[发明专利]用于测量气体速度或流量的装置

说明书

本发明涉及一种用于在不同于环境温度的温度下测量气体(102)的速度或流量的装置，所述装置包括：第一平台(202)，其由第一臂(204P、204N)悬挂在适于保持在环境温度下的支撑件(208)上方，所述第一臂包括配置为基于所述第一平台和所述支撑件之间的温度差来提供第一电压的热电轨道(214P、214N)；和处理单元，其适于基于所述第一电压、气体温度和环境温度来提供速度或流量的测量值。

技术领域

本申请涉及一种测量仪器，特别是用于测量气体的速度或流量的装置。

背景技术

在各种工业系统中，或例如在加热或空调装置中，需要测量气体的速度或流量。例如气体在管道中循环。

图1对应于专利US 6871538的图8，并且示出了用于测量从左向右循环的流体102的流量的装置100。

装置100在例如硅衬底104的支撑件上包括形成膜107的绝缘层106，所述膜在图中由虚线限定，所述膜覆盖形成在衬底中的腔108。加热元件110布置在膜的中央部分。串联电连接的铝和硅的交替的热电轨道112、114的两种组合对称地布置在加热元件的右边和左边。串联的每个组合的热电轨道之间的接合点交替地布置在膜107上(接合点122)和在膜外部的层106上(接合点120)。由于接合点120的温度和接合点122的温度之间的差，每个串联组合的热电轨道在端子116R和118R之间提供电压VR、在端子116L和118L之间提供电压VL。装置100还包括支撑件的温度传感器124。

基于由两个串联的热电轨道所提供的电压VR和VL之间的差来获取待测量的流量。测量结果来自于膜的侧部之间的温差。实际上，不存在气体流量的情况下，膜在加热元件的右边和左边具有对称的温度。从左到右的气体流量使膜的温度产生不对称性。

使用加热元件来测量速度或流量的例如装置100的类型的装置具有加热元件的能量消耗高(通常大于1mW并且可能高达100mW)的缺点。用于测量速度或流量的其他已知类型的装置具有各种缺点，例如可以阻碍气体的流动的移动部件或大的整体尺寸。

发明内容

实施例提供了一种用于测量气体的速度或流量的装置，使得可以克服如上所述的一些或全部缺点。

实施例设想了一种具有特别低的能量消耗的用于测量气体的速度或流量的装置。

实施例提供了一种在能量方面自主的用于测量气体的速度或流量的装置。

因此，实施例设想了一种用于在不同于环境温度的温度下测量气体的速度或流量的装置，该装置包括：由第一臂悬挂在适于保持在环境温度下的支撑件上方的第一平台，第一臂包括热电轨道，该热电轨道配置为基于第一平台和支撑件之间的温差来提供第一电压；和适于基于第一电压、气体的温度和环境温度来提供速度或流量的测量值的处理单元。

根据实施例，装置还包括环境温度传感器。

根据实施例，装置还包括气体温度传感器。

根据实施例，装置还包括第二平台，该第二平台由包括热电轨道的第二臂悬挂在支撑件上方，所述热电轨道配置为基于第二平台和支撑件之间的温差来提供第二电压，第一臂和第二臂具有不同热阻和/或第一平台和第二平台具有不同尺寸，并且处理单元适于基于第一电压和第二电压来提供气体的温度。

根据实施例，平台具有相同的尺寸，并联的第一臂具有热导率K且并联的第二臂具有热导率K'，并且处理单元适于：基于第一电压和环境温度计算第一平台的温度Tp，和基于第二电压和环境温度计算第二平台的温度Tp'；以及计算满足以下关系式的气体的温度Tg：

其中，P和P'满足以下关系式

P＝K^＊(Tp-Tamb)和P′＝K′^＊(Tp′-Tamb)