微量程段的热式气体质量流量传感器研制 被引量：1

1

作者 胡娜娜 刘莹 +2 位作者 徐露 钱江蓉 胡国俊 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第7期117-118,130,共3页

研制了一种微量程段的热式气体质量流量传感器。传感器芯片通过微机电系统(MEMS)工艺制备,芯片包括上下游测温电阻器和环境电阻器,其中测温电阻器有4只,对称分布在芯片中央位置,构成惠斯通电桥,芯片工作中采用恒压模式驱动。当气体流过... 研制了一种微量程段的热式气体质量流量传感器。传感器芯片通过微机电系统(MEMS)工艺制备,芯片包括上下游测温电阻器和环境电阻器,其中测温电阻器有4只,对称分布在芯片中央位置,构成惠斯通电桥,芯片工作中采用恒压模式驱动。当气体流过芯片表面时,会导致检测电桥不平衡,流量信号变化转换为相应的电压信号。通过实验标定了传感器的输出曲线并对传感器的精度进行了测试,测试结果表明:研制的传感器在流量0~5 m L/min的量程范围内,具有响应速度快、精度高的优点。 展开更多

关键词 微机电系统 微量程 气体质量流量传感器 高精度

在线阅读 下载PDF 职称材料

面向呼吸监测的热式气体流量传感器设计 被引量：1

2

作者 任帅 胡慧 +2 位作者 张昂 黄祎淼 王涛 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第6期621-628,共8页

为了优化呼吸监测气体流量传感器的体积与精度,基于国产化热式流量测量芯片,设计了一种融合热分布和恒温差模式的高精度、宽量程和快速响应气体流量传感器.首先设计了热式流量测量芯片的驱动放大电路,进行了PCB绘制及加工,使得传感器能... 为了优化呼吸监测气体流量传感器的体积与精度,基于国产化热式流量测量芯片,设计了一种融合热分布和恒温差模式的高精度、宽量程和快速响应气体流量传感器.首先设计了热式流量测量芯片的驱动放大电路,进行了PCB绘制及加工,使得传感器能够在呼吸流量监测范围-200~200 L/min的情况下实现模拟量0.5~4.5 V输出;其次设计了带有支路的气体流道结构及具有良好防水性的封装结构,使得传感器满足医用呼吸监测高湿环境需求;最后完成了整体传感器的装配测试,并对传感器进行了参数标定.实验结果表明,该传感器整机功率为20 mW,流量测量误差低于±1%F.S.,响应时间低于15 ms,线性度低于±3%. 展开更多

关键词 气体流量传感器 微机电系统 热式流量测量 呼吸监测

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于MEMS的量热式传感器气体流量测量的模型研究 被引量：3

3

作者 孙宏军 徐浩文 +1 位作者 丁红兵 刘雨航 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期111-119,共9页

气体流量测量广泛应用于呼吸监测、管道运输等领域。本研究细致分析了MEMS量热式传感器温度一维分布模型中的热边界层参数,进行了相应的经验修正。并且在温度一维分布模型的基础上,针对具有两对上下游测温电阻芯片结构的MEMS量热式传感... 气体流量测量广泛应用于呼吸监测、管道运输等领域。本研究细致分析了MEMS量热式传感器温度一维分布模型中的热边界层参数,进行了相应的经验修正。并且在温度一维分布模型的基础上,针对具有两对上下游测温电阻芯片结构的MEMS量热式传感器,提出了一种新的传感器输出电压关于气体流量的半修正理论模型。该理论模型能够适用于不同类型的单介质气体。同时,开展了N_(2)、CO_(2)流量测量实验,与理论模型进行对比,证明所提出的理论模型可以正确预测不同气体介质的流量,其中针对CO_(2)测量介质的均方根误差为0.15%。此外,结合理论分析,提出了一种高精度,拟合形式简单、针对确定气体适用性更好的测量模型,其中针对CO_(2)测量介质的均方根误差为0.05%。 展开更多

关键词 MEMS 量热式流量传感器 温度1D分布模型 热边界层 气体流量测量

在线阅读 下载PDF 职称材料

多探头热式气体流量传感器的设计与仿真 被引量：4

4

作者 沈平平 梁国伟 +1 位作者 赵伟国 冯洁 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第11期104-106,109,共4页

在组合铂膜探头的基础上,提出了一种多探头热式气体流量传感器的结构形式,运用FLUENT软件在不同直管段条件下对其所在的管道内的流场进行仿真研究。运用多传感器数据融合的方法对每个探头所在测量点的仿真流速值进行处理融合,并与单点... 在组合铂膜探头的基础上,提出了一种多探头热式气体流量传感器的结构形式,运用FLUENT软件在不同直管段条件下对其所在的管道内的流场进行仿真研究。运用多传感器数据融合的方法对每个探头所在测量点的仿真流速值进行处理融合,并与单点仿真结果进行比较。仿真结果表明:在直管段长度较短,流场分布不规则的情况下,多探头流量传感器的测量精度明显比单个探头要高。 展开更多

关键词 热式气体流量传感器 组合铂膜探头 数据融合 FLUENT软件

在线阅读 下载PDF 职称材料

高于室温环境的热式气体微流量传感器性能分析 被引量：4

5

作者 李伟 李杰超 闫卫平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期160-164,共5页

为了探索平板微热管的传热特性,了解微热管内不同温度区间的蒸汽传输特性,开展了热式气体微流量传感器及其检测系统的设计。设计了一种便于探索最佳温度测量点的热式微流量传感器结构,利用MEMS工艺进行加工制作,在不同环境温度下对其性... 为了探索平板微热管的传热特性,了解微热管内不同温度区间的蒸汽传输特性,开展了热式气体微流量传感器及其检测系统的设计。设计了一种便于探索最佳温度测量点的热式微流量传感器结构,利用MEMS工艺进行加工制作,在不同环境温度下对其性能进行了测试,得到了环境温度与热式微流量传感器性能的关系。基于MSP430单片机和C#语言自主开发了流量传感器检测系统,可对一定范围内的流量进行实时检测,并实时绘制流速随时间的变化曲线。研究表明,采用本文设计的热式微流量传感器结构,可以检测高于室温环境下的微流量气体,并可通过提高加热器温度或改变测温电阻对的测量位置来提高测量灵敏度。 展开更多

关键词 热式气体微流量传感器 Pt薄膜电阻 流量检测系统 高于室温环境

在线阅读 下载PDF 职称材料

多传感器热式气体流量计的研制 被引量：8

6

作者 沈平平 赵伟国 《计量学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期619-622,共4页

针对大中型管道以及不规则流场中气体流量测量存在的问题，研制了一种多传感器结构的气体流量计。在测量管道中按照对数线性法选取测量特征点，采用4个热式气体流量传感器获取特征点的流量信号，利用正交多项式拟合建立特性曲线的函数... 针对大中型管道以及不规则流场中气体流量测量存在的问题，研制了一种多传感器结构的气体流量计。在测量管道中按照对数线性法选取测量特征点，采用4个热式气体流量传感器获取特征点的流量信号，利用正交多项式拟合建立特性曲线的函数关系式。在不规则流场条件下对200mm口径样机进行实验。实验结果表明，多传感器测量方法能够明显改善单传感器的测量精度不高的问题。 展开更多

关键词 计量学 热式气体流量计 不规则流场 多传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料

热隔离式MEMS气体质量流量传感器设计 被引量：4

7

作者 谷永先 曾鸿江 +2 位作者 邬林 胡娜娜 钱江蓉 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第6期72-74,共3页

研制了一种热隔离式微机电系统（MEMS）气体质量流量传感器。加热电阻器和上下游测温电阻器采用热隔离悬梁式结构,间隔240μm。对恒温差电路的设计要点进行了分析并制作了系统电路。测试拟合了传感器输出电压随气体流量的关系曲线,并对... 研制了一种热隔离式微机电系统（MEMS）气体质量流量传感器。加热电阻器和上下游测温电阻器采用热隔离悬梁式结构,间隔240μm。对恒温差电路的设计要点进行了分析并制作了系统电路。测试拟合了传感器输出电压随气体流量的关系曲线,并对传感器进行了标定。测试结果表明：在0～20 L/min的流量范围内,传感器响应速度快,灵敏度高,输出信号平滑,适合于工业及医疗等领域。 展开更多

关键词 微机电系统 热隔离 气体质量流量传感器 恒温差

在线阅读 下载PDF 职称材料

热式质量流量传感器混合对流传热模型 被引量：2

8

作者 徐英 姚浩楠 +2 位作者 曹忠林 张涛 段春剑 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期406-412,共7页

考虑自然对流的影响,改进King定律,深入研究热式气体质量流量传感器的混合对流传热模型.针对恒流式热式气体质量流量传感器原理样机,分析不同流速下自然对流与强迫对流的关系.从自然对流的角度进行分析,指出King定律模型中指数n与对流... 考虑自然对流的影响,改进King定律,深入研究热式气体质量流量传感器的混合对流传热模型.针对恒流式热式气体质量流量传感器原理样机,分析不同流速下自然对流与强迫对流的关系.从自然对流的角度进行分析,指出King定律模型中指数n与对流强度比Gr/Re^2之间的变化规律.在天津大学常压气体流量标准实验装置上进行实验研究,实验管道管径为200,mm,流速范围为0.03~23.05,m/s.结合实验数据,建立指数n的数学模型,改进King定律模型,在低流速范围(0.03~1.00,m/s)内,与原King定律模型比较,质量流量测量精度有较大提高,平均误差从69.27%,减小到1.15%,. 展开更多

关键词 King定律 自然对流 混合对流 热式气体质量流量传感器 指数n 对流强度比

在线阅读 下载PDF 职称材料

新型空气质量流量传感器的建模与设计 被引量：16

9

作者 余柏林 甘志银 +2 位作者 刘胜 曹蕙 徐静平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1517-1521,共5页

热式质量流量传感器是在层流的条件下,通过加热电阻周围温度分布的变化来反映气体流量.本文通过在流道中设计内部小流道,把流速测试段的流态变为层流,并模拟了整个流场的的速度分布,在流速测试段得到比较理想的雷诺数Re≈12-110.在小流... 热式质量流量传感器是在层流的条件下,通过加热电阻周围温度分布的变化来反映气体流量.本文通过在流道中设计内部小流道,把流速测试段的流态变为层流,并模拟了整个流场的的速度分布,在流速测试段得到比较理想的雷诺数Re≈12-110.在小流道测试段的流速与内燃机进气管的平均流速成一固定比例系数,因此,通过测试小流道内的流速可以获得内燃机的进气量.通过模拟分析得到了在恒温加热的条件下,不同流速下的温度分布,从而获得不同流速下,测试点的距离与温度差的关系曲线,并找出了相应测试点的测试范围,最终获得了温差最大值对应的测试距离为140-210 m.通过在加热电阻两端设计了两对测温电阻,得到叠加信号对应最大流速精度为0.02 m/s. 展开更多

关键词 热式质量流量传感器 流场模拟 温度场模拟 双测试温敏电阻

在线阅读 下载PDF 职称材料

铂膜电阻型热式气体质量流量计的研制

10

作者 吴勤勤 秦愉 《华东化工学院学报》 CSCD 1991年第1期95-99,共5页

阐述了热式质量流量传感器的原理和结构。用铂膜电阻作为感温元件,研制了气体质量流量计,并给出试验结果。这种流量计具有性能稳定、响应速度快和制作方便等优点。

关键词 气体 质量流量计 传感器 铂膜电阻

在线阅读 下载PDF 职称材料

热式微小流量传感器温度场及信号提取分析 被引量：2

11

作者 陈光锋 胡向宇 +3 位作者 刘泽 李增科 王钦惠 王鷁 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1184-1190,共7页

热式流量传感器由于其结构简单、没有机械运动部件等固有的优点,在微小流量测量领域具有明显优势。针对微小气体流量测量领域毛细取样管路及其内部气体流体,进行热力学、流体力学理论分析,配合信号处理电路的分析,提出了消除环境温度影... 热式流量传感器由于其结构简单、没有机械运动部件等固有的优点,在微小流量测量领域具有明显优势。针对微小气体流量测量领域毛细取样管路及其内部气体流体,进行热力学、流体力学理论分析,配合信号处理电路的分析,提出了消除环境温度影响的电路方法,同时使用MATLAB语言,用数值计算方法,获得了气体流量与毛细取样管路温度场之间的关系,进一步获得了热式流量传感器动态特性的传递函数,并对不同组态模式下的热式传感器在微小流量下的测量性能进行了仿真分析和实验,获得了有益的结果。 展开更多

关键词 热式流量传感器 温度场 气体 微小流量 信号分析 环境温度

在线阅读 下载PDF 职称材料

气体组分变化对热式质量流量计测量精度的影响 被引量：12

12

作者 刘家旭 徐英 +1 位作者 张涛 王念榕 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期32-38,共7页

混合气体组分变化会造成其物性参数变化,进而对热式气体质量流量计测量精度产生影响。结合混合气体物性参数计算与误差传递理论对气体组分变化或组分设定不准确时流量测量精度的影响进行了研究与分析,给出了由物性参数变化引起质量流量... 混合气体组分变化会造成其物性参数变化,进而对热式气体质量流量计测量精度产生影响。结合混合气体物性参数计算与误差传递理论对气体组分变化或组分设定不准确时流量测量精度的影响进行了研究与分析,给出了由物性参数变化引起质量流量误差的定量计算公式。以最常见的混合气体——空气为例进行了实例计算,并采用热式气体质量流量计在气体流量标准装置上进行实流测试,在300~3 000 kg/h流量范围内,空气组分设定变化1%、5%、10%时对热式流量测量依次产生0.56%、3.19%、4.94%的误差,与定量计算公式得到的结果相比具有很好的一致性,且在组分变化较大时,由组分变化造成对质量流量的误差不可忽略,并找到了组分变化不可忽略的临界值约为3%~5%,为实际应用提供参考。 展开更多

关键词 热式气体质量流量计 物性参数 传热 混合气体 误差分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于陶瓷基体铂薄膜电阻热式气体质量流量计设计 被引量：3

13

作者 刘志亮 姜国光 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第2期71-73,77,共4页

提出了一种基于陶瓷基体铂薄膜电阻热式气体质量流量计的设计方法,分析了热式气体流量计的原理,制作了陶瓷铂电阻流量敏感元件,为降低加热功耗,提出了通孔方案。设计了恒温差控制电路和MSP430单片机处理电路,并制作出了实际样机。采用... 提出了一种基于陶瓷基体铂薄膜电阻热式气体质量流量计的设计方法,分析了热式气体流量计的原理,制作了陶瓷铂电阻流量敏感元件,为降低加热功耗,提出了通孔方案。设计了恒温差控制电路和MSP430单片机处理电路,并制作出了实际样机。采用音速喷嘴标定装置对样机进行了标定和测试,该流量计的测量范围500~1 500 kg/h,精度±0.5%,响应时间2 s,能够满足大工业气体管道流量的测量要求,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 热式 气体流量计 质量流量

在线阅读 下载PDF 职称材料

热式气体质量流量计动态响应的优化 被引量：3

14

作者 刘家旭 徐英 +1 位作者 张涛 王念榕 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期489-495,共7页

针对热式气体质量流量计测量过程中动态响应时间过长的问题,重点研究了在流量发生变化时探头及附近气体的传热机理,得出了响应过程中的时间常数随质量流量变化的规律,总结出了时间常数的数学模型。将时间常数随质量流量变化的规律与流... 针对热式气体质量流量计测量过程中动态响应时间过长的问题,重点研究了在流量发生变化时探头及附近气体的传热机理,得出了响应过程中的时间常数随质量流量变化的规律,总结出了时间常数的数学模型。将时间常数随质量流量变化的规律与流量计实时的测量值进行迭代,在热式测量流量值稳定之前,提前预测出稳态时的质量流量。通过实验证实了上述模型和方法,提前预测出稳态时的流量,在质量流量在55 kg/h~287 kg/h范围内,能够使响应时间缩短了80%~90%。 展开更多

关键词 热式气体质量流量计 测量 响应时间 预测 误差分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

不同热源分布对热式气体质量流量计毛细管温差分布的影响

15

作者 赵盛炜 郑纯 +2 位作者 张焕好 陈志华 李洪波 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第S01期11-17,共7页

该文根据热式气体质量流量计的工作原理,通过建立传热方程,对流量计毛细管不同热源模型条件下的流量与温度分布变化开展仿真研究。基于单热源、双热源与四热源加热方式,对热式气体质量流量计的传感器布置方式进行设计与仿真,得到了不同... 该文根据热式气体质量流量计的工作原理,通过建立传热方程,对流量计毛细管不同热源模型条件下的流量与温度分布变化开展仿真研究。基于单热源、双热源与四热源加热方式,对热式气体质量流量计的传感器布置方式进行设计与仿真,得到了不同布置方式带来的温差分布影响,分析了影响热式气体质量流量计的主要因素及变化规律。 展开更多

关键词 气体质量流量计 传热方程 传感器布置方式 灵敏度

在线阅读 下载PDF 职称材料

热式气体质量流量计在鼓风曝气系统中的应用

16

作者 季庆芬 陈宏燕 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2002年第6期53-54,共2页

关键词 热式气体质量流量计 鼓风曝气系统 工作原理 安装 污水处理

在线阅读 下载PDF 职称材料

汽车用热线式空气流量传感器 被引量：16

17

作者 李长武 梁国伟 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2004年第8期38-40,共3页

利用热式空气流量传感器直接测量空气质量流量的特点,设计了一种应用于测量内燃机进气系统进气量的热线式空气流量传感器。通过对传感器输出信号进行温度补偿、放大及线性化处理,其输出电压与质量流量近似呈线性关系。试验结果表明:热... 利用热式空气流量传感器直接测量空气质量流量的特点,设计了一种应用于测量内燃机进气系统进气量的热线式空气流量传感器。通过对传感器输出信号进行温度补偿、放大及线性化处理,其输出电压与质量流量近似呈线性关系。试验结果表明:热线式空气流量传感器应用于汽车电喷系统中,可以为发动机提供准确的进气质量流量。 展开更多

关键词 热式流量传感器 质量流量 热线 温度补偿 线性化

在线阅读 下载PDF 职称材料

热式质量流量计测量电路设计 被引量：19

18

作者 罗晶 陈平 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2004年第10期29-30,共2页

介绍了热式质量流量计的测量原理,根据热扩散原理,推导出铂电阻传感器测量参数与质量流量的关系表达式。提出了测量质量流量的两种方法:恒温差法(即加热电阻与被测流体温度差恒定)和恒流法(即加热电流恒定)。重点分析了恒温差法测量电... 介绍了热式质量流量计的测量原理,根据热扩散原理,推导出铂电阻传感器测量参数与质量流量的关系表达式。提出了测量质量流量的两种方法:恒温差法(即加热电阻与被测流体温度差恒定)和恒流法(即加热电流恒定)。重点分析了恒温差法测量电路的主电桥和副电桥的工作原理,主电桥实现温差与加热电阻比值恒定,副电桥将测温电阻等比例放大,给出了桥式电路参数的选择方法。最后指出了热式质量流量计的特点和存在的不足,测量电路已经过实验验证。 展开更多

关键词 热式质量流量计 测量电路 热扩散理论 出铂电阻传感器 恒温差法 恒流法

在线阅读 下载PDF 职称材料

热式MAF传感器动态实验和性能评定方法 被引量：1

19

作者 张媛媛 徐科军 滕勤 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1270-1274,1289,共6页

随着汽车数量的增多,汽车尾气所造成的污染不容忽视。国内、外均加强了对汽车尾气排放的管理,颁布并执行了相应的法规。欧洲已执行欧Ⅳ标准,我国也正在逐步执行相当于欧Ⅳ的国Ⅳ标准。该标准中增加了发动机的瞬态实验环节,因此检测发动... 随着汽车数量的增多,汽车尾气所造成的污染不容忽视。国内、外均加强了对汽车尾气排放的管理,颁布并执行了相应的法规。欧洲已执行欧Ⅳ标准,我国也正在逐步执行相当于欧Ⅳ的国Ⅳ标准。该标准中增加了发动机的瞬态实验环节,因此检测发动机进气流量的热式MAF传感器应具有较高的动态响应特性。国内、外厂家标注了MAF传感器的响应时间,但是并未给出相应的动态实验装置和测试方法。文章介绍了国内外热式MAF传感器的动态实验装置和工作原理,并讨论了性能指标的评定方法。 展开更多

关键词 热式空气质量流量传感器 动态实验 动态性能指标

在线阅读 下载PDF 职称材料

用于半导体气体传感器的程控标定系统 被引量：4

20

作者 任术波 唐祯安 +2 位作者 蒋国平 张洪泉 范茂军 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2002年第8期32-34,共3页

组建了一套用于半导体气体传感器的程控标定系统。该系统使用一台四路输出的程控直流电源对半导体气体传感器进行编程加热 ,计算机控制质量流量计实现低体积分数被测气体的精确配气并实时采集传感器的响应信号。该系统可对由四支气体传... 组建了一套用于半导体气体传感器的程控标定系统。该系统使用一台四路输出的程控直流电源对半导体气体传感器进行编程加热 ,计算机控制质量流量计实现低体积分数被测气体的精确配气并实时采集传感器的响应信号。该系统可对由四支气体传感器构成的阵列进行多种工作模式的标定。 展开更多

关键词 程控标定系统 半导体气体传感器 质量流量控制器 通用接口总线 编程加热 响应信号

在线阅读 下载PDF 职称材料