【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及傳感器，具體涉及一種氣體質量流量傳感器。
技術介紹
1、基于熱溫差原理的mems傳感器利用氣體氣流流經加熱元件時會吸收熱量從而導致熱溫差的原理檢測氣流流量，由于氣體吸收的熱量大小是與其自身的比熱容(ch4含量高低)和質量成直接的因果關系的，它檢測的是甲烷氣體的質量流量，因而比傳統的體積流量檢測法更能準確地反映出被用戶實際消費的甲烷量，不會因受其體積膨脹、壓力變化、不同氣田的甲烷含量不同等因素的干擾而影響燃氣計量的準確度。而且基于這一原理的氣體質量流量傳感器可以使用mems工藝制造，兼具了mems傳感器具有的體積小、重量輕、功耗低、可兼容物聯網、易于集成等優點。因此，它一經提出就被燃氣工業界認為這是解決燃氣精確計量，避免計量糾紛的一個理想檢測方案。
2、然而，基于此原理的氣體質量流量傳感器，在氣體流量較小時，檢測靈敏度較高；但是，隨著氣體流量的增大，傳感器的檢測靈敏度會迅速下降，并趨于0，難以滿足氣體流量檢測的現實需求。
技術實現思路
1、基于此，本專利技術針對上述問題，提供一種氣體質量流量傳感器及檢測方法。
2、一種氣體質量流量傳感器，包括：
3、基層；
4、第一檢測單元，設于所述基層上，所述第一檢測單元包括第一氣流通道以及設于所述第一氣流通道內的第一加熱元件和第一測溫元件，且所述第一加熱元件的上游和下游均設有所述第一測溫元件；及
5、第二檢測單元，設于所述基層上，所述第二檢測單元包括第二氣流通道以及設于所述
6、進一步地，還包括容納所述第一檢測單元和所述第二檢測單元的殼體，所述殼體內設有隔絕第一檢測單元和第二檢測單元之間溫度場熱串擾的第一熱隔離結構。
7、進一步地，所述第一熱隔離結構包括第一隔熱空腔和封閉板，所述第一隔熱空腔在所述殼體的底面，并位于所述第一氣流通道與所述第二氣流通道之間，兩個所述封閉板設在所述第一隔熱空腔兩端與所述第一隔熱空腔的側壁和所述基層的頂面形成所述第一熱隔離結構。
8、進一步地，所述第一檢測單元和所述第二檢測單元并列設置在所述基層上。
9、進一步地，所述第一氣流通道的橫截面積小于所述第二氣流通道的橫截面積。
10、進一步地，所述基層內設有第二熱隔離結構，所述第二熱隔離結構用于隔絕所述第一檢測單元和所述第二檢測單元向基層下方的熱傳導。
11、進一步地，所述基層包括用作支撐的基板和設置在所述基板下方的底板，所述基板面向所述底板一側設置有第二隔熱空腔，所述底板設在所述基板的底面將所述第二隔熱空腔的開口端封閉形成所述第二熱隔離結構。
12、進一步地，還包括第三測溫元件和第四測溫元件，所述第三測溫元件和第四測溫元件分別位于所述第一氣流通道和所述第二氣流通道的進口端。
13、進一步地，所述第一加熱元件和所述第二加熱元件均為矩形片狀電阻膜；所述第一加熱元件和所述第二加熱元件均靠近所述第一氣流通道和第二氣流通道的中部設置。
14、一種利用如上述的氣體質量流量傳感器進行氣體流量檢測的方法，包括：
15、第一加熱元件和第二加熱元件通電產生熱量；
16、氣體進入到第一氣流通道和第二氣流通道；
17、第一檢測單元檢測第一氣流通道內的氣體流量；第二檢測單元檢測第二氣流通道內的氣體流量；
18、傳感器外部的接收端接收第一檢測單元和第二檢測單元的檢測結果；
19、以第一檢測單元的檢測結果作為小流量時的檢測值，以第二檢測單元的檢測結果作為大流量時的檢測值，合并得到完整的流量檢測數據。
20、本專利技術的有益效果：
21、本專利技術發現了熱溫差式氣體質量流量傳感器的靈敏度死區問題及其產生的原因，并針對這一問題設計了一種氣體質量流量傳感器及檢測方法，不僅解決了靈敏度死區問題，而且解決了傳感器因大流量檢測靈敏度受限難以滿足流量檢測的現實需求的問題。本專利技術公開的一種氣體質量流量傳感器，在使用時，將氣體質量流量傳感器接入到被測段的氣體管道中，打開氣閥將氣體通入到第一氣流通道和第二氣流通道內，并讓氣體在通道內正常流動一段時間，等待氣流穩定后再進行檢測，分別獲得第一檢測單元內和第二檢測單元內的檢測結果，以第一檢測單元內的檢測結果作為小流量時的檢測值，以第二檢測單元內的檢測結果作為大流量時的檢測值，合并得到完整的流量檢測數據。
22、采用上述氣體質量流量傳感器和檢測方法，由于設置了第一檢測單元用于檢測小流量；又設置了第二檢測單元用于檢測大流量之后，優化設計第一檢測單元的設計參數提升小流量檢測靈敏度時就不會影響第二檢測單元的靈敏度；優化設計第二檢測單元的設計參數提升大流量檢測靈敏度時也不會干擾第一檢測單元的靈敏度，因而可同時提高大流量檢測靈敏度和小流量檢測靈敏度，解決熱溫差式mems氣體質量流量傳感器檢測靈敏度會迅速下降，并趨于0，難以滿足氣體流量檢測的現實需求的問題，且能滿足大、小流量靈敏度同時兼顧，解決傳感器的靈敏度死區問題。
23、此外，由于本專利技術公開的第一檢測單元和第二檢測單元能設置在同一基層上的技術方案，使傳感器的整體結構能一體化，簡化了mems微型傳感器的結構，實現了芯片結構的簡單化，降低了加工難度，有利于傳感器走向商用時的批量化加工生產。
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1.一種氣體質量流量傳感器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，還包括覆蓋所述第一檢測單元和所述第二檢測單元的殼體，所述殼體內設有隔絕第一檢測單元和第二檢測單元之間溫度場熱串擾的第一熱隔離結構。
3.根據權利要求2所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，所述第一熱隔離結構包括第一隔熱空腔和封閉板，所述第一隔熱空腔在所述殼體的底面，并位于所述第一氣流通道與所述第二氣流通道之間，兩個所述封閉板設在所述第一隔熱空腔兩端與所述第一隔熱空腔的側壁和所述基層的頂面形成所述第一熱隔離結構。
4.根據權利要求1或3任意一項所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，所述第一檢測單元和所述第二檢測單元并列設置在所述基層上。
5.根據權利要求1或3所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，所述第一氣流通道的橫截面積小于所述第二氣流通道的橫截面積。
6.根據權利要求1所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，所述基層內設有第二熱隔離結構，所述第二熱隔離結構用于隔絕所述第一檢測單元和所述第二檢測單元向基層下方的熱傳導。<...
【技術特征摘要】
1.一種氣體質量流量傳感器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，還包括覆蓋所述第一檢測單元和所述第二檢測單元的殼體，所述殼體內設有隔絕第一檢測單元和第二檢測單元之間溫度場熱串擾的第一熱隔離結構。
3.根據權利要求2所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，所述第一熱隔離結構包括第一隔熱空腔和封閉板，所述第一隔熱空腔在所述殼體的底面，并位于所述第一氣流通道與所述第二氣流通道之間，兩個所述封閉板設在所述第一隔熱空腔兩端與所述第一隔熱空腔的側壁和所述基層的頂面形成所述第一熱隔離結構。
4.根據權利要求1或3任意一項所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，所述第一檢測單元和所述第二檢測單元并列設置在所述基層上。
5.根據權利要求1或3所述的氣體質量流量傳感器，其特征在于，所述第一氣流通道的橫截面積小于所述第二氣流通道的橫截面積。
6.根據權利要求1所述的氣體質量流量傳感器，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張杰，裴蕾，尹玲，曹強，韋博亞，林陽華，黃開春，周劍航，
申請(專利權)人：重慶電子科技職業大學，
類型：發明
國別省市：
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