本實(shí)用新型涉及氣體流量，更具體而言，涉及一種傳感器。

背景技術(shù)：

天然氣以及大多數(shù)工業(yè)氣體中難免會含有粉塵、水汽、重?zé)N油類等物質(zhì)，隨著氣體的流動，這些物質(zhì)會接觸到流量芯片表面及流量測量芯片周圍，進(jìn)而附著或沉積在其表面，對其造成污染。長期以來，人們只認(rèn)識到流量芯片表面的污染會對流量的測量造成一定的影響，對流量芯片周圍的污染對流量測量的影響關(guān)注較少。然而，流量測量芯片周圍污染物的附著和堆積，會影響流經(jīng)測量芯片氣體的熱特性以及流體分布狀態(tài)，從而影響流量芯片測量的準(zhǔn)確度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)α髁繙y量單元周圍進(jìn)行加熱的傳感器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種傳感器，包括：流量測量單元、以及至少部分地圍繞流量測量單元設(shè)置的多個陣列排布的加熱裝置。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，沿著被測流體流向，在流量測量單元的上游和下游設(shè)置多個陣列排布的加熱裝置。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置之間間距相等。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置尺寸相同。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置與流量測量單元之間的夾角構(gòu)造成0°～90°。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，加熱裝置的形狀包括矩形。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置組成的加熱區(qū)域的長度b和流量測量單元的長度h的比例為：1.5≤b/h≤5。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，流量測量單元和多個加熱裝置的最小距離c的范圍為0-300um。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置組成的加熱區(qū)域的寬度a的范圍為1-3mm。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，加熱裝置為電阻絲和/或加熱膜。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果在于：

本實(shí)用新型涉及的傳感器，在流量測量單元周圍設(shè)置有加熱裝置，以對流量測量單元周圍進(jìn)行加熱，使得附著在流量測量單元周圍的低沸點(diǎn)污染物發(fā)生蒸發(fā)或沸騰，形成較強(qiáng)烈的向上的對流氣流，以帶走流量測量單元周圍的其他污染物，保持流量測量單元周圍潔凈，以確保流量測量單元測量的準(zhǔn)確性；并且，由于加熱裝置在流量測量單元周圍陣列設(shè)置，更有利于均勻的去除污染物，具有更好的防污染效果。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例傳感器的示意圖；

圖2是圖1所示實(shí)施例傳感器的剖視圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個實(shí)施例傳感器鏤空區(qū)域的示意圖；

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施例加熱裝置的布置示意圖；

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施例加熱裝置的布置示意圖；

圖6是根據(jù)本實(shí)用新型第三實(shí)施例加熱裝置的布置示意圖；

圖7是根據(jù)本實(shí)用新型第四實(shí)施例加熱裝置的布置示意圖；

圖8是根據(jù)本實(shí)用新型第五實(shí)施例加熱裝置的布置示意圖；

圖9是根據(jù)本實(shí)用新型第六實(shí)施例加熱裝置的布置示意圖；

圖10是根據(jù)本實(shí)用新型第七實(shí)施例加熱裝置的布置示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1至圖10所示，本實(shí)用新型的一個實(shí)施例提供了一種傳感器。該傳感器包括用于測量流量的流量測量單元1，在流量測量單元1的周圍還設(shè)置有加熱裝置8，其中，加熱裝置8至少部分圍繞流量測量單元1，并且加熱裝置8圍繞流量測量單元1陣列排布。

上述實(shí)施例涉及的傳感器，在流量測量單元1周圍設(shè)置有加熱裝置8，以對流量測量單元1周圍進(jìn)行加熱，使得附著在流量測量單元1周圍的低沸點(diǎn)污染物發(fā)生蒸發(fā)或沸騰，形成較強(qiáng)烈的向上的對流氣流，以帶走流量測量單元1周圍的其他污染物，保持流量測量單元周圍潔凈，以確保流量測量單元1測量的準(zhǔn)確性；并且，由于加熱裝置8在流量測量單元1周圍陣列設(shè)置，更有利于均勻的去除污染物，具有更好的防污染效果。

應(yīng)該可以理解，上述陣列排布可以指的是相鄰的加熱裝置8之間以一定規(guī)律等間距或不等間距設(shè)置。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，加裝裝置8可以由鉑或其合金制成。當(dāng)然，根據(jù)具體情況，加熱裝置8也可以由其他升降溫度較快的材料制成。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處采用的材料可以是任意已知的材料，只需使得加熱裝置8需要加熱時能夠較快升高溫度至需要的溫度，當(dāng)加熱停止時溫度能夠較快恢復(fù)常溫即可。

如圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，沿著被測流體流向，加熱裝置8可以陣列排布在流量測量單元1的上游和下游。

應(yīng)該可以理解，在傳感器的使用過程中，污染物容易附著在流量測量單元1的上游和下游位置，一旦污染物在流量測量單元1的上游和/或下游堆積，會影響被測流體的流態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致流量測量單元1測量的準(zhǔn)確性。因此，在流量測量單元1的上游和下游陣列排布加熱裝置8，可以針對污染物容易附著的區(qū)域進(jìn)行加熱，有效去除污染物，確保流量測量單元1測量的準(zhǔn)確性。

或者，如圖5所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個可選實(shí)施例，加熱裝置8也可以完全圍繞流量測量單元1設(shè)置。這樣，加熱裝置8不但可以對流量測量單元1的上游和下游加熱，而且也能夠有效除去其他位置的污染物，進(jìn)一步確保流量測量單元1測量的準(zhǔn)確性。應(yīng)該理解的是，這種完全圍繞流量測量單元1的設(shè)置方式同樣可以視為加熱裝置8的陣列排布。

進(jìn)一步地，如圖6至圖10所示，將流量測量單元1的周圍較容易沉積污染物并可能對流量測量單元1的測量準(zhǔn)確性發(fā)生影響的區(qū)域稱為測量敏感區(qū)域2，加熱裝置8可以有選擇地或均勻地分布在測量敏感區(qū)域2中，以確保有效除去流量測量單元1周圍的污染物。也就是說，加熱裝置8可以在污染物沉積較多的位置密集布置，或者，加熱裝置8也可以在整個測量敏感區(qū)域2中均勻布置。

應(yīng)該可以理解的是，可以將流量測量單元1的周圍較容易沉積污染物并可能對流量測量單元1的測量準(zhǔn)確性發(fā)生影響的區(qū)域稱為測量敏感區(qū)域2?；蛘撸摐y量敏感區(qū)域2可以理解為，如果該區(qū)域內(nèi)堆積污染物的話，就會影響被測流體的流態(tài)，進(jìn)而對流量測量單元1的測量結(jié)果造成影響的區(qū)域。應(yīng)該可以理解，上述密集布置指的是，在污染物沉積較多的位置加熱裝置8覆蓋面積較大。需要注意的是，每個加熱裝置8之間可以等間距或不等間距地陣列設(shè)置。

進(jìn)一步地，如圖6至圖10所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置8之間間距相等。

具體地，如圖6所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置8尺寸相同。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置8與流量測量單元1之間的夾角構(gòu)造成0°～90°。也就是說，加熱裝置8可以以任意角度布置在流量測量單元1周圍。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，加熱裝置8的形狀包括矩形?；蛘撸鶕?jù)具體使用需要，加熱裝置8也可以具有任意規(guī)則或不規(guī)則的形狀，這可以根據(jù)具體使用情況而定，本實(shí)用新型不局限于此。

如圖4所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置8組成的加熱區(qū)域的長度b和流量測量單元1的長度h的比例為：1.5≤b/h≤5。

進(jìn)一步地，再次參照圖4，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，流量測量單元1和多個加熱裝置8的最小距離c的范圍為0-300um。

再次參照圖4，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，多個陣列排布的加熱裝置8組成的加熱區(qū)域的寬度a的范圍為1-3mm。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，加熱裝置8為電阻絲和/或加熱膜。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，流量測量單元1和加熱裝置8設(shè)置在硅片載體3上。硅片載體3為流量測量單元1和加熱裝置8提供支撐，使其保持在傳感器中。

再次參照圖2和圖3，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，硅片載體3還包括對應(yīng)于流量測量單元1設(shè)置的第一鏤空區(qū)域5和/或?qū)?yīng)于加熱裝置8設(shè)置的第二鏤空區(qū)域6。這樣，可以避免加熱裝置8對相應(yīng)區(qū)域加熱時耗費(fèi)大量能量對硅片載體3進(jìn)行加熱，能夠在消耗較少能量的前提下獲得較高的加熱溫度。并且，由于硅片載體3為固體材料，第一鏤空區(qū)域5和第二鏤空區(qū)域6的設(shè)置能夠減少固體材料熱容對溫度上升和下降速度的影響，避免加熱裝置8停止工作后殘余的熱量對流量測量單元1進(jìn)行流量測量的影響。

進(jìn)一步地，在一個可選實(shí)施例中，第一鏤空區(qū)域5與流量測量單元1之間以及第二鏤空區(qū)域6與加熱裝置8之間還設(shè)置有導(dǎo)熱的薄膜7。

如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，加熱裝置8的寬度a小于第二鏤空區(qū)域6的寬度d。這樣，可以確保加熱裝置8快速升溫和降溫，具有較好的加熱效果。

如圖1至圖10所示，本實(shí)用新型的一個實(shí)施例提供一種傳感器，由流量測量單元1、加熱裝置8、硅片載體3和電氣引出線4構(gòu)成。

其中，流量測量單元1在其周圍測量敏感區(qū)域2保持潔凈不被污染的情況下，能夠保證測量的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。

加熱裝置8，設(shè)置在流量測量單元四周測量敏感區(qū)域2內(nèi)，利用加熱使測量敏感區(qū)域2不受污染。可以是加熱絲，加熱膜等。加熱裝置8所組成的加熱區(qū)域可以包括多個相互獨(dú)立的加熱裝置8(如圖6至圖10所示)，例如，多個沿不同方向排布的第一加熱裝置81和第二加熱裝置82。或者，加熱區(qū)域也可以只包括一個整體的加熱裝置8。

加熱除污染物的原理是：加熱之后，主要利用天然氣中含有的微量的低沸點(diǎn)的物質(zhì)，如戊烷，己烷，水分等，被加熱之后發(fā)生蒸發(fā)或沸騰，形成較強(qiáng)烈的向上的對流氣流，在該對流氣流與沿著管道方向過來的氣流的一同作用下，使得氣體中的重?zé)N油類(C6+)、灰塵以及其他固體小顆粒，如鐵銹、管道內(nèi)壁脫落物等，不會沉積或附著在流量測量原件的敏感區(qū)域內(nèi)。

硅片載體3，流量測量單元1和加熱裝置8均設(shè)置在硅片載體3上，硅片載體3為流量測量單元1和加熱裝置8提供載體，使其設(shè)置在流量計(jì)中。

硅片載體3在設(shè)置流量測量單元1和加熱裝置8的位置處還可以設(shè)置成對應(yīng)的第一鏤空區(qū)域5和第二鏤空區(qū)域6，如圖2所示。第一鏤空區(qū)域5和第二鏤空區(qū)域6的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

硅片載體3設(shè)置有鏤空區(qū)域目的是：為了消耗較少的電能獲得較高的加熱溫度，同時減少固體材料熱容對溫度上升和下降速度的影響，避免加熱裝置8工作后殘余的熱量對流量測量的影響。

第一鏤空結(jié)構(gòu)5和第二鏤空結(jié)構(gòu)6的上方還可以布置一層熱穩(wěn)定好或?qū)嵝阅芨叩谋∧?，流量測量單元1和加熱裝置8設(shè)置在鏤空區(qū)域上方的薄膜上。薄膜7一般材料為微米級的氮化硅或碳化硅。

電氣引出線4，設(shè)置在硅片載體3上，為流量測量單元1和加熱裝置8提供電信號接口。每個獨(dú)立的加熱裝置8有兩個電極，兩個電極可以全部引出，可以單獨(dú)控制；也可以將所有的獨(dú)立的加熱裝置8的其中一個電極全部連接在一起后引出。

各加熱裝置8之間的間距可采用等間距，也可采用不同間距；優(yōu)選等間距設(shè)置，因?yàn)榈乳g距加熱更有利于均勻的去除污染物，防污染效果更好。

各加熱裝置8的尺寸可以相同，也可以不相同：加熱裝置8尺寸相等方式如圖6所示，加熱裝置8尺寸不相等方式如圖7所示，其依次圍繞傳感器測量區(qū)域由小到大均勻尺寸分布，同時也可以如圖8所示：采用由大到小的均勻分布方式，各單元尺寸依次為前一個加熱裝置8的倍數(shù)；

加熱裝置8與流量測量單元的夾角可以是0°～90°，優(yōu)選0°豎排也可以采用90°橫排布局方式如圖9；

加熱裝置8形狀不限，優(yōu)選采用矩形結(jié)構(gòu)方式，采用這種結(jié)構(gòu)方式原理上不會影響檢測區(qū)域的流體的層流分布，工藝上易于設(shè)計(jì)與批量制作，同時成本最小。

在本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，分為10個獨(dú)立的加熱裝置8，總共有11個電氣引出線，本實(shí)用新型多個加熱裝置8可以以多種陣列方式排布，加熱裝置8的個數(shù)可以是2到100個，形狀可以是規(guī)則或不規(guī)則的形狀，形狀可以相同也可以不同，每個加熱裝置8的大小可以相同也可以不同。

加熱裝置8的排布方式：一種方式是排布在流量測量元件的左右兩側(cè)，如圖4和圖10所示，即對流量測量元件的左右兩側(cè)(上游和下游)進(jìn)行加熱；其中加熱裝置的尺寸要求為：1.5≤b/h≤5；優(yōu)選比值為2.0。即，加熱裝置8的長度b要比流量測量單元1的長度h大，此比值確保氣體在傳感器流量測量敏感區(qū)域2的層流分布不因污染物堆積而改變，從而保證了流量測量的準(zhǔn)確性。比值過小，會使防污染區(qū)域縮小，不能達(dá)到良好的防污染效果；比值過大，防污染效果不會再增加，且會增加加熱裝置8的成本。

加熱裝置8和流量測量元件1的距離c，0≤c≤300um，優(yōu)選100um，加熱裝置8和流量測量元件1的距離優(yōu)選為一根加熱絲的寬度，距離太大可能會在兩個元件之間形成一個溫度較低的帶隙，這個帶隙可能會附著污染物。

其中，加熱裝置8的長度a，1mm≤a≤3mm，優(yōu)選1.5mm，加熱裝置8的長度a值太小，防污染的區(qū)域長度不夠，防污染區(qū)域之外附著或沉積的污染物由于離測量單元太近，會影響流量測量元件的氣體流場分布，進(jìn)而影響測量準(zhǔn)確性；長度a太長則沒有必要，因超出的部分已不屬于流量敏感區(qū)域。

第二鏤空區(qū)域6的長度d優(yōu)選大于加熱裝置的長度a，以達(dá)到快速升溫和降溫的目的。

另一種是排布在流量測量元件的四周，如圖5所示，即對流量測量元件1的四周進(jìn)行加熱，其加熱裝置8的尺寸要求同樣遵循排布在流量測量元件1的左右兩側(cè)時的a、b、c、h尺寸的約束范圍，值得注意的是，在流量測量單元1上下方處加熱裝置的寬度尺寸需滿足1.5≤(2b’+2c+h)/h≤5，優(yōu)選比值為2.0。另外，b和(2b’+2c+h)的大小可以相同也可以不同。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。