專利名稱：氣流探測器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣流探測器，特別是涉及一種利用相應于氣體流速的加熱器的幅射來檢測風速的氣流探測器。
作為測量氣體流速(風速)的一種氣流探測器，已知有一種熱型氣流探測器，其電阻器受到加熱，并放置在氣流中，根據熱幅射量的大小來檢測風速。
近來由于能以低成本提供高準確度和高可靠性的這種熱型氣流探測器，已引起人們特別的興趣，并已被廣泛使用，例如已有用于汽車電控注油裝置的氣流探測器和用于空調系統的氣流量探測器。
圖8是一種常規熱型氣流探測器的電路布置實例圖。在該氣流探測器中，加熱電阻器RH加熱至一定溫度(通常控制在比室溫高20至200℃)，以測定電于氣流量而產生的熱幅射量的變化。此外，一個溫度補償電阻器RT用于補償溫度的影響，并用來測定氣流本身的溫度。
因此，如果加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT之間的熱隔離不足夠，將會產生不少問題，不僅加熱電阻器RH的熱幅射量變化不正確，而且在對溫度進行補償時會遇到困難，從而降低了測量的準確性。
因此，為了解決上述問題，已提出過下列氣流探測器(1)一種氣流探測器(日本專利公開號3-81440)，如圖9所示，其加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT借助圓筒形探測器本體51內的獨立支撐體52、53，互相分開一預定距離；
(2)一種氣流探測器(日本專利公開號63-134919)，如圖10所示，其加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT裝配在有狹長切口61的基片62上，狹長切口61位于兩者之間，從而使其達到熱隔離；(3)一種氣流探測器(日本實用新型公開號60-183825)，如圖11所示，其加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT裝在有細長孔(或槽)71的基片72上，利用該細長孔(或槽)71互相分開，從而在兩者之間達到熱隔離。
然而，隨氣流探測器(1)產生的問題在于，為了承托加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT，需要兩個支撐體52，53，因此包括加熱電阻器RH、溫度補償電阻器RT和電路部分的整個裝置變得很復雜，造成成本增加，設備增多。
而氣流探測器(2)和(3)涉及的問題在于，加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT的一個主要表面(前表面或后表面)完全與基片62或72接觸，致使熱量通過如箭頭A所示的狹長切口61(圖10)或細長孔(或槽)71(圖11)周圍的基片部分而遷回，因而在加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT之間很難有足夠的熱隔離，從而導致測量準確性降低。
為了解決上述問題，研制了本發明。本發明的目的在于提供一種氣流探測器，其設置在同一基片上的加熱電阻器和溫度補償電阻器之間能很好地達到熱隔離，能高準確性地測量風速。
按照本發明，為了達到上述目的，提出了一種氣流探測器，該探測器利用相應于氣體流速的加熱器的熱幅射來檢測風速，其特征在于包括具有一個或多個窗口部分或切口部分的一原始基片和裝在該原始基片上的一個或多個薄片型熱敏電阻，以使熱敏電阻的主要部分處在面對窗口部分或切口部分的一個孔的位置上。
此外，該氣流探測器的特點還有，在原始基片上形成有信號處理電路。
再有，該氣流探測器的特征還在于，由信號處理電路一發熱元件產生的熱量通過至少一種形成信號處理電路的電路圖形進行幅射，并有一個提取信號的插腳附裝在原始基片上，而與所述電路圖形電連接。
在本發明的氣流探測器中，薄片型熱敏電阻裝在原始基片上，使之面對原始基片的窗口部分或切口部分的孔，于是薄片型熱敏電阻與原始基片之間的熱偶合變弱，例如可抑制裝在原始基片上的發熱元件或同類元件的熱感應，或在兩個薄片型熱敏電阻之間(即加熱電阻器和溫度補償電阻器之間)有效地進行熱隔離，從而提高了探測風速的準確性。
由于信號處理電路形成在原始基片上，不必另外配備一個電路元件(基片)，因此可減少零件的數目，從而使體積減小和成本降低。此外，由于原始基片和薄片型熱敏電阻之間的有效熱隔離，可以防止與原始基片上形成的信號處理電路無關的電路元件等的熱感應，不會產生特別不利的影響。
再有，因為信號處理電路的發熱元件產生的熱量是通過至少一種形成信號處理電路的電路圖形進行幅射的，并且有一個提取信號插腳附裝在原始基片上而與電路圖形電連接，因此由發熱元件產生的熱量能有效地逸散到外面，這就有效防止了熱量輸送到薄片型熱敏電阻上，從而提高了測量的準確性。
以下結合


本發明的實施例。
圖1為本發明一實施例的氣流探測器的示意圖，其中(a)顯示出其正面，(b)顯示出其側面。
圖2為一放大圖，示出本發明實施例的氣流探測器的主要部分。
圖3為用于本發明實施例的氣流探測器中的薄片型熱敏電阻(加熱電阻器或溫度補償電阻器)的示意圖。
圖4為本發明另一實施例的氣流探測器的主要部分的示意圖，其中(a)顯示出其正面，(b)顯示出其側面。
圖5為本發明又一實施例的氣流探測器的示意圖。
圖6為本發明再一實施例的氣流探測器的示意圖。
圖7為本發明的氣流探測器用作導管型流率探測器的示意圖。
圖8為一種常規氣流探測器的電路布置圖。
圖9為另一種常規氣流探測器的示意圖。
圖中標號為1，1a，1b窗口部分；1c 切口部分；2原始基片；3，3a，3b，3c孔；4運算放大器；5電流放大晶體管；6可調電阻(裝置)；7固定電阻(薄片型固定電阻)；8提取信號插腳；9氧化鋁基片；10 電阻圖形；11 信號處理電路；11a 電極；11b 電路圖形；12 連接片(電極)；13 導管；RH加熱電阻器(薄片型熱敏電阻)；RT溫度補償電阻器(薄片型熱敏電阻)。
圖1(a)、1(b)示出本發明一實施例的一種氣流探測器，圖2是其主要部分的示意圖。
在該實施例中，一種氣流探測器由一個原始基片2構成，其中開有縱向細長的窗口部分1，加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT裝在原始基片上，其主要部分對著窗口部分1框架內的一個孔3，并有一運算放大器4、電流放大晶體管5、調整溫度特性和調整輸出偏差的可調電阻6、固定電阻(薄片固定電阻)7、和裝到原始基片2上的提取信號插腳8。
如圖2所示，在本實施例的氣流探測器的窗口部分1的兩端面處形成有電極11a，電極11a與構成信號處理電路11的電路圖形11b電連接。而且，在原始基片2上設置有加熱電阻器RH和溫度補償加熱器RT，其中心部分(主要部分)對著窗口部分1框架內的孔3。設在每個加熱電阻器RH和溫度補償電阻RT兩端部的電極12(圖3)分別固定連接到信號處理電路11的電極11a上。
此外，在圖3所示的本實施例中，作為加熱電阻器RH和溫度補償電阻RT，使用了薄片型熱敏電阻(薄膜鉑溫度探測器)，其中每個電阻都制成使一梳形電阻圖形10位于氧化鋁基片9的中心部分，而連接設在原始基片2上的信號處理電路11(圖2)的電極11a(圖2)的連接片(電極)12形成在氧化鋁基片9的兩邊。也就是說，這種薄片型熱敏電阻被安置成當用作加熱電阻器RH時，其中心部分有一加熱部分，另一方面，當用作溫度補償電阻器RT時，其中心部分有一熱敏部分。
此外，作為原始基片2，使用了如環氧樹脂、酚、聚酰亞胺等可鍍的樹脂基材構成的基片或類似材料制成的模制基片。另外，由樹脂基材制成的基片或模制品具有大約是氧化鋁之類無機材料制成的基片或模制基片熱導率的1/100，因此，在其上安裝的元件之間的熱隔離性就極好。而且，使用模制基片，可以很容易地制出一種三維結構的氣流探測器。
由于在上述結構的氣流探測器中，由加熱電阻器RH產生的熱量借助對流和幅射逸散到大氣中，因而通過原始基片2由熱傳導輸送到其他元件上的熱量極少。例如，如果與原始基片2的接觸部分僅僅是電極12形成的部分，并且薄片型熱敏電阻(加熱電阻器RH或溫度補償電阻器RT)的整個電阻圖形10放在面對著被分離的原始基片2的窗口部分1的孔3的位置，則實驗證明加熱電阻器RH與溫度補償電阻器RT之間的間距(距離)與無窗口部分的結構相比能減至大約為其1/10。
另一方面，在具有如圖10和11所示結構的常規氣流探測器中，加熱電阻器RH與溫度補償電阻器RT之間的間距(距離)與無窗口部分的結構相比，僅能減少至大約為其1/5。
再有，溫度補償電阻器RT的熱敏部分(中心部分)不與原始基片2接觸，并且，除了形成電極12的部分之外，大部分直接暴露在要測溫度的大氣中，因而減少了通過原始基片2的熱干擾。
由于這一原因，根據上述構造的氣流探測器，可在加熱電阻器RH與溫度補償電阻器RT之間進行有效的熱隔離，進而控制裝在原始基片2上的發熱元件(電流放大晶體管5)等的熱感應，從而，保證了風速探測的準確性。
圖4是本發明另一實施例的氣流探測器主要部分的示意圖。在如圖4所示的該實施例的氣流探測器中，構成信號處理電路11的電路圖形11b具有一個較大的寬度，因此從該電路圖形11b能有效地進行熱幅射；此外，來自形成信號處理電路11的電流放大晶體管5等的熱量被引入提取信號插腳8，從而能有效地使其擴散掉。結果，這種結構能使在信號處理電路上產生的熱量有效地逸散到外面，從而防止了熱量進入薄片型熱敏電阻中，提高了測量的準確性。
圖5示出本發明又一實施例的氣流探測器，在該實施例的氣流探測器中，在原始基片2中形成有兩個窗口1a和1b。加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT定位在使其主要部分(中心部分)分別對著兩個窗口1a、1b的孔3a、3b。
該實施例的氣流探測器有上述實施例(圖1)的氣流探測器的同樣效果。
圖6示出本發明再一實施例的氣流探測器。在該實施例的氣流探測器中，從原始基片2的上端垂直延伸出一切口部分1c，加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT定位在使其主要部分(中心部分)對著切口部分1c的孔3c。
同樣，該實施例的氣流探測器也能起到上述實施例(圖1)的氣流探測器同樣的效果。
盡管在上述這些實施例中如熱電阻器RH放在上面，而溫度補償電阻器RT放在下面，但交換這兩個電阻器的位置也是可以的。
本發明的氣流探測器可用作導管型流率探測器。這樣的話，如圖7所示將氣流探測器的一部分插入導管13，使加熱電阻器RH和溫度補償電阻器RT位于導管13之內。
本發明還有其他特點，不限于上述實施例。至于對薄片型熱敏電阻的具體配置、原始基片上形成的窗口部分或切口部分的具體形狀、原始基片上的薄片型熱敏電阻的安裝、信號處理電路的配置等，可能涉及各方面的應用和改進，但這并不脫離本發明的范疇。
如上所述，本發明的氣流探測器，其原始基片中開有一個或多個窗口部分或切口部分，并在原始基片上裝有薄片型熱敏電阻，使之對著窗口部分或切口部分的孔，因此可以在薄片型熱敏電阻之間，即加熱電阻器和溫度補償電阻器之間，有效地達到熱隔離，并且可以抑制裝在原始基片上的發熱元件等的熱感應，從而提高了探測的準確性。
此外，由于信號處理電路設在原始基片上，可以減少零件數目，從而使體積減小，成本降低。
再有，由于從信號處理電路的發熱元件產生的熱量通過至少一種形成信號處理電路的電路圖形進行幅射，并且有一個提取信號插腳附裝在原始基片上且與電路圖形電連接，因此從發熱元件產生的熱量能有效地逸散到外面，這就有效地防止了熱量傳輸到薄片型熱敏電阻上，從而提高了測量的準確性。
權利要求
1.一種氣流探測器，利用相應于氣體流速的加熱器的熱幅射來檢測風速，其特征在于包括具有一個或多個窗口部分或切口部分的原始基片；和一個或多個裝在所述原始基片上的薄片型熱敏電阻，所述熱敏電阻的主要部分設置在面對所述窗口部分或所述切口部分的一個孔的位置上。
2.如權利要求1所述的氣流探測器，其特征在于，在所述原始基片上設有一信號處理電路。
3.如權利要求2所述的氣流探測器，其特征在于，由所述信號處理電路的一發熱元件產生的熱量是通過至少一種構成所述信號處理電路的電路圖形而幅射的，且有一個提取信號插腳附裝在所述原始基片上，并與所述電路圖形電連接。
全文摘要
一種氣流探測器，其加熱電阻器和溫度補償電阻器裝在同一基片上，使兩者有效地熱隔離，以便準確測量風速。在其原始基片2中開有一個或多個窗口部分1或切口部分1c，在窗口或切口部分上裝有薄片型熱敏電阻(R
文檔編號G01F1/688GK1120670SQ9510900
公開日1996年4月17日 申請日期1995年7月19日 優先權日1994年7月20日
發明者長田慎一, 村田弘 申請人:株式會社村田制作所