[发明专利]气体流量测量方法、装置以及控制系统和气体质量流量计

说明书

本发明公开了一种气体流量测量方法、装置以及控制系统和气体质量流量计、存储介质，包括：获取MEMS传感器采集的第一流量数据和热式流量传感器采集的第二流量数据；如果变化状态为变化慢状态，则基于第二流量数据确定当前气体流量的数据；如果变化状态为变化快状态时，基于第一流量数据和转换系数函数获得当前气体流量的数据；基于第一流量数据和第二流量数据对转换系数函数进行校正处理。本发明的方法、装置以及控制系统和气体质量流量计、存储介质，能够充分利用MEMS传感器快响应的优势；能够保证产品的长期准确性、线性、重复性和特气适用性，并且在校正时数据不会发生突变；提高了对流量的测试精度。

技术领域

本发明涉及流量检测技术领域，尤其涉及一种气体流量测量方法、装置以及控制系统和气体质量流量计、存储介质。

背景技术

空气、水及煤气等各种流体与人们的日常生活和社会活动有着非常密切的关系，在使用各种流体时，需要测量这些流体的性质和数量。热式气体质量流量计(thermal gasmass flowmeter，简称热式MFM)用于对气体的质量流量进行精密测量，在半导体集成电路工艺、特种材料、化学工业、石油工业、医药、环保和真空等多种领域的科研和生产中有着重要的应用。但热式MFM因为是依靠热量传递来测量流量，所以热式气体质量流量计的响应时间较慢，通常在1～10秒，在流量变化较大的情况下，热式气体质量流量计产生较大的测量误差。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种气体流量测量方法、装置以及控制系统和气体质量流量计、存储介质。

根据本发明的一个方面，提供一种气体流量测量方法，包括：获取MEMS传感器采集的第一流量数据和热式流量传感器采集的第二流量数据；基于所述第一流量数据以及预设的状态判决规则确定气体流量的变化状态；如果所述变化状态为变化慢状态，则基于所述第二流量数据确定当前气体流量的数据；如果所述变化状态为变化快状态时，基于所述第一流量数据和转换系数函数获得当前气体流量的数据；如果判断需要对所述转换系数函数进行校正，则基于所述第一流量数据和所述第二流量数据对所述转换系数函数进行校正处理，并使用得到的新转换系数函数替代当前的转换系数函数。

可选地，基于预设的时间间隔依次获得N个所述第一流量数据和N个所述第二流量数据，分别得到MEMS传感器数据数组M和热式流量传感器数据数组T；获得所述M中的最大元素值和最小元素值之间的差值，作为流量变化值，判断所述流量变化值是否大于预设的第一门限值；如果是，则确定所述变化状态为变化快状态，将初始转换系数函数f₀(x)作为当前转换系数函数f₁(x)，将所述M中的最后一个元素值与所述当前转换系数函数的乘积作为当前气体流量的数据；如果否，则确定所述变化状态为变化慢状态，将所述T中的最后一个元素值作为当前气体流量的数据。

可选地，预先获得与多个流量点相对应的MEMS传感器采集的第一流量标定数据和热式流量传感器采集的第二流量标定数据；计算所述第一流量标定数据与对应的所述第二流量标定数据的比值，获得多个标定点数据，其中，所述标定点的横坐标为流量点，纵坐标为与流量点对应的所述比值；采用多项式拟合方法对所述多个标定点数据进行曲线拟合，获得所述f₀(x)。

可选地，所述根据所述第一流量数据和所述第二流量数据对所述转换系数函数进行校正包括：判断所述流量变化值是否小于或等于预设的第二门限值；如果是，计算所述T中所有元素的平均值和所述M中所有元素的平均值并记录当前的流量点x₁；判断和之差的绝对值是否小于或等于第三门限值，如果否，则使用一个新的标定点数据(x₁，)替换所述多个标定点数据中的横坐标数据与所述x₁最接近的标定点数据；采用多项式拟合方法对新获得的多个标定点数据进行曲线拟合，获得新转换系数函数f₂(x)。