JP4844252B2 - 熱式質量流量計 - Google Patents

Description

本発明は、配管内を流れる流体の質量流量を、流体の流れ方向における温度分布に基づいて測定する熱式質量流量計に関するものである。

図３を参照しながら従来の熱式質量流量計を説明する。図３は従来の熱式質量流量計の一例を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は配管表面の温度分布を示すグラフである。（Ｂ）において、縦軸は温度であり、横軸は配管の流れ方向における位置である。なお、破線で示された曲線は配管内を流体が流れていない状態での温度分布を示し、実線で示された曲線は配管内を流体が流れている状態での温度分布を示している。

図３（Ａ）に示されるように、配管３０の周面の表面上に発熱素子３２が接触され、さらに配管３０の流れ方向における発熱素子３２の上流側と下流側の等距離の位置に配管の表面温度を測定する１対の温度センサ３４（３４ａ，３４ｂ）が配置されている。この例では、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術によって１つの基板に発熱素子３２と温度センサ対３４を作りこんだ流量測定用チップ３６を用い、その流量測定用チップ３６を配管３０に取り付けて、配管３０内を流れる流量の測定を行なっている（例えば、特許文献１参照。）。

上記の熱式質量流量計は、発熱素子３２によって配管内の流体を所定温度まで加熱し、発熱素子３２から一定距離だけ離れた温度センサ対３４にてそれぞれ配管３０の表面温度を測定する。発熱素子３０によって暖められた流体の温度分布がガウス分布に従うことを前提とすると、流体が静止しているときは図３（Ｂ）の破線で示されるように、２つの温度センサ３４ａと３４ｂで検出される温度は等しく、両者の測定温度差は０となる。図３（Ｂ）の実線で示されるように、配管３０内を流体が流れると温度分布が下流側に移動し、温度センサ３４ａと３４ｂで検出される温度に差が生じる。配管３０表面の温度分布は配管３０内を流れる流体の流量が増大するほど下流側に移動することから、配管３０表面の温度分布の頂点が温度センサ３４ａと３４ｂの間にあるときは、温度センサ対３４の測定温度差は配管３０内を流れる流体の流量が増大するほど大きい値となる。したがって、配管３０内を流れる流体の流量と温度センサ対３４の測定温度差には相関関係が成立しており、この相関関係から温度センサ対３４の測定温度差を利用して配管３０内を流れる流体の流量を算出することができる。

このような発熱素子３２と対をなす温度センサ３４ａと３４ｂが作りこまれた流量測定用チップ３６を用いた熱式質量流量計では、ＭＥＭＳ技術によって対をなす温度センサ対３４を発熱素子に近接して配置することができるので、温度分布の移動量が小さい場合でも、温度センサ温度分布を示す曲線（図３（Ｂ）を参照）の傾斜が急な位置で温度センサ３４ａと３４ｂが温度を測定することができ、流量が微量である場合でも測定温度差として大きな値を得ることができ、流量測定を高感度で行なうことができる。
米国特許第６８１３９４４号

しかし、ＭＥＭＳ技術を用いて１枚の基板に発熱素子３２と温度センサ対３４を作りこむことは、製造設備などの問題から安価に実現することはできない。また、図３に示されているように、従来の熱式質量流量計では温度センサでの温度検出を行なう面積が小さいため、十分な分解能が得られないという問題があった。
そこで本発明は、配管を流れる流体の流量を従来のものよりも高感度で測定できる熱式質量流量計を提供することを目的としている。

本発明にかかる熱式質量流量計は、内部を流体が流れる配管の周面上の一方面側と他方面側に配管を挟むようにして固着され、配管内の流体を加熱するチップタイプの一方面側発熱素子及び他方面側発熱素子と、一方面側発熱素子及び他方面側発熱素子とは別体として構成され、一方面側で流体の流れ方向に沿って発熱素子の上流側と下流側の等距離の位置に固着されたチップタイプの一方面側温度センサ対及び他方面側の一方面側温度センサ対に対応する位置に固着された他方面側温度センサ対と、一方面側温度センサ対による検出温度及び他方面側温度センサ対による検出温度から配管中を流れる流体の流量を求める演算部と、を備えたものである。

本発明の熱式質量流量計において、一方面側温度センサ対を構成する一方面側温度センサと他方面側温度センサ対を構成する他方面側温度センサは、両面側で対応するものどうしが電気的に並列に接続されている。

熱式質量流量計では、発熱素子により熱量を発生させて配管を加熱し、その温度分布の頂点位置の移動によって配管内部を流れる流体の流量を測定するので、配管温度や温度センサが発熱素子により発生された熱量以外のものによって影響を受けると正確な流量測定ができなくなる。そのため、発熱素子、温度センサ、配管のそれらが取り付けられている部分は外部の環境から隔離されていることが好ましい。
そこで、本発明の熱式質量流量計の好ましい実施形態の一例は、他方面側発熱素子のリード端子及び他方面側温度センサのリード端子を配管の他方面側から支持し、かつ他方面側発熱素子及び他方面側温度センサ対を含む領域を覆う他方面側基板と、一方面側発熱素子及び一方面側温度センサ対を含む領域を配管の一方面側から覆う一方面側断熱材と、をさらに備えているものである。

上記の場合、一方面側断熱材及び他方面側基板の断熱効果はそれらの熱伝導率や厚みによって決定される。もし、一方面側断熱材又は他方面側基板の断熱効果が低いと、その内側の温度が外側の温度変化の影響を受けることになり、正確な流量測定は困難になる。一方面側断熱材又は他方面側基板の厚みを厚くすることで断熱効果を高められるが、大量の断熱性接着剤やシリコーンなどの材料が必要になるためコスト面で不利である。また、大量の断熱性接着材を使用した場合には、断熱性接着剤を乾燥させるのに時間がかかるため作業性が低下するという問題もある。
そこで、他方面側基板と他方面側発熱素子の本体部分及び他方面側温度センサの本体部分との間、及び一方面側断熱材と一方面側発熱素子の本体部分及び一方面側温度センサの本体部分との間に空気層が存在するようにしてもよい。粘性のある断熱性接着剤、シリコーンなど断熱材として使用されている物質は、温度３００Ｋ、気圧０．１ＭＰａの条件下で０．数Ｗ／ｍＫ程度の熱伝導率をもっている。それに対し、静止空気の熱伝導率は同条件下で０．０２６Ｗ／ｍＫ（機械工学便覧「熱工学」より。）と上記の断熱材よりも一桁小さい熱伝導率をもっており、空気層は断熱材よりも断熱性に優れている。

他方面側基板は配線パターンが形成された配線基板であり、他方面側発熱素子及び他方面側温度センサ対を含む領域は配線基板に設けられた凹部であり、他方面側発熱素子のリード端子及び他方面側温度センサのリード端子は配線パターンの一部に固定され、電気的にも接続されていることが好ましい。
さらに、一方面側温度センサのリード端子は、対応する他方面側温度センサのリード端子と一緒に配線パターンの一部に固定され、電気的に接続されていてもよい。

一方面側発熱素子と他方面側発熱素子は熱伝導性接着剤により配管に固着されていることが好ましい。

本発明の熱式質量流量計の好ましい用途の１つは、熱式質量流量計を取り付ける配管が高速液体クロマトグラフで移動相が流れる配管である。

本発明の熱式質量流量計は、発熱素子と温度センサ対が１つの基板に一体として作りこまれた流量測定用チップを用いるのではなく、それぞれ独立して製作された発熱素子と温度センサ対を用いて配管の一方面側と他方面側に配管を挟むように配置しているので、設備投資が高額なＭＥＭＳ技術を利用することなく、配管内を流れる流体の流量を高感度で安価に測定できる。

さらに、一方面側温度センサ対を構成する一方面側温度センサと他方面側温度センサ対を構成する他方面側温度センサは、両面側で対応するものどうしが電気的に並列に接続されていれば、ＳＮ比が向上し、さらに測定感度が高まる。

他方面側発熱素子のリード端子及び他方面側温度センサのリード端子を配管の他方面側から支持し、かつ他方面側発熱素子及び他方面側温度センサ対を含む領域を覆う他方面側基板と、一方面側発熱素子及び一方面側温度センサ対を含む領域を配管の一方面側から覆う一方面側断熱材と、をさらに備えていれば、他方面側発熱素子、一方面側発熱素子、他方面側温度センサ対、一方面側温度センサ対を含む測定部分を外部から隔離することができるので、測定部分の温度が外気の温度変化など外乱の影響を受けにくくなり、流量測定の精度が向上する。

他方面側基板と他方面側発熱素子の本体部分及び他方面側温度センサの本体部分との間、及び一方面側断熱材と一方面側発熱素子の本体部分及び一方面側温度センサの本体部分との間に空気層が存在するようにすれば、空気層の高い断熱性を利用して測定部分の断熱効果をさらに高めることができる。

他方面側基板は配線パターンが形成された配線基板であり、他方面側発熱素子及び他方面側温度センサ対を含む領域は配線基板に設けられた凹部であり、他方面側発熱素子のリード端子及び他方面側温度センサのリード端子は配線パターンの一部に固定され、電気的にも接続されていれば、この熱式質量流量計の回路構成を簡略化できる。
さらに、一方面側温度センサのリード端子が対応する他方面側温度センサのリード端子と一緒に配線パターンの一部に固定されていれば、一方面側温度センサとその一方面側温度センサに対応する他方面側温度センサとを回路構成を複雑にすることなく並列接続することができる。

図１は高速液体クロマトグラフの配管内を流れる移動相の流量を測定する熱式質量流量計の一実施例を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は配管の温度分布を示すグラフである。（Ｂ）において、縦軸は温度を示しており、横軸は配管２の流れ方向における位置を示している。破線で示された曲線は配管内を移動相が流れていない状態でのヒータによって生じる配管表面の温度分布を示しており、実線で示された曲線は配管内を移動相が流れている状態でのヒータによって生じる配管表面の温度分布を示している。
なお、以下の実施例では、配管２が水平面内に配置されており、配管２の一方面側を上側、他方面側を下側とする。また、この実施例では水平面内に配管２が配置されているが、配管２が垂直方向又は傾斜をもって配置された場合でも一方面側を上側、他方面側を下側とする。

図１（Ａ）において、２は高速液体クロマトグラフの配管である。移動相は配管２内を図において矢印で示されているように左側から右側に流れる。配管２の周面には、配管２を挟むようにして配管２の上側に発熱素子であるヒータチップ４ａが配置されており、配管２の下側でヒータチップ４ａの反対側にあたる位置にヒータチップ４ｂが配置されている。

配管２の上側でヒータチップ４ａの上流側に温度センサチップ６ａが配置されており、配管２の上側でヒータチップ４ａの下流側に温度センサチップ８ａが配置されている。温度センサチップ６ａと８ａはヒータチップ４ａから等距離の位置に配置されており、上側温度センサチップ対を構成している。
配管２の下側で温度センサチップ６ａの反対側にあたる位置に温度センサチップ６ｂが配置されており、配管２の下側で温度センサチップ８ａの反対側にあたる位置に温度センサチップ８ｂが配置されている。温度センサチップ６ｂと８ｂは下側温度センサチップ対を構成している。

ヒータチップ４ａ，４ｂ、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂは、例えば熱伝導性シリコーンシーラントＫＥ３４６７（信越化学工業株式会社の製品）などの熱伝導性接着剤１０により配管２に固着されている。
ヒータチップ４ａ，４ｂとして、例えばチップダイオードＩＳＳ３８７（株式会社東芝の製品）やチップ抵抗ＲＫ７３Ｈ１ＪＴ（コーア株式会社の製品）を用いることができる。また、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂは熱電対やダイオードがチップ型に形成されたものである。

ここで、ヒータチップ４ａと４ｂの隙間、温度センサチップ６ａと８ａの隙間、及び温度センサチップ６ｂと８ｂの隙間は、例えば熱伝導性シリコーンシーラントＫＥ３４６７（信越化学工業株式会社の製品）などの熱伝導性接着剤１０によって埋められていてもよい。そうすれば、ヒータチップ４ａ，４ｂと配管との熱伝達、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂと配管との熱伝達が向上する。

図１（Ｂ）において、配管２内を移動相が流れていない状態では、温度分布を示す曲線が破線で示されているように、ヒータチップ４ａ，４ｂの位置を温度分布の頂点として、その位置を中心に左右対称に温度が分布する。したがって、この状態では温度センサチップ６ａ，６ｂの位置の温度と温度センサチップ８ａ，８ｂの位置の温度は等しく、その差は０である。
それに対し、配管２内を移動相が流れると、温度分布を示す曲線が実線で示されているように下流側（図において右側）に移動し、温度センサチップ６ａ，６ｂの位置の温度と温度センサチップ８ａ，８ｂの位置の温度に差が生じる。

温度センサチップ６ａ，６ｂの位置と温度センサチップ８ａ，８ｂの位置との間に温度分布の頂点があることを前提とすると、温度分布の頂点は配管２内を流れる移動相の流量の増大により下流側に移動することから、温度センサチップ６ａ，６ｂの検出温度と温度センサチップ８ａ，８ｂの検出温度の差は移動相の流量の増加とともに増加し、両者には相関関係が成立する。この相関関係を予め測定して検量線データとして用意しておくことで、温度センサチップ６ａ，６ｂで検出される温度と温度センサチップ８ａ，８ｂで検出される温度との差を検出すれば、検量線データに基づいて配管２内を流れる移動相の流量を算出できる。

ここで、温度センサチップ６ａと６ｂ、温度センサチップ８ａと８ｂは電気的に並列に接続されていることが好ましい。これは、以下の理由に基づいている。
温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂでの温度検出の分解能を表わす指標として信号電圧と雑音電圧Ｅ（Ｖ）との比をとったＳＮ比（ＳＮＲ）を用いる。雑音電圧Ｅ（Ｖ）は次式（１）で表わすことができる。

上記式（１）において、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度（Ｋ）、Ｒは抵抗値（Ω）、Δｆは雑音の周波数帯域（Ｈｚ）である。

１つの温度センサチップで温度検出を行なう場合、温度センサチップを駆動する電圧を定電圧Ｖ₀とすると、抵抗値ＲはＲ＝Ｖ₀／Ｉで表わされ、温度センサチップから流れる電流Ｉによって決定される。このとき、温度センサチップから流れる電流を電圧に変換するための固定抵抗をｒ（Ω）、固定抵抗ｒの雑音電圧をＥｒ（Ｖ）とすれば、異なる２種類の雑音電圧は２乗平均で求められるので、ＳＮＲは次式（２）で表わすことができる。

一方、２つの定電圧駆動された温度センサチップを並列に接続して温度検出を行なう場合には、これらの温度センサチップから流れる合計電流は２Ｉになる。したがって、これら２つの温度センサチップの合計抵抗値Ｒ’は、

となる。

したがって、温度センサチップを並列に接続した場合の雑音電圧Ｅ’は、式（１）より、

となる。

この場合のＳＮ比をＳＮＲ’とすると、ＳＮＲ’は次式（３）で表わすことができる。

式（２）と式（３）によりＳＮＲ／ＳＮＲ’は次式（４）で表わされる。

上記式（４）から、

すなわち、

符号＊は掛け算の×を表わす。
また、

すなわち、

よって、温度センサチップを並列接続して温度検出を行なう場合のＳＮ比（ＳＮＲ’）は、抵抗値Ｒ，ｒ、温度Ｔの大きさに関わらず、常に、１つの温度センサチップで温度検出を行なう場合のＳＮ比（ＳＮＲ）の２倍以上であることがわかる。すなわち、２つの温度センサチップを同じ測定位置に配置し、それらの温度センサチップを並列に接続して温度検出を行なうことでＳＮ比を２倍以上に向上させることができ、高感度な測定を行なうことができる。
したがって、温度センサチップ６ａと６ｂ、８ａと８ｂを電気的に並列に接続して用いることで、それぞれの温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂを単体で用いるよりも分解能を向上させることができる。

また、この実施例では、温度センサチップ６ａと６ｂ、８ａと８ｂは図示されていない演算部に接続されている。演算部は、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂの検出温度を読み取り、ヒータチップ４ａ，４ｂの上流側と下流側の温度差から、予め求めて保存している検量線に基づいて配管２内を流れる移動相の流量を算出するようになっている。ここでいう演算部は、ＣＰＵやパーソナルコンピュータにより実現することができる。

温度センサチップ６ａと６ｂ、８ａと８ｂが並列に接続されている場合には、温度センサチップ６ａと６ｂ、８ａと８ｂでそれぞれ１つずつの温度情報が得られ、これら４つの温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂで１対の温度センサチップ対と見なして、ヒータチップ４ａ，４ｂの上流側と下流側の温度差を求める。
その場合、演算部には予め測定された、並列接続された温度センサチップ６ａ，６ｂの組により検出される温度と温度センサチップ８ａ，８ｂの組により検出される温度の差（以下、検出温度差）と、配管２内を流れる流体の流量との相関関係が検量線として記憶されている。そして、検出温度差と検量線に基づいて配管２内を流れる流体の流量が自動的に算出されるようになっている。

なお、検出温度差と流体の流量との間の相関関係は、温度分布の頂点が温度センサチップ６ａ，６ｂの位置と温度センサチップ８ａ，８ｂの位置の間に存在している場合のみ成立するものであり、温度分布の頂点が温度センサチップ６ａ，６ｂの位置と温度センサチップ８ａ，８ｂの位置の間に存在しない場合には、この相関関係による検量線に基づいて移動相の流量を算出することはできない。これは、温度分布の頂点が温度センサチップ８ａ，８ｂが配置されている位置よりも下流側にある場合、配管２内を流れる流体の流量がさらに増大して温度分布の頂点がさらに下流側に移動しても、温度センサチップ６ａ，６ｂと温度センサチップ８ａ，８ｂの検出温度差が減少するという現象が起こり、温度センサチップ６ａ，６ｂの検出温度と温度センサチップ８ａ，８ｂの検出温度の差が移動相の流量の増加とともに増加するという関係が成り立たなくなるからである。

図２は熱式質量流量計の他の実施例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ位置における断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ−Ｙ位置における断面図である。なお、この実施例では、熱式質量流量計の上方から測定部分を覆うカバー１８が設けられているが（Ａ）では図示していない。

この実施例の熱式質量流量計においても、図１の実施例と同様に、配管２の上側でヒータチップ４ａの上流側に温度センサチップ６ａが配置されており、配管２の上側でヒータチップ４ａの下流側に温度センサチップ８ａが配置されている。温度センサチップ６ａと８ａはヒータチップ４ａから等距離の位置に配置されており、上側温度センサチップ対を構成している。さらに、配管２の下側で温度センサチップ６ａの反対側にあたる位置に温度センサチップ６ｂが配置されており、配管２の下側で温度センサチップ８ａの反対側にあたる位置に温度センサチップ８ｂが配置されている。温度センサチップ６ｂと８ｂは下側温度センサチップ対を構成している。

ヒータチップ４ａ，４ｂ、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂは、例えば熱伝導性シリコーンシーラントＫＥ３４６７（信越化学工業株式会社の製品）などの熱伝導性接着剤１０により配管２に固着されている。
ヒータチップ４ａ，４ｂとして、例えばチップダイオードＩＳＳ３８７（株式会社東芝の製品）やチップ抵抗ＲＫ７３Ｈ１ＪＴ（コーア株式会社の製品）を用いることができる。また、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂは熱電対やダイオードがチップ型に形成されたものである。
ヒータチップ４ａ，４ｂ、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂは、それぞれ本体部分の下面から側方に延びた２本のリード端子を備えている。

ヒータチップ４ａ，４ｂ、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂが配置された測定部分は、下側断熱材としての基板１２と上側断熱材としてのカバー１８で覆われて外部とは隔離されている。この実施例での基板１２は例えば金属膜からなる配線パターン１６が形成されたプリント基板である。プリント基板１２は、例えばガラスエポキシ基板やポリイミド基板などである。プリント基板１２には矩形の溝１４が形成されており、配線パターン１６は溝１４から外側に向かって引き出されている。ヒータチップ４ａ，４ｂ、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂのリード端子は配線パターン１６に電気的に接続されて外部に引き出されている。
カバー１８はプリント基板１２の上方から測定部分を覆うようにして配置されている。カバー１８とヒータチップ４ａ、温度センサチップ６ａ，８ａとの間には隙間が設けられて空気層２０が介在している。カバー１８は断熱材で構成されているか、又は例えばトーレペフ（登録商標、東レ株式会社の製品）などの断熱性接着剤やシリコーンなどが外側に塗布されている。これにより、測定部分の空気は外気から隔離されている。

配管２を含む測定部分とプリント基板１２及びカバー１８との位置関係を図２（Ｃ）を用いて説明する。なお、ここでは温度センサチップ６ａ，６ｂが配置されている部分について説明するが、ヒータチップ４ａ，４ｂ、温度センサチップ８ａ，８ｂが配置されている部分も同様の構造となっているである。
温度センサチップ６ｂは本体部分の上面が下向きになった状態でプリント基板１２の溝１４に嵌め込まれている。溝１４の寸法は、温度センサチップ６ｂの本体部分と溝１４内側の壁面との間に隙間が存在し、温度センサチップ６ｂはリード端子６ａ−１，６ａ−２でのみプリント基板１２に支持されるように設定されている。温度センサチップ６ｂはリード端子６ｂ−１，６ｂ−２を介して配線パターン１６に支持され、リード端子６ｂ−１，６ｂ−２ははんだ２２によって配線パターン１６に固着され電気的に接続されている。

温度センサチップ６ｂの本体部分の下面上には、熱伝導性接着剤１０によって配管２及び温度センサチップ６ａが固着されているが、温度センサチップ６ａのリード端子６ａ−１，６ａ−２もまた、温度センサチップ６ｂのリード端子６ｂ−１，６ｂ−２と同じはんだ２２によって配線パターン１６に電気的に接続されて固着されている。したがって、リード端子６ａ−１とリード端子６ｂ−１、リード端子６ａ−２とリード端子６ｂ−２が電気的に接続されていることになるので、温度センサチップ６ａと６ｂは電気的に並列に接続されている。ここで、リード端子６ａ−１と６ｂ−１は正極又は負極、リード端子６ａ−２と６ｂ−２は負極又は正極である。

この実施例の熱式質量流量計は、同じ位置の温度を測定する温度センサチップ６ａと６ｂ、８ａと８ｂが電気的に並列に接続されているので、温度センサチップからの電気信号のＳＮ比が高くなり、高感度で温度検出を行なうことができる。これにより、配管２内を流れる移動相の流量測定の分解能が高くなり、熱式質量流量計としての性能が向上する。

ヒータチップ４ａ，４ｂ、温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂが配置されている部分を含む測定部分がプリント基板１２及びカバー１８によって外部から隔離されているので、外気の温度変化の影響を受けにくく、精度の高い流量測定を行なうことができる。
さらに、ヒータチップ４ｂ、温度センサチップ６ｂ，８ｂがそれぞれのリード端子でのみプリント基板１２に支持され、溝１４内側の壁面との間に隙間が設けられて空気層を介在させているので、空気層の高い断熱性を利用してさらに断熱効果を高めることができる。これにより、溝１４下の肉厚を薄くすることができ、コストの低減を図ることができる。同様に、ヒータチップ４ａ、温度センサチップ６ａ，８ａとカバー１８との間に隙間を設けて空気層を介在させているので、空気層の高い断熱性を利用して断熱効果を高めることができる。

図１及び図２を用いて説明した実施例の熱式質量流量計は、ヒータチップ４ａ，４ｂの上流側と下流側の等距離の位置にそれぞれ１つずつ、合計４つの温度センサチップ６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂが配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヒータチップ４ａ，４ｂの上流側と下流側の等距離の位置にそれぞれ２つ以上、合計８つ以上の温度センサチップが配置されていてもよい。

熱式質量流量計の一実施例を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は配管表面の温度分布を示すグラフである。 熱式質量流量計の他の実施例を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ位置における断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ−Ｙ位置における断面図である。 従来の熱式質量流量計の一例を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は配管表面の温度分布を示すグラフである。

符号の説明

２ 配管
４ａ，４ｂ ヒータチップ
６ａ，６ｂ，８ａ，８ｂ 温度センサチップ
１０ 熱伝導性接着剤
１２ プリント基板
１４ 溝
１６ 配線パターン
１８ カバー
２０ 空気層

Claims (5)

1. 内部を流体が流れる配管の周面上の一方面側と他方面側に前記配管を挟むようにして固着され、配管内の流体を加熱するチップタイプの一方面側発熱素子及び他方面側発熱素子と、
   前記一方面側発熱素子及び他方面側発熱素子とは別体として構成され、前記一方面側で前記流体の流れ方向に沿って前記発熱素子の上流側と下流側の等距離の位置に固着されたチップタイプの一方面側温度センサ対及び前記他方面側で前記一方面側温度センサ対に対応する位置に固着された他方面側温度センサ対と、
   前記一方面側温度センサ対による検出温度及び前記他方面側温度センサ対による検出温度から前記配管中を流れる流体の流量を求める演算部と、
   前記他方面側発熱素子のリード端子及び前記他方面側温度センサのリード端子を前記配管の他方面側から支持し、かつ前記他方面側発熱素子及び前記他方面側温度センサ対を含む領域を覆う他方面側基板と、
   前記一方面側発熱素子及び前記一方面側温度センサ対を含む領域を前記配管の一方面側から覆う一方面側断熱材と、
   を備え、
   前記一方面側温度センサ対を構成する一方面側温度センサと他方面側温度センサ対を構成する他方面側温度センサは、両面側で対応するものどうしが電気的に並列に接続されて上流側温度センサ対と下流側温度センサ対を構成しており、
   前記演算部は前記上流側温度センサ対による検出温度と下流側温度センサ対による検出温度との温度差から前記配管中を流れる流体の流量を求めるように構成されており、
   前記他方面側基板は配線パターンが形成された配線基板であり、前記他方面側発熱素子及び前記他方面側温度センサ対を含む領域は前記配線基板に設けられた凹部であり、
   前記他方面側発熱素子のリード端子及び前記他方面側温度センサのリード端子は前記配線パターンの一部に固定され、電気的にも接続されている熱式質量流量計。
2. 前記他方面側基板と前記他方面側発熱素子の本体部分及び前記他方面側温度センサの本体部分との間、並びに前記一方面側断熱材と前記一方面側発熱素子の本体部分及び前記一方面側温度センサの本体部分との間に空気層が存在する請求項１に記載の熱式質量流量計。
3. 前記一方面側温度センサのリード端子は、対応する前記他方面側温度センサのリード端子とともに前記配線パターンの一部に固定され、電気的にも接続されている請求項１又は２に記載の熱式質量流量計。
4. 前記一方面側発熱素子と前記他方面側発熱素子は熱伝導性接着剤により前記配管に固着されている請求項１から３のいずれかに記載の熱式質量流量計。
5. 前記配管は高速液体クロマトグラフで移動相が流れる配管である請求項１から４のいずれかに記載の熱式質量流量計。

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