流量传感器是什么？流量传感器工作原理和流量传感器种类及类型

本指南是我们的“工业自动化”中心的一部分，您可以在其中了解更多有关AI、自动化和控制的信息。

流量传感器是一种用于监测液体、空气或其他气态介质在管道、系统或环路中的流速和压力的设备。

这些开关或传感器可用于在一定时间内监测流量，或设置为持续监测总流量。技术上讲，流量计或指示器可能并不一定是真正的流量“开关”——如果该设备只记录和显示信息，那么更适合称为计量器或指示器。

但在大多数情况下，它们将能够触发操作或停止/启动系统中的其他组件（例如泵），以便将流速和压力调整到所需和编程的水平。这才是真正的流量传感器。

要了解流量传感器如何工作以及它的作用，有助于概述组成典型开关或传感器的核心组件。

许多类型都会包括某种划桨或磁性触发器（主要设备），它连接到一个电路并放置在液体或气体通过的通道中。这个划桨被正流经过的任何物质所替代或旋转，并向一个叫做变换器的次要元件发送一个信号读数。

变换器获取这个划桨的原始信号并以可读的格式传递给一个发射机。发射机再将这个读数与预定义的参数进行比较，并执行需要调整组件和机制行为的任何信号或操作。

这样，流量传感器可以监测、报告和控制液体或气体通过系统的一个特定部分或整个系统的流速，确保流量保持在这些预设参数内。如果速率超过或低于所需速率，它可以立即触发一系列行动，如激活警报、启动泵、改变流向、关闭系统的部分。一个开关执行哪些行动将完全取决于开关的类型和其设计用途。

并非所有流量传感器都具有实际的划桨。超声波和其他非入侵式版本也很常见，它们通过从被监测介质反弹信号来工作。这在介质被污染、物理损坏或其他有害的情况下特别有用，或者在没有暴露于不断磨损的运动部件的情况下非常有用。

Rotaflow或可变面积流量传感器是更简单的设备，它们使用锥形管道和一个浮子（或有时是电磁体）来测量、限制或允许气体或液体自由通过。有各种各样的磁性流量传感器可用，在介质具有一定导电性的范围内，它们可以非常有效。

因为有如此多不同种类的流量传感器，正如我们将在后续部分中看到的那样，也有非常广泛的流量传感器安装方法和技巧。当寻找如何布线流量传感器的信息时，最重要的事情是清楚地了解您正在使用哪种开关以及其用途。

以下是大多数流量传感器安装方法的一些基本经验法则：

• 在直管道或风道上安装流量传感器。
• 确保在开关前后都有一段足够长的直管道，最好是管道直径的10倍。
• 避免将流量传感器安装在弯曲处、其他管件、阀门、排水口、更窄或更宽的管道部分以及可能导致明显流量波动的其他特征附近。

安装流量传感器的确切方法取决于您使用的开关类型和安装位置，同样适用于测试已安装设备的正常功能。要了解如何测试流量传感器，您需要准确了解您要测试的内容。

在许多情况下，您可以通过观察流量传感器的运行情况并检查在流量开始或停止时是否触发了正确的反应来确认流量传感器正常工作。在其他情况下，您可能需要使用欧姆表测量开关电子元件的电阻，并确认在开关被激活时是否存在一个已完成的电路（或连续性）。

如果上述任何步骤都没有产生所需的结果，可能是时候更换或修理开关了。对于某些类型和位置的流量传感器，包括连接到公共场所的消防洒水器等安全设备的开关，在法律上通常需要定期进行测试。

有许多不同类型的流量传感器可供选择，每种类型都会以稍微不同但非常重要的方式来测量液体或气体的线性、非线性、体积或质量流速。在订购或安装流量传感器之前，非常重要的一点是清楚了解您需要哪种特定类型的流量传感器，以适用于您所需的具体应用。

没有一种单一的流量传感器品种或品牌能够在任何给定的情况下以适当的标准执行所有流量传感器任务，因此您需要知道您所需要的是哪种类型的流量传感器，以完成其预定的确切功能。

有许多不同类型的水流开关可供选择。在下面的部分中，我们将探讨一些较常见的类型。

水泵流量传感器

水泵流量传感器旨在自动调整与液体系统相连的电动泵的运行速度或转移容量。通过感知系统中水的重力运动和总流速，它可以向泵发送开/关信号，从而提高或降低系统的内部水压。

这也可以避免在水供应故障的情况下泵设备干转，否则会很快损坏泵。

喷头用的流量传感器

喷头流量传感器最常见且最关键地用于自动灭火喷头系统中。在这种情况下，其主要功能是检测通过喷头管道和阀门的水流是否超过给定的流量，以表明喷头系统已被触发。

然后，它会向消防部门发送一个信号，告诉他们需要出动调查。大多数设计用于此用途的流量传感器也包括一定的延时计时器，仅在检测到给定时间内持续的流量时发送紧急信号。这是为了避免由于系统其他位置的不相关或无害的压力变化而导致错误的正面检测。

磁性水流量传感器

磁性流量传感器根据法拉第电磁感应定律运行，该定律基本上指出所诱导的电压与传导体（在本例中为水）通过磁场时的运动速度成比例。

简而言之，通过产生一个磁场让水流过的时候测量运动速度和体积。这些信息由电子传感器读取，然后根据读数触发一个动作。

为了使磁性水流量传感器正常工作，通过它的液体必须至少有些传导性。它们经常出现在废水系统中。

内置水流量传感器

内置水流量传感器是作为整个系统的一个不可或缺的部分更永久地安装的开关。这可以与从外部引入探针或桨的“插入式”流量传感器形成对比。

内部开关往往成本更高，安装和维护也更加复杂，但它们需要更短的直线段来正常工作，通常在安装后可以自动调节流量。

桨式水流量传感器

桨式水流量传感器依靠物理探针或桨悬挂在水或其他液体通过的管道中。然后，根据物质通过通道的流量，以不同的速度和压力进行转动或触发这些信号并转换为读数和动作。

对于水的桨式流量传感器，在持续可靠地测量流量方面表现出色，但它们对异物和残留物的敏感性很高，并且由于其经常运动的部件的磨损，需要周期性维护。

空气流量传感器可用于空气过滤和供应系统、管道加热、排气通风等等。与水流量传感器类似，它们可以设计为机械式流量传感器或通过其他方式感知通行速率的非侵入式种类。

在以下部分中，我们将介绍常见的空气和气体流量传感器的各种用途示例。

用于管道和暖通空调（HVAC）的空气流量传感器

空气流量传感器广泛应用于各种管道和暖通空调系统中，通常使用机械式划片操作来触发微动开关，当流量超过或低于设定的速率或体积时。

在暖通空调和管道系统中，许多空气流量传感器还可用于执行空气处理、风扇监控和过滤器监控等操作。

划片式空气流量传感器

与水流划片开关类似，划片式空气流量传感器，有时也称为翼片式开关，是一种部分伸入被监控的管道的机械传感器。

通过管道传输的气体和空气会在空气流通通道中直接移动划片，当流量超过或低于所需速率时，划片会触发一项动作。

用于锅炉的空气流量传感器

锅炉中的空气流量传感器通常会通过风扇将废气安全排放到烟道系统中来监控系统的适当排风。在锅炉点火前，这些气体必须被安全排出，锅炉的空气流量传感器通常被设置为只有在识别到风扇已经以所需速度旋转时才允许点火。

如果烟道被堵塞或风扇运行不正常，空气流量传感器将检测到压力未下降足够，并且在问题得到解决之前不允许锅炉点火。

内嵌式空气流量传感器

与内嵌式水流量传感器类似，内嵌式空气流量传感器安装在用于输送气体或空气的风管的一部分。这使得它们在初次安装和维护时更加棘手，但它们也往往更具多功能性，更能够读取较长时间内的连续流量，并且通常需要比插入式或桨叶式流量传感器更少的维护。

桨叶式流量传感器

桨叶式流量传感器是一种由介质（通常是液体）通过插入到风管或通道中的开关直接激活的机械开关类型。桨叶通常是一小片金属或塑料，在管道内悬挂，并连接到张力弹簧或一系列磁铁。

在其静止位置下，根据开关的功能和所属的更大系统的不同，它被认为是打开的或关闭的。任何以足够（或不足）力量通过导管的介质都可以将流量传感器桨叶移动到第二个位置，从而完成电路，并触发动作或报警响应。

热扩散流量传感器

热扩散流量传感器是一种“固态”设备，意味着它不含有运动部件（相对于机械桨叶或翼型产品）。热扩散流量传感器涉及将传感器探头插入导管或管道中的流动中心。

这个探头通过电功率输入持续加热，并且根据流过的分子快速“带走”热量的速度，利用热扩散原理来计算气体或液体流量的速率。

为了保持恒定温度，需要发送到探头的电功率量可以提供非常准确的流量计算所需的数据。除了精确度，热扩散流量传感器因其灵活性（可以测量非常低和非常高的流量）、坚固性和插入便捷性而受到青睐。

燃油流量传感器

燃油流量传感器的工作原理与其他液体流量传感器完全相同-因此，它们有不同的配置，其中最常见的是桨叶式或热型。

用于燃料和油的开关往往比用于不那么侵蚀性介质的版本更耐磨，通常可以在更高的温度下运行，具有更坚固的密封和外壳。

超声和非侵入式流量传感器

超声流量传感器是一种非侵入式流量传感器的常见类型，这意味着它们实际上不需要穿透你试图监测流量的管道、导管或通道的壁。

相反，超声波版本可以夹紧在导管的外部，通过传感器来回发送和接收信号以读取和响应流速。这个信号在流体中的颗粒或气泡的折射和反射之后返回到传感器，然后可以使用多普勒效应来计算流速。（多普勒效应是救护车的警报器在经过你身边时似乎改变音调的原因！）

由于超声波流量传感器通常依赖于液体中的颗粒或气体，它们通常不适用于饮用水或蒸馏水，并且更常见于监测废水和其他“脏”介质。夹持式流量传感器由于干扰信号的风险，只能适用于某些管道类型，并且因此很少在衬里管道上使用。

机械流量传感器

机械流量传感器是任何类型的开关，其一个或多个活动部件通过直接与被监测介质进行物理接触而触发。它们通常是通过组件的运动来完成电路，从而触发所需的动作或响应。

桨叶式流量传感器是机械流量传感器的常见例子。机械开关需要定期测试和更换，因为部件的持续物理运动最终会导致磨损，影响其操作。

PVC流量传感器

PVC流量传感器通常是该应用程序中最基本的产品之一，通常适用于需要快速可视确认流动/无流动状态的情况。PVC流量传感器通常是机械式的，可以是叶片式或磁性的，具有一个或多个活动部件。

它们安装相对经济，并且一般具有坚固的结构。它们通常设计方便清洁和维护，具有良好的化学兼容性和抗腐蚀特性。

工业流量传感器

工业流量传感器往往是上述流量传感器类型的更大、更坚固的版本。它们通常能够承受更高的流量、压力和流速，并且经常设计用于处理更具侵蚀性、重度污染或有害材料。

工业流量传感器通常避免使用磁性操作部件，以便与含有铁锈和其他金属颗粒的水良好配合使用。

热量计流量传感器

如果您已经理解了其密切相关的热散射等效器件的功能，那么理解热量计流量传感器的工作原理就相对简单了。热量计开关使用两个温度传感器，其中一个被加热，另一个监测通道中介质的环境温度。

通过比较这两个读数的差异，可以再次计算出流速-流速越快，差异越小，因为在较高的流速下，热量从加热传感器上更快地带走。

气动流量传感器

气动流量传感器通常用气动阀替代机械式或叶片式开关，可以在流量启动或停止时控制空气通过继电器或阀门的通道。

如果流量降至过低水平，气动阀通常会设置为从系统中放出压力。在需要不同管道区域之间存在必要的压力差的应用中，气动流量传感器也非常有用。

可调节流量传感器

可调节流量传感器是一种允许用户在不拆卸装置的情况下快速、轻松地重新校准所需流量设置的设备。这通常通过使用一把扁头螺丝刀来完成，打开或关闭以调节开关外壳内部的叶片或叶片的灵敏度。

旋转式流量传感器

旋转式流量传感器的功能类似于基础涡轮，通常以多叶或多翼轮的形式安装在流管内，通过自由旋转的轴承注册液体流速（作为旋转式流量传感器最常见的介质）。它们有小叶轮、活塞式（分流）和桨轮设计可供选择。

要了解流量传感器的使用方式，首先需要了解该传感器在特定系统中的任务。绝大部分流量传感器都是为了自动操作，除非受损或退化，因此了解如何使用流量传感器通常更多的是了解何时它不能正常运行。这完全取决于它在给定系统中的作用。

锅炉上的流量传感器

锅炉上的流量传感器可用于水和气体管道。对于水通道，通常安装在锅炉上以防止低/无流量状态下工作。气体锅炉流量传感器主要用于在排风道通过风扇排出任何气体积聚之前，防止锅炉点火。

水泵的流量传感器

水泵的流量传感器通常安装在水供应故障时以防止水泵空转。由于水泵在低/无流量情况下持续运行可能会迅速过热或受损，因此水泵的流量传感器通常用于在水泵未供应足够液体时临时切断电源。

淋浴泵的流量传感器

淋浴泵的流量传感器有助于维持通过管道向淋浴头送水的水压。它们可以在冷热水供应通道上找到，并且通常是机械式的。

当需要向淋浴头提供水时，开关会被激活，从而形成一个回路，告诉水泵开始运行。随着时间的推移，淋浴泵的流量传感器可能会因水垢、高温和其他问题而退化，并最终需要更换。

热泵的流量传感器

热泵流量传感器通常用于游泳池和温泉中，当打开时需要较大的热泵将水加热到所需温度，并识别出对温暖和水流的需求。在这种情况下，流量传感器的作用是在供水中断或游泳池不使用时停止泵的运行。

游泳池泵的流量传感器

游泳池泵的流量传感器的功能与热泵中的类似 - 该开关可以防止泳池泵在低/无流量的情况下继续运行，防止对泵造成严重损坏，以及在游泳池不使用时的情况。

排水泵的流量传感器

排水泵开关通常安装在排水系统中，以确保水不会溢出。同样，干运行非潜水泵会迅速损坏，所以当供水中断或流量过低时，开关也会帮助保护泵的工作。

热水浴缸和按摩浴缸的流量传感器

热水浴缸流量传感器还可以在温泉、按摩浴缸和热水浴缸中保护泵组件不过热。如果水流中断或泵中出现气袋，开关将打开以防止泵或加热元件出现故障。

高温和高压流量传感器

高温流量传感器通常用于工业或制造系统，在这些系统中，液体或气体需要保持连续的流动，温度可能高达350摄氏度以上。

高压流量传感器经过坚固的设计和制造，可用于类似的挑战性应用，其中它们可能承受来自各种介质的远高于家庭系统通常的力量和流量。

卫生和清洁的流量传感器

卫生流量传感器通常在卫生特别重要的行业中使用，包括食品生产、制药、医疗和实验室环境，或者在工业研究和开发中，有必要将污染风险降到最低。

它们通常使用不锈钢制成，有时内部密封的腔体内装有涡轮或磁开关。

制冷机流量传感器

制冷机流量传感器通常安装在空气冷却系统、工业、商业或机构的冷却系统上，以及冷却许多不同种类的热运行设备，包括机床、医学成像设备、食品和饮料生产系统等，以防止低/无流量情况导致冻结损坏。制冷机流量传感器可以是气体类型或液体类型，具体取决于所设计制冷机使用的压缩系统。

除了确定所需安置和应用的正确类型流量传感器外，选择正确的尺寸和电压的开关对于在您要安装到的管道或系统中正常工作也非常重要。您通常可以通过尺寸和电压筛选在线搜索，更轻松地找到所需的产品。

1英寸流量传感器

所有1英寸流量传感器都适用于1英寸直径的管道或导管。

2英寸流量传感器

所有2英寸流量传感器都适用于2英寸直径的管道或导管。

4英寸流量传感器

所有4英寸流量传感器都适用于2英寸直径的管道或导管。

24伏流量传感器

24伏流量传感器通常出现在各种开关类型和尺寸上，包括用于气体和液体应用的桨式、旋转式和电磁式流量传感器。

有许多领先品牌和流量传感器制造商提供许多不同类型的开关、配件和系统，它们被广泛应用于各种行业。一些最著名和最受欢迎的流量传感器制造商包括霍尼韦尔和Dwyer 。

Honeywell流量传感器

由于其可靠性、高精度和精密运行特性，Honeywell流量传感器在许多行业都备受青睐。这种准确性在使用寿命中的表现降低了频繁重新校准的需求，并使霍尼韦尔流量传感器成为加热、通风和空调系统、医用呼吸机和通风机、气体计量和泄漏检测设备等应用的首选。

Dwyer流量传感器

Dwyer仪器的流量传感器提供多种配置，包括桨式、叶片式和热扩散式开关。它们非常适合自动保护设备和管道系统，防止因流量减少或丢失而受损。Dwyer 流量传感器也以长期可靠性和高寿命期望而闻名，需要维护或更换的时间较长。

如果您要将流量传感器正确地安装到所需的应用中使其发挥作用，选择正确的类型、尺寸、电压和功能是至关重要的。

由于有如此多的产品和品牌可供选择，这可能是一个令人困惑的领域，这就是为什么我们随时乐意通过我们的各种支持渠道提供指导和建议——随时给我们留言提出问题或疑问，我们的专业团队将能够指引您走向正确的方向。