水流传感器工作原理_水流传感器的作用_水流传感器的常见故障

什么是水流传感器

　　水流传感器是指通过对水流量的感应而输出脉冲信号或电流、电压等信号的水流量感应仪器，这种信号的输出和水流量成一定的线性比例，有相应的换算公式和比较曲线，因此可做水控方面的管理和流量计算，在热力方面配合换能器可测量一段时间介质能量的流失，如热能表。水流传感器主要和控制芯片、单片机，甚至PLC配合使用。水流传感器具有流量控制准确，可以循环设定动作流量，水流显示和流量累积计算的作用。

　　水流传感器基本原理

　　水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁性物理量。在霍尔元件的正极串入负载电阻，同时通上5V的直流电压并使电流方向与磁场方向正交。当水通过涡轮开关壳推动磁性转子转动时，产生不同磁极的旋转磁场，切割磁感应线，产生高低脉冲电平。由于霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比，转子的转速又与水流量成正比，根据水流量的大小启动燃气热水器。其脉冲信号频率的经验公式见式（1）。

　　f=8.1q-3（1）

　　式中：f—脉冲信号频率，H2

　　q—水流量，L/min

　　由水流量传感器的反馈信号通过控制器判断水流量的值。根据燃气热水器机型的不同，选择最佳的启动流量，可实现超低压（0.02MPa以下）启动。

　　水流传感器工作原理

　　水流传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成。它装在热水器的进水端用于测量进水流量。当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，调节控制比例阀的电流，从而通过比例阀控制燃气气量，避免燃气热水器在使用过程中出现夏暖冬凉的现象。水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作出现干烧等缺点。它具有反映灵敏、寿命长、动作迅速、安全可靠、连接方便利启动流量超低（1.5L/min）等优点，深受广大用户喜爱。

　　水流转子组件主要由涡轮开关壳、磁性转子、制动环组成。使用水流开关方式时，其性能优于机械式压差盘结构，且尺寸明显缩校当水流通过涡轮开关壳，推动磁性转子旋转，不同磁极靠近霍尔元件时霍尔元件导通，离开时霍尔元件断开。由此，可测量出转子转速。根据实测的水流量、转子转速和输出信号（电压）的曲线，便可确定出热水器的启动水压，以及启动水压相对应的启动水流量与转子的启动转速。由控制电路，便可实现当转子转速大于启动转速时热水器启动工作;在转速小于启动转速时，热水器停止工作。这样热水器启动水压一般设定在0.01MPa，启动水流量为3～5L/min（需满足热水器标准对最高温升的限制）。另外，由于水在永磁材料磁场切割下，变成磁化水，水中的含氧量增加，使人洗浴后感觉清爽。制动环的作用是停水时，制止高速旋转的磁性转子转动，终止脉冲信号输出。控制器接收不到脉冲信号，立即控制燃气比例阀关阀，切断气源，防止干烧。

　　热水器水流传感器的作用

　　1、通水通电，防干烧，有开关信号输出的和脉冲信号输出的水流量传感器（赛盛尔）；

　　2、线型比例输出脉冲信号，与流量成比例关系，从而实现加热功率的调整，达到恒温效果，大部分恒热热器和燃气势水器都采用这种方式，现在一些电势水龙头和洗手宝也有的用水流量传感器。

　　水流量传感器的故障解除说明

　　水流量传感器目前可以根据水流量的大小设计挡板，减少水流通过流量传感器产生的水阻力，减少水系统压头损失，但由于挡板式长期受水流的冲击仍然有疲劳的问题，即使在工厂标定好流量值的也会发生设定点飘移。通常在保护流量值不要求精确的地方使用，即用于水管内的水流突然中断的断流保护。在国内针对水源热泵机组设计的非常少。

　　挡板式是专门针对水环/地源热泵空调机组的水流量监控而开发的，它针对不同的管径配有不同的挡片，每种挡片的水阻不超过0.5米水柱，相比靶式水阻已大大降低。水流量传感器每个挡板式流量传感器都配有与水环热泵机组水管相同的管件，现场只需连接上水管即可，不需对挡片做任何改变，另外挡板式水流开关的承压大于25bar，在对水流量要求不高的水环热泵机组是一个低成本的水流开关。

　　经过在水环/地源热泵机组上使用的反馈来看，压差开关能有效判断水环热泵机组现场安装的水管路的问题，能彻底避免水流量少造成换热器冻坏的情况，流量传感器也可以保护由于水过滤器堵塞造成的水流量下降时换热器冻坏的情况，另外水管路压差开关没有靶流开关疲劳破坏的风险。

　　水流量传感器尤其在水管路有少量空气时，流量传感器工作非常稳定，不会出现类似靶流开关的漂浮情况，经过多年使用的反馈未发现压差开关本身有故障的情况。

　　水流量传感器与水气联动阀的比较

　　压差式水气联动阀的缺点是启动水压高，而要想降低启动水压就需要牺牲一定的稳流特性（水压波动时的流量稳定能力）。

　　为了能使两者兼顾，唯有加大水阀膜片，但这样随着阀体的增大成本会升高，且水流启动压力指标也不能做得太低。对水流量传感器，在出水端增加稳流组件，利用稳流。形圈的几何尺寸及物理性能，通过试验成功开发了适用于不同容量热水器的稳流组件，具有很好的稳流特性（进水压力在0.1～0.5MPa变化时，出水量变化在3L/min以内），保证进水压力变化时，保持流量在一定范围内，达到恒温效果。

　　比较压差式水气联动阀与水流量传感器，可以看出，前者是机械式，结构较复杂，体积大，但控制电路简单;后者是电气式，结构相对简单，体积小，但控制电路复杂。更为重要的是前者启动水压较高，水路系统阻力较大，不宜用在10L/min以上的大容量热水器AZ;而后者启动水压低，水路系统阻力小，在10L/min以上的大容量热水器上已普遍采用。