熱能不僅僅是電子產品的大敵。現代制冷和制冷系統是數十億美元的產業，其產品不僅讓我們保持涼爽和舒適，而且還可以防止食物變質，藥物變壞，以及互聯網服務器保持運轉的溫度。

雖然溫度傳感器可以很好地監控外殼或表面的熱量，但它們不會導致溫度發生任何變化。該任務涉及使用主動和被動冷卻技術的傳感和控制系統。

液體冷卻是一項成熟的技術，但在大多數電子應用中它是不必要的和/或成本過高的。當條件保持在預定的極端窗口內時，散熱器可以很好地工作。中間是氣流系統，當熱量是敵人時，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如何用于控制，監控，測試和校準動態溫度補償的系統。

工作原理

氣流發生器，如松餅和鼠籠式鼓風機組件，通常具有轉速計輸出，可用于確保風扇轉動的控制系統。這是一個很好的驗證，應該用作系統完整性檢查例程的一部分。然而，轉向風扇并不能保證氣流。堵塞的管道和通道可能會限制甚至阻止氣流。這是傳感器發揮作用的地方。

氣流傳感器通常基于開關，撥片和隔膜。開關基本上檢測壓力設定和釋放點，并應表現出一定程度的滯后，以簡化控制邏輯的工作。槳輪就是這樣，車輪或保持架在風中像風扇一樣轉動，以產生與額定氣流相對應的信號水平。隔膜可以作為開關操作，也可以作為線性感應元件，具體取決于它們的構造方式。

最簡單，最具成本效益的氣流傳感器設計用于在指定的最小氣壓下使開關閉合，并在另一個指定的壓力水平下釋放開關。這些數字“開”和“關”開關可用于快速驗證氣流是否存在。

請注意，低成本和非關鍵任務應用很可能會制造自己的壓力跳閘開關。在可容許的閉合力精度范圍內指定的任何低成本機械開關都可用于機械裝配（圖1）。彈跳振動靈敏度和滯后是您的設計團隊需要解決的問題，但這種方法可以產生一個好的，可靠的和具有成本效益的解決方案。

圖1：可以開發氣流傳感器作為成本敏感項目的機械裝配設計的一部分。彈跳，振動靈敏度和滯后可以在軟件中得到補償，從而導致成本非常低。

另一方面，在醫療應用，工廠或軍事設計中，精心設計的部件經過嚴格的規格認證，需要更精細的傳感器或組件。

以霍尼韋爾（中國）76064-00000600-01壓力開關為例，該開關具有防止腐蝕的有色金屬腔室。霍尼韋爾家族成員的設定范圍為20 PSI至3000 PSI。這些壓力開關密封至IP65規格，可承受反應氣體以及從氧氣到制動液的液體。

應該指出的是，當使用布氏漏斗方法時，真空傳感技術也可用于檢測氣流（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，以產生可連接到開關閉合件的真空。

圖2：由于Buchner漏斗效應，另一種低成本氣流驗證系統可以使用真空開關代替壓力開關。

一個典型的例子是Honeywell 77343-04.0HG-01真空開關。這看起來與公司的壓力開關完全相同，但工作方式相同，只是在獲得設定的真空點時切換（圖3）。

圖3：霍尼韋爾（中國）的壓力和真空開關可以具有相同的外形尺寸，并且易于集成到幾乎任何設計中。

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

可以在公司的壓力開關線路指南中找到一個很好的概述，該指南介紹了隔膜材料的具體情況，設定點范圍，保持和釋放壓力（滯后）等。1

清潔空氣傳感器

大部分設計不會將傳感器暴露在任何異常物質或物理濫用中。例如，服務器場可以產生大量的熱量，但是在封閉的區域內具有相當好的空氣質量和溫度控制。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下的各種外形和功能。該系列產品以其緊湊的專利技術而著稱，能夠以1 LPM至50 LPM（升/分鐘）的高重復精度測量流速和質量流速。

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

Omron D6F系列的一個特別好的功能是它的灰塵隔離系統，它允許這些部件用于監控風扇的性能并檢測計算機或投影儀的堵塞過濾器。

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

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

圖5：歐姆龍氣流傳感器的線性輸出不僅讓您的處理器知道有氣流，而且當過濾器堵塞或存在障礙物時，實際上可以提醒您。

這為需要保持冷卻但希望限制發送到鼓風機電機的能量的低功率應用打開了大門。在這里，可以開發一種算法，通過使用變速鼓風機控制并測量溫度和氣流來優化能量使用。

Omron提供MEMs流量傳感器培訓以及醫療解決方案培訓模塊。當剛剛開始使用流速檢測時，兩者都可以提供有用的信息，或者與您可用的產品和技術保持同步。

高流量

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

或者，您可以使用專為處理更高水平氣流而設計的傳感器，例如霍尼韋爾AWM720P1質量氣流傳感器（圖6）。該部件專為醫療應用而設計，還可用于分析儀器，燃料電池控制，電信系統，以及高達每分鐘200標準升的流量測量，壓力損失低于1英寸H2O。

該部件還內置傳感器放大和溫度補償功能，有助于確保長期穩定性。它具有與氣流速率對應的5 V峰值模擬電壓曲線。

圖6：對于更高的流速，質量氣流傳感器可在整個測量范圍內保持精度，同時最大限度地降低在線壓力增加。

還有手持式氣流傳感器需要考慮;例如，在一個柜子里面，你可能會認為你在所需的地方有氣流，但是當一切都被密封起來時，你無法確定。

一個很好的例子是基于B＆amp; K Precision 731A棒的風速計。這個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秒時間塊中執行多點平均。