风压对的变化，铁芯200在线圈221中产生移动，从而改变可变振荡电路602的输出频率。可变振荡电路602的输出连接到IC电路上，经过IC电路的处理，通过R2输出频率(或电压)信号。
[0049]图6中电感L与电容Cl，C2以及IC中的非门形成振荡电路，输出方波频率信号，频率为I/(2 X JT Xsqrt (LC))。随着铁芯200在线圈221中移动，电感量L会发生变化，所以输出方波频率会发生变化。如为频率输出型:则方波频率信号直接输出(或在IC内分频输出)；如为电压输出型:将方波频率信号在IC内部转换成电压信号输出。此处IC可能为一个或多个1C。里面的电阻为限流保护用。
[0050]图7显示出感应电路600的输出。图7中所述的曲线是由专业测试仪对本发明风压(或风速)传感器100测试采集的频率输出曲线，通过测试仪模拟风压(或风速)随时间变化(通常速率O?30Pa/Sec)，从而输出频率随压力变化的采集数据作出的关系特性曲线，用于表征传感器的输出特性。由数据曲线可以看出，输出具有良好的线性及精度，特别是在低风压情况下，规格曲线数据可以控制在很小的变动范围，非常适合对风机风压(或风速)的控制。
[0051]图8显示出使用本发明风压(或风速)传感器100的水加热器800。如图800所示，水加热器800包括一个风机820。传感器100的出口 251被连接到了风机820的风道502 中。
[0052]在本发明中，在使用时，风压(或风速)传感器100放置在垂直方向使用，第二弹簧235起着对第一弹簧225调节的作用，尤其是调节在没有风速的情况下，使得第一比较弹簧225处于线性起始点。因为第一室215、第二室212和调节螺丝250出口的体积有限，从而由第一室215和第二室212产生的空气压强差值范围小。所以，选择第一弹簧225和第二弹簧235之间的K值范围非常重要。在本发明中，第一弹簧225的K值是K1，第二弹簧235的K值是K2，所述Kl和K2的差值(K1-K2)的范围是0.001-0.20N/mm为宜;K1和K2的差值(K1-K2)是0.05N/mm为一个优选值。作为一个实施例，第一弹簧225的K值范围是0.01-0.10N/mm，第二弹簧235的K值范围是0.01-0.05N/mm。当使用如图2B所示单弹簧时，Kl和K2的差值为(Kl-O)，即K差值范围为Kl值的范围。弹簧的选择对本发明是很重要的，如果弹簧选择不当，最直接的结果就是输出超过应用要求，不能起到精确控制风速(即风量)的要求。
[0053]本发明的传感器的优点包括:(I)能检测压差很小的(由负压生成)，如O到100pa以上的风速/量变化；(2)特别控制在低压时的输出精度，如20-30pa风压力时，0.1% fs或更小；(3)很好的线性及重复性输出，特别是在低压的线性，这得益于两个对比弹簧的应用及其K值的选择。而且本发明所提供的风压(或风速)传感器造价低、灵敏度高、适用于感测和控制风压。
【主权项】
1.一种风压(或风速)传感器(100)，所述传感器(100)包括外壳(210)，所述外壳(210)容纳有对压力敏感的可变形膜(211)，其特征在于所述风压传感器(100)包括: 所述外壳(210)被所述膜(211)气封地分成第一室(215)和第二室(212)； 所述风压传感器(100)设有第一气口(106)，将所述第一室(215)气体连接到空气流动通道中的第一空气压力位置Pl ; 所述风压传感器(100)设有第二气口(104)，将所述第二室(212)连接到大气压(或环境气压)PO或连接到空气流动通道中的第二空气压力位置P2。2.根据权利要求1所述的风压传感器(100)，其特征在于进一步包括: 工作弹簧(225)。3.根据权利要求2所述的风压传感器(100)，其特征在于: 所述工作弹簧(225)的K值范围是0.001-0.20N/mm。4.根据权利要求1所述的风压传感器(100)，其特征在于进一步包括: 工作弹簧(225);和 对比弹簧(235) ο5.根据权利要求4所述的风压传感器(100)，其特征在于: 所述工作弹簧(225)的K值是Kl ； 所述对比弹簧(235)的K值是K2 ； 所述Kl和K2的差值(K1-K2)范围是0.001-0.20N/mm。6.根据权利要求4所述的风压传感器(100)，其特征在于: 工作弹簧(225)的K值范围是0.001-0.20N/mm， 对比弹簧(235)的K值范围是0.001-0.10N/mmo7.根据权利要求1所述的风压传感器(100)，其特征在于，进一步包括: 磁芯(200)，该磁芯由铁磁材料制成并且被可操作地与膜(211)联结以便响应于膜(211)的变形而移动； 线圈(221)，该线圈被可操作地磁电连接至磁芯(200)以形成可变的电感感应器(222)。8.根据权利要求1所述的风压传感器(100)，其特征在于进一步包括: 所述外壳(210)，包括第一杯体状壳体(224)和第二杯体状壳体(228)，所述第一杯体状壳体(224)和第二杯体状壳体(228)卡接后容纳所述变形膜(211)并形成所述第一气室(215)和第二气室(212)； 线圈(221)，所述线圈(221)被设置在所述第一杯体状壳体(224)上部。9.根据权利要求1所述的风压传感器(100)，其特征在于进一步包括: 线圈(221)，所述线圈(221)被设置在所述外壳(210)上部。10.根据权利要求7所述的风压传感器(100)，其特征在于，进一步包括: 盘(236)，所述盘(236)位于第一室(215)内的可变形膜(211)之上； 其中，所述磁芯(200)位于、安装于、依附于或固定于所述盘(236)之上。11.根据权利要求7所述的风压传感器(100)，其特征在于，其中，所述盘(236)的下表面朝向所述可变形膜(211)的上表面，并且所述磁芯(200)位于所述盘(236)的上表面。12.根据权利要求11所述的风压传感器(100)，其特征在于进一步包括: 膜盘(237)，所述膜盘(237)位于第二室(212)； 所述膜(211)从所述膜盘(237)的边缘延生而出； 所述对比弹簧(235)向所述膜盘(237)的下表面施加力。13.根据权利要求12所述的风压传感器(100)，其特征在于，并且所述对比弹簧(235)的顶端部与所述膜盘(237)的下表面接触。14.根据权利要求13所述的风压传感器(100)，其特征在于，工作弹簧(225)的底端部向所述可变形膜(211)的上表面施加力，并且所述对比弹簧(235)的顶端部向所述可变形膜(211)的下表面施加力。15.根据权利要求10所述的风压传感器(100)，其特征在于，所述工作弹簧(225)的底端部向所述可变形膜(211)施加力，并且其中所述对比弹簧(235)的顶端部向所述可变形膜(211)施加力。16.根据权利要求14所述的风压传感器(100)，其特征在于，位于可变形膜(211)的顶部的反面的对比弹簧(235)直接与可变形膜(211)的下表面相抵。17.根据权利要求16所述的风压传感器(100)，其特征在于，对比弹簧(235)用作为工作弹簧(225)的对比元件。18.根据权利要求17所述的风压传感器(100)，其特征在于，使用时风压传感器(100)垂直放置，工作弹簧(225)和对比弹簧(235)在垂直方向上相互作用。19.根据权利要求17所述的风压传感器(100)，其特征在于，工作弹簧(225)施加的力与对比弹簧(235)施加的力是相对的。20.根据权利要求4所述的风压传感器(100)，其特征在于还包括: 柔性导管(516)，其出口放置在风道(502)的中心，其入口和第一室(215)相连。21.根据权利要求4所述的风压传感器(100)，其特征在于: 所述第一出口(106)设置在调节螺丝(250)内，所述调节螺丝(250)的端部(250d)与工作弹簧(225)接触。22.根据前述权利要求中任一项所述的风压传感器(100)，其特征在于，其中，可变形膜(211)的运动引起了磁芯(200)与线圈(221)的相应的运动，通过电感感应器(222)产生带有可变振幅和/或频率的脉冲信号。23.—种传感器(100)，其特征在于，所述传感器(100)包括上述权利要求中的任意一项特征或任意特征的组合。24.一种风机(820)，具有权利要求1-19中任一项所述的风压传感器(100)，用于控制所述风机(820)的送风速度。
【专利摘要】一种风压(或风速)传感器和使用该风压(或风速)传感器的风机，包括外壳，所述外壳容纳有对压力敏感的可变形膜，所述外壳被所述膜整体地气封地分成第一室和第二室；所述第一室中容纳有所述第一对比弹簧；所述第二室中容纳有所述第二对比弹簧；所述风压传感器设有第一出口，将所述第一室连接到由空气流动而产生的负压；所述风压传感器设有第二出口，将所述第二室连接到大气压(或环境气压)。所述风压传感器具有感测灵敏和精确的优点。
【IPC分类】G01P5/14, G01L13/02
【公开号】CN104977117
【申请号】CN201410756706
【发明人】赖勇, 王国帅
【申请人】伊利诺斯工具制品有限公司
【公开日】2015年10月14日
【申请日】2014年12月10日
【公告号】WO2015153194A1