水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)的(de)工作(zuo)原理

                        水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)的(de)工作(zuo)原理

1、工作(zuo)原理

　　水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)主(zhu)要由(you)銅閥體(ti)、水(shui)流(liu)轉(zhuan)子(zi)組(zu)件、穩流(liu)組(zu)件和(he)霍爾元(yuan)件組(zu)成(cheng)(見圖(tu)1)。它裝(zhuang)在(zai)熱水(shui)器的進(jin)水(shui)端用(yong)於測量進(jin)水(shui)流(liu)量。當(dang)水(shui)流(liu)過(guo)轉(zhuan)子組(zu)件時，磁(ci)性(xing)轉子轉動，並且(qie)轉(zhuan)速隨(sui)著流(liu)量成(cheng)線性變化(hua)。霍爾元(yuan)件輸出相應(ying)的(de)脈沖(chong)信號(hao)反饋給(gei)控制(zhi)器(qi)，由(you)控制器判(pan)斷水(shui)流(liu)量的(de)大(da)小(xiao)，調(tiao)節控制(zhi)比例(li)閥的(de)電流(liu)，從(cong)而(er)通過(guo)比(bi)例(li)閥控(kong)制(zhi)燃(ran)氣(qi)氣(qi)量，避免燃(ran)氣(qi)熱水(shui)器在(zai)使用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)出現(xian)夏(xia)暖冬(dong)涼的(de)現(xian)象。水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)從(cong)根本上(shang)解決(jue)了(le)壓差(cha)式水(shui)氣(qi)聯動閥啟(qi)動水(shui)壓高以及(ji)翻(fan)板式水(shui)閥易(yi)誤動作(zuo)出現(xian)幹(gan)燒等(deng)缺(que)點(dian)。它具(ju)有反映靈(ling)敏、壽(shou)命長、動作(zuo)迅速(su)、可(ke)靠(kao)、連接方(fang)便利(li)啟(qi)動流(liu)量超(chao)低(di)(1.5L／min)等(deng)優(you)點(dian)，深(shen)受(shou)廣(guang)大(da)用(yong)戶喜(xi)愛。

　　水(shui)流(liu)轉(zhuan)子(zi)組(zu)件主(zhu)要由(you)渦(wo)輪開關(guan)殼、磁(ci)性(xing)轉子、制動環(huan)組(zu)成(cheng)。使用(yong)水(shui)流(liu)開關(guan)方式時，其(qi)優(you)於機械式壓差盤(pan)結構，且尺寸明顯縮(suo)小(xiao)。當水(shui)流(liu)通(tong)過(guo)渦(wo)輪開關(guan)殼，推(tui)動磁(ci)性(xing)轉子旋轉(zhuan)，不(bu)同磁(ci)極(ji)靠近霍爾元(yuan)件時霍爾元(yuan)件導(dao)通(tong)，離開時霍爾元(yuan)件斷開。由(you)此(ci)，可(ke)測量出轉(zhuan)子(zi)轉速。根據實(shi)測的(de)水(shui)流(liu)量、轉(zhuan)子(zi)轉速(su)和(he)輸出信號(hao)(電壓)的曲(qu)線，便可(ke)確定(ding)出熱水(shui)器的啟(qi)動水(shui)壓，以及(ji)啟(qi)動水(shui)壓相對應(ying)的(de)啟(qi)動水(shui)流(liu)量與(yu)轉(zhuan)子的(de)啟(qi)動轉(zhuan)速。由(you)控制電路(lu)，便可(ke)實(shi)現當轉(zhuan)子(zi)轉速(su)大(da)於啟(qi)動轉(zhuan)速時熱水(shui)器啟(qi)動工(gong)作(zuo)；在(zai)轉速小(xiao)於啟(qi)動轉(zhuan)速時，熱水(shui)器停(ting)止(zhi)工(gong)作(zuo)。這(zhe)樣(yang)熱水(shui)器啟(qi)動水(shui)壓壹般(ban)設(she)定(ding)在(zai)0．01MPa，啟(qi)動水(shui)流(liu)量為(wei)3～5L／min(需滿足熱水(shui)器標(biao)準對zui高溫升的(de)限(xian)制(zhi))。另外(wai)，由(you)於水(shui)在(zai)永磁(ci)材(cai)料磁(ci)場(chang)切(qie)割(ge)下(xia)，變成(cheng)磁(ci)化(hua)水(shui)，水(shui)中的含氧(yang)量增(zeng)加(jia)，使人(ren)洗浴後(hou)感(gan)覺清爽。制動環(huan)的作(zuo)用(yong)是停(ting)水(shui)時，制止(zhi)高速(su)旋轉的(de)磁(ci)性(xing)轉子轉動，終(zhong)止(zhi)脈(mai)沖(chong)信號(hao)輸出。控(kong)制(zhi)器接收(shou)不(bu)到脈沖(chong)信號(hao)，立(li)即控(kong)制燃(ran)氣(qi)比例(li)閥關(guan)閥，切(qie)斷氣(qi)源，防止(zhi)幹(gan)燒(shao)。

2、基本(ben)原理

　　水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)是(shi)利用(yong)霍爾元(yuan)件的(de)霍爾效應(ying)來測量磁(ci)性(xing)物理量。在(zai)霍爾元(yuan)件的(de)正(zheng)極串(chuan)入(ru)負(fu)載電阻，同時通上5V的直流(liu)電壓並使(shi)電流(liu)方(fang)向(xiang)與(yu)磁(ci)場(chang)方(fang)向(xiang)正(zheng)交。當(dang)水(shui)通過(guo)渦(wo)輪開關(guan)殼推(tui)動磁(ci)性(xing)轉子轉動時，產生不(bu)同磁(ci)極(ji)的旋轉磁(ci)場(chang)，切(qie)割(ge)磁(ci)感(gan)應(ying)線，產生高低(di)脈沖電平。由(you)於霍爾元(yuan)件的(de)輸出脈(mai)沖(chong)信號(hao)頻(pin)率(lv)與磁(ci)性(xing)轉子的轉(zhuan)速(su)成(cheng)正(zheng)比，轉(zhuan)子(zi)的(de)轉速(su)又(you)與水(shui)流(liu)量成(cheng)正(zheng)比，根(gen)據(ju)水(shui)流(liu)量的(de)大(da)小(xiao)啟(qi)動燃(ran)氣(qi)熱水(shui)器。其(qi)脈(mai)沖(chong)信號(hao)頻(pin)率(lv)的經驗公(gong)式(shi)見(jian)式(1)。

　　f=8．1q-3(1)

　　式(shi)中：f—脈(mai)沖(chong)信號(hao)頻(pin)率(lv)，H2

　　q—水(shui)流(liu)量，L／min

　　由(you)水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)的(de)反饋信號(hao)通(tong)過(guo)控(kong)制器判(pan)斷水(shui)流(liu)量的(de)值(zhi)。根據(ju)燃(ran)氣(qi)熱水(shui)器機型(xing)的(de)不(bu)同，選擇(ze)*的啟(qi)動流(liu)量，可(ke)實(shi)現超低(di)壓(ya)(0．02MPa以下(xia))啟(qi)動。

3、水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)與(yu)水(shui)氣(qi)聯動閥的(de)比(bi)較

　　壓差式水(shui)氣(qi)聯動閥的(de)缺(que)點是(shi)啟(qi)動水(shui)壓高，而(er)要想(xiang)降低啟(qi)動水(shui)壓就(jiu)需要犧(xi)牲壹定(ding)的(de)穩流(liu)特(te)性(xing)(水(shui)壓波動時的流(liu)量穩定(ding)能(neng)力(li))。

　　為(wei)了能使兩(liang)者兼顧，唯(wei)有加大(da)水(shui)閥膜片(pian)，但這(zhe)樣(yang)隨(sui)著閥體(ti)的增(zeng)大(da)成(cheng)本會(hui)升(sheng)高，且(qie)水(shui)流(liu)啟(qi)動壓(ya)力(li)指(zhi)標(biao)也(ye)不(bu)能做得太(tai)低(di)。對水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)，在(zai)出水(shui)端增加(jia)穩流(liu)組(zu)件，利(li)用(yong)穩流(liu)。形(xing)圈的幾何(he)尺寸及(ji)物理，通過(guo)試驗成(cheng)功開發了適(shi)用(yong)於不(bu)同容量熱水(shui)器的穩流(liu)組(zu)件，具(ju)有很好(hao)的(de)穩流(liu)特(te)性(xing)(進(jin)水(shui)壓力(li)在(zai)0．1～0．5MPa變化(hua)時，出水(shui)量變(bian)化(hua)在(zai)3L／min以內(nei))，保證(zheng)進水(shui)壓力(li)變化(hua)時，保持流(liu)量在(zai)壹定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)，達到恒溫效果(guo)。

　　比(bi)較壓差式水(shui)氣(qi)聯動閥與(yu)水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)，可(ke)以看(kan)出，前(qian)者是機(ji)械(xie)式，結構較復雜，體(ti)積大(da)，但控制(zhi)電路(lu)簡單(dan)；後(hou)者是電氣(qi)式，結構相對簡單(dan)，體(ti)積小(xiao)，但控制電路(lu)復雜。為(wei)重要的(de)是前(qian)者啟(qi)動水(shui)壓較高，水(shui)路(lu)系統阻力(li)較大(da)，不(bu)宜(yi)用(yong)在(zai)10L／min以上的(de)大(da)容量熱水(shui)器AZ；而(er)後者啟(qi)動水(shui)壓低，水(shui)路(lu)系統阻力(li)小(xiao)，在(zai)10L／min以上的(de)大(da)容量熱水(shui)器上已普(pu)遍采(cai)用(yong)。

4、結語(yu)

　　近年來，采用(yong)水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)測量流(liu)量在(zai)強(qiang)排(pai)式(shi)數(shu)碼(ma)恒溫燃(ran)氣(qi)熱水(shui)器中被(bei)大(da)量應(ying)用(yong)的事實證明，采用(yong)水(shui)流(liu)量傳感(gan)器(qi)具(ju)有結構簡單(dan)、可(ke)靠(kao)性高、測量範(fan)圍(wei)廣(guang)等(deng)特(te)點(dian)。如果(guo)能(neng)配合燃(ran)氣(qi)比例(li)閥的(de)氣(qi)量比(bi)例(li)調(tiao)節，就(jiu)可(ke)以實現(xian)燃(ran)氣(qi)熱水(shui)器在(zai)燃(ran)燒過(guo)程(cheng)的(de)全自動控(kong)制