全自动织物透气率测试仪传感器工作原理技术解析

一、引言​

在全自动织物透气率测试仪中，传感器作为关键部件，直接决定了测量结果的准确性和可靠性。通过精准感知透气过程中的压力和流量变化，并将其转换为可处理的电信号，传感器为后续的数据计算和透气率测定提供了关键依据。​

二、压力传感器工作原理​

1. 应变片式压力传感器 ：这是常见的一种压力传感器类型。其核心部件是粘贴在弹性元件上的应变片。当压力作用于弹性元件时，弹性元件发生形变，导致应变片的电阻值发生变化。根据惠斯通电桥原理，将应变片接入电桥电路中，电阻值的变化会引起电桥输出电压的改变。通过测量输出电压的变化，经过校准和换算，即可得到对应的压力值。例如，在织物透气率测试中，当气体在织物两侧形成压力差时，压力传感器的弹性元件感受压力，应变片将压力变化转换为电信号输出。​
2. 压阻式压力传感器 ：基于半导体材料的压阻效应工作。在半导体材料中，当受到压力作用时，其电阻率会发生变化。压阻式压力传感器通常采用在硅片上制作的压敏电阻构成惠斯通电桥。当压力施加于硅片时，压敏电阻的电阻率改变，从而使电桥输出电压发生变化，该电压变化与所受压力成正比。这种传感器具有灵敏度高、响应速度快等优点，在高精度的织物透气率测试仪中广泛应用。​

三、流量传感器工作原理​

1. 热式流量传感器 ：热式流量传感器利用气体通过发热元件时带走热量，导致发热元件温度变化的原理来测量流量。常见的有恒温差型和恒功率型。以恒温差型为例，传感器内有两个热敏电阻，一个作为加热元件，另一个用于测量气体温度。当有气体流动时，加热元件的热量被气体带走，使其温度下降。控制系统通过调节加热元件的功率，保持两个热敏电阻之间的温差恒定。此时，加热元件的功率变化与气体流量成正比。在织物透气率测试中，通过测量热式流量传感器加热元件的功率变化，即可得到通过织物的气体流量。​
2. 涡轮流量传感器 ：该传感器由涡轮、导流器、磁电感应转换器等组成。当气体通过传感器时，冲击涡轮叶片，使涡轮旋转。涡轮的转速与气体流量成正比。磁电感应转换器将涡轮的旋转运动转换为电脉冲信号输出。通过测量单位时间内的电脉冲数量，经过换算可得到气体流量。在全自动织物透气率测试仪中，涡轮流量传感器常用于测量较大流量范围的气体，具有测量精度高、重复性好的特点。​

四、传感器在透气率测试中的协同工作​

在实际的织物透气率测试过程中，压力传感器测量织物两侧的压力差，流量传感器测量通过织物的气体流量。测试仪的控制系统根据这两个传感器采集到的数据，结合织物的测试面积等参数，依据透气率计算公式，计算出织物的透气率。例如，根据达西定律，透气率与流量、压力差以及织物的几何参数相关，传感器准确采集的数据为精确计算透气率提供了必要条件。​

五、结论​

深入理解全自动织物透气率测试仪中压力传感器和流量传感器的工作原理，有助于优化测试仪的设计、提高测量精度以及准确解读测试结果。随着传感器技术的不断发展，新型传感器将为织物透气率测试带来更高的准确性和可靠性，推动该领域的技术进步。

审核编辑 黄宇