薄膜式空氣品質流量傳感器的製作方法

2023-08-11 06:06:31

專利名稱：薄膜式空氣品質流量傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車流量傳感器，具體涉及一種適用於測量機動車內燃機進入的空 氣質量流量的薄膜式空氣品質流量傳感器。
(二)
背景技術：
內燃機進氣空氣流量是一個非常重要的測量參數。現代電控汽油噴射系統能否正確地將 空燃比控制在所要求的範圍內，決定了發動機的動力性、經濟性和排放性能指標，而汽油機 空燃比的調節是採用調整與進氣量相匹配的噴油量的方式。因此，進氣空氣流量的測量是控 制空燃比的基礎。目前，各種不同類型的電控汽油噴射系統中所使用的進氣空氣流量測量方 法可分為兩大類 一類是間接測量法，即測量進氣歧管絕對壓力，然後通過進氣溫度、空氣 密度和發動機轉速來計算出進氣空氣品質流量，由於此方法屬於間接測量，其精度較低；第 二類是直接測量法，可分為體積流量測量和質量流量測量兩種。體積流量測量有卡門渦旋式 空氣流量計和翼板式空氣流量計，質量流量測量有熱線式空氣流量計和熱膜式空氣流量計。 噴油量是根據進氣的空氣品質決定噴油量的，所以，體積流量的測量結果還要乘以通過測量 大氣壓力和大氣溫度計算出的空氣密度，這樣其進氣空氣品質流量測量精度也稍低。用熱線 或熱膜式質量流量計測量的直接是進氣空氣品質流量，毋須進行計算或修正，測量精度較高。 但熱線式空氣流量計的熱絲在使用中易被汙染，影響傳熱，使測量精度降低。
(三) 發明內容
本實用新型的目的在於提供一種結構簡單，使用方便，能夠提高空氣品質流量測定的靈 敏度，使用壽命長的薄膜式空氣品質流量傳感器。
本實用新型的目的是這樣實現的它包括機體l、設置在機體l內的空氣通道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的驅動電路，空氣流量傳感器2包 括支架21及置於空氣通道11內且固定連接在支架21 —端上的傳感器頭22，傳感器頭22電 信號連接驅動電路，機體l內的一端安裝有計量管。
本實用新型還有這樣一些技術特徵
1、 所述的傳感器頭22包括電阻器和測量放大電路，電阻器連接測量放大電路和驅動電 路，電阻器包括中心加熱區的加熱電阻和在加熱區上遊和下遊的測溫電阻，驅動電路包括加 熱器控制電路和信號調節電路，加熱電阻連接加熱器控制電路，測溫電阻連接測量放大電路;
2、 所述的傳感器頭22在空氣通道11內的一端設置有進氣管；
3、 所述的計量管的進氣端設置有塑料網格流動整流器32和金屬絲網31。
為了測量氣體流量，本實用新型在傳感器頭上設置有加熱電阻和測溫電阻。測溫電阻主 要是作為電阻溫度計使用。為了測量氣體質量流量，在氣流方向上依次設置測溫電阻和加熱 電阻。氣體在加熱電阻的作用下的溫度變化取決於其氣流質量流量。在加熱電阻的加熱功率 範圍內，根據測溫電阻所測得的溫度值的不同可以確定氣體的質量流量。加熱電阻的電壓供 給和測溫元件測量數據獲得藉助於傳感器的驅動電路來實現。
本實用新型中傳感器頭主要是由矽基板層、二氧化矽絕緣層和加工成柵狀的金屬鉑膜電 阻層構成。由於採用了這樣的結構，增強了空氣品質流量傳感器測得的空氣品質流量數值的 精確度，提高了在空氣品質流量突變下的瞬變響應特性，降低了熱量在傳遞的過程中的損耗。
驅動電路部分由加熱控制電路和信號調節電路組成，加熱電路通過測量環境溫度控制加 熱電阻的溫度實現恆溫，通過信號調節電路可以實現對傳感器差分信號的放大，零點偏移的 調整及溫度偏移的補償。
本實用新型的有益效果在於取代了原有的熱線式空氣流量傳感器，因此進一步增強了 空氣流量傳感器的測量精確度。提高了在空氣品質流量突變下的瞬變相應特性，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。在計量 管的進氣端加裝了塑料網格流動整流器和金屬絲網，使流量傳感器能夠對帶有水珠的氣流進 行測量，而且對進氣起到淨化左右。使幹擾降到最小。本實用新型薄膜式空氣流量計的熱膜 在使用中不易被汙染，可以保持較高的測量精度。


圖l為本實用新型結構示意圖2-圖3為本實用新型結構分解示意圖4為本實用新型計量管剖示圖5為本實用新型金屬絲網31結構示意圖6為本實用新型塑料網格流動整流器32結構示意圖7為本實用新型電路方框示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明
結合圖1-圖6，本實施例包括機體1、設置在機體1內的空氣通道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的驅動電路3,所述的空氣流量傳感器2包括支 架21及置於空氣通道11內且固定連接在支架21 —端上的傳感器頭22，傳感器頭22電信號 連接驅動電路，傳感器頭22在空氣通道11內的一端設置有進氣管，機體l內的一端安裝有 計量管，計量管的進氣端設置有塑料網格流動整流器32和金屬絲網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上經雷射加工成柵狀形成的金屬薄膜傳 感器頭。
結合圖7，傳感器頭22包括電阻器和測量放大電路，電阻器連接測量放大電路和驅動電 路，電阻器包括中心加熱區的加熱電阻和在加熱區上遊和下遊的測溫電阻，驅動電路包括加 熱器控制電路和信號調節電路，加熱電阻連接加熱器控制電路，測溫電阻連接測量放大電路。 當本實施例產品處在工作狀態時，金屬薄膜傳感器頭22設置有一固定的溫度，空氣經機體l 內的空氣通道通過傳感器頭22時，使傳感器頭22的溫度發生變化，而引起傳感器頭22的電 流發生變化，通過空氣流量傳感器2的驅動電路3就會輸出一與空氣流量成正比的輸出電壓， 來實現對內燃機燃袖比的控制。
本實施例產品驅動電路部分由加熱控制電路和信號調節電路組成，加熱電路通過測量環 境溫度控制加熱電阻的溫度實現恆溫，同時採用成型的信號調節器對差分信號進行放大，溫 度補償和偏移量 ,方便了校準過程，提高了測量精度。
權利要求1、一種薄膜式空氣品質流量傳感器，它包括機體(1)、設置在機體(1)內的空氣通道(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)的驅動電路，其特徵在於空氣流量傳感器(2)包括支架(21)及置於空氣通道(11)內且固定連接在支架(21)一端上的傳感器頭(22)，傳感器頭(22)電信號連接驅動電路，機體(1)內的一端安裝有計量管。
2、 根據權利要求1所述的薄膜式空氣品質流量傳感器，其特徵在於:所述的傳感器頭(22) 包括電阻器和測量放大電路，電阻器連接測量放大電路和驅動電路，電阻器包括中心加熱區 的加熱電阻和在加熱區上遊和下遊的測溫電阻，驅動電路包括加熱器控制電路和信號調節電 路，加熱電阻連接加熱器控制電路，測溫電阻連接測量放大電路。
3、 根據權利要求1或者2所述的薄膜式空氣品質流量傳感器，其特徵在於所述的傳感 器頭(22)在空氣通道(11)內的一端設置有進氣管。
4、 根據權利要求1或者2所述的薄膜式空氣品質流量傳感器，其特徵在於所述的計量 管的進氣端設置有塑料網格流動整流器(32)和金屬絲網(31)。
5、 根據權利要求3所述的薄膜式空氣品質流量傳感器，其特徵在於所述的計量管的進 氣端設置有塑料網格流動整流器(32)和金屬絲網(31)。
專利摘要本實用新型提供了一種薄膜式空氣品質流量傳感器，它包括機體1、設置在機體1內的空氣通道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的驅動電路，空氣流量傳感器2包括支架21及置於空氣通道11內且固定連接在支架21一端上的傳感器頭22，傳感器頭22電信號連接驅動電路，機體1內的一端安裝有計量管。本實用新型具有測得的空氣品質流量數值的精確度高，在空氣品質流量突變下的瞬變響應特性好等優點。
文檔編號G01F1/86GK201060016SQ20072011641
公開日2008年5月14日 申請日期2007年6月15日 優先權日2007年6月15日
發明者吳亞林, 張濱華, 鵬 王, 董加國, 陳海東, 偉 韓 申請人:哈爾濱市東北汽車電子工程技術研究開發中心