MEMS熱式氣體流量傳感器在智能燃氣表中的應用分析

chinaboy

隨著城市化進程的加快和技術的發展，智能燃氣表作為一種新型能源計量設備，逐漸成為燃氣行業的核心部分。其不僅提升了能源計量的準確性和便捷性，還顯著提高了燃氣企業的管理水平和運營效率。在這一背景下，MEMS熱式氣體流量傳感器因其獨特的優勢而被廣泛應用于智能燃氣表的設計與制造中。
熱式技術是一項測量氣體和液體流量的成熟技術。技術進步和設備微型化使得該技術能大批量應用于對成本敏感的領域，如天然氣計量。一些研究也證實了熱式技術在惡劣環境中的長期可靠性。另，2021年歐洲最新發布了專用標準（EN 17526），由此可看出熱式技術是一項經濟、成熟、可靠的燃氣計量解決方案，全球已有六百萬燃氣表受益于該技術。此外，該技術還具有強大的自診斷，自適應和泄漏檢測功能，可廣泛用于天然氣，氫氣混合氣體（23%）和純氫氣的檢測。
智能燃氣表市場應用領域居民家庭領域
居民家庭是智能燃氣表的主要應用領域之一。隨著居民生活水平的提高和環保意識的增強，智能燃氣表在家庭領域的應用越來越廣泛。智能燃氣表可以實現對家庭燃氣使用的實時監控和管理，提高能源利用效率，減少能源浪費。此外，智能燃氣表還方便了用戶的繳費和查詢操作，提高了用戶體驗。
商業樓宇領域
商業樓宇對智能燃氣表的需求也在不斷增加。智能燃氣表可以實現對商業樓宇燃氣使用的精細化管理，降低企業運營成本。此外，智能燃氣表還可以為商業樓宇提供安全、可靠的燃氣供應保障，提高樓宇的整體管理水平。
工業領域
在工業領域，智能燃氣表的應用也越來越廣泛。智能燃氣表可以實現對工業生產過程的實時監控和優化調度，提高生產效率和能源利用效率。此外，智能燃氣表還可以為工業企業提供安全、可靠的燃氣供應保障，確保生產的順利進行。
公共設施領域
智能燃氣表在公共設施領域的應用也在逐漸增加。例如，學校、醫院、圖書館等公共設施可以通過安裝智能燃氣表，實現對燃氣使用的精細化管理，降低運營成本。同時，智能燃氣表還可以為公共設施提供安全、可靠的燃氣供應保障，提高公共設施的整體服務水平。
MEMS熱式質量燃氣表及傳感器應用MEMS熱式質量燃氣表是基于微機電系統技術制造，采用具有熱式質量流量原理的流量傳感器芯片，研制出的新一代全電子智能式燃氣表，無需溫度、壓力補償即可實現燃氣流量的質量計量。 MEMS熱式質量燃氣表無可動部件、響應快、超寬量程、低壓損，易維護并具有IC卡預付費和物聯網遠程抄表功能。隨著天然氣的需求增加每家每戶已經慢慢的使用上了天然氣，使用天然氣需求燃氣表去計量，MEMS熱式質量燃氣表的需求越來越廣泛。
MEMS熱式質量燃氣表是需要熱式質量的流量芯片去設計的，必不可少的。推薦可以采用工采網的氣體流量傳感器AFE-01。AFE-01的流量芯片，是歐洲原始生產廠家代工的公司。開發了裝配有流速檢測元件的MEMS流量傳感器。擁有引以為傲的高級別靈敏度，可以精確檢測達到0.001m/s的氣體流速變化。生產出體積只有5 mm x 3.5 mm x 0.2 mm的芯片。

其測試原理：AFE-01流量傳感器由四個鉑薄膜電阻組成，基于流速的函數，利用傳熱原理來確定流速。在無流動的情況下，兩個電阻被同等加熱。如果出現流動，熱量從傳感器傳遞到介質，其中一個比另一個更冷，這取決于流動的方向。如果流量增加，傳遞的熱量也會增加。通過了解熱傳遞，可以從維持恒定溫度所需的電壓補償量來確定流速。同時AFE-01流量芯片因為體積小且耐高溫（-20°C~150°C的工作環境），很好的溫度補償電路，非常適合測試燃氣中的各種氣體。
AFE-01具有以下特點:
體積非常小，雙流向檢測、檢測小質量物體的流動、簡單的信號處理電路和標定、完全固定的機械元件、優異的重復性、優異的長期穩定性、適用于多種行業或安裝到不同外殼。如圖：

特性：測量原理：熱量原理
檢測量程：0 ... 50 m/s （以CTA模式的電路為例）
靈敏度：0.001 m/s
精 度：< 2%測量值（取決于電路和標定）
響應時間：T63% < 0.5 S
溫度范圍：-20…… +150 °C
電氣連接：絕緣漆包銅線 (一般長度25 mm)
加熱元件：RH (25°C) = 34Ω± 10%
檢測元件：Rs_i (25°C) = 425Ω±10%
參考元件：RR (25°C) = 710Ω± 10%
供電電壓：一般為 2~5 V（取決于氣體流速）

當分帶來了你

樓主對機械設備的結構/儀器原理的解讀太清晰了，學到了～

八月十九日

這么優質的分享必須支持，希望樓主以后常來論壇交流～