流量传感器原理 MEMS流量传感器原理及应用

发布时间：2024-11-24 14:11:24

MEMS流量传感器原理及应用

温度、压力、流量是工业中3大检测参数，其中，流量检测有很长的历史。

近年来，随着对微电子机械系统(MEMS)的深入研究和取得的进展，传统的工业和流体力学研究的流量传感器向高集成度、微型化、高精度、高可靠性方向发展，微型流量传感器已成为MEMS的重要研究方向。

MEMS流量传感器具有多种用途，例如感测环境流量、工业气体流量监控、生物医学应用中的流量感测和海洋流体动力感测。MEMS流量传感器的紧凑尺寸，高灵敏度，低价格和批量生产功能使其在商业和工业应用中具有很大的吸引力。

产品原理

MEMS热式流量传感器的流量芯片由两个热偶堆和一个加热电阻组成，热偶堆对称地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。

炜盛科技自主研发的微流量传感器于2012年即研发成功并取得相关专利，产品质量稳定可靠，符合我司参与起草的《JB/T 13111-2017 热式质量流量传感器》行业标准。

产品特点

新一代MEMS传感器芯片技术

精度高，响应速度快，重复性好

可精确测量极小流量

经过完全校准和温度补偿

产品应用领域

微流量传感器是利用热力学原理对流道中的气体介质进行流量检测，具有很好的精度与重复性。在工业生产、科学实验、产品质量把控、生产效率提高、能源节约等方面发挥着重要作用。

医疗领域

病床供氧

呼吸机

医院楼层管道供氧

麻醉机

制氧机

仪器仪表

其他领域

空气流量传感器工作原理是什么

空气流量传感器，也被称为空气流量计，是电子喷射发动机中不可或缺的传感器之一。其工作原理主要是将发动机吸入的空气流量转化为电信号，然后传输给电子控制单元（ECU），此信号是决定燃油喷射量的基础数据之一，用于精确测量进入发动机的空气量。具体来说，空气流量传感器的工作原理可以归纳为以下几点：

一、工作原理概述

转换信号：将吸入的空气流量转换成电信号。

传输信号：将转换后的电信号传输给ECU。

决定喷油量：ECU根据接收到的电信号计算并控制燃油喷射量，以确保发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气。

二、具体工作原理

根据不同类型的空气流量传感器，其工作原理可能有所不同，但基本思想相似。以下是一些常见类型的空气流量传感器的工作原理：

热线式空气流量传感器

工作原理：利用热线在空气中的散热量与流过的空气质量流量成比例的原理制成。当热线被通电时，其温度会高于周围的空气温度，从而产生热量。当空气流过热线时，会带走一部分热量，使得热线的温度下降。通过测量热线的温度变化，可以计算出流过的空气质量流量。

结构特点：通常由热线、温度补偿电阻、精密电阻和集成电路等组成。热线一般由铂丝制成，具有测量精度高、响应速度快等优点。

热膜式空气流量传感器

工作原理与热线式类似，但使用热膜代替热线作为敏感元件。热膜通常是一层镀在陶瓷基片上的铂膜，具有更好的耐热性和抗腐蚀性。

卡门涡旋式空气流量传感器

工作原理：基于卡门涡街原理，即“涡街旋涡分离频率与流速成正比”。当被测空气流过传感器内部的柱体时，会在柱体两侧交替产生旋涡，旋涡的分离频率与空气流速成正比。通过测量旋涡的分离频率，可以计算出空气流量。

结构特点：传感器内部包含一个近似为等腰三角形的柱体，柱体两侧设有检测探头，用于检测旋涡的分离频率。

叶片（翼板）式空气流量传感器

工作原理：通过测量叶片（翼板）的转动角度或转速来反映空气流量的大小。当空气流过叶片时，会带动叶片转动，叶片的转动角度或转速与空气流量成正比。

结构特点：传感器内部包含一个或多个叶片，叶片通过转轴与传感器壳体相连，并配有相应的角度传感器或转速传感器来测量叶片的转动情况。

三、总结

空气流量传感器通过不同的工作原理将吸入的空气流量转化为电信号，并传输给ECU以决定燃油喷射量。这种传感器在电子喷射发动机中起着至关重要的作用，能够确保发动机在各种工况下都能获得最佳浓度的混合气，从而提高发动机的性能和燃油经济性。