流量傳感器的應用領域——圖爾克

方向和流體流速傳感器關于不同的工業，醫療和環境運用至關重要。流量傳感器可在比如密度丈量，粘度丈量，流型確認和壁切應力確認等運用中量化氣體和液體活動的方向和速率。除了流量參數對方向，溫度，速度和速率等感應范圍的重要要求外，要檢測的各種目標液體或氣體的特性也構成了規劃準確，低功耗和廉價傳感器的障礙。

流量傳感器的應用領域——圖爾克

　　MEMS流量傳感器

　　近年來，微機電體系（MEMS）技能為出產不同用處的流量傳感器提供了寬廣的機會。MEMS是在對硅和鍺壓阻才能進行研究之后于1960時代初次提出的。早些年，MEMS流量傳感器是運用聚合物和硅組件以及不同的傳感器組件和結構辦法制作的。熱，基于阻力和基于扭矩的流量傳感或許是最盛行的傳感技能。

　　在本文中，將對迄今為止已建成的各種納米/微米級MEMS流量傳感器進行全面概述。依據其傳感理論，這三大類是MEMS壓阻，熱和壓電流量傳感器。

　　壓阻流量傳感器

　　當受到外部應變或應力影響時，顯示出電阻率改變的元素被稱為壓阻資料。因為施加的應變，資料的內部晶格和原子位置發生了改變，因而其電阻率也發生了改變。制作商廣泛運用壓阻資料來開發MEMS流量傳感器。因為它們在施加應力時可以改變阻力，因而它們在流量感測中取得了關注。當用于MEMS流量傳感器時，電阻改變會映射到電壓信號，該電壓信號會跟著流速的改變而動搖。

　　MEMS暖流傳感器

　　運用熱傳遞強度來丈量流速的流量傳感器被稱為暖流量傳感器。這種現象可確保在輸出信號漂移較小的狀況下取得更高的精度和靈敏度。此外，這種傳感器的優點在于，它們無需物理移動任何微型零件即可作業。MEMS暖流傳感器通常由兩個首要組件組成：傳感和加熱元件。作業流與加熱器之間的傳熱差由感應元件感應，因而，體系的靈敏度會跟著多余的熱能傳遞到作業流體而增加。

　　影響標準基于溫度的流量傳感器精度的首要約束因素之一往往是正確保留傳感組件的溫度。無法核算低流速是與MEMS暖流傳感器有關的另一個問題。慣例熱膜傳感器和熱線傳感器中的傳感組件具有較大的比熱容，這使得很難盯梢低對流傳熱，從而導致低頻或不良的頻率響應。

　　依據各種熱管理辦法和不同的評估辦法，可以識別出三種MEMS暖流傳感器。H型傳感器是第一類。這些是熱膜傳感器和熱線傳感器，它們通過在安穩溫度下調理熱功率或在安穩熱量下調理溫度來核算流量。它們之間的區別歸因于它們的結構：熱膜傳感器中的線電阻器放置在通量旁的膜片上，而電阻器則獨立于底層，坐落H型熱線傳感器中。第二種類型的C型傳感器是量熱傳感器，它通過丈量加熱器上的熱量散布改變來丈量流量。

　　MEMS壓電流量傳感器

　　某些人造和天然介電資料具有壓電特性，這使得它們在施加機械負載時可以發生電荷。這也稱為直接壓電效應。另一方面，假如這些資料暴露于外部電場，則會影響尺寸或幾許形狀的改變。該效應稱為逆壓電效應。在聚偏二氟乙烯（PVDF）等聚合物和包括鈦酸鋇（BaTIO3）或鋯鈦酸鉛（PZT）。MEMS壓電流量傳感器是自動的，因而不需要外部電源即可完成傳感器輸出信號。此外，它們首要由聚偏二氟乙烯（PVDF）和鋯鈦酸鉛（PZT）資料組成。

　　運用范疇

　　MEMS流量傳感器具有多種用處，例如感測環境流量，工業氣體流量監控，生物醫學運用中的流量感測和海洋流體動力感測。MEMS流量傳感器的緊湊尺寸，高靈敏度，低價格和批量出產功能使其在商業和工業運用中極具吸引力。此外，一些MEMS軟聚合物傳感器具有生物相容性，為臨床和生物醫學運用的出售打開了大門。

　　MEMS流量傳感器在呼吸機，霧化器，氧氣體系和睡覺呼吸暫停診斷儀器等范疇對治療性呼吸流量傳感任務的需求日益增長。具有集成MEMS流量傳感器的可穿戴式呼吸監測器可以盯梢流量和流速。它們普遍用于監視運動員的表現和恢復狀況。此外，在靜脈輸注中的流速盯梢中，MEMS傳感器將在完成有效分配藥物以進行重力打針以及防止或許因輸液泵缺點而引起的意外誤用藥物方面發揮關鍵作用。

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流量傳感器的應用領域——圖爾克

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