热式 MEMS 流量传感器的工作原理

测量原理

在微流道内集成一个加热元件和位于其上下游的两个测温元件。无气流时，热量向两侧对称扩散，上下游温度相等，温差为零。

有气流经过时，热量被气流带向下游，上游测温点被冷却、下游被加热，产生温差。温差的大小与流经的质量流量存在确定的对应关系，通过出厂标定建立的曲线即可换算出流量值。

为什么低流速段分辨率高

差压式流量计的输出信号与流速的平方相关，流速降低时信号衰减很快，小流量段几乎淹没在噪声里。热式测量的温差信号在低流速段变化更敏感，因此在小流量区间的分辨率优势明显。

这决定了两类方案的适用边界：需要长期计量小流量的场景（如户用燃气计量）通常选热式；量程宽、以中大流量为主的工业管道更多用差压式或涡街式。

选型时容易被忽略的三点

介质洁净度。 敏感元件直接暴露在流道内，粉尘、油污与冷凝水附着会改变热传导路径，造成长期漂移。用于非洁净介质时必须在流道设计中考虑过滤与旁通。

安装姿态。 流道内的流场分布影响测量一致性，传感器前后需要保留足够的直管段，安装位置和方向应与标定时保持一致。

零点漂移。 长期使用后的零点漂移比初始精度更影响计量准确性，尤其在小流量场景。选型时应关注供应商给出的长期稳定性数据而非仅看常温精度。