什么是流量傳感器

關于傳感器的種類眾多，今天我們就一起聊聊什么是流量傳感器！

      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得不到正確的進氣量信號，就不能正常地進行噴油量的控制，將造成混合氣過濃或過稀，使發(fā)動機運轉不正常。

流量傳感器分類

1、水流量傳感器

      水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉子組件、穩(wěn)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，并且轉速隨著流量成線性變化?；魻栐敵鱿鄳拿}沖信號反饋給控制器，由控制器判斷水流量的大小，調節(jié)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(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、連接方便啟動流量超低（1.5L/min）等優(yōu)點，深受廣大用戶喜愛。

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定律。在電磁流量傳感器中，測量管內的導電介質相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當有導電介質流過時，則會產(chǎn)生感應電壓。管道內部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應電壓。測量管道通過不導電的內襯（橡膠，特氟隆等）實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。

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迅速發(fā)展才開始應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，這是因為一般流量計隨著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臟污流的測量。在發(fā)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(shù)，特別是在工況下的參數(shù)，對于氣體流量還應了解其體積流量是工作狀態(tài)，還是標準狀態(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、結垢、臟污對于這類流體，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，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；比熱及熱傳導系數(shù)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(tǒng)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(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充滿管道，但當液體流量較小，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。

技術參數(shù)

      總量、流量總量（單位為M3或KG），多用于貿易核算，準確度居于首位。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，重復性是首位。

      連續(xù)，開關一般流量傳感器的輸出為連續(xù)量，而開關量可用于簡單的二位式控制或設備保護，要求可靠性良好。

      準確度準確度不僅取決傳感器本身，還取決于校驗系統(tǒng)，是外加特性。要說明在什么流量范圍內的準確度，如果用于控制系統(tǒng)，還應考慮與整個系統(tǒng)準確度相匹配。注意：廠家注明的誤差是%FS（上限）；還是%RD（測值）。

      重復性重復性是指環(huán)境條件介質參數(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，重復性往往比準確度還重要。不少廠家把重復性誤導為準確度，準確度應包括重復性與標定裝置的流量不確定度。

      量程比在一定準確度范圍內，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），以及強制改變流向（如彎頭、科氏）都將產(chǎn)生不可恢復壓力損失，它將額外增加輸送的動力，才能維持正常運，有些數(shù)額很大，在提倡節(jié)能的今天應引起重視。

      輸出信號一般為標準的模擬信號（0～10V，4～20MA等）已不能適應系統(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轉換器，RS232限于2KM以內，RS485可達10KM。

      響應時間輸出信號隨流量參數(shù)變化反應的時間，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。

綜合性能傳感器的性能指標是相互制約的，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。

呼吸機應用
在呼吸機中的應用已有近30年的歷史，在中高檔呼吸機中被普遍使用。它 作為呼吸機氣路系統(tǒng)的重要部件，負責將吸入和呼出的氣體流量轉換成電信號，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、報警等起著決定作用，如流量傳感器將測量到的實際值饋送到電子控制部分與面板設置值比較,利用兩者間的誤差控制伺服閥門來調節(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參數(shù)的 準確性和可靠性。

技術革新

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。有關專家指出，傳感器領域的主要技術將在現(xiàn)有基礎上予以延伸和提高，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)與市場份額的擴大。