流量傳感器

流量傳感器的寫法

流量傳感器介紹

空氣流量傳感器是測定吸入發(fā)動機的空氣流量的傳感器。電子控制汽油噴射發(fā)動流量傳感器機為了在各種運轉(zhuǎn)工況下都能獲得濃度的混合氣，必須正確地測定每一瞬間吸入發(fā)動機的空氣量，以此作為ECU計算(控制)噴油量的主要依據(jù)。如果空氣流量傳感器或線路出現(xiàn)故障，ECU得不到正確的進(jìn)氣量信號，就不能正常地進(jìn)行噴油量的控制，將造成混合氣過濃或過稀，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)不正常。

種類

用以測量管路中流體流量（單位時間內(nèi)通過的流體體積）的儀表。有轉(zhuǎn)子流量計、節(jié)流式流量計、細(xì)縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計等。

流量測量方法和儀表的種類繁多，分類方法也很多。至今為止，可供工業(yè)用的流量儀表種類達(dá)60種之多。品種如此之多的原因就在于至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表。

這60多種流量儀表，每種產(chǎn)品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類；按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計。

總量表測量一段時間內(nèi)流過管道的流量，是以短暫時間內(nèi)流過的總量除以該時間的商來表示，實際上流量計通常亦備有累積流量裝置，做總量表使用，而總量表亦備有流量發(fā)訊裝置。因此，以嚴(yán)格意義來分流量計和總量表已無實際意義。

按測量原理分有力學(xué)原理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原理、電學(xué)原理、光學(xué)原理、原子物理學(xué)原理等。

按照目前、最廣泛的分類法，即分為：容積式流量計、差壓式流量計、浮子流量計、渦輪流量計、電磁流量計、流體振蕩流量計中的渦街流量計、質(zhì)量流量計和插入式流量計、探針式流量計，來分別闡述各種流量計的原理、特點、應(yīng)用概況及國內(nèi)外的發(fā)展情況。

1、差壓式流量計

差壓式流量計是根據(jù)安裝于管道中流量檢測件產(chǎn)生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。

差壓式流量計由一次裝置（檢測件）和二次裝置（差壓轉(zhuǎn)換和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。

二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計，差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化（系列化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化）程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數(shù)，也可測量其它參數(shù)（如壓力、物位、密度等）。

差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。

檢測件又可按其標(biāo)準(zhǔn)化程度分為二大類：標(biāo)準(zhǔn)的和非標(biāo)準(zhǔn)的。

所謂標(biāo)準(zhǔn)檢測件是只要按照標(biāo)準(zhǔn)文件設(shè)計、制造、安裝和使用，無須經(jīng)實流標(biāo)定即可確定其流量值和估算測量誤差。

非標(biāo)準(zhǔn)檢測件是成熟程度較差的，尚未列入國際標(biāo)準(zhǔn)中的檢測件。

差壓式流量計是一類應(yīng)用最廣泛的流量計，在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來，由于各種新型流量計的問世，它的使用量百分?jǐn)?shù)逐漸下降，但目前仍是最重要的一類流量計。

優(yōu)點：

（1）應(yīng)用最多的孔板式流量計結(jié)構(gòu)牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長；

（2）應(yīng)用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬；

（3）檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產(chǎn)，便于規(guī)模經(jīng)濟生產(chǎn)。

缺點：

（1）測量精度普遍偏低；

（2）范圍度窄，一般僅3：1~4：1；

（3）現(xiàn)場安裝條件要求高；

（4）壓損大（指孔板、噴嘴等）。

注：一種新型產(chǎn)品：引進(jìn)美國航天航空局而開發(fā)的平衡流量計，這種流量計的測量精度是傳統(tǒng)節(jié)流裝置的5-10倍，壓力損失1/3。壓力恢復(fù)快2倍，最小直管段可以小至1.5D，安裝和使用方便，大大減少流體運行的能力消耗。

應(yīng)用概況：

差壓式流量計應(yīng)用范圍特別廣泛，在封閉管道的流量測量中各種對象都有應(yīng)用，如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態(tài)方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m；流動條件方面：亞音速、音速、脈動流等。它在各工業(yè)部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。

2、浮子流量計

浮子流量計，又稱轉(zhuǎn)子流量計，是變面積式流量計的一種，在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。

浮子流量計是僅次于差壓式流量計應(yīng)用范圍最寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。

80年代中期，日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15[%]~20[%]。中國產(chǎn)量1990年估計在12~14萬臺，其中95[%]以上為玻璃錐管浮子流量計。

特點：

（1）玻璃錐管浮子流量計結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，缺點是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風(fēng)險；

（2）適用于小管徑和低流速；

（3）壓力損失較低。

3、容積式流量計

容積式流量計，又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表中是精度的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據(jù)測量室逐次重復(fù)地充滿和排放該體積部分流體的次數(shù)來測量流體體積總量。

容積式流量計按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉(zhuǎn)子流量計、旋轉(zhuǎn)活塞流量計、往復(fù)活塞流量計、圓盤流量計、液封轉(zhuǎn)筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

優(yōu)點：

（1）計量精度高；

（2）安裝管道條件對計量精度沒有影響；

（3）可用于高粘度液體的測量；

（4）范圍度寬；

（5）直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計，總量，清晰明了，操作簡便。

缺點：

（1）結(jié)果復(fù)雜，體積龐大；

（2）被測介質(zhì)種類、口徑、介質(zhì)工作狀態(tài)局限性較大；

（3）不適用于高、低溫場合；

（4）大部分儀表只適用于潔凈單相流體；

（5）產(chǎn)生噪聲及振動。

應(yīng)用概況：

容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量的流量計，常應(yīng)用于昂貴介質(zhì)（油品、天然氣等）的總量測量。

工業(yè)發(fā)達(dá)國家近年P(guān)D流量計（不包括家用煤氣表和家用水表）的銷售金額占流量儀表的13[%]~23[%]；我國約占20[%]，1990年產(chǎn)量（不包括家用煤氣表）估計為34萬臺，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約占70[%]和20[%]。

4、渦輪流量計

渦輪流量計，是速度式流量計中的主要種類，它采用多葉片的轉(zhuǎn)子（渦輪）感受流體平均流速，從而且推導(dǎo)出流量或總量的儀表。

一般它由傳感器和顯示儀兩部分組成，也可做成整體式。

渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質(zhì)量流量計稱為流量計中三類重復(fù)性、精度的產(chǎn)品，作為十大類型流量計之一，其產(chǎn)品已發(fā)展為多品種、多系列批量生產(chǎn)的規(guī)模。

優(yōu)點：

（1）高精度，在所有流量計中，屬于最精確的流量計；

（2）重復(fù)性好；

（3）元零點漂移，抗干擾能力好；

（4）范圍度寬；

（5）結(jié)構(gòu)緊湊。

缺點：

（1）不能長期保持校準(zhǔn)特性；

（2）流體物性對流量特性有較大影響。

應(yīng)用概況：

渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應(yīng)用：石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統(tǒng)在歐洲和美國，渦輪流量計在用量上是僅次于孔板流量計的天然計量儀表，僅荷蘭在天然氣管線上就采用了2600多臺各種尺寸，壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計，它們已成為優(yōu)良的天然氣計量儀表。

5、電磁流量計

電磁流量計是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液體的儀表。

電磁流量計有一系列優(yōu)良特性，可以解決其它流量計不易應(yīng)用的問題，如臟污流、腐蝕流的測量。

70、80年代電磁流量在技術(shù)上有重大突破，使它成為應(yīng)用廣泛的一類流量計，在流量儀表中其使用量百分?jǐn)?shù)不斷上升。

優(yōu)點：

（1）測量通道是段光滑直管，不會阻塞，適用于測量含固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、泥漿、污水等；

（2）不產(chǎn)生流量檢測所造成的壓力損失，節(jié)能效果好；

（3）所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的明顯影響；

（4）流量范圍大，口徑范圍寬；

（5）可應(yīng)用腐蝕性流體。

缺點：

（1）不能測量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品；

（2）不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體；

（3）不能用于較高溫度。

應(yīng)用概況：

電磁流量計應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程；中小口徑常用于高要求或難測場合，如鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制，造紙工業(yè)測量紙漿液和黑液，化學(xué)工業(yè)的強腐蝕液，有色冶金工業(yè)的礦漿；小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物化學(xué)等有衛(wèi)生要求的場所。

6、渦街流量計

渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發(fā)生體，流體在發(fā)生體兩側(cè)交替地分離釋放出兩串規(guī)則地交錯排列的游渦的儀表。

渦街流量計按頻率檢出方式可分為：應(yīng)力式、應(yīng)變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。

渦街流量計是屬于最年輕的一類流量計，但其發(fā)展迅速，目前已成為通用的一類流量計。

優(yōu)點：

（1）結(jié)構(gòu)簡單牢固；

（2）適用流體種類多；

（3）精度較高；

（4）范圍度寬；

（5）壓損小。

缺點：

（1）不適用于低雷諾數(shù)測量；

（2）需較長直管段；

（3）儀表系數(shù)較低（與渦輪流量計相比）；

（4）儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應(yīng)用經(jīng)驗。

7、超聲波流量計

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。

根據(jù)對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法（直接時差法、時差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關(guān)法、空間濾法及噪聲法等。

超聲流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設(shè)置任何阻礙件，均屬無阻礙流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點，近年來它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。

優(yōu)點：

（1）可做非接觸式測量；

（2）為無流動阻撓測量，無壓力損失；

（3）可測量非導(dǎo)電性液體，對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。

缺點：

（1）傳播時間法只能用于清潔液體和氣體；而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體；

（2）多普勒法測量精度不高。

應(yīng)用概況：

（1）傳播時間法應(yīng)用于清潔、單相液體和氣體。典型應(yīng)用有工廠排放液、：怪液、液化天然氣等；

（2）氣體應(yīng)用方面在高壓天然氣領(lǐng)域已有使用良好的經(jīng)驗；

（3）多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體，例如：未處理污水、工廠排放液、臟流程液；通常不適用于非常清潔的液體。

8、科里奧利質(zhì)量流量計

科里奧利質(zhì)量流量計（以下簡稱CMF）是利用流體在振動管中流動時，產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質(zhì)量流量儀表。

我國CMF的應(yīng)用起步較晚，近年已有幾家制造廠自行開發(fā)供應(yīng)市場；還有幾家制造廠組建合資企業(yè)或引用國外技術(shù)生產(chǎn)系列儀表。

9、熱式氣體質(zhì)量流量計

熱式流量計傳感器包含兩個傳感元件，一個速度傳感器和一個溫度傳感器。它們自動地補償和校正氣體溫度變化。儀表的電加熱部分將速度傳感器加熱到高于工況溫度的某一個定值，使速度傳感器和測量工況溫度的傳感器之間形成恒定溫差。當(dāng)保持溫差不變時，電加熱消耗的能量，也可以說熱消散值，與流過氣體的質(zhì)量流量成正比。

熱式氣體質(zhì)量流量計即MassFlowMeter（縮寫為MFM），它是氣體流量計量中新型儀表，區(qū)別于其它氣體流量計不需要進(jìn)行壓力和溫度修正，直接測量氣體的質(zhì)量流量，一支傳感器可以做到量程從極低到高量程。它適合單一氣體和固定比例多組份氣體的測量。

熱式氣體質(zhì)量流量計是用于測量和控制氣體質(zhì)量流量的新型儀表?？捎糜谑汀⒒?、鋼鐵、冶金、電力、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保等工業(yè)部門的空氣、烴類氣體、可燃性氣體、煙道氣體的監(jiān)測。

特點：

（1）可靠性高，重復(fù)性好，測量精度高，壓損?。?/P>

（2）無活動部件，量程比寬，響應(yīng)速度快，無須溫壓補償。

應(yīng)用：

（1）工業(yè)管道中氣體質(zhì)量流量測量；

（2）煙囪排出的煙氣流速測量；

（3）煅燒爐煙道氣流量測量；

（4）燃?xì)膺^程中空氣流量測量；

（5）壓縮空氣流量測量；

（6）半道體芯片制造過程中氣體流量測量；

（7）污水處理中氣體流量測量；

（8）加熱通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中的氣體流量測量；

（9）熔劑回收系統(tǒng)氣體流量測量；

（10）燃燒鍋爐中燃燒氣體流量測量；

（11）天然氣、火炬氣、氫氣等氣體流量測量；

（12）啤酒生產(chǎn)過程中二氧化碳?xì)怏w流量測量；

（13）水泥、卷煙、玻璃廠生產(chǎn)過程中氣體質(zhì)量流量測量。

10、明渠流量計

與前述幾種不同，它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。

非滿管態(tài)流動的水路稱作明渠，測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計（openchannelflowmeter）。

明渠流量計除圓形外，還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。

明渠流量計應(yīng)用場所有城市供水引水渠；火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工礦企業(yè)水排放以及水利工程和農(nóng)業(yè)灌溉用渠道。有人估計1995臺，約占流量儀表整體的1.6[%]，但是國內(nèi)應(yīng)用尚無估計數(shù)據(jù)。

研發(fā)

1、靜電流量計（electrostaticflowmeter）

日本東京技術(shù)學(xué)院研制適用于石油輸送管線低導(dǎo)電液體流量測量的靜電流量計。

靜電流量計的金屬測量管絕緣地與管系連接，測量電容器上靜電荷便可知道測量管內(nèi)的電荷。他們分別作了內(nèi)徑4~8mm銅、不銹鋼等金屬和塑料測量管儀表的實流試驗，試驗表明流量與電荷之間接近于線性。

2、復(fù)合效應(yīng)流量儀表（combinedeffectsmeter）

該儀表的工作原理是基于流體的動量和壓力作用于儀表腔體產(chǎn)生的變形，測量復(fù)合效應(yīng)的變形求取流量。本儀表由美國GMI工程和管理學(xué)院開發(fā)，已申請兩項專利。

3、轉(zhuǎn)速表式流量傳感器（tachmetricflowratesensor）

它是由俄羅斯科學(xué)工程中心工業(yè)儀表公司開發(fā)，是基于懸浮效應(yīng)理論研制的。該儀表已在若干現(xiàn)場成功的應(yīng)用（例如在核電站安裝2000余臺測量熱水流量，連續(xù)使用8年），且還在改進(jìn)以擴大應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)展

1、科里奧利質(zhì)量流量計（CMF）：國外已發(fā)展30余系列，各系列開發(fā)在技術(shù)上著眼點在于流量檢測測量管結(jié)構(gòu)上設(shè)計創(chuàng)新；提高儀表零點穩(wěn)定性和精確度等性能；增加測量管撓度，提高靈敏度；改善測量管應(yīng)力分布，降低疲勞損壞，加強抗振動干擾能力等。

2、電磁流量計（EMF）：從50年代初進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用以來，使用領(lǐng)域日益擴展，80年代后期起在各國流量儀表銷售金額中已占16[%]~20[%]。

我國近年發(fā)展迅速，1994年銷售估計為6500~7500臺。國內(nèi)已生產(chǎn)口徑為2~6m的ENF，并有實流校驗口徑3m的設(shè)備能力。

3、渦街流量計（USF）：在60年代后期進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，80年代后期起在各國流量儀表銷售金額中已占4[%]~6[%]。1992年世界范圍估計銷售量為3.54.8萬臺，同期國內(nèi)產(chǎn)品估計在8000~9000臺。

4、威力巴流量計：采用了完全符合空氣動力學(xué)原理的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計，是一種在精度、功效及可靠方面達(dá)到了無比卓越程度的傳感元件。

原理

流量傳感器是新世聯(lián)熱銷的傳感器之一，歡迎來電咨詢流量傳感器具體的工作原理與流量傳感器應(yīng)用解決方案等。以下是流量傳感器的工作原理大概：

為保證制造業(yè)無故障檢測及檢測結(jié)果的可靠性，許多過程都需要液體或氣體介質(zhì)的流入和流出量保持一致。在自動化生產(chǎn)過程中，除了壓力和溫度，流量的測量也是非常重要的。根據(jù)對流量進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控或限值監(jiān)控的要求，流量傳感器的輸出信號可以選擇為對應(yīng)當(dāng)前流速的模擬量或開關(guān)量。每一種應(yīng)用對于流量傳感器都有特殊的要求。

流量傳感器主要應(yīng)用于制造業(yè)

各種測量原理

不同物理原理的電子式或機械式流量監(jiān)控有各具優(yōu)勢的測量方式。如根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，介質(zhì)的流速不同，則產(chǎn)生的熱量不同。在線傳感器根據(jù)已知管道的橫截面來確定流量——首先檢測流速，然后根據(jù)流速計算流量。圖爾克FTCI系列流量傳感器可顯示當(dāng)前流量，性能穩(wěn)定，但不同的介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)不同，它通常僅適用于水或加入乙二醇的混合液。依據(jù)克利奧利原理進(jìn)行液體和氣體流量檢測的質(zhì)量流量計價格昂貴。當(dāng)介質(zhì)流過彎管處時，質(zhì)量流量計使其產(chǎn)生振蕩，并測量由此產(chǎn)生的克利奧利力。質(zhì)量流量計的優(yōu)點是測量精度高，動態(tài)測量范圍，低壓力損失，同時適用于氣體和液體。

流量傳感器測量原理：熱傳導(dǎo)原理，F(xiàn)TCI；電磁感應(yīng)原理，F(xiàn)CMI；渦街原理FCVI。

超聲波流量測量主要有兩種方法：多普勒法，即利用介質(zhì)反射聲波使頻率發(fā)生改變，聲源和接收聲波的介質(zhì)相對運動時產(chǎn)生頻差。運行時間法，即聲速疊加介質(zhì)流速，若超聲波與水流方向一致，則運行時間短，反之運行時間就長，流速可由運行時間差運算得來。另一個重要原理是渦流頻率法，也稱渦街原理，即流體中放置阻流體而形成卡曼渦街，在有一定流量的情況下，阻流體兩側(cè)形成規(guī)則漩渦。圖爾克FCVI渦街流量計能夠敏銳感知介質(zhì)壓力及溫度的變化，因此非常適合進(jìn)行過程及冷水回路的控制，尤其適合水的監(jiān)測。差壓法基于柏努利原理——管道交叉部分狹窄，形成管口，由于管道系統(tǒng)中任意位置流量相同，因此形成壓降，根據(jù)柏努利原理可計算出流量。

基于電磁感應(yīng)原理進(jìn)行流量監(jiān)測的流量計適合檢測所有電導(dǎo)率大于15μS/cm的可導(dǎo)電液體。在磁場中，運動的帶電粒子產(chǎn)生電壓，其大小與介質(zhì)的平均流速成正比，F(xiàn)CMI電磁流量計測量精度為測量值的2[%]，流體中不存在機械可移動部件，另外，彎管處無需減小管徑，因此不會產(chǎn)生壓力損失。

水流量傳感器原理

流量傳感器水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉(zhuǎn)子組件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成(見圖1)。它裝在熱水器的進(jìn)水端用于測量進(jìn)水流量。當(dāng)水流過轉(zhuǎn)子組件時,磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,并且轉(zhuǎn)速隨著流量成線性變化?；魻栐敵鱿鄳?yīng)的脈沖信號反饋給控制器,由控制器判斷水流量的大小,調(diào)節(jié)控制比例閥的電流,從而通過比例閥控制燃?xì)鈿饬?避免燃?xì)鉄崴髟谑褂眠^程中出現(xiàn)夏暖冬涼的現(xiàn)象。水流量傳感器從根本上解決了壓差式水氣聯(lián)動閥啟動水壓高以及翻板式水閥易誤動作出現(xiàn)干燒等缺點。它具有反映靈敏、壽命長、動作迅速、安全可靠、連接方便利啟動流量超低(1．5L/min)等優(yōu)點,深受廣大用戶喜愛。

水流轉(zhuǎn)子組件主要由渦輪開關(guān)殼、磁性轉(zhuǎn)子、制動環(huán)組成。使用水流開關(guān)方式時,其性能優(yōu)于機械式壓差盤結(jié)構(gòu),且尺寸明顯縮校當(dāng)水流通過渦輪開關(guān)殼,推動磁性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),不同磁極靠近霍爾元件時霍爾元件導(dǎo)通,離開時霍爾元件斷開。由此,可測量出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。根據(jù)實測的水流量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和輸出信號(電壓)的曲線,便可確定出熱水器的啟動水壓,以及啟動水壓相對應(yīng)的啟動水流量與轉(zhuǎn)子的啟動轉(zhuǎn)速。由控制電路,便可實現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于啟動轉(zhuǎn)速時熱水器啟動工作；在轉(zhuǎn)速小于啟動轉(zhuǎn)速時,熱水器停止工作。這樣熱水器啟動水壓一般設(shè)定在0．01MPa,啟動水流量為3～5L/min(需滿足熱水器標(biāo)準(zhǔn)對溫升的限制)。另外,由于水在永磁材料磁場切割下,變成磁化水,水中的含氧量增加,使人洗浴后感覺清爽。制動環(huán)的作用是停水時,制止高速旋轉(zhuǎn)的磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,終止脈沖信號輸出?？刂破鹘邮詹坏矫}沖信號,立即控制燃?xì)獗壤y關(guān)閥,切斷氣源,防止干燒。

2基本原理

水流量傳感器是利用霍爾元件的霍爾效應(yīng)來測量磁性物理量。在霍爾元件的正極串入負(fù)載電阻,同時通上5V的直流電壓并使電流方向與磁場方向正交。當(dāng)水通過渦輪開關(guān)殼推動磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生不同磁極的旋轉(zhuǎn)磁場,切割磁感應(yīng)線,產(chǎn)生高低脈沖電平。由于霍爾元件的輸出脈沖信號頻率與磁性轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速又與水流量成正比,根據(jù)水流量的大小啟動燃?xì)鉄崴?。其脈沖信號頻率的經(jīng)驗公式見式(1)。

f=8．1q-3(1)

式中：f—脈沖信號頻率,H2

q—水流量,L/min

由水流量傳感器的反饋信號通過控制器判斷水流量的值。根據(jù)燃?xì)鉄崴鳈C型的不同,選擇的啟動流量,可實現(xiàn)超低壓(0．02MPa以下)啟動。

3水流量傳感器與水氣聯(lián)動閥的比較

壓差式水氣聯(lián)動閥的缺點是啟動水壓高,而要想降低啟動水壓就需要犧牲一定的穩(wěn)流特性(水壓波動時的流量穩(wěn)定能力)。

為了能使兩者兼顧,唯有加大水閥膜片,但這樣隨著閥體的增大成本會升高,且水流啟動壓力指標(biāo)也不能做得太低。對水流量傳感器,在出水端增加穩(wěn)流組件,利用穩(wěn)流。形圈的幾何尺寸及物理性能,通過試驗成功開發(fā)了適用于不同容量熱水器的穩(wěn)流組件,具有很好的穩(wěn)流特性(進(jìn)水壓力在0．1～0．5MPa變化時,出水量變化在3L/min以內(nèi)),保證進(jìn)水壓力變化時,保持流量在一定范圍內(nèi),達(dá)到恒溫效果。

比較壓差式水氣聯(lián)動閥與水流量傳感器,可以看出,前者是機械式,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,體積大,但控制電路簡單；后者是電氣式,結(jié)構(gòu)相對簡單,體積小,但控制電路復(fù)雜。更為重要的是前者啟動水壓較高,水路系統(tǒng)阻力較大,不宜用在10L/min以上的大容量熱水器AZ；而后者啟動水壓低,水路系統(tǒng)阻力小,在10L/min以上的大容量熱水器上已普遍采用。

4結(jié)語

近年來,采用水流量傳感器測量流量在強排式數(shù)碼恒溫燃?xì)鉄崴髦斜淮罅繎?yīng)用的事實證明,采用水流量傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、測量范圍廣等特點。如果能配合燃?xì)獗壤y的氣量比例調(diào)節(jié),就可以實現(xiàn)燃?xì)鉄崴髟谌紵^程的全自動控制。