一文讀懂流量傳感器

　　流量的準確測量非常地重要，利用流量傳感器監測計量被測管路中的液體或氣體流量，在工業(yè)控制和民用設施領(lǐng)域中被廣泛地應用。

　　流量傳感器

　　流量是工業(yè)生產(chǎn)中一個(gè)重要參數。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，很多原料、半成品、成品都是以流體狀態(tài)出現的。流體的流量就成了決定產(chǎn)品成分和質(zhì)量的關(guān)鍵，也是生產(chǎn)成本核算和合理使用能源的重要依據。此外，為了保證制造業(yè)無(wú)故障檢測及檢測結果的可靠性，許多過(guò)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(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中除了壓力和溫度，流量的測量也非常的重要。因此流量的測量和控制是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要環(huán)節。

　　流量傳感器是能感受流體流量并轉換成可用輸出信號的傳感器，將傳感器放在流體的通路中，由流體對傳感器和傳感器對流體的相互作用測出流量的變化。按照流量的定義，主要應用于氣體和液體流量的檢測。

　　流量傳感器的分類(lèi)：

　　流量傳感器可按不同的檢測方式，分為以下幾種，且由相應的傳感器執行工作：

　　電磁式檢測方式：電磁流量傳感器

　　機械式檢測方式：

　　1.容積流量傳感器

　　2.渦街流量傳感器

　　3.渦輪流量傳感器

　　聲學(xué)式檢測方式：超生波流量傳感器

　　節流式檢測方式：差壓流量傳感器

　　下面我們來(lái)說(shuō)說(shuō)以上各種傳感器的不同之處：

　　一、 電磁流量傳感器：

　　定義：電磁流量傳感器是由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號轉換兩部分構成。它是基于法拉第電磁感應定律工作的，用來(lái)測量電導率大于5μs/cm的導電液體的流量，是一種測量導電介質(zhì)流量的儀表。除了可以測量一般導電液體的流量外，還可以用于測量強酸、強堿等強腐蝕性液體和均勻含有液固兩項懸浮的液體，如泥漿、礦漿、紙漿等。

　　原理：電磁流量傳感器的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(zhì)相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生恒定電磁場(chǎng)當有導電介質(zhì)流過(guò)時(shí)，則會(huì )產(chǎn)生感應電壓。管道內部的兩個(gè)電極測量產(chǎn)生的感應電壓。測量管道通過(guò)不導電的內襯（橡膠，特氟龍等）實(shí)現與流體和測量電極的電磁隔離。

　　電液體在磁場(chǎng)中作切割磁力線(xiàn)運動(dòng)時(shí)，導體中產(chǎn)生感應電勢，感應電勢E為：E=KBVD式中：K---儀表常數 B---磁感應強度 V---測量管道截面內的平均流速 D---測量管道截面的內徑

　　感應電勢大小與磁感應強度、管徑大小、流體流速大小有關(guān)。即：

　　二、 容積式流量傳感器

　　定義：容積式流量傳感器又稱(chēng)定排量流量傳感器，簡(jiǎn)稱(chēng)PD流量傳感器，在流量?jì)x表中精度最高的一類(lèi)。它的機械測量元件把流體連續不斷的分割成單個(gè)已知的體積部分，根據測量室逐次重復地充滿(mǎn)和排放該體積部分流體的次數來(lái)測量流體體積總量。

　　原理：容積式流量測量是采用固定的小體積來(lái)反復計量通過(guò)流量傳感器的流體體積。所以在容積式流量計傳感器內部必須具有構成一個(gè)標準體積的空間，通過(guò)稱(chēng)其為容積式流量傳感器的“計量空間”或“計量室”。這個(gè)空間由儀表殼的內壁和流量傳感器轉動(dòng)部件一起構成。容積式流量傳感器的工作原理為：流體通過(guò)流量傳感器，就會(huì )在傳感器進(jìn)出口之間產(chǎn)生一定的壓力差。流量傳感器的轉動(dòng)部件（簡(jiǎn)稱(chēng)“轉子”）在這個(gè)壓力差作用下產(chǎn)生旋轉，并將流量由入口排向出口。在這個(gè)過(guò)程中，流體一次次地充滿(mǎn)流量傳感器的“計量空間”，然后又不斷的被送往出口。在給定流量傳感器條件下，該計量空間的體積是確定的，只要測得轉子的轉動(dòng)次數，就可以得到通過(guò)流量傳感器的流體體積的累積值。

　　三、 渦街流量傳感器

　　定義：渦街流量傳感器是基于卡門(mén)渦街原理研制出來(lái)的。在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生有規則的旋渦，這種旋渦稱(chēng)為卡門(mén)旋渦。

　　原理：在流體中安放一個(gè)非流線(xiàn)型旋渦發(fā)生體，使流體在發(fā)生體兩側交替地分離，釋放出兩串規則地交錯排列的旋渦，且在一定范圍內旋渦分離頻率與流量成正比的流量傳感器。通過(guò)測量旋渦的頻率，根據相關(guān)公式就能計算出流體的流量。

　　四、 渦輪流量傳感器

　　定義：渦輪流量傳感器類(lèi)似于葉輪式水表，是一種速度式流量傳感器。將渦輪葉輪、螺旋槳等元件置于流體中，利用渦輪的速度與平均體積流量的速率成正比，螺旋槳轉速與流體速度成正比的原理，構成的能量轉換器件。

　　原理：渦輪流量傳感器是在管道中安裝一個(gè)可自由轉動(dòng)的葉輪，流體流過(guò)葉輪使葉輪旋轉，流量越大，流速越高，則動(dòng)能越大，葉輪轉速也越高。測量出葉輪的轉速或頻率，就可確定流過(guò)管道的流體流量和總量。

　　特點(diǎn)：渦輪流量傳感器是一種速度式儀表，它具有精度高，重復性好，結構簡(jiǎn)單，運動(dòng)部件少，耐高壓，測量范圍寬，體積小，重量輕，壓力損失小，維修方便等優(yōu)點(diǎn)，用于封閉管道中測量低粘度氣體的體積流量和總量。在石油，化工，冶金，城市天燃氣管網(wǎng)等行業(yè)中具有廣泛的使用價(jià)值。

　　五、 超聲波流量傳感器

　　定義：超聲波流量傳感器是使用壓電材料鎬鈦酸鉛晶體制成的，能將電能轉換成聲能的元件。是通過(guò)檢測流體流動(dòng)時(shí)對超聲束（或超聲脈沖）的作用，以測量體積流量的儀表。

　　原理：當超聲波束在流體中傳播時(shí)，流體的流動(dòng)將會(huì )使傳播時(shí)間發(fā)生微小的變化，并且傳播時(shí)間的變化正比于液體的流速，由此就能測出流體的流速，在根據管道口徑就能計算出流量大小。

　　特點(diǎn)：目前的工業(yè)流量測量普遍存在著(zhù)大管徑、大流量測量困難的問(wèn)題，這是因為一般流量傳感器隨著(zhù)測量管徑的增大會(huì )帶來(lái)制造和運輸上的困難，造價(jià)提高、能損加大、安裝不便這些缺點(diǎn)，它均可避免。因為各類(lèi)超聲波流量傳感器均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價(jià)基本上與被測管道口徑大小無(wú)關(guān)，而其它類(lèi)型的流量傳感器隨著(zhù)口徑增加，造價(jià)大幅度增加，故口徑越大超聲波流量傳感器比相同功能其它類(lèi)型流量傳感器的功能價(jià)格比越優(yōu)越。超聲測量?jì)x表的流量測量準確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?jì)x表，故可解決其它類(lèi)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(zhì)的流量測量問(wèn)題。

　　六、 差壓流量傳感器

定義：差壓式流量傳感器是根據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與管道的幾何尺寸來(lái)計算流量的儀表。

　　原理：充滿(mǎn)管道的流體，當它流經(jīng)管道內的節流件時(shí)，流速將在節流件處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在節流件前后便產(chǎn)生了壓差。流量流量愈大，產(chǎn)生的壓差愈大，這樣可依據壓差來(lái)衡量流量的大小。

　　隨著(zhù)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)勢也各有各的缺憾，用戶(hù)在選取流量傳感器的時(shí)候，應該根據自身的需要選擇合適的傳感器。