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      一文盤點流量傳感器的種類

      2020年07月31日 18:09 ? 次閱讀

        現今向數字化、智能化、多功能化、網絡化發展是流量傳感器將來發展的必然趨勢。

        流量傳感器,就是用于檢測流體流量大小的傳感器。

        流量是工業生產中一個重要參數,在工業生產過程中,很多原料、半成品、成品都是以流體狀態出現的。流體的流量就成了決定產品成分和質量的關鍵,也是生產成本核算和合理使用能源的重要依據。因此,對于工業生產來說,檢測流量是非常有必要的。

        根據流體的狀態,流量傳感器可分為氣體流量傳感器、液體流量傳感器和固體流量傳感器,其中氣體流量傳感器和液體流量傳感器用得多。

        而根據不同的工作原理,加上微電子技術、計算機技術和通信網絡技術的融入,流量傳感器品種日益增多,不同的流量傳感器應用在不同的場景里。

        1、容積式

        容積式流量傳感器出現較早,它的結構比較簡單,相當于用一個精密的標準容器對被測流體進行連續計量。被測流體流過時,推動轉子旋轉,2個驅動齒輪相互改變主從驅動關系作連續的、沒有死點的不等速旋轉運動。得知轉子的旋轉速度,就可以求出流體的流量。理論上,這種類型流量計測量精度與流體的種類、黏度、密度等屬性無關。測量誤差一般為±(0.2%~O.5%)R,可作為工業流量計量的標準儀表。但當被測管道直徑較大時,儀表本體顯得過于笨重。

        2、渦輪式

        渦輪流量傳感器是近30年發展起來的速度式測量儀表。其工作原理是將渦輪置于被測流體中,液體流動沖擊渦輪葉片轉動,渦輪的轉速與流體的流量成正比。通過磁電轉換裝置將渦輪的轉速轉換為相應的電信號輸出。

        渦輪流量傳感器具有測量精度高、測量范圍廣等優點;但由于渦輪必須安裝在管道內,對被測流體的清潔度要求較高;流體的溫度、黏度、密度對測量精度影響較大;轉動部件會帶來軸承的磨損,影響傳感器的使用壽命。

        3、差壓式

        差壓式流量傳感器生產歷史較長,應用十分廣泛,生產已標準化,種類也很多。如:孔板、音速噴嘴、均速管、文丘里管等流量傳感器。差壓式流量傳感器工作原理是利用當流體流過內置于管道中的節流件時,其前后會出現一個與流量有關的壓力差值,通過測量壓差值就可獲得流量值。其特點是節流件的機加工精度高,安裝要求嚴格,其前后必須有足夠長的直管道,保證流體流態穩定;流體壓損大;對于低流速流體,產生的差壓小,誤差增大;不適于脈動的流體測量。

        4、動量式

        動量式流量計中最為典型的是靶式流量計,是20世紀60年代發展起來的產品,常用來測量較高黏度油料的流量。它的主體是一個圓盤型靶,液體流動時,流動質點沖擊在靶上,使靶產生微小的位移,這個位移量反映了流量的大小。

        5、變面積式

        轉子流量傳感器的出現較早,但廣泛應用于工業測量是在近幾十年。它具有靈敏度高、結構簡單、直觀、壓損小、測量范圍大、價格便宜等優點。

        它由一個錐形管和一個置于錐形管中可以上下自由移動的轉子組成,傳感器垂直安裝在測量管道上,被測流體由下向上流動,推動轉子,轉子懸浮的高度就是流量大小的量度。

        6、流體振蕩式

        卡門渦街流量傳感器是2O世紀70年代發展起來的基于流體振蕩原理的測量儀表,近年來發展迅速,它利用插入到流體中漩渦發生體產生的漩渦頻率與流速有確定關系的原理,獲得流量。其特點是流體壓損小;可以用于液、氣的測量,可測量流速及質量流量;對流態要求穩定,管道條件要求嚴格,必須在漩渦發生體前后有一定長度的直管段,價格比較高。

        7、電磁式

        電磁流量傳感器是隨著電子技術的應用而發展起來的新型流量儀表,現已廣泛應用于各種導電液體的流量測量領域。

        根據法拉第電磁感應定律,導電的液體通過測量儀表流動,相當于導體通過磁場作切割磁力線的運動,由此感應出電動勢E,這個電動勢與平均流速成正比。電磁流量計原則上不受流體的溫度、壓力、密度和黏度等影響,且管道內部無阻擋部件和活動部件,不會改變流體原來的狀態。流速范圍在0~102m/s均可應用。適合于易燃、易爆、腐蝕性強的介質。但它在某些方面也有局限性;被測介質必須是導電液體,電導率大于10-3S/m;不能用來測量鐵磁性介質的流量;信號易受外磁場干擾。

        8、玻耳帖式

        玻耳帖式低流速氣體傳感器(流速大于2×10-2m/s)是基于玻耳帖電動勢原理和溫差電動勢原理,傳感器自身溫度僅15K,沒有熱紊亂。敏感元件上涂有保護膜,抗污染腐蝕能力強,壽命長,由于其自身溫度不高,所以對氣體溫度要求不嚴,可以測量高溫流體,工作溫度范圍寬。

        9、光纖

        光纖流量傳感器是將光纖技術與流量傳感器組合到一起,使流量信息經過傳感器后在光纖發訊頭處轉換成光信號。再經光纖傳輸到后續處理系統,實現遠距離傳輸,便于實現傳感器網絡化管理,1臺微機即可以管理監控多個傳感器。這樣既保持了原傳感器的優勢又融入了光纖傳輸線路抗干擾的優點。

        10、超聲波式

        超聲波流量傳感器是依據超聲波在流體中傳播時會載帶流體流速信息的原理,適用于兩相流流體測量,要求被測流體含有一定量的能反向超聲波的介質,即流體中有固體粒子或氣泡等兩相介質。

        11、質量式

        科理奧利質量流量傳感器應用廣泛,液體和氣體測量均可適用,20世紀70年代產生于美國,利用流體力學的原理,建立流體質量流量與流體作用力之間的函數關系。主要適用于液體測量,對于氣體測量則要求在高壓下,以確保質量流量在測量范圍內,適于在管道口徑小于200mm條件下的測量,當流體壓力變化大時,測量誤差增大。

        12、激光

        多普勒傳感器,將激光技術引入到流量測量中,與多普勒流量傳感器相結合。它可以測量低流速流體,抗干擾能力強,精度高,但必須在流體中注入反射粒子,這就限制了它的測量范圍。

        13、熱線式

        熱式流量傳感器為流量計量帶來了一場革命,實現了直接測量流體質量流量的目的。它利用傳熱學和流體力學理論,采用熱平衡原理,建立熱敏元件熱量損失與流體流速、質量流量之間的函數關系,從而獲得流體流速、流量。熱式流量傳感器主要有熱線式、熱敏電阻式、半導體集成電路式等多種,根據管道中熱元件的熱量耗散與流速、質量的關系實現流量的測量;表面熱阻式,就是把熱源放在管道的外側,加熱管內流體,通過測量流體熱量的變化求出質量流量。

        雖然由于電子技術的飛速發展和各種補償技術不斷提高,使熱線式流量傳感器的精度大大提高,測量范圍擴大,但熱線式流量傳感器一致性很差,難以進行批量生產:當測低流速流體時,熱紊亂很大,熱線抗污染腐蝕能力差,價格高,易損壞。測量中有電子噪聲,導致它的響應速度下降。

        智能數字化成趨勢

        整體而言,流量傳感器的精度高低、穩定性好壞及適應工作環境能力的大小、智能化水平和性能價格比高低等指標極大地影響著社會各行業的發展。而現今向數字化、智能化、多功能化、網絡化發展是流量傳感器將來發展的必然趨勢,因此未來大力研究生產高質量的流量傳感器是十分必要的。

        1、傳感器輸出信號的數字化

        由于網絡化發展正在興起,生產過程中的控制、管理和維護的計算機集成系統CMMS(Control,Management,andMaintenanceSystem)對傳感器的信號進行處理時,要求傳感器的輸出信號必須是數字信號,可以通過現場總線進行傳輸。

        目前國外許多行業都在大力推行傳感器數字化和網絡化,制定傳感器輸出信號標準。

        2、智能化

        將敏感元件與微處理器和信號處理電路集成到一個芯片上,可以讓數字通信口與微機連接,充分利用單片機的數據處理功能,減少隨機和系統誤差。并且具有自動校準、自檢報警和自動調節量程等功能。

        3、多功能化

        將流量測量與溫度測量、液位測量、壓力測量等功能中的一種或多種結合在一起,采用新技術、新材料,研制新的傳感器也是未來趨勢之一。

        4、高性能化

        未來,流量傳感器各方面的性能要求將會越來越高。要求量程比寬,應用范圍廣,可靠性高,不接觸測量,性價比高,傳感器小型化,示值不受被測介質狀態、參數及物理特性(溫度、壓力、密度、黏度等)變化的影響,安裝維修方便,壽命長等等。

        5、專用化

        針對某些特定應用場景,需要用到特殊流量傳感器,比如大流量、小流量、高黏度、高溫流體、多相流體、高低壓氣流等。

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      三星在今年早些時候推出的64百萬像素ISOCEL...

      這種特殊的傳感器稱為ISOCELL Bright GW1,在該公司的0.8um像素圖像傳感器系列中具....
      發表于 2020-07-30 16:39? 252次閱讀
      三星在今年早些時候推出的64百萬像素ISOCEL...

      激光發射器的測量應用與三角測量法

      激光位移傳感器可精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化,主要應用于檢測物體的位移、厚度、振動、距離....
      發表于 2020-07-30 16:27? 45次閱讀
      激光發射器的測量應用與三角測量法

      淺談工業自動化應用該如何選擇合適的傳感器

      運動控制和工業自動化系統為設計工程師帶來了眾多挑戰。例如,他們必須與工廠設置中發現的過多污垢和灰塵作....
      發表于 2020-07-30 15:53? 315次閱讀
      淺談工業自動化應用該如何選擇合適的傳感器

      使用ADuCM355和SmartMesh的無線水...

      本文重點討論歷來不可或缺但不可靠而造成實施負擔的化學測量參數。電化學是化學的一個分支,通過測量電子從....
      發表于 2020-07-30 15:50? 187次閱讀
      使用ADuCM355和SmartMesh的無線水...

      英特爾開發針對小型物件和大型機器(例如汽車)的圖...

      盡管Glance仍屬于高通的研發部門(R&D),但它使高通有機會利用在低功耗計算領域的專長,迅速進入....
      發表于 2020-07-30 15:41? 263次閱讀
      英特爾開發針對小型物件和大型機器(例如汽車)的圖...

      OPPO R11智能手機搭載高通驍龍660八核處...

      OPPO R11手機后蓋上的天線經過新的設計顯得其更隱蔽,且機身兩側較薄,提高握持手感。不過后置攝像....
      發表于 2020-07-30 15:09? 295次閱讀
      OPPO R11智能手機搭載高通驍龍660八核處...

      高通預計將在今年發布下一代旗艦驍龍處理器

      虹膜掃描或許大家已經很熟悉,因為三星已經將其應用于新款的Galaxy S8,不過,高通稱其新款版本將....
      發表于 2020-07-30 15:04? 290次閱讀
      高通預計將在今年發布下一代旗艦驍龍處理器

      DeepScale的解決方案是深度神經網絡傳感器...

      “今日的深度神經網絡(DNN)研究有很大一部分,是以現有DNN進行調整或修改;”DeepScale首....
      發表于 2020-07-30 14:58? 124次閱讀
      DeepScale的解決方案是深度神經網絡傳感器...

      磁導航服務機器人主要應用范圍

      另外,曼普拉斯正在開發磁釘專用的導航傳感器,其磁釘檢測范圍更寬泛,應用更靈活。曼普拉斯后續還將推出磁....
      發表于 2020-07-30 14:35? 58次閱讀
      磁導航服務機器人主要應用范圍

      迅速增長的MEMS傳感器和執行器應用

      2010年以來,在物聯網技術需求的驅動下,各種各樣的MEMS傳感器和執行器在可穿戴系統、虛擬現實產品....
      發表于 2020-07-30 14:24? 107次閱讀
      迅速增長的MEMS傳感器和執行器應用

      飼料硬度計的作用是什么,它的工作原理的介紹

      硬度是顆粒飼料品質檢測的重要指標,顆粒飼料的硬度不僅影響粉化率和耐久指數,還影響適口性。適口性決定飼....
      發表于 2020-07-30 13:58? 79次閱讀
      飼料硬度計的作用是什么,它的工作原理的介紹

      邊緣軟件充分利用英特爾視覺加速產品性能,賦能邊緣...

       相比于過往ODM/OEM(原始設計制造商/原始設備制造商)缺乏軟件及方案開發能力,SI/ISV(系....
      發表于 2020-07-30 11:11? 97次閱讀
      邊緣軟件充分利用英特爾視覺加速產品性能,賦能邊緣...

      什么樣的傳統企業需要考慮+AI?

      另外,人工智能雖然強大但是普及性有限,并沒有人工智能成為一個平臺可以直接使用。每一個傳統企業都有客制....
      發表于 2020-07-30 10:35? 159次閱讀
      什么樣的傳統企業需要考慮+AI?

      皮帶秤稱重傳感器安裝時的注意事項都有哪些

      介紹皮帶秤稱重傳感器安裝應注意以下事項,以防止損壞稱重傳感器或者導致傳感器偏載、過載以及測量不準等。....
      發表于 2020-07-30 10:17? 77次閱讀
      皮帶秤稱重傳感器安裝時的注意事項都有哪些

      汽車工業走向智能化的助推器

      以新一代信息技術為代表的工業革命已經到來,物聯網、云計算等技術正在影響著各行各業,汽車行業也是如此。隨著實現智...
      發表于 2020-07-30 10:07? 0次閱讀
      汽車工業走向智能化的助推器

      未來物聯網系統中的無故障數據存儲介紹

      幾十年來,遠程控制節點的基本架構都是由控制器、傳感器、本地存儲器、網絡連接接口和電池組成。這一架構廣泛應用于實...
      發表于 2020-07-30 08:32? 0次閱讀
      未來物聯網系統中的無故障數據存儲介紹

      無人機通過智能調節系統可以消除外界干擾?

      通過各種傳感器知道自己的高度與水平位置之后,無人機要如何懸停在這個預設的位置上呢?這其實就是一套負反....
      發表于 2020-07-30 08:32? 126次閱讀
      無人機通過智能調節系統可以消除外界干擾?

      兼具高性能及低功耗的移動式平臺防撞與導航的解決方案

      新式電動升降車、揀選叉車、牽引車和移動運輸平臺通過半自動化運行方式,為用戶帶來額外應用潛力。SICK TiM系列...
      發表于 2020-07-30 08:19? 0次閱讀
      兼具高性能及低功耗的移動式平臺防撞與導航的解決方案

      Genetec整合佩戴式攝像頭和自動車牌識別系統

      據外媒報道,Genetec的安全中心AutoVu自動車牌識別(automated license plate recognition,ALPR)系統可幫助停...
      發表于 2020-07-30 08:07? 0次閱讀
      Genetec整合佩戴式攝像頭和自動車牌識別系統

      電氣傳感器的發展歷程

      集成電路由JackKilby和RobertNoyce(美國)獨立開發,徹底改變了電子世界。在薄半導體....
      發表于 2020-07-29 18:12? 294次閱讀
      電氣傳感器的發展歷程

      傳感器技術在非接觸式水龍頭中的應用有哪些

      一般來說,基于傳感器的無接觸水龍頭由紅外發射電路、紅外接收放大電路,控制電路、電磁閥、電源組成。
      發表于 2020-07-29 18:02? 110次閱讀
      傳感器技術在非接觸式水龍頭中的應用有哪些

      無線傳感器的基本網絡架構

      無線傳感器網絡由溫度、濕度、壓力、位置、振動、聲音等節點組成,這些節點可以用于各種實時應用中,完成智....
      發表于 2020-07-29 17:45? 128次閱讀
      無線傳感器的基本網絡架構

      什么是傳感器融合

      軍方一直是傳感器數據融合的先驅,“通過使用來自多個分布式源的數據,可以獲得更低的檢測錯誤概率和更高的....
      發表于 2020-07-29 17:40? 66次閱讀
      什么是傳感器融合

      一文知道傳感器融合是如何工作的

      傳感器融合是一種將多個物理傳感器組合起來以產生準確“真實”的測量結果的技術,即使每個傳感器本身可能都....
      發表于 2020-07-29 17:35? 52次閱讀
      一文知道傳感器融合是如何工作的

      關于AD7768/AD7768-4的噪聲性能和O...

      應用工程師經常會重復回答不同客戶提出的相同問題,尤其是客戶針對應用進行器件選型相關咨詢時。我們注意到....
      發表于 2020-07-29 17:17? 104次閱讀
      關于AD7768/AD7768-4的噪聲性能和O...
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