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流量的準確測量非常地重要，利用流量傳感器監(jiān)測計量被測管路中的液體或氣體流量，在工業(yè)控制和民用設施領域中被廣泛地應用。
流量傳感器
流量是工業(yè)生產(chǎn)中一個重要參數(shù)。工業(yè)生產(chǎn)過程中，很多原料、半成品、成品都是以流體狀態(tài)出現(xiàn)的。流體的流量就成了決定產(chǎn)品成分和質(zhì)量的關鍵，也是生產(chǎn)成本核算和合理使用能源的重要依據(jù)。此外，為了保證制造業(yè)無故障檢測及檢測結(jié)果的可靠性，許多過程都需要液體或氣體介質(zhì)的流入和流出量保持一致，在自動化生產(chǎn)過程中除了壓力和溫度，流量的測量也非常的重要。因此流量的測量和控制是生產(chǎn)過程自動化的重要環(huán)節(jié)。
流量傳感器是能感受流體流量并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器，將傳感器放在流體的通路中，由流體對傳感器和傳感器對流體的相互作用測出流量的變化。按照流量的定義，主要應用于氣體和液體流量的檢測。
流量傳感器的分類：
流量傳感器可按不同的檢測方式，分為以下幾種，且由相應的傳感器執(zhí)行工作：
電磁式檢測方式：電磁流量傳感器
機械式檢測方式：
1.容積流量傳感器
2.渦街流量傳感器
3.渦輪流量傳感器
聲學式檢測方式：超生波流量傳感器
節(jié)流式檢測方式：差壓流量傳感器
下面我們來說說以上各種傳感器的不同之處：
電磁流量傳感器：定義：電磁流量傳感器是由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號轉(zhuǎn)換兩部分構(gòu)成。它是基于法拉第電磁感應定律工作的，用來測量電導率大于5μs/cm的導電液體的流量，是一種測量導電介質(zhì)流量的儀表。除了可以測量一般導電液體的流量外，還可以用于測量強酸、強堿等強腐蝕性液體和均勻含有液固兩項懸浮的液體，如泥漿、礦漿、紙漿等。 原理：電磁流量傳感器的工作原理是基于法拉第電磁感應定律。在電磁流量傳感器中，測量管內(nèi)的導電介質(zhì)相當于法拉第試驗中的導電金屬桿，上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定電磁場當有導電介質(zhì)流過時，則會產(chǎn)生感應電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應電壓。測量管道通過不導電的內(nèi)襯(橡膠，特氟龍等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
流量傳感器是測量單位時間內(nèi)流經(jīng)管道某截面的流體體積或質(zhì)量的傳感器。流量傳感器應用廣泛，是工業(yè)和日常生活中最常見的一種傳感器。流量傳感器按測量物理量可分為體積流量和質(zhì)量流量。按測量介質(zhì)分為氣體流量傳感器和液體流量傳感器。
流量傳感器選型時，主要要考慮以下幾點：
1.流體特性
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)，對于氣體流量還應了解其體積流量是工作狀態(tài)，還是標準狀態(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;比熱及熱傳導系數(shù)影響熱式;電導率影響電磁;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。
2.流動的狀態(tài)
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充滿管道，但當液體流量較小，管道又處于水平時，則可能出現(xiàn)非滿管流動，已有非滿管流量傳感器。
3.技術參數(shù)
總量、流量總量(單位為M3或KG)，多用于貿(mào)易核算，準確度居于首位。流量(瞬時量單位為M3/H，KG/H)，多用于流程工業(yè)，是控制系統(tǒng)的信息源頭，重復性是首位。
連續(xù)，開關一般流量傳感器的輸出為連續(xù)量，而開關量可用于簡單的二位式控制或設備保護，要求可靠性良好。
準確度準確度不僅取決傳感器本身，還取決于校驗系統(tǒng)，是外加特性。要說明在什么流量范圍內(nèi)的準確度，如果用于控制系統(tǒng)，還應考慮與整個系統(tǒng)準確度相匹配。注意：廠家注明的誤差是%FS(上限);還是%RD(測值)。
重復性重復性是指環(huán)境條件介質(zhì)參數(shù)不變時，對某一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，重復性往往比準確度還重要。不少廠家把重復性誤導為準確度，準確度應包括重復性與標定裝置的流量不確定度。
量程比在一定準確度范圍內(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)，以及強制改變流向(如彎頭、科氏)都將產(chǎn)生不可恢復壓力損失，它將額外增加輸送的動力，才能維持正常運，有些數(shù)額很大，在提倡節(jié)能的今天應引起重視。
輸出信號一般為標準的模擬信號(0～10V，4～20MA等)已不能適應系統(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10KM。
響應時間輸出信號隨流量參數(shù)變化反應的時間，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。
流量傳感器分類
按結(jié)構(gòu)類型可分為沖擊板式流量傳感器、差壓式流量傳感器、分流旋翼式流量傳感器、渦輪式流量傳感器等。
?、俨顗菏搅髁總鞲衅魇抢貌芍谱鞫傻模粶y流量由節(jié)流變送器輸送到壓力傳輸通道，再到壓力差傳感器直到信號輸出。
?、跍u輪式流量傳感器
渦輪式流量傳感器是通過測量渦輪轉(zhuǎn)速來讀出流度，進而轉(zhuǎn)化成流量。渦輪流量傳感器是一種精密流量測量儀表，與相應的流量積算儀表配套可用于測量液體的流量和總量。廣泛用于石油、化工、冶金、科研等領域的計量、控制系統(tǒng)。配備有衛(wèi)生接頭的渦輪流量傳感器可以應用于制藥行業(yè)。
?、垭姶攀搅髁總鞲衅魇腔陔姶鸥袘碜龀傻?，所以不能用于磁性流體的場合。以上幾種流量傳感器都是速度式傳感器。
④流體振動式流量傳感器有渦街流量傳感器和旋進式流量傳感器兩種類型。這是種新型的流量傳感器，在將來很有發(fā)展前途。
?、蒉D(zhuǎn)子式流量傳感器是種面積流量傳感器，它有轉(zhuǎn)子和錐形管所組成，轉(zhuǎn)子的高度就是流量讀數(shù)。往復活塞式流量傳感器象一個容器，可以測量累計的流量。它幾乎不受流體性質(zhì)的影響而且精度很高。
?、扌D(zhuǎn)式活塞流量傳感器是在有壓力差的情況下致使活塞運動，活塞的速度跟流量成正比，然后通過轉(zhuǎn)化測量總流量。
⑦沖擊板式流量傳感器可以測量固定流量，它由沖擊板和流量儀所組成，一般所測物體的單個重量不超過沖擊板重量的百分之五。
⑧分流旋翼式流量傳感器主要用于測量氣體流量，它具有體積小、重量輕、水平垂直都可安裝的直接安裝的有點。
?、釤釀邮搅髁總鞲衅魇峭ㄟ^測量溫度變化來測量流量的傳感器，它先把流體加熱，這樣流動過程中會產(chǎn)生溫差，加熱物體也會產(chǎn)生溫度變化，這種溫度變化速度可以轉(zhuǎn)化成流速。
特點：目前的工業(yè)流量測量普遍存在著大管徑、大流量測量困難的問題，這是因為一般流量傳感器隨著測量管徑的增大會帶來制造和運輸上的困難，造價提高、能損加大、安裝不便這些缺點，它均可避免。因為各類超聲波流量傳感器均可管外安裝、非接觸測流，儀表造價基本上與被測管道口徑大小無關，而其它類型的流量傳感器隨著口徑增加，造價大幅度增加，故口徑越大超聲波流量傳感器比相同功能其它類型流量傳感器的功能價格比越優(yōu)越。超聲測量儀表的流量測量準確度幾乎不受被測流體溫度、壓力、粘度、密度等參數(shù)的影響，又可制成非接觸及便攜式測量儀表，故可解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。
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