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　　葉片式

　　葉片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測

　　傳統(tǒng)的波許L型汽油噴射系統(tǒng)及一些中檔車型采用這種葉片式空氣流量傳感器。其結(jié)構(gòu)如圖 1所示，由空氣流量計和電位計兩部分組成。空氣流量計在進氣通道內(nèi)有一個可繞軸擺動的旋轉(zhuǎn)翼片（測量片），如圖 2所示，作用在軸上的卷簧可使測量片關(guān)閉進氣通路。發(fā)動機工作時，進氣氣流經(jīng)過空氣流量計推動測量片偏轉(zhuǎn)，使其開啟。測量片開啟角度的大小取決于進氣氣流對測量片的推力與測量片軸上卷簧彈力的平衡狀況。進氣量的大小由駕駛員操縱節(jié)氣門來改變。進氣量愈大，氣流對測量片的推力愈大，測量片的開啟角度也就愈大。在測量片軸上連著一個電位計，如圖 3所示。電位計的滑動臂與測量片同軸同步轉(zhuǎn)動，把測量片開啟角度的變化（即進氣量的變化）轉(zhuǎn)換為電阻值的變化。電位計通過導(dǎo)線、連接器與ECU連接。ECU根據(jù)電位計電阻的變化量或作用在其上的電壓的變化量，測得發(fā)動機的進氣量，如圖 4所示。

　　在葉片式空氣流量傳感器內(nèi)，通常還有一電動汽油泵開關(guān)，如圖 5所示。當發(fā)動機起動運轉(zhuǎn)時，測量片偏轉(zhuǎn)，該開關(guān)觸點閉合，電動汽油泵通電運轉(zhuǎn)；發(fā)動機熄火后，測量片在回轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置的同時，使電動汽油泵開關(guān)斷開。此時，即使點火開關(guān)處于開啟位置，電動汽油泵也不工作。

　　流量傳感器內(nèi)還有一個進氣溫度傳感器，用于測量進氣溫度，為進氣量作溫度補償。

　　葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器一般有7個端子，如圖 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有將電位計內(nèi)部的電動汽油泵控制觸點開關(guān)取消后，變?yōu)?個端子的。圖 6示出了日產(chǎn)和豐田車用葉片式空氣流量傳感器導(dǎo)線連接器端子的“標記"。其端子“標記"一般標注在連接器的護套上。

　　渦街式

　　渦街流量傳感器主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數(shù)的影響。無可動機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定。渦街流量傳感器采用壓電應(yīng)力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作。有模擬標準信號，也有數(shù)字脈沖信號輸出，容易與計算機等數(shù)字系統(tǒng)配套使用，是一種比較*、理想的測量儀器。

　　渦街流量傳感器是基于卡門渦街原理研制出來的。在流體中設(shè)置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡門旋渦。

　　設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：

　　f=SrU1/d=SrU/md ⑴

　　式中　U1--旋渦發(fā)生體兩側(cè)平均流速，m/s；

　　Sr--斯特勞哈爾數(shù)；

　　m--旋渦發(fā)生體兩側(cè)弓形面積與管道橫截面面積之比

　　管道內(nèi)體積流量qv為 　qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr ⑵

　　K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 ⑶

　　式中 K--流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。

　　由上式可以看出流量傳感器的輸出頻率只于旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。

　　卡門渦旋式

　　卡門渦旋式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖 11所示。在進氣管道正中間設(shè)有線型或三角形的渦流發(fā)生器，當空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時，在其后部的氣流中會不斷產(chǎn)生一列不對稱卻十分規(guī)則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。

　　測量單位時間內(nèi)旋渦數(shù)量的方法有反光鏡檢出式和超聲波檢出式兩種。圖 12所示是反光鏡檢出式卡門渦旋流量傳感器，其內(nèi)有一只發(fā)光二極管和一只光敏三極管。發(fā)光二極管發(fā)出的光束被一片反光鏡反射到光敏三極管上，使光敏三極管導(dǎo)通。反光鏡安裝在一個很薄的金屬簧片上。金屬簧片在進氣氣流旋渦的壓力作用下產(chǎn)生振動，其振動頻率與單位時間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦數(shù)量相同。由于反光鏡隨簧片一同振動，因此被反射的光束也以相同的頻率變化，致使光敏三極管也隨光束以同樣的頻率導(dǎo)通、截止。ECU根據(jù)光敏三極管導(dǎo)通、截止的頻率即可計算出進氣量（圖 11）。凌志LS400小轎車即用了這種型式的卡門渦旋式空氣流量傳感器。

　　圖 13所示為超聲波檢出式卡門渦旋式空氣流量傳感器。在其后半部的兩側(cè)有一個超聲波發(fā)射器和一個超聲波接收器。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，超聲波發(fā)射器不斷地向超聲波接收器發(fā)出一定頻率的超聲波。當超聲波通過進氣氣流到達接收器時，由于受氣流中旋渦的影響，使超聲波的相位發(fā)生變化。ECU根據(jù)接收器測出的相應(yīng)變化的頻率，計算出單位時間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦的數(shù)量，從而求得空氣流速和流量，然后根據(jù)該信號確定基準空氣量和基準點火提前角。

　　熱線式

　　熱線式空氣流量傳感器的基本結(jié)構(gòu)由感知空氣流量的白金熱線（鉑金屬線）、根據(jù)進氣溫度進行修正的溫度補償電阻（冷線）、控制熱線電流并產(chǎn)生輸出信號的控制線路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。根據(jù)白金熱線在殼體內(nèi)的安裝部位不同，熱線式空氣流量傳感器分為主流測量、旁通測量方式兩種結(jié)構(gòu)形式。圖 18所示是采用主流測量方式的熱線式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)圖。它兩端有金屬防護網(wǎng)，取樣管置于主空氣通道中央，取樣管由兩個塑料護套和一個熱線支承環(huán)構(gòu)成。熱線線徑為70μm的白金絲（RH），布置在支承環(huán)內(nèi)，其阻值隨溫度變化，是惠斯頓電橋電路的一個臂（圖 19）。熱線支承環(huán)前端的塑料護套內(nèi)安裝一個白金薄膜電阻器，其阻值隨進氣溫度變化，稱為溫度補償電阻（RK），是惠斯頓電橋電路的另一個臂。熱線支承環(huán)后端的塑料護套上粘結(jié)著一只精密電阻（RA）。此電阻能用激光修整，也是惠斯頓電橋的一個臂。該電阻上的電壓降即為熱線式空氣流量傳感器的輸出信號電壓?；菟诡D電橋還有一個臂的電阻RB安裝在控制線路板上。

　　工作原理：熱線溫度由混合集成電路A保持其溫度與吸入空氣溫度相差一定值，當空氣質(zhì)量流量增大時，混合集成電路A使熱線通過的電流加大，反之，則減小。這樣，就使得通過熱線RH的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù)，即熱線電流IH隨空氣質(zhì)量流量增大而增大，或隨其減小而減小，一般在50-120mA之間變化。

　德國IFM易福門進口流量傳感器銷售現(xiàn)貨選擇方法

　　因此，用戶在選取流量傳感器的時候，應(yīng)該根據(jù)自身的需要選擇合適的傳感器。很多用戶對使用的傳感器的要求程度不一樣，因此所選取的標準也不一樣。如果需要很專業(yè)的數(shù)據(jù)和結(jié)果，就應(yīng)該選取國家標準。但是，如果只是作為企業(yè)中的一種簡單儀器來進行大概分析的話，就可以選取企業(yè)標準。如果要選購流量傳感器，大家一定要慎重考慮，而且選擇一些質(zhì)量有保證，比較好用的傳感器。因為，很多人以為新的傳感器，它們的技術(shù)就會越高，這是很片面的想法。新的產(chǎn)品，要具備成熟的技術(shù)才是好的產(chǎn)品。

　　在很多經(jīng)濟領(lǐng)域里，流量的準確測量已經(jīng)變得非常的重要。如今用來測量流量的多少基本上都用上了傳感器。傳感器感受流體流量并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號，裝上傳感器能使操作更為簡單便捷。流動的物體在單位時間內(nèi)通過的數(shù)量叫做流量，而用于不同的物體有不同的流量傳感器，往往是通過測量的介質(zhì)和測量的方式去區(qū)分流量傳感器類型。

　　流量傳感器一般用于工業(yè)管道內(nèi)介質(zhì)流體的流量，一般情況下有氣體液體和蒸汽等多種介質(zhì)，而用于這些多種類型的介質(zhì)有幾種流量傳感器是可以通用的。第一種是渦街流量傳感器。

　　還有一種是超聲波流量傳感器，隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展，一般情況下利用超聲波流量傳感器可以測量大部分流動物體的流量。超聲波流量傳感器還有多種測量方法，每一種方法都有各自的特點，我們應(yīng)該應(yīng)根據(jù)被測流體性質(zhì)。流速分布情況、管路安裝地點以及對測量準確度的要求等因素進行選擇。由于工業(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、安裝不緊這些缺點，超聲波流量計均可避免。超聲流量傳感器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，于是可以解決其它類型儀表所難以測量的強腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量問題。

　　影響流量傳感器的因素較多，原理有十余種，類型不少于200種，有人對美國現(xiàn)場千余臺流量傳感器進行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)其中60%所選擇的方法不太合適，而即使選擇的方法合適，又有約一半以上在安裝和布局上有問題。正確選擇，并非易事。歸納起來，正確選擇流量傳感器取決于六個因素：傳感器技術(shù)參數(shù)、流體特性、流動的狀態(tài)、安裝、環(huán)境、經(jīng)濟性。