[發明專利]檢測傳感器的熱時間常數的風速計

有效

• 申請號: 201210425345.2
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN103105506A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 杰弗里·林恩·希思;哈利·約瑟夫·克里伯格;希思·狄克遜·斯圖爾特
• 申請（專利權）人: 凌力爾特公司
• 主分類號: G01P5/10
• 分類號: G01P5/10
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 王田

1.一種用于分析流體流的方法，其包括：

a.施加電力以導致二極管結的溫度從第一溫度改變到第二溫度；

b.改變所述電力以導致所述二極管結的所述溫度以大體上指數式速度從所述第二溫度向所述第一溫度改變，所述速度對應于時間常數，其中所述時間常數與同所述二極管結相互作用的流體流相關；

c.隨著所述溫度從所述第二溫度向所述第一溫度改變而在各個時間測量跨越所述二極管結的變化的電壓降；及

d.使所述時間常數與流體流相互關聯。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述二極管結是雙極型晶體管的基極發射極結。

3.根據權利要求1所述的方法，其中步驟a包括施加電流通過包括所述二極管結的半導體裝置以將所述二極管結加熱到所述第二溫度。

4.根據權利要求1所述的方法，其中步驟a包括將電流施加到熱耦合到所述二極管結的加熱器裝置以將所述二極管結加熱到所述第二溫度。

5.根據權利要求1所述的方法，其中步驟d包括執行最佳擬合曲線分析以計算所述溫度的改變速度。

6.根據權利要求1所述的方法，其中所述改變的電壓降的時間常數對應于從所述第二溫度到所述第一溫度的所述改變的所述時間常數，且其中步驟d包括使所述改變的電壓降的所述時間常數與流體速率相互關聯。

7.根據權利要求1所述的方法，其中步驟d包括使所述電壓降的改變速度與冷卻效率相互關聯。

8.根據權利要求1所述的方法，其中步驟d包括將傳遞函數應用到所述改變的電壓降的時間常數。

9.根據權利要求1所述的方法，其中步驟d包括將傳遞函數應用到所述改變的溫度的時間常數。

10.根據權利要求1所述的方法，其中散熱器熱耦合到所述二極管結，所述方法進一步包括使所述流體流過所述散熱器以將熱從所述二極管結移除。

11.根據權利要求10所述的方法，其進一步包括在不明顯地改變所述散熱器的表面積的情況下修整所述散熱器的質量，以控制所述散熱器的質量對表面積的比率。

12.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括以下步驟：分析所述電壓降的所述改變以確定所述電壓降的所述改變速度的任何變化是否在閾值之上，指示流體流瞬態，且如果這樣，取消所述溫度改變的所述時間常數作為流體流的精確指示。

13.根據權利要求1所述的方法，其中所述二極管結在封裝內，且所述封裝安裝到印刷電路板PCB上，所述方法進一步包括：

感測所述PCB的溫度；

檢測所述PCB的所述溫度中的瞬態；及

使用與所述PCB的所述溫度中的所述瞬態相關的數據校正步驟d中的流體流計算。

14.根據權利要求13所述的方法，其中所述感測所述PCB的所述溫度的步驟包括檢測跨越所述二極管結的電壓降。

15.根據權利要求1所述的方法，其中所述二極管結在封裝內，且所述封裝安裝到印刷電路板PCB上，所述方法進一步包括：

使用具有與所述二極管結的熱時間常數匹配的熱時間常數的溫度傳感器感測所述流體的溫度；

使用所述溫度傳感器檢測所述流體的所述溫度中的瞬態；及

使用與所述流體的所述溫度中的所述瞬態相關的數據校正步驟d中的流體流計算。

16.一種風速計，其包括：

a.安裝在封裝內的二極管結，所述封裝包括與所述二極管結電絕緣的金屬熱墊；

b.至少一個散熱器，其與所述熱墊熱接觸且從所述熱墊向外延伸，以用于使流體流過所述散熱器以將熱從所述二極管結移除；

c.至少一個溫度控制開關，其耦合到電源；

d.控制器，其用于在一時間間隔內控制所述至少一個溫度控制開關以將所述二極管結的溫度從第一溫度改變到第二溫度，接著允許所述二極管結的所述溫度以大體上指數式速度從所述第二溫度向所述第一溫度改變，所述速度對應于時間常數，其中所述時間常數與同所述二極管結相互作用的流體流相關；

e.數字處理器，其經配置以隨著溫度從所述第二溫度向所述第一溫度改變而在各個時間測量跨越所述二極管結的改變的電壓降；且

f.所述數字處理器經配置以使所述時間常數與流體流相互關聯。