[發明專利]具有壓力感測元件和流量感測元件的集成傳感器裝置

有效

• 申請號: 202010264811.8
• 申請日: 2020-04-07
• 公開（公告）號: CN111795718B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 理查德·查爾斯·索倫森;史蒂文·洛厄里;伊恩·本特利
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01P5/12;G01N25/20;G01N25/18;G01L11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;陳嵐

本發明題為“具有壓力感測元件和流量感測元件的集成傳感器裝置”。本發明提供了用于計算氣態物質的熱導率的裝置。該裝置包括：基底；覆蓋構件，該覆蓋構件設置在基底上，其中覆蓋構件包括用于氣態物質的流動隧道；流量感測元件，該流量感測元件設置在基底上，其中流量感測元件暴露于流動隧道中的氣態物質；和壓力感測元件，該壓力感測元件設置在基底上，其中壓力感測元件暴露于流動隧道中的氣態物質。

技術領域

本公開整體涉及用于集成傳感器裝置的裝置、系統和方法。更具體地，本公開描述了與具有用于計算(例如但不限于)物質的熱導率的流量感測元件(諸如微型機電系統(MEMS)流量感測管芯)和壓力感測元件(諸如MEMS壓力感測管芯)的集成傳感器裝置有關的裝置、系統和方法。

背景技術

熱導率的測量對于多種基于傳感器的裝置和方法而言是必要的。一般來講，術語“熱導率”是指物質(例如，諸如空氣之類的氣態物質)傳遞能量(以熱量的形式)的能力的量度。通常，具有低熱導率的物質比具有高熱導率的物質以較低的速率傳遞熱量。

申請人已識別出與確定熱導率相關的現有方法、裝置和系統相關聯的許多缺陷和問題。例如，許多設備不提供測量氣態物質的熱導率的能力。因此，本領域需要用于確定氣態物質的熱導率的改進的系統和方法。

發明內容

本文所述的各種實施方案涉及用于提供集成傳感器裝置的方法、裝置和系統。具體地，各種實施方案涉及集成傳感器裝置，該集成傳感器裝置具有設置在流動路徑上的一個或多個壓力感測元件和一個或多個流量感測元件，以用于計算(諸如但不限于)氣態物質的熱導率。

根據各種實施方案，提供了裝置。該裝置包括基底、覆蓋構件、流量感測元件和壓力感測元件，覆蓋構件包括流動隧道，流量感測元件設置在基底上，壓力感測元件設置在基底上。在一些實施方案中，覆蓋構件設置在基底上并且被構造為使得氣態物質能夠流過流動隧道。在一些實施方案中，流量感測元件暴露于流動隧道中的氣態物質并且被構造用于感測氣態物質通過流動隧道的流速。在一些實施方案中，壓力感測元件暴露于流動隧道中的氣態物質并且被構造用于感測流動隧道中的氣態物質的壓力。

在一些實施方案中，覆蓋構件包括第一端口和第二端口，第一端口具有第一開口，第二端口具有第二開口。在一些實施方案中，第一開口和第二開口通過流動隧道彼此連接。

在一些實施方案中，該裝置還包括設置在基底與覆蓋構件之間的中間層，并且該中間層包括隧道腔體。

在一些實施方案中，流量感測元件包括加熱器電阻器、第一溫度感測電阻器和第二溫度感測電阻器。在一些實施方案中，加熱器電阻器、第一溫度感測電阻器和第二溫度感測電阻器設置在基底上。

在一些實施方案中，加熱器電阻器設置在基底上的第一溫度感測電阻器與第二溫度感測電阻器之間。

在一些實施方案中，流量感測元件為微型機電系統(MEMS)流量感測管芯。在一些實施方案中，壓力感測元件為微型機電系統(MEMS)壓力感測管芯。

在一些實施方案中，該裝置還包括設置在基底上的處理電路系統，并且該處理電路系統電耦合至流量感測元件和壓力感測元件。

在一些實施方案中，流量感測元件被構造為將指示氣態物質的傳熱率的第一信號傳輸到處理電路系統，并且壓力感測元件被構造為將指示氣態物質的壓力的第二信號傳輸到處理電路系統。

在一些實施方案中，該裝置還包括存儲處理功能的存儲器電路系統。在一些實施方案中，存儲器電路系統和處理功能被配置為利用處理電路系統使裝置基于第一信號和第二信號來計算氣態物質的熱導率。