流量计精度高、稳定性好、适应工作环境的能力大、智能化程度高、性价比高等性能指标对社会各行业的发展有着重要影响。有许多类型的传感器用于测量气体流量,如截流流量传感器、叶轮流量传感器等,它们大多是通过采集流体的温度、压力等信号,然后将其转换为流量。但是,气体流动状态的不稳定性,影响了流量测量的准确性。直至热式质量流量传感器的出现,才使流量传感器的数量发生了革命,实现了对流体质量流量的直接测量。并且测量值不会因温度或压力的波动而失真,不需要对温度和压力进行补偿。
热式气体流量传感器的发展与应用最早发明的一种热式
气体质量流量传感器是热线式气体流量传感器,它使用一根细小的带加热电流的线材,放置在流场中测量流体的速度、流量。数字化技术的发展,使得连续测量具有不可替代的优越性,但是由于热线式气体流量传感器受多种参数的影响,存在交叉灵敏度问题,因此影响其稳定性和灵敏度,需要对流量和电信号之间的非线性对应关系进行补偿。近几十年来,随着电子技术的迅速发展,各种补偿技术不断改进,热线式流量传感器的精度大大提高,测量范围也在扩大。
但是,热丝一致性差,不易批量生产;在测量低流速流体时,热失调现象严重;热丝耐污染能力差,价格高,容易损坏;测量中存在电子噪声,使其响应速度降低,限制了其进一步发展。随着微电子加工技术的发展和MEMS技术的兴起,热膜式气体质量流量传感器成为当前研究的热点。作为热线式气体流量传感器的改进产品,热膜式气体流量传感器由硅微加工技术制成,具有体积小、成本低、稳定性好、兼容性强、精度高、功耗低、响应时间短等优点。
热式气质流量传感器的应用范围很广:
一是锅炉裂解炉燃烧器质量流量的测量控制;
石油化工,石油开采,火炬气质量流量的测量;
燃烧炉的空气质量流量测量控制;燃机氢气质量流量及其控制;
四、食品加工和饮料的气体质量流动与控制;
六、水厂氯的质量流量控制;
半导体生产中高纯气体质量流量的测量;
催化剂和化学添加剂的质量流量测量;
泵的保护控制,泵的密封,润滑油池的检漏;
9.控制空调系统;
仪表的质量流量测量,如空气,过程空气,氮等。
热膜式气体质量流量传感器的原理及结构。
根据传热和热耗散原理,研制了一种热膜式气体质量流量传感器。在热敏电阻表面上有气体流动时,会带走一部分热量,从而导致电阻值的变化,这个变化的数量与气体的速度和温度有关。