水流量传感器的变革挑战
发布时间：2013.10.09 新闻来源：扩音器电缆-计算机电缆-仪表电缆-安徽上缆仪表集团股份有限公司 浏览次数：
流量传感器是流量仪表中***为关键的部件之一，它与信号处理部件、数据传输与通信部件一起共同构成了流量表计及装置。流量仪表在能源计量、工农业生产过程参数测量、环保工程检测及科学实验等方面发挥着非常重要的作用，也是过程自动化仪表与装置中的主要仪表之一。流量传感器包括了气体传感器、液体流量和多相流量传感器等三类。其中液体流量传感器又包括了水流量、油类流量和其它液体流量传感器等几种。
水流量传感器是流量传感器中使用量***大、使用面***广的一种传感器。它主要用于封闭管道中的生活饮用水、原水、灌溉用水、污水、城镇供热用水、生活热水、以及工农过程用水等的计量表计、检测仪表和自动测控装置等，并以生活饮用水和供热热水的计量为主体。水流量传感器以产品门类丰富、品种规格众多、涉及技术面广、工作环境条件复杂等著称。
水流量传感器按其测量原理不同可以将其分为容积式和速度式两类传感器。按传感器主要结构及信号获取方式不同，可将水流量传感器划分成有机械运动机构的传感器（如：活塞式、章动式、叶轮式水流量传感器）和无机械运动机构的传感器（如：电磁式、超声式、射流式水流量传感器）等几种。
水流量传感器单独使用的情况很少，绝大多数都用在各类水表、热量表、水流量计等产品上，对封闭管道内的介质流量或流速起到感知与转换的作用。通过测量表计内信号处理部件对其输出信号进行处理与显示，可获得累积流量（即用水量）、瞬时流量、各时段流量以及热量等参数，如有必要还可以将所得结果对外进行传输与通信。
一般情况下，用于工农业过程水流量测量与控制的流量计及仪表，其传感器通常工作在流量范围较窄区间，并以管道中水的瞬时流速或流量作为主要测控目标，而且工作环境条件通常较好；而水表、热量表中水流量传感器则于其明显不同，他们要求传感器有很宽的流量测量范围，以适应同一管道中不同水流量测量的要求。同时，由于工作环境恶劣，不能采用电网电源供电，因此智能电子水表、热量表等须***采用微功耗设计及电池供电，并且应具有在潮湿、淹水环境中可靠工作的特性。
主流水流量传感器
生活饮用水和供热用水的水流量传感器数量占到总数的80%以上，它们在很多方面能够代表水流量传感器的基本状况及特性。目前，我国用于各类水表（包括机械水表和智能电子水表）的水流量传感器数量特别大，年产量大约为6000多万台，约占全球产量的45%，其中出口量多达2200余万台；用于热量表的水流量传感器年产量也有300万台之多。
上述水流量传感器中，大口径的通常以叶轮式水平螺翼式和垂直螺翼式结构为主体，小口径的则以叶轮式多流束旋翼式和单流束旋翼式结构为主体。这种带来运动机构的叶轮式传感器是目前供水、供热管道中***常用的主流水流量传感器。其它如容积式水流量传感器也占有少量份额，并以旋转活塞式结构为主，通常在水质条件较好，水中无杂质的场合使用。
叶轮式水流量传感器由于采用与管道流速成比例的机械传动轴系叶轮及叶轮盒等旋转机构，因此机构简单，制造成本低，在水中杂质较少的工况下可以长期稳定工作。由于叶轮旋转不能直接以电信号方式输出，因此此类水流量传感器通常采用机械积算机构对用水量进行积算并示数。如要将叶轮、活塞等旋转量直接转化为电信号，则须***在传感器内设置机电转换部件，将非电量的旋转量转换成脉冲输出的增量编码电信号或位置量输出的******编码电信号，便于后续信号处理及数据传输与通信。
脉冲编码信号输出需要用到多种敏感元件及检测方法，常用的有磁敏检测，电涡流检测及开关检测等几种；位置编码信号通常采用光电直读方式进行采集。
叶轮式水流量传感器可在很宽的测量范围内工作，由于仪表常数不能保持良好的线性度，因此该类传感器的测量范围会受到非线性特性的制约。当前已有采用计算流体动力CFD方法对叶轮式水流量传感器的流场进行计算机******，并对流量特性作出优化处理。
新型水流量传感器
叶轮或活塞式水流量传感器由于有机械运动机构存在，因而工作时轴系容易磨损，测量重复性较差，管道压力损失偏大，而且需要通过机电转换部件才能输出电信号，从发展眼光看，带有机械运动机构的水流量传感器是会逐步退出历史舞台的。
新型水流量传感器，如：电磁、超声、射流等水流量传感器由于传感器内无机械运动部件，因此使用寿命长、测量可靠、对水质条件要求不高，测量特性可以由内置的嵌入式计算机对其进行调整与矫正，是智能电子水表、热量表及测量表计今后******的传感器。
电磁水流量传感器采用电磁感应原理进行工作。传感器输出电信号与管道内被测水流体的平均流速正正比。电磁水流量传感器具有线性度和重复性好，与被测介质的物性参数值无关，压力损失小等特点，是一种性能十分优良的传感器。
水流量传感器是流量传感器中使用量***大、使用面***广的一种传感器。它主要用于封闭管道中的生活饮用水、原水、灌溉用水、污水、城镇供热用水、生活热水、以及工农过程用水等的计量表计、检测仪表和自动测控装置等，并以生活饮用水和供热热水的计量为主体。水流量传感器以产品门类丰富、品种规格众多、涉及技术面广、工作环境条件复杂等著称。
水流量传感器按其测量原理不同可以将其分为容积式和速度式两类传感器。按传感器主要结构及信号获取方式不同，可将水流量传感器划分成有机械运动机构的传感器（如：活塞式、章动式、叶轮式水流量传感器）和无机械运动机构的传感器（如：电磁式、超声式、射流式水流量传感器）等几种。
水流量传感器单独使用的情况很少，绝大多数都用在各类水表、热量表、水流量计等产品上，对封闭管道内的介质流量或流速起到感知与转换的作用。通过测量表计内信号处理部件对其输出信号进行处理与显示，可获得累积流量（即用水量）、瞬时流量、各时段流量以及热量等参数，如有必要还可以将所得结果对外进行传输与通信。
一般情况下，用于工农业过程水流量测量与控制的流量计及仪表，其传感器通常工作在流量范围较窄区间，并以管道中水的瞬时流速或流量作为主要测控目标，而且工作环境条件通常较好；而水表、热量表中水流量传感器则于其明显不同，他们要求传感器有很宽的流量测量范围，以适应同一管道中不同水流量测量的要求。同时，由于工作环境恶劣，不能采用电网电源供电，因此智能电子水表、热量表等须***采用微功耗设计及电池供电，并且应具有在潮湿、淹水环境中可靠工作的特性。
主流水流量传感器
生活饮用水和供热用水的水流量传感器数量占到总数的80%以上，它们在很多方面能够代表水流量传感器的基本状况及特性。目前，我国用于各类水表（包括机械水表和智能电子水表）的水流量传感器数量特别大，年产量大约为6000多万台，约占全球产量的45%，其中出口量多达2200余万台；用于热量表的水流量传感器年产量也有300万台之多。
上述水流量传感器中，大口径的通常以叶轮式水平螺翼式和垂直螺翼式结构为主体，小口径的则以叶轮式多流束旋翼式和单流束旋翼式结构为主体。这种带来运动机构的叶轮式传感器是目前供水、供热管道中***常用的主流水流量传感器。其它如容积式水流量传感器也占有少量份额，并以旋转活塞式结构为主，通常在水质条件较好，水中无杂质的场合使用。
叶轮式水流量传感器由于采用与管道流速成比例的机械传动轴系叶轮及叶轮盒等旋转机构，因此机构简单，制造成本低，在水中杂质较少的工况下可以长期稳定工作。由于叶轮旋转不能直接以电信号方式输出，因此此类水流量传感器通常采用机械积算机构对用水量进行积算并示数。如要将叶轮、活塞等旋转量直接转化为电信号，则须***在传感器内设置机电转换部件，将非电量的旋转量转换成脉冲输出的增量编码电信号或位置量输出的******编码电信号，便于后续信号处理及数据传输与通信。
脉冲编码信号输出需要用到多种敏感元件及检测方法，常用的有磁敏检测，电涡流检测及开关检测等几种；位置编码信号通常采用光电直读方式进行采集。
叶轮式水流量传感器可在很宽的测量范围内工作，由于仪表常数不能保持良好的线性度，因此该类传感器的测量范围会受到非线性特性的制约。当前已有采用计算流体动力CFD方法对叶轮式水流量传感器的流场进行计算机******，并对流量特性作出优化处理。
新型水流量传感器
叶轮或活塞式水流量传感器由于有机械运动机构存在，因而工作时轴系容易磨损，测量重复性较差，管道压力损失偏大，而且需要通过机电转换部件才能输出电信号，从发展眼光看，带有机械运动机构的水流量传感器是会逐步退出历史舞台的。
新型水流量传感器，如：电磁、超声、射流等水流量传感器由于传感器内无机械运动部件，因此使用寿命长、测量可靠、对水质条件要求不高，测量特性可以由内置的嵌入式计算机对其进行调整与矫正，是智能电子水表、热量表及测量表计今后******的传感器。
电磁水流量传感器采用电磁感应原理进行工作。传感器输出电信号与管道内被测水流体的平均流速正正比。电磁水流量传感器具有线性度和重复性好，与被测介质的物性参数值无关，压力损失小等特点，是一种性能十分优良的传感器。
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