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传感器是一种测量装置,是采集对象与信息系统的接口,是系统感知、获取与检测信息的窗口。它能感受或响应规定的被测量,并按照一定规律转换成可用信号输出,以满足信息的转换、处理、存储、记录、显示和控制等要求。就液体流速传感器而言,用不同的材料和工艺可以生产出性能各异的多种液体流量传感器,以满足各不相同的需要。
本文首先介绍了液体流量传感器的工作原理、种类及几种常见的液体流量传感器,随后重点说明了我们自行研制的锑化铟—铟—铟磁敏电阻液体流量传感器。基于对锑化铟—铟—铟的电磁特性本文重点阐明了锑化铟—铟—铟磁敏液体流量传感器的工作原理,并据此设计锑化铟—铟—铟磁敏电阻液体流量传感器的信号处理电路,包括信号采集电路,信号放大电路、稳压电源电路等。同时,我们对锑化铟—铟—铟磁敏电阻液体流量开关的设计与研究,并对其灵敏度、重复性、稳定性进行检测。最后介绍了液体流量传感器在流量开关方面的拓展应用。
实验证明锑化铟—铟—铟共晶体液体流量计具有很好的线性特点,用锑化铟—铟—铟共晶体材料制作的液体流量计具有灵敏度高、测量范围广等优点。在同一的液体流速情况下,我们的锑化铟—铟流量传感器的检测距离可以达到5mm以上的距离,比其他电磁流量计的测量距离增加了近一倍。在同样的测量距离时,我们的流量计的流速测量范围更广,同时它具有稳定性强、可靠性好、结构简单、价格低廉等诸多优点,是一种值得推广应用的新型液体流量传感器。
我们设计的一种用锑化铟—铟(InSb—In)共晶体薄膜磁阻元件制作而成的液体流量计。此种液体流量计是利用液体流动时的冲击力推动被置于液体管道中的涡轮转动,该涡轮由磁钢材料制作,当涡轮转动的时候叶片经过InSb—In共晶体薄膜磁阻元件并引起其阻值的变化,进而产生交变信号。经过对信号的处理,最后送入单片机进行计数,便可以得到瞬时流量和累积流量。本流量计基于四分管径设计,本文的研究结果表明,每脉冲液体流量约为0.8776ml,其有效测量量程为0.05m3/h到0.6m3/h,测量误差在±0.4%左右,对于低流速测量工业现场使用具有显著优点,并能降低工业成本。