专利名称：流量传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流量传感器，特别是涉及一种针对因附着了脏物等而引起流量传感器特性变化的对策。
背景技术：
专利文献1是日本特开平7-333017号公报。
图1和图2表示已往构造的流量传感器1的示意图。在此，图2表示图1中的X1-X1线的断面。但是图1中表示使加热器和测温体露出的状态，而图2中表示用保护膜10等覆盖在其上面的状态。该流量传感器1，在硅基板2的上面形成凹状的空隙部3，在硅基板2的上面设置覆盖住该空隙部3的绝缘薄膜4，由该绝缘薄膜4的一部分在空隙部3的上面形成薄膜状的桥部5。该桥部5借助空隙部3内的空间(空气)而与硅基板2绝热。在桥部5的表面，在其中央部设有加热器6，在挟着加热器6而对称的位置上，分别设有测温体7、8。感热用的测温体7、8，例如可采用由铁和镍合金构成的薄膜电阻，可利用由温度引起的电阻值变化来测定温度。在桥部5外侧的绝缘薄膜4的表面，设有周围温度测温电阻体9。另外，硅基板2被保护膜10覆盖着，该保护膜10覆盖加热器6、测温体7、8及周围温度测温电阻体9。
流量传感器1，如图3所示，放置在产生流体流动(图3中用箭头表示流体的流动方向)的流路中，对加热器6通电而使其发热，并同时监视测温体7、8的输出。即，周围温度测温电阻体9测定周围温度Tatm，无论在何种流体流量的情形下，加热器6都被控制为以仅比周围温度测温电阻体9所测定的周围温度Tatm高一定温度的温度发热。现在设定V流体的质量流量CuO测温体7的热容量CdO测温体8的热容量Tu(V)流体的质量流量为V时的测温体7的温度
Td(V)流体的质量流量为V时的测温体8的温度Qu(V)质量流量为V时供给测温体7的能量Qd(V)质量流量为V时供给测温体8的能量。
其中所述的“流体的质量流量(下面仅称为流量)为V时供给测温体7或8的能量Qu(V)、Qd(V)”是指，以测温体7或8的温度与周围温度Tatm相等时(例如加热器6关闭时)为出发点，加热器以仅比周围温度Tatm高一定温度的温度发热，流量为V的流体通过流量传感器1的状态下，直到到达(准)平衡状态为止，供给测温体7、或8的能量〔＝(吸热能量)-(散热能量)〕。
在流体不流动的无风时(即V＝0时)，下面的式(1)和式(2)成立。另外，以下，把流量V为零时的测温体7、8的温度Tu(O)、Td(O)与周围温度Tatm的温度差ΔTuO(O)、ΔTdO(O)，称为偏移温度。
ΔTuO(O)≡Tu(O)-Tatm＝Qu(O)/CuO ...(1)ΔTdO(O)≡Td(O)-Tatm＝Qd(O)/CdO ...(2)另外，当流体以流量V流动的有风时，下面的式(3)和式(4)成立。
ΔTu(V)≡Tu(V)-Tatm＝Qu(V)/CuO ...(3)ΔTd(V)≡Td(V)-Tatm＝Qd(V)/CdO ...(4)取上面式(3)与式(1)的差，可得到下面的式(5)ΔTu(V)＝〔Qu(V)-Qu(O)〕/CuO+ΔTuO(O)...(5)另外，取上面式(4)与式(2)的差，可得到下面的式(6)ΔTd(V)＝〔Qd(V)-Qd(O)〕/CdO+ΔTdO(O)...(6)在此，流量为V时供给测温体8的能量Qd(V)，例如由图4所示的曲线表示，所以，按照上述式(5)，图示下流测测温体8相对于周围温度的温度变化ΔTd(V)与流体流量V的关系时，热容量CdO和偏移温度ΔTdO(O)是已知的，由图5A这样的输出特性表示。另外，图示相当于上述式(6)的、上流测测温体7相对于周围温度的温度变化ΔTu(V)与流体流量V的关系时，热容量CuO和偏移温度ΔTuO(O)是已知的，例如由图5B这样的输出特性表示。这些表示温度变化ΔTu(V)的初始输出特性和表示温度变化ΔTd(V)的初始输出特性，存储在流量传感器1的计算处理部的存储器内。因此，从测温体8的测定温度Td(V)和周围温度测温电阻体9测定的周围温度Tatm，计算相对于周围温度的温度变化ΔTd(V)时，可采用图5A的初始输出特性，求出流量V的值。同样地，从测温体7的测定温度Tu(V)和周围温度测温电阻体9测定的周围温度Tatm，计算相对于周围温度的温度变化ΔTu(V)时，可采用图5B的初始输出特性，求出流量V的值。这样，只要采用图5A或图5B中任一方的初始输出特性，就可以从ΔTd(V)值或ΔTu(V)的值，求出流体的流量V。或者，也可以从图5A、图B的两输出特性，求出流量V，计算其平均值。
在使用流量传感器的环境下，流体中通常含有垃圾或尘土等杂物(dust)。如图3所示，这样的杂物S附着在测温体7和测温体8上时，测温体7的热容量比初始的热容量Cu0增加，成为Cuc(＞CuO)；测温体8的热容量也比初始的热容量CdO增加，成为Cdc(＞CdO)。即使附着有杂物S，由于认为供给测温体7、8的能量Qu(V)、Qd(V)与流量V的关系几乎没有变化，所以，当杂物S附着在测温体7、8上时，上述式(5)和式(6)成为下面的式(7)和式(8)。
ΔTu(V)＝〔Qu(V)-Qu(O)〕/Cuc+ΔTuc(O)...(7)ΔTd(V)＝〔Qd(V)-Qd(O)〕/Cdc+ΔTdc(O)...(8)式中，ΔTuc(O)＝Qu(O)/Cuc...(9)ΔTdc(O)＝Qd(O)/Cdc...(10)因此，随着杂物S附着量的增加、测温体8的热容量Cdc的增大，例如下流侧测温体8的温度变化ΔTd(V)与流体流量V的关系，如图6所示，表示温度变化ΔTd(V)的输出特性，从初始输出特性，逐渐向下方移动同时坡度减小。另外，热容量Cdc越大，流量V＝0时的偏移温度ΔTdc(O)＝Qd(O)/Cdc也越小。
但是，已往的流量传感器1中，对于因杂物附着等引起的输出特性变化，没有任何考虑，也没有任何修正措施。结果，杂物S附着在测温体8上，测温体8的热容量成为Cdc，测温体8的特性如图6所示ΔTd(V)＝〔Qd(V)-Qd(O)〕/Cdc+ΔTdc(O)这样的曲线变化，计测值ΔTd(V)＝α时，实际的流量值V＝β。但是，在已往的流量传感器1中，由于是根据存储在存储器中的初始输出特性求出流速，所以，当ΔTd(V)＝α时，用流量传感器1计算出的流量如图6所示，为V＝γ。这样，已往的流量传感器1中，因杂物附着等原因，输出的流量值与实际流量值之间产生误差。该问题在测温体7中，对于图5B那样的输出特性也同样存在。
另外，在日本特开平7-333017号公报(专利文献1)中，公开了采用遮蔽阀来修正输出特性的零点的方法。但是，这种方法只修正流量的零点，对于输出特性的曲线变化未作任何修正。并且，实际的输出特性如上述公报所示不是直线。因此，即使如图7所示地进行修正，使得杂物附着后的输出特性D1的偏移温度ΔTdc(O)与存储在存储器中的初始特性D0的偏移温度ΔTdO(O)一致，使该输出特性D1移位到输出特性D2，也仍然留下图7斜线部分所示的误差，不能充分地修正误差。
发明内容
本实用新型是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种流量传感器，能正确地修正表示测温体的测定温度和流体流量关系的输出特性的、因杂物附着等引起的误差。
本实用新型的流量传感器，备有由基板的表面架空地支撑着的薄膜状桥部；设置在所述桥部上的发热用加热器和测温体；以及存储装置，存储着初始状态中所述测温体的计测温度及作为计测对象的流体流量的关系特性，其中，还具有与所述测温体连接、接收所述测温体的计测温度、并且利用所述测温体的计测温度求出初始状态中流量为零时的所述测温体的计测温度值与使用中流量为零时的所述测温体的计测温度之比、修正所述测温体的输出并进行发送的修正装置；与所述修正装置以及所述存储装置连接、根据从所述修正装置传送来的所述修正过的测温体的输出、参照存储在所述存储装置中的所述关系特性求出流体的流量的运算装置。这里作为测温体的计测温度，相比于采用温度本身，优选采用与周围温度(室温)的差。
本实用新型的流量传感器，由于计算出初始状态中流量为零时的所述测温体的计测温度值与使用中流量为零时的所述测温体的计测温度之比，所以可以预算出因杂物附着等引起的测温体的热容量的变化比率，采用该计测温度的比，修正测温体的计测温度，从而可将计测到的温度转换为初始状态中的计测温度，可准确地计算出流体流量。
本实用新型流量传感器的一个实施形式，其中，所述测温体由第1测温体和第2测温体构成，两测温体挟着所述加热器而配置在两侧，至少根据一方的测温体的计测温度，进行所述的修正。
该实施形式中，由于备有挟着加热器的2个测温体，所以，即使流体从2个测温体中的任一个测温体侧流入，也能修正测温体的输出，可准确地求出流体流量。
本实用新型流量传感器的另一个实施形式，其中，所述测温体，当计测到比初始状态中流量为零时的计测温度值小的温度时，判定流体的流量为零，把这时的所述测温体的计测温度视为使用中流量为零时的计测温度。
根据该实施形式，当测温体的计测温度比初始状态中流量为零时的计测温度值小时，判定流体的流量为零，把这时的测温体的计测温度视为流量为零时的值，所以不必强制地使流体的流动停止，可求出流量为零时的计测温度。该实施形式适合于因杂物附着等引起的测温体的输出特性变化平缓的情况。
本实用新型流量传感器的又一实施形式，其中，所述测温体，当计测到比使用中流量为零时的计测温度值小的温度时，判定流体流量为零，把这时的所述测温体的计测温度更新为使用中流量为零时的计测温度。
根据该实施形式，当测温体的计测温度比使用状态中流量为零时的计测温度值小时，判定流体的流量为零，把这时的测温体的计测温度视为流量为零时的值，所以不必强制地使流体的流动停止，可求出流量为零时的计测温度。该实施形式对于因杂物附着等引起的测温体的输出特性变化比较急速的情况，也能进行适当的修正。
本实用新型流量传感器的另一实施形式，其中，当所述发热器的发热温度与流体流量为零时的加热器的发热温度基本相等时，判定流体流量为零，把这时的所述测温体的计测温度视为使用中流量为零时的计测温度。
根据该实施形式，监视发热用加热器的发热温度，当该发热温度与流体流量为零时的发热温度相等时，可检测出流体流量为零，用简单的方式检测出流体流量为零的时刻，可求出流量为零时的测温体的计测温度。
本实用新型流量传感器的另一实施形式，是在上述第1个的实施形式中，其中，上述各第1及第2测温体，当计测到比初始状态中流量为零时的计测温度小的温度时，判定流体流量为零，把这时的各测温体的计测温度视为使用中流量为零时的计测温度。
根据该实施形式，即使流体的流动方向是朝相反方向流动，也能准确检测出流体流量基本为零的情况。
本实用新型流量传感器的另一实施形式，是在上述第1个的实施形式中，其中，当上述第1测温体的计测温度与第2测温体的计测温度相等时，判定流体流量为零，把这时的各测温体的计测温度视为使用中流量为零时的计测温度。
根据该实施形式，即使流体的流动方向朝相反方向流动时，也能准确检测出流体流量基本为零的情况，而且可用简单的方法检测出。
另外，本实用新型以上说明的构成要素，只要可以能够任意组合。
图1是表示已往的流量传感器构造的平面图；图2是图1中的X1-X1断面图；图3是表示配置在流体中的流量传感器的状态的概略立体图；图4是表示供给下流侧测温体的能量Qd(V)与流体流量V的关系的视图；图5A是表示下流侧测温体相对于周围温度的温度变化ΔTd(V)与流体流量V关系的视图；图5B是表示上流侧测温体相对于周围温度的温度变化ΔTu(V)与流体流量V关系的视图；图6是表示下流侧测温体的计测温度ΔTd(V)的初始特性、和附着了杂物时的特性的视图；图7是说明已往的流量传感器中的输出特性修正方法的视图；图8是表示本实用新型一实施例的流量传感器构造的平面图；图9是图8的X2-X2断面图；图10是表示下流侧温差电堆的计测温度ΔTd(V)的初始特性、和附着了杂物时的特性的视图；图11是表示上述流量传感器中采用的运算处理部构造的框图。
具体实施方式
图8和图9表示本实用新型一实施例的流量传感器11的构造。图9表示图8中的X2-X2断面。图8表示除去了保护膜20等而使温差电堆(サ一モパイル)17、18露出状态的平面。该流量传感器11，在硅基板12的上面，形成上方扩开的凹状空隙部13，在硅基板12的上面设有覆盖该空隙部13的、由SiO2等构成的绝缘薄膜14，由该绝缘薄膜14的一部分形成架空地支撑在空隙部13上的薄膜状桥部15。该桥部15借助空隙部13与硅基板12绝热。在桥部15的表面，在其中央部设有由多晶硅构成的加热器16，在挟着加热器16的上流侧和下流侧的对称位置上，分别设有作为测温体的温差电堆17、18。另外，在桥部15的外侧，在绝缘薄膜14上，设有感知周围温度用的、由多晶硅构成的周围温度测温电阻体19。在硅基板12上覆盖着保护膜20，该保护膜20将加热器16、温差电堆17、18及周围温度测温电阻体19覆盖住。
上述温差电堆17、18由热电耦构成，该热电耦由多晶硅/铝形成。以横切桥部15边缘形式、由多晶硅构成的第1细线21和由铝形成的第2细线22交互且平行地配置着，在桥部15内的第1细线21和第2细线22的连接点构成热接点23的群组。在桥部15外的第1细线21和第2细线22的连接点构成冷接点24的群组。另外，由多晶硅构成的加热器16及第1细线21中，掺杂了1.0×1019ions/cm3的磷(P)。
冷接点24，由于位于起吸热作用的的硅基板12上，所以，即使与气体接触温度也不容易变化，而热接点23，由于形成在悬浮于硅基板12上面的桥部5上，所以热容量小，与气体接触时温度敏感地变化。
该流量传感器11，设定温差电堆17、18的热接点23和冷接点24的数量分别为n个，流体以流量(质量流量)V通过时的热接点23的温度分别为Tu(V)、Td(V)，冷接点24的温度为Tatm(周围温度)，则温差电堆17、18的各自的输出电压(两端间电压)Vthermu、Vthermd由下面的式(11)和式(12)表示。
Vthermu＝n·α(Tu(V)-Tatm)...(11)Vthermd＝n·α(Td(V)-Tatm)...(12)式中，α是塞贝克系数。因此，如果计测温差电堆17的输出电压Vthermu，则温差电堆17的热接点23(上流侧的测温体)相对于周围温度的温度变化(下面称为温差电堆17的计测温度)ΔTu(V)，用下面的式(13)表示。
ΔTu(V)＝Tu(V)-Tatm＝Vthermu/(n·α)...(13)同样地，如果计测温差电堆18的输出电压Vthermd，则温差电堆18的热接点23(下流侧的测温体)相对于周围温度的温度变化(下面称为温差电堆18的计测温度)ΔTd(V)，用下面的式(14)表示。
ΔTd(V)＝Td(V)-Tatm＝Vthermd/(n·α)...(14)另外，25、26和27是分别与加热器16、温差电堆17以及18、周围温度测温电阻体19引线接合用的金属线衬垫。
该流量传感器11也同样地，对加热器16通电流使其发热，同时监视上流侧和下流侧的温差电堆17、18的输出。在气体不流动的无风时，温差电堆17的输出电压与温差电堆18的输出电压相等，但是，当气体沿着图8中箭头方向从上流侧向下流侧移动时，上流侧的温差电堆17的热接点23被冷却而降温，输出电压减小。另一方面，借助由气体运载的热，下流侧温差电堆18的热接点23的温度上升，输出电压增大。因此，根据上述式(13)和式(14)，从两温差电堆17、18的输出电压值Vthermu、Vthermd计算温差电堆17、18的计测温度ΔTu(V)、ΔTd(V)，就可以如下述地计测流体的流量V。
下面，针对通过修正输出特性，准确地计测流体流量V的方法进行说明。加热器16以仅比周围温度Tatm高一定温度的温度发热，假设流体从温差电堆17侧朝着温差电堆18侧以流量(质量流量)V通过流量传感器11。设定ΔTu(V)温差电堆17的计测温度ΔTd(V)温差电堆18的计测温度Qu(V)流量为V时供给温差电堆17的能量Qd(V)流量为V时供给温差电堆18的能量CuO温差电堆17的初始热容量CdO温差电堆18的初始热容量几乎无杂物附着时的温差电堆17、18的初始特性，如下面的式(15)和式(16)所示。式(16)所示的初始特性，表示在图10中。该初始特性，存储在流量传感器11的运算处理部的存储器中。
ΔTu(V)＝〔Qu(V)-Qu(O)〕/CuO+ΔTuO(O)...(15)ΔTd(V)＝〔Qd(V)-Qd(O)〕/CdO+ΔTdO(O)...(16)式中，ΔTuO(0)、ΔTdO(O)是温差电堆17、18的初始特性的偏移温度，ΔTuO(O)＝Qu(O)/CuO...(17)ΔTdO(O)＝Qd(O)/CdO...(18)另外，当杂物附着在温差电堆17、18上，其各热容量成为Cuc(＞CuO)、Cdc(＞CdO)时的温差电堆17、18的特性，如下面的式(19)和式(20)所示。该式(20)所示的特性，也表示在图10中。
ΔTu(V)＝〔Qu(V)-Qu(O)〕/Cuc+ΔTuc(O)...(19)ΔTd(V)＝〔Qd(V)-Qd(O)〕/Cdc+ΔTdc(O)...(20)式中，ΔTuc(O)、ΔTdc(O)是温差电堆17、18附着了杂物时特性的偏移温度，ΔTuc(O)＝Qu(O)/Cuc ...(21)ΔTdc(O)＝Qd(O)/Cdc ...(22)从上述式(17)和式(21)可得到下面的式(23)。
Cuc/CuO＝〔ΔTuO(O)/ΔTuc(O)〕...(23)同样地，从式(18)和式(22)可得到下面的式(24)。
Cdc/CdO＝〔ΔTdO(O)/ΔTdc(O)〕...(24)因此，若初始特性中的热容量CuO、CdO和偏移温度ΔTuO(O)、ΔTdO(O)是已知的，则若计测杂物附着后的偏移温度ΔTuc(O)和ΔTdc(O)，用式(23)和式(24)，可求出这时的温差电堆17、18的热容量比(热容量的修正值)Cuc(O)/CuO(O)、Cdc(O)/CdO(O)。
下面，将上述式(19)变形，可得到(Cuc/CuO)ΔTu(V)＝〔Qu(V)-Qu(O)〕/CuO+ΔTuO(O)...(25)将上述式(20)变形，可得到(Cdc/CdO)ΔTd(V)＝〔Qd(V)-Qd(O)〕/CdO+ΔTdO(O)...(26)式(25)和式(26)的右边，表示温差电堆17、18的各初始特性，所以，计测杂物附着后的偏移温度ΔTuc(O)或ΔTdc(O)，用式(23)、式(24)求出温差电堆17、18的热容量之比Cuc(O)/CuO(O)、Cdc(O)/CdO(O)后，将温差电堆17的计测温度ΔTu(V)乘以Cuc(O)/CuO(O)，或者将温差电堆18的计测温度ΔTd(V)乘以Cdc(O)/CdO(O)，采用存储在存储器中的各初始特性(例如图5A、图5B所示的初始特性)的曲线，算出流量V，就可以准确地计测流量V。这相当于图7所示的把附着了杂物后的输出特性D1修正为与初始特性D0一致。
上述的修正方法中，由于是从杂物附着后的偏移温度ΔTuc(O)、ΔTdc(O)求出热容量之比Cuc(O)/CuO(O)、Cdc(O)/CdO(O)，所以，求出偏移温度ΔTuc(O)、ΔTdc(O)的方法很重要。如果阻断流体的流动，则由温差电堆17、18和周围温度测温电阻体19就很容易计测偏移温度ΔTuc(O)、ΔTdc(O)。但是，有时不能强制地使流体的流动停止，所以，下面说明在不强制性停止流体流动的情形下尽量准确地求出偏移温度ΔTuc(O)、ΔTdc(O)的方法。
下面，说明对下流侧的温差电堆18求偏移温度ΔTdc(O)的方法。对于上流侧的温差电堆17，也可同样地求出偏移温度ΔTuc(O)，其说明从略。先说明第1方法。相对于流量V的供给能量Qd(V)，是图4所示的单调增加曲线，所以下流侧温差电堆18的输出特性ΔTd(V)，也如图10所示呈现单调增加的倾向。从该单调增加的倾向看，如果某时的温差电堆18的计测温度ΔTd(V)，比初始特性的偏移温度ΔTdc(O)低时，则表示至少有杂物附着，流量V也约为零。即，当成为式(27)时，ΔTd(V)＜ΔTdO(O)...(27)判断其计测温度ΔTd(V)为流量V＝0时的偏移温度ΔTdc(O)，求其瞬间的热容量比Cdc/CdO＝ΔTdO(O)/ΔTdc(O)，进行温差电堆18的计测温度的修正。当在预定期间内得到多个满足上述式(27)的计测温度ΔTd(V)的值时，也可以将其中的最小值作为偏移温度ΔTdc(V)。
当对于流量传感器11没有上流和下流的区别时，即流体可以从温差电堆17侧朝着温差电堆18侧流动，也可以从温差电堆18侧朝着温差电堆17侧流动时，在有相反方向流量的情况(即，流体从温差电堆18侧朝温差电堆17侧流动的情况)下，与流量V的值无关，成为ΔTd(V)＜ΔTdO(O)。这时，为了防止温差电堆18的计测温度被修正，除了由与下流侧温差电堆18有关的上述式(27)所表示的条件ΔTd(V)＜ΔTdO(O)...(27)外，还必须附加下面这样的条件，即上流侧温差电堆17的温度变化ΔTu(V)小于其偏移温度ΔTuO(O)ΔTu(V)＜ΔTuO(O)...(28)流体朝反方向流动时，由于成为ΔTu(V)＞ΔTuO(O)，所以为了满足上述式(27)和式(28)，流量一定是零。另外，流体的流动方向是反方向时，替换温差电堆17、18的上流侧和下流侧，可以采用式(24)、(26)等。
另外，当杂物频繁地附着在温差电堆18上时，附着了杂物的温差电堆18的偏移温度ΔTdc(O)大大降低，成为ΔTdc(O)＜＜ΔTdO(O)，所以，即使温差电堆18的计测值ΔTd(V)满足ΔTd(V)＜ΔTdO(O)，流量V有时也不为零。在有可能杂物频繁附着的情况下使用流量传感器11时，当计测值低于该时刻的偏移温度时，只要视为流量V为零的无风状态即可(第2方法)。
即，设最初(初始特性)的偏移温度为ΔTdO(O)，当计测值ΔTd(V)满足ΔTd(V)≤ΔTdO(O)时，把该计测值ΔTd(V)视为该时刻的偏移温度ΔTdc1(O)，从Cdc1/CdO＝ΔTdO(O)/ΔTdc1(O)求出热容量比，修正输出特性。接着，当计测值ΔTd(V)满足ΔTd(V)≤ΔTdc1(O)时，把该计测值ΔTd(V)视为该时刻的偏移温度ΔTdc2(O)，从Cdc2/CdO＝ΔTdO(O)/ΔTdc2(O)求出热容量比，修正输出特性。然后，当计测值ΔTd(V)满足ΔTd(V)≤ΔTdc2(O)时，把该计测值ΔTd(V)视为该时刻的偏移温度ΔTdc3(O)，从Cdc3/CdO＝ΔTdO(O)/ΔTdc3(O)求出热容量比，修正输出特性。依次进行同样的处理，当计测值ΔTd(V)满足ΔTd(V)≤ΔTdcn-1(O)(n＝4，5、...)时，把该计测值ΔTd(V)视为该时刻的偏移温度ΔTdcn(O)，从Cdcn/CdO＝ΔTdO(O)/ΔTdcn(O)求出热容量比，修正输出特性。
这样递进的修正方法中，即使杂物附着量逐渐增加、表示输出特性的曲线频繁变化，也能求出追随该变化的偏移温度，能更准确地修正输出特性。或者，当杂物附着频率少、表示输出特性的曲线不怎么变化时，如上所述，偏移温度作为ΔTdc1(O)、ΔTdc2(O)、ΔTdc3(O)、...被求出时，渐近实际的偏移温度ΔTdc(O)，输出特性被正确地修正，流量V被高精度地计测出。
另外，在流量V为零的判断中，也可以采用加热器16(第3方法)。加热器16的发热温度，在无风时表示为最大值，流体流动时发热温度显示降低的倾向。而且，由于杂物几乎不附着在加热器16上，所以，当加热器16的发热温度与无风时(V＝0时)的发热温度几乎相等时，流体流量视为零，也可以将这时的计测温度ΔTd(V)作为偏移温度ΔTdc(O)，修正输出特性。
另外，作为第4方法，当温差电堆17和温差电堆18是相同构造，具有相同的热容量CuO、CdO，相对于加热器16对称地配置着的情况下，认为温差电堆17的计测温度ΔTu(V)与温差电堆18的计测温度ΔTd(V)基本相等，视为流量为零。
下面，用图11说明上述流量传感器11中采用的运算处理部28的构造。该运算处理部28，由AD(模拟/数字)转换器29、运算处理部30、零流量感测装置31、偏移温度确定装置32、修正处理部33、存储器34、DA(数字/模拟)转换器35构成，这些是由1个或多个微机、电子电路、永久存储器等构成。AD转换器29，从温差电堆17、18得到表示温差电堆17的计测温度ΔTu(V)的模拟信号、或表示温差电堆18的计测温度ΔTd(V)的模拟信号，把得到的模拟信号转换为数字信号后，输出到运算处理部30。运算处理部30，把从AD转换器29得到的计测温度(数字信号)、例如ΔTd(V)传送到零流量感测装置31和偏移温度确定装置32。零流量感测装置31，根据从运算处理部30得到的计测温度ΔTd(V)，用前述的任一种方法(例如与初始特性的偏移温度ΔTdO(O)比较)，检测出流量为零时的瞬间，将零流量检测信号返回运算处理部30，通知检测出零流量。运算处理部30，从零流量感测装置31接收到零流量检测信号后，将零流量检测信号传送给偏移温度确定装置32。偏移温度确定装置32，接收到零流量检测信号后，把这时的计测温度ΔTd(V)视为偏移温度ΔTdc(0)，把该偏移温度ΔTdc(O)的值发送到运算处理部30，运算处理部30把该偏移温度ΔTdc(O)传送到修正处理部33。修正处理部33接收了偏移温度ΔTdc(O)后，根据上述式(24)，算出热容量比Cdc/CdO，把温差电堆18的计测温度ΔTd(V)修正为(Cdc/CdO)ΔTd(V)。接着，读出存储在存储器34内的初始特性的数据，从初始特性求出与修正后的计测温度(Cdc/CdO)ΔTd(V)对应的流量V。这样计测出的流量V(数字信号)，由DA转换器35转换为模拟电压信号后，作为输出电压Vout输出。
上述实施例中，是说明了将温差电堆配置在加热器的两侧的构造，但本实用新型的流量传感器，也可以只在加热器的单侧配置温差电堆。另外，作为测温体，不局限于采用温差电堆，也可采用温度测定用的电阻体，也可以采用热敏电阻等半导体元件。
根据本实用新型的流量传感器，可以预算因杂物附着等引起的测温体热容量的变化比率，采用该计测温度的比，修正测温体的计测温度，从而可把计测到的温度转换为初始状态下的计测温度，可准确地计算出流体流量。
权利要求1.一种流量传感器，备有由基板的表面架空地支撑着的薄膜状桥部；设置在所述桥部上的发热用加热器和测温体；以及存储装置，存储着初始状态中所述测温体的计测温度及作为计测对象的流体流量的关系特性，其特征在于，还具有与所述测温体连接、接收所述测温体的计测温度、并且利用所述测温体的计测温度求出初始状态中流量为零时的所述测温体的计测温度值与使用中流量为零时的所述测温体的计测温度之比、修正所述测温体的输出并进行发送的修正装置；与所述修正装置以及所述存储装置连接、根据从所述修正装置传送来的所述修正过的测温体的输出、参照存储在所述存储装置中的所述关系特性求出流体的流量的运算装置。
2.如权利要求1所述的流量传感器，其特征在于，所述测温体由第1测温体和第2测温体构成，两测温体挟着所述加热器而配置在两侧。
专利摘要一种流量传感器，流量传感器中因杂物附着等使表示测温体的测定温度与流体流量的关系的输出特性产生变化，而本实用新型能准确修正因杂物附着引起的误差。在基板表面形成薄膜状桥部，将桥部架空地支撑在基板的空隙部上。在桥部表面设有发热用加热器和测温体。在运算处理部的存储器内存储着初始状态中测温体的计测温度和作为计测对象的流体流量的关系(输出特性)。流量传感器在检测出使用中流量为零时测温体的计测温度后，求出初始状态中流量为零时的测温体的计测温度值与使用中流量为零时的测温体的计测温度之比，将计测温度之比乘以测温体的输出，修正测温体的输出，根据测温体输出的修正值和存储在存储装置内的关系求出流体的流量。
文档编号G01F1/696GK2705778SQ20032011672
公开日2005年6月22日 申请日期2003年11月14日 优先权日2002年11月15日
发明者藤原刚史, 佐佐木昌 申请人:欧姆龙株式会社