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WO2018207580A1 - 熱流式センサモジュール - Google Patents

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Publication number
WO2018207580A1
WO2018207580A1 PCT/JP2018/016061 JP2018016061W WO2018207580A1 WO 2018207580 A1 WO2018207580 A1 WO 2018207580A1 JP 2018016061 W JP2018016061 W JP 2018016061W WO 2018207580 A1 WO2018207580 A1 WO 2018207580A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat flux
sensor
electromotive voltage
output value
generated according
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/016061
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸克 尾▲崎▼
啓仁 松井
浩嗣 朝柄
原田　敏一
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Publication of WO2018207580A1 publication Critical patent/WO2018207580A1/ja

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K17/00—Measuring quantity of heat

Definitions

  • the present disclosure relates to a heat flow type sensor module.
  • the heat flux sensor outputs an electromotive voltage corresponding to the heat flux passing in the thickness direction.
  • a heat flux sensor one having a structure in which first thermoelectric members and second thermoelectric members are alternately connected in series is known (for example, see Patent Document 1).
  • This heat flux sensor outputs, as a sensor output value, an electromotive voltage generated between the first thermoelectric member and the second thermoelectric member due to the Seebeck effect when a heat flux passing through the front and back is generated due to a temperature difference between the front and back surfaces. It is the composition to do.
  • the present inventors diligently studied technical improvements for improving the heat flux detection accuracy in the heat flux sensor described above. As a result, it has been found that when the heat flux sensor is placed between objects to be measured, an electromotive force is generated due to the influence of the load acting on the heat flux sensor from the object to be measured. The electromotive voltage generated according to the load fluctuation is output as a sensor output value of the heat flux sensor together with the electromotive voltage according to the heat flux.
  • the sensor output includes an electromotive voltage according to the load variation in addition to the electromotive voltage according to the heat flux passing through the front and back. That is, in the conventional heat flux sensor, the electromotive voltage generated by different events such as heat flux generation and load fluctuation cannot be detected separately for each event.
  • the present disclosure provides a heat flow type sensor module capable of detecting at least one of an electromotive voltage according to a heat flux passing through the front and back and an electromotive voltage according to a load fluctuation.
  • the technology of the present disclosure is intended for a heat flow sensor module.
  • the heat flow type sensor module includes a plate-like first heat flux sensor (20), a plate-like second heat flux sensor (30), and an extraction unit (56).
  • the first heat flux sensor generates an electromotive voltage generated according to a heat flux passing through the front and back of the first heat flux sensor and an electromotive voltage generated according to a load variation acting on the first heat flux sensor. Output as the first sensor output value.
  • the second heat flux sensor generates an electromotive voltage generated according to a heat flux passing through the front and back of the second heat flux sensor and an electromotive voltage generated according to a load variation acting on the second heat flux sensor. Output as the second sensor output value.
  • the extraction unit Based on the first sensor output value and the second sensor output value, the extraction unit includes an electromotive voltage generated according to the heat flux passing through the front and back, and an electromotive voltage generated according to the load fluctuation. Extract at least one.
  • the electromotive voltage generated according to the heat flux passing through the front and back is output with a reverse polarity
  • the electromotive voltage generated according to the load fluctuation Are configured as a stacked body so that they are output with the same polarity.
  • symbol described by this item shows an example of the correspondence with the concrete each element as described in embodiment of the technique of this indication mentioned later.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an installation example of the heat flow type sensor module according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the heat flow type sensor module according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a front view showing the surface side of the first heat flux sensor.
  • FIG. 4 is a rear view showing the back side of the first heat flux sensor.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the compressive load acting on the heat flux sensor and the sensor output.
  • FIG. 6 is a flowchart showing detection processing executed by the control unit in the heat flow sensor module of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the heat flow type sensor module according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the state of the switch when extracting an electromotive voltage generated according to the heat flux in the heat flow sensor module of the second embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a state of the switch when extracting an electromotive voltage generated according to a load variation in the heat flow sensor module of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of the heat flow type sensor module according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an installation example of the heat flow type sensor module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the heat flow detector of the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a front view showing the surface side of the first heat flux sensor.
  • FIG. 14 is a rear view showing the back surface side of the first heat flux sensor.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining sensor output when a compressive load is applied to each heat flux sensor.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the electromotive voltage corresponding to the heat flux and the electromotive voltage corresponding to the load fluctuation extracted from each sensor output.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating detection processing executed by the control unit in the heat flow sensor module according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18 is a configuration diagram of a heat flow sensor module as a modification of the fourth embodiment.
  • Embodiments of a heat flow type sensor module which is an aspect of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
  • the same or equivalent parts as those described in the preceding embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the description corresponding to the preceding embodiment is applied to other parts of the constituent elements that are not described.
  • the embodiments can be partially combined even if not particularly specified as long as there is no problem in technical combination.
  • the heat flow type sensor module 1 is a detector that detects changes in different events such as a heat flow generated in a device TD to be measured and a load on the device TD.
  • the device TD is assumed to be a device including an actuator AD such as a motor in which a load fluctuation caused by heat generation or vibration occurs in an operating state.
  • the device TD only needs to be a device that generates load fluctuations due to heat generation or vibration in the operating state, and the actuator AD is not essential.
  • the device TD includes a block-shaped base portion 82 that serves as a base, a block-shaped installation portion 84, and a spacer 86.
  • the installation unit 84 is provided with, for example, an actuator AD.
  • the spacer 86 forms a predetermined space between the base portion 82 and the installation portion 84.
  • the base part 82 and the installation part 84 are composed of metal blocks.
  • the spacer 86 is composed of a resin block.
  • the heat flow detector 10 of the heat flow sensor module 1 is installed in a space formed by the spacer 86.
  • the base part 82 and the installation part 84 are fastened to each other by a fastening member 88 such as a bolt.
  • the fastening member 88 passes through the installation portion 84 and the spacer 86 and is fastened to the base portion 82.
  • the heat flow type sensor module 1 includes a heat flow detection unit 10 and a detection processing device 50.
  • the heat flow detection unit 10 is sandwiched between the base unit 82 and the installation unit 84.
  • the heat flow detection unit 10 is fixed between the base unit 82 and the installation unit 84 by a fastening member 88 such as a bolt so that the sandwiched position does not change.
  • the heat flow detection unit 10 includes a first heat flux sensor 20 and a second heat flux sensor 30.
  • the first heat flux sensor 20 is composed of a plate-shaped multilayer substrate 200
  • the second heat flux sensor 30 is composed of a plate-shaped multilayer substrate 300.
  • the first heat flux sensor 20 generates an electromotive force due to the Seebeck effect due to a temperature difference between the front surface 201 and the back surface 202 caused by a heat flux passing in the thickness direction (the stacking direction of the multilayer substrate 200). It has become.
  • the second heat flux sensor 30 generates an electromotive force due to the Seebeck effect due to a temperature difference between the front surface 301 and the back surface 302 generated by the heat flux passing in the thickness direction (the stacking direction of the multilayer substrate 300). It is supposed to occur.
  • FIG. 3 is a front view showing the surface side of the first heat flux sensor 20.
  • FIG. 4 is a rear view showing the back surface side of the first heat flux sensor 20.
  • illustration of a part of the surface protection member 220 is omitted.
  • a part of the back surface protection member 230 is not shown.
  • each heat flux sensor 20, 30 has the same basic structure. That is, the first heat flux sensor 20 is composed of the multilayer substrate 200.
  • the multilayer substrate 200 is configured by laminating an insulating base 210, a front surface protection member 220, and a back surface protection member 230.
  • the second heat flux sensor 30 is composed of a multilayer substrate 300.
  • the multilayer substrate 300 is configured by laminating an insulating base material 310, a surface protection member 320, and a back surface protection member 330.
  • Each of the insulating bases 210 and 310 is made of a flat rectangular thermoplastic resin film.
  • the thermoplastic resin include polyether ether ketone (PEEK), polyether imide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), and the like.
  • each insulating substrate 210 a plurality of first via holes 211 and a plurality of second via holes 212 penetrating the front and back are formed in a matrix so as to be adjacent to each other.
  • the via holes 211, 212, 311, and 312 are illustrated as substantially cylindrical shapes, but the present invention is not limited to this.
  • Each via hole 211, 212, 311, 312 may be formed in, for example, a substantially truncated cone shape or a substantially prismatic shape.
  • First interlayer connection members 240 and 340 are embedded in the first via holes 211 and 311.
  • Second interlayer connection members 250 and 350 are embedded in the second via holes 212 and 312.
  • the insulating base material 210 is provided with the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250 so as to be adjacent to each other.
  • the insulating base material 310 is provided with a first interlayer connection member 340 and a second interlayer connection member 350 so as to be adjacent to each other.
  • the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250 are made of different semiconductors so as to exhibit the Seebeck effect.
  • the first interlayer connection member 340 and the second interlayer connection member 350 are made of different semiconductors so as to exhibit the Seebeck effect.
  • the first interlayer connection members 240 and 340 are made of, for example, a P-type semiconductor in which Bi—Sb—Te alloy powder is fixed and sintered so as to maintain the crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering.
  • the second interlayer connecting members 250 and 350 are made of, for example, an N-type semiconductor in which Bi—Te alloy powder is fixed and sintered so as to maintain the crystal structure of a plurality of metal atoms before sintering.
  • the first interlayer connection members 240 and 340 and the second interlayer connection members 250 and 350 may be made of different metals instead of different semiconductors.
  • Surface protective members 220 and 320 are disposed on the surfaces of the insulating bases 210 and 310, respectively.
  • Each of the surface protection members 220 and 320 is made of a planar rectangular thermoplastic resin film.
  • the thermoplastic resin include polyether ether ketone (PEEK), polyether imide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), and the like.
  • Each of the surface protection members 220 and 320 has the same size as each of the insulating base materials 210 and 310 in plan view.
  • the surface protection member 220 of the first heat flux sensor 20 has a plurality of surface patterns 221 patterned with copper foil or the like on the surface facing the insulating base 210 so as to be separated from each other. Is formed.
  • a plurality of surface patterns 321 patterned with copper foil or the like are formed on the surface facing the insulating substrate 310 so as to be separated from each other. .
  • the plurality of surface patterns 221 are appropriately electrically connected to the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250.
  • the plurality of surface patterns 321 are appropriately electrically connected to the first interlayer connection member 340 and the second interlayer connection member 350.
  • the adjacent first interlayer connection member 240 and second interlayer connection member 250 constitute a set of thermoelectric elements 260.
  • the adjacent first interlayer connection member 340 and second interlayer connection member 350 constitute a set of thermoelectric elements 360.
  • the first interlayer connection member 240 of the first set of thermoelectric elements 260 and the second interlayer connection member 250 of the second set of thermoelectric elements 260 are connected to the same surface pattern 221. Has been.
  • the first interlayer connection member 340 of the first set of thermoelectric elements 360 and the second interlayer connection member 350 of the second set of thermoelectric elements 360 are connected to the same surface pattern 321.
  • the first interlayer connection members 240 and 340 and the second interlayer connection members 250 and 350 are connected via the same surface patterns 221 and 321 across the thermoelectric elements 260 and 360.
  • the back surface protection members 230 and 330 are disposed on the back surfaces of the insulating base materials 210 and 310, respectively.
  • Each of the back surface protection members 230 and 330 is made of a planar rectangular thermoplastic resin film.
  • the thermoplastic resin include polyether ether ketone (PEEK), polyether imide (PEI), liquid crystal polymer (LCP), and the like.
  • the back surface protection members 230 and 330 have the same planar shape as the insulating base materials 210 and 310. As shown in FIG. 4, the back surface protection member 230 of the first heat flux sensor 20 has a plurality of back surface patterns 231 patterned with copper foil or the like on the surface facing each insulating substrate 210 so as to be separated from each other. Is formed. Similarly, the back surface protection member 330 of the second heat flux sensor 30 is formed with a plurality of back surface patterns 331 in which a copper foil or the like is patterned on the surface facing the insulating substrate 310 so as to be separated from each other. .
  • the plurality of back surface patterns 231 are appropriately electrically connected to the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250.
  • the plurality of back surface patterns 331 are appropriately electrically connected to the first interlayer connection member 340 and the second interlayer connection member 350.
  • the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250 constituting the set of thermoelectric elements 260 are connected by the same back surface pattern 231.
  • the first interlayer connection member 340 and the second interlayer connection member 350 constituting the set of thermoelectric elements 360 are connected by the same back surface pattern 331.
  • the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250 are connected in series by the front surface pattern 221 and the back surface pattern 231.
  • the first interlayer connection member 340 and the second interlayer connection member 350 are connected in series with each other by the front surface pattern 321 and the back surface pattern 331.
  • the series connection body of the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250 is provided with a first potential measurement terminal 201a on the first end side and a second potential on the second end side.
  • a measurement terminal 201b is provided.
  • the series connection body of the first interlayer connection member 340 and the second interlayer connection member 350 is provided with the first potential measurement terminal 301a on the first end side and the second potential measurement terminal 301b on the second end side. It has been.
  • the first potential measurement terminal 201a is a terminal having the highest potential when a heat flux passing from the back surface 202 side to the front surface 201 side of the heat flux sensor 20 is generated.
  • the first potential measurement terminal 301a is a terminal having the highest potential when heat flux passing from the back surface 302 side to the front surface 301 side of the heat flux sensor 30 is generated.
  • the second potential measurement terminal 201b is a terminal having the lowest potential when a heat flux passing from the back surface 202 side to the front surface 201 side of the heat flux sensor 20 is generated.
  • the second potential measurement terminal 301b is a terminal having the lowest potential when a heat flux passing from the back surface 302 side to the front surface 301 side of the heat flux sensor 30 is generated.
  • a first signal wiring 52a and a second signal wiring 52b for outputting a potential difference between two points to the detection processing device 50 are connected to the first potential measuring terminal 201a and the second potential measuring terminal 201b.
  • a first signal wiring 54a and a second signal wiring 54b for outputting a potential difference between two points to the detection processing device 50 are connected to the first potential measuring terminal 301a and the second potential measuring terminal 301b. Yes.
  • the heat flux sensors 20 and 30 configured in this manner generate an electromotive voltage due to the load fluctuation when the load acting in the thickness direction fluctuates due to some factor. This electromotive voltage is estimated to be due to the piezoelectric effect.
  • FIG. 5 shows the evaluation result of the sensor output when the load acting on each of the heat flux sensors 20 and 30 fluctuates. Specifically, FIG. 5 shows a first state when the compressive load is increased in a state where one of the first heat flux sensors 20 is sandwiched between a pair of metal plates so that a predetermined compressive load is applied. The sensor output of 1 heat flux sensor 20 is shown. Similarly, the sensor output of the second heat flux sensor 30 when the compressive load is increased with one of the second heat flux sensors 30 sandwiched between a pair of metal plates is shown. This evaluation was performed in a state where the temperature of the pair of metal plates is the same so that the heat flow does not pass in the thickness direction of the heat flux sensors 20 and 30.
  • the present inventors have discovered that when the load acting on the heat flux sensors 20 and 30 fluctuates based on the sensor output evaluation results shown in FIG. 5, an electromotive voltage corresponding to the load fluctuation is generated. Then, the electromotive voltage generated according to the load fluctuation is output as the sensor output value of the heat flux sensors 20 and 30 together with the electromotive voltage generated according to the heat flux. That is, the heat flux sensors 20 and 30 of the present embodiment output not only the electromotive voltage generated according to the heat flux passing through the front and back, but also the electromotive voltage generated according to the load fluctuation as the sensor output value. It has become.
  • each of the heat flux sensors 20 and 30 is configured as the following laminated body. Specifically, in the laminate, an electromotive voltage generated according to the heat flux passing through the front and back is output with a reverse polarity, and an electromotive voltage generated according to a load change is output with the same polarity. As shown, the heat flux sensors 20 and 30 are stacked. That is, in the heat flow detection unit 10 of the present embodiment, the polarity of the electromotive voltage generated according to the heat flux in each of the heat flux sensors 20 and 30 is opposite, and is generated according to the load fluctuation in each of the heat flux sensors 20 and 30. The heat flux sensors 20 and 30 are arranged so that the polarities of the electromotive voltages are the same.
  • the heat flux sensors 20 and 30 are stacked such that the back surface protection members 230 and 330 face each other.
  • the heat flux sensors 20 and 30 have their back surfaces 202 and 302 bonded together with an adhesive or the like so that their positions are not displaced from each other.
  • the heat flow detection unit 10 configured as described above is configured so that, for example, when a heat flow passes from the front surface 201 side to the back surface 202 side of the first heat flux sensor 20, the heat flow is converted to the back surface 302 side of the second heat flux sensor 30. Passes to the surface 301 side. Further, the heat flow detection unit 10 is configured such that, for example, when a heat flow passes from the front surface 301 side to the back surface 302 side of the second heat flux sensor 30, the heat flow is changed from the back surface 202 side to the front surface 201 side of the first heat flux sensor 20. To pass through. Thereby, in each heat flux sensor 20 and 30 of this embodiment, the electromotive voltage which generate
  • each heat flux sensor 20 and 30 outputs the electromotive voltage generated according to the load variation with the same polarity.
  • the detection processing apparatus 50 includes a first potential difference measuring unit 52, a second potential difference measuring unit 54, and a control unit 56.
  • the first potential difference measuring unit 52 measures the electromotive voltage generated according to the heat flux output from the first heat flux sensor 20 and the electromotive voltage generated according to the load fluctuation as the first sensor output value V1. It is a voltage sensor.
  • the first potential difference measuring unit 52 is connected to the first potential measuring terminal 201a and the second potential measuring terminal 201b of the first heat flux sensor 20 via the first signal wiring 52a and the second signal wiring 52b.
  • the second potential difference measuring unit 54 measures the electromotive voltage generated according to the heat flux output from the second heat flux sensor 30 and the electromotive voltage generated according to the load fluctuation as the second sensor output value V2. It is a voltage sensor.
  • the second potential difference measuring unit 54 is connected to the first potential measuring terminal 301a and the second potential measuring terminal 301b of the second heat flux sensor 30 via the first signal wiring 54a and the second signal wiring 54b.
  • the control unit 56 includes, for example, a processor such as a CPU, a microcomputer having a memory such as a ROM and a RAM, and peripheral circuits thereof.
  • the memory of the control unit 56 is configured by a non-transitional tangible storage medium.
  • the storage medium stores programs, data, and the like for executing predetermined processing.
  • the CPU executes a program read from the storage medium.
  • the control unit 56 provides a predetermined function by executing the process.
  • the control unit 56 is connected to the potential difference measuring units 52 and 54 via the sensor wirings 561 and 562. As a result, the controller 56 receives the first sensor output value V1 output from the first heat flux sensor 20 and the second sensor output value V2 output from the second heat flux sensor 30. It has become.
  • the control unit 56 is configured to execute a predetermined detection process based on the sensor output values V1, V2 of the heat flux sensors 20, 30 measured by the potential difference measuring units 52, 54.
  • the predetermined detection process is a process for individually detecting changes in different events such as a heat flow generated in the device TD and a load on the device TD.
  • the control unit 56 functions as an extraction unit. Based on the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2, the extraction unit includes an electromotive voltage generated according to the heat flux passing through the front and back, and an electromotive voltage generated according to the load fluctuation. Extract at least one.
  • the control unit 56 is connected to a display device (not shown) that displays information related to the state of the device TD.
  • the control unit 56 is configured to output information related to different events such as the heat flow generated in the device TD and the load of the device TD to the display device based on the sensor output values V1 and V2 of the heat flux sensors 20 and 30. It has become.
  • control unit 56 executes the detection process shown in FIG. 6 at a predetermined cycle.
  • Each step shown in FIG. 6 constitutes various functions (implementing means) that the control unit 56 has.
  • step S110 the control unit 56 outputs the first sensor output value V1 output from the first heat flux sensor 20 and the second heat flux sensor 30 via the potential difference measuring units 52 and 54.
  • the second sensor output value V2 is read.
  • step S120 the control unit 56 generates in accordance with the heat flux passing through the front and back of each heat flux sensor 20, 30 based on the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2.
  • the voltage Vq is extracted.
  • the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux passing through the front and back is output with a reverse polarity.
  • the absolute value of the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux included in the first sensor output value V1 is set to Vq1.
  • the absolute value of the electromotive voltage Vf generated in accordance with the load variation included in the first sensor output value V1 is defined as Vf1.
  • the first sensor output value V1 is, for example, “Vq1 + Vf1”.
  • the absolute value of the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux included in the second sensor output value V2 is defined as Vq2.
  • the absolute value of the electromotive voltage Vf generated according to the load variation included in the second sensor output V2 is defined as Vf2.
  • the second sensor output value V2 is, for example, “ ⁇ Vq2 + Vf2.”
  • the control unit 56 can extract the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux passing through the front and back by the arithmetic processing including the subtraction represented by the above mathematical formula [F1].
  • step S130 the control unit 56 generates an electromotive voltage Vf that is generated according to a load variation acting on each of the heat flux sensors 20, 30 based on the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2. To extract.
  • an electromotive voltage Vq generated according to the heat flux passing through the front and back is output with a reverse polarity.
  • step S140 the control unit 56 outputs the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux and the electromotive voltage Vf generated according to the load fluctuation to the display device as information regarding the device TD.
  • the information regarding apparatus TD is provided to a user via a display apparatus.
  • the control part 56 is good also as a structure which outputs the message which shows an abnormal condition to a display apparatus, for example, when each electromotive force Vq and Vf show an abnormal value.
  • the heat flow type sensor module 1 of the present embodiment is composed of the following laminated body.
  • the laminated body outputs each heat flux so that the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux is output with the reverse polarity and the electromotive voltage Vf generated according to the load fluctuation is output with the same polarity.
  • Sensors 20 and 30 are stacked.
  • the heat flow type sensor module 1 of the present embodiment is adapted to the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux and the load fluctuation by, for example, addition / subtraction of sensor output values from the heat flux sensors 20 and 30. At least one of the electromotive voltages Vf generated accordingly can be detected.
  • the control unit 56 extracts the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux passing through the front and back through arithmetic processing including subtraction of the sensor output values from the heat flux sensors 20 and 30. Moreover, in this embodiment, the control part 56 extracts the electromotive voltage Vf which generate
  • the detection processing device 50 is configured such that the control unit 56 performs such arithmetic processing and extracts the electromotive voltages Vq and Vf. According to this, in the present embodiment, based on the sensor output values from the heat flux sensors 20 and 30, the electromotive voltages Vq and Vf generated by different events such as heat flux generation and load fluctuation are separated for each event. Can be detected.
  • the heat flux sensors 20 and 30 of the present embodiment are configured by multilayer substrates 200 and 300 on which thermoplastic resin films are laminated, respectively.
  • the heat flow detection part 10 is comprised by the laminated body of each heat flux sensor 20 and 30.
  • the heat flow detection part 10 has flexibility as a whole. Therefore, the heat flow detection unit 10 can be installed not only on a flat surface but also on a surface with some unevenness.
  • the controller 56 may be configured to detect only one of the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux and the electromotive voltage Vf generated according to the load fluctuation.
  • the detection processing device 50 includes a single potential difference measurement unit 53 and a switch 58 that switches the connection state between the heat flux sensors 20 and 30.
  • the potential difference measuring unit 53 of the present embodiment is a voltage sensor that measures the sensor output value output from each of the heat flux sensors 20 and 30.
  • the first terminal of the detection terminal is connected to the first potential measurement terminal 201a via the first signal wiring 52a.
  • the second terminal of the detection terminal is connected to the first potential measuring terminal 301a via the switch 58 and the first signal wiring 54a.
  • the second terminal of the detection terminal is connected to the second potential measurement terminal 301b via the switch 58 and the second signal wiring 54b.
  • the potential difference measuring unit 53 is connected to the control unit 56 via the sensor wiring 563.
  • the switch 58 switches the connection state between the potential difference measuring unit 53 and each potential measurement terminal 201a, 201b, 301a, 301b in each heat flux sensor 20, 30.
  • the switch 58 includes a first connection state in which the second terminal of the detection terminal of the potential difference measurement unit 53 and the first potential measurement terminal 301a are connected, and a second terminal of the detection terminal of the potential difference measurement unit 53. And a second connection state for connecting the second potential measurement terminal 301b can be selectively switched.
  • the second terminal of the detection terminal of the potential difference measurement unit 53 and the first potential measurement terminal 301a are connected via the first signal wiring 54a. Further, the second potential measurement terminal 201b and the second potential measurement terminal 301b are connected via the second signal wirings 52b and 54b.
  • the second terminal of the detection terminal of the potential difference measurement unit 53 and the second potential measurement terminal 301b are connected via the second signal wiring 54b. Further, the second potential measurement terminal 201b and the first potential measurement terminal 301a are connected via the signal wirings 52b and 54a.
  • the control unit 56 of the present embodiment controls the switch 58 so as to be in the first connection state described above when extracting the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux.
  • the control unit 56 controls the switch 58 so as to be in the above-described second connection state.
  • the controller 56 of the present embodiment can extract the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux by controlling the switch 58 so as to be in the first connection state described above. Moreover, the control part 56 of this embodiment can extract the electromotive voltage Vf which generate
  • the heat flow type sensor module 1 of this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment because of the configuration common to the first embodiment.
  • the heat flow sensor module 1 of the present embodiment switches the connection state of the heat flux sensors 20 and 30 by the switch 58.
  • this embodiment can be configured with only a single potential difference measurement unit 53, unlike the first embodiment (configuration including two potential difference measurement units 52 and 54).
  • the single potential difference measuring unit 53 can extract the electromotive voltage Vq generated according to the heat flux and the electromotive voltage Vf generated according to the load fluctuation. Therefore, in the heat flow type sensor module 1 of this embodiment, the module can be realized with a simple configuration.
  • each heat flux sensor 20, 30 of the present embodiment is provided on a portion corresponding to the back surface protection member of the first multilayer substrate 200 and on the back surface protection member of the second multilayer substrate 300.
  • the corresponding part is constituted by a common protective member 270.
  • the protection member 270 is configured in the same manner as the back surface protection members 230 and 330 described in the first embodiment.
  • the heat flow type sensor module 1 of this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment because of the configuration common to the first embodiment.
  • the heat flow type sensor module 1 of the present embodiment a part of the first multilayer substrate 200 constituting the first heat flux sensor 20 and the second multilayer substrate 300 constituting the second heat flux sensor 30 are common. It has become. Therefore, in the heat flow type sensor module 1 of this embodiment, the module can be simplified.
  • an elastic body 40 is disposed between the first heat flux sensor 20 and the second heat flux sensor 30.
  • a plurality of surface patterns 221 are appropriately electrically connected to the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250, respectively.
  • the plurality of surface patterns 321 are appropriately electrically connected to the first interlayer connection member 340 and the second interlayer connection member 350, respectively.
  • the first heat flux sensor 20 of the present embodiment includes a plurality of back surface patterns 231 that are appropriately electrically connected to the first interlayer connection member 240 and the second interlayer connection member 250, respectively. Yes.
  • the plurality of back surface patterns 331 are appropriately electrically connected to the first interlayer connection member 340 and the second interlayer connection member 350, respectively.
  • the elastic body 40 is made of a material that can be elastically deformed and changes its temperature when it expands and contracts.
  • the elastic body 40 of the present embodiment is made of a rubber material such as nitrile rubber, acrylic rubber, or silicon rubber.
  • the elastic body 40 may be made of a polymer material such as a resin as long as the temperature changes when the elastic body 40 expands and contracts.
  • the installation portion 84 of the device TD vibrates due to the vibration of the actuator AD.
  • the elastic body 40 expands and contracts as the distance between the installation portion 84 and the base portion 82 changes.
  • the temperature of the elastic body 40 changes due to the gaff-joule effect which is a reversible change.
  • the first heat flux sensor 20 of this embodiment is sandwiched between the installation portion 84 and the elastic body 40. Specifically, in the first heat flux sensor 20 of the present embodiment, the front surface 201 is in contact with the installation portion 84 and the back surface 202 is in contact with the elastic body 40. Thereby, in the 1st heat flux sensor 20, the back surface 202 side turns into the temperature close
  • the installation part 84 is composed of a metal block and has a large heat capacity. From this, the installation part 84 becomes substantially constant temperature with respect to the period of temperature change of the elastic body 40. For this reason, the temperature difference between the front and back surfaces of the first heat flux sensor 20 corresponds to the temperature change of the elastic body 40. That is, the temperature difference between the front and back surfaces of the first heat flux sensor 20 corresponds to the vibration of the actuator AD installed in the installation unit 84. Therefore, if the first heat flux sensor 20 can detect the heat flux caused by the expansion and contraction of the elastic body 40, the vibration of the actuator AD can be detected.
  • the first heat flux sensor 20 causes the first heat flux sensor 20 to generate heat according to the heat flux generated due to the temperature difference between the installation portion 84 and the base portion 82. Electric power is generated.
  • the sensor output value depends on the load fluctuation in addition to the electromotive voltage corresponding to the heat flux generated due to the expansion and contraction of the elastic body 40.
  • an electromotive force generated according to a temperature difference between the electromotive voltage Vf generated by the installation unit 84 and the base unit 82 may be included.
  • the heat flux sensors 20 and 30 and the elastic body 40 are configured as a laminated body as follows. Specifically, in the laminate, the electromotive voltage generated due to the expansion and contraction of the elastic body 40 has a reverse polarity, the electromotive voltage Vf generated according to the load fluctuation, and the temperature of the installation portion 84 and the base portion 82. The heat flux sensors 20 and 30 and the elastic body 40 are stacked so that the electromotive force generated according to the difference has the same polarity.
  • the first heat flux sensor 20 is arranged such that the surface protection member 220 abuts on the installation portion 84 and the back surface protection member 230 abuts on the elastic body 40.
  • the 1st heat flux sensor 20 and the elastic body 40 are joined by the adhesive agent etc.
  • the second heat flux sensor 30 is arranged such that the surface protection member 320 abuts on the elastic body 40 and the back surface protection member 330 abuts on the base portion 82.
  • the 2nd heat flux sensor 30 and the elastic body 40 are joined by the adhesive agent etc.
  • the heat flow detection unit 10 configured in this way allows the heat flow to pass from the back surface 202 side to the front surface 201 side of the first heat flux sensor 20 and the second heat flux.
  • a heat flow passes from the front surface 301 side to the back surface 302 side of the sensor 30.
  • the heat flow detection unit 10 passes the heat flow from the front surface 201 side to the back surface 202 side of the first heat flux sensor 20 and the second heat flux sensor 30 when the elastic body 40 becomes low temperature due to expansion and contraction.
  • the heat flow passes from the back surface 302 side to the front surface 301 side.
  • each heat flux sensor 20 and 30 outputs the electromotive voltage Vf generated according to the load fluctuation with the same polarity.
  • the heat flow generated in the temperature difference between the installation portion 84 and the base portion 82 basically acts in one direction in the stacking direction of the heat flux sensors 20 and 30 and the elastic body 40. For this reason, in each heat flux sensor 20, 30, an electromotive voltage generated due to a temperature difference between the installation portion 84 and the base portion 82 is output with the same polarity.
  • FIG. 15 shows an evaluation result of the sensor output when a load change occurs in each of the heat flux sensors 20 and 30.
  • the evaluation shown in FIG. 15 is performed under the following conditions.
  • the compression load is increased in a state where the laminated body of the heat flux sensors 20 and 30 and the elastic body 40 is sandwiched between a pair of metal plates so that a predetermined compression load is applied.
  • this evaluation was performed in the state in which the temperature of a pair of metal board
  • FIG. The evaluation results shown in FIG. 15 indicate sensor output values of the heat flux sensors 20 and 30 when the compressive load is increased.
  • Vqv1 is an absolute value of an electromotive voltage according to the heat flux caused by the expansion and contraction of the elastic body 40 included in the first sensor output value V1.
  • Vf1 is an absolute value of the electromotive voltage Vf generated according to the load variation included in the first sensor output value V1.
  • Vqv2 is an absolute value of an electromotive voltage according to the heat flux caused by the expansion and contraction of the elastic body 40 included in the second sensor output value V2.
  • Vf2 is an absolute value of the electromotive voltage Vq generated according to the load fluctuation included in the second sensor output value V2.
  • the calculation process including subtraction of the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2 causes the elastic body 40 to expand and contract as shown in FIG.
  • the electromotive voltage Vqv generated according to the heat flux generated can be extracted.
  • variation can be extracted by the arithmetic processing including the addition of the 1st sensor output value V1 and the 2nd sensor output value V2.
  • control unit 56 executes the detection process shown in FIG. 17 at a predetermined cycle. Note that each step shown in FIG. 17 constitutes various functions (realization means) of the control unit 56.
  • step S210 the controller 56 outputs the first sensor output value V1 output from the first heat flux sensor 20 and the second heat flux sensor 30 via the potential difference measuring units 52 and 54.
  • the second sensor output value V2 is read.
  • step S220 the control unit 56 extracts an electromotive voltage Vqv corresponding to the heat flux generated due to the expansion and contraction of the elastic body 40, based on the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2. To do. Specifically, the control unit 56 substitutes the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2 into the following formula [F3], and responds to the heat flux generated due to the expansion and contraction of the elastic body 40.
  • the electromotive voltage Vqv is calculated.
  • Vqv (V1-V2) / 2 ... [F3]
  • the electromotive force generated due to the temperature difference between the installation portion 84 and the base portion 82 included in the first sensor output value V1 is defined as Vqs1.
  • the first sensor output value V1 is, for example, “Vqv1 + Vqs1 + Vf1”.
  • the electromotive force generated by the heat flow generated between the installation part 84 and the base part 82 included in the second sensor output value V2 is defined as Vqs2.
  • the second sensor output value V2 is, for example, “ ⁇ Vqv2 + Vqs2 + Vf2.”
  • the control unit 56 can extract the electromotive voltage Vqv corresponding to the heat flux resulting from the expansion and contraction of the elastic body 40 by an arithmetic process including the subtraction represented by the above mathematical formula [F3].
  • step S230 the control unit 56 generates an electromotive voltage Vf that is generated according to a load variation acting on each of the heat flux sensors 20, 30 based on the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2.
  • the control unit 56 cuts the low frequency component in the calculation result obtained by the calculation process including the addition of the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2.
  • the control part 56 calculates the electromotive voltage Vf which generate
  • the electromotive voltage Vqs generated due to the temperature difference between the installation portion 84 and the base portion 82 has a smaller variation frequency than the electromotive voltage Vf generated according to load variation.
  • control part 56 generate
  • the electromotive voltage Vf can be calculated.
  • step S240 the control unit 56 generates an electromotive voltage Vqs generated due to a temperature difference between the installation unit 84 and the base unit 82 based on the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2. Extract. Specifically, the control unit 56 cuts a high frequency component in the calculation result obtained by the calculation process including the addition of the first sensor output value V1 and the second sensor output value V2. Thereby, the control unit 56 calculates the electromotive voltage Vqs generated due to the temperature difference between the installation unit 84 and the base unit 82.
  • step S250 the control unit 56 outputs each electromotive voltage Vqv, Vqs, Vf to the display device as information on the device TD.
  • the information regarding apparatus TD is provided to a user via a display apparatus.
  • the control unit 56 may output a message indicating an abnormal state to the display device when each of the electromotive voltages Vqv, Vqs, and Vf indicates an abnormal value.
  • the heat flow type sensor module 1 of this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment because of the configuration common to the first embodiment. That is, in the heat flow sensor module 1 of the present embodiment, the electromotive voltages Vqv, Vqs, Vf generated by different events can be detected for each event based on the sensor output values from the heat flux sensors 20, 30.
  • the electromotive voltage Vqv corresponding to the heat flux generated when the elastic body 40 expands and contracts is detected. Therefore, in this embodiment, the vibration state of the device TD can be grasped based on the electromotive voltage Vqv corresponding to the heat flux generated when the elastic body 40 expands and contracts.
  • the electromotive voltages Vqv, Vqs, and Vf generated by different events are detected by arithmetic processing by the control unit 56 including addition and subtraction of the sensor output values of the heat flux sensors 20 and 30.
  • the control unit 56 may be configured to detect only one of the electromotive voltages Vqv, Vqs, and Vf generated by different events.
  • the heat flow sensor module 1 switches the connection state of the heat flux sensors 20 and 30 by a switch 58.
  • the heat flow sensor module 1 may be configured to extract the electromotive voltages Vqv, Vqs, and Vf by the single potential difference measuring unit 53.
  • the heat flow detection unit 10 of the heat flow sensor module 1 is disposed between the base unit 82 and the installation unit 84 of the device TD has been described, but the present invention is not limited thereto.
  • the heat flow detection unit 10 may be disposed between devices having different temperatures.
  • control unit 56 of the detection processing device 50 in the heat flow sensor module 1 outputs information on the device TD to the display device
  • the present invention is not limited to this.
  • the control unit 56 may output information related to the device TD to a control device that controls the device TD.
  • the insulating bases 210 and 310, the surface protection members 220 and 320, and the back surface protection members 230 and 330 constituting the multilayer substrates 200 and 300 are formed of a thermoplastic resin film.
  • the insulating base materials 210 and 310, the surface protection members 220 and 320, and the back surface protection members 230 and 330 may be formed of a film-like member other than the thermoplastic resin film.
  • each heat flux sensor (1st heat flux sensor / 2nd heat flux sensor) of a heat flow type sensor module is the front and back of a heat flux sensor.
  • An electromotive voltage generated in accordance with the heat flux passing through is output with a reverse polarity.
  • Each heat flux sensor outputs an electromotive voltage generated in accordance with a load variation acting on the heat flux sensor having the same polarity.
  • Each heat flux sensor is configured as a laminate so as to have such a voltage polarity.
  • the extraction unit is caused by the calculation process including subtraction between the first sensor output value and the second sensor output value according to the heat flux passing through the front and back surfaces.
  • the voltage is extracted.
  • the extraction unit is configured to extract an electromotive voltage generated according to the load variation by an arithmetic process including addition of the first sensor output value and the second sensor output value.
  • the heat flow sensor module includes a switch that switches the connection state of the first heat flux sensor and the second heat flux sensor.
  • the extraction unit changes the connection state of the first heat flux sensor and the second heat flux sensor to a connection state in which a subtraction value between the first sensor output value and the second sensor output value is output by the switch.
  • the heat flow sensor module is configured to extract an electromotive voltage generated according to the heat flux passing through the front and back of the heat flux sensor.
  • an extraction part makes the connection state of a 1st heat flux sensor and a 2nd heat flux sensor into the connection state from which the addition value of a 1st sensor output value and a 2nd sensor output value is output by a switch.
  • the heat flow sensor module is configured to extract an electromotive voltage generated according to a load variation acting on the heat flux sensor. Also in this manner, the heat flow sensor module can separately detect the electromotive voltage due to different events such as generation of heat flux and load fluctuation based on the sensor output value from each heat flux sensor.
  • the heat flow type sensor module is disposed between the first heat flux sensor and the second heat flux sensor, and includes an elastic body whose temperature changes when it expands and contracts.
  • the first sensor output value includes an electromotive voltage corresponding to the heat flux generated due to the expansion and contraction of the elastic body.
  • the second sensor output includes an electromotive voltage corresponding to the heat flux generated due to the expansion and contraction of the elastic body. Then, in the first heat flux sensor, the second heat flux sensor, and the elastic body, an electromotive voltage corresponding to the heat flux generated due to expansion and contraction of the elastic body is output with a reverse polarity.
  • Each heat flux sensor and the elastic body are configured as a laminated body so as to have such a voltage polarity.
  • the extraction unit responds to the heat flux generated due to expansion and contraction of the elastic body by an arithmetic process including subtraction of the first sensor output and the second sensor output.
  • the electromotive voltage is extracted. According to this, in the heat flow type sensor module, based on the sensor output value from each heat flux sensor, the electromotive voltage generated according to the heat flux caused by the expansion and contraction of the elastic body can be detected with high accuracy.
  • each of the first heat flux sensor and the second heat flux sensor is formed of a multilayer substrate.
  • the multilayer substrate is configured to include an insulating base material and a connection member.
  • the insulating base material has a plurality of first via holes and a plurality of second via holes penetrating the front and back.
  • the connection member is a first interlayer connection member and a second interlayer connection member that are embedded in each via hole and are formed of different metals or semiconductors.

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Abstract

第１熱流束センサ２０は、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧および荷重変動に応じた起電圧を第１センサ出力値として出力する。第２熱流束センサ３０は、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧および荷重変動に応じた起電圧を第２センサ出力値として出力する。熱流式センサモジュール１は、抽出部５６が、第１センサ出力値および第２センサ出力値に基づき、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧および荷重変動に応じた起電圧のうちの少なくとも一方を抽出する。そして、各熱流束センサ２０，３０は、熱流束に応じた起電圧が逆極性となって出力されると共に、荷重変動に応じた起電圧が同極性となって出力されるように、積層されている。

Description

熱流式センサモジュール
　本開示は、熱流式センサモジュールに関する。
　熱流束センサは、厚み方向に通過する熱流束に応じた起電圧を出力する。このような熱流束センサとして、第１熱電部材と第２熱電部材とが交互に直列接続された構造を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この熱流束センサは、表裏の温度差によって、表裏を通過する熱流束が発生すると、ゼーベック効果により、第１熱電部材と第２熱電部材との間に発生する起電圧を、センサ出力値として出力する構成となっている。
特開２０１６－２１１９９１号公報
　本発明者らは、上述の熱流束センサにおける熱流束の検出精度の向上を図るための技術的な改善点について鋭意検討した。この結果、熱流束センサを被測定対象物に挟んで設置した場合、当該被測定対象物から熱流束センサに作用する荷重が変動すると、その影響により、起電圧が発生することが判った。そして、荷重変動に応じて発生した起電圧は、熱流束に応じた起電圧と共に、熱流束センサのセンサ出力値として出力される。
　このように、従来の熱流束センサでは、センサ出力に対して、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧以外にも、荷重変動に応じた起電圧が含まれる可能性がある。すなわち、従来の熱流束センサでは、熱流束の発生や荷重変動といった異なる事象によって発生した起電圧を、事象ごとに分離して検出できない。
　本開示は、表裏を通過する熱流束に応じた起電圧、および、荷重変動に応じた起電圧のうちの、少なくとも一方を検出可能な熱流式センサモジュールを提供する。
　本開示の技術は、熱流式センサモジュールを対象としている。
　本開示の一態様である熱流式センサモジュールは、板状の第１熱流束センサ（２０）、板状の第２熱流束センサ（３０）、および抽出部（５６）を備える。第１熱流束センサは、当該第１熱流束センサの表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧、および、当該第１熱流束センサに作用する荷重変動に応じて発生する起電圧を、第１センサ出力値として出力する。第２熱流束センサは、当該第２熱流束センサの表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧、および、当該第２熱流束センサに作用する荷重変動に応じて発生する起電圧を、第２センサ出力値として出力する。抽出部は、上記第１センサ出力値および上記第２センサ出力値に基づいて、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧、および、荷重変動に応じて発生する起電圧、のうちの少なくとも一方を抽出する。
　そして、上記第１熱流束センサおよび上記第２熱流束センサは、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧が逆極性となって出力されると共に、荷重変動に応じて発生する起電圧が同極性となって出力されるように、積層体として構成されている。
　これによれば、本開示の一態様である熱流式センサモジュールでは、例えば、各熱流束センサからのセンサ出力値の加減算等によって、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧、および、荷重変動に応じて発生する起電圧、のうちの少なくとも一方を抽出できる。
　なお、本項目で記載した符号は、後述する本開示の技術の実施形態に記載の具体的な各要素との対応関係の一例を示すものである。
図１は、第１実施形態の熱流式センサモジュールの設置例を示す図である。 図２は、第１実施形態の熱流式センサモジュールの構成例を示す図である。 図３は、第１熱流束センサの表面側を示す正面図である。 図４は、第１熱流束センサの裏面側を示す背面図である。 図５は、熱流束センサに作用する圧縮荷重とセンサ出力との関係を説明する図である。 図６は、第１実施形態の熱流式センサモジュールにおいて、制御部が実行する検出処理を示すフローチャートである。 図７は、第２実施形態の熱流式センサモジュールの構成例を示す図である。 図８は、第２実施形態の熱流式センサモジュールにおいて、熱流束に応じて発生する起電圧を抽出する際の、切替器の状態を説明する図である。 図９は、第２実施形態の熱流式センサモジュールにおいて、荷重変動に応じて発生する起電圧を抽出する際の、切替器の状態を説明するための図である。 図１０は、第３実施形態の熱流式センサモジュールの構成例を示す図である。 図１１は、第４実施形態の熱流式センサモジュールの設置例を示す図である。 図１２は、第４実施形態の熱流検出部の断面図である。 図１３は、第１熱流束センサの表面側を示す正面図である。 図１４は、第１熱流束センサの裏面側を示す背面図である。 図１５は、各熱流束センサに圧縮荷重が作用した際の、センサ出力を説明する図である。 図１６は、各センサ出力から抽出された、熱流束に応じた起電圧、および、荷重変動に応じた起電圧を説明する図である。 図１７は、第４実施形態の熱流式センサモジュールにおいて、制御部が実行する検出処理を示すフローチャートである。 図１８は、第４実施形態の変形例となる熱流式センサモジュールの構成図である。
　本開示の一態様である熱流式センサモジュールの実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、説明していない構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において対応する説明を適用する。以下の実施形態は、技術的組み合わせに問題のない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、実施形態同士を部分的に組み合わせられる。
　（第１実施形態）
　本実施形態について、図１～図６を参照して説明する。本実施形態の熱流式センサモジュール１は、測定対象となる機器ＴＤに生ずる熱流や機器ＴＤの荷重といった、異なる事象の変化を検出する検出器である。
　本実施形態では、機器ＴＤとして、稼働状態において発熱や振動等に伴う荷重変動が発生するモータ等のアクチュエータＡＤを備える機器を想定している。なお、機器ＴＤとしては、稼働状態において発熱や振動等に伴う荷重変動が発生する機器であればよく、アクチュエータＡＤは必須ではない。
　図１に示すように、機器ＴＤは、土台となるブロック状の土台部８２、ブロック状の設置部８４、およびスペーサ８６を備えている。設置部８４は、例えばアクチュエータＡＤ等が設置される。スペーサ８６は、土台部８２と設置部８４との間に所定のスペースを形成する。
　土台部８２および設置部８４は、金属ブロックで構成されている。スペーサ８６は、樹脂ブロックで構成されている。熱流式センサモジュール１の熱流検出部１０は、スペーサ８６によって形成されたスペースに設置されている。この状態で、土台部８２および設置部８４は、ボルト等の締結部材８８によって互いに締結されている。なお、締結部材８８は、設置部８４およびスペーサ８６を貫通して土台部８２に締結されている。
　熱流式センサモジュール１は、熱流検出部１０および検出処理装置５０を備えている。熱流検出部１０は、土台部８２と設置部８４とで挟持されている。熱流検出部１０は、挟持された位置が変化しないように、ボルト等の締結部材８８によって、土台部８２と設置部８４との間に固定されている。
　熱流検出部１０は、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０を備えている。第１熱流束センサ２０は板状の多層基板２００で構成され、第２熱流束センサ３０は板状の多層基板３００で構成されている。第１熱流束センサ２０は、厚み方向（多層基板２００の積層方向）に通過する熱流束によって発生する、表面２０１と裏面２０２との温度差に起因して、ゼーベック効果による起電力が発生するようになっている。同様に、第２熱流束センサ３０は、厚み方向（多層基板３００の積層方向）に通過する熱流束によって発生する、表面３０１と裏面３０２との温度差に起因して、ゼーベック効果による起電力が発生するようになっている。
　各熱流束センサ２０，３０の具体的な構造については、図２～図４を参照して説明する。図３は、第１熱流束センサ２０の表面側を示す正面図である。また、図４は、第１熱流束センサ２０の裏面側を示す背面図である。なお、図３では、説明の便宜上、表面保護部材２２０の一部の図示を省略している。また、図４では、裏面保護部材２３０の一部の図示を省略している。
　図２に示すように、各熱流束センサ２０，３０は、基本的な構造が同じである。すなわち、第１熱流束センサ２０は、多層基板２００で構成されている。多層基板２００は、絶縁基材２１０、表面保護部材２２０、および裏面保護部材２３０を積層して構成されている。同様に、第２熱流束センサ３０は、多層基板３００で構成されている。多層基板３００は、絶縁基材３１０、表面保護部材３２０、および裏面保護部材３３０を積層して構成されている。
　各絶縁基材２１０，３１０は、平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムで構成されている。熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が一例として挙げられる。
　各絶縁基材２１０には、表裏を貫通する、複数の第１ビアホール２１１および複数の第２ビアホール２１２が、互いに隣り合うようにマトリクス状に形成されている。絶縁基材３１０には、表裏を貫通する、複数の第１ビアホール３１１および複数の第２ビアホール３１２が、互いに隣り合うようにマトリクス状に形成されている。なお、図２では、各ビアホール２１１，２１２，３１１，３１２が略円柱形状に形成されているものを例示したが、これに限定されない。各ビアホール２１１，２１２，３１１，３１２は、例えば、略円錐台形状や略角柱形状に形成されていてもよい。
　第１ビアホール２１１，３１１には、第１層間接続部材２４０，３４０が埋め込まれている。また、第２ビアホール２１２，３１２には、第２層間接続部材２５０，３５０が埋め込まれている。このため、絶縁基材２１０には、互いに隣り合うように、第１層間接続部材２４０および第２層間接続部材２５０が設けられている。絶縁基材３１０には、互いに隣り合うように、第１層間接続部材３４０および第２層間接続部材３５０が設けられている。
　第１層間接続部材２４０および第２層間接続部材２５０は、ゼーベック効果を発揮するように、互いに異なる半導体で構成されている。同様に、第１層間接続部材３４０および第２層間接続部材３５０は、ゼーベック効果を発揮するように、互いに異なる半導体で構成されている。第１層間接続部材２４０，３４０は、例えば、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように、Ｂｉ－Ｓｂ－Ｔｅ合金の粉末が固定焼結されたＰ型半導体で構成される。また、第２層間接続部材２５０，３５０は、例えば、焼結前における複数の金属原子の結晶構造を維持するように、Ｂｉ－Ｔｅ合金の粉末が固定焼結されたＮ型半導体で構成される。なお、第１層間接続部材２４０，３４０および第２層間接続部材２５０，３５０は、異なる半導体ではなく、異なる金属で構成されていてもよい。
　各絶縁基材２１０，３１０の表面には、表面保護部材２２０，３２０が配置されている。各表面保護部材２２０，３２０は、平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムで構成されている。熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が一例として挙げられる。
　各表面保護部材２２０，３２０は、各絶縁基材２１０，３１０と平面形状が同大きさとなっている。図３に示すように、第１熱流束センサ２０の表面保護部材２２０には、絶縁基材２１０に対向する面に、銅箔等がパターニングされた複数の表面パターン２２１が、互いに離間するように形成されている。同様に、第２熱流束センサ３０の表面保護部材３２０には、絶縁基材３１０に対向する面に、銅箔等がパターニングされた複数の表面パターン３２１が、互いに離間するように形成されている。
　複数の表面パターン２２１は、第１層間接続部材２４０および第２層間接続部材２５０に適宜電気的に接続されている。複数の表面パターン３２１は、第１層間接続部材３４０および第２層間接続部材３５０に適宜電気的に接続されている。具体的には、隣り合う、第１層間接続部材２４０と第２層間接続部材２５０とが一組の熱電素子２６０を構成している。また、隣り合う、第１層間接続部材３４０と第２層間接続部材３５０とが一組の熱電素子３６０を構成している。そして、隣接する２組の熱電素子２６０において、第１組の熱電素子２６０の第１層間接続部材２４０と第２組の熱電素子２６０の第２層間接続部材２５０とが、同じ表面パターン２２１に接続されている。また、隣接する２組の熱電素子３６０において、第１組の熱電素子３６０の第１層間接続部材３４０と第２組の熱電素子３６０の第２層間接続部材３５０とが、同じ表面パターン３２１に接続されている。すなわち、熱電素子２６０，３６０を跨いで、第１層間接続部材２４０，３４０と第２層間接続部材２５０，３５０とが、同じ表面パターン２２１，３２１を介して接続されている。
　各絶縁基材２１０，３１０の裏面には、各裏面保護部材２３０，３３０が配置されている。各裏面保護部材２３０，３３０は、平面矩形状の熱可塑性樹脂フィルムで構成されている。熱可塑性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）等が一例として挙げられる。
　各裏面保護部材２３０，３３０は、各絶縁基材２１０，３１０と平面形状が同じ大きさとなっている。図４に示すように、第１熱流束センサ２０の裏面保護部材２３０には、各絶縁基材２１０に対向する面に、銅箔等がパターニングされた複数の裏面パターン２３１が、互いに離間するように形成されている。同様に、第２熱流束センサ３０の裏面保護部材３３０には、絶縁基材３１０に対向する面に、銅箔等がパターニングされた複数の裏面パターン３３１が、互いに離間するように形成されている。
　複数の裏面パターン２３１は、第１層間接続部材２４０および第２層間接続部材２５０に適宜電気的に接続されている。複数の裏面パターン３３１は、第１層間接続部材３４０および第２層間接続部材３５０に適宜電気的に接続されている。具体的には、一組の熱電素子２６０を構成する第１層間接続部材２４０と第２層間接続部材２５０とが、同じ裏面パターン２３１で接続されている。また、一組の熱電素子３６０を構成する第１層間接続部材３４０と第２層間接続部材３５０とが、同じ裏面パターン３３１で接続されている。
　第１層間接続部材２４０および第２層間接続部材２５０は、表面パターン２２１および裏面パターン２３１によって、互いに直列に接続されている。また、第１層間接続部材３４０および第２層間接続部材３５０は、表面パターン３２１および裏面パターン３３１によって、互いに直列に接続されている。
　図２に示すように、第１層間接続部材２４０および第２層間接続部材２５０の直列接続体には、第１端側に第１電位測定端子２０１ａが設けられ、第２端側に第２電位測定端子２０１ｂが設けられている。また、第１層間接続部材３４０および第２層間接続部材３５０の直列接続体には、第１端側に第１電位測定端子３０１ａが設けられ、第２端側に第２電位測定端子３０１ｂが設けられている。
　第１電位測定端子２０１ａは、熱流束センサ２０の裏面２０２側から表面２０１側に通過する熱流束が生じた際に、電位が最も高くなる端子である。同様に、第１電位測定端子３０１ａは、熱流束センサ３０の裏面３０２側から表面３０１側に通過する熱流束が生じた際に、電位が最も高くなる端子である。また、第２電位測定端子２０１ｂは、熱流束センサ２０の裏面２０２側から表面２０１側に通過する熱流束が生じた際に、電位が最も低くなる端子である。同様に、第２電位測定端子３０１ｂは、熱流束センサ３０の裏面３０２側から表面３０１側に通過する熱流束が生じた際に、電位が最も低くなる端子である。
　第１電位測定端子２０１ａおよび第２電位測定端子２０１ｂには、２点間の電位差を、検出処理装置５０に出力するための第１信号配線５２ａおよび第２信号配線５２ｂが接続されている。同様に、第１電位測定端子３０１ａおよび第２電位測定端子３０１ｂには、２点間の電位差を、検出処理装置５０に出力するための第１信号配線５４ａおよび第２信号配線５４ｂが接続されている。
　このように構成される各熱流束センサ２０，３０は、何らかの要因によって、厚み方向に作用する荷重が変動すると、当該荷重変動に起因する起電圧が発生する。この起電圧は、圧電効果によるものと推定される。
　図５は、各熱流束センサ２０，３０に作用する荷重が変動した際のセンサ出力の評価結果を示している。具体的には、図５は、所定の圧縮荷重が付与されるように、第１熱流束センサ２０の一方を金属製の一対の板材で挟んだ状態で、圧縮荷重を増加させた際の第１熱流束センサ２０のセンサ出力を示している。同様に、第２熱流束センサ３０の一方を金属製の一対の板材で挟んだ状態で、圧縮荷重を増加させた際の第２熱流束センサ３０のセンサ出力を示している。この評価は、熱流束センサ２０，３０の厚み方向に熱流が通過しないように、金属製の一対の板材の温度が同じ温度となっている状態で行った。
　本発明者らは、図５に示すセンサ出力の評価結果等によって、熱流束センサ２０，３０に作用する荷重が変動すると、当該荷重変動に応じた起電圧が発生することを発見した。そして、荷重変動に応じて発生する起電圧は、熱流束に応じて発生する起電圧と共に、熱流束センサ２０，３０のセンサ出力値として出力される。すなわち、本実施形態の各熱流束センサ２０，３０は、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧だけでなく、荷重変動に応じて発生する起電圧をセンサ出力値として出力する構成となっている。
　このため、各熱流束センサ２０，３０を単体で使用する場合には、センサ出力値に、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧以外にも、荷重変動に応じて発生する起電圧が含まれる可能性がある。
　そこで、本実施形態では、各熱流束センサ２０，３０は、次のような積層体として構成されている。具体的には、積層体は、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧が逆極性となって出力されると共に、荷重変動に応じて発生する起電圧が同極性となって出力されるように、各熱流束センサ２０，３０が積層されている。すなわち、本実施形態の熱流検出部１０は、各熱流束センサ２０，３０における熱流束に応じて発生する起電圧の極性が反対となり、各熱流束センサ２０，３０における荷重変動に応じて発生する起電圧の極性が同じとなるように、各熱流束センサ２０，３０が配置されている。
　具体的には、各熱流束センサ２０，３０は、互いの裏面保護部材２３０，３３０が対向するように積層されている。各熱流束センサ２０，３０は、互いの位置がずれないように、互いの裏面２０２，３０２が接着剤等によって接合されている。
　このように構成された熱流検出部１０は、例えば、第１熱流束センサ２０の表面２０１側から裏面２０２側に熱流が通過した際に、当該熱流が、第２熱流束センサ３０の裏面３０２側から表面３０１側に通過する。また、熱流検出部１０は、例えば、第２熱流束センサ３０の表面３０１側から裏面３０２側に熱流が通過した際に、当該熱流が、第１熱流束センサ２０の裏面２０２側から表面２０１側に通過する。これにより、本実施形態の各熱流束センサ２０，３０は、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧が逆極性となって出力される。
　また、熱流検出部１０において、例えば、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０に対して圧縮荷重が作用すると、各熱流束センサ２０，３０が同様に圧縮される。一方、熱流検出部１０において、例えば、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０に対して引張荷重が作用すると、各熱流束センサ２０，３０が同様に伸張される。これにより、各熱流束センサ２０，３０は、荷重変動に応じて発生する起電圧が同極性となって出力される。
　続いて、熱流式センサモジュール１の検出処理装置５０について、図１，図２を参照して説明する。本実施形態の検出処理装置５０は、第１電位差測定部５２、第２電位差測定部５４、および制御部５６を備えている。
　第１電位差測定部５２は、第１熱流束センサ２０から出力された熱流束に応じて発生する起電圧、および、荷重変動に応じて発生する起電圧を、第１センサ出力値Ｖ１として測定する電圧センサである。第１電位差測定部５２は、第１信号配線５２ａおよび第２信号配線５２ｂを介して、第１熱流束センサ２０の第１電位測定端子２０１ａおよび第２電位測定端子２０１ｂに接続されている。
　第２電位差測定部５４は、第２熱流束センサ３０から出力された熱流束に応じて発生する起電圧、および、荷重変動に応じて発生する起電圧を、第２センサ出力値Ｖ２として測定する電圧センサである。第２電位差測定部５４は、第１信号配線５４ａおよび第２信号配線５４ｂを介して、第２熱流束センサ３０の第１電位測定端子３０１ａおよび第２電位測定端子３０１ｂに接続されている。
　制御部５６は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ等を有するマイクロコンピュータ、およびその周辺回路にて構成されている。なお、制御部５６のメモリは、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。記憶媒体には、所定の処理を実行するためのプログラムやデータ等が記憶されている。制御部５６は、ＣＰＵが、記憶媒体から読み出したプログラムを実行する。制御部５６は、処理の実行により所定の機能を提供する。
　制御部５６は、センサ配線５６１，５６２を介して、各電位差測定部５２，５４に接続されている。これにより、制御部５６には、第１熱流束センサ２０から出力された第１センサ出力値Ｖ１、および、第２熱流束センサ３０から出力された第２センサ出力値Ｖ２が入力される構成となっている。
　制御部５６は、各電位差測定部５２，５４で測定された各熱流束センサ２０，３０のセンサ出力値Ｖ１，Ｖ２に基づいて、所定の検出処理を実行する構成となっている。所定の検出処理は、機器ＴＤに生ずる熱流や機器ＴＤの荷重といった、異なる事象の変化を個別に検出する処理である。なお、本実施形態では、制御部５６が抽出部として機能する。抽出部は、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２に基づいて、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧、および、荷重変動に応じて発生する起電圧のうちの、少なくとも一方を抽出する。
　また、制御部５６には、機器ＴＤの状態に関する情報を表示する表示装置（非図示）が接続されている。制御部５６は、表示装置に対して、各熱流束センサ２０，３０のセンサ出力値Ｖ１，Ｖ２に基づいて、機器ＴＤに生ずる熱流や機器ＴＤの荷重といった、異なる事象に関する情報を出力する構成となっている。
　次に、本実施形態の制御部５６が実行する検出処理について、図６を参照して説明する。制御部５６は、図６に示す検出処理を所定の周期で実行する。なお、図６に示す各ステップは、制御部５６が有する各種の機能（実現手段）を構成する。
　制御部５６は、ステップＳ１１０にて、各電位差測定部５２，５４を介して、第１熱流束センサ２０から出力された第１センサ出力値Ｖ１、および、第２熱流束センサ３０から出力された第２センサ出力値Ｖ２を読み込む。
　続いて、制御部５６は、ステップＳ１２０にて、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２に基づいて、各熱流束センサ２０，３０の表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑを抽出する。
　前述したように、本実施形態の各熱流束センサ２０，３０は、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑが逆極性となって出力される。また、各熱流束センサ２０，３０は、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆが同極性となって出力される。このため、本実施形態の制御部５６は、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２を、以下の数式［Ｆ１］に代入して、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑを算出する。
　Ｖｑ＝（Ｖ１－Ｖ２）／２　…［Ｆ１］
　ここで、第１センサ出力値Ｖ１に含まれる、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑの絶対値をＶｑ１とする。第１センサ出力値Ｖ１に含まれる、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆの絶対値をＶｆ１とする。このとき、第１センサ出力値Ｖ１は、例えば「Ｖｑ１＋Ｖｆ１」となる。
　一方、第２センサ出力値Ｖ２に含まれる、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑの絶対値をＶｑ２とする。第２センサ出力Ｖ２に含まれる、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆの絶対値をＶｆ２とする。このとき、第２センサ出力値Ｖ２は、例えば「－Ｖｑ２＋Ｖｆ２」となる。
　このため、上述の数式［Ｆ１］の如く、第１センサ出力値Ｖ１と第２センサ出力値Ｖ２との減算を含む演算処理では、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆの絶対値Ｖｆ１，Ｖｆ２がキャンセルされる（（Ｖｑ１＋Ｖｆ１）－（－Ｖｑ２＋Ｖｆ２））。すなわち、制御部５６では、上述の数式［Ｆ１］で示す減算を含む演算処理によって、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑを抽出できる。
　続いて、制御部５６は、ステップＳ１３０にて、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２に基づいて、各熱流束センサ２０，３０に作用する荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを抽出する。
　本実施形態の各熱流束センサ２０，３０は、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑが逆極性となって出力される。また、各熱流束センサ２０，３０は、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆが同極性となって出力される。このため、本実施形態の制御部５６は、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２を、以下の数式［Ｆ２］に代入して、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを算出する。
　Ｖｆ＝（Ｖ１＋Ｖ２）／２　…［Ｆ２］
　上述の数式［Ｆ２］の如く、第１センサ出力値Ｖ１と第２センサ出力値Ｖ２との加算を含む演算処理では、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑの絶対値Ｖｑ１，Ｖｑ２がキャンセルされる（（Ｖｑ１＋Ｖｆ１）＋（－Ｖｑ２＋Ｖｆ２））。すなわち、制御部５６では、上述の数式［Ｆ２］で示す加算を含む演算処理によって、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを抽出できる。
　続いて、制御部５６は、ステップＳ１４０にて、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑ、および、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを、機器ＴＤに関する情報として、表示装置に出力する。これにより、本実施形態では、表示装置を介して、機器ＴＤに関する情報がユーザに提供される。なお、制御部５６は、例えば、各起電圧Ｖｑ，Ｖｆが異常値を示す場合に、異常状態を示すメッセージを表示装置に出力する構成としてもよい。
　以上説明したように、本実施形態の熱流式センサモジュール１は、次のような積層体で構成されている。積層体は、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑが逆極性となって出力されると共に、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆが同極性となって出力されるように、各熱流束センサ２０，３０が積層されている。
　これによると、本実施形態の熱流式センサモジュール１は、例えば、各熱流束センサ２０，３０からのセンサ出力値の加減算等によって、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑ、および、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆのうちの、少なくとも一方を検出できる。
　特に、本実施形態では、各熱流束センサ２０，３０からのセンサ出力値の減算を含む演算処理によって、制御部５６は、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑを抽出する。また、本実施形態では、各熱流束センサ２０，３０からのセンサ出力値の加算を含む演算処理によって、制御部５６は、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを抽出する。本実施形態では、検出処理装置５０は、制御部５６が、このような演算処理を実行し起電圧Ｖｑ，Ｖｆを抽出する構成となっている。これによれば、本実施形態では、各熱流束センサ２０，３０からのセンサ出力値に基づいて、熱流束の発生や荷重変動といった異なる事象によって発生した起電圧Ｖｑ，Ｖｆを、事象ごとに分離して検出できる。
　ここで、本実施形態の熱流束センサ２０，３０は、それぞれ熱可塑性樹脂フィルムが積層された多層基板２００，３００で構成されている。そして、熱流検出部１０は、各熱流束センサ２０，３０の積層体で構成されている。このため、熱流検出部１０は、全体として可撓性を有している。したがって、熱流検出部１０は、平坦面だけでなく、多少の凹凸のある面に対しても設置可能となっている。
　なお、本実施形態では、各熱流束センサ２０，３０のセンサ出力値の加減算を含む、制御部５６による演算処理によって、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑ、および、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆの、双方を検出する例について説明したが、これに限定されない。制御部５６は、例えば、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑ、および、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆのうちの、１つだけを検出する構成としてもよい。
　（第２実施形態）
　本実施形態について、図７～図９を参照して説明する。図７に示すように、本実施形態の検出処理装置５０は、単一の電位差測定部５３、および、各熱流束センサ２０，３０の接続状態を切り替える切替器５８を含んで構成されている。
　本実施形態の電位差測定部５３は、各熱流束センサ２０，３０から出力されたセンサ出力値を測定する電圧センサである。電位差測定部５３は、検出端子の第１端子が、第１信号配線５２ａを介して、第１電位測定端子２０１ａに接続されている。また、電位差測定部５３は、検出端子の第２端子が、切替器５８および第１信号配線５４ａを介して、第１電位測定端子３０１ａに接続されている。または、電位差測定部５３は、検出端子の第２端子が、切替器５８および第２信号配線５４ｂを介して、第２電位測定端子３０１ｂに接続されている。なお、電位差測定部５３は、センサ配線５６３を介して、制御部５６に接続されている。
　切替器５８は、電位差測定部５３と、各熱流束センサ２０，３０における各電位測定端子２０１ａ，２０１ｂ，３０１ａ，３０１ｂと、の接続状態を切り替える。具体的には、切替器５８は、電位差測定部５３の検出端子の第２端子と第１電位測定端子３０１ａとを接続する第１接続状態、および、電位差測定部５３の検出端子の第２端子と第２電位測定端子３０１ｂとを接続する第２接続状態を、選択的に切替可能に構成されている。
　第１接続状態では、図８に示すように、第１信号配線５４ａを介して、電位差測定部５３の検出端子の第２端子と第１電位測定端子３０１ａとが接続されている。また、第２信号配線５２ｂ，５４ｂを介して、第２電位測定端子２０１ｂと第２電位測定端子３０１ｂとが接続されている。
　この場合、電位差測定部５３は、第１熱流束センサ２０の第１電位測定端子２０１ａと、第２熱流束センサ３０の第１電位測定端子３０１ａと、の電位差ΔＶ（＝Ｖ１－Ｖ２）を測定できる。すなわち、電位差測定部５３は、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆの絶対値Ｖｆ１，Ｖｆ２がキャンセルされた電位差を測定できる。すなわち、電位差測定部５３は、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑの絶対値Ｖｑ１，Ｖｑ２の合算値を測定できる。
　第２接続状態では、図９に示すように、第２信号配線５４ｂを介して、電位差測定部５３の検出端子の第２端子と第２電位測定端子３０１ｂとが接続されている。また、各信号配線５２ｂ，５４ａを介して、第２電位測定端子２０１ｂと第１電位測定端子３０１ａとが接続されている。
　この場合、電位差測定部５３は、第１熱流束センサ２０の第１電位測定端子２０１ａと、第２熱流束センサ３０の第２電位測定端子３０１ｂと、の電位差ΔＶ（＝Ｖ１＋Ｖ２）を測定できる。すなわち、電位差測定部５３は、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑの絶対値Ｖｑ１，Ｖｑ２がキャンセルされた電位差を測定できる。すなわち、電位差測定部５３は、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆの絶対値Ｖｆ１，Ｖｆ２の合算値を測定できる。
　本実施形態の制御部５６は、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑを抽出する際に、上述の第１接続状態となるように、切替器５８を制御する。一方、制御部５６は、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを抽出する際に、上述の第２接続状態となるように、切替器５８を制御する。
　本実施形態の制御部５６は、上述の第１接続状態となるように切替器５８を制御することで、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑを抽出できる。また、本実施形態の制御部５６は、上述の第２接続状態となるように切替器５８を制御することで、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを抽出できる。
　その他の構成は、第１実施形態と同様である。よって、本実施形態の熱流式センサモジュール１は、第１実施形態と共通の構成から、第１実施形態と同様の効果が得られる。
　特に、本実施形態の熱流式センサモジュール１は、切替器５８による各熱流束センサ２０，３０の接続状態を切り替える。このような構成によって、本実施形態では、第１実施形態（２つの電位差測定部５２，５４を備える構成）と異なり、単一の電位差測定部５３のみで構成できる。本実施形態では、単一の電位差測定部５３によって、熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑ、および、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを抽出できる。よって、本実施形態の熱流式センサモジュール１では、当該モジュールを簡素な構成で実現できる。
　（第３実施形態）
　本実施形態について、図１０を参照して説明する。本実施形態では、第１熱流束センサ２０を構成する多層基板２００、および、第２熱流束センサ３０を構成する多層基板３００の一部が、共通化されている例について説明する。なお、本実施形態では、説明の便宜上、第１熱流束センサ２０を構成する多層基板を第１多層基板２００と呼び、第２熱流束センサ３０を構成する多層基板を第２多層基板３００と呼ぶ。
　具体的には、図１０に示すように、本実施形態の各熱流束センサ２０，３０は、第１多層基板２００の裏面保護部材に相当する部位と、第２多層基板３００の裏面保護部材に相当する部位とが、共通の保護部材２７０で構成されている。なお、保護部材２７０は、第１実施形態で説明した裏面保護部材２３０，３３０と同様に構成されている。
　その他の構成は、第１実施形態と同様である。よって、本実施形態の熱流式センサモジュール１は、第１実施形態と共通の構成から、第１実施形態と同様の効果が得られる。
　特に、本実施形態の熱流式センサモジュール１は、第１熱流束センサ２０を構成する第１多層基板２００、および、第２熱流束センサ３０を構成する第２多層基板３００の、一部が共通化されている。よって、本実施形態の熱流式センサモジュール１では、当該モジュールの簡素化が図れる。
　（第４実施形態）
　本実施形態について、図１１～図１８を参照して説明する。図１１，図１２に示すように、本実施形態の熱流検出部１０は、第１熱流束センサ２０と第２熱流束センサ３０との間に、弾性体４０が配置されている。
　図１３に示すように、本実施形態の第１熱流束センサ２０は、複数の表面パターン２２１が、それぞれ第１層間接続部材２４０および第２層間接続部材２５０に適宜電気的に接続されている。同様に、本実施形態の第２熱流束センサ３０は、複数の表面パターン３２１が、それぞれ第１層間接続部材３４０および第２層間接続部材３５０に適宜電気的に接続されている。
　また、図１４に示すように、本実施形態の第１熱流束センサ２０は、複数の裏面パターン２３１が、それぞれ第１層間接続部材２４０および第２層間接続部材２５０に適宜電気的に接続されている。同様に、本実施形態の第２熱流束センサ３０は、複数の裏面パターン３３１が、それぞれ第１層間接続部材３４０および第２層間接続部材３５０に適宜電気的に接続されている。
　続いて、弾性体４０は、弾性変形可能であって、伸縮した際に温度が変化する材料で構成されている。本実施形態の弾性体４０は、例えば、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム等のゴム材料で構成されている。なお、弾性体４０としては、伸縮した際に温度が変化する材料であれば、樹脂等の高分子材料で構成されていてもよい。
　ここで、例えば、アクチュエータＡＤの振動によって、機器ＴＤの設置部８４が振動するとする。この場合には、設置部８４と土台部８２との間隔が変化することによって、弾性体４０が伸縮する。このとき、弾性体４０は、可逆変化であるガフ・ジュール効果によって温度が変化する。
　本実施形態の第１熱流束センサ２０は、設置部８４と弾性体４０とで挟持されている。具体的には、本実施形態の第１熱流束センサ２０は、表面２０１が設置部８４に当接し、裏面２０２が弾性体４０に当接している。これにより、第１熱流束センサ２０では、裏面２０２側が弾性体４０に近い温度となり、表面２０１側が設置部８４に近い温度となる。
　設置部８４は、金属ブロックで構成されており、熱容量が大きい。このことから、設置部８４は、弾性体４０の温度変化の周期に対して略一定の温度となる。このため、第１熱流束センサ２０における表裏の温度差は、弾性体４０の温度変化に応じたものとなる。すなわち、第１熱流束センサ２０における表裏の温度差は、設置部８４に設置されたアクチュエータＡＤの振動に応じたものとなる。よって、第１熱流束センサ２０において、弾性体４０の伸縮に起因して生ずる熱流束を検出できれば、アクチュエータＡＤの振動を検出できる。
　しかしながら、弾性体４０が振動すると、第１熱流束センサ２０に作用する荷重が変動する。これにより、第１熱流束センサ２０には、荷重変動に応じた起電力Ｖｆが発生する。また、設置部８４と土台部８２との間に温度差が生ずると、第１熱流束センサ２０には、設置部８４と土台部８２との温度差に起因して生ずる熱流束に応じた起電力が発生する。
　このため、第１熱流束センサ２０を単体で使用する場合には、センサ出力値に対して、弾性体４０の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じた起電圧以外にも、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆや、設置部８４と土台部８２との温度差に応じて発生する起電力が含まれる可能性がある。
　そこで、本実施形態では、各熱流束センサ２０，３０、および、弾性体４０は、次のような積層体として構成されている。具体的には、積層体は、弾性体４０の伸縮に起因して生ずる起電圧が、逆極性となり、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆ、および、設置部８４と土台部８２との温度差に応じて発生する起電力が、同極性となるように、各熱流束センサ２０，３０、および、弾性体４０が積層されている。
　具体的には、第１熱流束センサ２０は、表面保護部材２２０が設置部８４に当接し、裏面保護部材２３０が弾性体４０に当接するように配置されている。なお、第１熱流束センサ２０および弾性体４０は、接着剤等によって接合されている。
　また、第２熱流束センサ３０は、表面保護部材３２０が弾性体４０に当接し、裏面保護部材３３０が土台部８２に当接するように配置されている。なお、第２熱流束センサ３０および弾性体４０は、接着剤等によって接合されている。
　このように構成された熱流検出部１０は、例えば、弾性体４０が伸縮によって発熱した際に、第１熱流束センサ２０の裏面２０２側から表面２０１側に熱流が通過すると共に、第２熱流束センサ３０の表面３０１側から裏面３０２側に熱流が通過する。また、熱流検出部１０は、例えば、弾性体４０が伸縮によって低温になった際に、第１熱流束センサ２０の表面２０１側から裏面２０２側に熱流が通過すると共に、第２熱流束センサ３０の裏面３０２側から表面３０１側に熱流が通過する。これにより、本実施形態の各熱流束センサ２０，３０は、弾性体４０の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じた起電圧が逆極性となって出力される。
　また、熱流検出部１０では、例えば、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０に対して圧縮荷重が作用すると、各熱流束センサ２０，３０が同様に圧縮される。一方、熱流検出部１０において、例えば、第１熱流束センサ２０および第２熱流束センサ３０に対して引張荷重が作用すると、各熱流束センサ２０，３０が同様に伸張される。これにより、各熱流束センサ２０，３０は、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆが同極性となって出力される。
　また、設置部８４と土台部８２との温度差に生ずる熱流は、基本的に各熱流束センサ２０，３０、および、弾性体４０の、積層方向における一方向に作用する。このため、各熱流束センサ２０，３０では、設置部８４と土台部８２との温度差に起因して生ずる起電圧が同極性となって出力される。
　ここで、図１５は、各熱流束センサ２０，３０に荷重変動が生じた際の、センサ出力の評価結果を示している。具体的には、図１５に示す評価は、次のような条件下で行われている。評価は、各熱流束センサ２０，３０および弾性体４０の積層体を、所定の圧縮荷重が付与されるように、一対の金属製の板材で挟んだ状態で、圧縮荷重を増加させている。そして、本評価は、熱流束センサ２０，３０の厚み方向に熱流が通過しないように、一対の金属製の板材の温度が同じ温度となっている状態で行った。図１５に示す評価結果は、圧縮荷重を増加させた際の、各熱流束センサ２０，３０のセンサ出力値を示している。
　図１５に示すように、荷重変動によって弾性体４０が伸縮すると、第１熱流束センサ２０からの第１センサ出力値Ｖ１、および、第２熱流束センサ３０からの第２センサ出力値Ｖ２が、逆極性となって出力される。このとき、荷重変動による起電力Ｖｆが同極性となって出力される。これにより、各センサ出力値Ｖ１，Ｖ２に差が生ずる。
　ここで、例えば、第１センサ出力値Ｖ１が「Ｖｑｖ１＋Ｖｆ１」となる場合、第２センサ出力値Ｖ２が「－Ｖｑｖ２＋Ｖｆ２」となる。なお、「Ｖｑｖ１」は、第１センサ出力値Ｖ１に含まれる弾性体４０の伸縮に起因する熱流束に応じた起電圧の絶対値である。「Ｖｆ１」は、第１センサ出力値Ｖ１に含まれる荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆの絶対値である。また、「Ｖｑｖ２」は、第２センサ出力値Ｖ２に含まれる弾性体４０の伸縮に起因する熱流束に応じた起電圧の絶対値である。「Ｖｆ２」は、第２センサ出力値Ｖ２に含まれる荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｑの絶対値である。
　したがって、本実施形態の熱流式センサモジュール１では、第１センサ出力値Ｖ１と第２センサ出力値Ｖ２との減算を含む演算処理によって、図１６に示すように、弾性体４０の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じて発生する起電圧Ｖｑｖを抽出できる。また、本実施形態の熱流式センサモジュール１では、第１センサ出力値Ｖ１と第２センサ出力値Ｖ２との加算を含む演算処理によって、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを抽出できる。
　次に、本実施形態の制御部５６が実行する検出処理について、図１７を参照して説明する。制御部５６は、図１７に示す検出処理を所定の周期で実行する。なお、図１７に示す各ステップは、制御部５６が有する各種の機能（実現手段）を構成する。
　制御部５６は、ステップＳ２１０にて、各電位差測定部５２，５４を介して、第１熱流束センサ２０から出力された第１センサ出力値Ｖ１、および、第２熱流束センサ３０から出力された第２センサ出力値Ｖ２を読み込む。
　続いて、制御部５６は、ステップＳ２２０にて、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２に基づいて、弾性体４０の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じた起電圧Ｖｑｖを抽出する。具体的には、制御部５６は、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２を、以下の数式［Ｆ３］に代入して、弾性体４０の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じた起電圧Ｖｑｖを算出する。
　Ｖｑｖ＝（Ｖ１－Ｖ２）／２　…［Ｆ３］
　ここで、第１センサ出力値Ｖ１に含まれる、設置部８４と土台部８２との温度差に起因して生ずる起電力をＶｑｓ１とする。このとき、第１センサ出力値Ｖ１は、例えば「Ｖｑｖ１＋Ｖｑｓ１＋Ｖｆ１」となる。
　一方、第２センサ出力値Ｖ２に含まれる、設置部８４と土台部８２との間に生ずる熱流による起電力をＶｑｓ２とする。このとき、第２センサ出力値Ｖ２は、例えば「－Ｖｑｖ２＋Ｖｑｓ２＋Ｖｆ２」となる。
　このため、上述の数式［Ｆ３］の如く、第１センサ出力値Ｖ１と第２センサ出力値Ｖ２との減算を含む演算処理では、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆの絶対値Ｖｆ１，Ｖｆ２がキャンセルされる。また、本演算処理では、設置部８４と土台部８２との温度差による起電力Ｖｑｓ１，Ｖｑｓ２がキャンセルされる。すなわち、制御部５６では、上述の数式［Ｆ３］で示す減算を含む演算処理によって、弾性体４０の伸縮に起因する熱流束に応じた起電圧Ｖｑｖを抽出できる。
　続いて、制御部５６は、ステップＳ２３０にて、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２に基づいて、各熱流束センサ２０，３０に作用する荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを抽出する。具体的には、制御部５６は、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２の加算を含む演算処理によって得られた演算結果における低周波成分をカットする。これにより、制御部５６は、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを算出する。なお、設置部８４と土台部８２との温度差に起因して生ずる起電圧Ｖｑｓは、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆに比べて変動周波数が小さい。このため、制御部５６は、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２の加算を含む演算処理によって得られた演算結果における低周波成分をカットすることで、荷重変動に応じて発生する起電圧Ｖｆを算出できる。
　続いて、制御部５６は、ステップＳ２４０にて、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２に基づいて、設置部８４と土台部８２との温度差に起因して生ずる起電圧Ｖｑｓを抽出する。具体的には、制御部５６は、第１センサ出力値Ｖ１および第２センサ出力値Ｖ２の加算を含む演算処理によって得られた演算結果における高周波成分をカットする。これにより、制御部５６は、設置部８４と土台部８２との温度差に起因して生ずる起電圧Ｖｑｓを算出する。
　続いて、制御部５６は、ステップＳ２５０にて、各起電圧Ｖｑｖ，Ｖｑｓ，Ｖｆを、機器ＴＤに関する情報として、表示装置に出力する。これにより、本実施形態では、表示装置を介して、機器ＴＤに関する情報がユーザに提供される。なお、制御部５６は、例えば、各起電圧Ｖｑｖ，Ｖｑｓ，Ｖｆが異常値を示す場合に、異常状態を示すメッセージを表示装置に出力する構成としてもよい。
　その他の構成は、第１実施形態と同様である。よって、本実施形態の熱流式センサモジュール１は、第１実施形態と共通の構成から、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、本実施形態の熱流式センサモジュール１では、各熱流束センサ２０，３０からのセンサ出力値に基づいて、異なる事象によって発生した起電圧Ｖｑｖ，Ｖｑｓ，Ｖｆを、事象ごとに検出できる。
　特に、本実施形態では、弾性体４０が伸縮した際に生ずる熱流束に応じた起電圧Ｖｑｖを検出する構成となっている。よって、本実施形態では、弾性体４０が伸縮した際に生ずる熱流束に応じた起電圧Ｖｑｖに基づいて、機器ＴＤの振動状態を把握できる。
　なお、本実施形態では、各熱流束センサ２０，３０のセンサ出力値の加減算を含む、制御部５６による演算処理によって、異なる事象によって発生した各起電圧Ｖｑｖ，Ｖｑｓ，Ｖｆを検出する例について説明したが、これに限定されない。制御部５６は、例えば、異なる事象によって発生した各起電圧Ｖｑｖ，Ｖｑｓ，Ｖｆのうちの、１つだけを検出する構成としてもよい。
　（変形例）
　上述の第４実施形態では、第１電位差測定部５２および第２電位差測定部５４によって、各熱流束センサ２０，３０から出力された起電圧を検出する例について説明したが、これに限定されない。熱流式センサモジュール１は、例えば、図１８に示すように、各熱流束センサ２０，３０の接続状態を、切替器５８によって切り替える。これにより、熱流式センサモジュール１は、単一の電位差測定部５３によって各起電圧Ｖｑｖ，Ｖｑｓ，Ｖｆを抽出する構成としてもよい。
　（他の実施形態）
　以上、本開示の主な実施形態について説明したが、本開示の技術は、上述の実施形態に限定されない。例えば、以下のように種々に変形可能である。
　上述の各実施形態では、熱流式センサモジュール１の熱流検出部１０が、機器ＴＤの土台部８２と設置部８４との間に配置される例について説明したが、これに限定されない。熱流検出部１０は、例えば、温度の異なる機器の間に配置されてもよい。
　上述の各実施形態では、熱流式センサモジュール１における検出処理装置５０の制御部５６が、機器ＴＤに関する情報を表示装置に出力する例について説明したが、これに限定されない。制御部５６は、例えば、機器ＴＤに関する情報を、機器ＴＤを制御する制御装置に出力する構成としてもよい。
　上述の各実施形態では、多層基板２００，３００を構成する絶縁基材２１０，３１０、表面保護部材２２０，３２０、および裏面保護部材２３０，３３０が、熱可塑性樹脂フィルムで構成される例について説明したが、これに限定されない。絶縁基材２１０，３１０、表面保護部材２２０，３２０、および裏面保護部材２３０，３３０は、熱可塑性樹脂フィルム以外のフィルム状の部材で構成されていてもよい。
　上述の実施形態における本開示の技術に関する構成要素は、特に必須であると明示した場合、および、原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須ではないことは言うまでもない。
　上述の実施形態における構成要素は、その個数、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合、および、原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、特定の数に限定されない。
　上述の実施形態における構成要素は、その形状や位置関係等に言及するときは、特に明示した場合、および、原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、形状、位置関係等に限定されない。
　（まとめ）
　上述の実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、熱流式センサモジュールの各熱流束センサ（第１熱流束センサ／第２熱流束センサ）は、熱流束センサの表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧が、逆極性となって出力される。そして、各熱流束センサは、熱流束センサに作用する荷重変動に応じて発生する起電圧が同極性となって出力される。各熱流束センサは、このような電圧極性となるように、積層体として構成されている。
　第２の観点によれば、熱流式センサモジュールは、抽出部が、第１センサ出力値と第２センサ出力値との減算を含む演算処理によって、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧を抽出する構成となっている。また、抽出部は、第１センサ出力値と第２センサ出力値との加算を含む演算処理によって、荷重変動に応じて発生する起電圧を抽出する構成となっている。これによれば、熱流式センサモジュールでは、各熱流束センサからのセンサ出力値に基づいて、熱流束の発生や荷重変動といった異なる事象によって発生した起電圧を、事象ごとに分離して検出できる。
　第３の観点によれば、熱流式センサモジュールは、第１熱流束センサおよび第２熱流束センサの接続状態を切り替える切替器を備える。抽出部は、切替器によって、第１熱流束センサおよび第２熱流束センサの接続状態を、第１センサ出力値と第２センサ出力値との減算値が出力される接続状態とする。これにより、熱流式センサモジュールでは、熱流束センサの表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧を抽出する構成となっている。また、抽出部は、切替器によって、第１熱流束センサおよび第２熱流束センサの接続状態を、第１センサ出力値と第２センサ出力値との加算値が出力される接続状態とする。従って、熱流式センサモジュールでは、熱流束センサに作用する荷重変動に応じて発生する起電圧を抽出する構成となっている。これによっても、熱流式センサモジュールでは、各熱流束センサからのセンサ出力値に基づいて、熱流束の発生や荷重変動といった異なる事象による起電圧を、事象ごとに分離して検出できる。
　第４の観点によれば、熱流式センサモジュールは、第１熱流束センサと第２熱流束センサとの間に配置され、伸縮した際に温度が変化する弾性体を備える。第１センサ出力値には、弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じた起電圧が含まれている。また、第２センサ出力には、弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じた起電圧が含まれている。そして、第１熱流束センサ、第２熱流束センサ、および弾性体は、弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じた起電圧が逆極性となって出力される。各熱流束センサ、および、弾性体は、このような電圧極性となるように、積層体として構成されている。
　これによれば、熱流式センサモジュールでは、例えば、各熱流束センサからのセンサ出力値の加減算等によって、弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じて発生する起電圧、および、荷重変動に応じて発生する起電圧のうちの、少なくとも一方を検出できる。
　第５の観点によれば、熱流式センサモジュールは、抽出部が、第１センサ出力と第２センサ出力との減算を含む演算処理によって、弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じた起電圧を抽出する構成となっている。これによれば、熱流式センサモジュールでは、各熱流束センサからのセンサ出力値に基づいて、弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じて発生する起電圧を、高精度に検出できる。
　第６の観点によれば、熱流式センサモジュールは、第１熱流束センサおよび第２熱流束センサそれぞれが多層基板で構成されている。この多層基板は、絶縁基材および接続部材を含んで構成されている。絶縁基材は、表裏を貫通する複数の第１ビアホールおよび複数の第２ビアホールが形成されている。接続部材は、各ビアホールに埋め込まれると共に、互いに異なる金属または半導体で形成されている、第１層間接続部材および第２層間接続部材である。そして、熱流式センサモジュールは、第１熱流束センサを構成する多層基板を第１多層基板とし、第２熱流束センサを構成する多層基板を第２多層基板としたとき、第１多層基板および第２多層基板の一部が、共通化されている。これによると、熱流式センサモジュールでは、当該モジュールの簡素化が図れる。
　１　　　　熱流式センサモジュール
　２０　　　第１熱流束センサ
　３０　　　第２熱流束センサ
　５６　　　制御部（抽出部）

Claims (6)

  1. 　熱流式センサモジュールであって、
    　第１熱流束センサの表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧、および、当該第１熱流束センサに作用する荷重変動に応じて発生する起電圧を、第１センサ出力値として出力する、板状の第１熱流束センサ（２０）と、
    　第２熱流束センサの表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧、および、当該第２熱流束センサに作用する荷重変動に応じて発生する起電圧を、第２センサ出力値として出力する、板状の第２熱流束センサ（３０）と、
    　前記第１センサ出力値および前記第２センサ出力値に基づいて、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧、および、荷重変動に応じて発生する起電圧、のうちの少なくとも一方を抽出する抽出部（５６）と、を備え、
    　前記第１熱流束センサおよび前記第２熱流束センサは、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧が逆極性となって出力されると共に、荷重変動に応じて発生する起電圧が同極性となって出力されるように、積層体として構成されている、熱流式センサモジュール。
  2. 　前記抽出部は、
    　前記第１センサ出力値と前記第２センサ出力値との減算を含む演算処理によって、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧を抽出し、
    　前記第１センサ出力値と前記第２センサ出力値との加算を含む演算処理によって、荷重変動に応じて発生する起電圧を抽出する、構成となっている、請求項１に記載の熱流式センサモジュール。
  3. 　前記第１熱流束センサと前記第２熱流束センサとの接続状態を切り替える切替器（５８）を備え、
    　前記抽出部は、
    　前記切替器によって、前記第１熱流束センサと前記第２熱流束センサとの接続状態を、前記第１センサ出力値と前記第２センサ出力値との減算値が出力される接続状態とすることで、表裏を通過する熱流束に応じて発生する起電圧を抽出し、
    　前記切替器によって、前記第１熱流束センサと前記第２熱流束センサとの接続状態を、前記第１センサ出力値と前記第２センサ出力値との加算値が出力される接続状態とすることで、荷重変動に応じて発生する起電圧を抽出する、構成となっている、請求項１に記載の熱流式センサモジュール。
  4. 　前記第１熱流束センサと前記第２熱流束センサとの間に配置され、伸縮した際に温度が変化する弾性体（４０）を備え、
    　前記第１センサ出力値には、前記弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じて発生する起電圧が含まれており、
    　前記第２センサ出力値には、前記弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じて発生する起電圧が含まれており、
    　前記第１熱流束センサ、前記第２熱流束センサ、および前記弾性体は、前記弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じて発生する起電圧が逆極性となって出力されるように、積層体として構成されている、請求項１に記載の熱流式センサモジュール。
  5. 　前記抽出部は、前記第１センサ出力値と前記第２センサ出力値との減算を含む演算処理によって、前記弾性体の伸縮に起因して生ずる熱流束に応じて発生する起電圧を抽出する、構成となっている、請求項４に記載の熱流式センサモジュール。
  6. 　前記第１熱流束センサおよび前記第２熱流束センサそれぞれは、
    　表裏を貫通する複数の第１ビアホール（２１１，３１１）および複数の第２ビアホール（２１２，３１２）が形成された絶縁基材（２１０）と、
    　前記第１ビアホールおよび前記第２ビアホールに埋め込まれると共に、互いに異なる金属または半導体で形成された第１層間接続部材（２４０，３４０）および第２層間接続部材（２５０，３５０）と、
    　を有する多層基板（２００，３００）で構成されており、
    　前記第１熱流束センサを構成する前記多層基板を第１多層基板（２００）とし、前記第２熱流束センサを構成する前記多層基板を第２多層基板（３００）としたとき、前記第１多層基板および前記第２多層基板の一部が、共通化されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の熱流式センサモジュール。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111735847B (zh) * 2020-07-17 2020-12-29 常州江苏大学工程技术研究院 二维表面热流密度实时在线测量装置及方法
JP7528889B2 (ja) * 2021-08-04 2024-08-06 株式会社デンソー 状態検出センサの製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6113121A (ja) * 1984-06-28 1986-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱流センサ
JP2001221696A (ja) * 2000-02-10 2001-08-17 Res Inst Electric Magnetic Alloys 感温感歪複合センサ
US20090192757A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Raytheon Company Apparatus for Measuring Surface Temperature Using Embedded Components
JP2012013440A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 圧電型センサ
JP2015014585A (ja) * 2013-06-04 2015-01-22 株式会社デンソー 振動検出器
JP2016080577A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 株式会社デンソー 状態検出センサ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6113121A (ja) * 1984-06-28 1986-01-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱流センサ
JP2001221696A (ja) * 2000-02-10 2001-08-17 Res Inst Electric Magnetic Alloys 感温感歪複合センサ
US20090192757A1 (en) * 2008-01-24 2009-07-30 Raytheon Company Apparatus for Measuring Surface Temperature Using Embedded Components
JP2012013440A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Institute Of National Colleges Of Technology Japan 圧電型センサ
JP2015014585A (ja) * 2013-06-04 2015-01-22 株式会社デンソー 振動検出器
JP2016080577A (ja) * 2014-10-20 2016-05-16 株式会社デンソー 状態検出センサ

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