[发明专利]上下游温度分布二次差动流量测量方法、传感器、及应用

权利要求书

1.一种基于上下游温度分布二次差动气体质量流量测量方法，其特征在于：

a.在传感器的加温元件上施加恒功率源激励，通过对称设置在加温元件两侧的温度检测元件分别测量无气流状态下加温元件上下游的温度分布；

b.当气体流过传感器时，上游温度检测元件测定所在区域温度分布变化并且输出产生上游温度差值信号，下游温度检测元件测定所在区域温度分布变化并且输出产生下游温度差值信号；

c.用上游温度差值信号减去下游温度差值信号，从而得出上下游温度分布二次差动信号，通过二次差动信号和流动气流质量流量的对应关系测量出流经传感器的气流质量流量。

2.根据权利要求1所述的基于上下游温度分布二次差动气体质量流量测量方法，其特征在于上述的二次差动信号经过信号放大，并由模拟信号转换为数字信号，将该数字信号在中央处理单元中根据二次差动信号和流动气流质量流量的对应关系进行运算处理，得出流经传感器的流动气流质量流量。

3.根据权利要求1或2所述的基于上下游温度分布二次差动气体质量流量测量方法，其特征在于所述的整个传感器采用MEMS方式加工制作。

4.一种基于上下游温度分布二次差动气体质量流量传感器，包括加温元件(1)，对称设置在加温元件(1)两侧的温度检测元件，即上游温度检测元件(2u)和下游温度检测元件(2d)，其特征在于所述的加温元件(1)与恒功率源激励(3)相连，上游温度检测元件(2u)和下游温度检测元件(2d)分别与差动运算电路(4)的两个信号输入端相连，所述的差动运算电路(4)的输出端连接有中央处理单元(5)。

5.根据权利要求4所述的基于上下游温度分布二次差动气体质量流量传感器，其特征在于所述的加热元件(1)采用多晶硅材料的半导体电极；所述的上游温度检测元件(2u)和下游温度检测元件(2d)采用集成化电热堆器件；并且整个传感器采用MEMS结构。

6.根据权利要求5所述的基于上下游温度分布二次差动气体质量流量传感器，其特征在于所述的加热元件(1)和位于其两侧的上游温度检测元件(2u)和下游温度检测元件(2d)相互平行地布置在单晶硅膜(11)上，所述的单晶硅膜(11)固定在玻璃基片(12)上。

7.一种基于上下游温度分布二次差动气体质量流量计，包括固定于其上的基于上下游温度分布二次差动技术的传感器(10)，与传感器(10)相连的恒功率源激励(3)，其特征在于所述的传感器(10)的输出端与差动运算电路(4)相连，所述的差动运算电路(4)通过A/D转换电路(6)与中央处理单元(5)相连。

8.根据权利要求7所述的基于上下游温度分布二次差动气体质量流量计，其特征在于所述的中央处理单元(5)通过显示驱动单元(71)连接有显示单元(72)，并且中央处理单元(5)还通过输出模块(81)连接有输出接口(82)。

9.根据权利要求8所述的基于上下游温度分布二次差动气体质量流量计，其特征在于所述的中央处理单元(5)还连接有输入模块(91)，所述的输入模块(91)与输入终端(92)相连。

10.根据权利要求7或8或9所述的基于上下游温度分布二次差动气体质量流量计，其特征在于所述的传感器的玻璃基片(12)设置在固定座(13)上，所述的固定座(13)插在流量计的管道壁上，在固定座(13)和管道(14)孔之间设有密封圈(15)，在管道孔上通过固定体(16)固连有盖板(17)。