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JP3348255B2 - Heat removal atmosphere detector - Google Patents
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JP3348255B2 - Heat removal atmosphere detector - Google Patents

Heat removal atmosphere detector

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JP3348255B2
JP3348255B2 JP03045993A JP3045993A JP3348255B2 JP 3348255 B2 JP3348255 B2 JP 3348255B2 JP 03045993 A JP03045993 A JP 03045993A JP 3045993 A JP3045993 A JP 3045993A JP 3348255 B2 JP3348255 B2 JP 3348255B2
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heat
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紀久夫 敦賀
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、2つのセンサ部を備
え、例えば流体の流量または水蒸気の量(奪熱量)に応
じてインダクタンスが変化することを利用して流量、湿
度を検出する湿度センサおよびフローセンサのような奪
熱雰囲気検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a humidity sensor having two sensor units for detecting a flow rate and a humidity by utilizing the fact that the inductance changes in accordance with, for example, the flow rate of a fluid or the amount of steam (heat removal). And a heat capture atmosphere detection device such as a flow sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4は従来の奪熱雰囲気検出装置の構
造、および該奪熱雰囲気検出装置に用いる感熱抵抗素子
の構造を示す図であり、図5は図4の奪熱雰囲気検出装
置に用いられるブリッジ回路を示した図である。
2. Description of the Related Art FIG. 4 is a view showing the structure of a conventional heat-absorbing atmosphere detecting device and the structure of a heat-sensitive resistance element used in the heat-absorbing atmosphere detecting device. FIG. FIG. 3 is a diagram showing a bridge circuit used.

【0003】図4(A)に示すように、同一特性の2個
の感熱抵抗素子21、22は、リード端子としてのピン
24を介して異なるステム26に半田付け、あるいは溶
接等により固定されている。感熱抵抗素子21を固定し
たステム26には、通気孔を設けた金属管のキャップ2
5が被せられている。一方、感熱抵抗素子22を固定し
たステム26には、極低温(−40℃程度)条件にて金
属管のキャップ25´が被せられている。
As shown in FIG. 4A, two thermosensitive resistance elements 21 and 22 having the same characteristics are fixed to different stems 26 via pins 24 as lead terminals by soldering or welding. I have. The stem 26 to which the thermal resistance element 21 is fixed is provided with a metal tube cap 2 having a vent hole.
5 is covered. On the other hand, the stem 26 to which the thermal resistance element 22 is fixed is covered with a cap 25 ′ of a metal tube at a very low temperature (about −40 ° C.).

【0004】これにより、感熱抵抗素子21は外気に晒
された状態になり、感熱抵抗素子22は乾燥雰囲気中に
封入される。
As a result, the thermal resistance element 21 is exposed to the outside air, and the thermal resistance element 22 is sealed in a dry atmosphere.

【0005】図4(B)に示すように、感熱抵抗素子2
1,22は、バルク感熱抵抗体32の表面と裏面に電極
31を焼き付け、さらに電極31にリード線33を取り
付けて構成されている。
[0005] As shown in FIG.
Reference numerals 1 and 22 each include a structure in which electrodes 31 are baked on the front and back surfaces of a bulk thermal resistor 32, and a lead wire 33 is attached to the electrodes 31.

【0006】図5に示すように、2個の感熱抵抗素子2
1,22を備えた奪熱雰囲気検出装置は、2個の感熱抵
抗素子21,22をそれぞれRHT,RT とし、RHTとR
T を互いに異なるブリッジ辺とするホイートストンブリ
ッジ回路を形成している。ここで、2個の感熱抵抗素子
21,22の温度−抵抗特性および抵抗値は等しい。
As shown in FIG. 5, two heat-sensitive resistance elements 2
Datsunetsu Atmosphere detecting apparatus having a 1 and 22, the two heat-sensitive resistance elements 21 and 22 and R HT, R T, respectively, R HT and R
A Wheatstone bridge circuit having T different bridge sides is formed. Here, the temperature-resistance characteristics and the resistance values of the two thermosensitive resistance elements 21 and 22 are equal.

【0007】以下に従来の奪熱雰囲気検出装置の動作を
説明する。
[0007] The operation of the conventional heat absorbing atmosphere detecting device will be described below.

【0008】感熱抵抗素子21,22は、リード線33
に電圧を印加すると発熱し、周囲温度よりも高くなる。
このとき、感熱抵抗素子21,22の温度は前記発熱の
消費に寄与する電力と、前記発熱の熱放散とにより決定
される。そのため、感熱抵抗素子21は大気中の水蒸気
による熱伝導が作用して熱放散が大きくなるため感熱抵
抗素子21の温度は感熱抵抗素子22の温度よりも小さ
くなる。
The heat-sensitive resistance elements 21 and 22 are connected to lead wires 33.
When a voltage is applied to the device, heat is generated and the temperature becomes higher than the ambient temperature.
At this time, the temperature of the heat-sensitive resistance elements 21 and 22 is determined by the power contributing to the consumption of the heat and the heat dissipation of the heat. Therefore, heat conduction of the heat-sensitive resistance element 21 due to water vapor in the atmosphere acts to increase heat dissipation.

【0009】これにより、水蒸気の量(湿気の多少)あ
るいは流体の流速に応じて感熱抵抗素子21,22間に
温度差が生じ、その温度差に対応して発生する抵抗の差
を固定抵抗R3 の両端電圧VOUT にて検出し、大気中の
絶対湿度および流体の流速を検出することができる。
As a result, a temperature difference is generated between the heat-sensitive resistance elements 21 and 22 in accordance with the amount of water vapor (a little amount of moisture) or the flow rate of the fluid, and the difference in resistance generated in accordance with the temperature difference is fixed resistance R detected by the third voltage across V OUT, it is possible to detect the flow rate of the absolute humidity and the fluid in the atmosphere.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来の奪熱雰囲気検出
装置では、電圧印加時、温度変化時又は湿度変化の間に
おいて、バルク感熱抵抗体21,22全体の温度が均一
になるまでの熱的均衡に時間がかかり、感熱抵抗素子2
1,22の抵抗値が不安定になりやすい。それゆえ従来
の奪熱雰囲気検出装置は、ブリッジバランス出力が安定
するまでに長い時間を要し、応答性が悪いという問題が
ある。
In the conventional heat-absorbing atmosphere detecting device, during the application of a voltage, a change in temperature, or a change in humidity, the thermal resistance of the bulk thermosensitive resistors 21 and 22 until the entire temperature becomes uniform. It takes time to balance, and the thermal resistance element 2
The resistance values of 1 and 22 tend to be unstable. Therefore, the conventional heat absorbing atmosphere detecting device has a problem that it takes a long time until the bridge balance output is stabilized, and the response is poor.

【0011】又、バルク感熱抵抗体の表面は経時変化を
起こしやすいのでバルク感熱抵抗体の表面にコーティン
グを施す必要がある。そのため、更に応答性が悪くなる
という問題が生じる。
Since the surface of the bulk thermal resistor easily changes with time, it is necessary to apply a coating to the surface of the bulk thermal resistor. Therefore, there is a problem that responsiveness is further deteriorated.

【0012】本発明はかかる問題を解決し、応答性に優
れ、また経時変化が小さく常時安定して高精度に奪熱量
を検出できる奪熱雰囲気検出装置を提供することにあ
る。
It is an object of the present invention to provide a heat removal atmosphere detecting device which solves such a problem, has excellent responsiveness, is small in change with time, and can always stably detect the heat removal amount with high accuracy.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、温度に
より透磁率が大きく変化し、それぞれ異なる透磁率を有
する第一および第二の金属磁性酸化物膜と、該第一およ
び第二の金属磁性酸化物膜に共通に蛇行された一次コイ
ルと、該第一および第二の金属磁性酸化物膜に互いに独
立してそれぞれ蛇行された第一および第二の二次コイル
と、該第一の金属磁性酸化物膜と第二の金属磁性酸化物
膜の初透磁率を合わせるために該第一および第二の金属
磁性酸化物膜の一方を加熱するための加熱手段とを有す
るセンサ部と、前記一次コイルに交流励磁電圧を供給す
る手段と、前記第一および第二の二次コイルの出力電圧
の差電圧を検出する手段とを有し、前記センサ部の雰囲
気の奪熱量を前記差電圧として検出することを特徴とす
る奪熱雰囲気検出装置が得られる。
According to the present invention, there are provided first and second metal magnetic oxide films whose magnetic permeability varies greatly with temperature and have different magnetic permeability. A primary coil commonly meandering to the metal magnetic oxide film; a first and second secondary coil meandering independently of each other to the first and second metal magnetic oxide films; A sensor unit having heating means for heating one of the first and second metal magnetic oxide films to match the initial magnetic permeability of the metal magnetic oxide film and the second metal magnetic oxide film; Means for supplying an AC excitation voltage to the primary coil , and means for detecting a difference voltage between the output voltages of the first and second secondary coils , and Heat release atmosphere detection characterized by detection as voltage Location can be obtained.

【0014】さらに、前記第一の二次コイルと前記第二
の二次コイルとが差動接続されていることを特徴とする
奪熱雰囲気検出装置が得られる。
Further, there is provided a heat absorbing atmosphere detecting device, wherein the first secondary coil and the second secondary coil are differentially connected.

【0015】また本発明によれば、前記センサ部は第一
および第二のセンサ部からなり、前記一次コイルは第一
および第二の一次コイルからなり、前記第一のセンサ部
が、第一の基板と、該第一の基板上に設けた前記第一の
金属磁性酸化物膜と、該第一の基板上に前記第一の一次
コイルとして形成された第一の一次導体パターンと、該
第一の基板上に前記第一の二次コイルとして形成された
第一の二次導体パターンとで構成され、第二のセンサ部
が、第二の基板と、該第二の基板上に設けた前記第二の
金属磁性酸化物膜と、該第二の基板上に前記第二の一次
コイルとして形成された第二の一次導体パターンと、該
第二の基板上に前記第二の二次コイルとして形成された
第二の二次導体パターンと、該第二の基板上に前記加熱
手段として形成されたヒータとで構成され、前記第一の
一次導体パターンと前記第二の一次導体パターンとが直
列に接続されていることを特徴とする奪熱雰囲気検出装
置が得られる。
Further, according to the present invention, the sensor section includes first and second sensor sections, the primary coil includes first and second primary coils, and the first sensor section includes first and second primary coils. Substrate, the first metal magnetic oxide film provided on the first substrate, the first primary conductor pattern formed as the first primary coil on the first substrate, A first secondary conductor pattern formed as the first secondary coil on a first substrate, and a second sensor unit is provided on the second substrate and the second substrate. The second metal magnetic oxide film, a second primary conductor pattern formed as the second primary coil on the second substrate, and the second secondary conductor pattern on the second substrate. A second secondary conductor pattern formed as a coil; and a heating means formed on the second substrate. Composed of a heater, said first primary conductor pattern and the second primary and the conductor pattern is characterized in that it is connected in series ablative thermal atmosphere detection device can be obtained.

【0016】さらに、前記第一の金属磁性酸化物膜が前
記第一の基板の表面に設けられ、前記第一の一次導体パ
ターンおよび第一の二次導体パターンが該基板の裏面に
設けられ、前記第二の金属磁性酸化物膜および前記ヒー
タが前記第二の基板の表面に設けられ、前記第二の一次
導体パターンおよび第二の二次導体パターンが該基板の
裏面に設けられて構成されることを特徴とする奪熱雰囲
気検出装置が得られる。
Further, the first metal magnetic oxide film is provided on a surface of the first substrate, and the first primary conductor pattern and the first secondary conductor pattern are provided on a back surface of the substrate. The second metal magnetic oxide film and the heater are provided on the front surface of the second substrate, and the second primary conductor pattern and the second secondary conductor pattern are provided on the back surface of the substrate. Thus, there can be obtained a heat removal atmosphere detecting device.

【0017】さらに、前記第一および第二の一次導体パ
ターン、第一および第二の二次導体パターンンが蛇行状
またはらせん状に形成されていることを特徴とする奪熱
雰囲気検出装置が得られる。
Further, there is provided a heat-absorbing atmosphere detecting device, wherein the first and second primary conductor patterns and the first and second secondary conductor patterns are formed in a meandering or spiral shape. Can be

【0018】さらに、前記第一および第二の基板が、共
通の基板の互いに異なる基板部からなることを特徴とす
る奪熱雰囲気検出装置が得られる。
Further, there is provided an apparatus for detecting a heat absorbing atmosphere, wherein the first and second substrates are formed of different substrate portions of a common substrate.

【0019】また本発明によれば、前記第一および第二
の金属磁性酸化物膜がMn−Zn系金属磁性酸化物膜で
あることを特徴とする奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰
囲気検出装置が得られる。
According to the present invention, the first and second metal magnetic oxide films are Mn—Zn-based metal magnetic oxide films, and the heat absorbing atmosphere detecting device and the heat absorbing atmosphere detecting device are provided. Is obtained.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図1,図2,及び図3を参照して本発
明の実施例を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0021】図1は本発明の奪熱雰囲気検出装置用の雰
囲気センサの構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of an atmosphere sensor for a heat removal atmosphere detecting apparatus according to the present invention.

【0022】図1(A),図1(B)に示すように、薄
膜ヒータ11は、アルミナ基板13の表面上に形成さ
れ、具体的にはスパッタ法によりアルミナ基板13の表
面上に薄膜白金を蒸着し、エッチング法により蛇行状の
薄膜パターンを形成した後、大気中で800〜1100
℃の温度範囲で熱処理して得られる。さらに、図1
(C)に示すように、アルミナ基板13の裏面上に、か
つ薄膜ヒータ11の真下の位置に一次導体パターン17
−1および二次導体パターン16を蒸着し、エッチング
法により蛇行状のパターンを形成する。さらに薄膜ヒー
タ11の上にMn−Zn系の金属磁性酸化物12を厚膜
印刷した後800℃で焼成してセンサ部14が得られ
る。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the thin film heater 11 is formed on the surface of the alumina substrate 13 and, specifically, is formed on the surface of the alumina substrate 13 by sputtering. Is formed, and a meandering thin film pattern is formed by an etching method.
It is obtained by heat treatment in a temperature range of ° C. Further, FIG.
As shown in (C), the primary conductor pattern 17 is located on the back surface of the alumina substrate 13 and directly below the thin film heater 11.
-1 and the secondary conductor pattern 16 are deposited, and a meandering pattern is formed by an etching method. Further, a Mn—Zn-based metal magnetic oxide 12 is printed on the thin film heater 11 in a thick film and then fired at 800 ° C. to obtain the sensor unit 14.

【0023】又、金属磁性酸化物12が印刷された領域
とは異なる領域に、かつ基板13の表面上に金属磁性酸
化物12´を厚膜印刷した後800℃で焼成して、基板
13の裏面上に上述の導体パターンの製造法と同様の方
法で一次導体パターン17−2および二次導体パターン
16´を設けてセンサ部15が得られる。
A thick magnetic metal oxide 12 ′ is printed on a region different from the region where the metal magnetic oxide 12 is printed and on the surface of the substrate 13, and then baked at 800 ° C. The primary conductor pattern 17-2 and the secondary conductor pattern 16 'are provided on the back surface in the same manner as the above-described method for producing the conductor pattern, and the sensor unit 15 is obtained.

【0024】尚、一次導体パターン17−1および17
−2は互いに一端が接続されており、一次コイルとして
働き、又二次導体パターン16、16´は二次コイルと
して働く。
The primary conductor patterns 17-1 and 17
-2 are connected at one end to each other and serve as primary coils, and the secondary conductor patterns 16, 16 'serve as secondary coils.

【0025】図2は、奪熱雰囲気検出装置に用いる差動
検出回路を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a differential detection circuit used in the heat removal atmosphere detecting device.

【0026】図2において、一次導体パターン17−
1,17−2をそれぞれ一次コイルL1 ,一次コイルL
2 とし、二次導体パターン16,16´をそれぞれ二次
コイルL3 およびL4 とし、二次コイルL3 と二次コイ
ルL4 は図2に示すように差動接続されており、二次コ
イルL3 と二次コイルL4 とのインダクタンス値の差を
検出可能とする。
In FIG. 2, the primary conductor pattern 17-
1 , 17-2 are the primary coil L 1 and the primary coil L, respectively.
2, and the secondary conductor patterns 16 and 16 'and each secondary coil L 3 and L 4, the secondary coil L 3 and the secondary coil L 4 are are differentially connected as shown in FIG. 2, secondary the difference between the inductance value of the coil L 3 and the secondary coil L 4 and detectable.

【0027】本発明は、一方のセンサ部14にヒータ1
1を設け、ヒータ11の発熱による熱伝導効果ににより
雰囲気に晒したとき奪熱するようにし、他方のセンサ部
15にはヒータを設けず雰囲気に晒しても奪熱しないよ
うにし、それによるセンサ部14とセンサ部15との温
度差を利用して奪熱量を検出するものである。従って、
センサ部14にのみヒータ11を設けることが本発明の
奪熱雰囲気検出装置の使用による奪熱量の検出にあたり
必要な条件となる。
According to the present invention, the heater 1
1 so that the heat is removed when exposed to the atmosphere due to the heat conduction effect of the heat generated by the heater 11, and the other sensor unit 15 is not provided with a heater so that the heat is not removed even when exposed to the atmosphere. The amount of heat removal is detected by using the temperature difference between the unit 14 and the sensor unit 15. Therefore,
Providing the heater 11 only in the sensor section 14 is a necessary condition for detecting the heat removal amount by using the heat removal atmosphere detecting device of the present invention.

【0028】このとき、センサ部14に用いられる金属
磁性酸化物12の材料とセンサ部15に用いられる金属
磁性酸化物12´の材料をキュリー点の同じものとすれ
ば、金属磁性酸化物12の方がヒータ11で加熱される
ので、図3に示す初透磁率の温度特性より加熱後の温度
が金属磁性酸化物12のキュリー温度を越えた場合、金
属磁性酸化物12の透磁率がなくなってしまう。従っ
て、温度変化による透磁率の変化に応じたインダクタン
ス値が求められなくなり、この装置は全く意味をなさな
くなる。又、本発明がセンサ部14とセンサ部15との
インダクタンス値の差をもって雰囲気の奪熱量を検出す
るものであるから、加熱後の状態で金属磁性酸化物12
と金属磁性酸化物12´の初透磁率を揃える必要があ
る。
At this time, if the material of the metal magnetic oxide 12 used for the sensor section 14 and the material of the metal magnetic oxide 12 ′ used for the sensor section 15 have the same Curie point, 3 is heated by the heater 11, and if the temperature after heating exceeds the Curie temperature of the metal magnetic oxide 12 according to the temperature characteristics of the initial magnetic permeability shown in FIG. I will. Therefore, it is no longer possible to determine an inductance value corresponding to a change in magnetic permeability due to a change in temperature, and this device is completely meaningless. Further, since the present invention detects the amount of heat removed from the atmosphere based on the difference between the inductance values of the sensor unit 14 and the sensor unit 15, the metal magnetic oxide 12 in the state after heating is detected.
It is necessary to make the initial magnetic permeability of the metal magnetic oxide 12 ′ uniform.

【0029】このことに鑑みれば、センサ部14に用い
られる金属磁性酸化物12は、そのキュリー温度が、あ
らかじめヒータ11によって発熱して温度上昇する分だ
けセンサ部15に用いられる金属磁性酸化物12´のキ
ュリー温度より高めの材料であって、かつ、加熱後の金
属磁性酸化物12の初透磁率が加熱しない方の金属磁性
酸化物12´の常温での透磁率と一致するような材料を
選択する必要がある。
In view of the above, the metal magnetic oxide 12 used in the sensor unit 15 is used by the amount corresponding to the Curie temperature of the metal magnetic oxide 12 used in the sensor unit 14 which is previously generated by the heater 11 and rises in temperature. 'And a material whose initial magnetic permeability after heating matches the magnetic permeability at room temperature of the non-heated metal magnetic oxide 12'. You have to choose.

【0030】例えば加熱温度を27〜28℃とした場
合、図3に示すように曲線Aの初透磁率温度特性を有す
る材料からなる磁性体を金属磁性酸化物12、曲線Bの
初透磁率温度特性を有する材料からなる磁性体を金属磁
性酸化物12´とし、このように選択しておけば、一次
コイルLおよびLに交流励磁電圧を供給し、ヒータ
11に電圧を印加すると、ヒータ11に密着している金
属磁性酸化物12は発熱し、金属磁性酸化物12の温度
が上昇する。これにより、その初透磁率は、図3に示さ
れるように初透磁率が上昇し、金属磁性酸化物12と金
属磁性酸化物12´の初透磁率は同じになり、二次コイ
ルL側と二次コイルL側のインダクタンス値は同じ
になる。この状態で、差動電圧VOUTはバランスされ
ることになる。
For example, when the heating temperature is 27 to 28 ° C., as shown in FIG. 3, the magnetic material made of the material having the initial magnetic permeability temperature characteristic of the curve A is the metal magnetic oxide 12 and the initial magnetic permeability temperature of the curve B is metal magnetic magnetic body made of a material having properties
And sex oxide 12 ', if selected in this way, to supply an AC excitation voltage to the primary coil L 1 and L 2, when a voltage is applied to the heater 11, the metal in close contact with the heater 11 magnetic oxide 12 generates heat, and the temperature of the metal magnetic oxide 12 rises. Thus, the initial permeability is increased initial permeability, as shown in FIG. 3, the initial permeability of the metal magnetic oxide 12 and a metal magnetic oxide 12 'will be the same, the secondary coil L 3 side inductance value of the secondary coil L 4 side is the same. In this state, the differential voltage V OUT is balanced.

【0031】以下、本発明の奪熱雰囲気検出装置を絶対
湿度センサとして用いた場合の水蒸気の量の測定方法を
具体的に説明する。センサ部14は発熱しているので、
大気中の水蒸気による熱伝導が作用し熱放散が大きくな
る。従ってセンサ部14の周囲温度は低くなり、金属磁
性酸化物12の初透磁率も小さくなり、それに応じて二
次コイルL3 側のインダクタンス値も小さくなる。一
方、センサ部15は発熱していないので、大気中の水蒸
気による熱伝導が作用せず大気中の水蒸気によって温度
が変化しない。従って、このときセンサ部15は周囲温
度となり温度補償として使用されるので、二次コイルL
3 側と二次コイルL4 側のインダクタンス値に差が生
じ、二次コイルL3 および二次コイルL4 に異なる誘導
起電圧が生じる。その差を差動電圧VOUT の電圧として
得る。
Hereinafter, a method for measuring the amount of water vapor when the heat removal atmosphere detecting apparatus of the present invention is used as an absolute humidity sensor will be described in detail. Since the sensor unit 14 generates heat,
Heat conduction by the water vapor in the atmosphere acts to increase heat dissipation. Thus the ambient temperature of the sensor portion 14 is lowered, the initial permeability of the metal magnetic oxide 12 is also reduced, the inductance value of the secondary coil L 3 side is also reduced accordingly. On the other hand, since the sensor unit 15 does not generate heat, heat conduction by the water vapor in the air does not act, and the temperature does not change due to the water vapor in the air. Therefore, at this time, the sensor section 15 becomes the ambient temperature and is used for temperature compensation.
3 side and a difference occurs in the inductance value of the secondary coil L 4 side, different induced electromotive voltage is generated in the secondary coil L 3 and the secondary coil L 4. The difference is obtained as the voltage of the differential voltage V OUT .

【0032】以上のように水蒸気の量を差動電圧VOUT
の電圧として検出することができる。
As described above, the amount of water vapor is determined by the differential voltage V OUT
Voltage can be detected.

【0033】尚、図示されていないが、一次コイル
1 ,L2 及び二次コイルL3 ,L4 と、ヒータ11及
び金属磁性酸化物12,12´とを基板13の同一面上
に上記形成方法と同様の方法で形成しても上記と同様の
効果が得られる。
Although not shown, the primary coils L 1 and L 2 and the secondary coils L 3 and L 4 , the heater 11 and the metal magnetic oxides 12 and 12 ′ are placed on the same surface of the substrate 13. The same effect as described above can be obtained even if the film is formed by the same method as the forming method.

【0034】又、本発明の奪熱雰囲気検出装置は水蒸気
の量を検出する絶対湿度センサのみならず、流体の流量
を検出するフローセンサとしても用いることができる。
The heat removal atmosphere detecting apparatus of the present invention can be used not only as an absolute humidity sensor for detecting the amount of water vapor but also as a flow sensor for detecting the flow rate of a fluid.

【0035】即ち、絶対湿度センサの場合は水蒸気によ
る温度変化に伴うインダクタンスの変化分を測定するこ
とによって水蒸気の量を検出し、他方フローセンサの場
合は流体の流量の変化に対応する温度変化に伴うインダ
クタンスの変化分を測定することによって流量を検出す
ることができる。
That is, in the case of an absolute humidity sensor, the amount of water vapor is detected by measuring a change in inductance caused by a temperature change due to water vapor. On the other hand, in the case of a flow sensor, a temperature change corresponding to a change in the flow rate of a fluid is detected. The flow rate can be detected by measuring the accompanying change in inductance.

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明によれば、感熱素子として、従来
の感熱抵抗素子の抵抗の温度特性に比べて温度に対する
応答性に優れている金属磁性酸化物の膜を用い、一次お
よび二次コイルを含む一組のセンサ部を用いているの
で、奪熱雰囲気の変化に対する応答性を高めることがで
きる。又、センサ部に用いられる金属磁性酸化物の厚膜
は経時変化が少なく、耐久性が高いため、耐久性の良い
奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲
気センサを得ることができる。
According to the present invention, a primary and secondary coil is used as a thermal element, using a metal magnetic oxide film which is more responsive to temperature than the temperature characteristic of resistance of a conventional thermal element. Since a pair of sensor units including the above is used, the responsiveness to a change in the heat removal atmosphere can be improved. In addition, since the thick film of the metal magnetic oxide used in the sensor portion has little change over time and high durability, it is possible to obtain a durable atmosphere detection device and an atmosphere sensor for the deprivation atmosphere detection device with good durability. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図(A)は本発明の雰囲気センサの構造を示す
平面図であり、図(B)は図(A)の雰囲気センサの断
面図であり、図(C)は図(A)の雰囲気センサの下面
図である。
1A is a plan view showing a structure of an atmosphere sensor of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of the atmosphere sensor of FIG. 1A, and FIG. 1C is FIG. It is a bottom view of the atmosphere sensor of FIG.

【図2】本発明の奪熱雰囲気検出装置に用いられる差動
検出回路を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing a differential detection circuit used in the heat removal atmosphere detecting device of the present invention.

【図3】本発明の奪熱雰囲気検出装置に用いられる磁性
体の初透磁率の温度特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temperature characteristic of an initial magnetic permeability of a magnetic material used in the heat removal atmosphere detecting device of the present invention.

【図4】図(A)は従来の雰囲気センサの構造を示す平
面図であり、図(B)は図(A)の雰囲気センサに用い
られる感熱抵抗素子の構造を示す斜視図である。
FIG. 4A is a plan view showing a structure of a conventional atmosphere sensor, and FIG. 4B is a perspective view showing a structure of a heat-sensitive resistance element used in the atmosphere sensor of FIG.

【図5】従来の奪熱雰囲気検出装置に用いられるブリッ
ジ回路を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing a bridge circuit used in a conventional heat-absorbing atmosphere detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 薄膜ヒータ 12,12´ 金属磁性酸化物 13 アルミナ基板 14,15 センサ部 16,16´ 二次コイル 17−1,17−2 一次コイル 21,22 感熱抵抗素子 23 通気孔 24 ピン端子 25,25´ ケース 26,26´ ステム 31 電極 32 バルク感熱抵抗体 33 リード線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Thin film heater 12, 12 'Metal magnetic oxide 13 Alumina substrate 14, 15 Sensor part 16, 16' Secondary coil 17-1, 17-2 Primary coil 21, 22, Thermal resistance element 23 Vent hole 24 Pin terminal 25, 25 ′ Case 26, 26 ′ stem 31 electrode 32 bulk thermal resistor 33 lead wire

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/72 - 27/90 G01N 27/00 - 27/24 G01N 25/00 - 25/72 JICSTファイル(JOIS)Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 27/72-27/90 G01N 27/00-27/24 G01N 25/00-25/72 JICST file (JOIS)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 温度により透磁率が大きく変化し、それ
ぞれ異なる透磁率を有する第一および第二の金属磁性酸
化物膜と、該第一および第二の金属磁性酸化物膜に共通
に蛇行された一次コイルと、該第一および第二の金属磁
性酸化物膜に互いに独立してそれぞれ蛇行された第一お
よび第二の二次コイルと、該第一の金属磁性酸化物膜と
第二の金属磁性酸化物膜の初透磁率を合わせるために該
第一および第二の金属磁性酸化物膜の一方を加熱するた
めの加熱手段とを有するセンサ部と、前記一次コイルに
交流励磁電圧を供給する手段と、前記第一および第二の
二次コイルの出力電圧の差電圧を検出する手段とを有
し、前記センサ部の雰囲気の奪熱量を前記差電圧として
検出することを特徴とする奪熱雰囲気検出装置。
1. The magnetic permeability changes greatly depending on the temperature, and first and second metal magnetic oxide films having different magnetic permeability are respectively meandered in common with the first and second metal magnetic oxide films. Primary coil, the first and second secondary coils meandering independently of each other in the first and second metal magnetic oxide films, the first metal magnetic oxide film and the second A sensor unit having heating means for heating one of the first and second metal magnetic oxide films in order to match the initial magnetic permeability of the metal magnetic oxide film, and supplying an AC excitation voltage to the primary coil And a means for detecting a difference voltage between output voltages of the first and second secondary coils, and detecting a heat removal amount of the atmosphere of the sensor unit as the difference voltage. Thermal atmosphere detector.
【請求項2】 請求項1記載の奪熱雰囲気検出装置にお
いて、前記第一の二次コイルと前記第二の二次コイルと
が差動接続されていることを特徴とする奪熱雰囲気検出
装置。
2. The heat removal atmosphere detecting device according to claim 1, wherein said first secondary coil and said second secondary coil are differentially connected. .
【請求項3】 請求項1記載の奪熱雰囲気検出装置にお
いて、前記センサ部は第一および第二のセンサ部からな
り、前記一次コイルは第一および第二の一次コイルから
なり、前記第一のセンサ部が、第一の基板と、該第一の
基板上に設けた前記第一の金属磁性酸化物膜と、該第一
の基板上に前記第一の一次コイルとして形成された第一
の一次導体パターンと、該第一の基板上に前記第一の二
次コイルとして形成された第一の二次導体パターンとで
構成され、第二のセンサ部が、第二の基板と、該第二の
基板上に設けた前記第二の金属磁性酸化物膜と、該第二
の基板上に前記第二の一次コイルとして形成された第二
の一次導体パターンと、該第二の基板上に前記第二の二
次コイルとして形成された第二の二次導体パターンと、
該第二の基板上に前記加熱手段として形成されたヒータ
とで構成され、前記第一の一次導体パターンと前記第二
の一次導体パターンとが直列に接続されていることを特
徴とする奪熱雰囲気検出装置。
3. The heat removal atmosphere detecting device according to claim 1, wherein said sensor section comprises first and second sensor sections, said primary coil comprises first and second primary coils, Sensor part, a first substrate, the first metal magnetic oxide film provided on the first substrate, the first formed as the first primary coil on the first substrate A primary conductor pattern, a first secondary conductor pattern formed as the first secondary coil on the first substrate, the second sensor portion, the second substrate, the A second metal magnetic oxide film provided on a second substrate, a second primary conductor pattern formed as the second primary coil on the second substrate, A second secondary conductor pattern formed as the second secondary coil,
A heat sink formed on the second substrate as the heating means, wherein the first primary conductor pattern and the second primary conductor pattern are connected in series. Atmosphere detector.
【請求項4】 請求項3記載の奪熱雰囲気検出装置にお
いて、前記第一の金属磁性酸化物膜が前記第一の基板の
表面に設けられ、前記第一の一次導体パターンおよび第
一の二次導体パターンが該基板の裏面に設けられ、前記
第二の金属磁性酸化物膜および前記ヒータが前記第二の
基板の表面に設けられ、前記第二の一次導体パターンお
よび第二の二次導体パターンが該基板の裏面に設けられ
て構成されることを特徴とする奪熱雰囲気検出装置。
4. The heat removal atmosphere detecting device according to claim 3, wherein said first metal magnetic oxide film is provided on a surface of said first substrate, and said first primary conductor pattern and said first metal oxide film are provided on said first substrate. A second conductor pattern is provided on a back surface of the substrate, the second metal magnetic oxide film and the heater are provided on a front surface of the second substrate, and the second primary conductor pattern and the second secondary conductor are provided. A heat-absorbing atmosphere detecting device, wherein a pattern is provided on a back surface of the substrate.
【請求項5】 請求項3又は4記載の奪熱雰囲気検出装
置において、前記第一および第二の一次導体パターン、
第一および第二の二次導体パターンンが蛇行状またはら
せん状に形成されていることを特徴とする奪熱雰囲気検
出装置。
5. The heat removal atmosphere detecting device according to claim 3, wherein the first and second primary conductor patterns are provided.
A heat release atmosphere detecting device, wherein the first and second secondary conductor pattern are formed in a meandering or spiral shape.
【請求項6】 請求項3乃至5のいずれか一つに記載の
奪熱雰囲気検出装置において、前記第一および第二の基
板が、共通の基板の互いに異なる基板部からなることを
特徴とする奪熱雰囲気検出装置。
6. The heat removal atmosphere detecting apparatus according to claim 3, wherein the first and second substrates are formed of different substrate portions of a common substrate. Heat capture atmosphere detector.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれか一つに記載の
奪熱雰囲気検出装置において、前記第一および第二の金
属磁性酸化物膜がMn−Zn系金属磁性酸化物膜である
ことを特徴とする奪熱雰囲気検出装置。
7. The heat-absorbing atmosphere detecting device according to claim 1, wherein the first and second metal magnetic oxide films are Mn—Zn-based metal magnetic oxide films. A heat removal atmosphere detection device characterized by the above-mentioned.
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