本發(fā)明涉及一種測定裝置及測定裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

以往，作為檢測流體的流量變化的流量傳感器，已知有專利文獻1所記載的液體用的流量傳感器。該流量傳感器具有半導體模塊，所述半導體模塊納入有在流體的流向上游側(cè)-下游側(cè)分別具備的兩個溫度傳感器及熱源。該流量傳感器具備引導液體的管道，半導體模塊經(jīng)由導熱膏等粘接劑而被設(shè)置在管道的外表面上，兩個溫度傳感器及熱源和管道的外表面熱接觸。這樣的流量傳感器的結(jié)構(gòu)被采用于不想使流體接觸管道以外的材料的情況，或半導體模塊大于管道的內(nèi)徑而不能在管道的內(nèi)部配置半導體模塊的情況。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特表2003-532099號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的技術(shù)問題

在專利文獻1所記載的流量傳感器中，在半導體模塊上，調(diào)解來自半導體模塊的電信號的印刷基板被粘接至重力方向下側(cè)，相對于半導體模塊像重錘一樣懸掛。此外，半導體模塊通常具備薄膜狀的絕熱性隔膜，所述薄膜狀的絕熱性隔膜是絕緣膜覆蓋內(nèi)腔的部分。在此，在對具備上述結(jié)構(gòu)的流量傳感器施加振動、沖擊等負荷的情況下，像重錘一樣懸掛的印刷基板使振動、沖擊等負荷放大，在半導體模塊與管道的粘接面上，即管道外表面與半導體模塊的隔膜表面的粘接面上，與該放大了的負荷相應(yīng)的應(yīng)力增大。繼而，由于該隔膜部分是薄膜狀的，機械強度較低，因此如果在該薄膜部分與振動、沖擊等負荷相應(yīng)的應(yīng)力增大的話，有破損的危險。這樣的問題即使在管道上固定有傳感器的流量傳感器以外的測定裝置中，也可能發(fā)生同樣的問題。

因此，本發(fā)明的一個目的在于，提供一種能夠提高針對振動、沖擊等負荷的抗性的測定裝置及測定裝置的制造方法。

解決問題的技術(shù)手段

為了解決上述問題，本發(fā)明的一方面所涉及的測定裝置具備：管狀構(gòu)件；傳感器，其固定于管狀構(gòu)件的外周面；基板，所述基板是中繼來自傳感器的檢測信號的基板，所述基板被固定在外周面的與固定有傳感器的區(qū)域不同的區(qū)域，所述基板和傳感器分離；以及電線，其將傳感器與基板電連接。

在上述測定裝置中，傳感器的底面也可以和基板分離。

在上述測定裝置中，也可以在基板上設(shè)置有缺口，傳感器位于缺口處。

在上述測定裝置中，傳感器也可以具備隔膜。

在上述測定裝置中，管狀構(gòu)件也可以是玻璃毛細管。

在上述測定裝置中，也可以還具備包含傳感器和基板的傳感器殼體，管狀構(gòu)件的至少一個端部通過連接構(gòu)件被固定在傳感器殼體上。

在上述測定裝置中，傳感器也可以測定在管狀構(gòu)件內(nèi)流動的流體的流速。

在上述測定裝置中，傳感器也可以測定在管狀構(gòu)件內(nèi)流動的流體的流量。

在上述測定裝置中，傳感器也可以具備：溫度傳感器，其測定在管狀構(gòu)件內(nèi)流動的流體的溫度；以及加熱器，其對流體提供熱量，加熱器提供與溫度傳感器所測定的溫度和設(shè)定溫度的差對應(yīng)的熱量。

在上述測定裝置中，也可以在基板上設(shè)置有多個缺口，溫度傳感器位于一個缺口處，加熱器位于另一缺口處。

為了解決上述問題，本發(fā)明的一方面所涉及的測定裝置的制造方法包括:將傳感器固定在管狀構(gòu)件的外周面的第1區(qū)域的工序；將基板固定在外周面的與第1區(qū)域不同的第2區(qū)域的工序，所述基板中繼來自傳感器的檢測信號，并和傳感器分離；以及將傳感器和基板電連接的工序。

在上述測定裝置的制造方法中，傳感器的底面也可以和基板分離。

在上述測定裝置的制造方法中，也可以在基板上設(shè)置有缺口，傳感器位于缺口處。

在上述測定裝置的制造方法中，傳感器也可以具備隔膜。

在上述測定裝置的制造方法中，管狀構(gòu)件也可以是玻璃毛細管。

在上述測定裝置的制造方法中，還可以包括將管狀構(gòu)件的至少一個端部通過連接構(gòu)件固定在包含傳感器和基板的傳感器殼體上的工序。

在上述測定裝置的制造方法中，傳感器也可以是測定在管狀構(gòu)件內(nèi)流動的流體的流速的傳感器。

在上述測定裝置的制造方法中，傳感器也可以是測定在管狀構(gòu)件內(nèi)流動的流體的流量的傳感器。

在上述測定裝置的制造方法中，傳感器也可以具備：溫度傳感器，其測定在管狀構(gòu)件內(nèi)流動的流體的溫度；以及加熱器，其對流體提供熱量。

在上述測定裝置的制造方法中，也可以在基板上設(shè)置有多個缺口，溫度傳感器位于一個缺口處，加熱器位于另一缺口處。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠提高針對振動、沖擊等負荷的抗性。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的流量計的構(gòu)成例的概略俯視圖。

圖2是從圖1的ii－ii方向觀察到的截面圖。

圖3是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的流量傳感器的構(gòu)成例的立體圖。

圖4是從圖1的iv－iv方向觀察到的截面圖。

圖5是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的流量傳感器的構(gòu)成例的立體圖。

圖6是從圖1的vi－vi方向觀察到的截面圖。

圖7是示出流量計的構(gòu)成例作為參考例的截面圖。

圖8是說明本發(fā)明的效果的表。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。在以下的附圖的記載中，對相同或者類似的部分附上相同或者類似的符號表示。附圖是示意性的圖，未必和實際的尺寸、比率一致。有時包含在附圖相互間彼此的尺寸的關(guān)系、比率不同的部分。進而，在各附圖中，對于相同構(gòu)成要素盡可能附上相同的符號，省略重復的說明。

(結(jié)構(gòu))

使用圖1至圖6，對本發(fā)明的實施方式所涉及的測定裝置的一例的流量計的結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的流量計的構(gòu)成例的概略俯視圖。圖2是從圖1的ii－ii方向觀察到的截面圖。圖3是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的溫度傳感器的構(gòu)成例的立體圖。圖4是從圖1的iv－iv方向觀察到的截面圖。圖5是示出本發(fā)明的實施方式所涉及的加熱器的構(gòu)成例的立體圖。圖6是從圖1的vi－vi方向觀察到的截面圖。

如圖1所示，流量計1例示地構(gòu)成為，具備：配管11，其是管狀構(gòu)件的一例；流量傳感器21，其是測定在配管11內(nèi)流動的流體的流量的傳感器的一例；中繼基板31，其是經(jīng)由電線33中繼來自流量傳感器21的檢測信號的基板的一例；以及傳感器殼體61，其通過連接構(gòu)件51固定配管11的兩端。

配管11是使流體通過的管狀的構(gòu)件。例如，配管11具有和流體的流量對應(yīng)的適當?shù)膬?nèi)徑，能夠承受流體的壓力的壁的厚度，以及最合適的長度，這些由使用條件決定。配管11通過陶瓷、塑料、不銹鋼等材料構(gòu)成，例如是玻璃毛細管。再者，配管11的厚度為薄至幾乎不妨礙熱傳導的程度，例如是數(shù)十微米的程度。配管11a的兩端與連接構(gòu)件51b及51c連接，配管11b的一端與連接構(gòu)件51a連接，配管11c的一端與連接構(gòu)件51d連接。配管11a和配管11b通過連接構(gòu)件51a及51b連接，配管11a和配管11c通過連接構(gòu)件51c及51d連接。配管11a至11c可以是由相同的構(gòu)件制造的，也可以是由不同的構(gòu)件制造的。

流量傳感器21是用于對在配管11內(nèi)流通的流體的流速及流量中的至少一個方面進行測定的單元。如圖1、2及4所示，流量傳感器21被固定在通過配管11的連接構(gòu)件51夾住的部分、即配管11a的外周面的第1區(qū)域而被使用。此外，流量傳感器21例示地構(gòu)成為，具備：溫度傳感器21b，其在配管11a的外周面上位于流體的流向上游側(cè),并測定流體的溫度；以及加熱器21a，其位于流體的流向下游側(cè)，對流體提供熱量。如圖2所示，溫度傳感器21b的底面構(gòu)成為與中繼基板31分離。此外，如圖4所示，加熱器21a的底面構(gòu)成為與中繼基板31分離。

如圖2及圖3所示，溫度傳感器21b例示地構(gòu)成為，具備：基底基板101b；絕緣膜103b，其配置于基底基板101b上；測溫電阻元件107，其設(shè)置于絕緣膜103b上；以及電連接部109c、109d，其經(jīng)由電線33c、33d輸出與測溫電阻元件107檢測出的物理量對應(yīng)的電信號，所述電信號是檢測信號的一例。

配管11例如通過導熱性粘接劑71b沿著中心線c被固定于溫度傳感器21b上。導熱性粘接劑71是介于流量傳感器21和配管11的外壁間的導熱性材料。導熱性粘接劑71由導熱性材料構(gòu)成，所述導熱性材料是將流量傳感器21的熱有效地傳達至配管內(nèi)部的流體，并將配管11內(nèi)部的熱傳達至流量傳感器21的、能夠雙向?qū)岬膶嵝圆牧?。導熱性粘接?1例如被涂敷在配管固定區(qū)域，將通過導熱性粘接劑71配置于基底基板101b上的溫度傳感器21b設(shè)置在配管11的外壁。導熱性粘接劑71是通過硬化來固定流量傳感器21和配管11的粘接劑。

導熱性粘接劑71例如包含作為傳導性填料和粘合樹脂的混合物的糊料。在傳導性填料中，例如包括銀、銅、金、鐵、鎳及鋁等的金屬微細粉末或炭黑。此外，在粘合樹脂中，包括環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂、酚醛樹脂及酰亞胺樹脂等樹脂。

如圖4及圖5所示，加熱器21a例示地構(gòu)成為，具備：基底基板101a，其設(shè)置有內(nèi)腔102；絕緣膜103a，其在基底基板101a上以覆蓋內(nèi)腔102的方式被配置；測溫電阻元件104，其設(shè)置于絕緣膜103a；以及電連接部109a、109b，其經(jīng)由電線33a、33b輸出與測溫電阻元件104檢測出的物理量對應(yīng)的電信號，所述電信號是檢測信號的一例。此外，加熱器21a具有背面蝕刻結(jié)構(gòu)，所述背面蝕刻結(jié)構(gòu)是從基底基板101a的下方形成作為絕緣膜103a的覆蓋內(nèi)腔102的部分的絕熱性隔膜的結(jié)構(gòu)。

在此，對流量傳感器21的測定方法進行說明，流量傳感器21的加熱器21a給流體提供熱量以使比在配管11內(nèi)流動的流體的溫度(溫度傳感器21b的測定溫度)高出一定溫度。例如，在加熱器21a給流體提供熱量以使比測定溫度高出10℃的情況下，測定溫度為20℃時，加熱器21a提供熱量以使流體的溫度變?yōu)?0℃，測定溫度為50℃時，加熱器21a提供熱量以使流體的溫度變?yōu)?0℃。即。高出測定溫度一定溫度的加熱器21a的設(shè)定溫度是根據(jù)測定溫度而變化的。加熱器21a將與測定溫度和設(shè)定溫度的差對應(yīng)的熱量提供給流體以使流體的溫度上升。

而且，用于使加熱器21a將與測定溫度和設(shè)定溫度的差對應(yīng)的熱量提供給流體的電力量和在配管11內(nèi)流通的流體的流速、流量有相關(guān)關(guān)系是抑已知的。因此，基于用于將與測定溫度和設(shè)定溫度的差對應(yīng)的熱量提供給流體的電力量，能夠測定(算出)在配管11內(nèi)流通的流體的流速及流量中的至少一方。

再者，在流量傳感器21中，流體的流速及流量的測定方法并不限于上述，也可以采用其他的測定方法。再者，流量傳感器21的加熱器21a及溫度傳感器21b未必需要相互分離地固定于配管11上，加熱器21a及溫度傳感器21b也可以成為一體地固定于配管11上。

中繼基板31是中繼來自流量傳感器21的檢測信號的基板。如圖1及圖6所示，中繼基板31例如經(jīng)由電線33a及33b和加熱器21a電連接，此外，經(jīng)由電線33c及33d和溫度傳感器21b電連接。中繼基板31例如經(jīng)由各電線33對與流量傳感器21所具備的電阻元件的電阻對應(yīng)的電信號進行中繼。

此外，中繼基板31經(jīng)由與各電連接部35連接的各電線41，將來自流量傳感器21的檢測信號輸出至流量測定部(未圖示)。

進而，如圖1及圖6所示，中繼基板31例如通過粘接劑71c，被固定在配管11的外周面的與固定有流量傳感器21的第1區(qū)域不同的區(qū)域即第2區(qū)域。此外，中繼基板31與流量傳感器21分離地被固定在配管11的外周面。具體地說，中繼基板31被固定在與固定有溫度傳感器21b及加熱器21a的配管11的外周面的區(qū)域不同的區(qū)域。再者，中繼基板31與流量傳感器21分離地被固定在配管11的外周面，但至少中繼基板31經(jīng)由各電線與各流量傳感器21電連接，以便能夠中繼來自流量傳感器21的檢測信號。

如圖1所示，構(gòu)成為，在中繼基板31上設(shè)置有缺口n，流量傳感器21位于缺口n處。具體地說，構(gòu)成為，在中繼基板31上設(shè)置有多個缺口n1及n2，溫度傳感器21b位于一個缺口n2處，加熱器21a位于另一缺口n1處。缺口n的數(shù)量沒有限制，一個也可，三個以上也可。

再者，電線33及41如果含有能夠傳達電信號的材料而構(gòu)成即可，例如，可以舉出金線、銅線等金屬線，但不僅限于此。可以使用硅(si)等作為基底基板101的材料。可以使用二氧化硅(sio2)等作為絕緣膜103的材料。此外，可以使用鉑(pt)等作為測溫電阻元件104及107的各材料，這些可以通過光刻法(リソグラフィ法)等形成。

傳感器殼體61是容納流量傳感器21的構(gòu)件。此外，如圖1所示，連接構(gòu)件51是與配管11的至少一個端部連接，連接配管11a和配管11b，并連接配管11a和配管11c的構(gòu)件。如圖1所示，配管11的至少一個端部通過連接構(gòu)件51被固定在傳感器殼體61上。再者，連接構(gòu)件51例如通過陶瓷、塑料、不銹鋼等構(gòu)成。

(比較參考例)

圖7是說明用于更好理解本發(fā)明的效果的參考例的圖。特別是，圖7是示出的流量計的構(gòu)成例作為參考例(現(xiàn)有例)的截面圖。如圖7所示，現(xiàn)有的流量計200例示地構(gòu)成為，具備：配管211；傳感器221；通過電線281與傳感器221電連接的印刷基板231；以及容納傳感器221的傳感器殼體261。

如圖7所示，印刷基板231像重錘一樣從下方粘接于傳感器221。此外，傳感器221具備薄膜狀的絕熱性隔膜，所述薄膜狀的絕熱性隔膜是絕緣膜203覆蓋內(nèi)腔202的部分。在此，在對傳感器221施加振動、沖擊等負荷的情況下，在傳感器221和配管211的粘接部分s(圖7中用圓示出的部分)，基于該負荷的應(yīng)力增大。繼而，由于隔膜部分是薄膜狀的，機械強度較低，因此如果在該薄膜部分基于振動、沖擊等負荷的應(yīng)力增大的話，更具體地說，在該隔膜部分有發(fā)生傳感器斷路的危險。如上所述，在如圖7所示的流量計中，存在傳感器和配管的粘接部分容易由于振動、沖擊等負荷而破損，即易于發(fā)生傳感器斷路的問題。

(實驗結(jié)果)

圖8是說明本發(fā)明的效果的表。特別是，圖8是示出對流量計進行的沖擊試驗及組裝試驗的結(jié)果的圖。

沖擊試驗是指，例如在圖4及圖7所示出的x、y、z各方向上對流量計分別施加至少3次最大50g的沖擊，對該情況下的、傳感器中的傳感器和配管的粘接部分的破損情況進行試驗。如圖8所示，對于現(xiàn)有的流量計，在進行了4次上述沖擊實驗時，發(fā)生了兩次傳感器的斷路(破損)。另一方面，對于本發(fā)明的流量計，在進行了10次上述沖擊實驗時，本發(fā)明的流量傳感器1次也沒有破損。

組裝試驗是指，對在將傳感器安裝于傳感器殼體內(nèi)的情況下的、傳感器中的傳感器和配管的粘接部分的破損情況進行試驗。如圖8所示，在對現(xiàn)有例的傳感器進行了13次上述組裝試驗時，發(fā)生了兩次傳感器的斷路(破損)。另一方面，對于本發(fā)明的流量傳感器，在進行了30次上述組裝試驗時，本發(fā)明的流量傳感器1次也沒有破損。

如以上所說明的，在本發(fā)明的實施方式所涉及的流量計1中，流量傳感器21及中繼基板31分離地固定在配管11的外周面上的不同區(qū)域。因此，因為中繼基板31不會像重錘一樣對流量傳感器21作用，所以能夠提高針對振動、沖擊等負荷的抗性。

(其他實施方式)

上述各實施方式是為了使本發(fā)明的理解變得簡單，并沒有限定地解釋本發(fā)明。此外，上述實施方式始終是例示，并沒有排除上述沒有明示的種種變形、技術(shù)的應(yīng)用的意圖。即，本發(fā)明可以在不脫離該宗旨的范圍內(nèi)進行種種變形(組合各實施方式等)并實施。

在上述各實施方式中，以流量計作為測定裝置、以流量傳感器作為傳感器為例舉例說明，但并不僅限于此，只要是在配管的外壁設(shè)置傳感器而構(gòu)成的測定裝置即可，例如，也可以是以熱量計作為測定裝置，以熱量傳感器作為傳感器，也可以是以溫度計作為測定裝置，以溫度傳感器作為傳感器。

符號說明

1流量計

11配管

21流量傳感器

21a加熱器

21b溫度傳感器

31中繼基板

33、41電線

35、109電連接部

51連接構(gòu)件

61傳感器殼體

71導熱性粘接劑

101基底基板

102內(nèi)腔

103絕緣膜

104、107測溫電阻元件。