关于冷却水流量计不同种类所具有的的特性介绍

冷却水流量计是使用四种类型的冷却水流量计开发的。这是对现场研究的回应，该研究产生了有关不同应用程序实际需求的数据，随后针对每个问题将适当的技术结合到解决方案中。冷却水流量计中使用的四种流量计是陶瓷压阻，粘结箔应变计，硅压阻和可变电容。其中，没有一种类型适合所有压力感测应用，但对于任何给定情况，将有一种或多种是理想的。下面概述了每种类型的优点和缺点。
粘结箔应变计流量计
粘结箔应变计压力传感技术的原理是惠斯通电桥，惠斯通电桥是一个具有四个分支的电路，每个分支具有相等的电阻。根据此平衡电路，四个金属箔应变计连接到一个金属膜片，每个键充当四个电路分支之一，并在电路中提供可变电阻器的功能，如下图所示。当未施加任何压力（零）时，膜片不会偏转，并且惠斯通电桥处于平衡状态，因此没有测得的电压输出。
施加压力时，膜片呈钟形。这在应变计上引起应变。如图1所示，一对内应变片受到压缩，而另一对应变片受到拉力，这种应变的变化会引起电路各臂电阻的相应变化，从而导致惠斯通电桥的不稳定性和电阻的出现。两端的可测量电压即输出。
显然，挠度直接取决于所施加的压力。反过来，这反映为箔规上的应变增加以及电路中的电阻增加。因此，电压输出是膜片挠度的函数，Viatran箔应变计通过测量电桥的输出电压来评估施加的压力。
在目前可用的传感技术中，粘合箔应变计非常可靠且坚固。它适用于从0-100一直到0-100 000 PSI的*高压力。它坚固的结构可以承受冲击，振动和压力循环。不需要温度补偿，因为应变计在结合之前可以精确匹配。
该技术的主要缺点是在非常低的压力（例如低于0-100 PSI）下其性能受损。这是因为在如此小的范围内，隔膜必须太薄，以至于应变计足以阻止其响应施加的压力而运动，从而改变输出。
冷却水流量计基于与上述原理相似的原理，但是利用嵌入在薄硅膜片内的硅芯片。这些压阻芯片即使在低压下也能产生强信号，因此具有更宽的范围和更高的灵敏度。
Viatran硅压阻流量计已利用该技术来制造适用于0-2 PSI至0-4 PSI压力范围的流量计。它们也是检测液位的理想选择。
硅压阻流量计技术的局限性在于缺乏坚固性，这使其无法用于涉及高冲击，冲击，压力循环或振动的应用中。与粘合箔应变计相比，可以检测到的压力上限也很低，低于400 PSI。*后，与对箔片应变计进行相同的匹配相比，对这些流量计芯片进行精确匹配的要求更高，因此必须进行电气补偿才能使性能保持在指定的标准范围内。
陶瓷压阻流量计
陶瓷压阻流量计基于沉积在陶瓷膜片一侧（称为参考面）的导电墨水的使用。墨具有惠斯登电桥中的可变电阻器的功能，与*一类流量计中的箔应变计相对应。该技术可在较低范围内响应施加的压力提供可靠而灵敏的输出。
但是，陶瓷流量计比硅流量计更耐用，可以在0-15 PSI至0-1500 PSI的范围内使用。另一个好处是陶瓷润湿部件在不适合金属润湿部件的应用中具有兼容性，因为当测量腐蚀性流体的液位时，它们不适合使用。这种类型的流量计也更具成本效益。
一些限制是显而易见的，包括由于分子结构而导致的较低的高压上限，这意味着陶瓷在超压时会破裂而不会事先产生任何屈服的迹象。这意味着在陶瓷流量计上施加过大的压力会导致剧烈的爆裂故障，而不是金属流量计在类似情况下所经历的逐渐变形。因此，由于其弹性特性，后者可以重复使用，而过压陶瓷流量计则不能重复使用。因此，在其中发生冲击，振动或压力快速波动的任何应用都不适合使用陶瓷压阻流量计。
*后，很难将陶瓷应变片匹配和粘接到箔片应变片所能达到的相同精度水平，因此，为了达到与规格相同的性能水平，必须进行电补偿。
可变电容流量计
可变电容流量计的工作原理与前三个不同。这取决于一对平板电容器的电容变化，该变化与施加的压力成正比。对于在流量计两侧都带有液体的情况（称为“湿-湿”压力输入过程）的情况下，它是测量压力差的理想选择。
这项技术的优势在低压范围内的测量灵敏度上非常明显。Viatran差压流量计与Viatran压力表型和绝对冷却水流量计一样，都采用了可变电容技术。
可变冷却水流量计的Viatran系列使用三个金属膜片，其中两个外部是湿润的表面，缺少弹簧常数，并充当被动膜片。它们被硅油填充物隔开，硅油填充物包含两个均涂有导电油墨的陶瓷板电*，以及*三个隔膜，即有源隔膜
内膜片在制造过程中被拉紧，因此具有弹簧常数。它通过液力偶合器通过板状电*上的小孔与外膜片相连。
*先在内部或有源膜片与电*之间产生电荷，从而在每个电*-内部膜片对之间形成两个电容。如果外部膜片承受的压力相同，则内部膜片保持不偏斜，从而保持电容相等。
一旦在一侧上施加压力，则湿膜片将以较大的压力向一侧偏斜。这导致更多的油被迫通过电*板上的孔，从那一侧撞击到内部隔膜上，从而将外部润湿隔膜上的压力传递到内部隔膜上，从而向相对电*弯曲。
在这种情况下，电容存储与每个电*内膜片对之间的距离成比例，这导致在内膜片与较远电*之间产生更高的电容。电容的变化又揭示了施加在两侧的压力的差异。
可变冷却水流量计的优点众多且意义重大。*先，该技术即使在很小的压力变化（例如1英寸水柱压力所产生的压力）下也具有很高的灵敏度。其次，外部无源隔膜通过迫使油通过电*上的小孔而对压力产生反应，而这些孔很少，从而防止了有源隔膜严重偏转到故障点的可能性。
因此，Viatran可变流量计设计为能够敏感地响应较小的压力变化，但又不会引起隔膜破裂，并且通过简单地防止作用在主动隔膜上的压力过大，从而避免了经常重新校准的需要。因此，这种类型的流量计非常适合存在高压危险的任何应用，否则可能导致流量计故障。
另一方面，此类技术的成本高于其他类型的技术，并且与前面讨论的三种类型的流量计相比，可能会产生更多的噪声信号。
在所有四种流量计类型中，如果输出信号处于低电平以达到高电平输出（例如0-5伏，0-10伏或4-20 mA），则它们可能会被放大或调节。