MEMS质量流量传感器制造技术

本实用新型专利技术为一种MEMS质量流量传感器，其特征在于：所述传感器为MEMS流量传感器芯片，所述MEMS流量传感器芯片的组成包括一对压焊块、一对感温元件和一对加热电阻器，所述的压焊块、感温元件和加热电阻器从外向内对称布置在芯片平面内，它们的顶端都连有热电堆，各热电堆之间相互连接，芯片的空余处都覆有不粘纳米涂层。本实用新型专利技术量程范围宽、响应速度快、灵敏度高、功耗低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种质量流量传感器，特别是公开一种MEMS质量流量传感器，包含MEMS流量传感器芯片，应用于气体质量流量的测量。技术背景 微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Systems)英文缩写为MEMS,是微电子技术的拓宽和延伸，它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合，实现了微电子与机械融为一体的目标。在流量计量的领域中，针对气体测量使用的热式质量流量计，由于其较高的精度，直接质量流量测量以及合理的价格而得到广泛的应用。但是在一些特定的气体计量场合中，对于流量传感器有较高的要求，需要有宽的量程比，出色的低流量灵敏性等等。针对这一系列的条件，传统热式质量流量计相比其他类型流量计有着较为突出的表现。但是就其自身而言，传感器的技术研发上还需要进一步的提高，以满足各种苛刻条件下也能进行稳定精确的测量。
技术实现思路
本技术的目的在于彻底解决传统工艺流量传感器的小流量死区和量程窄的问题，公开一种MEMS质量流量传感器，提高流量计的测量的精度、灵敏性和可靠性，而且随着产业化的推进，能够大幅度降低传感器的制造成本。本技术是这样实现的一种MEMS质量流量传感器，其特征在于所述传感器为MEMS流量传感器芯片，所述MEMS流量传感器芯片的组成包括一对压焊块、一对感温元件和一对加热电阻器，所述的压焊块、感温元件和加热电阻器从外向内对称布置在芯片平面内，它们的顶端都连有热电堆，各热电堆之间相互连接，芯片的空余处都覆有不粘纳米涂层。所述MEMS流量传感器的芯片材料采用表面平整且纯净无杂质的thin-film薄膜材料，芯片的大小为7mmX2. 4mm,厚度为O. 15mm。所述的一对感温兀件分别置于一对加热电阻器的两边；所述的一对感温元件中一个感温元件设于被测流量的上游，另一个感温元件设于被测流量的下游。MEMS质量流量传感器通过对上下游温度差进行二次差分运算，从而在保证对低速段线性度影响较小的情况下，将流速和输出电压的关系的饱和点往后推，以致量程比扩大10倍以上。本技术的有益效果是:MEMS流量传感器芯片封装好后，能够一体化完成流量测量和电信号输出，具有量程范围宽、响应速度快、灵敏度高、功耗低、接近零始动等优异性倉泛。MEMS质量流量传感器具备以下特点体积微小，对流场的压力分布无影响，没有压力损耗，无需温度补偿，传感器直接输出电信号。热源微小，无气体流动时，不会造成气体的对流，具有优良的零点稳定性。采用大规模集成电路的生产方式制造，具有高度的一致性和可靠性，便于校准和维护。附图说明图I是本技术MEMS质量流量传感器工作原理图。图2是本技术MEMS流量传感器的芯片结构图。图3是本技术MEMS流量传感器的芯片电路图。图中1、压焊块；2、感温元件；3、加热电阻器；4、热电堆；5、不粘纳米涂层；6、传感器基片；7、管道。具体实施方式根据附图I和2，本技术一种MEMS质量流量传感器，包括MEMS流量传感器芯片。MEMS流量传感器芯片的组成包括一对压焊块I、一对感温兀件2和一对加热电阻器·3。压焊块I、感温元件2和加热电阻器3从外向内对称布置在芯片平面内，它们的顶端都连有热电堆4，各热电堆之间相互连接，芯片的空余部分都覆有不粘纳米涂层5。MEMS流量传感器的芯片材料采用表面平整且纯净无杂质的thin-film薄膜材料，芯片的大小为7mmX 2. 4mm,厚度为O. 15mm。一对感温兀件2分别置于一对加热电阻器3的两边。测量时，一对感温元件中一个感温元件设于管道7中被测气体流量的上游，另一个感温元件设于管道7中被测气体流量的下游。根据附图3，测温电阻财6!^、加热电阻冊与其他电阻1 3、1 4、1 6和1 7组成一个电阻电桥电路，当两个钼热电阻的阻值发生变化时，电桥两端输出不同的电压信号，通过放大滤波电路UlA和U_Bs将微弱的电压信号进行放大和滤波，最终输出一个与传感器温度变化相一致的电信号。电路中同样加入了温度补偿电路，当需要温度补偿时，U_Br控制电路进行相应的温度补偿。权利要求1.一种MEMS质量流量传感器，其特征在于所述传感器为MEMS流量传感器芯片，所述MEMS流量传感器芯片的组成包括一对压焊块、一对感温元件和一对加热电阻器，所述的压焊块、感温元件和加热电阻器从外向内对称布置在芯片平面内，它们的顶端都连有热电堆，各热电堆之间相互连接，芯片的空余处都覆有不粘纳米涂层。2.根据权利要求I所述的MEMS质量流量传感器，其特征在于所述MEMS流量传感器的芯片材料采用表面平整且纯净的材料，芯片的大小为7_X2. 4_，厚度为O. 15_。3.根据权利要求I所述的MEMS质量流量传感器，其特征在于所述的一对感温元件分别置于一对加热电阻器的两边；所述的一对感温元件中一个感温元件设于被测流量的上游，另一个感温元件设于被测流量的下游。专利摘要本技术为一种MEMS质量流量传感器，其特征在于所述传感器为MEMS流量传感器芯片，所述MEMS流量传感器芯片的组成包括一对压焊块、一对感温元件和一对加热电阻器，所述的压焊块、感温元件和加热电阻器从外向内对称布置在芯片平面内，它们的顶端都连有热电堆，各热电堆之间相互连接，芯片的空余处都覆有不粘纳米涂层。本技术量程范围宽、响应速度快、灵敏度高、功耗低。文档编号G01F1/684GK202494482SQ201220023950公开日2012年10月17日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日专利技术者邵思 申请人:上海华强浮罗仪表有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS质量流量传感器，其特征在于：所述传感器为MEMS流量传感器芯片，所述MEMS流量传感器芯片的组成包括一对压焊块、一对感温元件和一对加热电阻器，所述的压焊块、感温元件和加热电阻器从外向内对称布置在芯片平面内，它们的顶端都连有热电堆，各热电堆之间相互连接，芯片的空余处都覆有不粘纳米涂层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵思，
申请(专利权)人：上海华强浮罗仪表有限公司，
类型：实用新型
国别省市：