The invention discloses a high sensitivity gas flow measurement device and method of giant piezoresistive sensor based device comprises a plurality of around the outer wall of the pipe on the giant piezoresistive sensor, giant piezoresistive sensors including bottom-up stacked glass substrate layer, the bottom layer and the two insulating silicon oxide layer of silicon, silicon dioxide insulation around set of aluminum silicon heterojunction, aluminum silicon heterojunction including silicon, in turn from the inside out inner nested middle layer and outer layer of aluminum silicon, aluminum silicon heterojunction at both ends is provided with a metal edge of the metal side by wire connected with the metal sheet and metal sheet through the electrode connected with aluminum terminal; the invention adopts silicon aluminum heterojunction under the same stress resistance produced bigger change, increase the piezoresistive coefficient and strain coefficient exponentially, enhance the sensitivity of the measurement data is more accurate; giant piezoresistive sensor The data in different positions of the pipeline can be measured by installing 120 degrees around the pipeline to be measured, and the actual gas flow value can be obtained.
【技术实现步骤摘要】
基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置及方法
本专利技术属于微纳机电系统传感器
,特别涉及一种基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置及方法。
技术介绍
随着社会的不断发展,气体流量的测量在工业生产源头以及过程控制中占有越来越重要的地位,气体的流量参数逐渐成为各种科学实验、工业生产和进行经济核算所必需的重要参数。在工业生产自动化程度越来越高的当今时代,气体流量传感器在国民经济中的作用日益重要,高灵敏度和高精度的气体流量测量,有助于人们更好的掌握气体的流动过程,从而优化生产工艺,更好的提高生产质量与效率。一般而言,在涉及到气体流量传感器使用的社会各行业中,气体流量传感器的测量灵敏度、测量精度、工作稳定性、环境适应能力、智能化水平以及性价比等各指标都会极大地影响着该种类行业的发展,例如,气体能源等领域使用的传统气体流量测量仪器存在稳定性差、容易受到温度影响、灵敏度和精度较低的问题,无法满足越发提高的现实要求,因而迫切需要灵敏度和精度更高的气体流量传感器。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题,本专利技术提供一种基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置及方法,利用硅铝异质结巨压阻传感器极大地提升了测量装置的灵敏度和准确性。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,包括若干个均匀环绕安装在被测气体的管道外壁上的巨压阻传感器,每个巨压阻传感器包括自下至上依次叠放的玻璃基底层、硅底层和绝缘二氧化硅层,所述绝缘二氧化硅层上表面的四周分别设置有一组硅铝异质结,每组硅铝异质结包括自内而外依次嵌套的内层硅、中间层铝 ...
【技术保护点】
一种基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,其特征在于:包括若干个环绕安装在被测气体的管道外壁上的巨压阻传感器,每个巨压阻传感器包括自下至上依次叠放的玻璃基底层、硅底层和绝缘二氧化硅层,所述绝缘二氧化硅层上表面的四周分别设置有一组硅铝异质结,每组硅铝异质结包括自内而外依次嵌套的内层硅、中间层铝和外层硅,硅铝异质结的两端均设置有金属边,每个金属边各自通过引线连接金属片,金属片通过其上引出的电极连接有铝端子。
【技术特征摘要】
1.一种基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,其特征在于:包括若干个环绕安装在被测气体的管道外壁上的巨压阻传感器,每个巨压阻传感器包括自下至上依次叠放的玻璃基底层、硅底层和绝缘二氧化硅层,所述绝缘二氧化硅层上表面的四周分别设置有一组硅铝异质结,每组硅铝异质结包括自内而外依次嵌套的内层硅、中间层铝和外层硅,硅铝异质结的两端均设置有金属边,每个金属边各自通过引线连接金属片,金属片通过其上引出的电极连接有铝端子。2.根据权利要求1所述的基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,其特征在于:所述硅底层底部向上设置有凹槽,位于凹槽上方的硅底层为巨压阻传感器的受力应变薄膜。3.根据权利要求1所述的基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,其特征在于:所述硅铝异质结为圆柱状结构,其中内层硅和中间层铝之间的硅铝接触区域形成第一接触势垒,中间层铝和外层硅之间的硅铝接触区域形成第二接触势垒。4.根据权利要求1所述的基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,其特征在于:所述四组硅铝异质结分别设置于绝缘二氧化硅层上表面的四周,其中两组面对面设置硅铝异质结位于受力应变薄膜相对应的范围内,另外两组面对面设置的硅铝异质结位于受力应变薄膜相对应的范围外,位于受力应变薄膜相对应的范围内两组硅铝异质结的连线与位于受力应变薄膜相对应的范围外两组硅铝异质结的连线互相垂直;位于受力应变薄膜相对应的范围内两组硅铝异质结是被测端;位于受力应变薄膜相对应的范围外两组硅铝异质结是参考端。5.根据权利要求1所述的基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,其特征在于:相邻的巨压阻传感器相对于被测气体的管道轴向的旋转角度为120°。6.根据权利要求1所述的基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,其特征在于:所述被测气体的管道内壁上设置有若干个温度传感器。7.根据权利要求1所述的基于巨压阻传感器的高灵敏度气体流量测量装置,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:张加宏,王银,曹鸿霞,单鹏,
申请(专利权)人:南京信息工程大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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