|
1介紹
通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)對(duì)建筑物的總能耗有很大的貢獻(xiàn)。
然而，在安裝和調(diào)試之后，很少對(duì)它們進(jìn)行評(píng)估，更不用說在性能方面進(jìn)行優(yōu)化
它們?cè)谡＿\(yùn)行時(shí)的效率。其中一個(gè)原因是，除了缺乏安裝人員和
運(yùn)營(yíng)商——缺乏對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分布式監(jiān)控的有效可能性，尤其是對(duì)于大型企業(yè)
安裝。然而，分析表明，通過改進(jìn)控制策略，可以節(jié)省多達(dá)40%的能源[1]。流量
空調(diào)系統(tǒng)中使用的傳感器應(yīng)易于安裝、經(jīng)濟(jì)高效且堅(jiān)固耐用。微機(jī)械熱加工
眾所周知，基于薄膜技術(shù)的流量傳感器非常敏感[2,3]。然而，它們是脆弱的，而且
命名法
加熱器上下游方向熱電堆的UU、UD電壓
TDI、TDO、TUI、TUO內(nèi)部（I，靠近加熱器）和外部（O，靠近外圍）的溫度
上下游方向的熱接點(diǎn)
ti，指中央加熱器（I）和箔材外圍（O）周圍的平均溫度
技術(shù)成本相對(duì)較高。在試圖使用相同的基本工作原理，但更穩(wěn)健的設(shè)計(jì)，薄
柔性PCB（印刷電路板）載體被證明是一個(gè)很有前途的技術(shù)基礎(chǔ)[4，5]。關(guān)于
由于風(fēng)管尺寸大，且總是湍流，傳感器也應(yīng)具有一定的集成度
或者在整個(gè)空氣管道的直徑上取平均值，而不是提供點(diǎn)測(cè)量[6]。熱的
（量熱法）流量傳感器表現(xiàn)出這種特性，可以相應(yīng)地調(diào)整形狀以適應(yīng)不同的流道。
此外，它們可以低成本生產(chǎn)，例如使用標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板技術(shù)[7]。然而，一個(gè)
這種基于PCB的傳感器的缺點(diǎn)是用作熱敏電阻的銅引線的電阻低，使得讀數(shù)不準(zhǔn)確
電子挑戰(zhàn)。熱電堆可作為測(cè)量上游溫差的替代方法
以及暴露在水流中的加熱元件的下游。
2設(shè)計(jì)
傳感器布局如圖1a所示，其中Ag-Ni熱電堆圍繞中心電極對(duì)稱布置
鎳加熱器。介質(zhì)在傳感器表面流動(dòng)所引起的對(duì)流換熱影響傳感器的性能
加熱器產(chǎn)生的溫度場(chǎng)。一方面，靠近加熱器的熱接點(diǎn)溫度
另一方面，水流下游的整體溫度高于周邊溫度。
不同的溫度導(dǎo)致上下游方向的兩個(gè)熱電壓UD，UU。每個(gè)電壓為
與內(nèi)外溫差成正比。
如圖1b所示，有限元模擬顯示，對(duì)于恒定的加熱功率，熱電堆的總和
作為輸出信號(hào)的電壓僅適用于約v<2 m/s的低流量范圍，以補(bǔ)償有效的
對(duì)流冷卻在較高的流速下，加熱功率必須通過電子調(diào)節(jié)器進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)
控制器。選擇熱電堆電壓之和作為工藝參數(shù)進(jìn)行控制，
由下式得出：
（a） （二）
圖1：（a）傳感器布局示意圖。銀和鎳金屬薄膜沉積在載體箔上。金屬膜形成兩個(gè)熱電堆
圍繞中心鎳加熱器對(duì)稱布置。鋁箔的長(zhǎng)度可以調(diào)整，以適應(yīng)不同的風(fēng)道幾何形狀。（b） 彩色編碼
采用三維有限元法模擬了加熱器功率為100mw，最大流速為100mw時(shí)的溫度分布
vmax的正x方向=0.5 m/s。
832 |
