一、什么是水流傳感器

　　水流傳感器是指通過(guò)對(duì)水流量的感應(yīng)而輸出脈沖信號(hào)或電流、電壓等信號(hào)的水流量感應(yīng)儀器，這種信號(hào)的輸出和水流量成一定的線性比例，有相應(yīng)的換算公式和比較曲線，因此可做水控方面的管理和流量計(jì)算，在熱力方面配合換能器可測(cè)量一段時(shí)間介質(zhì)能量的流失，如熱能表。水流傳感器主要和控制芯片、單片機(jī)，甚至PLC配合使用。水流傳感器具有流量控制準(zhǔn)確，可以循環(huán)設(shè)定動(dòng)作流量，水流顯示和流量累積計(jì)算的作用。

　　二、水流傳感器的分類(lèi)

　　根據(jù)傳感器輸出功能的不同，一般分為水流開(kāi)關(guān)和用于測(cè)量具體介質(zhì)流速的水流傳感器。

　　1.水流開(kāi)關(guān)

　　就是一塊像槳一樣的不銹鋼薄板放在水管里，外面通機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)一外開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)有2個(gè)觸點(diǎn)，一個(gè)常開(kāi)一個(gè)常閉，水流流動(dòng)時(shí)就會(huì)帶動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

　　2.水流傳感器

　　水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉(zhuǎn)子組件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成。它裝在熱水器的進(jìn)水端用于測(cè)量進(jìn)水流量。當(dāng)水流過(guò)轉(zhuǎn)子組件時(shí)，磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，并且轉(zhuǎn)速隨著流量成線性變化。

　　三、水流傳感器使用注意事項(xiàng)

　　1）當(dāng)磁性材料或?qū)鞲衅鳟a(chǎn)生磁力的材料靠近傳感器時(shí)，其特征可能有所變化。

　　2）為了避免顆粒、雜物進(jìn)入傳感器，在傳感器的入水口必須安裝過(guò)濾網(wǎng)。

　　3）水流量傳感器的安裝要避開(kāi)有較強(qiáng)震動(dòng)和搖晃的環(huán)境，以免影響傳感器的測(cè)量精度。

　　四、水流量傳感器與水氣聯(lián)動(dòng)閥的比較

　　壓差式水氣聯(lián)動(dòng)閥的缺點(diǎn)是啟動(dòng)水壓高，而要想降低啟動(dòng)水壓就需要犧牲一定的穩(wěn)流特性（水壓波動(dòng)時(shí)的流量穩(wěn)定能力）。

　　為了能使兩者兼顧，唯有加大水閥膜片，但這樣隨著閥體的增大成本會(huì)升高，且水流啟動(dòng)壓力指標(biāo)也不能做得太低。對(duì)水流量傳感器，在出水端增加穩(wěn)流組件，利用穩(wěn)流。形圈的幾何尺寸及物理性能，通過(guò)試驗(yàn)成功開(kāi)發(fā)了適用于不同容量熱水器的穩(wěn)流組件，具有很好的穩(wěn)流特性（進(jìn)水壓力在0.1～0.5MPa變化時(shí)，出水量變化在3L/min以內(nèi)），保證進(jìn)水壓力變化時(shí)，保持流量在一定范圍內(nèi)，達(dá)到恒溫效果。

　　比較壓差式水氣聯(lián)動(dòng)閥與水流量傳感器，可以看出，前者是機(jī)械式，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，體積大，但控制電路簡(jiǎn)單;后者是電氣式，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，體積小，但控制電路復(fù)雜。更為重要的是前者啟動(dòng)水壓較高，水路系統(tǒng)阻力較大，不宜用在10L/min以上的大容量熱水器AZ;而后者啟動(dòng)水壓低，水路系統(tǒng)阻力小，在10L/min以上的大容量熱水器上已普遍采用。

　　五、水流傳感器工作原理

　　設(shè)計(jì)原理

　　和空氣流速一樣，水流速度也可以通過(guò)孔板進(jìn)行測(cè)量。然而，水流速的測(cè)量主要目的是用來(lái)確定熱量。市場(chǎng)上有許多種熱量表，可以測(cè)量流速，而原理各異。

　　可通過(guò)孔板、葉輪、超聲波、電磁方式測(cè)量液體流速。

　　水流傳感器主要由銅閥體、水流轉(zhuǎn)子組件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成。它裝在熱水器的進(jìn)水端用于測(cè)量進(jìn)水流量。當(dāng)水流過(guò)轉(zhuǎn)子組件時(shí)，磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，并且轉(zhuǎn)速隨著流量成線性變化。霍爾元件輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)反饋給控制器，由控制器判斷水流量的大小，調(diào)節(jié)控制比例閥的電流，從而通過(guò)比例閥控制燃?xì)鈿饬浚苊馊細(xì)鉄崴髟谑褂眠^(guò)程中出現(xiàn)夏暖冬涼的現(xiàn)象。水流量傳感器從根本上解決了壓差式水氣聯(lián)動(dòng)閥啟動(dòng)水壓高以及翻板式水閥易誤動(dòng)作出現(xiàn)干燒等缺點(diǎn)。它具有反映靈敏、壽命長(zhǎng)、動(dòng)作迅速、安全可靠、連接方便利啟動(dòng)流量超低（1.5L/min）等優(yōu)點(diǎn)，深受廣大用戶喜愛(ài)。

　　水流轉(zhuǎn)子組件主要由渦輪開(kāi)關(guān)殼、磁性轉(zhuǎn)子、制動(dòng)環(huán)組成。使用水流開(kāi)關(guān)方式時(shí)，其性能優(yōu)于機(jī)械式壓差盤(pán)結(jié)構(gòu)，且尺寸明顯縮校當(dāng)水流通過(guò)渦輪開(kāi)關(guān)殼，推動(dòng)磁性轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，不同磁極靠近霍爾元件時(shí)霍爾元件導(dǎo)通，離開(kāi)時(shí)霍爾元件斷開(kāi)。由此，可測(cè)量出轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。根據(jù)實(shí)測(cè)的水流量、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和輸出信號(hào)（電壓）的曲線，便可確定出熱水器的啟動(dòng)水壓，以及啟動(dòng)水壓相對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)水流量與轉(zhuǎn)子的啟動(dòng)轉(zhuǎn)速。由控制電路，便可實(shí)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大于啟動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)熱水器啟動(dòng)工作;在轉(zhuǎn)速小于啟動(dòng)轉(zhuǎn)速時(shí)，熱水器停止工作。這樣熱水器啟動(dòng)水壓一般設(shè)定在0.01MPa，啟動(dòng)水流量為3～5L/min（需滿足熱水器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)溫升的限制）。另外，由于水在永磁材料磁場(chǎng)切割下，變成磁化水，水中的含氧量增加，使人洗浴后感覺(jué)清爽。制動(dòng)環(huán)的作用是停水時(shí)，制止高速旋轉(zhuǎn)的磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，終止脈沖信號(hào)輸出。控制器接收不到脈沖信號(hào)，立即控制燃?xì)獗壤y關(guān)閥，切斷氣源，防止干燒。

　　通過(guò)霍爾效應(yīng)測(cè)量介質(zhì)流速

　　利用霍爾元件的霍爾效應(yīng)來(lái)測(cè)量磁性物理量。在霍爾元件的正極串入負(fù)載電阻，同時(shí)通上5V的直流電壓并使電流方向與磁場(chǎng)方向正交。當(dāng)水通過(guò)渦輪開(kāi)關(guān)殼推動(dòng)磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生不同磁極的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割磁感應(yīng)線，產(chǎn)生高低脈沖電平。由于霍爾元件的輸出脈沖信號(hào)頻率與磁性轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速成正比，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速又與水流量成正比，根據(jù)水流量的大小啟動(dòng)燃?xì)鉄崴鳌Ｆ涿}沖信號(hào)頻率的經(jīng)驗(yàn)公式見(jiàn)式（1）。

　　f=8.1q-3（1）

　　式中：f—脈沖信號(hào)頻率，H2

　　q—水流量，L/min

　　由水流量傳感器的反饋信號(hào)通過(guò)控制器判斷水流量的值。根據(jù)燃?xì)鉄崴鳈C(jī)型的不同，選擇的啟動(dòng)流量，可實(shí)現(xiàn)超低壓（0.02MPa以下）啟動(dòng)。

　　六、如何判斷霍爾水流傳感器的好壞

　　霍爾水流傳感器一般由開(kāi)關(guān)霍爾（如：OH44E，OH3144等），外加一磁鋼組成?；魻柟潭ㄔ趯?dǎo)管上，磁鋼固定在導(dǎo)管內(nèi)壁葉輪上。當(dāng)有水流通過(guò)時(shí)，葉輪旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)一周霍爾給出一組信號(hào)。水流速度越快霍爾給出的信號(hào)就越多。

　　要知道它的好壞首先要確定葉輪是否靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，其2要判斷在葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周霍爾是否給出信號(hào)（高低電平）。