[發明專利]熱式質量流量計

有效

• 申請號: 200710146836.2
• 申請日: 2007-08-24
• 公開（公告）號: CN101165462A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 長谷部臣哉
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: G01F1/86
• 分類號: G01F1/86
• 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

本發明涉及一種基于在流體的流動方向上的溫度分布對在配管內流動的流體的質量流量進行測定的熱式質量流量計。

背景技術

參照圖5對現有的熱式質量流量計進行說明。圖5是表示現有的熱式質量流量計的一例的圖，(A)是截面圖，(B)是表示配管表面的溫度分布的圖表。在(B)圖中，縱軸是溫度，橫軸是配管的流動方向上的位置。另外，虛線表示的曲線表示流體不在配管內流動的狀態下的溫度分布，實線表示的曲線表示流體在配管內流動的狀態下的溫度分布。

如圖5(A)所示，加熱器32接觸在配管31的圓周面的表面上，而且在配管31的流動方向上的加熱器32的上游側和下游側的等距離的位置上配置有1對測定配管的表面溫度的溫度傳感器對34(34a、34b)。此例中，例如利用通過MEMS(Micro?Electro?Mechanical?System)技術在一塊基板上嵌入了加熱器32和溫度傳感器對34的流量測定用芯片36，將該流量測定用芯片36安裝在配管31上，對在配管31內流動的流體流量進行測定(例如，參照專利文獻1)。

上述熱式質量流量計，通過加熱器32將配管內的流體加熱到規定的溫度，用從加熱器32只離開一定距離的溫度傳感器對34分別對配管31的表面溫度進行測定。若以由加熱器32加熱了的流體的溫度分布遵從高斯分布為前提，則流體靜止時如圖5(B)虛線所示，由兩個溫度傳感器34a和34b測出的溫度相等，兩者的測定溫度差為0。如圖5(B)的實線所示，若流體在配管31內流動，則溫度分布向下游側移動，由溫度傳感器34a和34b測出的溫度產生差。在配管31內流動的流體的流量越增大，配管31表面的溫度分布越向下游側移動，因此，在配管31表面的溫度分布的頂點位于溫度傳感器34a和34b之間時，在配管31內流動的流體的流量越增大，溫度傳感器對34的測定溫度差的值變得越大。因此，在配管31內流動的流體的流量和溫度傳感器對34的測定溫度差之間相關關系成立，根據該相關關系，利用溫度傳感器對34的測定溫度差，可算出在配管31內流動的流體的流量。

在利用了嵌入有像這樣的加熱器32和一對的溫度傳感器34a和34b的流量測定用芯片36的熱式質量流量計中，通過MEMS技術能使成對的溫度傳感器對34接近加熱器而配置，因此，即使在溫度分布的移動量小的情況下，在表示溫度傳感器芯片溫度分布的曲線(參照圖5(B))的傾斜急劇的位置，溫度傳感器34a和34b也能對溫度進行測定，即使在流量為微量的情況下，作為測定溫度差也能獲得大值，能以高靈敏度進行流量測定。

但是，利用MEMS技術在一塊基板上嵌入發熱元件32和溫度傳感器對34，由于制造設備等的問題無法廉價地實現。因此，本申請的發明者們提案如下：將發熱元件即片型的加熱器芯片和構成溫度傳感器對的一對溫度傳感器芯片分別配置在配管的圓周面上，構成熱式質量流量計。由此，不用采用MEMS技術就可以廉價地構成熱式質量流量計。

專利文獻1：美國特許第6813944號

對于像這樣的熱式質量流量計，若溫度傳感器芯片的測定敏感度降低，則將直接地影響到流量的測定結果，通過提高溫度傳感器芯片的測定敏感度能提高熱式質量流量計的測定性能。

發明內容

因此，本發明的目的在于提高溫度傳感器芯片的測定敏感度，來提高熱式質量流量計的測定性能。

作為熱式質量流量計的溫度傳感器使用的接觸式的溫度傳感器芯片，由于覆蓋測溫元件的被覆樹脂引起的熱電阻，測定靈敏度因與測定對象物接觸的接觸位置的不同而存在偏差。即，通過使測定對象物與芯片的熱電阻最小的位置接觸，能獲得高的測定靈敏度，若相反地使測定對象物與熱電阻高的位置接觸，則測定靈敏度下降。

因此本發明提供一種熱式質量流量計，其具有測定部和計算部，

所述測定部由如下部分構成，即：加熱器芯片，其配置在內部有流體流動的配管的周面上，用于加熱配管內的流體；和溫度傳感器芯片對，其在配管的周面上，相對于配管在與加熱器芯片同側，沿著配管內的流體的流動方向配置在加熱器芯片的上游側和下游側的等距離的位置上，所述溫度傳感器芯片對由結構與加熱器芯片不同的芯片類型的溫度傳感器芯片構成，所述計算部根據溫度傳感器芯片對的溫度差求出在該配管中流動的流體的流量，所述熱式質量流量計的特征在于，溫度傳感器芯片，其表面被模制樹脂覆蓋，具有從模制樹脂的下面側向側方延伸的輸入輸出端子，在溫度傳感器芯片的下面側粘結固定有所述配管。