流量傳感器

流量傳感器

測定吸入發動機的空氣流量的傳感器
空氣流量傳感器是測定吸入發動機的空氣流量的傳感器。電子控制汽油噴射發動流量傳感器機為了在各種運轉工況下都能獲得最佳濃度的混合氣,必須正确地測定每一瞬間吸入發動機的空氣量,以此作為ECU計算(控制)噴油量的主要依據。如果空氣流量傳感器或線路出現故障,ECU得不到正确的進氣量信号,就不能正常地進行噴油量的控制,将造成混合氣過濃或過稀,使發動機運轉不正常。[1]
    中文名:流量傳感器 外文名: 用途: 單位為:單位為M3或KG 優點:無壓力損失 缺點:不能測量非導電介質的流量

分類

按照流量傳感器的結構型式可分為葉片(翼闆)式、量芯式、熱線式、熱膜式、卡門渦旋式等幾種。

按其标準性質來分類,可以分為下面幾類。方法标準:一些傳感器的計算方法、 檢測方法、試驗方法以及性能的評定方法等等;基礎标準:一些傳感器的規範的基本參數、型号、命名以及在測量過程中的專業術語;産品标準:此類傳感器已被快易優收錄,它規定傳感器的技術要求、驗收的規則、試驗的方法以及産品的分類,除此之外,還有正确安裝和使用的要求等等。有一些标準隻有正确的安裝和使用技術,這些就是産品标準中的産品應用性質。

如果按照中國标準級别分的話,就可以分為四大類:企業标準、地方标準、行業标準以及國家标準。

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:應變式、電容式、電感式、壓電式、熱電式等

3)按物理現象分類:結構型傳感器、特性型傳感器

4)按能量關系分類:能量轉換型傳感器、能量控制傳感器

5)按輸出信号分類:模拟式傳感器、數字式傳感器

特點

體積小、重量輕、顯示讀數直觀、清晰。

可靠性高、不受外界電源影響、抗雷擊。

功能特性

目前可以根據水流量的大小設計擋闆,減少水流通過流量傳感器産生的水阻力,減少水系統壓頭損失,但由于擋闆式長期受水流的沖擊仍然有疲勞的問題,即使在工廠标定好流量值的也會發生設定點飄移。

通常在保護流量值不要求精确的地方使用,即用于水管内的水流突然中斷的斷流保護。在國内針對水源熱泵機組設計的非常少。

擋闆式是專門針對水環/地源熱泵空調機組的水流量監控而開發的,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。

每個擋闆式流量傳感器都配有與水環熱泵機組水管相同的管件,現場隻需連接上水管即可,不需對擋片做任何改變,另外擋闆式水流開關的承壓大于25bar,在對水流量要求不高的水環熱泵機組是一個低成本的水流開關。

經過在水環/地源熱泵機組上使用的反饋來看,壓差開關能有效判斷水環熱泵機組現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沒有靶流開關疲勞破壞的風險。

尤其在水管路有少量空氣時,流量傳感器工作非常穩定,不會出現類似靶流開關的漂浮情況,經過多年使用的反饋未發現壓差開關本身有故障的情況。

溫度安裝方法

1.一次計量系統:這種安裝情況指在整個供暖系統中,隻有這一個計量系統。

2.二次計量系統:和一次系統不同的是安裝位置處的計量屬于第二次計量。

3.家庭用戶中的單獨供暖計量:随着分戶計量的普及和供暖節能工程的推進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中的供暖計量。

原理

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随着集成電路技術迅速發展才開始應用的一種非接觸式儀表,适于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計聯動可進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态,不産生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生産管線運行因而是一種理想的節能型流量計。

工業流量測量普遍存在着大管徑、大流量測量困難的問題,這是因為一般流量計随着測量管徑的增大會帶來制造和運輸上的困難,造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點,超聲波流量計均可避免。因為各類超聲波流量計均可管外安裝、非接觸測流,儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關,而其它類型的流量計随着口徑增加,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越。被認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的流量,故可用于下水道及排污水等髒污流的測量。在發電廠中。

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,特别是在工況下的參數,對于氣體流量還應了解其體積流量是工作狀态,還是标準狀态。

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、結垢、髒污對于這類流體,不宜選用有轉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,結垢0.5~1MM,将帶來0.5~1%的誤差。

特殊參數某些流體參數會影響傳感器的工作,如壓縮性系數影響差壓式;比熱及熱傳導系數影響熱式;電導率影響電磁;聲速影響超聲。

單相、多相相是指在一個系統中具有相同的物理、化學性質的物質,不同的相有較明顯的界面,通常工業中大多為單相,随着工業的發展出現了多相流(氣固、氣液、液固或氣固液)等的流量測量問題。

分類

水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉子組件、穩流組件和霍爾元件組成。它裝在熱水器的進水端用于測量進水流量。當水流過轉子組件時,磁性轉子轉動,并且轉速随着流量成線性變化。此産品已被快易優收錄霍爾元件輸出相應的脈沖信号反饋給控制器,由控制器判斷水流量的大小,調節控制比例閥的電流,從而通過比例閥控制燃氣氣量,避免燃氣熱水器在使用過程中出現夏暖冬涼的現象。水流量傳感器從根本上解決了壓差式水氣聯動閥啟動水壓高以及翻闆式水閥易誤動作出現幹燒等缺點。它具有反映靈敏、壽命長、動作迅速、安全可靠、連接方便啟動流量超低(1.5L/min)等優點,深受廣大用戶喜愛。

插入式流量傳感器工作原理是基于法拉第電磁感應定律。在電磁流量傳感器中,測量管内的導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬杆,上下兩端的兩個電磁線圈産生恒定磁場。當有導電介質流過時,則會産生感應電壓。管道内部的兩個電極測量産生的感應電壓。測量管道通過不導電的内襯(橡膠,特氟隆等)實現與流體和測量電極的電磁隔離。

應用

呼吸機應用

在呼吸機中的應用已有近30年的曆史,在中高檔呼吸機中被普遍使用。它 作為呼吸機氣路系統的重要部件,負責将吸入和呼出的氣體流量轉換成電信号,送給信号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。

根據呼吸機功能和設計的不同,流量傳感器的檢測值不僅僅提供顯示,還對呼吸機的控制、報警等起着決定作用,如流量傳感器将測量到 的實際值饋送到電子控制部分與面闆設置值比較,利用兩者間的誤差控制伺服閥門來調節吸入和呼出氣體流量;安裝在吸氣系統前端的空氣和氧 氣流量傳感器生成的信号能幫助微處理器對閥門進行控制,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、流量觸發靈敏度、氣流實時波形和P-V-環的監測顯示等等,流量傳感器性能的好壞直接影響到呼吸機參數的 準确性和可靠性。

技術革新

全球的傳感器市場在不斷變化的創新之中呈現出快速增長的趨勢。有關專家指出,傳感器領域的主要技術将在現有基礎上予以延伸和提高,各國将競相加速新一代傳感器的開發和産業化,競争也将日益激烈。新技術的發展将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與市場份額的擴大。

發展前景

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,預計2010年全球傳感器市場可達600億美元以上。調查顯示,東歐、亞太區和加拿大成為傳感器市場增長最快的地區,而美國、德國、日本依舊是傳感器市場分布最大的地區。就世界範圍而言,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模最大,分别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,微機電系統)傳感器、生物傳感器等新興傳感器。其中,無線傳感器在2007-2010年複合年增長率預計會超過25%。

選擇方法

因此,用戶在選取流量傳感器的時候,應該根據自身的需要選擇合适的傳感器。很多用戶對使用的傳感器的要求程度不一樣,因此所選取的标準也不一樣。如果需要很專業的數據和結果,就應該選取國家标準。但是,如果隻是作為企業中的一種簡單儀器來進行大概分析的話,就可以選取企業标準。如果要選購流量傳感器,大家一定要慎重考慮,而且選擇一些質量有保證,比較好用的傳感器。因為,很多人以為新的傳感器,它們的技術就會越高,這是很片面的想法。新的産品,要具備成熟的技術才是好的産品。

在很多經濟領域裡,流量的準确測量已經變得非常的重要。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換成可用輸出信号,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内通過的數量叫做流量,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和測量的方式去區分流量傳感器類型。

流量傳感器一般用于工業管道内介質流體的流量,一般情況下有氣體液體和蒸汽等多種介質,而用于這些多種類型的介質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,随着超聲波技術的發展,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,我們應該應根據被測流體性質。流速分布情況、管路安裝地點以及對測量準确度的要求等因素進行選擇。由于工業流量測量普遍存在着大管徑、大流量測量困難的問題,這是因為一般流量傳感器随着測量管徑的增大會帶來制造和運輸上的困難,造價提高、能損加大、安裝不僅這些缺點,超聲波流量計均可避免。超聲流量傳感器的流量測量準确度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數的影響,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腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質的流量測量問題。

影響流量傳感器的因素較多,原理有十餘種,類型不少于200種,有人對美國現場千餘台流量傳感器進行了調查,發現其中60%所選擇的方法不太合适,而即使選擇的方法合适,又有約一半以上在安裝和布局上有問題。正确選擇,并非易事。歸納起來,正确選擇流量傳感器取決于六個因素:傳感器技術參數、流體特性、流動的狀态、安裝、環境、經濟性。

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