主流水流量傳感器

生活飲用水和供熱用水的水流量傳感器數(shù)量占到總數(shù)的80%以上，它們?cè)诤芏喾矫婺軌虼�表水流量傳感器的基本狀況及特性。目前，我國用于各類水表（包括機(jī)械水表和智能電子水表）的水流量傳感器數(shù)量特別大，年產(chǎn)量大約為6000多萬臺(tái)，約占全球產(chǎn)量的45%，其中出口量多達(dá)2200余萬臺(tái)；用于熱量表的水流量傳感器年產(chǎn)量也有300萬臺(tái)之多。

上述水流量傳感器中，大口徑的通常以葉輪式水平螺翼式和垂直螺翼式結(jié)構(gòu)為主體，小口徑的則以葉輪式多流束旋翼式和單流束旋翼式結(jié)構(gòu)為主體。這種帶來運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的葉輪式傳感器是目前供水、供熱管道中最常用的主流水流量傳感器。其它如容積式水流量傳感器也占有少量份額，并以旋轉(zhuǎn)活塞式結(jié)構(gòu)為主，通常在水質(zhì)條件較好，水中無雜質(zhì)的場合使用。

葉輪式水流量傳感器由于采用與管道流速成比例的機(jī)械傳動(dòng)軸系葉輪及葉輪盒等旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，因此機(jī)構(gòu)簡單，制造成本低，在水中雜質(zhì)較少的工況下可以長期穩(wěn)定工作。由于葉輪旋轉(zhuǎn)不能直接以電信號(hào)方式輸出，因此此類水流量傳感器通常采用機(jī)械積算機(jī)構(gòu)對(duì)用水量進(jìn)行積算并示數(shù)。如要將葉輪、活塞等旋轉(zhuǎn)量直接轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，則必須在傳感器內(nèi)設(shè)置機(jī)電轉(zhuǎn)換部件，將非電量的旋轉(zhuǎn)量轉(zhuǎn)換成脈沖輸出的增量編碼電信號(hào)或位置量輸出的絕對(duì)編碼電信號(hào)，便于后續(xù)信號(hào)處理及數(shù)據(jù)傳輸與通信。

脈沖編碼信號(hào)輸出需要用到多種敏感元件及檢測方法，常用的有磁敏檢測，電渦流檢測及開關(guān)檢測等幾種；位置編碼信號(hào)通常采用光電直讀方式進(jìn)行采集。

葉輪式水流量傳感器可在很寬的測量范圍內(nèi)工作，由于儀表常數(shù)不能保持良好的線性度，因此該類傳感器的測量范圍會(huì)受到非線性特性的制約。當(dāng)前已有采用計(jì)算流體動(dòng)力CFD方法對(duì)葉輪式水流量傳感器的流場進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，并對(duì)流量特性作出優(yōu)化處理。

新型水流量傳感器

葉輪或活塞式水流量傳感器由于有機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)存在，因而工作時(shí)軸系容易磨損，測量重復(fù)性較差，管道壓力損失偏大，而且需要通過機(jī)電轉(zhuǎn)換部件才能輸出電信號(hào)，從發(fā)展眼光看，帶有機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的水流量傳感器是會(huì)逐步退出歷史舞臺(tái)的。


新型水流量傳感器，如：電磁、超聲、射流等水流量傳感器由于傳感器內(nèi)無機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，因此使用壽命長、測量可靠、對(duì)水質(zhì)條件要求不高，測量特性可以由內(nèi)置的嵌入式計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整與矯正，是智能電子水表、熱量表及測量表計(jì)今后首選的傳感器。

電磁水流量傳感器采用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作。傳感器輸出電信號(hào)與管道內(nèi)被測水流體的平均流速正正比。電磁水流量傳感器具有線性度和重復(fù)性好，與被測介質(zhì)的物性參數(shù)值無關(guān)，壓力損失小等特點(diǎn)，是一種性能十分優(yōu)良的傳感器。