热膜式气体流量传感器异物污染流场仿真分析

为研究MEMS热膜式流量传感器异物污染后的测量精度变化与污染程度的关系,通过试验分析了芯片表面污染物分布情况,建立了异物堆积模拟示意图。采用fluent流体分析软件,研究了异物堆积后MEMS芯片表面流速的变化。通过分析可知,当有异物堆积时,芯片表面附近区域流速会发生变化,比无异物堆积时变小,且速度差随入口速度的增加而增加。     

基于 MEMS 的量热式传感器气体流量测量的模型研究

气体流量测量广泛应用于呼吸监测、管道运输等领域。本研究细致分析了MEMS量热式传感器温度一维分布模型中的热边界层参数,进行了相应的经验修正。并且在温度一维分布模型的基础上,针对具有两对上下游测温电阻芯片结构的MEMS量热式传感器,提出了一种新的传感器输出电压关于气体流量的半修正理论模型。该理论模型能够适用于不同类型的单介质气体。同时,开展了N₂、CO₂流量测量实验,与理论模型进行对比,证明所提出的理论模型可以正确预测不同气体介质的流量,其中针对CO₂测量介质的均方根误差为0.15%。此外,结合理论分析,提出了一种高精度,拟合形式简单、针对确定气体适用性更好的测量模型,其中针对CO₂测量介质的均方根误差为0.05%。     

基于热膜探头的新型气体流量传感器研究

基于热膜探头的热传递原理,设计了一种新型的气体流量传感器.首先研究了在不同环境温度和电流下热膜探头的温度特性,确定其工作电流.然后分析热膜探头中测量电阻和补偿电阻之间的关系,设计了具有温度补偿功能的气体流量传感器电路,减小了环境温度对气体流量测量的影响.最后根据气体流量标定实验数据,建立了流量传感器的数学模型.实验结果表明,该气体流量传感器具有较好的一致性,测量精度优于0.8%,流量量程比达100∶1.     

热膜式空气质量流量传感器块联模型结构辨识

同时利用稳态和动态校准数据,辨识了基于Hammerstein模型的热膜式空气质量流量(MAF)传感器的模型结构.在用多项式逼近静态非线性特性的基础上,动态线性环节分别选取带外生输入的自回归(ARX)模型、输出误差(OE)模型和Box-Jenkins(BJ)模型结构,采用交叉准则法进行参数估计和阶次选择,通过残差分析和仿真比较对模型进行检验.结果表明,用估计数据选择阶次时,最终预报误差(FPE)准则与最终输出误差(FOE)准则具有良好的一致性,基于预测误差法的2阶OE模型和BJ模型均可用于热膜式空气质量流量传感器Hammerstein模型动态线性环节的建模.     

(111)硅片的高性能热堆式气体流量传感器及其封装技术研究

流量测控在生物医疗、农业监测、汽车电子等方面具有举足轻重的作用。针对现有热堆式气体流量传感器普遍存在着器件尺寸大、灵敏度低、成本高等不足,基于(111)硅片的单面微机械加工工艺设计了一款p⁺ Si/Au热电堆式气体流量传感器。采用高塞贝克系数的p⁺ Si/Au材料制作热电偶,结合“鱼骨状”隔热薄膜和嵌入式隔热腔体结构,最大程度增大了器件的热阻,降低了热损耗,提升了器件的灵敏度。同时,热电偶冷端与单晶硅衬底之间采用高导热的复合金属相连,不仅增大了热电偶冷热端之间的温度差,而且简化了工艺的复杂度。得益于单面微机械加工工艺,传感器尺寸仅有0.65 mm×0.65 mm。在此基础上,基于气体流道封装以及信号处理电路,设计了集传感器芯片,气流流道以及处理电路于一体的气体流量检测模块。测试结果表明,在320倍电压放大及1.0 V的电压偏置下,该器件的归一化灵敏度约为5.4 mV/sccm/mW,响应时间为1.44 ms。     

混合气体检测中纳米多孔膜晶振传感器的应用

就混合气体中某些成份含量的定性与定量检测问题,设计了纳米多孔膜晶振传感器与神经网络相结合的智能气体检测分析系统。该系统以纳米材料多孔膜附于石英晶振之上作为感应元件,传感器对不同气体产生不同的振荡频率,表现出较好的选择性,同时亦存在交叉敏感性问题。为此采用了具有GA—BP处理算法的神经网络,通过训练建立起最佳结构,解决混合气体检测中的交叉敏感难题,进而获得比较精确的辨识输出结果。实验结果表明,这是一种可行的混合气体测试分析方法。     

基于基准流量的气体泄漏测量方法

该文阐述了一种基于基准流量的并联接入式离线气体泄漏测量方法.与传统的测量方法相比,该方法使用简单,只需将测量装置并联接入到被测管路.为消除无法测量的设备气动回路容积的影响,设计了多段基准流量跟泄漏流量匹配,基准流量发生时,管路中气体压力发生变化,根据这种变化,可以得到管路的泄漏量.试验结果表明,这种方法响应快,测量精度达到士5%F.S..     

一种新型的电容式油气两相流相份额传感器

本文介绍了一个高精度的电容式两相流相份额传感器。该传感器是非插入式,传感部件与测量电路集成一体,排除了寄生电容和杂散电容的影响,使测量精度和稳定性大大提高;输出是直流电压信号,便于计算机自动采集数据;动态反应快,适于实时在线测量。可用于管内油气两相流相份额测量、流型识别、两相流量测量和流动状态监测     

天然气流量计量中的参数补偿

天然气标准体积流量和质量流量与测量工况有关,必须根据测量条件下的温度,压力进行补偿,介绍了天然气流量测量修正系数三维数据表的建立、数据插入方法和查表程序的软件设计,并在天然气流量积算仪中得到有效的应用.     

流速对半导体气体传感器响应的影响分析

半导体气体传感器被广泛应用在电子鼻系统中用于检测可燃性气体。然而,半导体气体传感器对环境变化非常敏感,从而影响电子鼻识别目标气体浓度的精度。文章通过实验研究了气体流速对传感器响应曲线及特征参数的影响,研究结果表明,流过传感器的流速对传感器的动态响应和稳态响应都有影响。流速越大,传感器的响应时间和恢复时间越短,灵敏度越高,基线电压越小,不同传感器的稳态响应电压受流速的影响趋势不同。流量小于200 sccm时,传感器受流速变化的影响较大,当流量大于500 sccm以后,传感器受流速变化的影响已越来越小。     

超声波气体流量计中传感器参数选择

超声波流量计设计关键内容之一就是处理每一路超声信号,确定信号质量对于精确测量传播时间是否接受,并从中提取流动信息.如果超声信号本身就存在问题,则传播时间测量和流量测量都不会正确,文中就产生超声信号的超声波传感器主要参数的选择列举了选择条件.     

用红外热象仪测试气流稳态温度场

本文介绍了一种用红外热象仪测试气流稳态温度场的新方法。作为实例，借助于储热板对空—空冷却的叉流板翅式换热器内的温度场进行了测试。取得了既直观又可靠的结果，并分析了这种测试方法的测量误差     

湿度传感器复阻抗测量方法的研究

高分子电阻型湿度传感器是一种有着广泛应用前景的新型湿度传感器,在研究过程中,对于其关键特性－复阻抗的测量一直缺乏一直行之有效的方法,提出了一套有效的阻抗测量方法,并在实际使用过程中收到了很好的效果,特别是对于传感器低湿情况下高阻抗的测量,效果尤为明显。     

端面气膜密封的泄漏流特性

对面气膜密封的密封坝不带自由流的优越结构,其径向泄漏所流行应用的经典理论计算,结果偏高,误差较大。本文将采用修正准一维可压流分析方法,考察有关压差,坝宽,膜厚及旋转效应对径向泄漏流大小及其出现阻塞流的影响。     

用于测量石油天然气管道流量的复合式传感器

基于流体力学皮托管测量流体流速的原理,提出了一种用于测量流体流速的复合式传感器,由一个静压和一个差压传 感器构成。介绍了这种新型传感器的测量原理、结构设计和芯片制作,并列举了实验数据。此传感器能同时显示流体的静压和 差压,并且实现了智能化,能被用于无人流体观测站。