污染物对热膜式气体流量传感器精度的影响

作     者：袁昌荣 孙中圣 李小宁 YUAN Changrong;SUN Zhongsheng;LI Xiaoning

作者机构：南京理工大学机械工程学院 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2020年第51卷第2期

页      面：367-376页

核心收录：

学科分类：080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0806[工学-冶金工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0813[工学-建筑学] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51475242)~~ 

主　　题：热膜式 气体流量传感器 芯片污染 累积厚度 精度 

摘      要：为了预测污染物对热膜式气体流量传感器精度的影响,研究传感器精度下降机理。首先,分析传感器测量原理,建立传感器电压输出理论数学模型,并基于绕流理论推导气体流经污染物后流速公式;然后,搭建污染物颗粒累积试验平台,进行长时间颗粒累积试验,验证理论模型合理性。研究结果表明:传感器的输出电压与所测气体流速、基底隔膜厚度以及导热系数有关;气体流速下降幅度随污染物高度增加而增大,随污染物与加热电阻中心距离增加而减小;污染物颗粒主要围绕热膜电阻周边呈“U型分布,热膜电阻上方基本无累积,说明传感器精度下降主要是由热膜电阻前端累积的污染物改变气流流速所致;传感器电压输出理论计算值和试验测量值相吻合,证实了理论模型的合理性。