基于單片機的水流量控制裝置設(shè)計

　　流量通過過程中顯示屏上實時顯示當(dāng)前流量值，當(dāng)所通過的流量和設(shè)定值一致時，閥門自動關(guān)閉。當(dāng)然在流量未到設(shè)定值時，也可以通過按下“功能”鍵手動關(guān)閉閥門。

　　3.傳感器標(biāo)定

　　由于水的流速和葉片的轉(zhuǎn)速理論上是成正比的，即v∝n,v為流速（m3/s），n為轉(zhuǎn)速（rpm）。

　　將上述式子左邊乘上時間t和截面積S可以得到對應(yīng)時間內(nèi)的流量V（體積），式子右邊乘上時間t可以得到相應(yīng)時間內(nèi)葉片轉(zhuǎn)的圈數(shù)N.由于截面積S是常數(shù)，因此可以得到流量V和葉片轉(zhuǎn)的圈數(shù)N大致成線性，即V∝N.

　　因此，我們在標(biāo)定傳感器時可以直接去確定流經(jīng)渦輪葉片的流量V（體積）和葉片圈數(shù)N之間的關(guān)系即可。

　　由于本裝置主要應(yīng)用于自來水的控制，選用常用的通徑為25mm的管子作為標(biāo)定實驗使用，自來水水壓通常約0.2-0.6MPa,分別間隔0.1MPa對其進行逐一標(biāo)定。表1為不同水壓下的數(shù)據(jù)。

　　由圖3可以看出在0.2-0.6MPa的水壓下，水流量和葉片轉(zhuǎn)數(shù)具有較好的線性。

　　誤差基本上控制在1%以內(nèi)，因此可以直接將各水壓下測定的數(shù)據(jù)歸結(jié)為一條直線。

　　斜率就是傳感器的靈敏度。可以得到：流量（升）=轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)）/14.4,即V=N/14.4.

　　4.小結(jié)

　　本水流量控制裝置以較低成本的方式實現(xiàn)了流量計中沒有的控制功能，用戶可以任意設(shè)定需要的流量。傳感器采用渦流式方式，在葉片材質(zhì)輕的情況下具有較好的線性度，精度較高。閥門的控制則由一個直流小電機來驅(qū)動。同樣具有較好的控制速度和密封性。整個產(chǎn)品成本不超過100塊人民幣，很有應(yīng)用價值。唯一需要改進的地方是低功耗方面，采用9V電池供電相對來說續(xù)航能力有提高的空間。今后可以考慮采用低功耗MCU