流量計（流量傳感器）在工業(yè)過程控制，汽車電子、航空航天、生物醫(yī)療、集成電路和科學研究等方面均發(fā)揮著極其重要的作用。

由于測量原理、適應性和特性的不同，流量計的種類較多，目前應用較廣泛的有：電磁流量計、差壓式流量計、渦輪流量計、超聲波流量計、質(zhì)量流量計以及熱式氣體質(zhì)量流量計。

熱式氣體質(zhì)量流量計基于對流傳熱原理,對目標介質(zhì)的質(zhì)量流量進行精確測量，相比其他類型的流量計具有靈敏度高、體積小及寬量程比等特點。

隨著精細化工、高端半導體等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，要求流量計可以在更寬的測量范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，即要求流量計具有更寬的量程比，熱式流量檢測成為最有可能的解決方案之一。

早在上世紀末，熱式氣體流量計研究的諸多企業(yè)就對量程比這一關(guān)鍵性能指標進行了優(yōu)化和改進。

如美國Kurz公司團隊通過優(yōu)化傳感器特性，將其流量計量程比提升至1000：1，相對誤差為1%。

為了進一步擴大氣體流量傳感器檢測的范圍，同時保持較高的測量精度，眾多的研究者提出各種優(yōu)化流量計量程比的方案。

其中，基于MEMS流量傳感器芯片的熱式氣體質(zhì)量流量計方案得益于芯片本身的高信噪比、低功耗、低成本等優(yōu)勢，逐步成為目前的主流方向。

N.A. Djuzhev等學者提出了一個雙模式測量系統(tǒng)，熱量模式和風速模式，開發(fā)寬量程氣體流量傳感器。

在低流速（流量速度變化從0.05m/s到1m/s），測定風速風向的在高流速（流量速度變化超過1m/s）來衡量流動速度在大范圍從0.05m/s到5m/s，即100:1的量程比且相對誤差為2%。

Kang Woong等學者提出的熱電堆流量計中，對流量計的敏感區(qū)域的分布進行了研究，用以擴展測量量程。

加熱器與熱電堆之間的距離變化為D/H=0.3、0.5、1和2?？蓪崿F(xiàn)5到50L/min的流量測試，可實現(xiàn)10:1的量程比且相對誤差為2%。

Tianxi Zhang，等學者提出了一種利用FBG-EFPI作為溫度計的基于熱線效應的流量計。該流量計可實現(xiàn)3000:1的量程比且分辨率為10L/h。

近些年來，隨著MEMS流量傳感器芯片技術(shù)的逐漸成熟，其響應快（~1ms）、精度高（~0.01sccm,標準立方厘米分鐘）、可靠性高（純固態(tài)、無可動部件）等優(yōu)勢異常突出，基于流量芯片的各種流量計也在計量、檢漏、控制、通風等各場合獲得廣泛應用。





審核編輯：劉清