DD282513A5 - MICROMECHANICAL ELECTRIC CALORIC FLOWMETER - Google Patents

MICROMECHANICAL ELECTRIC CALORIC FLOWMETER Download PDF

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DD282513A5
DD282513A5 DD32780089A DD32780089A DD282513A5 DD 282513 A5 DD282513 A5 DD 282513A5 DD 32780089 A DD32780089 A DD 32780089A DD 32780089 A DD32780089 A DD 32780089A DD 282513 A5 DD282513 A5 DD 282513A5
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flow
measuring
electrocaloric
micromechanical
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DD32780089A
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Inventor
Frank Neumann
Martin Schulze
Frank Jungandreas
Gunthar Marquardt
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Elektromat Veb
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen mikromechanischen elektrokalorischen Durchfluszmengenmesser fuer kleine Stroemungsgeschwindigkeiten bzw. geringe Gasmengen. Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen Durchfluszmengenmesser zu schaffen, der einen einfachen mechanischen Aufbau besitzt, in seinen geometrischen Abmessungen klein ist und kleine thermische Zeitkonstanten aufweist. Erfindungsgemaesz besteht der Durchfluszmengenmesser aus zwei fest miteinander verbundenen plattenfoermigen Traegern (1, 2), von denen wenigstens einer der Traeger (1, 2) mit einer sich laengs erstreckenden grabenfoermigen, einen Stroemungskanal (8) bildenden Vertiefung mit trapezfoermigen, dreieckigen, runden oder halbrunden Querschnitt versehen ist und der zweite plattenfoermige Traeger (1, 2) den Stroemungskanal abdeckt. Dem Stroemungskanal (8) sind an sich bekannte Gaseintritts- und Gasaustrittsoeffnungen (3, 6) zugeordnet. Im Bereich des Stroemungskanales (8) sind vorzugsweise als Halbleiterwiderstaende, Dioden, Transistoren oder Duennfilmwiderstaende ausgebildete Mesz- und/bzw. Heizelemente (4 a, 4 b, 4 c) in Laengsrichtung des Stroemungskanales (8) nebeneinander angeordnet. Fig. 1{Durchfluszmengenmesser; Gas; Stroemungsgeschwindigkeit; Zeitkonstante; Traeger; Stroemungskanal; Meszelement; Heizelement; Halbleiterwiderstand; Transistor; Diode}The invention relates to a micromechanical electrocaloric flowmeter for small flow velocities or small amounts of gas. The object of the invention is to provide a flow meter which has a simple mechanical structure, is small in its geometrical dimensions and has small thermal time constants. According to the invention, the flow rate meter consists of two plate-shaped carriers (1, 2) firmly connected to each other, of which at least one of the carriers (1, 2) has a recess with trapezoidal, triangular, round or semicircular elongation forming a longitudinally extending trench-shaped channel forming a flow channel (8) Cross-section is provided and the second plate-shaped Traeger (1, 2) covers the flow channel. The flow channel (8) are associated with known gas inlet and Gasaustrittsoeffnungen (3, 6). In the region of the flow channel (8), measuring and / or measuring elements are preferably formed as semiconductor resistors, diodes, transistors or thin-film resistors. Heating elements (4 a, 4 b, 4 c) in the longitudinal direction of the flow channel (8) arranged side by side. Fig. 1 {flow meter; Gas; flow velocities; Time constant; Carrier; flow channel; Meszelement; heating element; Semiconductor resistor; Transistor; Diode}

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf einen mikromechanischen elektrokalorischen Durchflußmengenmesser für die Durcii/Iußmengenmessung von Gasen für kleine Strömungsgeschwindigkeiten bzw. geringe Gasmengen, zum Beispiel in der chemischen Industrie, der Verfahrenstechnik oder der Halbleiterfertigung.The invention relates to a micromechanical electrocaloric flow meter for the Durcii / Feußmengenmessung of gases for small flow rates or small amounts of gas, for example in the chemical industry, process engineering or semiconductor manufacturing.

-2- 282 513 Charakteristik des bekannten Standes der Technik-2- 282 513 Characteristic of the known state of the art

Durchflußmengenmesser, die nach dem klassischen Anemometerprinzip arbeiten, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt.Flow meters that operate on the classical anemometer principle are known in various embodiments.

In der DE 3444347 A1 wird eine Vorrichtung zur Luftmengenmessung beschrieben, die nach diesem Prinzip arbeitet. In einem Rohr sind dazu Widerstände eingebracht, die zur Messung der strömenden Luftmenge verwendet werden, indem die Widerstandsänderung infolge der durch das strömende Gas bewirkten Temperaturänderung ausgewertet wird. Die Widerstände befinden sich bei dieser Vorrichtung auf eigenen Trägern.In DE 3444347 A1, a device for air flow measurement is described, which operates on this principle. In a tube to resistances are introduced, which are used to measure the amount of air flowing by the resistance change is evaluated as a result of the temperature change caused by the flowing gas. The resistors are in this device on their own carriers.

In der US-PS 4677850 wird ein Gerät zur Bestimmung der Flußrate vorgestellt, bei dem in einem schaltkreisähnlichem Gehäuse ein Strömungskanal angeordnet ist, bei dem sich die Gasein- und -austrittsöffnungen jeweils an der Stirnseite des Gehäuses befinden. In diesem Gehäuse sind im Strömungskanal mehrere Halbleiterchips angeordnet, von denen der erste Halbleiterchip einen Temperatursensor, der zweite einen Temperatursensor und zusätzlich einen Heizer trägt.In US-PS 4677850 a device for determining the flow rate is presented in which in a circuit-like housing, a flow channel is arranged, in which the gas inlet and outlet openings are respectively at the front side of the housing. In this housing, a plurality of semiconductor chips are arranged in the flow channel, of which the first semiconductor chip carries a temperature sensor, the second a temperature sensor and in addition a heater.

Ein weiteres Gasflußmeßgerät wird in der US-PS 4409828 beschrieben, bei dem ein elektrischer Heizer zwischen zwei temperaturabhängigen Widerständen angeordnet ist. Diese Anordnung befindet sich in einem Rohr, durch das der zu messende Gasstrom fließt. Ein elektronischer Schaltkreis regelt die Heizleistung und bestimmt damit die Temperaturdifferenz zwischen den beiden temperaturabhängige Widerständen und stellt ein dem Durchfluß proportionales Ausgangssignal bereit. Dia verwendeten Widerstände bestehen aus Platindreht, der auf einen Träger aufgebracht ist.Another Gasflußmeßgerät is described in US-PS 4409828, in which an electric heater between two temperature-dependent resistors is arranged. This arrangement is located in a tube through which the gas flow to be measured flows. An electronic circuit controls the heating power and thus determines the temperature difference between the two temperature-dependent resistors and provides an output signal proportional to the flow. Dia used resistors consist of platinum twist, which is applied to a support.

In der Offenlegungsschrift DE 3638138 wird eine Vorrichtung zur Bestimmung der Masse eines strömenden Mediums vorgeschlagen, bei der auf einem zungenförmigen Träger, welcher durch das strömende Medium umströmt wird, Heiz- und Temperaturwiderstände aufgebracht sind. Die Heizleistung wird so geregelt, daß der Temperaturmeßwiderstand eine konstante Temperatur einhält. Die Größe der Heizleistung ist ein Maß für die Masse des strömenden Mediums.In the published patent application DE 3638138 a device for determining the mass of a flowing medium is proposed, in which heating and temperature resistances are applied to a tongue-shaped carrier, which is flowed around by the flowing medium. The heating power is controlled so that the temperature measuring a constant temperature. The size of the heating power is a measure of the mass of the flowing medium.

In der EP-PS 0203622 wird ein thermischer K jssenflußmesser und Regler vorgestellt. In ein Siliziumsubstrat sind Strömungskanäle geätzt, die von freitragenden Brücken überspannt werden. Diese Brücken tragen die Meßelemente, die als Widerstände, Dioden oder Transistoren ausgebildet sein können. Mit Hilfe einer Brückenschaltung wird ein Signal gewonnen, das eine Aussage über den jeweiligen Massenfluß gibt. Dieses Signal steuert ein Ventil, das den Massenfluß regelt.In EP-PS 0203622 a thermal K yssenflußmesser and controller is presented. In a silicon substrate flow channels are etched, which are spanned by cantilevered bridges. These bridges carry the measuring elements, which can be designed as resistors, diodes or transistors. With the help of a bridge circuit, a signal is obtained, which gives a statement about the respective mass flow. This signal controls a valve that controls the mass flow.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, einen mikromechanischen elektrokalorischen Durchflußmengenmesser zu schaffen, der einen einfachen mechanischen Aufbau besitzt, in seinen geometrischen Abmessungen klein ist, kleine thermische Zeitkonstanten aufweist und sich technologisch einfach und rationell fertigen läßt.The object of the invention is to provide a micromechanical electrocaloric flow meter, which has a simple mechanical structure, is small in its geometric dimensions, has small thermal time constants and can be manufactured technologically simple and efficient.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mikromechanischen elektrokalorischen Durchflußmengenmesser für niedrige Strömungsgeschwindigkeiten bzw. geringe Gasmengen zu schaffen, der einen großen Meßbereich aufweist, eine optimale Anpassung an die konstruktiv-geometrischen Verhältnisse des Sensors als auch an die geforderten Strömungsverhältnisse ermöglicht und der eine geringe thermische Zeitkonstante der Meß- und/bzw. Heizelemente aufweist.The invention has for its object to provide a micromechanical electrocaloric flow meter for low flow velocities and small amounts of gas, which has a large measuring range, allows optimal adaptation to the constructive-geometric relationships of the sensor as well as the required flow conditions and a low thermal Time constant of the measuring and / or. Has heating elements.

Zur Lösung der Aufgabe wird von einem mikromechanischen elektrokalorischen Durchflußmengenmesser mit einem in einem Gehäuse angeordneten Strömungskanal mit Gasein- und Austrittsöffnungen, sowie dem Strömungskanal zugeordneten Meß- und Heizelementen, beispielsweise Widerständen, ausgegangen.To achieve the object of a micromechanical electrocaloric flow meter with a arranged in a housing flow channel with gas inlet and outlet openings, and the flow channel associated measuring and heating elements, such as resistors assumed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Durchflußmengenmesser aus zwei fest miteinander verbundenen plattenförmigen Trägern besteht, von denen wenigstens einer der Träger mit einer sich längs erstreckenden grabenförmigen, einen Strömungskanal bildenden Vertiefung mit trapezförmigen, dreieckigen, runden oder halbrunden Querschnitt versehen ist und der zweite plattenförmige Träger den Strömungskanal abdeckt. Dem Strömungskanal sind an sich bekannte Gasein- und austrittsöffnungen zugeordnet. Im Bereich des Strömungskanales sind vorzugsweise als Halbleiterwiderstände, Dioden, Transistoren oder Dünnfilmwiderstände ausgebildete Meß- und/bzw. Heizelemente in Längsrichtung des Strömungskanales nebeneinander angeordnet.According to the invention the object is achieved in that the flow meter consists of two firmly interconnected plate-shaped carriers, of which at least one of the carrier with a longitudinally extending trench-shaped, a flow channel forming recess is provided with trapezoidal, triangular, round or half-round cross-section and the second plate-shaped support covers the flow channel. The flow channel are assigned to known gas inlet and outlet openings. In the region of the flow channel are preferably designed as semiconductor resistors, diodes, transistors or thin-film resistors measuring and / or. Heating elements in the longitudinal direction of the flow channel arranged side by side.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Meß- und/bzw. Heizelemente auf der dem Strömungskanal abgewandten Seite unmittelbar an dessen Wand angeordnet, dener zur Vermeidung von Wärmeverlusten neben den Meß- und/bzw. Heizelementen parallel zum Strömungskanal Wärmeisolation.sgräben zugeordnet sein können.In one embodiment of the invention, the measuring and / or. Heating elements arranged on the side facing away from the flow channel directly to the wall, dener to avoid heat losses in addition to the measuring and / or. Heating elements can be assigned parallel to the flow channel Wärmeisolation.sgräben.

Für die Verringerung von Wärmeverliisten können die Meß- und/bzw. Heizelemente mit einer Wärmeisolation abgedeckt bzw. in diese eingebettet werden.To reduce Wärmeverliisten the measuring and / or. Heating elements are covered or embedded in a heat insulation.

Zur Verringerung der thermischen Zeitkonstante sind die Meß- und/bzw. Heizelemente in einer Ausgestaltung der Erfindung auf der dem Strömungskanal zugewandten Seite über die gesamte Wandbreite des Strömungskanales aufgebracht.To reduce the thermal time constant, the measuring and / or. Heating elements applied in one embodiment of the invention on the side facing the flow channel over the entire wall width of the flow channel.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Meß- und/bzw. Heizelemente zum Schutz vor aggressiven Gasen mit einer Passivierungsschicht versehen.In a further embodiment of the invention, the measuring and / or. Heating elements are provided with a passivation layer for protection against aggressive gases.

Die Gasein- und -austrittsöffnungen können senkrecht zum Strömungskanal an dessen Enden angebracht werden. Zur Parallelschaltung eines Bypasses kann gegenüber der Gasaustrittsöffnung eine weitere Gasaustrittsöffnung vorgesehen v/erden.The gas inlet and outlet openings can be mounted perpendicular to the flow channel at its ends. For the parallel connection of a bypass, a further gas outlet opening can be provided opposite the gas outlet opening.

Es ist weiterhin möglich, beide plattenförmigen Träger mit Meß- und/bzw. Heizelementen zu versehen, oder lediglich insgesamt zwei Meß- und/bzw. Heizelementen verwenden.It is also possible, both plate-shaped carrier with measuring and / or. To provide heating elements, or only a total of two measuring and / or. Use heating elements.

Um den mikromechanischen elektrokalorischen Durchflußmengenmesser mit in der Halbleitertechnologie bekannten Verfahren herstellen zu können, ist es zweckmäßig, für die plattenförmigen Träger einkristallines Material, beispielsweise Halbleitermaterial, zu verwenden.In order to be able to produce the micromechanical electrocaloric flow meter using methods known in semiconductor technology, it is expedient to use monocrystalline material, for example semiconductor material, for the plate-shaped carriers.

In einer weiteren Variante der Erfindung können für die plattenförmigen Träger keramische Werkstoffe oder Glas verwendet werden.In a further variant of the invention, ceramic materials or glass can be used for the plate-shaped carrier.

Die Strömungskanäle für den Durchflußmengenmesser werden in einen plattenförmigen Träger eingebracht, der von oinem zweiten plattenförmigen Träger abgedeckt wird. Die Oberfläche dieses zweiten Trägers kann plan sein oder deckungsgleich zum ersten Träger einen Strömungskanal enthalten. Die geometrische Gestalt des Durchflußmengenmessors wird durch die ihn aufnehmende Fassung bestimmt.The flow channels for the flow meter are placed in a plate-shaped carrier which is covered by a second plate-shaped carrier. The surface of this second carrier may be flat or contain a flow channel congruent to the first carrier. The geometric shape of the flow meter is determined by the socket receiving it.

Die Größe des Strömungskanals bestimmt den durch den Durchflußmengenmesser strömenden Gasstrom. Durch geeignete Wahl der Größe des Strömungskanals kann eine Anpassung der Durchflußmenge an den jeweiligen Einsatzfall erfolgen. Die Strömungskanäle können sowohl parallel als auch senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Gases angeordnet sein. Bei paralleler Anordnung sind die Gaseintritts- und -austrittsöffnungen an den Stirnseiten des Durchflußmengenmessers angeordnet. Bei senkrechter Anordnung werden die Gasein- und -austrittsöffnungen in den senkrecht zu den Strömungskanälen befindlichen Trägern eingebracht.The size of the flow channel determines the flow of gas flowing through the flowmeter. By a suitable choice of the size of the flow channel, the flow rate can be adapted to the particular application. The flow channels can be arranged both parallel and perpendicular to the main flow direction of the gas. In a parallel arrangement, the gas inlet and outlet openings are arranged on the front sides of the flow meter. In a vertical arrangement, the gas inlet and outlet openings are placed in the carriers located perpendicular to the flow channels.

In der Wand der Strömungskanäle befinden sich die eigentlichen Meß- und/bzw. Heizelemente. Diese können als Widerstände oder pn-Übergänge (Transistoren, Dioden) ausgebildet werden. Die in Strömungsrichtung des Gases gelegenen äußeren Meßund/bzw. Heizelemente dienen der Temperaturmessung und das in der Mitte befindliche Element dient zur Heizung. Aus der gemessenen Temperaturdifferenz und der zugeführten Heizleistung kann die Durchflußmenge des Gases bestimmt werden. Die Fertigung und Montage der einzelnen Elemente für den Durchflußmengenmesser ist mit den bekannten technologischen Verfahren der Mikromechanik sehr einfach und wirtschaftlich möglich.In the wall of the flow channels are the actual measuring and / or. Heating elements. These can be formed as resistors or pn junctions (transistors, diodes). The located in the flow direction of the gas outer Meßund / or. Heating elements are used for temperature measurement and the central element is used for heating. From the measured temperature difference and the supplied heating power, the flow rate of the gas can be determined. The manufacture and assembly of the individual elements for the flow meter is very simple and economically possible with the known technological methods of micromechanics.

Ausfuhrungsbeispielexemplary Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: einen mikromechanischen elektrokalorischen Durchflußmengenmesser; Fig. 2: eine Ausführung des Durchflußmengenmessers; und1 shows a micromechanical electrocaloric flow meter; Fig. 2: an embodiment of the flowmeter; and

Fig. 3: eine Ausführung des Durchflußmengenmessers mit senkrecht zum Strömungskanal angeordneten Ein- und Austrittsöffnungen.Fig. 3: an embodiment of the flow meter with arranged perpendicular to the flow channel inlet and outlet openings.

Gemäß Fig. 1 wird der Durchflußmengenmesser aus 2 plattenförmigen Trägern 1,2 gebildet, in denen der Strömungskanal 81, the flow meter is formed from 2 plate-shaped straps 1,2, in which the flow channel. 8

eingearbeitet ist. Der Gasstrom tritt durch die Gaseintrittsöffnung 3 in den Strömungskanal ein und verläßt ihn durch dieis incorporated. The gas stream enters through the gas inlet opening 3 in the flow channel and leaves it through the

Gasaustrittsöffnung 6. Auf der Rückseite des plattenförmigen Trägers 2 befinden sich genau auf der Wand des StrömungskanalsGas outlet opening 6. On the back of the plate-shaped support 2 are located exactly on the wall of the flow channel

die Meß- und/bzw. Heizelemente 4a, 4b, 4c mit ihren Bondinseln 5a, 5b, 5c. Zur Erreichung einer kurzen thermischenthe measuring and / or. Heating elements 4a, 4b, 4c with their bonding islands 5a, 5b, 5c. To achieve a short thermal

Zeitkonstanta wird die Wand des Strömungskanals an den Stellen, an denen sich die Meß- und/bzw. Heizelemente befinden, soZeitkonstanta the wall of the flow channel at the points where the measuring and / or. Heating elements are located, so

dünn wie möglich gehalten. Neben den Meß- und/bzw. Heizelementen 4a, 4b, 4c sind Wärmeisolationsgräben 7 angeordnet,die die Wärmeleitung zwischen Meßstelle und Träger einschränken. Mit den Meßelementen 4a und 4c wird die Temperatur deskept thin as possible. In addition to the measuring and / or. Heating elements 4a, 4b, 4c heat insulation trenches 7 are arranged, which limit the heat conduction between the measuring point and the carrier. With the measuring elements 4a and 4c, the temperature of

Gases vor beziehungsweise hinter der Heizstelle 4 b gemessen. Die Meß- und/bzw. Heizelemente können als elektrischeGas before or behind the heating 4 b measured. The measuring and / or. Heating elements can be considered electrical Dünnschichtmetallwiderstände, Halbleiterwiderstände, Dioden oder Ί ransistoren ausgebildet sein.Thin film metal resistors, semiconductor resistors, diodes or ausgebildet ransistoren be formed. Die Meß- und/bzw. Heizelemente 4 a, 4 b und 4c können rückseitig mit einer wärmeisolierenden Schicht abgedeckt werden, dieThe measuring and / or. Heating elements 4 a, 4 b and 4 c can be covered on the back with a heat-insulating layer, the

die Aufgabe besitzt, die auftretenden Wärmeverluste zu minimieren und die Meßanordnung gegen störende äußerehas the task to minimize the heat losses occurring and the measuring device against disturbing external

Wärmeströmungen zu isolieren.To isolate heat flows. Der Vorteil dieser Ausführung besteht darin, daß die Meß- und/bzw. Heizelemente und die Leitbahnen sich außerhalb desThe advantage of this design is that the measuring and / or. Heating elements and the tracks outside the Strömungskanals befinden und somit vor korrosiven Fluiden geschützt sind.Flow channels are thus protected against corrosive fluids. Eine weitere Ausführungsvariante wird in Fig. 2 gezeigt. Sie besteht aus 2 plattenförmigen Trägern 1,2, von denen nur derA further embodiment variant is shown in FIG. 2. It consists of 2 plate-shaped straps 1,2, of which only the Träger 1 den Strömungskanal beinhaltet. Der Träger 2 deckt den Strömungskanal ab. Auf der dem StrömungskanalCarrier 1 includes the flow channel. The carrier 2 covers the flow channel. On the flow channel

zugewandten Seite des Trägers 2 befinden sich die Meß- und/bzw. Heizelemente 4. Ihre Abmessungen sind so gestaltet, daß diefacing side of the carrier 2 are the measuring and / or. Heaters 4. Their dimensions are designed so that the

Elemente voll im Strömungskanal liegen. Die Bondinseln 5 a, 5 b und 5c ragen seitlich über den Träger 1 hinaus. Der Träger 2 istElements are fully in the flow channel. The bonding pads 5 a, 5 b and 5 c protrude laterally beyond the carrier 1. The carrier 2 is

in einen wärmeisolierenden Körper 10 eingebettet. Die in dem Strömungskanal befindlichen Meß- und/bzw. Heizelemente 4sind zum Schutz vor den strömenden Gasen mit einer Passivierungsschicht versehen.embedded in a heat-insulating body 10. The located in the flow channel measuring and / or. Heating elements 4 are provided with a passivation layer for protection against the flowing gases.

Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß die thermische Zeitkonstante sehr klein ist.The advantage of this embodiment is that the thermal time constant is very small. Eine dritte Ausführungsvariante zeigt Fig.3. Die Gasein- und -austrittsöffnungen 3 und 6 sind senkrecht zum Strömungskanal 8A third embodiment is shown in FIG. The gas inlet and outlet openings 3 and 6 are perpendicular to the flow channel eighth

angeordnet. Zusätzlich kann in den Träger 1 gegenüber der Gaseintrittsöffnung 3 eine weitere Gasaustrittsöffnung 9 angebrachtsein. Diese Öffnung dient in Verbindung mit der Gasaustrittsöffnung 6 der Aufnahme von weiteren Strömungskanälen, die alsarranged. In addition, in the carrier 1 relative to the gas inlet opening 3, a further gas outlet opening 9 be attached. This opening is used in conjunction with the gas outlet opening 6 of the inclusion of further flow channels, as

Bypässe zur Meßbereichserweiterung parallelgeschaltet werden können.Bypasses for Meßbereichserweiterung can be connected in parallel. Die Fertigung der einzelnen plattenförmigen Träger 1,2 kann aus Siliziumscheiben, wie sie in der HalbleitertechnologieThe production of the individual plate-shaped carrier 1, 2 may consist of silicon wafers, as used in semiconductor technology

verwendet werden, erfolgen. Des weiteren sind Keramiken und Gläser als Grundmaterial denkbar. Die Herstellung erfolgt mitto be used. Furthermore, ceramics and glasses are conceivable as base material. The production takes place with

Hilfe lithografischer Verfahren, Diffusions-, Beschichtungs- und Ätztechniken. Damit sind die Möglichkeiten gegeben, denHelp of lithographic processes, diffusion, coating and etching techniques. Thus, the possibilities are given, the Strömungskanal und die Meß- und/bzw. Heizelemente dem jeweiligen Einsatzfall anzupassen.Flow channel and the measuring and / or. Adapt heating elements to the respective application.

Claims (12)

1. Mikromechanisch<}r elektrokalorischer Durchflußmengenmesser mit einem in einem Gehäuse angeordneten Sirömungskanal und diesem zugeordneten Gasein- und iiustrittsöffnungen, sowie üem Strömungskanal zugeordneten Meß- und/bzw. Heizelementen, beispielsweise Widerstände, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmengenmesser aus zwei fest miteinander verbundenen plattenförmigen Trägern (1,2) besteht, von denen wenigstens einer der Träger (1,2) mit einer sich längs erstreckenden grabenförmigen, einen Strömungskanal (8) bildenden Vertiefung mit trapezförmigen, dreieckigen, runden oder halbrunden Querschnitt versehen ist und der zweite plattenförmige Träger (1,2) den Strömungskanal abdeckt, daß dem Strömungskanal (8) an sich bekannte Gasein- und austrittsöffnungen (3,6) zugeordnet sind und daß im Bereich des Strömungskanales (8) vorzugsweise als Halbleiterwiderstände, Dioden, Transistoren oder Dühnfilmwiderstände ausgebildete Meß- und/bzw. Heizelemente (4a, 4b, 4c) in Längsrichtung des Strömungskanales (8) nebeneinander angeordnet sind.1. Micromechanical electrocaloric flowmeter with a Sirömungskanal arranged in a housing and associated gas inlet and outlet openings, as well as a flow channel associated measuring and / or. Heating elements, such as resistors, characterized in that the flow meter consists of two firmly interconnected plate-shaped carriers (1,2), of which at least one of the carrier (1,2) with a longitudinally extending trench-shaped, a flow channel (8) forming depression is provided with a trapezoidal, triangular, round or semicircular cross-section and the second plate-shaped support (1,2) covering the flow channel, that the flow channel (8) known per se gas inlet and outlet openings (3,6) are associated and that in the region Flow channel (8) preferably designed as a semiconductor resistors, diodes, transistors or Dühnfilmwiderstände measuring and / or. Heating elements (4a, 4b, 4c) in the longitudinal direction of the flow channel (8) are arranged side by side. 2. Mikromechanischor elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Meß-und/bzw. Heizelemente (4a, 4b, 4c) auf der dem Strömungskanal (8) abgewandten Seite unmittelbar an dessen Wand angeordnet sind.2. Micromechanischor electrocaloric flow meter according to claim 1, characterized in that the measuring and / or. Heating elements (4a, 4b, 4c) are arranged on the flow channel (8) facing away from the side directly on the wall. 3. Mikromechanischerelektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Meß- und/bzw. Heizelementen (4a, 4b, 4c) parallel zum Strömungskanal (8) Wärmeisolationsgräben (7) eingebracht sind.3. Mikromechanischerelektrokalorischer flowmeter according to claim 1 and 2, characterized in that in addition to the measuring and / or. Heating elements (4a, 4b, 4c) parallel to the flow channel (8) heat insulation trenches (7) are introduced. 4. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Meß-und/bzw. Heizelemente (4a, 4b, 4c) mit einer Wärmeisolation (19) abgedeckt bzw. in diese eingebettet sind.4. Micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 1 and 2, characterized in that the measuring and / or. Heating elements (4a, 4b, 4c) are covered with a heat insulation (19) or embedded in these. 5. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und/bzw. Heizelemente (4a, 4b, 4c) auf der dem Strömungskanal (8) zugewandten Seite über die gesamte Wandbreite des Strömungskanales (8) aufgebracht sind.5. Micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 1, characterized in that the measuring and / or. Heating elements (4a, 4b, 4c) on the flow channel (8) facing side over the entire wall width of the flow channel (8) are applied. 6. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und/bzw. Heizelemente (4a, 4b, 4c) mit einer Passivierungsschicht versehen sind.6. Micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 5, characterized in that the measuring and / or. Heating elements (4a, 4b, 4c) are provided with a passivation layer. 7. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasein- und -austrittsöffnungen (6,3) senkrecht zum Strömungskanal an dessen Enden angebracht sind.7. Micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 1, characterized in that the gas inlet and outlet openings (6,3) are mounted perpendicular to the flow channel at the ends thereof. 8. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Gasaustrittsöffnung (3) eine weitere Gasaustrittsöffnung (6) angeordnet ist.8. A micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 7, characterized in that opposite the gas outlet opening (3), a further gas outlet opening (6) is arranged. 9. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß beide plattenförmigen Träger (1, 2) Heiz- und/bzw. Meßelemente (4a, 4b, 4c) tragen.9. Micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 1 to 8, characterized in that both plate-shaped carrier (1, 2) heating and / or. Wear measuring elements (4a, 4b, 4c). 10. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt zwei Meß- und/bzw. Heizelemente (4a, 4b) verwendet werden.10. Micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 1 to 8, characterized in that a total of two measuring and / or. Heating elements (4a, 4b) are used. 11. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die plattenförmigen Träger (1,2) aus einem einkristallinen Material, beispielsweise Halbleitermaterial, bestehen.11. Micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 1 to 9, characterized in that the plate-shaped carrier (1,2) made of a monocrystalline material, for example semiconductor material consist. 12. Mikromechanischer elektrokalorischer Durchflußmengenmesser nach Anspruch 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß die plattenförmigen Träger (1,2) aus einem keramischem Werkstoff oder Glas bestehen.12. Micromechanical electrocaloric flow meter according to claim 1 to 9, characterized in that the plate-shaped carrier (1,2) consist of a ceramic material or glass. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings
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