ALS1005 微小液体流量传感器:0.25~5 mL/min 微流量测量,融合 MEMS 芯片与 24 位 ADC
在各类工程应用中,真正具有挑战性的并非测量常规流量,而是在极低流量条件下实现高精度检测。当液体流量小到每分钟仅几滴、流体细如发丝时,传统的浮子式、涡轮式和超声波式流量测量方法往往难以奏效。浮子易卡阻,涡轮无法在低速下运行,超声波则容易受噪声和管路条件干扰。
这类测量需求并非实验室的极端情况,而是广泛存在于半导体涂胶、生物试剂分配、微反应器和微流控系统等实际应用中。
为应对国内在该流量区间内可选产品较少的情况,奥松基于现有液体流量计产品体系,推出了ALS1005 微小液体流量传感器。该产品专为 0.25~5 mL/min 的微流量范围设计,具备良好的重复性、快速响应和长期可靠性,适用于需要闭环控制和在线监测的设备场景。
1)测量原理与系统构成:热对流 + 高灵敏 MEMS + 24 位 ADC
ALS1005 采用热对流测量原理。当液体流过微型加热器时,会在上下游形成温度梯度,而这种温差与流速之间存在确定的函数关系,从而实现对流量的非接触式测量。
该传感器结合了高灵敏度 MEMS 芯片与24 位 ADC,具备微升级流量的数字化输出能力,可直接接入嵌入式系统进行数据读取和流量控制。
2)核心性能与工程价值:聚焦“微流量测量痛点”
重复性:<±1.0%
在定量加样、供液等应用场景中,良好的重复性往往比测量下限更为重要。ALS1005 的重复性误差低于 ±1.0%,有助于提高设备运行的一致性和工艺稳定性。
无活动部件:减少机械风险
该传感器无浮子、叶轮或膜片等机械结构,有效避免了在低流量运行中可能出现的卡滞、污染和磨损问题。其结构更适合用于长期连续运行,以及处理含有微小颗粒的液体。
快速响应 + 实时监测:支持闭环控制
依托 MEMS 传感与数字信号处理技术,ALS1005 可同步输出瞬时流量、累计流量和介质温度。配备的 LCD 显示屏,可支持现场直接读取数据,无需依赖上位机,有利于快速发现和处理如堵塞、气泡或泵异常等问题。
承压能力与介质兼容性:面向工业级应用
液路最大承压能力:0.68 MPa
液体接触部分采用 316 不锈钢毛细管,具备良好的耐腐蚀性能,适用于对材料稳定性和化学兼容性要求较高的工业与高端设备。
低功耗与接口设计:便于系统集成
供电电压:5 V DC
工作电流:<200 mA
数字接口:I²C(注:原文拼写为 IIC,此处保留原样)
低功耗和标准化接口使其在 MCU 或工业控制板上的集成更为便捷。
3)典型应用场景:覆盖半导体、IVD 与实验分析领域
A. 半导体精密制造
- 光刻胶涂覆(晶圆旋涂):通过实时流量反馈配合泵阀实现闭环调节,有助于提升膜厚均匀性,降低工艺缺陷。
- 湿法刻蚀与清洗:微流量的稳定性对器件 CD 均匀性有直接影响,传感器可提供在线反馈,优化工艺过程。
- 精密冷却系统:用于光刻或电子束设备的微量冷却液监测,保障热管理精度,减少热漂移影响。
B. 医疗健康与体外诊断(IVD / POCT)
- 免疫与生化分析仪加样:针对微量加样需求,传感器可提升加样一致性,从而增强检测结果的可靠性。
- 生物反应器过程控制:在灌流培养系统中,传感器能够对营养液与废液交换过程进行长期稳定监测。
- 药物输送系统:用于微量注射泵或胰岛素泵等系统,可作为闭环控制组件,辅助防止输注过量或堵塞。
C. 环境监测与低碳技术
- 水质在线监测:适用于水样与试剂的高精度抽取,适合长期无人值守工况。
- 碳捕集与封存(CCUS):可用于胺液循环系统中,通过微流量检测支持吸收效率的实时优化。
D. 实验分析与高端仪器
- 色谱/质谱进样系统:适用于梯度液相系统中的低流量精确控制,可用于泵后校验或微流控衍生系统。
- 微流控科研平台:集成后可用于实时背压补偿,提升注射泵或气压泵的加样重复性。
- 自动化液体处理工作站:多通道流量监测可有效识别吸头堵塞或漏气引发的加液失败。
4)国产替代方向:面向微流量测量与闭环控制的部件方案
在 0.25~5 mL/min 的微小液体流量区间,ALS1005 凭借 高重复性、无活动部件、快速响应和数字化输出 等优势,广泛适用于对系统稳定性与维护性要求较高的半导体、生物医药、IVD 与实验仪器等领域,具备显著的工程实用价值。