ部５をスパッタリング等で形成する際に、同時に発熱体４も成膜し、パターニングも両者を同時に行う。
【００２９】
上記一対の対向電極６は、互いに対向して櫛型状にパターン形成された櫛型電極であり、交互に配された複数の櫛部６ａを有している。
これら一対の対向電極６は、例えば膜厚５〜１００ｎｍのＣｒ又はＮｉＣｒの接合層と、該接合層上にＡｕ等の貴金属で膜厚５０〜１０００ｎｍ形成された電極層とを有している。
【００３０】
一対の対向電極６の基端部には、一対のセンサ用パッド部６ｂが設けられており、外部の回路と接続可能とされている。
また、発熱体４の両端部には、センサ用パッド部６ｂと並んで配された一対の発熱体用パッド部４ａが設けられている。すなわち、発熱体４は、絶縁性フィルム２の一端近傍に配された一方の発熱体用パッド部４ａから絶縁性フィルム２の長手方向に直線状に延在し、絶縁性フィルム２の他端近傍で折り返した後、絶縁性フィルム２の一端近傍までミアンダ形状を有して他方の発熱体用パッド部４ａまで延在している。
【００３１】
なお、ポリイミド樹脂等で形成された薄い絶縁性保護膜を、センサ用パッド部６ｂ及び発熱体用パッド部４ａを除き、一対の対向電極６を含む薄膜サーミスタ部５上や発熱体４上に、スクリーン印刷等で部分的にパターン形成しても構わない。
図１中、流体の流れる方向は、二点鎖線の矢印で示している。また、図２中、一対の対向電極６、薄膜サーミスタ部５及び発熱体４には、ハッチングを施している。
【００３２】
一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂのセンサ用パッド部６ｂには、それぞれ温度センサ部３Ａ，３Ｂの出力に基づいて流体の温度を算出する一対の温度演算部１１が接続されている。
また、発熱体４の発熱体用パッド部４ａには、発熱体４の温度を所定の温度に制御する発熱体制御部１２が接続されている。
さらに、一対の温度演算部１１と発熱体制御部１２とには、算出した一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂにおける各検出温度及び検出温度差と、発熱体４による流体への加熱量と、流体の物性値とに基づいて流体の流量を算出する流量演算装置１３が接続されている。
【００３３】
このように本実施形態のフローセンサ１では、絶縁性フィルム２と、絶縁性フィルム２の裏面に配管Ｐの軸線方向に互いに間隔を空けて形成された一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと、絶縁性フィルム２の裏面に一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂの間で一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと間隔を空けて形成された電気抵抗により発熱する発熱体４とを備えているので、絶縁性フィルム２を配管の外周面に貼り付ける又は巻き付けるだけで、温度センサ部３Ａ，３Ｂと発熱体４との間隔を一定にしたまま容易に設置可能である。
【００３４】
すなわち、一枚の絶縁性フィルム２に一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと発熱体４とが一体に設けられているので、配管Ｐに貼り付け又は巻き付けることで、容易に一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと発熱体４とを設置できると共に、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと発熱体４との間隔が一定であり、ばらつきが生じず、高い精度で流量測定が可能である。また、温度センサ部３Ａ，３Ｂが、サーミスタ材料で形成された薄膜サーミスタ部５と、薄膜サーミスタ部５に形成された一対の対向電極６とを備えているので、配管Ｐの外周面に貼り付け又は巻き付ける際に薄い薄膜サーミスタ部５が絶縁性フィルム２と共に曲げ易いと共に、膜状の薄膜サーミスタ部５が面接触していることで、線状の抵抗体を用いた温度センサに比べて、より高精度な温度測定が可能になる。
【００３５】
特に、温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４が、配管Ｐの略全周にわたって延在しているので、帯状の薄膜サーミスタ部５が配管Ｐの略全周を覆うことになり、薄膜サーミスタ部５の面接触領域が全周にわたることで、配管Ｐの周方向の温度均一化を促進でき、より高精度な流量測定が可能になる。
【００３６】
また、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと発熱体４との間は、空気層が介在しているため、温度センサ部３Ａ，３Ｂと発熱体４とが接触せず、互いの直接の熱伝達を極力抑制することができる。
なお、配管Ｐの外側に取り付けられるため、腐食性の流体等でも影響を受けずに、流量測定が可能である。
また、絶縁性フィルム２が、配管Ｐの一部となる筒部材７の外周面に貼り付け又は巻き付けされているので、筒部材７を配管Ｐに接続するだけで、容易にフローセンサ１を設置することができる。
【００３７】
さらに、薄膜サーミスタ部５が、上記ＭｘＡｌｙＮｚで示される金属窒化物からなり、その結晶構造が、六方晶系のウルツ鉱型の単相であるので、非焼成で成膜可能で柔軟性を有して高Ｂ定数の薄膜サーミスタ部５により、絶縁性フィルム２の曲げに追従して柔軟に薄膜サーミスタ部５が湾曲可能であると共に、高精度な温度測定が可能になる。
また、発熱体４と薄膜サーミスタ部５とを同じ材料で形成することで、同一プロセスで両者を同時に形成することができると共に、互いに異なる材料を用意する必要が無く、製造工程の削減及び材料コストの低減を図ることができる。
【００３８】
次に、本発明に係るフローセンサの第２から第５実施形態について、図３から図７を参照して以下に説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、上記実施形態において説明した同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３９】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと発熱体４とが絶縁性フィルム２の裏面に形成されているのに対し、第２実施形態のフローセンサ２１では、図４に示すように、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂと発熱体４とが絶縁性フィルム２の表面に形成されている点である。
【００４０】
また、第２実施形態では、絶縁性フィルム２の裏面であって一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂに対向した部分に絶縁性フィルムより熱伝導性が高い一対のセンサ用熱伝導体膜２８が互いに間隔を空けてパターン形成されている。また、絶縁性フィルム２の裏面であって発熱体４に対向した部分に絶縁性フィルム２より熱伝導性が高い発熱体用熱伝導体膜２９が、一対のセンサ用熱伝導体膜２８と間隔を空けてパターン形成されている。
上記センサ用熱伝導体膜２８及び発熱体用熱伝導体膜２９は、例えば銅箔等の金属膜で帯状に形成され、絶縁性フィルム２を筒部材７に巻き付けた状態で筒部材７の全周に沿って円環状に形成されている。
【００４１】
このように第２実施形態のフローセンサ２１では、絶縁性フィルム２の裏面であって一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂに対向した部分に絶縁性フィルムより熱伝導性が高い一対のセンサ用熱伝導体膜２８が互いに間隔を空けてパターン形成されているので、センサ用熱伝導体膜２８によって一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂに高い熱伝導性で熱を伝えることができる。
【００４２】
また、絶縁性フィルム２の裏面であって発熱体４に対向した部分に絶縁性フィルム２より熱伝導性が高い発熱体用熱伝導体膜２９が、一対のセンサ用熱伝導体膜２８と間隔を空けてパターン形成されているので、発熱体用熱伝導体膜２９によって発熱体４の熱を高い熱伝導性で直下の流体に伝えることができる。また、一対のセンサ用熱伝導体膜２８と発熱体用熱伝導体膜２９とは、互いに分割されて接触していないため、熱伝導体膜間での直接の熱伝導がなく、流体を通した熱伝達の効果を高めることができる。
【００４３】
次に、第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４が、いずれも絶縁性フィルム２の表面に形成されているのに対し、第３実施形態のフローセンサ３１では、図５に示すように、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂが、絶縁性フィルム２の表面に形成され、発熱体４が、絶縁性フィルム２の裏面に形成されている点である。
【００４４】
また、第２実施形態では、発熱体用絶縁膜３９が発熱体４を覆って帯状にパターン形成されている。特に、金属製の筒部材７を採用した場合、発熱体４と筒部材７との電気的絶縁を図るために、発熱体４を発熱体用絶縁膜３９で覆うことが好ましい。
このように第３実施形態のフローセンサ３１では、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂが、絶縁性フィルム２の表面に形成され、発熱体４が、絶縁性フィルム２の裏面に形成されているので、発熱体４の熱がより流体に伝わりやすくなると共に、温度センサ部３Ａ，３Ｂは発熱体４の反対面に設けられているため、同一面に設けられている場合よりも、発熱体４からの熱の影響がさらに抑制される。
【００４５】
次に、第４実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４が外部に露出しているのに対し、第４実施形態のフローセンサ４１では、図６に示すように、絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４を覆うケース部４２を備えている点である。
すなわち、第４実施形態では、絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４を囲んだ状態で内部を密封したケース部４２が筒部材７の外周面に取り付けられている。
【００４６】
上記ケース部４２は、例えば内部に絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４を密封状態で収納した内部空間を有する樹脂製等の円筒状部材である。
このように第４実施形態のフローセンサ４１では、絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４を覆うケース部４２を備えているので、ケース部４２により外界の影響を遮断することができる。
【００４７】
次に、第５実施形態と第４実施形態との異なる点は、第４実施形態では、絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４をケース部４２で覆っているのに対し、第５実施形態のフローセンサ５１では、図７に示すように、絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４を封止する絶縁性の被覆体５２を備えている点である。
すなわち、第５実施形態では、絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４を封止した樹脂等の被覆体５２が筒部材７の外周面に形成されている。この被覆体５２は、筒部材７の外周面に密着した状態で円筒状に樹脂等で成形されている。
【００４８】
上記被覆体５２は、熱硬化性樹脂等の絶縁材料で形成され、特に、絶縁性フィルム２よりも熱伝導率が小さい材料を採用することが好ましい。
このように第５実施形態のフローセンサ５１では、絶縁性フィルム２、一対の温度センサ部３Ａ，３Ｂ及び発熱体４を封止する絶縁性の被覆体５２を備えているので、被覆体５２により外界の影響を遮断することができる。
【００４９】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５０】
例えば、上記各実施形態では、薄膜サーミスタ部の上に一対の対向電極が形成されているが、薄膜サーミスタ部の下、すなわち薄膜サーミスタ部と絶縁性フィルムとの間に一対の対向電極を形成しても構わない。
上記各実施形態のように、配管の全周にわたって絶縁性フィルムを巻回し、温度センサ部及び発熱体も略全周にわたって延在させることが好ましいが、配管の周方向の一部、例えば半周にわたって絶縁性フィルムを貼り付け、温度センサ部及び発熱体も前記半周にわたって延在させても構わない。
【符号の説明】
【００５１】
１，２１，３１，４１，５１…フローセンサ、２…絶縁性フィルム、３Ａ，３Ｂ…温度センサ部、４…発熱体、５…薄膜サーミスタ部、６…対向電極、７…筒部材、２８…センサ用熱伝導体膜、２９…発熱体用熱伝導体膜、４２…ケース部、５２…被覆体、Ｐ…配管
【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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