热气性质传感器
阅读：845发布：2020-05-13
专利汇可以提供热气性质传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本公开提供了热气性质 传感器 和补偿压差传感器，以及用于测量气体物理性质的方法和用于补偿压差传感器的方法。在腔中产生气体的参考过压。基于来自腔的气体通过通道的流动，识别气体的性质。，下面是热气性质传感器专利的具体信息内容。
1.一种气体性质传感器(100)，包括：
其中限定的测量装置：
腔(120)，其填充有第一气体并具有至少一个开口(122)；和
至少一个通道(112)，其通过开口与所述腔(120)流体连通并且与第一气体体积(240)流体连通；测量所述腔和所述第一气体体积之间的压力差的压力差传感器和/或设置在所述腔中的压力发生器(130)；和
位于所述通道(112)中的一个或多个流敏元件(114)，用于确定气流参数。
2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述测量装置包括：
基底(210)，其具有第一和第二表面(212，214)；
第一半导体芯片部分(220)，其安装在所述基底的所述第一表面(212)上，所述腔(120)限定在所述第一半导体芯片部分内；和
第二半导体芯片部分(230)，其安装在第一半导体芯片部分(220)上，所述通道(112)限定在所述第一半导体芯片部分和所述第二半导体芯片部分中的至少一个内。
3.根据权利要求2所述的传感器，其中至少所述腔(120)的一部分进一步限定在所述基底(210)内。
4.根据权利要求2或3所述的传感器，其中所述压力发生器(130)是加热元件。
5.根据权利要求4所述的传感器，其中所述加热元件(130)安装在所述基底(210)的所述第一表面(212)上和/或嵌入所述基底(210)的所述第一表面内。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的传感器，还包括处理单元(250)，其中，所述处理单元被配置为基于气流参数或热流参数和/或气体压力差来确定所述第一气体的至少一种物理性质，或者
其中所述处理单元(250)配置成用于识别所述第一气体的化学组成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的传感器，其中确定气流参数包括：
在所述腔(120)内的参考气体压力增加之后测量第一气体流速；
在所述腔内的参考气体压力降低之后测量第二气体流速；和
基于所述第一气体流速和所述第二气体流速之间的差值确定所述气流参数和/或通过分析所述流量传感器的信号的曲率来估计气体性质。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器，其中，所述一个或多个流敏元件(114)至少包括位于所述通道(112)中的第一位置处的第一温度传感器和位于所述通道(112)中与第一位置不同的第二位置处的第二温度传感器。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器，其中所述一个或多个流敏元件(114)包括至少一个加热元件，所述加热元件被配置为以预定的能量速率加热换热元件，和感测所述换热元件的温度的温度传感器，其中所述换热元件暴露于所述通道(112)中的气流。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的传感器，包括用于测量气体温度的传感器和/或用于测量气体压力的传感器，其中所述传感器之一或两者位于所述腔中或所述腔的外部。
11.一种补偿差值气压传感器(1000)，包括：
根据权利要求1至10之一所述的气体性质传感器(100)，
压差传感器(1002)，其气动耦合到第一腔室(1001)，所述第一腔室(1001)填充有与气体性质传感器腔(120)相同的气体并且被配置为用于测量所述第一腔室(1001)和第一或第二气体体积(240，240')或周围环境之间的无补偿压差；和
处理单元(1003)，其被配置为基于气体的物理性质和所述第一或第二气体体积中的压力以及所述无补偿压差中的至少一个来提供补偿压差。
12.根据权利要求11所述的补偿差值气压传感器(1000)，其中配置为用于测量无补偿压差的所述压差传感器(1002)包括位于测量通道(112')中的热气流传感器(114')，所述测量通道(112')气动耦合到所述第一腔室(1001)以及第一气体体积(240)或第二气体体积(240')。
13.根据权利要求11或12所述的补偿差值气压传感器，其中所述处理单元(1003)被配置为用于确定在预定时间间隔内流过所述通道(112')的气体量并确定所述气体量的等效物，特别是价格。
14.一种具有气体管的系统，所述气体管将气体存储器与至少一个气体消耗装置连接，其中所述系统包括至少一个根据权利要求11至13中任一项所述的补偿压差传感器，并且其中所述系统基于测量的补偿压力差提供在时间间隔内消耗的气体量的指示。
15.一种利用权利要求1所述的气体性质传感器测量气体物理性质的方法，包括：
在测量装置的腔(120)中接收气体，所述腔具有开口(122)；
在气体性质传感器包括压力差传感器的情况下测量过压，或在所述气体性质传感器包括压力发生器的情况下通过致动设置在所述腔中或所述腔附近的压力发生器(130)而在所述腔(120)中产生气体的参考过压；
基于气体通过通道(112)的运动来测量气流参数，所述通道(112)经由开口(122)与所述腔流体连通并且与第一气体体积(240)特别是外部环境流体连通；和基于所述气流参数、过压，特别是环境温度和/或所述腔中的气体温度和/或环境压力来确定气体的物理性质。
16.根据权利要求15所述的方法，其中基于表示气流的量的气流参数与所述过压的比率来确定气体性质。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中通过加热所述腔(120)中的气体来产生参考过压。
18.根据权利要求17所述的方法，其中在所述腔(120)中建立静态热条件之后测量气流，所述静态热条件包括所述腔中的稳定温度梯度。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法，其中另外测量以下参数中的一个或多个：环境温度、所述腔中的第一气体的绝对压力和/或所述第一气体体积(240)中的绝对气体压力、所述第一气体的气体粘度、所述第一气体的导热率、所述第一气体的热容量。
20.一种用于测量第一腔室(1001)与第一或第二气体体积(240，240')或周围环境之间的补偿差值气体压力的方法，包括：
根据权利要求15至19中任一项所述方法测量气体物理性质，并且测量填充有与所述气体性质传感器腔相同的气体的第一腔室与所述第一或第二气体体积或周围环境之间的无补偿压力差，以及基于所测量的气体的物理性质和无补偿压力差测量的结果来确定补偿压力差。
21.一种用于补偿差值气体压力测量值的方法，包括：
用压差传感器获取无补偿压差测量值；
在位于基底(210)的第一表面(212)上的半导体芯片中限定的腔(120)中接收气体，所述腔具有开口(122)；
通过致动设置在所述腔中的压力发生器(130)在所述腔中产生气体的参考过压；
基于气体通过通道(112)的运动来测量气流参数，所述通道(112)通过开口与所述腔流体连通并且与外部环境流体连通；
根据所述气流参数和所述参考过压确定气体的物理性质和环境压力；和基于所述气体的物理性质、环境压力和无补偿压差确定补偿压差。
22.根据权利要求21所述的方法，使用根据权利要求1-10之一所述的气体性质传感器。
热气性质传感器
技术领域
背景技术
[0002] 气体测量装置可用于确定气体的各种性质以及气体介质的如速度、流量或压力等参数。例如，热感测元件可以位于半导体模或传感器封装中形成的微通道中。由于气体流动引起的传感区域中的温度梯度，热传感器可能对通道中的气流敏感。这种传感器还可用于测量导致气体流过微通道的压差。
[0003] 用于测量压差的量热型热流传感器需要温度和气压补偿。通常它们在空气中操作，也可以通过引入气体校正因子在不同气体下操作。如果在操作期间气体成分不受控制地变化，则会出现某些限制。对于这些应用，压力响应对变化的气体性质的敏感性通常被认为是一个负面特征。发明内容
[0004] 本公开提供了热气性质传感器和补偿压差传感器，以及用于测量气体物理性质的方法和用于补偿压差传感器的方法。气体的参考过压是生成的和/或可以在利用气动连接到具有流动通道的热流传感器的腔中确定。基于来自腔的气体通过通道的流动，识别气体的性质。
[0005] 根据一个广泛的方面，提供了一种气体性质传感器，包括测量装置，其中限定有腔，该腔具有至少一个开口和至少一个通道，所述通道通过开口与所述腔流体连通并且与第一气体体积流体连通，所述第一气体体积例如可以是另一个腔或外部环境。所述气体性质传感器还可包括设置在所述腔中或所述腔附近的压差传感器或压力发生器，以及位于所述通道中用于确定气流参数的一个或多个流敏元件。该气流参数可以是例如表征气流的动态性质的参数；例如：气流速度、气流密度、质量流量等。测量装置可以是例如半导体装置。压力发生器可以位于所述腔中、邻接所述腔或靠近所述腔，只要它可以用于在所述腔中产生压力即可。
[0006] 根据另一个广泛的方面，提供了一种用于测量气体的物理性质的方法。所述气体被接收在测量装置的腔中，该测量装置在一个可能的实施方式中可以是半导体装置，所述腔具有开口。测量或确定气体的参考过压，或者通过致动设置在所述腔中的压力发生器在所述腔中产生参考过压。气流参数基于气体通过通道的运动来测量，所述通道通过所述开口与所述腔流体连通，并且与第一气体体积或外部环境流体连通，气体的物理性质基于气流参数确定，所述气流参数可能是环境温度和环境压力或所述第一气体体积中温度和/或压力。
[0007] 根据又一个广泛方面，提供了一种补偿差值气压传感器。该传感器包括气体性质传感器，该气体性质传感器包括测量装置，该测量装置中限定有腔，该腔具有开口和通道，所述通道通过所述开口与所述腔流体连通并且与第一气体体积或外部环境流体连通。气体性质传感器还包括设置在腔中的压力发生器和位于通道中用于确定气流参数的一个或多个流敏元件。传感器还包括压差传感器，其气动地耦合到与气体性质传感器相同的气体介质并且被配置为用于获取无补偿压差测量值；和处理单元，其被配置为用于基于气体物理性质、第一气体体积压力或环境压力和无补偿压差中的至少一个来提供补偿压差。
[0008] 根据另一方面，提供了一种用于补偿差值气体压力测量值的方法。该方法包括利用压差传感器获取无补偿压差测量值；在测量装置中限定的腔中接收气体，例如位于基底的第一表面上的半导体芯片，该腔具有开口；通过致动设置在腔中的压力发生器来测量测量或产生腔中气体的参考过压；基于气体通过通道的运动来测量气流参数，所述通道经由开口与腔流体连通，以及与第二气体体积或外部环境流体连通；基于气流参数和参考过压确定气体的物理性质；和基于气体的物理性质、环境压力和无补偿压差来确定补偿压差。
[0009] 上述方法和装置不仅可用于测量气体的压力差和/或性质，而且更通常用于测量流体，包括液体。在此情况下，“气体”一词可以用“流体”或“液体”代替。在这种情况下，过压发生器可以被实施为腔或腔室中的体积膨胀元件，或者被实施为加热一定量的流体以将其转换成蒸汽或气体并以此方式膨胀气体体积的加热元件。在本说明书末尾的本发明方面中进一步详细说明了可用于液体的方法和装置的特征。
[0010] 本文描述的系统、装置和方法的特征可以以各种组合使用，并且还可以以各种组合用于系统和计算机可读存储介质。
[0011] 作为上述方面的实施方式，还可以提供以下内容：
[0012] 还可以提供的是，测量装置包括：具有第一和第二表面的基底；安装在基底的第一表面上的第一半导体芯片部分；和安装在第一半导体芯片部分上的第二半导体芯片部分，通道限定在第一和第二半导体芯片部分中的至少一个内，并且腔限定在第一和第二半导体芯片部分中的至少一个内。
[0013] 腔可以由第一半导体芯片部分和第二半导体芯片部分两者中的凹槽形成，其中第二半导体芯片部分中的凹槽可以形成为由盖或帽覆盖的通孔。以这种方式，可以对第二半导体芯片部分使用不同的蚀刻工艺，以形成比通道更深的腔。
[0014] 还可以提供的是，腔的至少一部分进一步限定在基底内。
[0015] 还可以提供的是，压力发生器是加热元件，或者包括至少一个加热元件。
[0016] 还可以提供的是，加热元件安装在基底的第一表面上或者至少部分地嵌入基底的第一表面内。加热元件也可以嵌入第一半导体芯片内。
[0017] 还可以提供的是，传感器还包括处理单元，其中处理单元被配置为基于气流参数或热流参数和/或气体压力差来确定第一气体的至少一种物理性质，或者，其中处理单元配置成识别气体的化学组成。
[0018] 还可以提供的是，确定气流参数包括：在腔内的参考气体压力增加之后测量第一气体流速；在腔内的参考气体压力降低之后测量第二气体流速；基于第一气体流速和第二气体流速之间的差值确定气流参数和/或通过分析所述流量传感器的信号的曲率来估计气体性质。在本文中，通过一参考气体压力，将理解第一气体的参考压力。这样的参考压力或参考压力值可以预先固定，并且可以通过压力发生器(例如加热元件)的确定动作建立。
[0019] 还可以提供的是，一个或多个流敏元件至少包括位于通道中第一位置处的第一温度传感器和位于通道中不同于第一位置的第二位置处的第二温度传感器。
[0020] 还可以提供的是，所述一个或多个流敏元件包括至少一个加热元件，其被配置为以预定的能量速率加热换热元件；和温度传感器，其感测所述换热元件的温度，其中换热元件暴露于通道中的气流。
[0021] 还可以提供的是，补偿差值气压传感器包括用于测量气体温度的传感器和/或用于测量气体压力的传感器，其中所述传感器之一或两者位于腔中或者腔外部(将额外的绝对压力和温度传感器放置在腔外部但与主气体性质传感器芯片在同一封装中可能更实际)。
[0022] 还可以进一步提供以下内容：
[0023] 还可以提供的是，配置用于测量无补偿差值气体压力的差值气压传感器包括位于测量通道中的热气流传感器，所述测量通道气动地耦合到第一腔室以及第一气体体积或第二气体体积。
[0024] 还可以提供的是，处理单元被配置为用于确定在预定时间间隔内流过通道的气体量，和确定气体量的等效物，特别是价格。
[0025] 还可以提供一种系统，其具有将气体存储器与至少一个气体消耗装置连接的气体管，其中所述系统包括根据上述方面的至少一个补偿压差传感器，并且其中所述系统提供基于测量的补偿压力差对时间间隔内消耗的气体量的指示。
[0026] 还可以提供以下内容：
[0027] 还可以提供的是，基于表示气流量的气流参数和过压的比率来确定气体性质。
[0028] 还可以提供的是，通过加热腔中的气体来产生参考气体过压。
[0029] 还可以提供的是，在腔中建立静止热条件(包括腔中的稳定温度梯度)之后测量气流。
[0031] 还可以提供一种用于测量第一腔室与第一或第二气体体积或周围环境之间的补偿差值气压的方法，包括：根据上述方面之一所述方法测量气体物理性质以及测量填充有与气体性质传感器腔中相同气体的第一腔室与第一或第二气体体积或周围环境之间的无补偿气压差，以及基于测得的气体物理性质和无补偿压力差测量结果确定补偿压力差值。
[0033] 关于气体性质传感器或压差传感器，还可以提供：
[0034] -形成至少一个具有两个开口的通道，并且提供至少一个流量传感元件以同时测量流量和气体性质，其中流量传感元件可以集成在半导体芯片中或基底上或单独地组装；
[0035] -将连接腔与气体体积或环境的通道连接到与气流通道相同的开口；
[0036] -开口位于基底的一侧；
[0038] 本文描述的实施例的其他特征和优点可从以下结合附图的详细描述中变得显而易见，其中：
[0039] 图1是根据一个实施例的气体性质传感器的示意图。
[0040] 图2A-C是图1的气体性质传感器的不同实施例的侧视图。
[0041] 图3示出了图1的气体性质传感器对不同气体的示例性压力响应。
[0042] 图4A-B示出了过压响应的示例模拟波形。
[0043] 图5示出了气体性质传感器的输出的示例性测量变化。
[0044] 图6示出了响应于不同气体的气体性质传感器的示例性输出。
[0045] 图7是示出根据实施例的用于测量气体物理性质的方法的流程图。
[0046] 图8是与图1的气体性质传感器组合的示例性压差传感器的示意图。
[0047] 图9是示出根据实施例的用于补偿压差测量值的方法的流程图。
[0048] 图10示出了包括气体性质传感器的补偿气体压力传感器的示意图。
[0049] 图11示出了图10的传感器的简化示意图。
[0050] 图12示出了作为半导体装置的传感器的特定实施方式。
[0051] 应注意，在所有附图中，相同的特征由相同的附图标记标识。
具体实施方式
[0052] 量热型热流传感器的流量传感元件通常包含两个温度敏感元件和位于它们之间的电加热器。通过通道的气体流动改变了上游和下游元件之间的温差。温差被转换成电信号，所述电信号可由处理单元处理。
[0053] 温差的值不仅取决于流量或压差，还取决于气体密度、导热率、比热和粘度。而气体密度又取决于环境压力和温度，环境压力和温度决定了传感器U的净压力响应，传感器U为：
[0054] U＝A(气体_性质,P0,T0)×P (1)
[0055] 其中A(气体_性质，P0，T0)是基于气体物理性质、环境压力P0和环境温度T0的复合函数，并且其中P是施加的压差。
[0056] 可以以各种方式使用这些关系来确定气体的各种性质。特别地，对量热型热流传感器的变化的气体性质的敏感性可用于确定气体的物理性质。通过在腔中产生气体的参考过压然后测量通过连接到所述腔的通道的气体流量，可以识别气体的一种或多种性质。
[0057] 一些非限制性应用包括气体成分识别和绝对压力测量。例如，诸如导热率的特定参数可以影响加热元件附近的散热。基于对加热元件的耗散功率和过热温度的测量结合流敏元件的读数，可以执行气体成分识别和/或绝对压力测量。在另一个例子中，基于使用热气性质传感器补偿压力响应，可以建立对气压和气体成分不敏感的量热型压差传感器。在某些情况下，使用导热率作为表征气体的唯一参数可能是不够的，例如，如果要研究含有多于两种组分的气体混合物或必须识别具有接近的导热率的气体。在这种情况下，使用额外的气体特异性参数(如密度或声速)可能是有益的。
[0058] 参考图1，热气性质传感器100可以实现为半导体器件150的一部分，半导体器件150包括热流感测模块110和腔120。下面更详细描述的半导体器件150可以是半导体芯片、基底或其他基座上的半导体芯片、具有封装元件的半导体芯片、多个半导体芯片，或上述元件的任何合适组合。
[0059] 流量传感器模块110限定半导体器件150中的流动通道112，半导体器件150中设置有一个或多个流敏元件114。流动通道112具有与腔120的开口122流体连通的第一端，和与图1中未示出的与周围或外部环境或第一气体体积流体连通的第二相对端。在某些实施例中，流动通道112的一部分可具有限制元件116，其可用于提供预定的气动阻力。在某些实施例中，限制元件116可以是流动通道112的一部分，其比流动通道112的其余部分更窄，例如具有特别确定的横截面和长度以提供预定的气动阻力。在其他实施例中，限制元件116可以是插入流动通道112中的单独物体。流敏元件114可以实施为热电堆，热电阻或使用其他合适的装置。
[0060] 腔120在半导体器件150中限定了部分封闭的空间，所述空间通过开口122向流动通道112开放。腔120可以包围任何合适的体积，所述体积被配置用于在其中产生预定的过压以使气体流过流量传感模块110，更具体地说，通过流动通道112。在某些实施例中，流动通道112和/或腔120通过一个或多个蚀刻工艺限定在半导体器件150中。然而，它们也可以在例如塑料、热塑性塑料、树脂或金属材料的铸件或压铸体中限定。
[0061] 压力发生器130设置在腔120中以改变腔120中的压力。在一些实施例中，压力发生器130是加热元件，其向容纳在腔120中的气体提供热量，从而改变腔120中气体的压力。例如，压力发生器130可以是电阻器或其他产生热量的电气元件。在其他实施例中，压力发生器130是机电致动器，其可用于在腔120中产生预定的过压。例如，机电致动器可通过在腔120内扩展来改变腔120的内部容积，从而产生预定的过压。因此，可以通过加热和/或压缩容纳在其中的气体来致动压力发生器130以在腔120中产生参考过压。压力发生器130可以由处理单元250控制，并且可以以脉冲方式操作，其中压力发生器130交替地接通一段时间，并且其他时间段关闭。在一些实施例中，压力发生器130的致动遵循基本正弦曲线。还考虑了压力发生器130的其他操作模式。
[0062] 通过在腔120中产生参考过压然后沿着流动通道112测量腔120中气体的流动，热气性质传感器100可以产生代表气流参数的输出。气流参数本身可以例如通过处理单元140用于确定腔120中气体的一个或多个性质。例如，气流参数可以代表腔120中气体的物理性质。例如，密度、导热率和气体粘度等的组合。在一些实施例中，可以基于多种气体流速测量来确定气体的物理性质。例如，当腔120中的压力增加时的第一气体流速和当腔120中的压力减小时的第二气体流速。
[0063] 参考图2A-C，如上所述，热气性质传感器100可以使用集成电路技术实现为半导体器件150的一部分。在一些实施例中，半导体器件150包括半导体芯片和可以定位或安装在基底上的封盖元件。腔120是限定在半导体芯片中并由基底和/或半导体芯片的一部分界定的体积，并且流动通道112由半导体芯片和放置在半导体芯片上的封盖元件之间的开口或空间形成。在其他实施例中，半导体器件150包括第一半导体芯片，其中限定所述腔120；和流动通道112，限定在放置于第一半导体芯片上方的第二半导体芯片内。在一些实施例中，例如，通过蚀刻工艺形成流动通道。
[0064] 在图2A中，第一实施例的热气性质传感器100在半导体器件150的实施例中实现，半导体器件150具有基底210，基底210具有第一和第二表面212，214。第一半导体芯片部分220位于基底210的第一表面212上，第二半导体芯片部分230安装在其上。第一半导体芯片部分220中形成有腔120。在某些实施例中，流敏元件114也设置在第一半导体芯片部分220内，流动通道112(未示出)内部。第二半导体芯片部分230中蚀刻有沟槽或其他类似通道的元件。当第一和第二半导体芯片部分220，230对准并结合在一起时，沟槽形成流动通道112，并且位于第一半导体芯片部分220中的流敏元件114位于该通道内部。另外，第二半导体芯片组件230包含开口232，其使流动通道112与外部环境流体连通。美国专利8,677,818(其通过引用并入本文)中所示的实施例可用于实现本文所述的热气性质传感器100。
[0065] 压力发生器130安装在表面212上的腔120内，并且压力发生器130的致动引起腔120中的气体压力的变化。气体压力的这种变化转而又导致通过腔开口122、流动通道112和开口232的气流，其可由流敏元件114测量以确定气流性质。流敏元件和气体压力发生器130电连接到处理单元250。
[0066] 在图2B中，示出了热气性质传感器100的第二实施例。在第二实施例中，腔120限定在第一半导体芯片部分220和基底210内，并且压力发生器130安装在形成于腔120中基底210中的袋内的基底210上。在图2C中，示出了热气性质传感器100的第三实施例。在第三实施例中，压力发生器130嵌入基底210的第一表面212中并与腔120对准。还可考虑热气性质传感器100的其他实施例。
[0067] 在图2A-C的每个实施例中，腔120、流动通道112和开口232可以通过半导体器件150的湿法或干法蚀刻来制造，其中所述开口将通道112与第一气体体积240连接，第一气体体积240可以由封闭的腔室形成或可以为周围环境。另外，尽管未示出，流敏元件114可以以任何合适的方式设置在流动通道112中。例如，流敏元件114可包括位于流动通道112中的第一点处的第一温度传感器和位于流动通道112中与第一点不同的第二点处的第二温度传感器。
[0068] 另外，在某些实施例中，气体性质传感器100由位于基底210上的半导体芯片和通过设置在其上的封盖元件实现。在这样的实施例中，半导体芯片类似于第一半导体芯片部分220，并且放置在半导体芯片上的封盖元件在它们之间限定了形成流动通道112的间隙。此外，尽管未在图2A-C中示出，但是在某些实施例中，流动通道112可以具有限制元件116，如上所述。压力发生器130可以是表面安装电阻器，如图2A和图2B的实施例中那样，印刷电阻器，如图2C的实施例中那样，或任何其它合适的发热元件。
[0069] 参考图3，显示了LBATM系列热流传感器(由First Sensors Corp.制造)的实验测量的压差响应。对于多种不同的气体，在1巴的环境大气压下进行测量。如果已知的参考压差施加到LBATM系列热流传感器，例如200Pa，则来自LBATM系列热流传感器的输出可以是气体成分的指示。
[0070] 在等式(1)中，引入了复合函数，其取决于腔120中气体的气体性质。等式(1)也可以通过下式表示：
[0071]
[0072] 其中Ur是达到预定过压Pr时热气性质传感器100的输出。当腔120中的气体是干燥空气时，传感器100的实验测量的压力响应显示为线302。LBATM系列热流传感器响应于压差的输出依据气体类型提供不同的输出，使得线304表示氢气(H2)的压力响应，线306表示氦气(He)的压力响应，线308表示二氧化碳(CO2)的压力响应，线310表示氮气(N2)的压力响应。
[0073] 如上所述，在一些实施例中，腔120中的参考过压可以通过用作压力发生器130的电阻器或其他加热元件产生。例如，压力发生器130可以以脉冲模式操作，加热电阻器的脉冲加热可用以下等式表示：
[0074] Wdt＝CdToh+ηTohdt (3)
[0075] 其中W是在电阻器130上消耗的功率，C是电阻器130的热容量(以焦耳/开尔文测量)，η表示电阻器130的热损耗(以瓦特/开尔文测量)，Toh是电阻器130的过热温度，dToh是温度无穷小微分，dt是时间无穷小微分。
[0076] 对于如下的加热元件的时间变化温度，可以求解等式(3)如下：
[0077] Toh(t)＝Th(1-exp(-t/τh)) (4)
[0078] 其中 和τh是加热常数，由此
[0079] 腔120可以被限定为具有预定的体积V0，并且在由加热电阻器130提供的任何加热之前，腔120中的气体可以处于环境压力P0。因此，腔120中的压力Penc可以定义为：
[0080] Penc＝P0+Pr (5)
[0081] 其中参考过压Pr远小于环境压力P0。基于此，腔120中的过压可以由具有变化的温度和从腔120的泄漏的封闭气体的如下通用气体定律找到：
[0082]
[0083] 其中m是腔120中气体的质量，f是来自腔120的气流泄漏，ρ是腔120中气体的密度，μ是腔120中气体的分子质量，R是通用气体常数，Tg是腔120中气体的温度。
[0084] 假设腔120中的温度与环境温度T0的任何偏差可以基于加热电阻器130的过热温度Toh来确定，使得：
[0085] Tg＝T0+aToh (7)
[0086] 系数a用于考虑腔120中气体未被均匀加热。值aToh(其中a<1)等于腔120的体积V0中的气体的平均过热温度。
[0087] 来自腔120的气流泄漏取决于流动通道112的气动阻抗Rpn，并且可以由下式表示：
[0088]
[0089] 通过这些假设，等式(6)可表示为：
[0090]
[0091] 其中
[0092] 求解等式(4)和(9)提供：
[0093]
[0094] 参考图4A-B，基于特定数值示例示出了热气性质传感器100的响应。应当注意，这里给出的值仅是一个示例，并且其他值也是可能的。因此，在该示例中，压力发生器130是表面安装在基底210上的100欧姆加热电阻器，向该电阻器施加2.5V的加热电压。电阻器的质量为1.5*10–4g，热容量为1.5*10–4J/K，加热时间常数为0.25s，估计过热温度为100℃。电阻器位于腔120中，腔120具有0.04ml的体积，并且腔120中气体估计具有10℃的平均温度。图4A示出了对于上面给出的加热电阻器的参数和热流传感器110的50000Pa*s/ml的气动阻力，从等式10模拟的压力波形410。
[0095] 如果使用的压力发生器130是具有较小体积封闭的较低热质量的加热电阻器，则热气性质传感器100提供更快的响应。图4B示出了对热气性质传感器100的模拟响应420，其中压力发生器130是100欧姆电阻器，质量为0.5*10–4g，加热时间常数为0.1s，并且其中腔120具有的体积为0.002ml(例如2×2×0.5mm3)。
[0096] 参考图5，示出了在加热电阻器130的加热和冷却循环期间热气性质传感器100的实验测量的输出电压波形510。图5的结果是针对具有与图4A的数字示例中使用的那些参数类似的参数的实验原型获得的。热气性质传感器100的净输出Uout被处理为最小和最大输出体积之间的差。
[0097] 参考图6，用两种不同的气体——空气和丁烷(C4H10)测试热气性质传感器100的实验原型。图6示出了在不同环境压力下测量的热气性质传感器100的响应。即，曲线610是热气性质传感器100对空气的响应，曲线620是热气性质传感器100对丁烷的响应。
[0098] 在某些实施例中，如果气体组成是已知的并且在操作期间保持恒定，则热气性质传感器100可用于测量环境压力。在这种情况下，热气性质传感器100可以与对气体热导率-3敏感的皮拉尼型(Pirani type)热传感器组合，该气体热传感器测量低绝对压力(低于10巴)。这两种传感器的组合可用于测量非常宽范围内的绝对压力——从低真空到数十巴。实际上，这两种传感器可以集成为一个半导体器件150的一部分，并且可以使用统一或共享的内部微型加热器和温度敏感元件，例如热电堆或热电阻器。
[0099] 参考图7，热气性质传感器100可用于实施用于测量气体物理性质的方法700。在步骤702，将气体接收在腔120中。在步骤704，在腔120中产生气体的参考过压，例如通过致动压力发生器130。如上所述，压力发生器130可以以任何合适的样式或操作模式致动。在步骤706，基于通过与腔120和外部环境流体连通的通道(例如流动通道112)的气流测量气流参数。气流参数可以例如通过流量敏感元件114测量。在一些实施例中，量热型热流传感器可用于测量气流参数。可选地，在步骤708，例如通过辅助传感器(未示出)确定环境压力和环境温度。或者，环境压力和环境温度可能已经已知。在步骤710，基于气流参数、环境温度和环境压力确定气体的物理性质。
[0100] 热气性质传感器100的气体性质确定能力可以用在其他应用中。例如，如上所述，量热型传感器或其等同物可用作压差传感器。然而，这种压差传感器的响应可受到环境压力P0和气体成分的不利影响。通过将热气性质传感器100气动连接到压差传感器并测量气体特异性功能，热气性质传感器100的输出可用于补偿所述压差传感器的压力响应。
[0101] 因此，参考图8，补偿压差传感器800被示出为包括热气性质传感器100和压差传感器810。热气性质传感器100和压差传感器810两者通信地耦合到处理单元850，其包括补偿单元855。热气性质传感器100可以是这里讨论的热气性质传感器100的任何实施例，并且被配置为用于向处理单元850，更具体地，向补偿单元855，提供关于气体的一种或多种物理性质的信息。
[0102] 压差传感器810可以通过在某种气体介质中操作的量热型传感器来实现。压差传感器810因此被配置为用于测量与环境中气体相关的压差dP并且用于向处理单元850提供测量的指示。该指示可以使用任何合适的数据类型以任何合适的格式提供给处理单元850。另外，可以在任何合适的时刻，例如周期性地，或者响应于一个或多个触发，将指示提供给处理单元850。
[0103] 处理单元850可以是能够接收来自传感器的输入并处理该输入的任何计算机或处理器。处理单元850被配置为用于接收来自热气性质传感器100和压差传感器810的输入。处理单元850包括补偿单元855，补偿单元855被配置为用于接收来自热气性质传感器100的指示气体的一个或多个物理性质的输入。处理单元850，更具体而言，补偿单元855，可以使用来自热气性质传感器100的输入来补偿从压差传感器810接收的测量值。来自热气性质传感器的输入可以被定期接收，或者可以由处理单元850请求。
[0104] 因此，例如，处理单元850可以接收来自压差传感器810的压差测量值，并且可以请求来自热气性质传感器100的输入，或者可以检索先前接收的来自热气性质传感器100的输入。然后，处理单元850可以使用来自热气性质传感器100的指示气体的一个或多个物理性质的输入，以补偿来自压差传感器810的压差测量值。也可考虑其他实施例。
[0105] 参考图9，补偿压差传感器800可用于实施用于补偿压差测量值的方法900。在步骤902，例如从量热型压力传感器经由第一热流敏元件(例如流敏元件114)获取无补偿压差测量值。在步骤904，将气体接收在半导体器件内限定的腔中，例如腔120中。在步骤906，通过致动设置在腔120中的压力发生器，例如压力发生器130，在腔120中产生气体的参考过压。
在步骤908，基于气体通过通道(例如流动通道112)的运动来测量气流参数，所述通道连接到腔120并连接到外部环境。
在步骤908，基于气体通过通道(例如流动通道112)的运动来测量气流参数，所述通道连接到腔120并连接到外部环境。
[0106] 可选地，在步骤910，例如通过第二传感器(未示出)确定环境温度和环境压力。或者，环境压力和环境温度可能已经已知。在步骤912，基于气流参数、环境温度和环境压力确定气体的物理性质。在步骤914，基于在步骤912确定的气体的物理性质、环境压力和无补偿压差来确定补偿压差。
[0107] 在某些实施例中，类似的半导体技术用于压差单元810和热气性质传感器100中的量热型传感器。因此，在量热型传感器中使用的任何流量传感元件、微型加热器等与热气性质传感器100中使用的流敏元件114类似或基本相同。
[0108] 在一些实施例中，用于执行气体成分识别和/或绝对压力测量的热气性质传感器100可以基于量热型热流传感器。如果量热型热流传感器连接到压力发生器或适于产生预定参考过压的其他部件，则量热型热流传感器的输出可用于识别气体物理性质。
[0109] 在某些实施例中，热气性质传感器100还可包括附加的绝对压力传感器(未示出)，其对气体性质不敏感，以便补偿环境压力对流敏元件114的响应的任何影响。在其他实施例中，热气性质传感器还可以包括测量其他气体参数的传感器，例如气体中的导热率和/或声速，以进一步改进对腔120中气体和气体成分的性质的确定，特别是当腔120中的气体是多种气体物质的混合物时。
[0110] 图10示出了具有气体性质传感器100的补偿差值气压传感器1000，其已在上文描述。气体性质传感器100测量通道112中的气流，所述通道112连接到腔120和第一气体体积240，第一气体体积240可以是封闭体积或周围环境。第一气体体积240还可以连接到周围环境和/或无补偿差值气压传感器1002的第二气体体积240。例如，气体性质传感器100和无补偿差值气压传感器1002可以连接到同一第一气体体积240。在图10和11中，限制气体体积
240，240'的虚线表示在两个气体体积之间或在第一气体体积和周围环境之间可能存在或不存在气体连接。差值气压传感器1002具有第一腔室1001，其通过通道120'连接到第一气体体积240，240'。气流传感器114'位于通道112'中。
240，240'的虚线表示在两个气体体积之间或在第一气体体积和周围环境之间可能存在或不存在气体连接。差值气压传感器1002具有第一腔室1001，其通过通道120'连接到第一气体体积240，240'。气流传感器114'位于通道112'中。
[0111] 至少气体性质传感器100的气流传感器114、无补偿差值气压传感器1002的气流传感器114'，和气体性质传感器100的压力发生器130电连接到处理单元1003，其在第一腔室1001和第一气体体积240之间产生气压差补偿值。此外，一个或多个绝对气体压力传感器和一个或多个气体温度传感器(其可以位于腔120中)、第一腔室1001或第一气体体积240可以连接到处理单元1003。
[0112] 图11示出了没有电连接时图10的补偿差值气压传感器的不太详细的视图。
[0113] 根据图12，加热元件130放置在第一半导体芯片部分220上，第一半导体芯片部分220放置在基底210上。加热元件可以集成到第一半导体芯片部分以及流量传感元件114中。
第二半导体芯片部分230接合/固定在第一半导体芯片220的顶部。沟槽通过浅蚀刻至50-60μm的深度而被蚀刻到第二半导体芯片部分中，以在芯片部分之间形成沟道112。此外，至少腔120的一部分形成在第二半导体芯片部分230中。为了产生足够体积的腔120，可以从两侧蚀刻芯片部分230以形成通孔(通过通孔蚀刻)，所述通孔由盖或帽260覆盖并密封，例如，通过粘合剂。加热元件和流量传感器两者可以仅电连接到第一芯片部分，以避免将它们接合/连接到多于一个的芯片部分的必要性。
第二半导体芯片部分230接合/固定在第一半导体芯片220的顶部。沟槽通过浅蚀刻至50-60μm的深度而被蚀刻到第二半导体芯片部分中，以在芯片部分之间形成沟道112。此外，至少腔120的一部分形成在第二半导体芯片部分230中。为了产生足够体积的腔120，可以从两侧蚀刻芯片部分230以形成通孔(通过通孔蚀刻)，所述通孔由盖或帽260覆盖并密封，例如，通过粘合剂。加热元件和流量传感器两者可以仅电连接到第一芯片部分，以避免将它们接合/连接到多于一个的芯片部分的必要性。
[0114] 本文公开的热气性质传感器的各个方面，可以单独使用、组合使用，或者以在前述实施例中没有具体论述的各种布置使用，因此其应用不限于在上文描述中所述的或附图中所示的细节和组件布置。例如，一个实施例中描述的方面可以以任何方式与其他实施例中描述的方面组合。尽管已经示出和描述了特定实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的更广泛方面的情况下，可以进行改变和修改。所附权利要求的范围不应受实施例中所述的优选实施例的限制，而应给出与整个说明书一致的最广泛合理的解释。
[0115] 它们的以下方面或各单个特征可以构成本发明的一部分。其每个方面或元件还可以与当前或后来的专利权利要求组合，以反映本发明的实施方式。
[0116] 方面1：
[0117] 一种气体性质传感器，包括：
[0118] 其中限定的半导体器件：
[0119] 具有开口的腔；和
[0120] 通过开口与腔和与外部环境流体连通的通道；
[0121] 置于腔内的压力发生器；和
[0122] 位于通道中的用于确定气流参数的多个流敏元件。
[0123] 方面2：
[0124] 方面1的传感器，其中半导体器件包括：
[0125] 具有第一和第二表面的基底；
[0126] 安装在基底的第一表面上的第一半导体芯片部分，所述腔限定在第一半导体芯片部分内；和
[0127] 安装在第一半导体芯片部分上的第二半导体芯片部分，所述通道限定在第一和第二半导体芯片部分中的至少一个内。
[0128] 方面3：
[0129] 方面2的传感器，其中腔进一步限定在基底内。
[0130] 方面4：
[0131] 方面2或3的传感器，其中压力发生器是加热元件。
[0132] 方面5：
[0133] 方面4的传感器，其中加热元件安装在基底的第一表面上。
[0134] 方面6：
[0135] 方面4的传感器，其中加热元件嵌入基底的第一表面内。
[0136] 方面7：
[0137] 方面1至3中任一方面的传感器，还包括处理单元，该处理单元被配置为基于气体流量参数确定气体的至少一种物理性质。
[0138] 方面8：
[0139] 方面7的传感器，其中处理单元配置成用于识别气体的化学组成。
[0140] 方面9：
[0141] 方面1至8中任一方面的传感器，其中确定气流参数包括：
[0142] 在腔内的参考气体压力增加之后测量第一气体流速；
[0143] 在腔内的参考气体压力降低之后测量第二气体流速；和
[0144] 基于第一和第二气体流速之间的差值确定气体流量参数。
[0145] 方面10：
[0146] 方面1至9中任一方面的传感器，其中所述多个流敏元件至少包括位于通道中的第一位置处的第一温度传感器和位于通道中不同于所述第一位置的第二位置处的第二温度传感器。
[0147] 方面11：
[0148] 一种测量气体物理性质的方法，包括：
[0149] 在半导体器件中限定的腔中接收气体，该腔具有开口；
[0150] 通过致动设置在腔中的压力发生器产生腔中气体的参考过压；
[0151] 基于气体通过通道的运动来测量气流参数，所述通道通过开口与腔体和与外部环境流体连通；和
[0152] 基于气流参数、环境温度和环境压力确定气体的物理性质。
[0153] 方面12：
[0154] 一种补偿压差传感器，包括：
[0155] 气体性质传感器，包括：
[0156] 其中限定的半导体器件：
[0157] 具有开口的腔；和
[0158] 通过开口与腔和与外部环境流体连通的通道；
[0159] 设置在腔中的压力发生器；和
[0160] 位于通道中的用于确定气流参数的多个流敏元件；
[0161] 压差传感器，其气动地耦合到与气体性质传感器相同的气体介质，并配置为用于获取无补偿压差测量值；和
[0162] 处理单元，被配置为基于气体的物理性质和环境压力以及无补偿压差中的至少一个来提供补偿压差。
[0163] 方面13：
[0164] 一种补偿压差测量值的方法，包括：
[0165] 用压差传感器获取无补偿压差测量值；
[0166] 在位于基底的第一表面上的半导体芯片中限定的腔中接收气体，所述腔具有开口；
[0167] 通过致动设置在腔中的压力发生器产生腔中气体的参考过压；
[0168] 基于气体通过通道的运动来测量气流参数，所述通道通过开口与腔和与外部环境流体连通；
[0169] 基于气流参数和参考过压确定气体的物理性质和环境压力；和
[0170] 基于气体的物理性质、环境压力和无补偿压差确定补偿压差。
[0171] 方面14：
[0172] 一种用于测量第一气体的物理性质的方法，所述第一气体封闭在第一腔中，所述第一腔通过第一通道与第一气体体积连接，其中在一种可能的实施方式中，所述第一气体体积可以是周围环境，所述方法包括以下步骤：
[0173] 确定腔和第一气体体积之间的气体压力差或在腔和第一气体体积之间产生气体压力差，
[0174] 在第一通道中测量从腔传导到第一气体体积的气流，其中气流由热流传感元件测量，
[0175] 确定作为气体压力差的函数的第一参数和表示测量的气流的第二参数。
[0176] 方面15：
[0177] 根据方面14的方法，其中第一参数包含表示测量的气流的第二参数与气体压力差的比率。
[0178] 方面16：
[0179] 根据方面14或15的方法，其中通过在腔中产生参考过压来产生第一腔室和第一气体体积之间的压力差。
[0180] 方面17：
[0181] 根据方面16的方法，其中腔和第一气体体积之间的压力差是通过加热腔中的第一气体而产生的。
[0182] 方面18：
[0183] 根据方面17的方法，其中在建立包括腔中的稳定温度梯度的静态热条件之后测量气流。
[0184] 方面19：
[0185] 根据方面14至19之一的方法，其中另外测量以下参数中的一个或多个：环境温度、腔中第一气体的绝对压力和/或第一气体体积中第二气体的绝对压力、第一气体的气体粘度、第一气体的导热率、第一气体的热容量。
[0186] 方面20：
[0187] 根据方面14至19之一的方法，其中基于表示测量的气流的第二参数与气体压力差的比率来识别第一气体。
[0188] 方面21：
[0189] 根据方面20的方法，其中基于表示测量的气流的第二参数和气体压力差的比率以及以下参数中的一个或多个的测量或确定来识别第一气体：环境温度、腔中第一气体的第一气体的绝对压力和/或第一气体体积中第二气体的绝对压力、第一气体的气体粘度、第一气体的导热率、第一气体的热容量。
[0190] 方面22：
[0191] 根据方面14至21之一的方法，其中停止加热第一气体并且再次测量气流，同时降低腔中第一气体的温度。
[0192] 方面23：
[0193] 一种用于测量第一腔室和第一气体体积或第二气体体积或周围环境之间的压差的方法，所述第一腔室填充有第一气体，所述第一气体体积或第二气体体积或周围环境通过测量通道与所述第一腔室连接，其中
[0194] 通过热流传感器在第一腔室与第一或第二气体体积或周围环境之间的测量通道中测量第一气体的气流，并且其中第一气体的气体性质通下述确定：
[0195] 使用填充有第一气体并通过第一通道与已知气体压力的第一气体体积连接的腔，[0196] 在腔中产生参考过压和/或确定腔与第一气体体积之间的气体压力差，
[0197] 在第一通道中测量从腔引导到第一或第二气体体积或周围环境的第一气体的气流，其中气流由热流传感元件测量，
[0198] 确定作为气体压力差的函数的第一参数和表示测量的气流的第二参数，[0199] 基于第一参数确定第一气体的物理性质或识别第一气体。
[0200] 方面24：
[0201] 一种测量腔中第一气体的气体密度的方法，所述腔通过第一通道连接到第一气体体积，其中所述方法包括以下步骤：
[0202] 通过应用根据方面14至22之一的方法确定物理气体性质，至少第一气体的热容量和导热率和/或识别第一气体，和
[0203] 基于在腔中的稳定热条件下测量的气流和第一气体的导热率以及第一气体的热容量和第一气体的导热率来确定腔中的气体密度。
[0204] 方面25：
[0205] 根据方面24的方法，其中第一气体的绝对压力在腔中测量，并确定第一气体的比密度。
[0206] 方面26：
[0207] 一种用于测量第一气体的气体性质的装置，包括：
[0208] 腔和连接腔与第一气体体积的第一气体通道，
[0209] 热流传感元件，位于第一气体通道中，和
[0210] 加热元件，用于加热所述腔中的所述第一气体，其中加热元件位于所述腔中或所述腔附近，
[0211] 控制单元，连接到加热元件，和
[0213] 方面27：
[0214] 根据方面26的装置包括用于测量气体温度和/或气体压力的传感器，其中至少一个传感器位于腔中。
[0215] 方面28：
[0216] 一种用于测量第一腔室和第一或第二气体体积或周围环境之间的压差的装置，所述第一腔室填充有第一气体，所述第一或第二气体体积或周围环境通过测量通道连接到所述第一腔室，所述装置具有
[0217] 热气流传感器，位于第一腔室与第一或第二气体体积或周围环境之间的测量通道中，
[0218] 腔，填充有第一气体并且通过第一通道与第一气体体积或周围环境连接，[0219] 腔中的加热元件，用于在腔中产生参考过压，
[0220] 热气流传感器，位于腔与第一气体体积或周围环境之间的第一通道中，[0221] 数据处理单元，用于基于第一参数和第二参数确定第一气体的物理性质或识别第一气体，第一参数是腔内参考过压的函数，第二参数表示在第一通道中测量的气流；并且用于基于在测量通道中测量的气流和第一气体的气体性质来确定压差。
[0222] 方面29：
[0223] 根据方面1、2或26的用于测量第一气体的气体性质的装置，其中腔和/或通道形成在第一半导体部分和第二半导体部分之间，并且其中腔至少由第一或第二半导体部分中的凹槽或两个半导体部分中的相应凹槽形成。
[0224] 方面30：
[0225] 根据方面1、2、26或29之一的装置，其中连接到腔的至少一个通道由第一和第二半导体部分中的一个或两者中的凹槽或沟槽形成，其中两个半导体部分粘合在一起。
[0226] 方面31：
[0227] 根据方面1、2、26、29或30之一的装置，其中半导体部分之一具有凹槽，所述凹槽由通孔形成，所述通孔被固定到半导体部分的盖或帽覆盖。
[0228] 方面32：
[0229] 一种用于测量封闭在第一腔室中的第一流体的物理性质的方法，所述第一腔室通过第一通道与第一体积连接，所述方法包括以下步骤：
[0230] 确定在第一腔室和第一体积之间的流体压力差或在第一腔室和第一体积之间产生流体压力差，
[0231] 在第一通道中测量从第一腔室引导到第一体积的流体流，其中流体流由热流传感元件测量，
[0232] 确定作为流体压力差的函数的第一参数和表示测量的流体流的第二参数。
[0233] 方面33：
[0234] 根据方面32的方法，其中第一参数包含表示测量的流体流的第二参数与流体压力差的比率。
[0235] 方面34：
[0236] 根据方面32或33的方法，其中通过在第一腔室中产生参考过压来产生第一腔室和第一体积之间的压力差。
[0237] 方面35：
[0238] 根据方面34的方法，其中第一腔室和第一体积之间的压力差是通过加热第一腔室中的流体或通过使第一腔室中的膨胀元件膨胀而产生的。
[0239] 方面36：
[0240] 根据方面32至35之一的方法，其中流体是液体。
[0241] 方面37：
[0242] 根据方面32至36之一的方法，其中另外测量以下参数中的一个或多个：环境温度、第一室中的第一流体的绝对压力和/或第一体积中的第二流体的绝对压力、第一流体粘度、第一流体的导热率、第一流体的热容量。
[0243] 方面38：
[0244] 根据方面32至37之一的方法，其中基于表示测量的流体流的第二参数与流体压力差的比率来识别流体。
[0245] 方面39：
[0246] 根据方面38的方法，其中基于表示测量的流体流量的第二参数与流体压力差的比率以及以下参数中的一个或多个的测量或确定来识别第一流体：环境温度、第一腔室中的流体的绝对压力和/或第一体积中的第二流体的绝对压力、流体的粘度，流体的导热率、流体的热容量。
[0247] 方面40：
[0248] 一种用于测量测量室和测量体积之间的压差的方法，所述测量室填充有第一流体，所述测量体积通过测量通道与所述测量室连接，其中
[0249] 通过热流传感器在测量室和测量体积之间的测量通道中测量第一流体的流体流，并且其中
[0250] 第一流体的流体性质通过下述确定：
[0251] 使用填充有第一流体并且通过第一通道与已知流体压力的第一体积连接的第一腔室，
[0252] 在第一腔室中产生参考过压和/或确定第一腔室和第一体积之间的流体压力差，[0253] 在第一通道中测量从第一腔室引导到第一体积的第一流体的流体流，其中流体流由热流传感元件测量，
[0254] 确定作为流体压力差的函数的第一参数和表示测量的流体流的第二参数，[0255] 确定第一流体的物理性质或基于第一参数识别第一流体。
[0256] 方面41：
[0257] 根据方面40的方法，其中第一流体是液体。
[0258] 方面42：
[0259] 一种用于测量第一流体性质的装置，包括：
[0260] 第一腔室和连接第一腔室与第一体积的第一通道，
[0261] 热流传感元件，位于第一通道中，和
[0262] 加热元件，用于加热所述第一腔室中的所述第一流体，其中所述加热元件位于所述第一腔室中或所述第一腔室附近，或者加热可以被控制以膨胀其体积并且位于所述第一腔室中的膨胀元件，其中所述膨胀元件包括充气体积，并且其中可以控制从膨胀元件传递到流体的压力，
[0263] 控制单元，连接到加热元件或膨胀元件，和
[0264] 数据处理单元，确定作为流体压力差的函数的第一参数和表示测量的流体流的第二参数，其中数据处理单元连接到热流传感元件。
[0265] 方面43：
[0266] 根据方面42的装置，包括用于测量流体温度和/或流体压力的传感器，其中传感器位于第一腔室中。
[0267] 方面44：
[0268] 一种用于测量测量室和测量体积之间的压差的装置，所述测量室填充有第一流体，所述测量体积通过测量通道与所述测量室连接，所述装置具有
[0269] 热流体流传感器，位于测量室和测量容积之间的测量通道中，
[0270] 第一腔室，其填充有第一流体并且通过第一通道与第一体积连接，
[0271] 第一腔室中的过压元件或膨胀元件，用于在第一腔室中产生参考过压，[0272] 热流体流传感器，其位于第一腔室和第一体积之间的第一通道中，
[0273] 数据处理单元，用于确定第一流体的物理性质或基于第一参数和第二参数识别流体，第一参数是第一腔室中的参考过压的函数，第二参数表示第一通道中测量的流体流；用于基于在测量通道中测量的流体流和流体的流体性质来确定压差。
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