用于风扇冷却系统的空气流量传感器技术方案

本公开描述了用于使用流量传感器系统来实时监控冷却过程的技术，该流量传感器系统可以检测故障或功效下降，这可以促使采取纠正措施。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于风扇冷却系统的空气流量传感器要求优先权本申请要求授予WilliamA.Lane等人于2016年1月13日提交的标题为“AIRFOWSENSORFORFANCOOLEDINSTRUMENTS/SYSTEMS”的美国临时专利申请序列号62/278,107的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及用于测量气体或液体或其他流体流量的流量传感器。
技术介绍
为了提高或最大化处理能力，集成电路(IC)可以运行到或接近其最大安全芯片温度限制。通过引入诸如来自风扇和强制气流的外部冷却，可以降低管芯温度或增加处理产量，例如在仍将IC保持在最高温度限制以下的同时。可以从系统中提取的热量越多，可以实现的处理量越多。由于电子系统可以在接近其最高温度限制的条件下运行，因此冷却系统的可靠性和坚固性是有帮助的。产生强制气流的风扇是电子系统冷却的最常见形式。流路中的微粒/灰尘过滤器会随着时间的推移而堵塞，因此需要定期进行维护/更换。这是非常不可预测的，所以电子系统可以从监控冷却过程中受益。IC可以嵌入温度传感器，可以用来监控安全操作限制。但是这有局限性。例如，并非所有组件都具有嵌入式温度传感器。此外，某些部件的热响应时间比其他部件快，因此可能成为热管理角度的“薄弱环节”。此外，可能无法判断温度上升是由于功耗增加还是冷却下降造成的。
技术实现思路
本公开描述了使用本文所述的流量传感器系统来实时监测冷却过程的技术，其可以检测故障或功效的降低，这可以促使采取纠正措施。在某些系统中，“节流”或降低处理能力(降低功耗)往往更为可取，以保持系统功能的最低水平。在一些方面中，本公开涉及空气或其他气体或液体或其他流体流动或温度测量装置，所述装置包括：基板；组合的温度传感器/加热器第一节点，其至少一部分与所述基板的上表面成一体并突出于所述基板的上表面之上；和组合的温度传感器/加热器第二节点，其至少一部分形成并突出于同一基板的上表面的上方，并且其中所述第一和第二节点与所述基板布置并整合在一起，以允许流经所述第一节点的流体也流经所述第二节点。在一些方面中，本公开涉及一种测量空气或其他气体或液体或其他流体流动或温度的方法，该方法包括：提供基板；组合的温度传感器/加热器第一节点，其至少一部分与所述基板的上表面成一体并突出于所述基板的上表面之上；和组合的温度传感器/加热器第二节点，其至少一部分形成并突出于同一基板的上表面的上方，并且其中所述第一和第二节点与所述基板布置并整合在一起，以允许流经所述第一节点的流体也流经所述第二节点。该方法包括：加热所述第一节点，确定所述第二节点的第一触点和第二触点之间的电阻；和使用确定的电阻确定流量或温度。本概述旨在提供本专利申请的主题的概述。它并不打算提供对本专利技术的排他或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的进一步信息。附图说明图1A和1B描绘了可以实现本公开的各种技术的仪器气流冷却传感器的示例。图2是柔性电缆上的气流传感器的示例的透视图。图3是形成流管的柔性电缆上的气流传感器的示例的透视图。图4是引线封装中的气流传感器的示例的透视图。图5是引线封装中的气流传感器的另一示例的透视图。图6是描绘利用微热传递原理的气流传感器的示例的概念图。图7是详细描述图6的气流传感器的示例的概念图。图8是描绘气流传感器的示例的概念图。图9是描绘气流传感器的示例的概念图。图10是描绘气流传感器的示例的概念图。图11是包括具有横向热敏电阻的加热器的组合加热器/传感器节点的示例的横截面图。图12是图11所示的微型加热器电极的一个例子的平面图。图13是图11所示的微型加热器电极的另一例子的平面图。图14是包括具有垂直热敏电阻的加热器的组合加热器/传感器节点的示例的横截面图。图15是图14所示的带有垂直热敏电阻的加热器的一个例子的平面图。图16是形成在基板上以允许插入式边缘连接的一对传感器/加热器节点的示例的透视图。图17是使用本公开的组合的加热器/温度传感器技术实现的示例流量传感器桥的透视图。图18是使用流量传感器桥的电路的示例的示意图。图19是与湿度传感器组合的流量传感器的例子的平面图。图20是示出可以实现本公开的各种技术的方法的示例的流程图。在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。举例来说，附图通常以举例的方式而非限制性地说明本文件中所讨论的各种实施例。具体实施方式气流量是在给定时间内流经约束区域的空气量的量度，并且可以以升/秒(L/s)，立方米每秒(m3/s)或千克每秒(kg/s)测定。冷却风扇制造商通常会引用气流容量与流动阻力或系统外壳上的压降之间的关系。在一些系统中，可能更希望“节流”或降低处理能力，例如降低功耗，以保持系统功能的某个最低水平。本公开描述了用于使用气流冷却传感器系统实时监测冷却过程的技术，所述气流冷却传感器系统可以检测故障或功效降低，这可以促使采取纠正措施并且可以允许系统保持功能级别。图1A和1B描绘了可以实现本公开的各种技术的仪器气流冷却传感器的示例。图1A和1B的仪器气流冷却传感器100可以包括可形成在基板上的可编程气流传感器102和流动耦合器104。尽管在本公开内容中被称为集成电路(IC)基板，但基板可以包括，例如，印刷电路板(PCB)或塑料。图1A是传感器102和耦合器104的横截面图，图1B是传感器102和耦合器104的端视图。为了简明起见，将一起描述图1A和1B。可编程气流传感器IC102可以包括基于微热传递原理的开放式腔体气流传感器IC，并且可以是软件或其他可编程的，以便适应各种应用中的不同流动条件。传感器IC102可以与将气流106耦合到传感器104的管道、锥体、漏斗、耦合器或其他流动引导件一起操作。耦合器104的尺寸可以限定流量可以通过其校准的区域。耦合器104可以以各种形式实现。在一些示例性实施方式中，联接器104可以包括可附接和/或可拆卸的安装件，例如安装在传感器IC102上并将其连接到传感器IC102上。联接器可以通过卡扣配合机构、夹紧机构等。该联接器可以在制造时，由使用者或两者可连接和/或可拆卸。附加地或替代地，气流传感器可以被安装或附接到塑料或其它流动耦合器的内部，诸如用金属或其它导电迹线连接到位于第一位置内的气流传感器内的传感器/加热器节点的端子耦合器。可以提供不同形状和/或尺寸的耦合器(例如，在套件中或单独3D打印)，以便将给定系统的一个或多个流动特性“阻抗匹配”到传感器IC102。以这种方式，使用选择的不同联接器104中的一个的一个气流传感器平台能够满足多种不同应用的要求。匹配耦合器104的一个或多个特性以匹配传感器IC102可以允许准确的绝对气流量度，例如，升/秒。应该注意的是，虽然传感器被描述为“气流传感器”，但是本公开的传感器技术不限于气流。而是，传感器102可以用于空气或其他气体或液体或其他流体流动或作为温度测量装置。如下面详细描述的那样，传感器102可以包括两个类似或相同的组合温度传感器/加热器节点122、124，例如可以与气流106的轴线一致地定位。每个节点122、124可以作为加热器或温度传感器独立操作。图2是柔性电缆上的气流传感器的示例的透视图。如图2所示，气流传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.空气或其他气体或液体或其他流体流动或温度测量装置，该装置包括：基板；组合的温度传感器/加热器第一节点，其至少一部分与所述基板的上表面成一体并突出于所述基板的上表面之上；和组合的温度传感器/加热器第二节点，其至少一部分形成并突出于同一基板的上表面的上方，并且其中所述第一和第二节点与所述基板布置并整合在一起，以允许流经所述第一节点的流体也流经所述第二节点。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.13 US 62/278,1071.空气或其他气体或液体或其他流体流动或温度测量装置，该装置包括：基板；组合的温度传感器/加热器第一节点，其至少一部分与所述基板的上表面成一体并突出于所述基板的上表面之上；和组合的温度传感器/加热器第二节点，其至少一部分形成并突出于同一基板的上表面的上方，并且其中所述第一和第二节点与所述基板布置并整合在一起，以允许流经所述第一节点的流体也流经所述第二节点。2.权利要求1所述的装置，其中所述第一和第二节点中的至少一个包括：位于所述基板上的第一绝热屏障，所述第一绝热层具有比所述基板低的导热率；电阻加热元件，通过所述第一绝热屏障的至少一部分与所述基板分离，所述加热元件包括电连接到所述基板上或所述基板中的电路的第一端子和第二端子；热敏电阻材料，其至少一部分位于所述加热元件上方朝向流动区域，所述热敏电阻材料提供随温度变化的电阻；和至少一个热敏电阻连接器，包括接触所述热敏电阻材料的第一区域和电连接到所述基板上或电路中的电路的第二区域。3.权利要求2所述的装置，其中所述热敏电阻连接器通过导热系数低于所述基板的第二绝热屏障与所述加热元件分开。4.权利要求1-3中一项或多项所述的装置，其中所述加热元件的至少一部分与所述热敏电阻材料电接触，并且还包括：温度传感器电路，包括电耦合到所述至少一个热敏电阻连接器的第一输入，并且包括电耦合到所述加热元件的第一或第二端子中的至少一个的第二输入。5.权利要求4所述的装置，包括耦合到所述温度传感器电路的流量检测器电路，所述流量检测器电路包括使用来自所述第一节点和所述第二节点中的至少一个的感测的温度信息和提供给所述第一和第二节点中的至少一个的加热元件的功率的指示来检测流量指示的电路。6.权利要求2-5中一项或多项所述的装置，其中所述至少一个热敏电阻连接器包括至少两个热敏电阻连接器，包括：第一热敏电阻连接器，包括接触所述热敏电阻材料的第一区域和电连接到所述基板上或电路中的电路的第二区域；和与所述第一热敏电阻连接器分开的第二热敏电阻连接器，所述第二热敏电阻连接器包括接触所述热敏电阻材料的第一区域和电连接到所述基板上或电路中的电路的第二区域。7.权利要求1-6中一项或多项所述的装置，还包括耦合到所述基板的导管、锥体、漏斗、耦合器、集流器、分流器或其它流动引导件，以引导经过所述第一节点并经过所述第二节点的流体流动。8.权利要求1-7中一项或多项所述的装置，还包括耦合到所述基板的柔性电路或引线封装，以将所述基板相对于经过所述第一节点和所述第二节点的流体流动定位。9.权利要求1-8中一项或多项所述的装置，包括所述第一和第二节点中的至少一个的至少一个流量坡道、上游或下游，以提供所述基板的上表面与所述第一和第二节点中的至少一个之间的过渡。10.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·A·拉尼，D·麦考立夫，O·吉尔斯，P·M·拉姆伯金，R·J·施佩尔，P·M·迈克古尼斯，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：发明
国别省市：百慕大群岛,BM