一文看懂流量傳感(gǎn)器(qì)及其發展現狀
流量參(cān)數可謂工業生産過程、科學實驗計量和進行(háng)各種經濟核算所必須的重要參數，是能源計量的重要組成部分。
特别是在熱電廠、石油、礦山、冶金、航空、機械等領域，通過流體流量(liàng)的測量，人們可以了解掌握流動過程(chéng)、進行生産工藝(yì)的自動控制、實行(háng)能源管理(lǐ)。尤其(qí)是在能源危機、工業自動化程度越來越高的當今(jīn)時代，流量傳感器在國民經濟中的作用越來越明顯。
流量傳感器的精度高低、穩定性好壞及适應工作環境能(néng)力的大小、智能化水平和性能價格比高低等指标(biāo)極(jí)大(dà)地影響着社會各行業的發展。
而現今向數(shù)字(zì)化、智能化(huà)、多功能化(huà)、網絡化發展是流(liú)量傳感器将(jiāng)來發展的必然(rán)趨勢，因此大力研究生(shēng)産高(gāo)質(zhì)量的流量傳感(gǎn)器是十分必要的。
流量傳感器的種類(lèi)及特點
流量傳感器品種繁多，傳統原理的儀表(biǎo)和新型的儀表，在(zài)微電子技術、計算機技術和通信(xìn)網絡技術(shù)的(de)融入下(xià)，不斷推陳出(chū)新。新測量原理的研究開發方興未艾，有些尚處于萌芽狀态，有(yǒu)些接近實(shí)用階段。
1、容積式
容積式流(liú)量傳感器出現較早(zǎo)，它的結構比較簡單，相當于用一個精密(mì)的标(biāo)準容器(qì)對被測流體進行連續計量。被測流體流過時，推動轉(zhuǎn)子旋(xuán)轉，2個驅動齒輪相互改變主從驅動關系作連續的、沒有死點的不等速(sù)旋轉(zhuǎn)運動。得知轉子的旋轉(zhuǎn)速度，就可以求出流體(tǐ)的流量。
理論上，這種類型流量計的測量(liàng)精(jīng)度與流體的種類(lèi)、黏度、密度(dù)等屬性無關。測量誤差一般爲±（0.2%～O.5%）R，可作爲工業流量計量的标(biāo)準(zhǔn)儀表。但當被測管道直徑較大時，儀表本體顯得過于(yú)笨重。
2、渦輪式
渦輪流量(liàng)傳感器是近30年發展(zhǎn)起來的速度式測量儀表(biǎo)。其工作原理是将渦輪置于被測流體中，液體流動(dòng)沖擊渦輪葉片轉動，渦(wō)輪的轉速與流體的流量成正比。通過磁電轉換裝置将渦輪的轉速轉換爲相應(yīng)的電(diàn)信号輸出。
渦輪流量傳感器具有測量(liàng)精度高、測量範圍(wéi)廣等優點；但由于渦輪必須安裝在管(guǎn)道内，對被測流體的清潔度要求較高；流(liú)體的溫度(dù)、黏度、密度對測量精度影(yǐng)響較大；轉(zhuǎn)動部件會帶來軸(zhóu)承的磨(mó)損，影響傳(chuán)感器的使(shǐ)用壽命(mìng)。
3、差壓式
差壓式流量傳感器生産曆史較長，應用十分廣泛，生産(chǎn)已标準化，種類也很多。如(rú)：孔闆(pǎn)、音速噴嘴、均速管、文(wén)丘裏管(guǎn)等(děng)流量傳(chuán)感器。差壓式流量傳感(gǎn)器工作原理是利用當流體流過内(nèi)置于(yú)管道中的節流件時，其前後會出現(xiàn)一個與流量有關(guān)的壓力差值，通過(guò)測量壓差值就可獲(huò)得流量值。
其特點是節流件的(de)機加工精度高，安裝要求嚴格，其前後必須有足夠長的(de)直管道，保證流體流(liú)态穩定；流體壓(yā)損大；對于低流速流體，産生的差壓(yā)小，誤差增大；不适于脈動的流體測量。
4、動量式(shì)
動量式流量計中最爲典型的是靶式流量(liàng)計，是20世(shì)紀60年代發(fā)展起來的産品，常(cháng)用(yòng)來測量較高黏度油料的流量。它的主體是一個圓(yuán)盤型靶，液體(tǐ)流動時，流動質點沖(chòng)擊(jī)在靶上，使靶産生微小的位移，這個位移(yí)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較早，但(dàn)廣泛應用(yòng)于工業測量是在近幾十(shí)年。它具有靈敏度高、結構簡單、直觀、壓損小、測量(liàng)範圍大、價格便宜等優點。
它由一個錐(zhuī)形(xíng)管和一個置于錐形管中可以上下自由移動的轉子(zǐ)組成，傳感器垂直安裝在測量管道(dào)上，被測流體由下向上流(liú)動，推動轉子，轉子懸浮的高(gāo)度就是流量大小的量(liàng)度。
6、流體振蕩式
卡門渦街流量傳感器[8]是2O世紀70年代(dài)發展起來的基于流體振(zhèn)蕩原理的測量儀表，近年(nián)來發展迅速，它(tā)利(lì)用插入(rù)到(dào)流(liú)體中(zhōng)漩渦發生體産生的(de)漩渦頻率與流速有确定關系的原理，獲得流(liú)量。其特點是流體壓損小；可以用于液、氣的測量，可(kě)測量流(liú)速及質量流量；對流态要求穩定，管道條件要求嚴格，必須(xū)在(zài)漩渦發生體前後(hòu)有一定長度的直管段，價格比較高。
7、電磁式
電磁流量傳感器是随着電(diàn)子技術的應用而發展起來的新型流(liú)量儀表，現已廣泛應用于各種導電液(yè)體的流量測量(liàng)領域。
根據法拉第電磁感應定律，導電的液體通過測量儀表(biǎo)流動，相當于導體通過磁場作(zuò)切割(gē)磁力線的(de)運動，由此感應出電動勢E，這個電動(dòng)勢與平(píng)均流速成正比。電磁流量計原則(zé)上不(bú)受流體的溫度、壓力(lì)、密度和黏度(dù)等影響，且管道内部無(wú)阻擋部件和活動部件，不會改變流體原來的狀态。流速範圍(wéi)在0～102m/s均可應用。
适合于易燃、易爆、腐蝕性強(qiáng)的(de)介質。但它在(zài)某些方面也有局限(xiàn)性；被測介質必須是導電液體(tǐ)，電導率大于10-3S/m；不能用來測量鐵磁性介質的流量；信号易受(shòu)外磁場幹擾。
8、玻耳(ěr)帖式
玻耳帖式低流速氣體傳感器(qì)（流速大于2×10-2m/s）是基于(yú)玻耳帖電動勢原理和溫差電動勢原理，傳感器自身溫度僅15K，沒有熱紊(wěn)亂(luàn)。敏感元件上塗有保(bǎo)護膜，抗污染腐蝕能力強，壽命(mìng)長，由于其自身溫度不高，所以對氣(qì)體溫度要(yào)求不嚴，可以測量高溫流(liú)體，工作溫度範圍寬。
圖片
玻耳帖效應
9、光(guāng)纖式
光纖流量(liàng)傳感器是将光纖技術與流量傳感器(qì)組合到一起(qǐ)，使流量信息經(jīng)過傳感器後在光纖發訊頭處轉換成光信号。再經光纖(xiān)傳輸到後續處理系統，實現遠距離傳輸(shū)，便于實現傳感(gǎn)器網(wǎng)絡化管理，1台微機即可以管理監控多個傳感(gǎn)器。這樣既保持了原傳感器的優勢又融入了(le)光纖傳輸(shū)線路抗幹擾的優點。
10、超聲波式
超聲波流量傳感器是依據超聲波在流體中傳播時會載帶流體流速信(xìn)息的原理，适用于(yú)兩相流流體測量，要求(qiú)被測流體含(hán)有一定量的能反向超聲波的介質，即流體中有固體粒子或(huò)氣泡等兩相介(jiè)質。
11、質量式
科理奧利質量流量(liàng)傳感器應用廣泛，液(yè)體和氣體測量(liàng)均可适用，20世(shì)紀70年代産生于(yú)美國，利(lì)用流體力學的原理，建立流體質量(liàng)流量與流體作(zuò)用(yòng)力之間的函數關(guān)系。主要适用于液體測量，對于氣體測量則要求在高壓下，以(yǐ)确保質量(liàng)流量在測量範(fàn)圍内，适于在管道口徑小于200mm條件下的(de)測量，當流體壓力變化大時(shí)，測量(liàng)誤差增大。
12、激光式
多普勒傳感器，将激光(guāng)技術(shù)引入到流量測量中，與多普勒流量傳感器相結合。它可以測量低流速流體，抗幹(gàn)擾能力強，精度高，但必須在流(liú)體中注入反射粒子，這(zhè)就限制了它的測量範圍。
13、熱線式
熱(rè)式流量傳感器爲流量計量帶來(lái)了一場革命，實現了(le)直接測量流體質量流量的目的。它利(lì)用傳熱學和流體力學(xué)理論，采用熱平衡原理，建立(lì)熱敏(mǐn)元件熱(rè)量損失與流體(tǐ)流速(sù)、質量流量之間的函(hán)數關系，從而獲得流體流速、流量。
熱(rè)式流量傳(chuán)感器主要有熱線式、熱敏電阻式(shì)、半導體集(jí)成電路式等多種，根據管道中熱元件的熱量耗散與(yǔ)流速、質量的關系實現流量的測量；表面熱阻式，就是把熱源放在管道的外側，加(jiā)熱管内流體，通過測(cè)量流(liú)體熱量的變化求出質(zhì)量流量。
雖然由于電子技術的飛(fēi)速發展和各種補償(cháng)技術不斷提(tí)高(gāo)，使熱線式流量傳感器的精度大大提高，測量範圍(wéi)擴大。
F1031V流量傳感器
利用熱力學原理(lǐ)對流道中的氣體介質進行流量檢測，具(jù)有很好(hǎo)的(de)精度與重複性。
根據流(liú)體的特(tè)性來選擇(zé)流量傳感器
選(xuǎn)擇流量傳感(gǎn)器不僅需要根據自己的工況參數進行選擇，還要參考自(zì)己(jǐ)所(suǒ)測流體的(de)特性。流體的特性也(yě)是影響流量傳感器選擇的一(yī)個重要因素(sù)。
1、對于具有(yǒu)腐蝕、結垢、髒(zāng)污類(lèi)的流體
如果要測量這類流體需要選用有轉動件及有檢測(cè)件的傳感(gǎn)器，如果選擇超聲波和電磁類(lèi)的流量傳(chuán)感器都會因腐蝕管(guǎn)道而帶來測量誤差。
2、粘性液體(tǐ)粘性相差較大(dà)的流體
這種情況您需要選擇容積式流量傳(chuán)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(liú)體參數(shù)的流量傳感器
特殊的流體參數(shù)比如(rú)，壓縮性系數影(yǐng)響差壓式(shì)，電導率影(yǐng)響電磁等。
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