美國AW-LAKE流量傳感器的作用介紹

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流量傳感器采用渦輪進(jìn)行測量。流量傳感器先將流速轉(zhuǎn)換為渦輪的轉(zhuǎn)速，再將轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成與流量成正比的電信號。這種流量計(jì)用于檢測瞬時(shí)流量和總的積算流量，其輸出信號為頻率，易于數(shù)字化。圖中感應(yīng)線圈和久磁鐵一起固定在殼體上。當(dāng)鐵磁性渦輪葉片經(jīng)過磁鐵時(shí)，流量傳感器磁路的磁阻發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)信號。信號經(jīng)放大器放大和整形，送到計(jì)數(shù)器或頻率計(jì)，顯示總的積算流量。同時(shí)將脈沖頻率經(jīng)過頻率－電壓轉(zhuǎn)換以指示瞬時(shí)流量。葉輪的轉(zhuǎn)速正比于流量，葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流過的總量。渦輪流量計(jì)的輸出是頻率調(diào)制式信號，不僅提高了檢測電路的抗干擾性，而且簡化了流量檢測系統(tǒng)。它的量程比可達(dá)10:1,精度在±0.2%以內(nèi)。慣性小而且尺寸小的渦輪流量計(jì)的時(shí)間常數(shù)可達(dá)0.01秒。 

什么是流量傳感器

流量傳感器是一種流速監(jiān)測裝置，主要功能是當(dāng)流速未達(dá)到設(shè)定的流速閥值時(shí)發(fā)出檢測信號，

經(jīng)計(jì)算機(jī)控制，進(jìn)行報(bào)警或啟動連鎖保護(hù)系統(tǒng)，保護(hù)關(guān)鍵設(shè)備，能夠以及時(shí)制止在生產(chǎn)中的突發(fā)事故，對生產(chǎn)安全和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，有不可估量的實(shí)際作用。目前常見的空氣流量傳感器按其結(jié)構(gòu)型式可分為葉片式、熱線式、量芯式、熱膜式、卡門渦旋式等幾種。 

流量傳感器的原理

超聲波流量計(jì)的基本原理及類型超聲波在流動的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過接收到的超聲波就可以檢測出流體的流速，從而換算成流量。

根據(jù)檢測的方式，可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。起聲波流量計(jì)是近十幾年來隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開始應(yīng)用的一種非接觸式儀表，適于測量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動可進(jìn)行敞開水流的流量測量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測量元件故不會改變流體的流動狀態(tài)，不產(chǎn)生附加阻力，儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。

工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因?yàn)橐话懔髁坑?jì)隨著測量管徑的增大會帶來制造和運(yùn)輸上的困難，造價(jià)提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn)，超聲波流量計(jì)均可避免。因?yàn)楦黝惓暡髁坑?jì)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關(guān)，而其它類型的流量計(jì)隨著口徑增加，造價(jià)大幅度增加，故口徑越大超聲波流量計(jì)比相同功能其它類型流量計(jì)的功能價(jià)格比越*。被認(rèn)為是較好的大管徑流量測量儀表，多普勒法超聲波流量計(jì)可測雙相介質(zhì)的流量，故可用于下水道及排污水等臟污流的測量。在發(fā)電廠中。 流體類型流體分為液體、氣體、蒸汽。有些傳感器（如電磁式）不能測氣體；插入熱式則不能測液體。

溫度、壓力、密度它們是選擇傳感器提供的重要參數(shù)，特別是在工況下的參數(shù)，對于氣體流量還應(yīng)了解其體積流量是工作狀態(tài)，還是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。

粘性液體粘性相差較大會影響選型，如粘性大的液體宜用容積式流量傳感器，而不宜選用渦輪、浮子、渦街等流量傳感器。

腐蝕、結(jié)垢、臟污對于這類流體，不宜選用有轉(zhuǎn)動件及有檢測件的傳感器。即使對于超聲、電磁式流量傳感器，也會因腐蝕管道帶來誤差。如口徑50MM，結(jié)垢0.5～1MM，將帶來0.5～1%的誤差。

特殊參數(shù)某些流體參數(shù)會影響傳感器的工作，如壓縮性系數(shù)影響差壓式；比熱及熱傳導(dǎo)系數(shù)影響熱式；電導(dǎo)率影響電磁；聲速影響超聲。

單相、多相相是指在一個系統(tǒng)中具有相同的物理、化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)，不同的相有較明顯的界面，通常工業(yè)中大多為單相，隨著工業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了多相流（氣固、氣液、液固或氣固液）等的流量測量問題。 與許多物理參數(shù)（如壓力、溫度、物位、成分）不同的是，流量必須以流體流動為前提，沒有流動就不存在流量。

滿管、非滿管一般流體均應(yīng)充滿管道，但當(dāng)液體流量較小，管道又處于水平時(shí)，則可能出現(xiàn)非滿管流動，已有非滿管流量傳感器。 總量、流量總量（單位為M3或KG），多用于貿(mào)易核算，準(zhǔn)確度居于位。流量（瞬時(shí)量單位為M3/H，KG/H），多用于流程工業(yè)，是控制系統(tǒng)的信息源頭，重復(fù)性是位。

連續(xù)，開關(guān)一般流量傳感器的輸出為連續(xù)量，而開關(guān)量可用于簡單的二位式控制或設(shè)備保護(hù)，要求可靠性良好。

準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度不僅取決傳感器本身，還取決于校驗(yàn)系統(tǒng)，是外加特性。要說明在什么流量范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度，如果用于控制系統(tǒng)，還應(yīng)考慮與整個系統(tǒng)準(zhǔn)確度相匹配。注意：廠家注明的誤差是%FS（上限）；還是%RD（測值）。

重復(fù)性重復(fù)性是指環(huán)境條件介質(zhì)參數(shù)不變時(shí)，對某流量值多次測量的一致性，是傳感器本身的特征。在流程工業(yè)控制系統(tǒng)中，重復(fù)性往往比準(zhǔn)確度還重要。不少廠家把重復(fù)性誤導(dǎo)為準(zhǔn)確度，準(zhǔn)確度應(yīng)包括重復(fù)性與標(biāo)定裝置的流量不確定度。

量程比在一定準(zhǔn)確度范圍內(nèi)，最大與最小流量之比。差壓式流量傳感器，從傳感器本身可以有較大量程比，但受二次表制約，一般只有3：1。

壓力損失流量傳感器（除電磁、超聲）都有檢測件（如孔板、渦輪等），以及強(qiáng)制改變流向（如彎頭、科氏）都將產(chǎn)生不可恢復(fù)壓力損失，它將額外增加輸送的動力，才能維持正常運(yùn)，有些數(shù)額很大，在提倡節(jié)能的今天應(yīng)引起重視。

輸出信號一般為標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號（0～10V，4～20MA等）已不能適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展要求。通訊要求數(shù)字信號，ROSEMOUNT推出了HART協(xié)議，RS232/RS485轉(zhuǎn)換器，RS232限于2KM以內(nèi)，RS485可達(dá)10KM。

響應(yīng)時(shí)間輸出信號隨流量參數(shù)變化反應(yīng)的時(shí)間，對控制系統(tǒng)來說，越短越好；對脈動流，則希望有較慢的輸出響應(yīng)。

綜合性能傳感器的性能指標(biāo)是相互制約的，如樣本中壓力上限為2MPA；溫度為250℃，口徑為1M；則當(dāng)口徑為1M時(shí)，壓力可能只能為1.5MPA，溫度只能是200℃，不可能同為極限值。