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热膜式气体质量流量传感器的研制

热膜式气体质量流量传感器的研制

作者：李瑞沈阳工业大学

学位级别：硕士

流量传感器是应用最广泛的三种传感器之一,随着各种传感器的开发与应用,以加热器作为工作平台的传感器在物理、化学、生物等传感器上得到了充分的重视,成为传感器领域研究的一个重点。热式气体质量流量传感器就是其中的一类。 ... 详细信息

流量传感器是应用最广泛的三种传感器之一,随着各种传感器的开发与应用,以加热器作为工作平台的传感器在物理、化学、生物等传感器上得到了充分的重视,成为传感器领域研究的一个重点。热式气体质量流量传感器就是其中的一类。本文阐述了热式气体质量流量传感器的基础理论,在此基础上介绍了国内外各种热式气体流量传感器的基本结构和特点。并以其中一类传感器结构为例,介绍了传感器工作在恒流情况下的气体流速引起热敏电阻的变化率与输出电压的关系,并伴以数学模型解释。本课题采用MEMS工艺制作热膜式气体质量流量传感器,主要工作放在敏感头芯片部分的研制。从敏感头的芯片热敏电阻材料的选取、热敏电阻结构设计和制备、信号处理电路的设计等方面进行了详尽的理论分析和反复的实践验证。运用有限元分析热温度场与气体流速的关系。最后,给出环境温度条件下气体流量与输出电压的关系,结果呈现线性趋势。研制热膜式气体质量流量传感器,目的就是通过实验,掌握MEMS工艺,制作薄膜热敏电阻并了解其与气体的流量以及输出电压的关系,以期待可以制备性能良好的该类产品来取代进口的产品,推广热式气体传感器的应用。

关键词：流量传感器热膜式气体质量流量 MEMS工艺

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气体质量流量现场校准装置不确定度分析评定

计测技术 2009年第5期29卷 43-46页

作者：张海英南京机电液压工程研究中心江苏南京211102

介绍了气体质量流量现场校准装置的基本工作原理,分析了测量不确定度的来源、各项标准不确定度的评定方法和评定过程,并对合成不确定度的评定结果进行了比较分析。

关键词：气体质量流量不确定度自由度

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影响气体质量流量计若干因素的研究

电子质量 2005年第10期 1-3页

作者：樊尚春刘军涛北京航空航天大学仪器与光电学院北京100083

针对测量气体质量流量的特殊性,分析了气体科氏质量流量计的发展现状及存在的问题;基于气体科氏质量流量计的工作机理,讨论了影响气体科氏质量流量计性能的几种因素;给出了提高气体科氏质量流量计性能的思路与措施。初步研究表明:得到... 详细信息

针对测量气体质量流量的特殊性,分析了气体科氏质量流量计的发展现状及存在的问题;基于气体科氏质量流量计的工作机理,讨论了影响气体科氏质量流量计性能的几种因素;给出了提高气体科氏质量流量计性能的思路与措施。初步研究表明:得到的研究结果与提出的技术措施具有较好实用效果。

关键词：气体质量流量传感器科氏效应灵敏度

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热场式气体质量流量控制系统

电子器件 1997年第1期20卷 599-603页

作者：蒲勇电子工业部第四十八研究所长沙410111

本文介绍了一种热场式气体质量流量控制系统(以下简称MFC)的工作原理.对其核心部件传感器提出了新的设计制作方法.

关键词：热场 MFC 气体质量流量控制

铅铋合金冷却反应堆内气泡提升泵提升自然循环能力的理论研究

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原子能科学技术 2013年第7期47卷 1155-1161页

作者：左娟莉田文喜秋穗正苏光辉西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049 西安交通大学核科学与技术系陕西西安710049

液态金属冷却核反应堆采用气泡提升泵的概念设计来提升堆芯自然循环能力。液态金属和惰性气体两相流动特性显著影响自然循环能力和系统安全性。本工作对铅铋合金冷却反应堆中气泡提升泵提升自然循环能力进行数值模拟研究。基于漂移流模... 详细信息

液态金属冷却核反应堆采用气泡提升泵的概念设计来提升堆芯自然循环能力。液态金属和惰性气体两相流动特性显著影响自然循环能力和系统安全性。本工作对铅铋合金冷却反应堆中气泡提升泵提升自然循环能力进行数值模拟研究。基于漂移流模型,采用空泡份额预测模型和摩擦压降预测模型分析了气体质量流量、质量含气率、气泡直径、上升管道高度对气泡提升泵提升自然循环能力的影响。结果表明:泡状流区域中,对于给定的气体质量流量,随着充入气泡直径减小,自然循环能力呈增加趋势。在泡状流、弹状流、乳状流和环状流等流型中,随着气体质量流量、质量含气率增加,自然循环能力先增大后减小。随着上升管道高度增加,自然循环流量增大。可见,流动参数显著影响堆芯热工水力特性。现有工作有助于优化带有气泡提升泵的自然循环冷却系统设计。

关键词：铅铋合金回路气泡提升泵自然循环气体质量流量

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潜艇高压气阀柱气体分配规律数值仿真

中国航海 2019年第3期42卷 67-70页

作者：胡坤张建华黄海峰海军潜艇学院

为掌握潜艇应急吹除过程中高压气阀柱内部的流场形态及其变化规律,采用六面体结构化网格对阀柱和管路内部流场进行离散化,基于FLUENT软件,对潜艇高压气阀柱对气体的汇集和再分配过程进行简化数值模拟,研究阀柱内压力和出流气体质量流量... 详细信息

为掌握潜艇应急吹除过程中高压气阀柱内部的流场形态及其变化规律,采用六面体结构化网格对阀柱和管路内部流场进行离散化,基于FLUENT软件,对潜艇高压气阀柱对气体的汇集和再分配过程进行简化数值模拟,研究阀柱内压力和出流气体质量流量分别随入口压力、出口数量和出口背压的变化规律,并根据数值仿真结果提出实际操艇时的供气方法。仿真结果表明:在对潜艇高压气应急吹除系统进行理论研究时,不能忽略阀柱对高压气的分流作用;为提高主压载水舱的吹除效率,使用高压气进行潜艇应急挽回时应尽可能多地接入高压气瓶组。

关键词：高压气阀柱气体压力气体质量流量排水速率

热隔离式MEMS气体流量传感器的设计及标定

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仪表技术与传感器 2016年第8期 18-20页

作者：谷永先邬林曾鸿江胡娜娜钱江蓉中国电子科技集团公司第三十八研究所微电子封装研究中心安徽合肥230000

设计了一种数字输出热隔离式MEMS气体质量流量传感器,芯片加热电阻与测温电阻完全热隔离,流量值采用UART串口输出。分析了恒温差电路、上下游测温电路、HX711模数转换电路及STC15W408AS单片机电路的设计。针对制造中存在的性能差异,设... 详细信息

设计了一种数字输出热隔离式MEMS气体质量流量传感器,芯片加热电阻与测温电阻完全热隔离,流量值采用UART串口输出。分析了恒温差电路、上下游测温电路、HX711模数转换电路及STC15W408AS单片机电路的设计。针对制造中存在的性能差异,设计了适用于批量制造的标定方法。测试结果表明:传感器具有平滑的输出特性,经过标定后,具有较高的一致性及重复性,适合于工业等领域。

关键词：微机电系统数字输出热隔离气体质量流量标定

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土工离心机地下水曝气试验装置研制与试验

实验技术与管理 2012年第7期29卷 60-63,70页

作者：郑瑞华张建民张嘎胡黎明杜建廷刘燕清华大学岩土工程研究所北京100084 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

针对地下水的修复问题,在50 gt土工离心机上,研制了一套地下水曝气试验装置,该装置包括曝气模型箱、控制与试验量测系统。该装置可满足0.1～5mm的玻璃微珠材料进行地下水的土工离心曝气模型试验。从2mm的玻璃微珠的初步试验表明,该系统... 详细信息

针对地下水的修复问题,在50 gt土工离心机上,研制了一套地下水曝气试验装置,该装置包括曝气模型箱、控制与试验量测系统。该装置可满足0.1～5mm的玻璃微珠材料进行地下水的土工离心曝气模型试验。从2mm的玻璃微珠的初步试验表明,该系统结构简单,使用方便,可靠性及稳定性好。有效曝气压力与气体质量流量有较好的线性关系,曝气影响区域随着有效曝气压力的增大而增大,最终趋于稳定。

关键词：地下水曝气法土工离心机玻璃微珠有效曝气压力气体质量流量

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轴快流CO2激光器大功率放电管的设计

轴快流CO2激光器大功率放电管的设计

作者：李俊杰华中科技大学

学位级别：硕士

轴快流CO激光器的工作气体在放电管内沿轴向高速地流动,通过直流或射频激励获得高功率和高质量的激光输出,在金属材料的切割、焊接和热处理等领域得到了广泛的应用。激光器放电管的结构对于气体的流速和流场分布具有直接的影响,从而影... 详细信息

轴快流CO激光器的工作气体在放电管内沿轴向高速地流动,通过直流或射频激励获得高功率和高质量的激光输出,在金属材料的切割、焊接和热处理等领域得到了广泛的应用。激光器放电管的结构对于气体的流速和流场分布具有直接的影响,从而影响激光器输出的光束质量和激光功率。本论文针对传统的放电管存在的单位长度输出功率低的问题,采用现代计算流体动力学的数值模拟方法设计出了一种新型结构的放电管,并对放电管进行了实验验证,实验表明新型的放电管能够实现更高功率的激光输出,有助于激光器向高功率和小型化发展,本论文主要内容有以下几个方面:(1)阐述了轴快流CO激光器的工作原理、系统结构及其放电特征,重点分析了两种常用放电管的结构及其在放电稳定性和注入功率极限方面的优缺点。(2)建立了放电管数值仿真的三维理论模型。三维理论模型包括控制方程,动量守恒方程和质量守恒方程以及方程中的一些变量,同时给出了数值仿真模型建立需要满足的几个条件,为后面的大功率放电管设计仿真提供一个理论的基础。(3)设计了大功率输出的放电管结构并对其进行了理论仿真。从理论上指出提高放电管的质量流量可以增加输出的功率,借助流体仿真FLUENT设计了放电管的绕流环结构、喷嘴、口径、入口尺寸等,最终得到大功率输出的放电管的结构。仿真结果表明,新设计的放电管在气体质量流量、流速、流场均匀性、温度分布、放点稳定性方面优于原有的CP4000放电管。(4)对新设计的放电管进行了实验验证。分别了测试了不同功率下的单根放电管工作电压和激励电流,在注入功率0W-1656W的情况下均可以得到稳定的辉光放电。并将新设计的放电管与原有的CP4000放电管进行了对比,实验结果表明,在稳定放电的情况下,新设计的放电管相对于原放电管的单管输出功率由333W提高到了375W。论文研究工作对于攻克轴快流CO激光器放电技术,提高激光器输出功率和放电稳定性具有重要意义。

关键词：轴快流 CO2激光器放电管 FLUENT 流场分布气体质量流量