基于80C51的水流量控制装置设计

3.传感器标定

由于水的流速和叶片的转速理论上是成正比的，即v∝n,v为流速(m3/s)，n为转速(rpm)。

将上述式子左边乘上时间t和截面积S可以得到对应时间内的流量V(体积)，式子右边乘上时间t可以得到相应时间内叶片转的圈数N.由于截面积S是常数，因此可以得到流量V和叶片转的圈数N大致成线性，即V∝N.

因此，我们在标定传感器时可以直接去确定流经涡轮叶片的流量V(体积)和叶片圈数N之间的关系即可。

由于本装置主要应用于自来水的控制，选用常用的通径为25mm的管子作为标定实验使用，自来水水压通常约0.2-0.6MPa,分别间隔0.1MPa对其进行逐一标定。表1为不同水压下的数据。

由图3可以看出在0.2-0.6MPa的水压下，水流量和叶片转数具有较好的线性。

误差基本上控制在1%以内，因此可以直接将各水压下测定的数据归结为一条直线。

斜率就是传感器的灵敏度。可以得到：流量(升)=转数(转)/14.4,即V=N/14.4.

4.小结

本水流量控制装置以较低成本的方式实现了流量计中没有的控制功能，用户可以任意设定需要的流量。传感器采用涡流式方式，在叶片材质轻的情况下具有较好的线性度，精度较高。阀门的控制则由一个直流小电机来驱动。同样具有较好的控制速度和密封性。整个产品成本不超过100块人民币，很有应用价值。唯一需要改进的地方是低功耗方面，采用9V电池供电相对来说续航能力有提高的空间。今后可以考虑采用低功耗MCU.