射流流量傳感器結(jié)構(gòu)及其工作原理

射流流量傳感器具有使用壽命長(zhǎng)，腔體不結(jié)垢、不堵塞，制造成本低，射流計(jì)量腔體可一次注塑成型，批量生產(chǎn)產(chǎn)品特性一致性好等特點(diǎn)，近來(lái)來(lái)，在水流量測(cè)量領(lǐng)域中開(kāi)始逐漸采用。

射流流量傳感器通常由射流計(jì)量腔和振蕩信號(hào)檢測(cè)電路兩部分所組成。射流計(jì)量腔的作用是將被測(cè)流體引入腔體并使其產(chǎn)生穩(wěn)定而持續(xù)的雙穩(wěn)態(tài)振蕩；振蕩信號(hào)檢測(cè)電路的作用則是將與被測(cè)流體振蕩頻率成比例的流速信號(hào)通過(guò)一定的傳感原理及相應(yīng)的敏感元件將其檢出并做信號(hào)預(yù)處理，供后續(xù)信號(hào)處理單元使用，最終得到被測(cè)管道中流體的流速、流量以及累積流量等參數(shù)。

射流腔的結(jié)構(gòu)形式有多種，其中有代表性結(jié)構(gòu)的射流腔的主要特點(diǎn)是在小流量測(cè)量條件下能很好地起振并持續(xù)等幅振蕩，因此具有小的始動(dòng)流量值，特別適合于流量測(cè)量范圍要求較寬的電子水表應(yīng)用。

當(dāng)封閉管道中的水流體進(jìn)入射流流量傳感器時(shí)，由于射流的附壁效應(yīng)和控制射流反饋原理，使水流體在射流計(jì)量腔中振蕩，該振蕩頻率在一定的流量范圍內(nèi)與流經(jīng)管道流體的流速或體積流量成正比，且不受流體的物理性質(zhì)等影響。在射流腔主通道或反饋通道上設(shè)置電磁速度式敏感元件或壓電壓力式敏感元件，可以將流體振蕩頻率檢出并送后續(xù)信號(hào)處理電路作進(jìn)一步處理。

射流流量傳感器工作過(guò)程如下：管道水流體進(jìn)入射流腔進(jìn)水孔并在其噴嘴口處形成射流噴射體；射流噴射體在通過(guò)主通道時(shí)，由于受到射流附壁效應(yīng)和隨機(jī)干擾影響，流體就會(huì)沿著兩個(gè)對(duì)稱(chēng)側(cè)壁中的任意一個(gè)側(cè)壁前行；在分流劈的阻擋下，流體會(huì)在分流劈與其中一個(gè)側(cè)壁之間通過(guò)，其中大部分流體流向出水孔并最后流出射流腔，少部分流體則通過(guò)兩個(gè)對(duì)稱(chēng)反饋通道中的同一側(cè)通道流回主通道；反饋回來(lái)的流體會(huì)改變主通道射流噴射體的流動(dòng)方向，使其偏向另一側(cè)壁并在分流劈和另一側(cè)壁之間流過(guò)。同樣情形，大部分流體又會(huì)流出出水孔，少部分流體通過(guò)另一反饋通道又流回到主通道并改變射流噴射體的流動(dòng)方向；這樣周而復(fù)始進(jìn)行下去，就會(huì)在射流腔中形成穩(wěn)定的射流振蕩，它與雙穩(wěn)態(tài)振蕩器的工作原理非常相似。射流振蕩頻率在雷諾數(shù)大于某一數(shù)值時(shí)與管道中水流體的流速或體積流量成線性關(guān)系，進(jìn)而通過(guò)換算得到流量值的大小。

射流流量傳感器的在水表中的應(yīng)用，是自來(lái)水計(jì)量行業(yè)的一大飛躍。目前，國(guó)外很多大的企業(yè)都采用這種計(jì)量技術(shù)，我們要盡快完善國(guó)產(chǎn)傳感器的性能，力爭(zhēng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。