MEMS气体流量检测芯片以及智能气体流量仪表制造技术

本发明专利技术实施例公开了一种MEMS气体流量检测芯片以及智能气体流量仪表，该MEMS气体流量检测芯片包括：基底；流量传感器以及至少一个环境参数传感器集成在所述基底的正面。本发明专利技术实施例提供的技术方案，实现了通过单颗芯片完成流量以及多种环境参数的测量。

MEMS gas flow detection chip and intelligent gas flow meter

【技术实现步骤摘要】
MEMS气体流量检测芯片以及智能气体流量仪表
本专利技术实施例涉及气体检测
，尤其涉及一种MEMS气体流量检测芯片以及智能气体流量仪表。
技术介绍
随着物联网通讯技术的飞速发展，气体的测量和监控进入一个新的发展阶段。流量仪表正趋向于自动化、智能化、远程化和集成化。流量检测芯片是实现智能燃气流量仪表的核心部件。目前市面上的气体流量仪表的功能过于单一，大部分仪表只有气体流量测量功能，而且一般都采用机械式流量测量组件，因而很难实现多功能、高附加值的智能化流量测量和监控。近年来可燃性气体以及有毒气体爆燃事故频发，用户对安全方面的要求越来越高，安监部门对可燃气体以及有毒气体的安全使用和管理也愈加重视。但如果用户需要实现气体环境参数比如：管道气压、气体温度、气体湿度等实时监控，需要在流量仪表上加装各种探测仪表或将多种分离的传感器贴在同一或不同基板上。这种方式不仅成本高、体积大、功耗高，而且多种器件之间的干扰会影响仪表的测量精度和可靠性。因此，亟需一种实现气体环境参数实时监控的MEMS气体流量检测芯片。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了MEMS气体流量检测芯片以及智能气体流量仪表以解决现有技术中MEMS气体流量检测芯片不能实现气体环境参数实时监控的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种MEMS气体流量检测芯片，包括：基底；流量传感器以及至少一个环境参数传感器集成在所述基底的正面。可选地，所述基底包括硅基材料或者玻璃基材料。可选地，至少一个所述环境参数传感器包括第一温度传感器、压力传感器、湿度传感器、气体浓度传感器以及加速度传感器中的一个或多个。可选地，所述基底的正面设置有至少一个第一凹槽；悬空结构，设置在所述第一凹槽之上。可选地，所述悬空结构覆盖至少部分所述基底除去所述第一凹槽的部分。可选地，所述悬空结构包括悬臂结构或者桥式结构，在气体流向的方向上，气体通过所述第一凹槽未被所述悬空结构覆盖的第一部分，进入所述第一凹槽，从所述第一凹槽未被所述悬空结构覆盖的第二部分穿出。可选地，所述流量传感器、湿度传感器、气体浓度传感器以及加速度传感器中的一个或多个，设置在所述悬空结构之上。可选地，所述基底的背面设置有至少一个第二凹槽，所述流量传感器、所述压力传感器、所述湿度传感器、以及所述气体浓度传感器中的一个或多个，分别位于所述第二凹槽之上。可选地，所述流量检测单元包括至少一个加热单元以及至少一对第二温度传感器和第三温度传感器，每对所述第二温度传感器和所述第三温度传感器关于一所述加热单元对称设置。可选地，所述加热单元与加热装置电连接。可选地，还包括信号处理单元，分别与所述第二温度传感器以及所述第三温度传感器电连接，计算出气体流量。可选地，所述信号处理单元与至少一个所述环境参数传感器电连接，用于确定所述环境参数。可选地，所述信号处理单元集成在所述基底上，或者单独形成在所述基底外部。第二方面，本专利技术实施例提供了一种智能气体流量仪表，包括第一方面任意所述MEMS气体流量检测芯片。本实施例的技术方案，将流量传感器以及至少一个环境参数传感器集成在基底的正面，形成一个MEMS气体流量检测芯片，无需在燃气或者有毒气体流量仪表上加装各种探测仪表或将多种分离的传感器贴在同一或不同基板上，仅仅通过单颗芯片完成流量以及多种环境参数的测量，降低了燃气或者有毒气体流量仪表的生产成本、体积以及功耗，避免了多种器件之间的干扰会影响仪表的测量精度和可靠性的问题，以解决现有技术中MEMS气体流量检测芯片不能实现气体环境参数实时监控的技术问题。附图说明图1为本专利技术实施例示出的一种MEMS气体流量检测芯片的结构示意图；图2为本专利技术实施例示出的另一种MEMS气体流量检测芯片的结构示意图；图3为本专利技术实施例示出的又一种MEMS气体流量检测芯片的结构示意图；图4为本专利技术实施例示出的又一种MEMS气体流量检测芯片的结构示意图；图5为本专利技术实施例示出的又一种MEMS气体流量检测芯片的结构示意图；图6为本专利技术实施例示出的又一种MEMS气体流量检测芯片的结构示意图；图7为本专利技术实施例示出的又一种MEMS气体流量检测芯片的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。目前市面上的气体流量仪表的功能过于单一，大部分仪表只有气体流量测量功能，而且一般都采用机械式流量测量组件，因而很难实现多功能、高附加值的智能化流量测量和监控。近年来可燃性气体以及有毒气体爆燃事故频发，用户对安全方面的要求越来越高，安监部门对可燃气体以及有毒气体的安全使用和管理也愈加重视。但如果用户需要实现气体环境参数比如：管道气压、气体温度、气体湿度等实时监控，需要在流量仪表上加装各种探测仪表或将多种分离的传感器贴在同一或不同基板上。这种方式不仅成本高、体积大、功耗高，而且多种器件之间的干扰会影响仪表的测量精度和可靠性。针对现有技术中MEMS气体流量检测芯片不能实现气体环境参数实时监控的技术问题，本专利技术实施例提供了一种MEMS气体流量检测芯片，参见图1，该MEMS气体流量检测芯片包括：基底10；流量传感器20以及至少一个环境参数传感器30集成在基底10的正面。在本实施例中，基底10示例性的，可以是硅基底。其中，微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技芯片。MEMS是一个独立的智能系统，可大批量生产，其系统尺寸在几毫米乃至更小，其内部结构一般在微米甚至纳米量级。具体的，环境参数可以包括：温度、压力、湿度、气体浓度以及环境振动中的一种或多种，通过对于气体流量、温度、压力、湿度、气体浓度及环境振动多种参数的实时测量和监控，对于气体压力异常、气体泄漏和地震危险状况起到预警作用。图1中示例性的，示出了两个环境参数传感器30，本实施例中不限定环境参数传感器30的个数。本实施例的技术方案，将流量传感器20以及至少一个环境参数传感器30集成在基底10的正面，形成一个MEMS气体流量检测芯片，无需在气体流量仪表上加装各种探测仪表或将多种分离的传感器贴在同一或不同基板上，仅仅通过单颗芯片完成流量以及多种环境参数的测量，降低了气体流量仪表的生产成本、体积以及功耗，避免了多种器件之间的干扰会影响仪表的测量精度和可靠性的问题，以解决现有技术中气体流量仪表不能实现对于气体，尤其是可燃性气体以及有毒气体的气体环境参数实时监控的技术问题。可选地，在上述技术方案的基础上，基底10包括硅基材料或者玻璃基材料。需要说明的是，本实施例中对于基底10材料的选择并不限定于硅基材料或者玻璃基材料。可选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MEMS气体流量检测芯片，其特征在于，包括：/n基底；/n流量传感器以及至少一个环境参数传感器集成在所述基底的正面。/n

【技术特征摘要】
1.一种MEMS气体流量检测芯片，其特征在于，包括：
基底；
流量传感器以及至少一个环境参数传感器集成在所述基底的正面。


2.根据权利要求1所述的MEMS气体流量检测芯片，其特征在于，所述基底包括硅基材料或者玻璃基材料。


3.根据权利要求1所述的MEMS气体流量检测芯片，其特征在于，至少一个所述环境参数传感器包括第一温度传感器、压力传感器、湿度传感器、气体浓度传感器以及加速度传感器中的一个或多个。


4.根据权利要求3所述的MEMS气体流量检测芯片，其特征在于，所述基底的正面设置有至少一个第一凹槽；悬空结构，设置在所述第一凹槽之上。


5.根据权利要求4所述的MEMS气体流量检测芯片，其特征在于，所述悬空结构覆盖至少部分所述基底除去所述第一凹槽的部分。


6.根据权利要求4所述的MEMS气体流量检测芯片，其特征在于，所述悬空结构包括悬臂结构或者桥式结构，在气体流向的方向上，气体通过所述第一凹槽未被所述悬空结构覆盖的第一部分，进入所述第一凹槽，从所述第一凹槽未被所述悬空结构覆盖的第二部分穿出。


7.根据权利要求4所述的MEMS气体流量检测芯片，其特征在于，所述流量传感器、湿度传感器、气体浓度传感器以及加速度传感器中的一个或多个，设置在所述悬空结构之上。...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖素艳，
申请(专利权)人：苏州敏芯微电子技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32