流量计量传感器制造技术

一种用来测量流量的设备和方法。一种流量传感器，包括传感管道和至少含有一个毛细管的旁边通道。传感管道与毛细管至少在长度，内径和截面形状参数中有一个是本质上相同的。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的
被专利技术涉及到的领域是毛细管流量计量传感器和，尤其是，带有毛细管旁边通道的毛细管流量计量传感器。本专利技术的技术背景在许多工业中对流体流量的控制是很重要的，例如，制造半导体的许多步骤中，需要在可控状态下对两种和两种以上的气体间的精确反应。质量流量计被用来控制分子级的化学反应。典型的，质量流量计通过将流体通过两个平行的通道或分支的方式工作。一个通道用来测量流体的物质流量。同时另一个通道作为主通道来聚集流体。一般情况下两通道在他们的两端相联接，这样流体的总量就等于测量通道与主通道流体流量之和。为了测量到精确的流体量，在流速压力温度等参数在一定范围内时，通过测量通道的液体流量和通过主通道液体流量之间的比率在理想状态下应该是一个常数。流量计也是根据这些工作的。实际上测量通道与旁边通道之间的比例是由与测量通道与旁边通道间匹配的“压力流”特征确定的。通常，测量通过通道流体质量流量速度的方法是已知的。我们所熟知的热物流传感器包括一个或更多的温度传感原件，用来与一个传感管道相连，并且能够输出电信号。这些传感装置基于以下规则工作，该规则为，从传感管道壁，传感管道为层流管，向流过传感管道的流体的导热速度，对管壁到流体间温度梯度和流体的特殊热量以及在管内流体的流动速率都有一定的作用。因为流体的特殊热量不会因为压力和温度有很大变动，热物流传感器对于某种特定的流体在校准后，会在一个较宽的工作情况下测量出精确的物流速度。典型的热物流传感器包括一个和多个加热原件，用于为在传感管道中的流体传送能量，通常具有毛细管大小的截面，一般情况下传感管道一般有一个入口和一个出口，都与物质流量测量仪的主流体管相连，典型的传感管道入口位于主流体管入口的下游，传感管道的出口位于主流体管出口的上游。当流体通过传感管道时，热量由上游的加热元件或电阻传向下游的加热原件和电阻，温度差与传感管道中的流体与主流管中的流体物质流量比例之间有一定的比例关系。典型的，在主流管道中传感管道入口和出口之间都装有旁边通道和层流原件，来保证通过主流体通道的旁边通道的层流达到最大设计流速。超过这个最大流速就会形成紊流。附图说明图1描述的是传统的流量计100，而且包括物流传感器102。该传感器带有多个平行的毛细管106组成的通道104，用来提供在旁边通道中的层流。通常，当流体通过层流元件时，比如毛细管束106。如果流体为层流，那么物流传感器两端的压力差与流体的体积成比例关系。典型的，传感管道的入口在毛细管旁边通道入口的上游，而传感管道的出口在毛细管旁边通道通道入口的下游。众所周知，在Reynold(雷诺数)参数不大于2000时流体的流动为层流。通过传感管道与通过主通道入口之间的物质的量之间的比率叫作“分离率”，这个分离率由传感管道以及主流体通道和旁边通道的几何形状来确定，理想状态下分离率是在流量计设计范围内是一个常数。当分离率为不变时旁边通道就是“层状的”。不过在实践中，分离率是变化的，在测量范围内，与流体的质量流量比，以及在相同流速情况下，与所使用的流体的粘度相关(例如分离率会因为液体的不同而不同(例如一种比另一种粘度大或粘度小)。在某些情况下，某个特定的流量计的分离率可以在传统的物质流量计中选择一个合适的旁边通道的方法，在一定范围内被优化。可以是在一定的物质流量比的范围内有条件的恒定。但是传统的测量低流速的流量计不能用于高流速的测量，反之亦然。一方面，只有在流体流动为层流的时候对于低流速速度测量才是准确的，并且典型的流速在设计的流经范围内的低流速区域比高流速区域更具层流性。另一方面，测量低于设计范围的过多的流速会导致通过传感管道的流体不足，这样就会导致量加热元件之间差异测量的不准确。相反测量一个超过旁边通道设计流量范围的数据可以补偿分离率，使其明显的不是线性，并且会对传感器的准确率有不良影响。不准确的测量也会发生在专用于测量一种流体的传感器被用来测量非设计使用流体的情况中，因为不同的流体具有不同的粘度，这样会影响到管中流体的Reynold常数(参照下面的描述)。因为Reynold常数控制着“压力-流动”特性。不同的流体在传感管道和旁边通道中会产生不同的“压力-流动”特性。同样的，因为传感管道是被加热的，传感器的一个特征就是传感管道里面的流体温度是不同于主通道和旁边通道内流体温度的。因为流体的粘度是随温度变化的，压力下降是与粘度成比例的，不同的流体粘度随着温度变化程度不同，不同的流体在相同的传感器中也会有不同的分离率。本专利技术的概述在本专利技术的一个实施例中提供了一个流体传感器，包括带有入口和出口的壳体，包括至少一个毛细管，在出入口之间可变的连接的旁边通道，和通过传感管道可变的连接在出入口之间的传感器，至少有一个毛细管与传感管道的长度本质上相同。毛细管也可以具有与传感管道本质上相同的内径和/或截面结构。本专利技术的另一个实施例，一个流体传感器包括壳体，旁边通道和传感单元。壳体包括一个入口和一个出口，放置在出入口之间德旁边通道包括至少一个毛细管，将出入口可变的连接。传感单元通过一个传感管道可变的连接入口和出口。至少有一个毛细管具有与传感管道本质上相同的入口功能。本专利技术的另一个实施例，直接具有测量流体流动的功能，包裹通过一部分穿过至少一个具有入口效应的旁边管道的流体。通过另外一部分流体，流体通过具有至少与一个旁边通道管道的入口效应本质上相同的传感管道的传感元件，并测量在传感管道中的流体特征。其他优点，新功能和新专利技术所能实现的目标。将在接下来对本专利技术没有限制的实施例，并结合其视图来进行详细描述；但示图就是概要的图解，并不是按照实际比例绘制的，相同或本质上相同的部分用相同的数字表示。为了使图示更加清晰，并没有将示图中的每个部分都用数字标注，也不是每个实施例中的各部分都在示图中表示，其中的示图并非必须使每个普通技术人员都可以通过示图而理解本专利技术，在本申请说明书中和提及的被合并的文件所揭示的内容相互之间有矛盾的情况下，以本申请的说明书为准。本专利技术示图的简单描述下面结合附图对本专利技术做进一步的说明图1是传统的物质流量控制器。图2是本专利技术的一个物质流量控制器的实施例，包括流量传感器和旁边通道。图3A是本专利技术流体旁边通道壳体中的旁边通道的一个实施例。图3B是本专利技术流体旁边通道壳体中的旁边通道的另一个实施例。图3C是本专利技术流体旁边通道壳体中的旁边通道的另一个实施例。图4A是图3A和3B中的旁边通道的剖面图。图4B是图3C中的旁边通道的剖面图。图5A和5B是图3A中旁边通道的另一个视6是图5沿着线C-C的横截面图。图7A是图3A中旁边通道的一个实施例。图7B是图7A沿线E-E的横截面图。图8是图7A中旁边通道的侧面图。图9是将毛细管安装在图7A所示的旁边通道中。图10是本专利技术旁边通道的另一个实施例。图11是图10的横截面12是图10中旁边通道的端视图。图13是图10中旁边通道的端视图。图14A和14B是本专利技术旁边通道另一个实施例的端视图。图15是本专利技术旁边通道另一个实施例的端视图。图16是本专利技术旁边通道中的孔与毛细管和流量阻碍装置的端视图。图17A是旁边通道壳体一个实施例的端视图。图17B是旁边通道壳体另一个实施例的端视图。图17C是旁边通道壳体另一个实施例的端视图。图18A是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流量计量传感器，包括：带有流体入口和流体出口的壳体；旁边通道，所述旁边通道置于所述壳体的入口与出口之间并与所述壳体的入口和出口流体连通，所述旁边通道至少由一个毛细管组成；和传感器单元，通过传感管道流体连接所述壳体 的入口和出口，其中至少有一个毛细管的长度与传感管道长度本质上相等。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王均，
申请(专利权)人：迅捷公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]