控制流量傳感器：一種液體流量傳感器智能控制系統(tǒng)
G01F7/00;
權(quán)利要求說明書
說明書
幅圖
（
54
）發(fā)明名稱
一種液體流量傳感器智能控制系統(tǒng)
（
57
）摘要
?
本發(fā)明公開了一種液體流量傳感器智能控
制系統(tǒng)，包括：測試管道；測試單元，包括五個
測試元件，分別為第一測試元件、第二測試元
件、第三測試元件、第四測試元件、第五測試元
件；且上述五個測試元件均安裝于測試管道上，
用于檢測通過測試管道的測試液體的流量大小；
控制單元，與測試單元通信連接；控制單元通過
測試單元獲取五個測試元件的檢測結(jié)果，并對上
控制流量傳感器：水流量傳感器
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水流量傳感器
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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。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。霍爾元件輸出相應(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)鈿饬浚苊馊細(xì)鉄崴髟谑褂眠^程中出現(xiàn)夏暖冬涼的現(xiàn)象。
中文名
水流量傳感器
特 點(diǎn)
壽命長、動作迅速、安全可靠
原 料
霍爾元件的霍爾效應(yīng)
壓 力
0.02MPa以下
目錄
1
優(yōu)點(diǎn)
2
工作原理
3
基本原理
4
選型技巧
5
比較
6
選型
7
注意事項(xiàng)
水流量傳感器優(yōu)點(diǎn)
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語音
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(diǎn)。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(diǎn)，深受廣大用戶喜愛。
水流量傳感器工作原理
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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(jī)械式壓差盤結(jié)構(gòu)，且尺寸明顯縮小。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(shí)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(shí)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)對最高溫升的限制)。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。控制器接收不到脈沖信號，立即控制燃?xì)獗壤y關(guān)閥，切斷氣源，防止干燒。
水流量傳感器基本原理
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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。由于渦輪流量計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)鉄崴鳌Ｓ伤髁總鞲衅鞯姆答佇盘柾ㄟ^控制器判斷水流量的值。根據(jù)燃?xì)鉄崴鳈C(jī)型的不同，選擇最佳的啟動流量，可實(shí)現(xiàn)超低壓(0.02MPa以下)啟動。
水流量傳感器選型技巧
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第一、精度等級。水流量傳感器精度等級通常都比較高，通常情況下精度越高對現(xiàn)場的運(yùn)用環(huán)境越靈敏。從經(jīng)濟(jì)效益上面來說，不要一味尋求高的精度等級。關(guān)于大口徑流量的場合，如西氣東輸工程中，就要挑選高精度的傳感器，而關(guān)于運(yùn)送量很小又需計量的場合則能夠挑選通常的渦輪流量傳感器。第二、密度。密度的穩(wěn)定性對水流量傳感器的計量準(zhǔn)確度影響很大，關(guān)于常常改變密度的場合，還需對流量系數(shù)采納批改的辦法的處置，特別關(guān)于低流量區(qū)域。第三、流量規(guī)模。水流量傳感器流量規(guī)模的挑選直接影響著它的精確度和運(yùn)用年限，它還決議著流量傳感器口徑的挑選。挑選流量規(guī)模通常依照如下原則：最小流量應(yīng)大于等于外表能夠丈量的最小流量，最大流量應(yīng)小于等于外表能夠丈量的最大流量;關(guān)于不間斷作業(yè)小于八小時的場合，其最大流量應(yīng)為實(shí)踐最大流量的1.3倍左右;關(guān)于不間斷作業(yè)超越八小時的場合，其最大流量應(yīng)為實(shí)踐最大流量的1.4倍以上;最小流量應(yīng)為實(shí)踐最小流量的0.8倍為最佳。第四、壓力丟失。壓力丟失越小，氣體在活動過程中的能量消耗就越小，這樣能夠節(jié)約能源、下降運(yùn)送本錢，進(jìn)步利用率。所以在挑選的時分，盡量挑選壓力丟失小的渦輪流量傳感器。通常，選用半橢球體前導(dǎo)流器的渦輪流量傳感器比錐體的前導(dǎo)流器的渦輪流量傳感器壓力丟失要小。第五、布局方法。布局方法選用以上三種辦法斷定：內(nèi)部布局最佳選用反推式渦輪流量傳感器，由于該布局在必定流量規(guī)模內(nèi)可使葉輪處于浮游狀況，軸向不存在接觸點(diǎn)，無端面沖突和磨損，可延長軸承的運(yùn)用壽命;關(guān)于水平布局裝置的流量傳感器，它與管道銜接辦法能夠是法蘭銜接、螺紋銜接和夾裝銜接;關(guān)于筆直布局裝置的流量傳感器只能選用螺紋銜接。
[1]
水流量傳感器比較
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壓差式水氣聯(lián)動閥的缺點(diǎn)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(yàn)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(jī)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。
水流量傳感器選型
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在需要更為準(zhǔn)確水控體系中水流量傳感器用起來會更有用更直觀。以脈沖信號輸出的水流量傳感器為例在IC水表和流量操控需要更高的水電加熱環(huán)境中水流量傳感器有更強(qiáng)的優(yōu)勢。一同由于PLC操控的便利性水流量傳感器的線形輸出信號能夠直接地接入PLC乃至進(jìn)得修正和抵償可進(jìn)行定量操控和開關(guān)電氣。因而在一些相對需要更高的水控體系水流量傳感器的運(yùn)用逐漸代替了水流開關(guān)具有了水流開關(guān)的感應(yīng)功用的一同還滿意了水流量計量的需要。
水流量傳感器注意事項(xiàng)
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水流量傳感器在運(yùn)用中要注意的事項(xiàng)1、當(dāng)磁性資料或?qū)鞲衅靼l(fā)生磁力的資料接近傳感器時其特征能夠有所改變。2、為了防止顆粒、雜物進(jìn)入傳感器在傳感器的入水口有必要裝置過濾網(wǎng)。3、水流量傳感器的裝置要避開有較強(qiáng)轟動和搖晃的環(huán)境防止影響傳感器的丈量精度。
詞條圖冊
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參考資料
1.
水流量傳感器的選型技巧
．水流量傳感器[引用日期2013-10-12]
控制流量傳感器：流量傳感器
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流量傳感器
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空氣流量傳感器是測定吸入發(fā)動機(jī)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(jī)為了在各種運(yùn)轉(zhuǎn)工況下都能獲得最佳濃度的混合氣，必須正確地測定每一瞬間吸入發(fā)動機(jī)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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常。
中文名
流量傳感器
單 位
M3或KG
優(yōu) 點(diǎn)
無壓力損失
缺 點(diǎn)
不能測量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量
定 義
測定吸入發(fā)動機(jī)的空氣流量的傳感器
適用領(lǐng)域
環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護(hù)以及貿(mào)易結(jié)算等
目錄
1
簡介
2
款式分類
3
特點(diǎn)
4
功能特性
5
溫度安裝方法
6
原理
?
基本原理
?
流體特性
?
流動的狀態(tài)
?
技術(shù)參數(shù)
7
傳感器分類
8
類型
?
葉片式
?
渦街式
?
卡門渦旋式
?
熱線式
9
應(yīng)用
?
呼吸機(jī)應(yīng)用
?
技術(shù)革新
?
發(fā)展前景
10
選擇方法
11
優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
流量傳感器簡介
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語音
檢定規(guī)程和流量儀表標(biāo)準(zhǔn)是流量傳感器可以準(zhǔn)確進(jìn)行測量的保障。在很多領(lǐng)域里，流量的準(zhǔn)確測量都非常的重要，在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域內(nèi)被廣泛應(yīng)用，例如：環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護(hù)以及貿(mào)易結(jié)算等等。
流量傳感器款式分類
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語音
按照流量傳感器的結(jié)構(gòu)型式可分為葉片（翼板）式、量芯式、熱線式、熱膜式、卡門渦旋式等幾種。按其標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)來分類，可以分為下面幾類。方法標(biāo)準(zhǔn)：一些傳感器的計算方法、 檢測方法、試驗(yàn)方法以及性能的評定方法等等;基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)：一些傳感器的規(guī)范的基本參數(shù)、型號、命名以及在測量過程中的專業(yè)術(shù)語;產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：此類傳感器已被快易優(yōu)收錄，它規(guī)定傳感器的技術(shù)要求、驗(yàn)收的規(guī)則、試驗(yàn)的方法以及產(chǎn)品的分類，除此之外，還有正確安裝和使用的要求等等。有一些標(biāo)準(zhǔn)只有正確的安裝和使用技術(shù)，這些就是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的產(chǎn)品應(yīng)用性質(zhì)。如果按照中國標(biāo)準(zhǔn)級別分的話，就可以分為四大類：企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn)。1)按輸入量分類：位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等2)按工作原理分類：應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、熱電式等3)按物理現(xiàn)象分類：結(jié)構(gòu)型傳感器、特性型傳感器4)按能量關(guān)系分類：能量轉(zhuǎn)換型傳感器、能量控制傳感器5)按輸出信號分類：模擬式傳感器、數(shù)字式傳感器
[1]
流量傳感器特點(diǎn)
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語音
體積小、重量輕、顯示讀數(shù)直觀、清晰。可靠性高、不受外界電源影響、抗雷擊。
流量傳感器功能特性
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目前可以根據(jù)水流量的大小設(shè)計擋板，減少水流通過流量傳感器產(chǎn)生的水阻力，減少水系統(tǒng)壓頭損失，但由于擋板式長期受水流的沖擊仍然有疲勞的問題，即使在工廠標(biāo)定好流量值的也會發(fā)生設(shè)定點(diǎn)飄移。通常在保護(hù)流量值不要求精確的地方使用，即用于水管內(nèi)的水流突然中斷的斷流保護(hù)。在國內(nèi)針對水源熱泵機(jī)組設(shè)計的非常少。擋板式是專門針對水環(huán)/地源熱泵空調(diào)機(jī)組的水流量監(jiān)控而開發(fā)的，它針對不同的管徑配有不同的擋片，每種擋片的水阻不超過0.5米水柱，相比靶式水阻已大大降低。每個擋板式流量傳感器都配有與水環(huán)熱泵機(jī)組水管相同的管件，現(xiàn)場只需連接上水管即可，不需對擋片做任何改變，另外擋板式水流開關(guān)的承壓大于25bar，在對水流量要求不高的水環(huán)熱泵機(jī)組是一個低成本的水流開關(guān)。經(jīng)過在水環(huán)/地源熱泵機(jī)組上使用的反饋來看，壓差開關(guān)能有效判斷水環(huán)熱泵機(jī)組現(xiàn)場安裝的水管路的問題，能徹底避免水流量少造成換熱器凍壞的情況，流量傳感器也可以保護(hù)由于水過濾器堵塞造成的水流量下降時換熱器凍壞的情況，另外水管路壓差開關(guān)沒有靶流開關(guān)疲勞破壞的風(fēng)險。尤其在水管路有少量空氣時，流量傳感器工作非常穩(wěn)定，不會出現(xiàn)類似靶流開關(guān)的漂浮情況，經(jīng)過多年使用的反饋未發(fā)現(xiàn)壓差開關(guān)本身有故障的情況。
流量傳感器溫度安裝方法
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1.一次計量系統(tǒng)：這種安裝情況指在整個供暖系統(tǒng)中，只有這一個計量系統(tǒng)。2.二次計量系統(tǒng)：和一次系統(tǒng)不同的是安裝位置處的計量屬于第二次計量。3.家庭用戶中的單獨(dú)供暖計量：隨著分戶計量的普及和供暖節(jié)能工程的推進(jìn)目前這種安裝方法比較常見。4.垂直供暖的分配計量：主要用于垂直供暖系統(tǒng)中的供暖計量。
流量傳感器原理
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流量傳感器基本原理
超聲波流量計的基本原理及類型超聲波在流動的流體中傳播時就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計。起聲波流量計是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯(lián)動可進(jìn)行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計。工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因?yàn)橐话懔髁坑嬰S著測量管徑的增大會帶來制造和運(yùn)輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn)，超聲波流量計均可避免。因?yàn)楦黝惓暡髁坑嬀晒芡獍惭b、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關(guān)，而其它類型的流量計隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計比相同功能其它類型流量計的功能價格比越優(yōu)越。被認(rèn)為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計可測雙相介質(zhì)的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。在發(fā)電廠中。
流量傳感器流體特性
流體類型流體分為液體、氣體、蒸汽。有些傳感器（如電磁式）不能測氣體；插入熱式則不能測液體。溫度、壓力、密度它們是選擇傳感器提供的重要參數(shù)，特別是在工況下的參數(shù)，對于氣體流量還應(yīng)了解其體積流量是工作狀態(tài)，還是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。粘性液體粘性相差較大會影響選型，如粘性大的液體宜用容積式流量傳感器，而不宜選用渦輪、浮子、渦街等流量傳感器。腐蝕、結(jié)垢、臟污對于這類流體，不宜選用有轉(zhuǎn)動件及有檢測件的傳感器。即使對于超聲、電磁式流量傳感器，也會因腐蝕管道帶來誤差。如口徑50MM，結(jié)垢0.5～1MM，將帶來0.5～1%的誤差。特殊參數(shù)某些流體參數(shù)會影響傳感器的工作，如壓縮性系數(shù)影響差壓式；比熱及熱傳導(dǎo)系數(shù)影響熱式；電導(dǎo)率影響電磁；聲速影響超聲。單相、多相相是指在一個系統(tǒng)中具有相同的物理、化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)，不同的相有較明顯的界面，通常工業(yè)中大多為單相，隨著工業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了多相流（氣固、氣液、液固或氣固液）等的流量測量問題。
流量傳感器流動的狀態(tài)
與許多物理參數(shù)（如壓力、溫度、物位、成分）不同的是，流量必須以流體流動為前提，沒有流動就不存在流量。滿管、非滿管一般流體均應(yīng)充滿管道，但當(dāng)液體流量較小，管道又處于水平時，則可能出現(xiàn)非滿管流動，已有非滿管流量傳感器。
流量傳感器技術(shù)參數(shù)
總量、流量總量（單位為M3或KG），多用于貿(mào)易核算，準(zhǔn)確度居于首位。流量（瞬時量單位為M3/H，KG/H），多用于流程工業(yè)，是控制系統(tǒng)的信息源頭，重復(fù)性是首位。連續(xù)，開關(guān)一般流量傳感器的輸出為連續(xù)量，而開關(guān)量可用于簡單的二位式控制或設(shè)備保護(hù)，要求可靠性良好。準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度不僅取決傳感器本身，還取決于校驗(yàn)系統(tǒng)，是外加特性。要說明在什么流量范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度，如果用于控制系統(tǒng)，還應(yīng)考慮與整個系統(tǒng)準(zhǔn)確度相匹配。注意：廠家注明的誤差是%FS（上限）；還是%RD（測值）。重復(fù)性重復(fù)性是指環(huán)境條件介質(zhì)參數(shù)不變時，對某一流量值多次測量的一致性，是傳感器本身的特征。在流程工業(yè)控制系統(tǒng)中，重復(fù)性往往比準(zhǔn)確度還重要。不少廠家把重復(fù)性誤導(dǎo)為準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確度應(yīng)包括重復(fù)性與標(biāo)定裝置的流量不確定度。量程比在一定準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，最大與最小流量之比。差壓式流量傳感器，從傳感器本身可以有較大量程比，但受二次表制約，一般只有3：1。壓力損失流量傳感器（除電磁、超聲）都有檢測件（如孔板、渦輪等），以及強(qiáng)制改變流向（如彎頭、科氏）都將產(chǎn)生不可恢復(fù)壓力損失，它將額外增加輸送的動力，才能維持正常運(yùn)，有些數(shù)額很大，在提倡節(jié)能的今天應(yīng)引起重視。輸出信號一般為標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號（0～10V，4～20MA等）已不能適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展要求。通訊要求數(shù)字信號，ROSEMOUNT推出了HART協(xié)議，RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，RS232限于2KM以內(nèi)，RS485可達(dá)10KM。響應(yīng)時間輸出信號隨流量參數(shù)變化反應(yīng)的時間，對控制系統(tǒng)來說，越短越好；對脈動流，則希望有較慢的輸出響應(yīng)。綜合性能傳感器的性能指標(biāo)是相互制約的，如樣本中壓力上限為2MPA；溫度為250℃，口徑為1M；則當(dāng)口徑為1M時，壓力可能只能為1.5MPA，溫度只能是200℃，不可能同為極限值。
流量傳感器傳感器分類
編輯
語音
1、水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。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。霍爾元件輸出相應(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)鈿饬浚苊馊細(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(diǎn)。它具有反映靈敏、壽命長、動作迅速、安全可靠、連接方便啟動流量超低（1.5L/min）等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大用戶喜愛。
[2]
2、插入式流量傳感器插入式流量傳感器工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量傳感器中，測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
[3]
流量傳感器類型
編輯
語音
流量傳感器葉片式
葉片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測
傳感器
傳統(tǒng)的波許L型汽油噴射系統(tǒng)及一些中檔車型采用這種葉片式空氣流量傳感器。其結(jié)構(gòu)如圖 1所示，由空氣流量計和電位計兩部分組成。空氣流量計在進(jìn)氣通道內(nèi)有一個可繞軸擺動的旋轉(zhuǎn)翼片（測量片），如圖 2所示，作用在軸上的卷簧可使測量片關(guān)閉進(jìn)氣通路。發(fā)動機(jī)工作時，進(jìn)氣氣流經(jīng)過空氣流量計推動測量片偏轉(zhuǎn)，使其開啟。測量片開啟角度的大小取決于進(jìn)氣氣流對測量片的推力與測量片軸上卷簧彈力的平衡狀況。進(jìn)氣量的大小由駕駛員操縱節(jié)氣門來改變。進(jìn)氣量愈大，氣流對測量片的推力愈大，測量片的開啟角度也就愈大。在測量片軸上連著一個電位計，如圖 3所示。電位計的滑動臂與測量片同軸同步轉(zhuǎn)動，把測量片開啟角度的變化（即進(jìn)氣量的變化）轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。電位計通過導(dǎo)線、連接器與ECU連接。ECU根據(jù)電位計電阻的變化量或作用在其上的電壓的變化量，測得發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣量，如圖 4所示。在葉片式空氣流量傳感器內(nèi)，通常還有一電動汽油泵開關(guān)，如圖 5所示。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)時，測量片偏轉(zhuǎn)，該開關(guān)觸點(diǎn)閉合，電動汽油泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)；發(fā)動機(jī)熄火后，測量片在回轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置的同時，使電動汽油泵開關(guān)斷開。此時，即使點(diǎn)火開關(guān)處于開啟位置，電動汽油泵也不工作。流量傳感器內(nèi)還有一個進(jìn)氣溫度傳感器，用于測量進(jìn)氣溫度，為進(jìn)氣量作溫度補(bǔ)償。葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器一般有7個端子，如圖 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有將電位計內(nèi)部的電動汽油泵控制觸點(diǎn)開關(guān)取消后，變?yōu)?個端子的。圖 6示出了日產(chǎn)和豐田車用葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器端子的“標(biāo)記”。其端子“標(biāo)記”一般標(biāo)注在連接器的護(hù)套上。
流量傳感器渦街式
渦街流量傳感器主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機(jī)械零件，因此可靠性高，維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量傳感器采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號，也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。渦街流量傳感器是基于卡門渦街原理研制出來的。在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：f=SrU1/d=SrU/md ⑴式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；Sr--斯特勞哈爾數(shù)；m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比管道內(nèi)體積流量qv為 qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr ⑵K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 ⑶式中 K--流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。由上式可以看出流量傳感器的輸出頻率只于旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。
流量傳感器卡門渦旋式
卡門渦旋式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖 11所示。在進(jìn)氣管道正中間設(shè)有一流線型或三角形的渦流發(fā)生器，當(dāng)空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時，在其后部的氣流中會不斷產(chǎn)生一列不對稱卻十分規(guī)則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。測量單位時間內(nèi)旋渦數(shù)量的方法有反光鏡檢出式和超聲波檢出式兩種。圖 12所示是反光鏡檢出式卡門渦旋流量傳感器，其內(nèi)有一只發(fā)光二極管和一只光敏三極管。發(fā)光二極管發(fā)出的光束被一片反光鏡反射到光敏三極管上，使光敏三極管導(dǎo)通。反光鏡安裝在一個很薄的金屬簧片上。金屬簧片在進(jìn)氣氣流旋渦的壓力作用下產(chǎn)生振動，其振動頻率與單位時間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦數(shù)量相同。由于反光鏡隨簧片一同振動，因此被反射的光束也以相同的頻率變化，致使光敏三極管也隨光束以同樣的頻率導(dǎo)通、截止。ECU根據(jù)光敏三極管導(dǎo)通、截止的頻率即可計算出進(jìn)氣量（圖 11）。凌志LS400小轎車即用了這種型式的卡門渦旋式空氣流量傳感器。圖 13所示為超聲波檢出式卡門渦旋式空氣流量傳感器。在其后半部的兩側(cè)有一個超聲波發(fā)射器和一個超聲波接收器。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，超聲波發(fā)射器不斷地向超聲波接收器發(fā)出一定頻率的超聲波。當(dāng)超聲波通過進(jìn)氣氣流到達(dá)接收器時，由于受氣流中旋渦的影響，使超聲波的相位發(fā)生變化。ECU根據(jù)接收器測出的相應(yīng)變化的頻率，計算出單位時間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦的數(shù)量，從而求得空氣流速和流量，然后根據(jù)該信號確定基準(zhǔn)空氣量和基準(zhǔn)點(diǎn)火提前角。
流量傳感器熱線式
熱線式空氣流量傳感器的基本結(jié)構(gòu)由感知空氣流量的白金熱線（鉑金屬線）、根據(jù)進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補(bǔ)償電阻（冷線）、控制熱線電流并產(chǎn)生輸出信號的控制線路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。根據(jù)白金熱線在殼體內(nèi)的安裝部位不同，熱線式空氣流量傳感器分為主流測量、旁通測量方式兩種結(jié)構(gòu)形式。圖 18所示是采用主流測量方式的熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。它兩端有金屬防護(hù)網(wǎng)，取樣管置于主空氣通道中央，取樣管由兩個塑料護(hù)套和一個熱線支承環(huán)構(gòu)成。熱線線徑為70μm的白金絲（RH），布置在支承環(huán)內(nèi)，其阻值隨溫度變化，是惠斯頓電橋電路的一個臂（圖 19）。熱線支承環(huán)前端的塑料護(hù)套內(nèi)安裝一個白金薄膜電阻器，其阻值隨進(jìn)氣溫度變化，稱為溫度補(bǔ)償電阻（RK），是惠斯頓電橋電路的另一個臂。熱線支承環(huán)后端的塑料護(hù)套上粘結(jié)著一只精密電阻（RA）。此電阻能用激光修整，也是惠斯頓電橋的一個臂。該電阻上的電壓降即為熱線式空氣流量傳感器的輸出信號電壓。惠斯頓電橋還有一個臂的電阻RB安裝在控制線路板上。工作原理：熱線溫度由混合集成電路A保持其溫度與吸入空氣溫度相差一定值，當(dāng)空氣質(zhì)量流量增大時，混合集成電路A使熱線通過的電流加大，反之，則減小。這樣，就使得通過熱線RH的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù)，即熱線電流IH隨空氣質(zhì)量流量增大而增大，或隨其減小而減小，一般在50-120mA之間變化。
流量傳感器應(yīng)用
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流量傳感器呼吸機(jī)應(yīng)用
在呼吸機(jī)中的應(yīng)用已有近30年的歷史，在中高檔呼吸機(jī)中被普遍使用。它 作為呼吸機(jī)氣路系統(tǒng)的重要部件，負(fù)責(zé)將吸入和呼出的氣體流量轉(zhuǎn)換成電信號，送給信號處理電路完成對吸入和呼出潮氣量、分鐘通氣量、流 速的檢測和顯示。根據(jù)呼吸機(jī)功能和設(shè)計的不同，流量傳感器的檢測值不僅僅提供顯示，還對呼吸機(jī)的控制、報警等起著決定作用，如流量傳感器將測量到 的實(shí)際值饋送到電子控制部分與面板設(shè)置值比較,利用兩者間的誤差控制伺服閥門來調(diào)節(jié)吸入和呼出氣體流量；安裝在吸氣系統(tǒng)前端的空氣和氧 氣流量傳感器生成的信號能幫助微處理器對閥門進(jìn)行控制，以提供病人所需要的氧濃度；流速和流量的檢測值還直接影響到呼氣與吸氣時相的 切換、分鐘通氣量上下限的報警、流量觸發(fā)靈敏度、氣流實(shí)時波形和P-V-環(huán)的監(jiān)測顯示等等，流量傳感器性能的好壞直接影響到呼吸機(jī)參數(shù)的 準(zhǔn)確性和可靠性。
流量傳感器技術(shù)革新
全球的傳感器市場在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。有關(guān)專家指出，傳感器領(lǐng)域的主要技術(shù)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上予以延伸和提高，各國將競相加速新一代傳感器的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，競爭也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來的傳感器市場，比如無線傳感器、光纖傳感器、智能傳感器和金屬氧化傳感器等新型傳感器的出現(xiàn)與市場份額的擴(kuò)大。
流量傳感器發(fā)展前景
傳感器市場報告顯示，2008年全球傳感器市場容量為506億美元，預(yù)計2010年全球傳感器市場可達(dá)600億美元以上。調(diào)查顯示，東歐、亞太區(qū)和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區(qū)，而美國、德國、日本依舊是傳感器市場分布最大的地區(qū)。就世界范圍而言，傳感器市場上增長最快的依舊是汽車市場，占第二位的是過程控制市場，看好通訊市場前景。 一些傳感器市場比如壓力傳感器、溫度傳感器、流量傳感器、水平傳感器已表現(xiàn)出成熟市場的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場規(guī)模最大，分別占到整個傳感器市場的21%、19%和14%。傳感器市場的主要增長來自于無線傳感器、MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems，微機(jī)電系統(tǒng)）傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中，無線傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長率預(yù)計會超過25%。
流量傳感器選擇方法
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因此，用戶在選取流量傳感器的時候，應(yīng)該根據(jù)自身的需要選擇合適的傳感器。很多用戶對使用的傳感器的要求程度不一樣，因此所選取的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。如果需要很專業(yè)的數(shù)據(jù)和結(jié)果，就應(yīng)該選取國家標(biāo)準(zhǔn)。但是，如果只是作為企業(yè)中的一種簡單儀器來進(jìn)行大概分析的話，就可以選取企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如果要選購流量傳感器，大家一定要慎重考慮，而且選擇一些質(zhì)量有保證，比較好用的傳感器。因?yàn)椋芏嗳艘詾樾碌膫鞲衅鳎鼈兊募夹g(shù)就會越高，這是很片面的想法。新的產(chǎn)品，要具備成熟的技術(shù)才是好的產(chǎn)品。在很多經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里，流量的準(zhǔn)確測量已經(jīng)變得非常的重要。如今用來測量流量的多少基本上都用上了傳感器。傳感器感受流體流量并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號，裝上傳感器能使操作更為簡單便捷。流動的物體在單位時間內(nèi)通過的數(shù)量叫做流量，而用于不同的物體有不同的流量傳感器，往往是通過測量的介質(zhì)和測量的方式去區(qū)分流量傳感器類型。流量傳感器一般用于工業(yè)管道內(nèi)介質(zhì)流體的流量，一般情況下有氣體液體和蒸汽等多種介質(zhì)，而用于這些多種類型的介質(zhì)有幾種流量傳感器是可以通用的。第一種是渦街流量傳感器。還有一種是超聲波流量傳感器，隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展，一般情況下利用超聲波流量傳感器可以測量大部分流動物體的流量。超聲波流量傳感器還有多種測量方法，每一種方法都有各自的特點(diǎn)，我們應(yīng)該應(yīng)根據(jù)被測流體性質(zhì)。流速分布情況、管路安裝地點(diǎn)以及對測量準(zhǔn)確度的要求等因素進(jìn)行選擇。由于工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因?yàn)橐话懔髁總鞲衅麟S著測量管徑的增大會帶來制造和運(yùn)輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn)，超聲波流量計均可避免。超聲流量傳感器的流量測量準(zhǔn)確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，于是可以解決其它類型儀表所難以測量的強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。影響流量傳感器的因素較多，原理有十余種，類型不少于200種，有人對美國現(xiàn)場千余臺流量傳感器進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其中60%所選擇的方法不太合適，而即使選擇的方法合適，又有約一半以上在安裝和布局上有問題。正確選擇，并非易事。歸納起來，正確選擇流量傳感器取決于六個因素：傳感器技術(shù)參數(shù)、流體特性、流動的狀態(tài)、安裝、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)性。
流量傳感器優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
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隨著流量傳感器的不斷發(fā)展，越來越多類型的流量傳感器在逐步問世，他們各有各的優(yōu)勢也各有各的缺憾，流量傳感器1、優(yōu)點(diǎn)（1）流量傳感器可用來測量工業(yè)導(dǎo)電液體或漿液。（2）無壓力損失。（3）測量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m。（4）流量傳感器測量被測流體工作狀態(tài)下的體積流量，測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。2、缺點(diǎn)（1）流量傳感器的應(yīng)用有一定局限性，它只能測量導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量，不能測量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量，例如氣體，酒精等不導(dǎo)電液體等（2）流量傳感器用來測量帶有污垢的粘性液體時，粘性物或沉淀物附著在測量管內(nèi)壁或電極上，使變送器輸出電勢變化，帶來測量誤差，電極上污垢物達(dá)到一定厚度，可能導(dǎo)致儀表無法測量。
詞條圖冊
更多圖冊
參考資料
1.
傳感器的分類
．國際工業(yè)自動化技術(shù)．2015-02-05[引用日期2015-03-13]
2.
水流量傳感器的工作原理
．中國移動物聯(lián)網(wǎng)[引用日期2013-07-22]
3.
插入式流量傳感器工作原理
．中國移動物聯(lián)網(wǎng)[引用日期2013-07-22]
控制流量傳感器：流量傳感器在燃燒器控制中的應(yīng)用解決方案
工業(yè)燃燒器是每條熱處理生產(chǎn)線的核心，最終產(chǎn)品質(zhì)量主要取決于燃燒器的可靠性和性能。維護(hù)任務(wù)少、使用效率高、高水平的能源效率及與現(xiàn)有自動化系統(tǒng)的無縫集成是先進(jìn)燃燒系統(tǒng)的主要要求。而在工業(yè)過程控制流量儀表的作用是對密封管道中的流體流量進(jìn)行檢測，必要時還將流量測量儀表與調(diào)節(jié)儀表、執(zhí)行器等組成調(diào)節(jié)系統(tǒng)，將流量穩(wěn)定在合適的范圍，從而實(shí)現(xiàn)過程的穩(wěn)定性。
我們都知道流量 、壓力、溫度是檢測物體的三大參數(shù) ， 被廣泛應(yīng)用于測量中。隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展， 各類自動化控制系統(tǒng)對流量測量的要求日益提升， 流量儀表獲得了廣泛的應(yīng)用 。下面工采網(wǎng)小編和大家一起看看流量傳感器在燃燒器控制中的相關(guān)應(yīng)用解決方案。
現(xiàn)有燃燒器氣體流量不易掌控，使用不安全，使用流量控制閥可以有效的解決其問題使供氣流量穩(wěn)定，點(diǎn)火效率高且點(diǎn)火過程較安全．工采網(wǎng)推薦的美國Siargo MF5700系列便攜式氣體質(zhì)量流量計 － MF5706。
MF5700系列便攜式氣體質(zhì)量流量計是根據(jù)我公司自主研發(fā)的MEMS流量傳感芯片開發(fā)的一款應(yīng)用范圍寬、低功耗、便攜式、帶顯示、能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的計量儀表。該儀表適用于醫(yī)院臨床供氧的監(jiān)視和計量（即醫(yī)用氧氣表）和各種工業(yè)、商業(yè)應(yīng)用。
美國Siargo MF5700系列便攜式氣體質(zhì)量流量計 產(chǎn)品特點(diǎn)：
1． 傳感芯片采用熱質(zhì)量流量計量，無需溫度壓力補(bǔ)償，保證了流量計的高精度計量
2． 靈敏度高，能夠?qū)O小的始動流量就可以開始計量
3． 在單個芯片上實(shí)現(xiàn)了多傳感器集成，使其量程比達(dá)到了50：1甚至更高
4． 全量程高穩(wěn)定性、高精度和優(yōu)良的重復(fù)性
5． 支持多種氣體的測量，允許客戶對某些特殊氣體進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定
6． 響應(yīng)速度快
7． 輸出方式靈活，提供LC D現(xiàn)場顯示，也可提供R S485通訊接口由上位機(jī)查詢輸出數(shù)據(jù)
8． 可通過按鍵配置參數(shù)
9． 具有超量程報警指示功能
10． 便攜式設(shè)計，電池供電和外部供電方式可以任意切換
11． NPT連接方式，易于安裝與使用，也可根據(jù)客戶需求定制其他接口
