熱能不僅僅是電子產(chǎn)品的大敵。現(xiàn)代制冷和制冷系統(tǒng)是數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)，其產(chǎn)品不僅讓我們保持涼爽和舒適，而且還可以防止食物變質(zhì)，藥物變壞，以及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器保持運(yùn)轉(zhuǎn)的溫度。

雖然溫度傳感器可以很好地監(jiān)控外殼或表面的熱量，但它們不會(huì)導(dǎo)致溫度發(fā)生任何變化。該任務(wù)涉及使用主動(dòng)和被動(dòng)冷卻技術(shù)的傳感和控制系統(tǒng)。

液體冷卻是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，但在大多數(shù)電子應(yīng)用中它是不必要的和/或成本過(guò)高的。當(dāng)條件保持在預(yù)定的極端窗口內(nèi)時(shí)，散熱器可以很好地工作。中間是氣流系統(tǒng)，當(dāng)熱量是敵人時(shí)，它通常提供最佳的成本/性能解決方案。

本文討論了氣流傳感器以及它們?nèi)绾斡糜诳刂疲O(jiān)控，測(cè)試和校準(zhǔn)動(dòng)態(tài)溫度補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)。

工作原理

氣流發(fā)生器，如松餅和鼠籠式鼓風(fēng)機(jī)組件，通常具有轉(zhuǎn)速計(jì)輸出，可用于確保風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)的控制系統(tǒng)。這是一個(gè)很好的驗(yàn)證，應(yīng)該用作系統(tǒng)完整性檢查例程的一部分。然而，轉(zhuǎn)向風(fēng)扇并不能保證氣流。堵塞的管道和通道可能會(huì)限制甚至阻止氣流。這是傳感器發(fā)揮作用的地方。

氣流傳感器通常基于開(kāi)關(guān)，撥片和隔膜。開(kāi)關(guān)基本上檢測(cè)壓力設(shè)定和釋放點(diǎn)，并應(yīng)表現(xiàn)出一定程度的滯后，以簡(jiǎn)化控制邏輯的工作。槳輪就是這樣，車(chē)輪或保持架在風(fēng)中像風(fēng)扇一樣轉(zhuǎn)動(dòng)，以產(chǎn)生與額定氣流相對(duì)應(yīng)的信號(hào)水平。隔膜可以作為開(kāi)關(guān)操作，也可以作為線(xiàn)性感應(yīng)元件，具體取決于它們的構(gòu)造方式。

最簡(jiǎn)單，最具成本效益的氣流傳感器設(shè)計(jì)用于在指定的最小氣壓下使開(kāi)關(guān)閉合，并在另一個(gè)指定的壓力水平下釋放開(kāi)關(guān)。這些數(shù)字“開(kāi)”和“關(guān)”開(kāi)關(guān)可用于快速驗(yàn)證氣流是否存在。

請(qǐng)注意，低成本和非關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用很可能會(huì)制造自己的壓力跳閘開(kāi)關(guān)。在可容許的閉合力精度范圍內(nèi)指定的任何低成本機(jī)械開(kāi)關(guān)都可用于機(jī)械裝配（圖1）。彈跳振動(dòng)靈敏度和滯后是您的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)需要解決的問(wèn)題，但這種方法可以產(chǎn)生一個(gè)好的，可靠的和具有成本效益的解決方案。

圖1：可以開(kāi)發(fā)氣流傳感器作為成本敏感項(xiàng)目的機(jī)械裝配設(shè)計(jì)的一部分。彈跳，振動(dòng)靈敏度和滯后可以在軟件中得到補(bǔ)償，從而導(dǎo)致成本非常低。

另一方面，在醫(yī)療應(yīng)用，工廠或軍事設(shè)計(jì)中，精心設(shè)計(jì)的部件經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的規(guī)格認(rèn)證，需要更精細(xì)的傳感器或組件。

以霍尼韋爾（中國(guó)）76064-00000600-01壓力開(kāi)關(guān)為例，該開(kāi)關(guān)具有防止腐蝕的有色金屬腔室。霍尼韋爾家族成員的設(shè)定范圍為20 PSI至3000 PSI。這些壓力開(kāi)關(guān)密封至IP65規(guī)格，可承受反應(yīng)氣體以及從氧氣到制動(dòng)液的液體。

應(yīng)該指出的是，當(dāng)使用布氏漏斗方法時(shí)，真空傳感技術(shù)也可用于檢測(cè)氣流（圖2）。這里，氣流的存在將空氣（或流體）從成角度的路徑中抽出，以產(chǎn)生可連接到開(kāi)關(guān)閉合件的真空。

圖2：由于Buchner漏斗效應(yīng)，另一種低成本氣流驗(yàn)證系統(tǒng)可以使用真空開(kāi)關(guān)代替壓力開(kāi)關(guān)。

一個(gè)典型的例子是Honeywell 77343-04.0HG-01真空開(kāi)關(guān)。這看起來(lái)與公司的壓力開(kāi)關(guān)完全相同，但工作方式相同，只是在獲得設(shè)定的真空點(diǎn)時(shí)切換（圖3）。

圖3：霍尼韋爾（中國(guó)）的壓力和真空開(kāi)關(guān)可以具有相同的外形尺寸，并且易于集成到幾乎任何設(shè)計(jì)中。

這些類(lèi)型傳感器的輸出是干觸點(diǎn)，可以是N.O.或各種電鍍中的N.C. SPST或SPDT類(lèi)型的觸點(diǎn)，包括用于非常低電阻的銀和用于非氧化應(yīng)用的金。

可以在公司的壓力開(kāi)關(guān)線(xiàn)路指南中找到一個(gè)很好的概述，該指南介紹了隔膜材料的具體情況，設(shè)定點(diǎn)范圍，保持和釋放壓力（滯后）等。1

清潔空氣傳感器

大部分設(shè)計(jì)不會(huì)將傳感器暴露在任何異常物質(zhì)或物理濫用中。例如，服務(wù)器場(chǎng)可以產(chǎn)生大量的熱量，但是在封閉的區(qū)域內(nèi)具有相當(dāng)好的空氣質(zhì)量和溫度控制。在這些情況下，您可能需要查看歐姆龍的D6F氣流傳感器和組件。

D6F系列包括此傘形分類(lèi)下的各種外形和功能。該系列產(chǎn)品以其緊湊的專(zhuān)利技術(shù)而著稱(chēng)，能夠以1 LPM至50 LPM（升/分鐘）的高重復(fù)精度測(cè)量流速和質(zhì)量流速。

另外值得一看的是歐姆龍D6F-P0001A1 MEMs流量傳感器（圖4）。該部件測(cè)量的氣流范圍為每分鐘0至0.1升，這使其成為一種相當(dāng)敏感的裝置。 D6F-P0010A2是一個(gè)類(lèi)似的部件，每分鐘0到1升。

Omron D6F系列的一個(gè)特別好的功能是它的灰塵隔離系統(tǒng)，它允許這些部件用于監(jiān)控風(fēng)扇的性能并檢測(cè)計(jì)算機(jī)或投影儀的堵塞過(guò)濾器。

圖4：Omron系列氣流傳感器采用防塵隔離系統(tǒng)，以確保更高的可靠性和更長(zhǎng)的使用壽命。

有趣的是，這些傳感器的輸出是模擬電壓（圖5）。因此，性能曲線(xiàn)不僅可以用于干接觸開(kāi)關(guān)，還可以用于驗(yàn)證氣流，還可以用于測(cè)量氣流。

圖5：歐姆龍氣流傳感器的線(xiàn)性輸出不僅讓您的處理器知道有氣流，而且當(dāng)過(guò)濾器堵塞或存在障礙物時(shí)，實(shí)際上可以提醒您。

這為需要保持冷卻但希望限制發(fā)送到鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的能量的低功率應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。在這里，可以開(kāi)發(fā)一種算法，通過(guò)使用變速鼓風(fēng)機(jī)控制并測(cè)量溫度和氣流來(lái)優(yōu)化能量使用。

Omron提供MEMs流量傳感器培訓(xùn)以及醫(yī)療解決方案培訓(xùn)模塊。當(dāng)剛剛開(kāi)始使用流速檢測(cè)時(shí)，兩者都可以提供有用的信息，或者與您可用的產(chǎn)品和技術(shù)保持同步。

高流量

與向電流表添加并聯(lián)電阻以增加其測(cè)量范圍的方式相同，氣流傳感器可用于分流配置，允許它們測(cè)量更大量的氣流。雖然這會(huì)擴(kuò)大測(cè)量范圍，但由于傳感器的分辨率現(xiàn)在擴(kuò)展到更高的范圍，因此它也會(huì)導(dǎo)致精度誤差的倍增。

或者，您可以使用專(zhuān)為處理更高水平氣流而設(shè)計(jì)的傳感器，例如霍尼韋爾AWM720P1質(zhì)量氣流傳感器（圖6）。該部件專(zhuān)為醫(yī)療應(yīng)用而設(shè)計(jì)，還可用于分析儀器，燃料電池控制，電信系統(tǒng)，以及高達(dá)每分鐘200標(biāo)準(zhǔn)升的流量測(cè)量，壓力損失低于1英寸H2O。

該部件還內(nèi)置傳感器放大和溫度補(bǔ)償功能，有助于確保長(zhǎng)期穩(wěn)定性。它具有與氣流速率對(duì)應(yīng)的5 V峰值模擬電壓曲線(xiàn)。

圖6：對(duì)于更高的流速，質(zhì)量氣流傳感器可在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)保持精度，同時(shí)最大限度地降低在線(xiàn)壓力增加。

還有手持式氣流傳感器需要考慮;例如，在一個(gè)柜子里面，你可能會(huì)認(rèn)為你在所需的地方有氣流，但是當(dāng)一切都被密封起來(lái)時(shí)，你無(wú)法確定。

一個(gè)很好的例子是基于B＆amp; K Precision 731A棒的風(fēng)速計(jì)。這個(gè)有用的工具記錄氣流的最小值和最大值以及平均值，并且可以在2秒和16秒時(shí)間塊中執(zhí)行多點(diǎn)平均。