什么是热式测量原理 基于微机电系统(MEMS)的量热传感器元件是所有热式流量传感器的核心元件，比如燃气表中使用的传感器。传感器元件位于硅芯片表面的膜片，由一个微型加热元件和上下游温度传感器组成。电流通过微型加热元件时，膜片上产生温度变化曲线。无气流通过时，上下游温度传感器的温度相同。气流流过膜片表面时产生热流，膜片温度曲线开始波动，导致上下游温度传感器的温度发生变化。由此产生的传感器温差即成为可精准测量的传感器信号——温差越大，流过传感器元件的气体流速越大（流速函数）。

热式流量测量法以热对流物理效应为原理，传感器信号取决于两个因素：一是流过膜片的气体流速，二是被测混合天然气的热属性。
 

因此，如果热式流量传感器预先针对特定气体混合物进行校准，或通过预先设定程序，在流量测量过程中动态适应不同混合气体，就能实现气体精准测量。
 

燃气表可以用于测量将来可能出现的各种混合天然气，并且混合成分可能随时间而不断变化。在实际应用中难以做到预先针对所有可能出现的天然气混合物单独校准，因此Sensirion热式燃气表传感器采用专有的天然气和氢气动态识别程序，即使天然气混合成分发生改变，依然能准确测量气体流量。
 

测试设置

本文所展示的测试数据是通过热式流量传感器的动态气体识别程序记录的。根据EN 437:2018标准，该程序针对H、L和E 型天然气（含氢比例不超过23%）、纯氢和接近纯氢的气体进行了优化。流量传感器的输出信号经温度和压力补偿，单位为标准立方米/小时(m3/h)。
 

流量传感器测试使用的是普通燃气表样品外壳，流量传感器位于出口端（见图2a）。测试混合气体（见表1）由外部气体供应装置提供。测试采用音速喷嘴作为流量基准，在室温下进行。；流量测试装置示意图见图2b。

混氢天然气流量测量 图3为五个流量传感器在参考气体（空气、甲烷和分别含5%、10%和23%氢气的天然气混合气体）流量高达6m3/h（G4型燃气表）时的相对测量误差。黑线数值分别为± 3.5%和± 2.0%，代表欧洲计量器具指令(MID)2016/32/EC和国际法制计量组织(OIML) R 137提出的关于1.5精度等级的经温度补偿燃气表的最大允许误差限值。  

五个被测流量传感器的误差曲线都在最大允许误差范围内，也符合欧洲热式燃气表标准EN 17526和超声家用燃气表标准EN 14236规定的3%和1.5%的空气-燃气比例。