[發明專利]熱式流量傳感器

有效

• 申請號: 200710137064.6
• 申請日: 2007-07-19
• 公開（公告）號: CN101109653A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 中野洋;山田雅通;松本昌大;渡邊泉
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: G01F1/69
• 分類號: G01F1/69
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及為檢測流過車載用內燃機的吸氣通路等通路的空氣等流體的流量，而具備在基板上形成有作為檢測部的發熱電阻體的傳感器元件的熱式流量傳感器，尤其涉及實現了流量測定精度的提高的熱式流量傳感器。

背景技術

作為檢測在汽車等上搭載的內燃機的吸入空氣量的流量傳感器，能夠直接測定質量流量的熱式的空氣流量傳感器為主流。

近年來，提出了在硅(Si)等半導體基板上使用微機械(micro?machine)技術制造熱式流量傳感器的傳感器元件的方案。此種半導體型的熱式流量傳感器，在形成于半導體基板上的數微米的薄膜部上，形成有發熱電阻體和感溫電阻體。該傳感器因為是薄膜，所以熱容量小且可高速響應、低電力驅動。此外，利用微細加工容易形成檢測發熱電阻體的上下游的溫度差，且判別順流、逆流的結構。

半導體型的熱式流量傳感器因為是板狀的傳感器元件，所以如果在傳感器元件周圍產生流體的流動的紊亂，則對測定精度會造成很大影響。從而，不受此種流體的流動的紊亂的影響的結構為需解決的問題。

作為著眼于此種問題的現有技術，例如具有如下述專利文獻1所述的技術。所述文獻記載的熱式流量傳感器，降低在用于設置傳感器元件的基座部件的端部處由于在流動中生成紊亂而導致的測定誤差、或在傳感器元件自身的基板的端部處產生的由于流體的流動的紊亂而導致的測定誤差。

專利文獻1：日本特開平10-300546號公報

多數的半導體型的熱式流量傳感器，在流體流過的測定用通路內壁部分(基座部)或在主通路內設置的副通路內壁部分(測定用通路內壁部分)設置有傳感器元件。作為傳感器元件的實際安裝形式，大多在所述基座部形成矩形的凹部，并在該凹部內嵌入傳感器元件并由粘接劑固定安裝。

在凹部內設置傳感器元件的情況下，期望將測定用通路內壁面與傳感器元件(檢測部)表面以相同的高度設置，但由于制造條件，產生傳感器元件表面從測定用通路內壁面突出或凹陷(形成階梯差)等波動。

在傳感器元件從測定用通路內壁面突出了的情況下，在傳感器元件端部產生流動的紊亂(剝離)，且真正的流動與傳感器元件周圍的流動不同而產生測定誤差。為降低所述的測定誤差，所述專利文獻1中記載的熱式流量傳感器，將傳感器元件上的發熱電阻體從產生剝離的傳感器元件端部隔離。但是，為確保距離傳感器元件端部的隔離距離，需要增大傳感器元件表面積，而無法避免成本提高。

此外，在傳感器元件從測定用通路內壁面突出或在同一平面上的情況下，也存在混入流體的灰塵等沖擊而破壞傳感器元件的薄膜部的問題。

此外，在傳感器元件從測定用通路內壁面凹陷的情況下，因測定用通路內壁面與傳感器元件表面的階梯差，流動產生紊亂(剝離)。

然而，所述專利文獻1中記載的熱式流量傳感器，未考慮如上所述的實際安裝時的波動。在傳感器元件表面從測定用通路內壁面突出或凹陷而產生階梯差的情況下，雖然可通過確保從該階梯差處的剝離點至發熱電阻體之間的距離而得到改善，但與上述同樣存在傳感器元件面積增大、成本提高的問題。

發明內容

本發明為解決所述的現有的問題，目的在于提供一種熱式流量傳感器，其將傳感器元件的尺寸限制在最小限度，幾乎不會導致成本提高，并且可以降低因流體的流動的紊亂產生的測定誤差、和因灰塵的沖擊產生的破壞等。

為達到上述目的，本發明所述的熱式流量傳感器采取如下的手段。

即，本發明所述的熱式流量傳感器的一種方式基本具備：沿在通路內流動的流體的流動方向設置的基座部；傳感器元件，其安裝于該基座部，并在基板上形成有發熱電阻體，所述發熱電阻體用于檢測在所述主通路流動的流體的流量。

并且特征在于，在所述基座部形成矩形的凹部，且所述傳感器元件以其檢測部表面低于所述凹部的上端緣的方式被嵌入固定安裝在該凹部內，而且，在所述傳感器元件對面的測定用通路壁部分設置節流部，且所述發熱電阻體，從所述凹部的上游側端緣沿流動方向，被隔離在不受因在所述凹部的上端緣與所述傳感器元件的檢測部表面之間形成的階梯差引起產生的流體的流動紊亂的影響的位置。

本發明所述的熱式流量傳感器的其他方式基本上，在主通路內，沿流體的流動方向設有流體的一部分流入通過的副通路，在該副通路，沿流體的流動方向設有基座部，并且在該基座部安裝有傳感器元件，所述傳感器元件在基板上形成有發熱電阻體，所述發熱電阻體用于檢測在所述主通路流動的流體的流量。