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發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:69
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流量傳感器
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空氣流量傳感器是測(cè)定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的傳感器。電子控制汽油噴射發(fā)動(dòng)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(cè)定每一瞬間吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣量,以此作為ECU計(jì)算(控制)噴油量的主要依據(jù)。如果空氣流量傳感器或線(xiàn)路出現(xiàn)故障,ECU得不到正確的進(jìn)氣量信號(hào),就不能正常地進(jìn)行噴油量的控制,將造成混合氣過(guò)濃或過(guò)稀,使發(fā)動(dòng)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(wú)壓力損失
缺 點(diǎn)
不能測(cè)量非導(dǎo)電介質(zhì)的流量
定 義
測(cè)定吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量的傳感器
適用領(lǐng)域
環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護(hù)以及貿(mào)易結(jié)算等
目錄
1
簡(jiǎn)介
2
款式分類(lèi)
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(dòng)的狀態(tài)
?
技術(shù)參數(shù)
7
傳感器分類(lèi)
8
類(lèi)型
?
葉片式
?
渦街式
?
卡門(mén)渦旋式
?
熱線(xiàn)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(jiǎn)介
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語(yǔ)音
檢定規(guī)程和流量?jī)x表標(biāo)準(zhǔn)是流量傳感器可以準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量的保障。在很多領(lǐng)域里,流量的準(zhǔn)確測(cè)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(cè)、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(lèi)
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語(yǔ)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(xiàn)式、熱膜式、卡門(mén)渦旋式等幾種。按其標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)來(lái)分類(lèi),可以分為下面幾類(lèi)。方法標(biāo)準(zhǔn):一些傳感器的計(jì)算方法、 檢測(cè)方法、試驗(yàn)方法以及性能的評(píng)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(hào)、命名以及在測(cè)量過(guò)程中的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ);產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn):此類(lèi)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(lèi),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(guó)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別分的話(huà),就可以分為四大類(lèi):企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。1)按輸入量分類(lèi):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(lèi):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(lèi):結(jié)構(gòu)型傳感器、特性型傳感器4)按能量關(guān)系分類(lèi):能量轉(zhuǎn)換型傳感器、能量控制傳感器5)按輸出信號(hào)分類(lèi):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(yǔ)音
體積小、重量輕、顯示讀數(shù)直觀(guān)、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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語(yǔ)音
目前可以根據(jù)水流量的大小設(shè)計(jì)擋板,減少水流通過(guò)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(zhǎng)期受水流的沖擊仍然有疲勞的問(wèn)題,即使在工廠(chǎng)標(biāo)定好流量值的也會(huì)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(guó)內(nèi)針對(duì)水源熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)的非常少。擋板式是專(zhuān)門(mén)針對(duì)水環(huán)/地源熱泵空調(diào)機(jī)組的水流量監(jiān)控而開(kāi)發(fā)的,它針對(duì)不同的管徑配有不同的擋片,每種擋片的水阻不超過(guò)0.5米水柱,相比靶式水阻已大大降低。每個(gè)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(chǎng)只需連接上水管即可,不需對(duì)擋片做任何改變,另外擋板式水流開(kāi)關(guān)的承壓大于25bar,在對(duì)水流量要求不高的水環(huán)熱泵機(jī)組是一個(gè)低成本的水流開(kāi)關(guān)。經(jīng)過(guò)在水環(huán)/地源熱泵機(jī)組上使用的反饋來(lái)看,壓差開(kāi)關(guān)能有效判斷水環(huán)熱泵機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)安裝的水管路的問(wèn)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(guò)濾器堵塞造成的水流量下降時(shí)換熱器凍壞的情況,另外水管路壓差開(kāi)關(guān)沒(méi)有靶流開(kāi)關(guān)疲勞破壞的風(fēng)險(xiǎn)。尤其在水管路有少量空氣時(shí),流量傳感器工作非常穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似靶流開(kāi)關(guān)的漂浮情況,經(jīng)過(guò)多年使用的反饋未發(fā)現(xiàn)壓差開(kāi)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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語(yǔ)音
1.一次計(jì)量系統(tǒng):這種安裝情況指在整個(gè)供暖系統(tǒng)中,只有這一個(gè)計(jì)量系統(tǒng)。2.二次計(jì)量系統(tǒng):和一次系統(tǒng)不同的是安裝位置處的計(jì)量屬于第二次計(jì)量。3.家庭用戶(hù)中的單獨(dú)供暖計(jì)量:隨著分戶(hù)計(jì)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(jiàn)。4.垂直供暖的分配計(jì)量:主要用于垂直供暖系統(tǒng)中的供暖計(jì)量。
流量傳感器原理
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語(yǔ)音
流量傳感器基本原理
超聲波流量計(jì)的基本原理及類(lèi)型超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過(guò)接收到的超聲波就可以檢測(cè)出流體的流速,從而換算成流量。根據(jù)檢測(cè)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(lèi)型的超聲波流量計(jì)。起聲波流量計(jì)是近十幾年來(lái)隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開(kāi)始應(yīng)用的一種非接觸式儀表,適于測(cè)量不易接觸和觀(guān)察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開(kāi)水流的流量測(cè)量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測(cè)量元件故不會(huì)改變流體的流動(dòng)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(xiàn)運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。工業(yè)流量測(cè)量普遍存在著大管徑、大流量測(cè)量困難的問(wèn)題,這是因?yàn)橐话懔髁坑?jì)隨著測(cè)量管徑的增大會(huì)帶來(lái)制造和運(yùn)輸上的困難,造價(jià)提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn),超聲波流量計(jì)均可避免。因?yàn)楦黝?lèi)超聲波流量計(jì)均可管外安裝、非接觸測(cè)流,儀表造價(jià)基本上與被測(cè)管道口徑大小無(wú)關(guān),而其它類(lèi)型的流量計(jì)隨著口徑增加,造價(jià)大幅度增加,故口徑越大超聲波流量計(jì)比相同功能其它類(lèi)型流量計(jì)的功能價(jià)格比越優(yōu)越。被認(rèn)為是較好的大管徑流量測(cè)量?jī)x表,多普勒法超聲波流量計(jì)可測(cè)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(cè)量。在發(fā)電廠(chǎng)中。
流量傳感器流體特性
流體類(lèi)型流體分為液體、氣體、蒸汽。有些傳感器(如電磁式)不能測(cè)氣體;插入熱式則不能測(cè)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(duì)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(huì)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(duì)于這類(lèi)流體,不宜選用有轉(zhuǎn)動(dòng)件及有檢測(cè)件的傳感器。即使對(duì)于超聲、電磁式流量傳感器,也會(huì)因腐蝕管道帶來(lái)誤差。如口徑50MM,結(jié)垢0.5~1MM,將帶來(lái)0.5~1%的誤差。特殊參數(shù)某些流體參數(shù)會(huì)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(gè)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(cè)量問(wèn)題。
流量傳感器流動(dòng)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(dòng)為前提,沒(méi)有流動(dòng)就不存在流量。滿(mǎn)管、非滿(mǎn)管一般流體均應(yīng)充滿(mǎn)管道,但當(dāng)液體流量較小,管道又處于水平時(shí),則可能出現(xiàn)非滿(mǎn)管流動(dòng),已有非滿(mǎn)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(shí)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(kāi)關(guān)一般流量傳感器的輸出為連續(xù)量,而開(kāi)關(guān)量可用于簡(jiǎn)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(shuō)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(gè)系統(tǒng)準(zhǔn)確度相匹配。注意:廠(chǎng)家注明的誤差是%FS(上限);還是%RD(測(cè)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(shí),對(duì)某一流量值多次測(cè)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?gòu)S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(cè)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(dòng)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(hào)一般為標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)(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(hào),ROSEMOUNT推出了HART協(xié)議,RS232/RS485轉(zhuǎn)換器,RS232限于2KM以?xún)?nèi),RS485可達(dá)10KM。響應(yīng)時(shí)間輸出信號(hào)隨流量參數(shù)變化反應(yīng)的時(shí)間,對(duì)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),越短越好;對(duì)脈動(dòng)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(shí),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(lèi)
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語(yǔ)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(cè)量進(jìn)水流量。當(dāng)水流過(guò)轉(zhuǎn)子組件時(shí),磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),并且轉(zhuǎn)速隨著流量成線(xiàn)性變化。霍爾元件輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)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(guò)比例閥控制燃?xì)鈿饬浚苊馊細(xì)鉄崴髟谑褂眠^(guò)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(dòng)閥啟動(dòng)水壓高以及翻板式水閥易誤動(dòng)作出現(xiàn)干燒等缺點(diǎn)。它具有反映靈敏、壽命長(zhǎng)、動(dòng)作迅速、安全可靠、連接方便啟動(dòng)流量超低(1.5L/min)等優(yōu)點(diǎn),深受廣大用戶(hù)喜愛(ài)。
[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(cè)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(gè)電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過(guò)不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離。
[3]
流量傳感器類(lèi)型
編輯
語(yǔ)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(cè)
傳感器
傳統(tǒng)的波許L型汽油噴射系統(tǒng)及一些中檔車(chē)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(jì)和電位計(jì)兩部分組成。空氣流量計(jì)在進(jìn)氣通道內(nèi)有一個(gè)可繞軸擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)翼片(測(cè)量片),如圖 2所示,作用在軸上的卷簧可使測(cè)量片關(guān)閉進(jìn)氣通路。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),進(jìn)氣氣流經(jīng)過(guò)空氣流量計(jì)推動(dòng)測(cè)量片偏轉(zhuǎn),使其開(kāi)啟。測(cè)量片開(kāi)啟角度的大小取決于進(jìn)氣氣流對(duì)測(cè)量片的推力與測(cè)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(mén)來(lái)改變。進(jìn)氣量愈大,氣流對(duì)測(cè)量片的推力愈大,測(cè)量片的開(kāi)啟角度也就愈大。在測(cè)量片軸上連著一個(gè)電位計(jì),如圖 3所示。電位計(jì)的滑動(dòng)臂與測(cè)量片同軸同步轉(zhuǎn)動(dòng),把測(cè)量片開(kāi)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(jì)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)、連接器與ECU連接。ECU根據(jù)電位計(jì)電阻的變化量或作用在其上的電壓的變化量,測(cè)得發(fā)動(dòng)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(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān),如圖 5所示。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),測(cè)量片偏轉(zhuǎn),該開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)汽油泵通電運(yùn)轉(zhuǎn);發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后,測(cè)量片在回轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置的同時(shí),使電動(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。此時(shí),即使點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟位置,電動(dòng)汽油泵也不工作。流量傳感器內(nèi)還有一個(gè)進(jìn)氣溫度傳感器,用于測(cè)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(xiàn)連接器一般有7個(gè)端子,如圖 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有將電位計(jì)內(nèi)部的電動(dòng)汽油泵控制觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)取消后,變?yōu)?個(gè)端子的。圖 6示出了日產(chǎn)和豐田車(chē)用葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線(xiàn)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(cè)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(cè)量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無(wú)可動(dòng)機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長(zhǎng)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(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)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(cè)量?jī)x器。渦街流量傳感器是基于卡門(mén)渦街原理研制出來(lái)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(chēng)為卡門(mén)旋渦。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測(cè)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(jì)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(mén)渦旋式
卡門(mén)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(xiàn)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(shí),在其后部的氣流中會(huì)不斷產(chǎn)生一列不對(duì)稱(chēng)卻十分規(guī)則的被稱(chēng)為卡門(mén)渦流的空氣渦流。測(cè)量單位時(shí)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(mén)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(gè)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(dòng),其振動(dòng)頻率與單位時(shí)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(dòng),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(jì)算出進(jìn)氣量(圖 11)。凌志LS400小轎車(chē)即用了這種型式的卡門(mén)渦旋式空氣流量傳感器。圖 13所示為超聲波檢出式卡門(mén)渦旋式空氣流量傳感器。在其后半部的兩側(cè)有一個(gè)超聲波發(fā)射器和一個(gè)超聲波接收器。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),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(guò)進(jìn)氣氣流到達(dá)接收器時(shí),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(cè)出的相應(yīng)變化的頻率,計(jì)算出單位時(shí)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(hào)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(xiàn)式
熱線(xiàn)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(xiàn)(鉑金屬線(xiàn))、根據(jù)進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補(bǔ)償電阻(冷線(xiàn))、控制熱線(xiàn)電流并產(chǎn)生輸出信號(hào)的控制線(xiàn)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(xiàn)在殼體內(nèi)的安裝部位不同,熱線(xiàn)式空氣流量傳感器分為主流測(cè)量、旁通測(cè)量方式兩種結(jié)構(gòu)形式。圖 18所示是采用主流測(cè)量方式的熱線(xiàn)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(gè)塑料護(hù)套和一個(gè)熱線(xiàn)支承環(huán)構(gòu)成。熱線(xiàn)線(xiàn)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(gè)臂(圖 19)。熱線(xiàn)支承環(huán)前端的塑料護(hù)套內(nèi)安裝一個(gè)白金薄膜電阻器,其阻值隨進(jìn)氣溫度變化,稱(chēng)為溫度補(bǔ)償電阻(RK),是惠斯頓電橋電路的另一個(gè)臂。熱線(xiàn)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(gè)臂。該電阻上的電壓降即為熱線(xiàn)式空氣流量傳感器的輸出信號(hào)電壓。惠斯頓電橋還有一個(gè)臂的電阻RB安裝在控制線(xiàn)路板上。工作原理:熱線(xiàn)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(shí),混合集成電路A使熱線(xiàn)通過(guò)的電流加大,反之,則減小。這樣,就使得通過(guò)熱線(xiàn)RH的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù),即熱線(xiàn)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(hào),送給信號(hào)處理電路完成對(duì)吸入和呼出潮氣量、分鐘通氣量、流 速的檢測(cè)和顯示。根據(jù)呼吸機(jī)功能和設(shè)計(jì)的不同,流量傳感器的檢測(cè)值不僅僅提供顯示,還對(duì)呼吸機(jī)的控制、報(bào)警等起著決定作用,如流量傳感器將測(cè)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(mén)來(lái)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(hào)能幫助微處理器對(duì)閥門(mén)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(cè)值還直接影響到呼氣與吸氣時(shí)相的 切換、分鐘通氣量上下限的報(bào)警、流量觸發(fā)靈敏度、氣流實(shí)時(shí)波形和P-V-環(huán)的監(jiān)測(cè)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(chǎng)在不斷變化的創(chuàng)新之中呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。有關(guān)專(zhuān)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(guó)將競(jìng)相加速新一代傳感器的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,競(jìng)爭(zhēng)也將日益激烈。新技術(shù)的發(fā)展將重新定義未來(lái)的傳感器市場(chǎng),比如無(wú)線(xiàn)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(chǎng)份額的擴(kuò)大。
流量傳感器發(fā)展前景
傳感器市場(chǎng)報(bào)告顯示,2008年全球傳感器市場(chǎng)容量為506億美元,預(yù)計(jì)2010年全球傳感器市場(chǎng)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(chǎng)增長(zhǎng)最快的地區(qū),而美國(guó)、德國(guó)、日本依舊是傳感器市場(chǎng)分布最大的地區(qū)。就世界范圍而言,傳感器市場(chǎng)上增長(zhǎng)最快的依舊是汽車(chē)市場(chǎng),占第二位的是過(guò)程控制市場(chǎng),看好通訊市場(chǎng)前景。 一些傳感器市場(chǎng)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(chǎng)的特征。流量傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器的市場(chǎng)規(guī)模最大,分別占到整個(gè)傳感器市場(chǎng)的21%、19%和14%。傳感器市場(chǎng)的主要增長(zhǎng)來(lái)自于無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)傳感器在2007-2010年復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)25%。
流量傳感器選擇方法
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因此,用戶(hù)在選取流量傳感器的時(shí)候,應(yīng)該根據(jù)自身的需要選擇合適的傳感器。很多用戶(hù)對(duì)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(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)和結(jié)果,就應(yīng)該選取國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。但是,如果只是作為企業(yè)中的一種簡(jiǎn)單儀器來(lái)進(jìn)行大概分析的話(huà),就可以選取企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如果要選購(gòu)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(huì)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(cè)量已經(jīng)變得非常的重要。如今用來(lái)測(cè)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(hào),裝上傳感器能使操作更為簡(jiǎn)單便捷。流動(dòng)的物體在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(guò)測(cè)量的介質(zhì)和測(cè)量的方式去區(qū)分流量傳感器類(lèi)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(lèi)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(cè)量大部分流動(dòng)物體的流量。超聲波流量傳感器還有多種測(cè)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(cè)流體性質(zhì)。流速分布情況、管路安裝地點(diǎn)以及對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的要求等因素進(jìn)行選擇。由于工業(yè)流量測(cè)量普遍存在著大管徑、大流量測(cè)量困難的問(wèn)題,這是因?yàn)橐话懔髁總鞲衅麟S著測(cè)量管徑的增大會(huì)帶來(lái)制造和運(yùn)輸上的困難,造價(jià)提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn),超聲波流量計(jì)均可避免。超聲流量傳感器的流量測(cè)量準(zhǔn)確度幾乎不受被測(cè)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(cè)量?jī)x表,于是可以解決其它類(lèi)型儀表所難以測(cè)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(cè)量問(wèn)題。影響流量傳感器的因素較多,原理有十余種,類(lèi)型不少于200種,有人對(duì)美國(guó)現(xiàn)場(chǎng)千余臺(tái)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(wèn)題。正確選擇,并非易事。歸納起來(lái),正確選擇流量傳感器取決于六個(gè)因素:傳感器技術(shù)參數(shù)、流體特性、流動(dòng)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(lái)越多類(lèi)型的流量傳感器在逐步問(wèn)世,他們各有各的優(yōu)勢(shì)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(lái)測(cè)量工業(yè)導(dǎo)電液體或漿液。(2)無(wú)壓力損失。(3)測(cè)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(cè)量被測(cè)流體工作狀態(tài)下的體積流量,測(cè)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(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)的液體流量,不能測(cè)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(lái)測(cè)量帶有污垢的粘性液體時(shí),粘性物或沉淀物附著在測(cè)量管內(nèi)壁或電極上,使變送器輸出電勢(shì)變化,帶來(lái)測(cè)量誤差,電極上污垢物達(dá)到一定厚度,可能導(dǎo)致儀表無(wú)法測(cè)量。
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參考資料
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傳感器的分類(lèi)
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水流量傳感器的工作原理
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插入式流量傳感器工作原理
.中國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)[引用日期2013-07-22]
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流量傳感器有哪幾種
常用節(jié)流式、速度式、容積式和電磁式。
(1)節(jié)流式。在被測(cè)管道上安裝一節(jié)流器件,如孔板、噴嘴、靶、轉(zhuǎn)子等,使流體流過(guò)這些阻擋體時(shí),根據(jù)流體對(duì)節(jié)流元件的推力和節(jié)流元件前后的壓力差,來(lái)測(cè)定流量的大小。
1)壓差式流量計(jì)。精度稍差,但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,是一種常用的流量測(cè)量?jī)x器。
2)靶式流量計(jì)。經(jīng)常用于高粘度的流體,如重油、瀝青等流量的測(cè)量,也適用于有懸浮物,沉淀物的流體。
3)轉(zhuǎn)子流量計(jì)。轉(zhuǎn)子放在一圓錐型測(cè)量管道中,當(dāng)被測(cè)流體自下而流入時(shí),轉(zhuǎn)子前后產(chǎn)生一壓差,轉(zhuǎn)子平衡位置的高低反映流量的大小,用電路把轉(zhuǎn)子的位置轉(zhuǎn)換成電信號(hào),反映了流量大小。
(2)速度式。常用的是渦流流量計(jì)。
為了提高測(cè)量精度,在渦輪前后均裝有導(dǎo)流器和一段直管,入口直段的長(zhǎng)度應(yīng)為管徑10倍,出口長(zhǎng)度應(yīng)為管徑的5倍。渦輪流量計(jì)線(xiàn)性好,反映靈敏,但只能在清潔流體中使用。
光纖式渦輪傳感器具有重現(xiàn)性和穩(wěn)定性能好,不受環(huán)境、電磁、溫度等因素的干擾的優(yōu)點(diǎn),顯示迅速,測(cè)量范圍大的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是只能用來(lái)測(cè)量透明的氣體和液體。
(3)容積式。通常有橢圓齒輪流量計(jì),只要橢圓齒輪加工精確,防止腐蝕的磨損,則可達(dá)到極高的測(cè)量精度,一般可達(dá)到0.2~0.55%,所以經(jīng)常用作為精密測(cè)量用,該流量計(jì)經(jīng)常用于高精度的流體測(cè)量。
(4)電磁式。常用在測(cè)量導(dǎo)電液體流量上。優(yōu)點(diǎn)是管道中不設(shè)任何節(jié)流元件,因此可以測(cè)量各種粘度的導(dǎo)電液體,特別適合測(cè)量含有各種纖維和固體污物的腐體,此外對(duì)腐蝕性液體也適用。除了測(cè)量管中一對(duì)電極與流體接觸,沒(méi)有其它零件接觸,工作可靠,精度高,線(xiàn)性好,測(cè)量范圍大,反應(yīng)速度又快。
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描述
測(cè)量流體流量的儀表統(tǒng)稱(chēng)為流量計(jì)或流量表.流量計(jì)是工業(yè)測(cè)量中重要的儀表之一.隨著工業(yè)生 產(chǎn)的發(fā)展,對(duì)流量測(cè)量的準(zhǔn)確度和范圍的要求越來(lái)越高,流量測(cè)量技術(shù)日新月異.為了適應(yīng)各種用途, 各種類(lèi)型的流量計(jì)相繼問(wèn)世。目前已投入使用的流量計(jì)已超過(guò) 100 種。
流量測(cè)量的意義
流體流量的測(cè)量在工業(yè)生產(chǎn)和過(guò)程控制中占有重要地位。由于流體性質(zhì)、流動(dòng)狀態(tài)、流動(dòng)條件以及感測(cè)機(jī)理的復(fù)雜性,造成了如今流量測(cè)量?jī)x表的多樣性、專(zhuān)用性和價(jià)格差異的懸殊性。作為其核心部分的流量傳感器種類(lèi)繁多而且發(fā)展較快。
流量參數(shù)可謂工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、科學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)量和進(jìn)行各種經(jīng)濟(jì)核算所必須的重要參數(shù),是能源計(jì)量的重要組成部分。特別是在熱電廠(chǎng)、石油、礦山、冶金、航空、機(jī)械等領(lǐng)域, 通過(guò)流體流量的測(cè)量,人們可以了解掌握流動(dòng)過(guò)程、進(jìn)行生產(chǎn)工藝的自動(dòng)控制、實(shí)行能源管理。從而可以保證產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,節(jié)約能源,尤其是在能源危機(jī)、工業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高的當(dāng)今時(shí)代,流量傳感器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用越來(lái)越明顯。
流量傳感器的精度高低、穩(wěn)定性好壞及適應(yīng)工作環(huán)境能力的大小、智能化水平和性能價(jià)格比高低等指標(biāo)極大地影響著社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展。而現(xiàn)今向數(shù)字化、智能化、多功能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是流量傳感器將來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì),因此大力研究生產(chǎn)高質(zhì)量的流量傳感器是十分必要的。
流量傳感器的種類(lèi)及特點(diǎn)
流量傳感器品種繁多,傳統(tǒng)原理的儀表和新型的儀表,在微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融入下,不斷推陳出新。新測(cè)量原理的研究開(kāi)發(fā)方興未艾,有些尚處于萌芽狀態(tài),有些接近實(shí)用階段。
1、容積式
容積式流量傳感器出現(xiàn)較早,它的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,相當(dāng)于用一個(gè)精密的標(biāo)準(zhǔn)容器對(duì)被測(cè)流體進(jìn)行連續(xù)計(jì)量。被測(cè)流體流過(guò)時(shí),推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),2個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪相互改變主從驅(qū)動(dòng)關(guān)系作連續(xù)的、沒(méi)有死點(diǎn)的不等速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。得知轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度,就可以求出流體的流量。理論上,這種類(lèi)型流量計(jì)的測(cè)量精度與流體的種類(lèi)、黏度、密度等屬性無(wú)關(guān)。測(cè)量誤差一般為±(0.2%~O.5%)R,可作為工業(yè)流量計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)儀表。但當(dāng)被測(cè)管道直徑較大時(shí),儀表本體顯得過(guò)于笨重。
2、渦輪式
渦輪流量傳感器是近30年發(fā)展起來(lái)的速度式測(cè)量?jī)x表。其工作原理是將渦輪置于被測(cè)流體中,液體流動(dòng)沖擊渦輪葉片轉(zhuǎn)動(dòng),渦輪的轉(zhuǎn)速與流體的流量成正比。通過(guò)磁電轉(zhuǎn)換裝置將渦輪的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)輸出。
渦輪流量傳感器具有測(cè)量精度高、測(cè)量范圍廣等優(yōu)點(diǎn);但由于渦輪必須安裝在管道內(nèi),對(duì)被測(cè)流體的清潔度要求較高;流體的溫度、黏度、密度對(duì)測(cè)量精度影響較大;轉(zhuǎn)動(dòng)部件會(huì)帶來(lái)軸承的磨損,影響傳感器的使用壽命。
3、差壓式
差壓式流量傳感器生產(chǎn)歷史較長(zhǎng),應(yīng)用十分廣泛,生產(chǎn)已標(biāo)準(zhǔn)化,種類(lèi)也很多。如:孔板、音速?lài)娮臁⒕俟堋⑽那鹄锕艿攘髁總鞲衅鳌2顗菏搅髁總鞲衅鞴ぷ髟硎抢卯?dāng)流體流過(guò)內(nèi)置于管道中的節(jié)流件時(shí),其前后會(huì)出現(xiàn)一個(gè)與流量有關(guān)的壓力差值,通過(guò)測(cè)量壓差值就可獲得流量值。其特點(diǎn)是節(jié)流件的機(jī)加工精度高,安裝要求嚴(yán)格,其前后必須有足夠長(zhǎng)的直管道,保證流體流態(tài)穩(wěn)定;流體壓損大;對(duì)于低流速流體,產(chǎn)生的差壓小,誤差增大;不適于脈動(dòng)的流體測(cè)量。
4、動(dòng)量式
動(dòng)量式流量計(jì)中最為典型的是靶式流量計(jì),是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品,常用來(lái)測(cè)量較高黏度油料的流量。它的主體是一個(gè)圓盤(pán)型靶,液體流動(dòng)時(shí),流動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沖擊在靶上,使靶產(chǎn)生微小的位移,這個(gè)位移量反映了流量的大小。
5、變面積式
轉(zhuǎn)子流量傳感器的出現(xiàn)較早,但廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)量是在近幾十年。它具有靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、直觀(guān)、壓損小、測(cè)量范圍大、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
它由一個(gè)錐形管和一個(gè)置于錐形管中可以上下自由移動(dòng)的轉(zhuǎn)子組成,傳感器垂直安裝在測(cè)量管道上,被測(cè)流體由下向上流動(dòng),推動(dòng)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子懸浮的高度就是流量大小的量度。
6、流體振蕩式
卡門(mén)渦街流量傳感器[8]是2O世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的基于流體振蕩原理的測(cè)量?jī)x表,近年來(lái)發(fā)展迅速,它利用插入到流體中漩渦發(fā)生體產(chǎn)生的漩渦頻率與流速有確定關(guān)系的原理,獲得流量。其特點(diǎn)是流體壓損小;可以用于液、氣的測(cè)量,可測(cè)量流速及質(zhì)量流量;對(duì)流態(tài)要求穩(wěn)定,管道條件要求嚴(yán)格,必須在漩渦發(fā)生體前后有一定長(zhǎng)度的直管段,價(jià)格比較高。
7、電磁式
電磁流量傳感器是隨著電子技術(shù)的應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的新型流量?jī)x表,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種導(dǎo)電液體的流量測(cè)量領(lǐng)域。
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,導(dǎo)電的液體通過(guò)測(cè)量?jī)x表流動(dòng),相當(dāng)于導(dǎo)體通過(guò)磁場(chǎng)作切割磁力線(xiàn)的運(yùn)動(dòng),由此感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E,這個(gè)電動(dòng)勢(shì)與平均流速成正比。電磁流量計(jì)原則上不受流體的溫度、壓力、密度和黏度等影響,且管道內(nèi)部無(wú)阻擋部件和活動(dòng)部件,不會(huì)改變流體原來(lái)的狀態(tài)。流速范圍在0~102m/s均可應(yīng)用。適合于易燃、易爆、腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)。但它在某些方面也有局限性;被測(cè)介質(zhì)必須是導(dǎo)電液體,電導(dǎo)率大于10-3S/m;不能用來(lái)測(cè)量鐵磁性介質(zhì)的流量;信號(hào)易受外磁場(chǎng)干擾。
8、玻耳帖式
玻耳帖式低流速氣體傳感器(流速大于2×10-2m/s)是基于玻耳帖電動(dòng)勢(shì)原理和溫差電動(dòng)勢(shì)原理,傳感器自身溫度僅15K,沒(méi)有熱紊亂。敏感元件上涂有保護(hù)膜,抗污染腐蝕能力強(qiáng),壽命長(zhǎng),由于其自身溫度不高,所以對(duì)氣體溫度要求不嚴(yán),可以測(cè)量高溫流體,工作溫度范圍寬。
9、光纖式
光纖流量傳感器是將光纖技術(shù)與流量傳感器組合到一起,使流量信息經(jīng)過(guò)傳感器后在光纖發(fā)訊頭處轉(zhuǎn)換成光信號(hào)。再經(jīng)光纖傳輸?shù)胶罄m(xù)處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸,便于實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)化管理,1臺(tái)微機(jī)即可以管理監(jiān)控多個(gè)傳感器。這樣既保持了原傳感器的優(yōu)勢(shì)又融入了光纖傳輸線(xiàn)路抗干擾的優(yōu)點(diǎn)。
10、超聲波式
超聲波流量傳感器是依據(jù)超聲波在流體中傳播時(shí)會(huì)載帶流體流速信息的原理,適用于兩相流流體測(cè)量,要求被測(cè)流體含有一定量的能反向超聲波的介質(zhì),即流體中有固體粒子或氣泡等兩相介質(zhì)。
11、質(zhì)量式
科理奧利質(zhì)量流量傳感器應(yīng)用廣泛,液體和氣體測(cè)量均可適用,20世紀(jì)70年代產(chǎn)生于美國(guó),利用流體力學(xué)的原理,建立流體質(zhì)量流量與流體作用力之間的函數(shù)關(guān)系。主要適用于液體測(cè)量,對(duì)于氣體測(cè)量則要求在高壓下,以確保質(zhì)量流量在測(cè)量范圍內(nèi),適于在管道口徑小于200mm條件下的測(cè)量,當(dāng)流體壓力變化大時(shí),測(cè)量誤差增大。
12、激光式
多普勒傳感器,將激光技術(shù)引入到流量測(cè)量中,與多普勒流量傳感器相結(jié)合。它可以測(cè)量低流速流體,抗干擾能力強(qiáng),精度高,但必須在流體中注入反射粒子,這就限制了它的測(cè)量范圍。
13、熱線(xiàn)式
熱式流量傳感器為流量計(jì)量帶來(lái)了一場(chǎng)革命,實(shí)現(xiàn)了直接測(cè)量流體質(zhì)量流量的目的。它利用傳熱學(xué)和流體力學(xué)理論,采用熱平衡原理,建立熱敏元件熱量損失與流體流速、質(zhì)量流量之間的函數(shù)關(guān)系,從而獲得流體流速、流量。熱式流量傳感器主要有熱線(xiàn)式、熱敏電阻式、半導(dǎo)體集成電路式等多種,根據(jù)管道中熱元件的熱量耗散與流速、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)現(xiàn)流量的測(cè)量;表面熱阻式,就是把熱源放在管道的外側(cè),加熱管內(nèi)流體,通過(guò)測(cè)量流體熱量的變化求出質(zhì)量流量。
雖然由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展和各種補(bǔ)償技術(shù)不斷提高,使熱線(xiàn)式流量傳感器的精度大大提高,測(cè)量范圍擴(kuò)大,但熱線(xiàn)式流量傳感器一致性很差,難以進(jìn)行批量生產(chǎn):當(dāng)測(cè)低流速流體時(shí),熱紊亂很大,熱線(xiàn)抗污染腐蝕能力差,價(jià)格高,易損壞。測(cè)量中有電子噪聲,導(dǎo)致它的響應(yīng)速度下降。
流量?jī)x表的發(fā)展趨勢(shì)
1)傳感器輸出信號(hào)的數(shù)字化,由于網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展正在興起,生產(chǎn)過(guò)程中的控制、管理和維護(hù)的計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)CMMS(Control,Management,andMaintenance System)對(duì)傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理時(shí),要求傳感器的輸出信號(hào)必須是數(shù)字信號(hào),可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)進(jìn)行傳輸。目前國(guó)外許多行業(yè)都在大力推行傳感器數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化,制定傳感器輸出信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。所以國(guó)內(nèi)在研究開(kāi)發(fā)流量傳感器時(shí)應(yīng)該有意識(shí)地設(shè)計(jì)符合這一要求的流量傳感器。
2)智能化,將敏感元件與微處理器和信號(hào)處理電路集成到一個(gè)芯片上,有數(shù)字通信口能與微機(jī)連接,可以充分利用單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能,減少隨機(jī)和系統(tǒng)誤差。具有自動(dòng)校準(zhǔn)功能;具有自檢報(bào)警功能,檢查各部件狀態(tài)是否正常,以保證測(cè)量的正確性;量程可自動(dòng)調(diào)節(jié)。
3)多功能化,將流量測(cè)量與溫度測(cè)量、液位測(cè)量、壓力測(cè)量等功能中的一種或多種結(jié)合在一起。采用新技術(shù)、新材料,研制新的傳感器。
4)高性能化,要求量程比寬,應(yīng)用范圍廣,可靠性高,不接觸測(cè)量,性?xún)r(jià)比高,傳感器小型化,示值不受被測(cè)介質(zhì)狀態(tài)、參數(shù)及物理特性(溫度、壓力、密度、黏度等)變化的影響,安裝維修方便,壽命長(zhǎng)。
5)專(zhuān)用化,特殊流量傳感器的研究如大流量、小流量、高黏度、高溫流體、多相流體、高低壓氣流等。流量傳感器的研究應(yīng)與經(jīng)濟(jì)性緊密相連。發(fā)展熱式流量傳感器,利用光纖技術(shù)和光學(xué)理論發(fā)展光學(xué)式傳感器,正是大勢(shì)所趨。
根據(jù)流體的特性來(lái)選擇流量傳感器
選擇流量傳感器不僅需要根據(jù)自己的工況參數(shù)進(jìn)行選擇,還要參考自己所測(cè)流體的特性。流體的特性也是影響流量傳感器選擇的一個(gè)重要因素。
1、對(duì)于具有腐蝕、結(jié)垢、臟污類(lèi)的流體
如果要測(cè)量這類(lèi)流體需要選用有轉(zhuǎn)動(dòng)件及有檢測(cè)件的傳感器,如果選擇超聲波和電磁類(lèi)的流量傳感器都會(huì)因腐蝕管道而帶來(lái)測(cè)量誤差。
2、粘性液體粘性相差較大的流體
這種情況您需要選擇容積式流量傳感器,,而不宜選用渦輪、浮子、渦街等流量傳感器。
3、對(duì)于特殊流體參數(shù)的流量傳感器
特殊的流體參數(shù)比如,壓縮性系數(shù)影響差壓式,電導(dǎo)率影響電磁等。
4、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(dòng)為前提,沒(méi)有流動(dòng)就不存在流量。
不同的流體特性和環(huán)境工況,所對(duì)應(yīng)的流量傳感器是不同的,為了節(jié)約汽車(chē)等交通運(yùn)輸設(shè)備的發(fā)動(dòng)機(jī)能源消耗,選用旋轉(zhuǎn)活塞式流量傳感器可以做到精準(zhǔn)計(jì)量。
U-How?康匯燃油流量計(jì)
U-How?康匯流量計(jì)是上海康匯實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司,根據(jù)旋轉(zhuǎn)活塞式工作原理自主研發(fā)生產(chǎn)的,具有測(cè)量流速低、量程寬、精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作安全可靠等特點(diǎn)的高精度流量傳感器。
工作原理
旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì),是屬于容積式流量計(jì),它基于活塞與計(jì)量室一直保持的相切密封狀態(tài)。并有一個(gè)固定的偏心距計(jì)量元件活塞,在壓差的作用下,對(duì)活塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,使活塞做偏心旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),活塞的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流體的流量,通過(guò)記數(shù)機(jī)構(gòu)記錄出活塞轉(zhuǎn)數(shù),即可測(cè)得流體總流量。
旋轉(zhuǎn)活塞式流量計(jì)進(jìn)出口由隔板隔開(kāi)。當(dāng)被測(cè)流體從進(jìn)口進(jìn)入計(jì)量室,這時(shí)進(jìn)出口形成壓差,迫使活塞逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)如圖a所示。流體連續(xù)流入,迫使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)如圖b所示,形成二個(gè)半月牙腔體,在壓差作用下迫使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)如圖c,V2流體從出口排出,使活塞轉(zhuǎn)動(dòng)如圖d所示,在壓差作用下轉(zhuǎn)動(dòng),活塞每轉(zhuǎn)一周迸出的流體等于V1+V2的和。
工作原理圖
流量計(jì)爆炸圖:
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測(cè)量水的流量,可以用超音波流量計(jì),我用過(guò)的是臺(tái)灣喬太的,型號(hào)是UF721S
普通工況下用家用的自來(lái)水表是最好的。
流量測(cè)量?jī)x表是用來(lái)測(cè)量管道或明溝中的液體、氣體或蒸汽等流體流量的工業(yè)自動(dòng)化儀表,又稱(chēng)流量計(jì)。
流量是指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)管道有效截面的流體數(shù)量,流體數(shù)量用體積表示者稱(chēng)為體積流量,單位為米3/時(shí)、升/時(shí)等;流體數(shù)量用質(zhì)量表示者稱(chēng)為質(zhì)量流量,單位為噸/時(shí)、千克/時(shí)等。
流量可利用各種物理現(xiàn)象來(lái)間接測(cè)量,所以流量測(cè)量?jī)x表種類(lèi)繁多。按測(cè)量方法分,流量計(jì)有差壓式、變面積式、容積式、速度式和電磁式等。
流量測(cè)量?jī)x表:有應(yīng)變、電容和振弦式等差壓變送器,以及雙波紋管差壓計(jì)等類(lèi)型。這類(lèi)儀表調(diào)試方便,且已規(guī)范化。只要將節(jié)流裝置與差壓計(jì)配套就可用于測(cè)量流體的流量。雙波紋管差壓計(jì)廣泛應(yīng)用在石油、化工、冶金、電力和輕工業(yè)等行業(yè),儀表和節(jié)流裝配套使用時(shí),可以測(cè)量液體、蒸汽和氣體的流量;和平衡器配套使用時(shí),可以測(cè)量液位;單獨(dú)使用時(shí),可以測(cè)量液體、氣體的壓力、吸力,顯示形式為指示、記錄、報(bào)警、積算,采用了焊接波紋管,保證了高、低壓波紋管有效面積一致,消除了靜壓誤差,提高了測(cè)量精確度。
資料來(lái)源:
看你用在什么位置了。
普通工況下用家用的自來(lái)水表是最好的。
至于電磁,渦街,孔板,超聲,腰輪,等等類(lèi)型的,
看你的現(xiàn)場(chǎng)適合用啥了。
不過(guò)此類(lèi)流量計(jì)都是相對(duì)值,不是很準(zhǔn)確的,不能做計(jì)量用。。。
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