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流量傳感器款式、分類、類型 流量傳感器分類 1、水流量傳感器 2、插入式流量傳感器 按照流量傳感器的結(jié)構(gòu)型式可分為葉片(翼板)式、量芯式、熱線式、熱膜式、卡門渦旋式等幾種。 流量傳感器類型
葉片式、渦街式、卡門渦旋式、熱線式 流量傳感器款式分類 a、按照流量傳感器的結(jié)構(gòu)型式可分為葉片(翼板)式、量芯式、熱線式、熱膜式、卡門渦旋式等幾種。 b、按其標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)來分類,可以分為下面幾類。 方法標(biāo)準(zhǔn):一些傳感器的計(jì)算方法、 檢測方法、試驗(yàn)方法以及性能的評(píng)定方法等等; 基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn):一些傳感器的規(guī)范的基本參數(shù)、型號(hào)、命名以及在測量過程中的專業(yè)術(shù)語; 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn):此類傳感器已被快易優(yōu)收錄,它規(guī)定傳感器的技術(shù)要求、驗(yàn)收的規(guī)則、試驗(yàn)的方法以及產(chǎn)品的分類,除此之外,還有正確安裝和使用的要求等等。 有一些標(biāo)準(zhǔn)只有正確的安裝和使用技術(shù),這些就是產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的產(chǎn)品應(yīng)用性質(zhì)。 c、如果按照中國標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別分的話,就可以分為四大類:企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn)。 1)按輸入量分類:位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等 2)按工作原理分類:應(yīng)變式、電容式、電感式、壓電式、熱電式等 3)按物理現(xiàn)象分類:結(jié)構(gòu)型傳感器、特性型傳感器 4)按能量關(guān)系分類:能量轉(zhuǎn)換型傳感器、能量控制傳感器 5)按輸出信號(hào)分類:模擬式傳感器、數(shù)字式傳感器 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(zhuǎn)子組件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成。它裝在熱水器的進(jìn)水端用于測量進(jìn)水流量。當(dāng)水流過轉(zhuǎn)子組件時(shí),磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),并且轉(zhuǎn)速隨著流量成線性變化?;魻栐敵鱿鄳?yīng)的脈沖信號(hào)反饋給控制器,由控制器判斷水流量的大小,調(diào)節(jié)控制比例閥的電流,從而通過比例閥控制燃?xì)鈿饬浚苊馊細(xì)鉄崴髟谑褂眠^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(dòng)閥啟動(dòng)水壓高以及翻板式水閥易誤動(dòng)作出現(xiàn)干燒等缺點(diǎn)。它具有反映靈敏、壽命長、動(dòng)作迅速、安全可靠、連接方便啟動(dòng)流量超低(1.5L/min)等優(yōu)點(diǎn),深受廣大用戶喜愛。 [2] 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(yīng)定律。在電磁流量傳感器中,測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。 流量傳感器類型 葉片式 葉片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測 傳統(tǒng)的波許L型汽油噴射系統(tǒng)及一些中檔車型采用這種葉片式空氣流量傳感器。其結(jié)構(gòu)如圖 1所示,由空氣流量計(jì)和電位計(jì)兩部分組成??諝饬髁坑?jì)在進(jìn)氣通道內(nèi)有一個(gè)可繞軸擺動(dòng)的旋轉(zhuǎn)翼片(測量片),如圖 2所示,作用在軸上的卷簧可使測量片關(guān)閉進(jìn)氣通路。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),進(jìn)氣氣流經(jīng)過空氣流量計(jì)推動(dòng)測量片偏轉(zhuǎn),使其開啟。測量片開啟角度的大小取決于進(jìn)氣氣流對(duì)測量片的推力與測量片軸上卷簧彈力的平衡狀況。進(jìn)氣量的大小由駕駛員操縱節(jié)氣門來改變。進(jìn)氣量愈大,氣流對(duì)測量片的推力愈大,測量片的開啟角度也就愈大。在測量片軸上連著一個(gè)電位計(jì),如圖 3所示。電位計(jì)的滑動(dòng)臂與測量片同軸同步轉(zhuǎn)動(dòng),把測量片開啟角度的變化(即進(jìn)氣量的變化)轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。電位計(jì)通過導(dǎo)線、連接器與ECU連接。ECU根據(jù)電位計(jì)電阻的變化量或作用在其上的電壓的變化量,測得發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量,如圖 4所示。 在葉片式空氣流量傳感器內(nèi),通常還有一電動(dòng)汽油泵開關(guān),如圖 5所示。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),測量片偏轉(zhuǎn),該開關(guān)觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)汽油泵通電運(yùn)轉(zhuǎn);發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后,測量片在回轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置的同時(shí),使電動(dòng)汽油泵開關(guān)斷開。此時(shí),即使點(diǎn)火開關(guān)處于開啟位置,電動(dòng)汽油泵也不工作。 流量傳感器內(nèi)還有一個(gè)進(jìn)氣溫度傳感器,用于測量進(jìn)氣溫度,為進(jìn)氣量作溫度補(bǔ)償。 葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器一般有7個(gè)端子,如圖 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有將電位計(jì)內(nèi)部的電動(dòng)汽油泵控制觸點(diǎn)開關(guān)取消后,變?yōu)?個(gè)端子的。圖 6示出了日產(chǎn)和豐田車用葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器端子的“標(biāo)記”。其端子“標(biāo)記”一般標(biāo)注在連接器的護(hù)套上。 渦街式 渦街流量傳感器主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動(dòng)機(jī)械零件,因此可靠性高,維護(hù)量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量傳感器采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),也有數(shù)字脈沖信號(hào)輸出,容易與計(jì)算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器。 渦街流量傳感器是基于卡門渦街原理研制出來的。在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體,則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦,這種旋渦稱為卡門旋渦。 設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f,被測介質(zhì)平均流速為 ,旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,即可得到以下關(guān)系式: f=SrU1/d=SrU/md ⑴ 式中 U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速,m/s; Sr--斯特勞哈爾數(shù); m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比 管道內(nèi)體積流量qv為 qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr ⑵ K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 ⑶ 式中 K--流量計(jì)的儀表系數(shù),脈沖數(shù)/m3(P/m3)。 由上式可以看出流量傳感器的輸出頻率只于旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。 卡門渦旋式 卡門渦旋式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖 11所示。在進(jìn)氣管道正中間設(shè)有一流線型或三角形的渦流發(fā)生器,當(dāng)空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時(shí),在其后部的氣流中會(huì)不斷產(chǎn)生一列不對(duì)稱卻十分規(guī)則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。 測量單位時(shí)間內(nèi)旋渦數(shù)量的方法有反光鏡檢出式和超聲波檢出式兩種。圖 12所示是反光鏡檢出式卡門渦旋流量傳感器,其內(nèi)有一只發(fā)光二極管和一只光敏三極管。發(fā)光二極管發(fā)出的光束被一片反光鏡反射到光敏三極管上,使光敏三極管導(dǎo)通。反光鏡安裝在一個(gè)很薄的金屬簧片上。金屬簧片在進(jìn)氣氣流旋渦的壓力作用下產(chǎn)生振動(dòng),其振動(dòng)頻率與單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦數(shù)量相同。由于反光鏡隨簧片一同振動(dòng),因此被反射的光束也以相同的頻率變化,致使光敏三極管也隨光束以同樣的頻率導(dǎo)通、截止。ECU根據(jù)光敏三極管導(dǎo)通、截止的頻率即可計(jì)算出進(jìn)氣量(圖 11)。凌志LS400小轎車即用了這種型式的卡門渦旋式空氣流量傳感器。 圖 13所示為超聲波檢出式卡門渦旋式空氣流量傳感器。在其后半部的兩側(cè)有一個(gè)超聲波發(fā)射器和一個(gè)超聲波接收器。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),超聲波發(fā)射器不斷地向超聲波接收器發(fā)出一定頻率的超聲波。當(dāng)超聲波通過進(jìn)氣氣流到達(dá)接收器時(shí),由于受氣流中旋渦的影響,使超聲波的相位發(fā)生變化。ECU根據(jù)接收器測出的相應(yīng)變化的頻率,計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦的數(shù)量,從而求得空氣流速和流量,然后根據(jù)該信號(hào)確定基準(zhǔn)空氣量和基準(zhǔn)點(diǎn)火提前角。 熱線式 熱線式空氣流量傳感器的基本結(jié)構(gòu)由感知空氣流量的白金熱線(鉑金屬線)、根據(jù)進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補(bǔ)償電阻(冷線)、控制熱線電流并產(chǎn)生輸出信號(hào)的控制線路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。根據(jù)白金熱線在殼體內(nèi)的安裝部位不同,熱線式空氣流量傳感器分為主流測量、旁通測量方式兩種結(jié)構(gòu)形式。圖 18所示是采用主流測量方式的熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。它兩端有金屬防護(hù)網(wǎng),取樣管置于主空氣通道中央,取樣管由兩個(gè)塑料護(hù)套和一個(gè)熱線支承環(huán)構(gòu)成。熱線線徑為70μm的白金絲(RH),布置在支承環(huán)內(nèi),其阻值隨溫度變化,是惠斯頓電橋電路的一個(gè)臂(圖 19)。熱線支承環(huán)前端的塑料護(hù)套內(nèi)安裝一個(gè)白金薄膜電阻器,其阻值隨進(jìn)氣溫度變化,稱為溫度補(bǔ)償電阻(RK),是惠斯頓電橋電路的另一個(gè)臂。熱線支承環(huán)后端的塑料護(hù)套上粘結(jié)著一只精密電阻(RA)。此電阻能用激光修整,也是惠斯頓電橋的一個(gè)臂。該電阻上的電壓降即為熱線式空氣流量傳感器的輸出信號(hào)電壓?;菟诡D電橋還有一個(gè)臂的電阻RB安裝在控制線路板上。 工作原理:熱線溫度由混合集成電路A保持其溫度與吸入空氣溫度相差一定值,當(dāng)空氣質(zhì)量流量增大時(shí),混合集成電路A使熱線通過的電流加大,反之,則減小。這樣,就使得通過熱線RH的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù),即熱線電流IH隨空氣質(zhì)量流量增大而增大,或隨其減小而減小,一般在50-120mA之間變化。 【打印本頁】
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