流量計（流量傳感器）在工業過程控制，汽車電子、航空航天、生物醫療、集成電路和科學研究等方面均發揮著極其重要的作用。

由于測量原理、適應性和特性的不同，流量計的種類較多，目前應用較廣泛的有：電磁流量計、差壓式流量計、渦輪流量計、超聲波流量計、質量流量計以及熱式氣體質量流量計。

熱式氣體質量流量計基于對流傳熱原理,對目標介質的質量流量進行精確測量，相比其他類型的流量計具有靈敏度高、體積小及寬量程比等特點。

隨著精細化工、高端半導體等產業發展，要求流量計可以在更寬的測量范圍內穩定工作，即要求流量計具有更寬的量程比，熱式流量檢測成為最有可能的解決方案之一。

早在上世紀末，熱式氣體流量計研究的諸多企業就對量程比這一關鍵性能指標進行了優化和改進。

如美國Kurz公司團隊通過優化傳感器特性，將其流量計量程比提升至1000：1，相對誤差為1%。

為了進一步擴大氣體流量傳感器檢測的范圍，同時保持較高的測量精度，眾多的研究者提出各種優化流量計量程比的方案。

其中，基于MEMS流量傳感器芯片的熱式氣體質量流量計方案得益于芯片本身的高信噪比、低功耗、低成本等優勢，逐步成為目前的主流方向。

N.A. Djuzhev等學者提出了一個雙模式測量系統，熱量模式和風速模式，開發寬量程氣體流量傳感器。

在低流速（流量速度變化從0.05m/s到1m/s），測定風速風向的在高流速（流量速度變化超過1m/s）來衡量流動速度在大范圍從0.05m/s到5m/s，即100:1的量程比且相對誤差為2%。

Kang Woong等學者提出的熱電堆流量計中，對流量計的敏感區域的分布進行了研究，用以擴展測量量程。

加熱器與熱電堆之間的距離變化為D/H=0.3、0.5、1和2。可實現5到50L/min的流量測試，可實現10:1的量程比且相對誤差為2%。

Tianxi Zhang，等學者提出了一種利用FBG-EFPI作為溫度計的基于熱線效應的流量計。該流量計可實現3000:1的量程比且分辨率為10L/h。

近些年來，隨著MEMS流量傳感器芯片技術的逐漸成熟，其響應快（~1ms）、精度高（~0.01sccm,標準立方厘米分鐘）、可靠性高（純固態、無可動部件）等優勢異常突出，基于流量芯片的各種流量計也在計量、檢漏、控制、通風等各場合獲得廣泛應用。





審核編輯：劉清