小流量流量传感器 MEMS热式气体流量传感器及其应用选型

发布时间：2024-10-07 00:10:38

MEMS热式气体流量传感器及其应用选型

热式气体流量传感器简介

热式气体流量传感器是基于流体传热学原理的一类传感器，利用 MEMS 热式原理对管路气体介质进行流量监测。

流量芯片由两个热偶堆和一个加热电阻组成，热偶堆对称分布在加热电阻的上、下游，加热电阻和热偶堆的热结处于一个隔热底座上。

加热电阻对热偶堆的热结进行加热，热偶堆热结和冷结之间的温度梯度导致输出电压。当流体静止时，加热电阻两侧对称位置的温度是相同的；当流体从右向左流动时等温线向左侧倾斜，加热电阻两侧对称位置的温度不再相同，温差可由置于加热电阻两侧的热偶堆测定。

由于流体的传热只与流体质量和流体的热容有关，因此传感器可以直接测出流体质量流量。

热式气体流量传感器特点及应用

热式气体流量传感器利用比较简单的构造来准确地测量气体的质量流量，具有结构简单、压损小、量程范围宽等优点，在工业过程控制、医疗设备、便携式仪器、环境监测设备等领域有着广泛的应用。

热式气体流量传感器选型

热式气体流量传感器是一种广泛应用于气体流量测量领域的设备，具有精度高、稳定性好、响应速度快等优点。在选型时，需要根据实际应用场景、气体性质等方面进行综合考虑。

不同的应用场景对气体流量传感器的需求不同。例如，在工业生产过程中，需要对气体流量进行精确控制，以确保生产过程的稳定性和产品质量；而在环保监测领域，需要测量各种气体污染物排放量，以评估环境污染程度。因此，在选型时，需要明确实际应用场景，以便选择合适的传感器。其次，我们需要考虑气体性质。不同的气体具有不同的物理性质和化学性质，对传感器的测量精度和稳定性都会产生影响。例如，有些气体具有腐蚀性，会对传感器造成损害；有些气体密度较小，容易在管道中产生涡流和紊流，影响测量精度。因此，在选型时需要充分了解气体性质，以便选择适合的气体流量传感器。

炜盛科技流量传感器是基于先进的MEMS硅工艺制成的热式质量流量传感器，具有功耗低、体积小、无需稳压补偿、抗冲击、稳定可靠等特点，为医疗、仪器、自动化、燃气计量等领域的气体流量检测提供传感器解决方案。

MEMS热式气体流量传感器FR系列

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一文带你了解MEMS流量传感器

MEMS传感器即微机电系统（Micro-electro Mechanical Systems），是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。与传统的传感器相比，具有体积小、成本低、功耗低、可靠性高、易于集成等特点。欧姆龙MEMS流量传感器，采用其独创的高精度加工技术，将流量传感器核心器件封装在尺寸仅为1.5*1.55*0.4mm的MEMS芯片里面。这种超精细的MEMS传感器，不但能检测1毫米/秒的气体流速变化，还能高精度地实现大批量生产。

流量传感器内部结构

这种传感器芯片采用使用热线的质量流量检测方式。其芯片中央具有加热器，上游侧的热电堆 (A)及下游侧热电堆 (B)配置在加热器的两侧，热电堆附近配置有基座测温体，它们均是采用半导体工艺制造的。加热器和热电堆列组的底部形成空腔，使得热电堆可高效检测加热器的热量。

流量传感器的检测原理

通过给MEMS芯片加恒定电流，使芯片中央的加热器产生热量。没有风通过时，加热器上游热电堆和下游热电堆由于热平衡的关系，两者对应的热电动势电压相等，即Vu=Vd。当有气体流动时，热源随气流方向向下游转移，此时下游热电堆的电动势变大，即Vd＞ Vu。两个热电堆的输出差大致与通过传感器表面的气体质量流量的平方根成正比。输出灵敏度和质量流量取决于气体的组成比。微小的信号可以通过放大电路进行放大，再以电子方式检测气体流量。风量传感器经调整后输出的电压与质量流量为 25°C、 101.3kPa 时的流速相当。