MEMS熱式質(zhì)量流量傳感器的應(yīng)用

熱式質(zhì)量流量傳感器是利用氣體流經(jīng)加熱元器件時(shí)，從加熱元器件表面帶走部分熱量，根據(jù)氣體流量與換熱量之間的關(guān)系進(jìn)行測量。利用此傳感器做成的流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、壓損小、量程范圍寬、過載無損害等優(yōu)點(diǎn)。

產(chǎn)品原理

基于熱交換原理的MEMS質(zhì)量流量傳感器：結(jié)構(gòu)由位于由位于敏感薄膜上的微熱源、與微熱源對稱的上游溫度傳感器和下游溫度傳感器以及位于硅基上的環(huán)境溫度傳感器組成。

1. 當(dāng)傳感器表面沒有氣流時(shí)，微熱源周圍的溫度場呈對稱分布，見上左圖；

2. 當(dāng)傳感器表面有氣體流動(dòng)時(shí)，氣體對微熱源有冷卻效應(yīng)，將從微熱源帶走一部分熱量，從而導(dǎo)致微熱源周圍的溫度場對稱性被破壞，如上右圖。且氣體的流速越大，氣體從微熱源帶走的熱量越多，微熱源周圍的溫度的不對稱性越大。氣體的流速通過上下游溫度傳感器的溫度差計(jì)算出來。

產(chǎn)品應(yīng)用

將 MFSH01/MFSL01 傳感器貼在預(yù)先定義好的 RF4 或陶瓷基板上，并將基板放置于在精心設(shè)計(jì)的氣體流道中可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量流量的雙向測量。它特別適合于具有高可靠性、高精度、寬量程要求的潔凈氣體的測量和監(jiān)控，包括汽車空氣流量檢測、醫(yī)療呼吸檢測及工業(yè)氣體測量等應(yīng)用。

傳感器可在恒定功率（CP）和恒定電壓（CV）模式下工作，但由于 CTD 模式可保證傳感器有寬的動(dòng)態(tài)測量范圍，因而更推薦工作在所述恒溫差（CTD） 模式。所謂的 CTD 測量，是微熱源的溫度高于環(huán)境氣體的溫度，氣體流過時(shí)帶走一部分熱量，保持加熱元件和被測氣體溫度差恒定在一定的溫差，控制和測量熱源提供的功率，功率消耗隨流速的增加而增加，由功率的消耗反映氣體流速。

在 CTD 模式工作時(shí)， 流量模組可非常快速地檢測熱平衡的任何變化，并通過加熱器調(diào)整電源功率的以此測出流速的大小。這種模式可提高質(zhì)量流量的測量精度以及獲得毫秒的響應(yīng)速度。

產(chǎn)品特征

審核編輯：劉清