热式气体质量流量传感器研究与发展

  是工业生产过程，科学实验计量的重要参数，是能源计量的重要组成部分。它对于保证产品质量，提高生产效率，节约能源，促进科技的发展都有很重要的作用

  流量传感器的精度高低、稳定性好坏及适应工作环境的能力大小，智能化水平和性价比的高低等性能指标极大地影响着社会各行业的发展。

  等，多数是采集流体的温度、压力等信号，再换算成流量。但由于气体流动状态不稳定，使其流量测量准确性受一定的影响。直到热式质量流量传感器的出现为流量传感器量带来了一场革命，实现了直接测量流体质量流量的目的。且

  受多个参量的影响，存在交叉灵敏度，从而，影响它的稳定性以及灵敏度，流量与电信号的对应关系是非线性的，要进行补偿。

  到了近几十年，由于电子技术的快速的提升，各种补偿技术逐步的提升，使热线式流量传感器的精度大幅度的提升，测量范围扩大。但热线一致性很差，

  低流速流体时，热紊乱很大；热线抗污染侵蚀的能力差，价格高，易损坏；测量中有电子噪声，导致它的响应速度下降等因素限制了它的进一步发展。

  积小、成本低、稳定性高、兼容性强、精确度高、功耗低、响应时间短等特点。

  。当有气体流过热敏电阻表面时，会带走一部分热量，引起电阻阻值的变化，这个变化量与气体的流速和温度有关。

  ）只有加热电阻，类似于热线式气体质量流量传感器，主要计算热耗散与流速的关系。它的气体流向是双向的。）中有一个加热电阻和一个测温电阻（测温电阻有时也用由热电偶串联而组成的热电堆来代替），主要用测温电阻来反映流速。它的气体流向是单向的。）中加热电阻两侧放置了阻值相等，且与加热电阻等距离的测温电阻，是一个对称结构，主要用测温电阻来反映流速。它的气体流向是双向的。）的基础上，在气体流入方向上放置了一个环境测温电阻，它与加热电阻和外电路的两个固定电阻构成测量电桥，通过一个）的改进结构，只将电阻的四个角与底面接触，形成梁式结构，最好能够降低热纵向传导。由于采用膜工艺，这类结构工艺实现很难，将会在高度精密测量方面发挥很大的作用。这种结构的产品尚在积极的研制过程中。测温电阻与外电路的固定阻值的电阻形成惠斯登测量电桥。当流体流动时，电桥失衡。当被测介质的比热恒定时，其输出的直流电压信号就与被测介质的质量流量成比例关系。

  与其表面气体流速的关系。对流放热系数：是影响薄膜热电阻表面温度的重要的因素。根据对流放热理论，引入的存在，

  目前，国内市场上大部分的热膜式气体质量流量传感器都是进口的，价钱昂贵。由于此类产品性能好价格低、市场广，国内一些高校和公司也致力于这方面的研究，并已取得了一定的成果。但欧美和日本技术发达国家，凭借他们的先进的半导体技术全力发展热式流量传感器，技术的发展，一方面由于硅集成技术的应用，使其实现大批量的生产，保证其稳定性很高，价格低，体积微型化。另一方，可以将许多信号处理电路集成在同一芯片上，采用数字通信与微机相连，实现流体的智能测试。、传感器输出信号的数字化和网络化：由于传感器网络化发展正在兴起，生产的全部过程中的控制、管理和维护的计算机集成系统CMMS(Control,Management,and Maintenance System)对传感器网络的信号做处理时，要求传感器的输出信号必须是数字信号，能够最终靠现场总线进行传输，目前国外许多行业都在大力推行传感器数字化和网络化，制定传感器输出信号标准。所以国内在研究开发流量传感器时应该有意识的设计符合这一要求的流量传感器。、多功能化：将流量测量与温度测量、压力测量等功能中的一种或多种结合到一起。采用新技术、新材料，研制新的传感器。、其它发展趋势：要求量程比宽，应用场景范围广，可靠性高，性能好价格低，安装维修方便，寿命长。流量传感器的研究应与经济性紧密相连。总的来说，目前市场上这类产品各类间不兼容，产品还没有实现商品化，应用也没有普遍化，高精度符合客户真正的需求的热式气体质量流量传感器尚在进一步的研制中。因此，我国现行研制和生产的传感器在性价比方面和国外的产品存在着很大的差距，因此，研制和批量生产新型、多功能、可靠性高、性能质量好的新一代传感器，满足市场的需求应是传感器研制和生产单位迫在眉睫的任务。

  [2]南海,魏华胜,修吉平等.热式和多项流式等多种流量传感器的研究和发展[J].传感器世界,1998, 6:19-23.

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