气流传感器在液体冷却系统的应用

热能不仅仅是电子产品的大敌。现代制冷和制冷系统是数十亿美元的产业，其产品不仅让我们保持凉爽和舒适，而且还可以防止食物变质，药物变坏，以及互联网服务器保持运转的温度。

虽然温度传感器可以很好地监控外壳或表面的热量，但它们不会导致温度发生任何变化。该任务涉及使用主动和被动冷却技术的传感和控制系统。

液体冷却是一项成熟的技术，但在大多数电子应用中它是不必要的和/或成本过高的。当条件保持在预定的极端窗口内时，散热器可以很好地工作。中间是气流系统，当热量是敌人时，它通常提供最佳的成本/性能解决方案。

本文讨论了气流传感器以及它们如何用于控制，监控，测试和校准动态温度补偿的系统。

工作原理

气流发生器，如松饼和鼠笼式鼓风机组件，通常具有转速计输出，可用于确保风扇转动的控制系统。这是一个很好的验证，应该用作系统完整性检查例程的一部分。然而，转向风扇并不能保证气流。堵塞的管道和通道可能会限制甚至阻止气流。这是传感器发挥作用的地方。

气流传感器通常基于开关，拨片和隔膜。开关基本上检测压力设定和释放点，并应表现出一定程度的滞后，以简化控制逻辑的工作。桨轮就是这样，车轮或保持架在风中像风扇一样转动，以产生与额定气流相对应的信号水平。隔膜可以作为开关操作，也可以作为线性感应元件，具体取决于它们的构造方式。

最简单，最具成本效益的气流传感器设计用于在指定的最小气压下使开关闭合，并在另一个指定的压力水平下释放开关。这些数字“开”和“关”开关可用于快速验证气流是否存在。

请注意，低成本和非关键任务应用很可能会制造自己的压力跳闸开关。在可容许的闭合力精度范围内指定的任何低成本机械开关都可用于机械装配（图1）。弹跳振动灵敏度和滞后是您的设计团队需要解决的问题，但这种方法可以产生一个好的，可靠的和具有成本效益的解决方案。

图1：可以开发气流传感器作为成本敏感项目的机械装配设计的一部分。弹跳，振动灵敏度和滞后可以在软件中得到补偿，从而导致成本非常低。

另一方面，在医疗应用，工厂或军事设计中，精心设计的部件经过严格的规格认证，需要更精细的传感器或组件。

以霍尼韦尔（中国）76064-00000600-01压力开关为例，该开关具有防止腐蚀的有色金属腔室。霍尼韦尔家族成员的设定范围为20 PSI至3000 PSI。这些压力开关密封至IP65规格，可承受反应气体以及从氧气到制动液的液体。

应该指出的是，当使用布氏漏斗方法时，真空传感技术也可用于检测气流（图2）。这里，气流的存在将空气（或流体）从成角度的路径中抽出，以产生可连接到开关闭合件的真空。

图2：由于Buchner漏斗效应，另一种低成本气流验证系统可以使用真空开关代替压力开关。

一个典型的例子是Honeywell 77343-04.0HG-01真空开关。这看起来与公司的压力开关完全相同，但工作方式相同，只是在获得设定的真空点时切换（图3）。

图3：霍尼韦尔（中国）的压力和真空开关可以具有相同的外形尺寸，并且易于集成到几乎任何设计中。

这些类型传感器的输出是干触点，可以是N.O.或各种电镀中的N.C. SPST或SPDT类型的触点，包括用于非常低电阻的银和用于非氧化应用的金。

可以在公司的压力开关线路指南中找到一个很好的概述，该指南介绍了隔膜材料的具体情况，设定点范围，保持和释放压力（滞后）等。¹

清洁空气传感器

大部分设计不会将传感器暴露在任何异常物质或物理滥用中。例如，服务器场可以产生大量的热量，但是在封闭的区域内具有相当好的空气质量和温度控制。在这些情况下，您可能需要查看欧姆龙的D6F气流传感器和组件。

D6F系列包括此伞形分类下的各种外形和功能。该系列产品以其紧凑的专利技术而着称，能够以1 LPM至50 LPM（升/分钟）的高重复精度测量流速和质量流速。

另外值得一看的是欧姆龙D6F-P0001A1 MEMs流量传感器（图4）。该部件测量的气流范围为每分钟0至0.1升，这使其成为一种相当敏感的装置。 D6F-P0010A2是一个类似的部件，每分钟0到1升。

Omron D6F系列的一个特别好的功能是它的灰尘隔离系统，它允许这些部件用于监控风扇的性能并检测计算机或投影仪的堵塞过滤器。

图4：Omron系列气流传感器采用防尘隔离系统，以确保更高的可靠性和更长的使用寿命。

有趣的是，这些传感器的输出是模拟电压（图5）。因此，性能曲线不仅可以用于干接触开关，还可以用于验证气流，还可以用于测量气流。

图5：欧姆龙气流传感器的线性输出不仅让您的处理器知道有气流，而且当过滤器堵塞或存在障碍物时，实际上可以提醒您。

这为需要保持冷却但希望限制发送到鼓风机电机的能量的低功率应用打开了大门。在这里，可以开发一种算法，通过使用变速鼓风机控制并测量温度和气流来优化能量使用。

Omron提供MEMs流量传感器培训以及医疗解决方案培训模块。当刚刚开始使用流速检测时，两者都可以提供有用的信息，或者与您可用的产品和技术保持同步。

高流量

与向电流表添加并联电阻以增加其测量范围的方式相同，气流传感器可用于分流配置，允许它们测量更大量的气流。虽然这会扩大测量范围，但由于传感器的分辨率现在扩展到更高的范围，因此它也会导致精度误差的倍增。

或者，您可以使用专为处理更高水平气流而设计的传感器，例如霍尼韦尔AWM720P1质量气流传感器（图6）。该部件专为医疗应用而设计，还可用于分析仪器，燃料电池控制，电信系统，以及高达每分钟200标准升的流量测量，压力损失低于1英寸H²O。

该部件还内置传感器放大和温度补偿功能，有助于确保长期稳定性。它具有与气流速率对应的5 V峰值模拟电压曲线。

图6：对于更高的流速，质量气流传感器可在整个测量范围内保持精度，同时最大限度地降低在线压力增加。

还有手持式气流传感器需要考虑;例如，在一个柜子里面，你可能会认为你在所需的地方有气流，但是当一切都被密封起来时，你无法确定。

一个很好的例子是基于B＆amp; K Precision 731A棒的风速计。这个有用的工具记录气流的最小值和最大值以及平均值，并且可以在2秒和16秒时间块中执行多点平均。