Сенсоры потока газов

Сенсор/датчик потока газов

На данный момент одним из наиболее перспективных типов сенсоров для измерения расхода (скорости газового потока) являются тепловые сенсоры. Они позволяют анализировать массовый расход, но в то же время обладают значительно более низкой стоимостью. Именно такие сенсоры могут быть изготовлены по технологии МЭМС, что подразумевает групповые процессы обработки и получение сотни и тысячи кристаллов с одной кремниевой пластины.
Благодаря миниатюризации, достигаемой использованием МЭМС-технологии, возможно низкое энергопотребление, более высокая чувствительность к низкому расходу и простота использования при различных режимах работы, а также анализ иных тепловых свойств сред.

Тепловые сенсоры расхода основаны на способности потока газа переносить тепло, перераспределение теплового облака, создаваемого нагревателем, под действием потока тем или иным образом преобразуется в электрический сигнал. Чувствительный элемент сенсора датчика потока газов состоит из четырех терморезисторов, объединенных в мостовую схему и одного терморезистора для контроля температуры окружающей среды. Для уменьшения теплопроводности по телу кристалла чувствительные терморезисторы располагаются на диэлектрической мембране, состоящей из слоев оксида и нитрида кремния общей толщиной 1,2 мкм. Для большего уменьшения теплоотвода по мембране возможно дополнительное перфорирование. Так же на кристалле присутствует отдельно нагреватель, чтобы была возможность использовать его в калориметрическом режиме измерения. Терморезистор контроля окружающей среды расположен вне мембраны, для того чтобы исключить влияние нагрева от чувствительных терморезисторов.