周永军，刘健齐，徐世峰，孙丽媛，聂雅兰，曹 杰

(沈阳航空航天大学 理学院，辽宁 沈阳 110131)

本文拟研制一台用间接方式测量气体流速的装置，通过管道内流体上下游的温度差测量出流体的质量流量，再结合管道横截面积及流体密度计算出流体流速。为了能同时测量不同性质的气体流速和液体流速，并尽量减小噪声，考虑到待测介质为液体，如果对其加热，液体受热时，加热探头周围液体容易气化，产生气泡，不适用于乙醇等低沸点液体；对于常规液体，加热也会使溶解在液体中的气体分子挥发，使测量噪声增大；对于气体流速测量来说，加热也会产生乱流、产生振动，增大噪声。

因此，本文以恒功率式质量流量计的设计为主要理论依据，对这种装置设备进行设计改造：以热扩散原理为理论基础，采用铂热电阻为温度传感器，设计研制出一种侵入式恒功率流速测量仪的设备[1]。

1 半导体制冷原理

当一个n型半导体材料与p型半导体材料相结合的电偶对有一个电流，并在两端产生热转移时，电偶的两端就会产生冷转移和热转移，如果在热端进行散热处理，则冷转端可达到较低的温度。

半导体制冷片单元的结构如图1所示，它由上下陶瓷基板、金属导流条、p型半导体材料和n型半导体材料组成。

图1 半导体制冷元件工作原理图

不加外界电压时，p型半导体与n型半导体连接形成PN结，并在连接处形成由n型半导体指向p型半导体的内电场，对该结构左右两端施加如图所示的电压时，内电场会由于施加外界电压的作用而增大，则电子在其内部做漂移运动时需要更大的势能。……