高温型热式MEMS流量计的制作方法

高温型热式mems流量计
技术领域
1.本发明涉及流量计加工技术领域，具体为高温型热式mems流量计。


背景技术：

2.计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。
3.现有的mems流量计具有精度高、成本低的优点，但耐温较劣,自动化水平低，应用场景比较单一，为了解决上述问题，现推出高温型热式mems流量计。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供高温型热式mems流量计，具有自动化、适用范围广、精准计量、成本低的优点，解决了现有技术中的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：高温型热式mems流量计，包括本体，所述本体上方设有均匀排列的槽口，所述槽口内部固定有螺栓，所述本体上方中间设有显示屏，所述本体左方设有指向标，所述本体后方设有管道，所述管道前方表面固定有螺母，所述本体前方设有锚孔。
6.优选的，所述本体上方棱角处设有倒角，所述槽口与螺栓之间通过螺纹旋转连接。
7.优选的，所述锚孔内部设有螺纹，用以与其他设备连接，所述指向标为黑色标签，贴在本体表面。
8.优选的，所述本体内部设有流量传感器、信号处理模块、输出模块三个部分。优选的，所述流量传感器设有连接检测模块，所述由vcc连接电源，所述通过 vcc线束连接有ldo稳压器，所述ldo稳压器通过线束连接有热敏传感器，所述热敏传感器通过线束连接有gnd；所述热敏传感器通过内部电阻通过线束连接有连接r4，所述r4通过线束连接有u1，所述u1通过线束连接有r2,所述r2通过线束连接有r1，所述r1通过线束连接有vout输出端；所述u1通过线束线路连接有r3，所述r3并联u1；所述u1通过线束连接有r5，所述r5通过线束连接有u2,所述u2通过线束连接有热敏传感器；所述u2通过线束连接有r6，所述 r6通过并联u2；所述u2通过线束连接有r7，所述r7通过线束连接r8，所述 r8通过线束连接有gnd地线；所述r7通过线束连接u3,所述u3通过线束连接在r2和r3之间，所述u3通过线束连接有vout输出端。
9.优选的，所述信号处理模块设有a/d转换模块，所述信号处理模块通过a/d 转换模块进行信号处理，所述由输出端口连接a/d转换器，所述a/d转换器通过线束连接有d1,所述d1通过线束连接有gnd；所述d1通过线束连接有r1,所述r1通过线束连接有u1，所述u1通过线束连接有d2和d3，所述d2和d3通过元器件反接连接在一起，所述d3通过线束连接有u2,所述u2通过线束连接有 gnd；所述u2通过线束连接r2,所述r2通过线束连接有输出端。
10.优选的，所述流量传感器采用cmos半导体工艺制成的mems微机电传感器，流量测
量工作原理为热扩散原理。
11.优选的，所述信号处理模块采用性能优良、可靠的dsp设计制造，其系统集成了先进的自适应信号处理与控制算法，所述输出模块可以实时测量流量并输出流量相关信息，其输出方式包括就地显示、模拟量4～20ma和rs485数字通讯，所述就地显示内容包括气体的瞬时流量和累积流量、气体压力、气体温度，所述就地显示的内容也可以通过模拟量和数字通讯远传至上位机或控制系统。优选的，所述本体(1)内部流量计结构分为四个部分：主流道结构件，测量流道结构件，隔热密封结构件和主板舱；主流道结构用于气路连接，管路气体通流，主流设蜂窝式层流元件，形成适宜的测量流道气流；测量流道结构件构成测量气路以及容纳传感器的舱室，测量流道结构件设翅片散热结构，用于冷却进入传感器的气体，使测量气路的气体温度降低，提高传感器的寿命与测量精度；隔热密封结构件用于隔离主流道结构件与测量流道结构件之间的热传导；主板舱用于容纳信号处理，信号输出，流量显示等模块。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
13.1.本高温型热式mems流量计，通过流量传感器的设立，且利用其热扩散原理测量出来的气体的质量流量，与压力、温度无关，不需要进行压力和温度补偿，精度较高，且mems技术将热扩散原理应用至微米尺度，传感器灵敏度更高，因此，综合热扩散原理和mems技术制造的质量流量计具有精度高、量程宽、灵敏度高、讦量精准的特点，通过信号处理模块的设立，有利于抑制测量数据随机误差，这些技术的应用保证了流量计具有响应迅速、精度高、稳定性好的特点,通过增加完善的散热措施实现mems与高温流量计量，兼具了mems和耐高温的优点。
附图说明
14.图1为本发明高温型热式mems流量计的整体结构示意图；
15.图2为本发明高温型热式mems流量计的主视示意图；
16.图3为本发明高温型热式mems流量计的俯视示意图；
17.图4为本发明高温型热式mems流量计的侧视示意图；
18.图5为本发明高温型热式mems流量计的流量计电路图；
19.图6为本发明高温型热式mems流量计的a/d转换电路图。
20.图中标注说明：1、本体；2、槽口；3、螺栓；4、显示屏；5、指向标；6、管道；7、螺母；8、锚孔。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以
特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.实施例1：
24.请参阅图1、2、3、4，高温型热式mems流量计,包括本体1，本体1上方设有均匀排列的槽口2，槽口2内部固定有螺栓3，本体1上方中间设有显示屏 4，本体1左方设有指向标5，本体1后方设有管道6，管道6前方表面固定有螺母7，本体1前方设有锚孔8，本体1上方棱角处设有倒角，槽口2与螺栓3 之间通过螺纹旋转连接，锚孔8内部设有螺纹，用以与其他设备连接，指向标5 为黑色标签，贴在本体1表面，本体1内部设有流量传感器、信号处理模块、输出模块三个部分，流量传感器采用cmos半导体工艺制成的mems微机电传感器，流量测量工作原理为热扩散原理，信号处理模块采用性能优良、可靠的dsp 设计制造，其系统集成了先进的自适应信号处理与控制算法，输出模块可以实时测量流量并输出流量相关信息，其输出方式包括就地显示、模拟量4～20ma和rs485数字通讯，就地显示内容包括气体的瞬时流量和累积流量、气体压力、气体温度，就地显示的内容也可以通过模拟量和数字通讯远传至上位机或控制系统。
25.请参阅图5、6，高温型热式mems流量计，流量传感器设有连接检测模块，由vcc连接电源，通过vcc线束连接有ldo稳压器，ldo稳压器通过线束连接有热敏传感器，热敏传感器通过线束连接有gnd；热敏传感器通过内部电阻通过线束连接有连接r4，r4通过线束连接有u1，u1通过线束连接有r2,r2通过线束连接有r1，r1通过线束连接有vout输出端；u1通过线束线路连接有r3，r3并联u1；u1通过线束连接有r5，r5通过线束连接有u2,u2通过线束连接有热敏传感器；u2通过线束连接有r6，r6通过并联u2；u2通过线束连接有r7，r7通过线束连接r8，r8通过线束连接有gnd地线；r7通过线束连接u3,u3通过线束连接在r2和r3之间，u3通过线束连接有vout输出端；信号处理模块设有a/d 转换模块，信号处理模块通过a/d转换模块进行信号处理，由输出端口连接a/d 转换器，a/d转换器通过线束连接有d1,d1通过线束连接有gnd；d1通过线束连接有r1,r1通过线束连接有u1，u1通过线束连接有d2和d3，d2和d3通过元器件反接连接在一起，d3通过线束连接有u2,u2通过线束连接有gnd；u2通过线束连接r2,r2通过线束连接有输出端。
26.具体的，高温型热式mems流量计，通过流量传感器的设立，且利用其热扩散原理测量出来的气体的质量流量，与压力、温度无关，不需要进行压力和温度补偿，精度较高，且mems技术将热扩散原理应用至微米尺度，传感器灵敏度更高，因此，综合热扩散原理和mems技术制造的质量流量计具有精度高、量程宽、灵敏度高、讦量精准的特点，通过信号处理模块的设立，有利于抑制测量数据随机误差，这些技术的应用保证了流量计具有响应迅速、精度高、稳定性好的特点,通过增加完善的散热措施实现mems与高温流量计量，兼具了mems和耐高温的优点。
27.工作原理：本发明高温型热式mems流量计，先根据指向标5指示的方向，将管道6插入其位置，接着用螺母7和卡带将管道夹紧，再通过锚孔8将本体1和其他设备连接，电子元件导入电流后，其附近区域形成相应的温度场，气体介质流动时，温度场变化，气体质量流量(流速)与温度场的变化相关，因此精确测量温度场变化可反算出气体质量流量(流速)，由于利用热扩散原理测量的是气体的质量流量，与压力、温度无关，不需要进行压力和温度补偿，精度较高，且mems技术将热扩散原理应用至微米尺度，传感器灵敏度高，因此，综合热扩散原理和mems技术制造的质量流量计具有精度高、量程宽、灵敏度高、计量精准的特点。
28.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
29.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。