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Last updated : 15th October. 2022

マイクロフローセンサの性能特性に関する研究

 近年、半導体のマイクロマシーニング技術(Micro Electro Mechanical System)の発達により、測定器のセンシング部の熱容量が極めて小さく、高速応答で小消費電力、高空間分解能の気体用熱式フローセンサが実現できるようになり、更に高性能化が進んでいます。MEMS技術を用いたフローセンサのほとんどは、熱源の冷却率が流速の関数となることを利用する熱線流速計方式か、熱源の上流側と下流側の温度差から流速を求める温度差検出方式のどちらかです。しかし、「価格が高い」、「温度の絶対値を流速に変換するため測定範囲が狭い」等の問題を抱えています。そこでヒータの加熱温度を周期的に変動させ、測定対称の温度変化の応答性、つまり位相差によって流速を特定する新しい計測手法を用いたフローセンサを考案しました。このフローセンサは大きさが数ミリメートルとなっており、非常に小さいので実験では物理現象を確認することが困難です。よって本研究では、その小型熱式フローセンサ周りの流れ及び熱挙動を数値計算により明らかにしていくことを目的としています。

フローセンサ

 上の図は、マイクロフローセンサの仕組みを示したものです。

マイクロフローセンサ周りの温度分布の数値シミュレーション結果

 上の図は、マイクロフローセンサ周りの温度分布の数値シミュレーション結果です。

金沢大学流体工学研究室

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