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水流量传感器的工作原理传感器是如何工作的

时间：2020-08-04 来源：仪多多仪器网作者：仪多多商城

1、工作原理
水流量传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成(见图1)。它装在热水器的进水端用于测量进水流量。当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，调节控制比例阀的电流，从而通过比例阀控制燃气气量，避免燃气热水器在使用过程中出现夏暖冬凉的现象。水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作出现干烧等缺点。它具有反映灵敏、寿命长、动作迅速、安全可靠、连接方便利启动流量超低(1.5L／min)等优点，深受广大用户喜爱。
水流转子组件主要由涡轮开关壳、磁性转子、制动环组成。使用水流开关方式时，其性能优于机械式压差盘结构，且尺寸明显缩小。当水流通过涡轮开关壳，推动磁性转子旋转，不同磁极靠近霍尔元件时霍尔元件导通，离开时霍尔元件断开。由此，可测量出转子转速。根据实测的水流量、转子转速和输出信号(电压)的曲线，便可确定出热水器的启动水压，以及启动水压相对应的启动水流量与转子的启动转速。由控制电路，便可实现当转子转速大于启动转速时热水器启动工作；在转速小于启动转速时，热水器停止工作。这样热水器启动水压一般设定在0．01MPa，启动水流量为3～5L／min(需满足热水器标准对最高温升的限制)。另外，由于水在永磁材料磁场切割下，变成磁化水，水中的含氧量增加，使人洗浴后感觉清爽。制动环的作用是停水时，制止高速旋转的磁性转子转动，终止脉冲信号输出。控制器接收不到脉冲信号，立即控制燃气比例阀关阀，切断气源，防止干烧。
2、基本原理
水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。在霍尔元件的正极串入负载电阻，同时通上5V的直流电压并使电流方向与磁场方向正交。当水通过涡轮开关壳推动磁性转子转动时，产生不同磁极的旋转磁场，切割磁感应线，产生高低脉冲电平。由于霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比，转子的转速又与水流量成正比，根据水流量的大小启动燃气热水器。其脉冲信号频率的经验公式见式(1)。
f=8．1q-3(1)
式中：f—脉冲信号频率，H2
q—水流量，L／min
由水流量传感器的反馈信号通过控制器判断水流量的值。根据燃气热水器机型的不同，选择较佳的启动流量，可实现超低压(0．02MPa以下)启动。
3、水流量传感器与水气联动阀的比较
压差式水气联动阀的缺点是启动水压高，而要想降低启动水压就需要牺牲一定的稳流特性(水压波动时的流量稳定能力)。
为了能使两者兼顾，唯有加大水阀膜片，但这样随着阀体的增大成本会升高，且水流启动压力指标也不能做得太低。对水流量传感器，在出水端增加稳流组件，利用稳流。形圈的几何尺寸及物理性能，通过试验成功开发了适用于不同容量热水器的稳流组件，具有很好的稳流特性(进水压力在0．1～0．5MPa变化时，出水量变化在3L／min以内)，保证进水压力变化时，保持流量在一定范围内，达到恒温效果。
比较压差式水气联动阀与水流量传感器，可以看出，前者是机械式，结构较复杂，体积大，但控制电路简单；后者是电气式，结构相对简单，体积小，但控制电路复杂。更为重要的是前者启动水压较高，水路系统阻力较大，不宜用在10L／min以上的大容量热水器AZ；而后者启动水压低，水路系统阻力小，在10L／min以上的大容量热水器上已普遍采用。
4、结语
近年来，采用水流量传感器测量流量在强排式数码恒温燃气热水器中被大量应用的事实证明，采用水流量传感器具有结构简单、可靠性高、测量范围广等特点。如果能配合燃气比例阀的气量比例调节，就可以实现燃气热水器在燃烧过程的全自动控制问：风速风向仪的种类有哪些？各自优缺点？

答：风速风向仪的总体种类可分为三类，分别是机械式、传统超声波式和超声波共振式。

机械式风速仪与风向仪是两者分离的，结构简单、价格低廉是其最大优点。最大缺点是有旋转件，存在磨损损耗，易被风沙损耗，易受冰冻、雨雪干扰，需定期维护。

传统超声波式最大优点是无机械式的摩擦损耗带来的系列缺点。与身俱来的缺点是尺寸大、不易加热、易结冰，同时易受雨、雪、雹、霜、雾、沙尘等障碍物影响。

超声波共振式集风速风向传感器于一体，具有结构紧凑、小巧，易于实现加热补偿，适用于低温、潮湿、沙石环境，并具有先进的EMC和防雷保护性，高可靠性。是世界上唯一一款专为风力发电机组设计开发的风传感器。

传感器的发明和使用给工业生产带来了巨大的技术革命，甚至研制的机器人，也是通过传感器来感知外界的。我们知道，传感器的种类五花八门，如何才能在生产中选择合适的传感器呢？今天，我们就给大家介绍一下关于传感器的选用技巧。
1、确定传感器的类型
根据测量的工作量，选择出zui合适的传感器，虽然可能有很多种都适用，但是经过综合分析，根据测量环境、量程的大小、体积要求、传感器的价格等因素，选择出zui优的。
2、灵敏度的参考
传感器作为测量工具，灵敏度越高，越有利于信号处理；但是却容易被外界的噪音干扰。这就要求传感器提高自身的信噪比，更好的抵挡外界的干扰。
3、频率响应特性
每个传感器都有其特定的频率响应范围，在这个范围内的测量，能够比超过这个范围的测量更加准确。并且传感器的相应有一定的延迟特性，好的传感器这个延迟时间非常短。
4、线性范围
也就是其输入和输出呈正比的范围，一般来说，灵敏度越高，则这个范围越宽。但是，实际使用中，线性只是相对的，任何的传感器都不能保持的线性，人们只能在一定范围内，为了方便测量，将传感器看做是线性的。
5、稳定性
除了传感器自身的参数，传感器的使用环境对其稳定性有巨大的影响，对于需要长期工作的传感器来说，对于环境的耐性要更高。