專利名稱：薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種汽車流量傳感器，具體涉及一種適用于測(cè)量機(jī)動(dòng)車內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入的空 氣質(zhì)量流量的薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器。
(二)
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣空氣流量是一個(gè)非常重要的測(cè)量參數(shù)?，F(xiàn)代電控汽油噴射系統(tǒng)能否正確地將 空燃比控制在所要求的范圍內(nèi)，決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能指標(biāo)，而汽油機(jī) 空燃比的調(diào)節(jié)是采用調(diào)整與進(jìn)氣量相匹配的噴油量的方式。因此，進(jìn)氣空氣流量的測(cè)量是控 制空燃比的基礎(chǔ)。目前，各種不同類型的電控汽油噴射系統(tǒng)中所使用的進(jìn)氣空氣流量測(cè)量方 法可分為兩大類 一類是間接測(cè)量法，即測(cè)量進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力，然后通過進(jìn)氣溫度、空氣 密度和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來計(jì)算出進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量，由于此方法屬于間接測(cè)量，其精度較低；第 二類是直接測(cè)量法，可分為體積流量測(cè)量和質(zhì)量流量測(cè)量兩種。體積流量測(cè)量有卡門渦旋式 空氣流量計(jì)和翼板式空氣流量計(jì)，質(zhì)量流量測(cè)量有熱線式空氣流量計(jì)和熱膜式空氣流量計(jì)。 噴油量是根據(jù)進(jìn)氣的空氣質(zhì)量決定噴油量的，所以，體積流量的測(cè)量結(jié)果還要乘以通過測(cè)量 大氣壓力和大氣溫度計(jì)算出的空氣密度，這樣其進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量測(cè)量精度也稍低。用熱線 或熱膜式質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量的直接是進(jìn)氣空氣質(zhì)量流量，毋須進(jìn)行計(jì)算或修正，測(cè)量精度較高。 但熱線式空氣流量計(jì)的熱絲在使用中易被污染，影響傳熱，使測(cè)量精度降低。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能夠提高空氣質(zhì)量流量測(cè)定的靈 敏度，使用壽命長的薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括機(jī)體l、設(shè)置在機(jī)體l內(nèi)的空氣通道ll和安裝 在空氣通道ll中的空氣流量傳感器2和空氣流量傳感器2的驅(qū)動(dòng)電路，空氣流量傳感器2包 括支架21及置于空氣通道11內(nèi)且固定連接在支架21 —端上的傳感器頭22，傳感器頭22電 信號(hào)連接驅(qū)動(dòng)電路，機(jī)體l內(nèi)的一端安裝有計(jì)量管。
本實(shí)用新型還有這樣一些技術(shù)特征
1、 所述的傳感器頭22包括電阻器和測(cè)量放大電路，電阻器連接測(cè)量放大電路和驅(qū)動(dòng)電 路，電阻器包括中心加熱區(qū)的加熱電阻和在加熱區(qū)上游和下游的測(cè)溫電阻，驅(qū)動(dòng)電路包括加 熱器控制電路和信號(hào)調(diào)節(jié)電路，加熱電阻連接加熱器控制電路，測(cè)溫電阻連接測(cè)量放大電路;
2、 所述的傳感器頭22在空氣通道11內(nèi)的一端設(shè)置有進(jìn)氣管；
3、 所述的計(jì)量管的進(jìn)氣端設(shè)置有塑料網(wǎng)格流動(dòng)整流器32和金屬絲網(wǎng)31。
為了測(cè)量氣體流量，本實(shí)用新型在傳感器頭上設(shè)置有加熱電阻和測(cè)溫電阻。測(cè)溫電阻主 要是作為電阻溫度計(jì)使用。為了測(cè)量氣體質(zhì)量流量，在氣流方向上依次設(shè)置測(cè)溫電阻和加熱 電阻。氣體在加熱電阻的作用下的溫度變化取決于其氣流質(zhì)量流量。在加熱電阻的加熱功率 范圍內(nèi)，根據(jù)測(cè)溫電阻所測(cè)得的溫度值的不同可以確定氣體的質(zhì)量流量。加熱電阻的電壓供 給和測(cè)溫元件測(cè)量數(shù)據(jù)獲得借助于傳感器的驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型中傳感器頭主要是由硅基板層、二氧化硅絕緣層和加工成柵狀的金屬鉑膜電 阻層構(gòu)成。由于采用了這樣的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了空氣質(zhì)量流量傳感器測(cè)得的空氣質(zhì)量流量數(shù)值的 精確度，提高了在空氣質(zhì)量流量突變下的瞬變響應(yīng)特性，降低了熱量在傳遞的過程中的損耗。
驅(qū)動(dòng)電路部分由加熱控制電路和信號(hào)調(diào)節(jié)電路組成，加熱電路通過測(cè)量環(huán)境溫度控制加 熱電阻的溫度實(shí)現(xiàn)恒溫，通過信號(hào)調(diào)節(jié)電路可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器差分信號(hào)的放大，零點(diǎn)偏移的 調(diào)整及溫度偏移的補(bǔ)償。
本實(shí)用新型的有益效果在于取代了原有的熱線式空氣流量傳感器，因此進(jìn)一步增強(qiáng)了 空氣流量傳感器的測(cè)量精確度。提高了在空氣質(zhì)量流量突變下的瞬變相應(yīng)特性，且金屬薄膜 傳感器頭為平板式垂直面與空氣接觸，面積小，使得傳感器探頭保持清潔且壽命長。在計(jì)量 管的進(jìn)氣端加裝了塑料網(wǎng)格流動(dòng)整流器和金屬絲網(wǎng)，使流量傳感器能夠?qū)в兴榈臍饬鬟M(jìn) 行測(cè)量，而且對(duì)進(jìn)氣起到凈化左右。使干擾降到最小。本實(shí)用新型薄膜式空氣流量計(jì)的熱膜 在使用中不易被污染，可以保持較高的測(cè)量精度。


圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖2-圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)分解示意圖4為本實(shí)用新型計(jì)量管剖示圖5為本實(shí)用新型金屬絲網(wǎng)31結(jié)構(gòu)示意圖6為本實(shí)用新型塑料網(wǎng)格流動(dòng)整流器32結(jié)構(gòu)示意圖7為本實(shí)用新型電路方框示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明
結(jié)合圖1-圖6，本實(shí)施例包括機(jī)體1、設(shè)置在機(jī)體1內(nèi)的空氣通道11、安裝在空通道11 中的空氣流量傳感器2及空氣流量傳感器2的驅(qū)動(dòng)電路3,所述的空氣流量傳感器2包括支 架21及置于空氣通道11內(nèi)且固定連接在支架21 —端上的傳感器頭22，傳感器頭22電信號(hào) 連接驅(qū)動(dòng)電路，傳感器頭22在空氣通道11內(nèi)的一端設(shè)置有進(jìn)氣管，機(jī)體l內(nèi)的一端安裝有 計(jì)量管，計(jì)量管的進(jìn)氣端設(shè)置有塑料網(wǎng)格流動(dòng)整流器32和金屬絲網(wǎng)31，其中傳感器頭22是
由金屬薄膜221附襯在熱絕緣的矩形平板狀基板222上經(jīng)激光加工成柵狀形成的金屬薄膜傳 感器頭。
結(jié)合圖7，傳感器頭22包括電阻器和測(cè)量放大電路，電阻器連接測(cè)量放大電路和驅(qū)動(dòng)電 路，電阻器包括中心加熱區(qū)的加熱電阻和在加熱區(qū)上游和下游的測(cè)溫電阻，驅(qū)動(dòng)電路包括加 熱器控制電路和信號(hào)調(diào)節(jié)電路，加熱電阻連接加熱器控制電路，測(cè)溫電阻連接測(cè)量放大電路。 當(dāng)本實(shí)施例產(chǎn)品處在工作狀態(tài)時(shí)，金屬薄膜傳感器頭22設(shè)置有一固定的溫度，空氣經(jīng)機(jī)體l 內(nèi)的空氣通道通過傳感器頭22時(shí)，使傳感器頭22的溫度發(fā)生變化，而引起傳感器頭22的電 流發(fā)生變化，通過空氣流量傳感器2的驅(qū)動(dòng)電路3就會(huì)輸出一與空氣流量成正比的輸出電壓， 來實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)燃袖比的控制。
本實(shí)施例產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)電路部分由加熱控制電路和信號(hào)調(diào)節(jié)電路組成，加熱電路通過測(cè)量環(huán) 境溫度控制加熱電阻的溫度實(shí)現(xiàn)恒溫，同時(shí)采用成型的信號(hào)調(diào)節(jié)器對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行放大，溫 度補(bǔ)償和偏移量 ,方便了校準(zhǔn)過程，提高了測(cè)量精度。
權(quán)利要求1、一種薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器，它包括機(jī)體(1)、設(shè)置在機(jī)體(1)內(nèi)的空氣通道(11)和安裝在空氣通道(11)中的空氣流量傳感器(2)和空氣流量傳感器(2)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于空氣流量傳感器(2)包括支架(21)及置于空氣通道(11)內(nèi)且固定連接在支架(21)一端上的傳感器頭(22)，傳感器頭(22)電信號(hào)連接驅(qū)動(dòng)電路，機(jī)體(1)內(nèi)的一端安裝有計(jì)量管。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器，其特征在于:所述的傳感器頭(22) 包括電阻器和測(cè)量放大電路，電阻器連接測(cè)量放大電路和驅(qū)動(dòng)電路，電阻器包括中心加熱區(qū) 的加熱電阻和在加熱區(qū)上游和下游的測(cè)溫電阻，驅(qū)動(dòng)電路包括加熱器控制電路和信號(hào)調(diào)節(jié)電 路，加熱電阻連接加熱器控制電路，測(cè)溫電阻連接測(cè)量放大電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器，其特征在于所述的傳感 器頭(22)在空氣通道(11)內(nèi)的一端設(shè)置有進(jìn)氣管。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器，其特征在于所述的計(jì)量 管的進(jìn)氣端設(shè)置有塑料網(wǎng)格流動(dòng)整流器(32)和金屬絲網(wǎng)(31)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器，其特征在于所述的計(jì)量管的進(jìn) 氣端設(shè)置有塑料網(wǎng)格流動(dòng)整流器(32)和金屬絲網(wǎng)(31)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種薄膜式空氣質(zhì)量流量傳感器，它包括機(jī)體1、設(shè)置在機(jī)體1內(nèi)的空氣通道11和安裝在空氣通道11中的空氣流量傳感器2和空氣流量傳感器2的驅(qū)動(dòng)電路，空氣流量傳感器2包括支架21及置于空氣通道11內(nèi)且固定連接在支架21一端上的傳感器頭22，傳感器頭22電信號(hào)連接驅(qū)動(dòng)電路，機(jī)體1內(nèi)的一端安裝有計(jì)量管。本實(shí)用新型具有測(cè)得的空氣質(zhì)量流量數(shù)值的精確度高，在空氣質(zhì)量流量突變下的瞬變響應(yīng)特性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01F1/86GK201060016SQ20072011641
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月15日
發(fā)明者吳亞林, 張濱華, 鵬 王, 董加國, 陳海東, 偉 韓 申請(qǐng)人:哈爾濱市東北汽車電子工程技術(shù)研究開發(fā)中心