希而科工業(yè)控制設備（上海）有限公司

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陳汪亭 銷售

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希而科*ACS-CONTROL流量計SIF-04MGSPKY  

德國ACS-CONTROL是一家專注于測量技術和自動控制技術的企業(yè)。15年以來研究并且生產的流量計、液位計、傳感器和壓力開關等產品在各個領域得到廣泛應用。

主營產品ACS流量計 ACS液位計 ACS溫度計 ACS傳感器

ACS-CONTROL 流量計 流量傳感器

常見型號：

希而科銷售 ACS-CONTROL 流量計 30310273 SIF-04MGSPKY

Elektrodenrelais zum Anschluss an konduktive Sonden zur Füllstandmessung von leitfähigen Flüssigkeiten,
Ausführung im Anreihgehäuse 22,5mm für Hutschienenmontage, mit Weitbereichsnetzteil 20...253V AC/DC,
Arbeitsbereich bis max. 200kOhm, optional als Sondervariante 0...1MOhm oder 0...8MOhm

流量計英文名稱是flowmeter，全國科學技術名詞審定委員會把它定義為：指示被測流量和（或）在選定的時間間隔內流體總量的儀表。簡單來說就是用于測量管道或明渠中流體流量的一種儀表。

流量計又分為有差壓式流量計、轉子流量計、節(jié)流式流量計、細縫流量計、容積流量計、電磁流量計、超聲波流量計等。按介質分類：液體流量計和氣體流量計。

計量是工業(yè)生產的眼睛。流量計量是計量科學技術的組成部分之一，它與國民經濟、國防建設、科學研究有密切的關系。做好這一工作，對保證產品質量、提高生產效率、促進科學技術的發(fā)展都具有重要的作用，特別是在能源危機、工業(yè)生產自動化程度愈來愈高的當今時代，流量計在國民經濟中的地位與作用更加明顯。

工程上常用單位m3/h，它可分為瞬時流量（Flow Rate）和累計流量（Total Flow），瞬時流量即單位時間內過封閉管道或明渠有效截面的量，流過的物質可以是氣體、液體、固體；累計流量即為在某一段時間間隔內（一天、一周、一月、一年）流體流過封閉管道或明渠有效截面的累計量。通過瞬時流量對時間積分亦可求得累計流量，所以瞬時流量計和累計流量計之間也可以相互轉化。 [1] 

發(fā)展歷史編輯

早在1738年，瑞士人丹尼爾伯努利以*伯努利方程為基礎利用差壓法測量水流量。后來意大利人G.B.文丘里研究用文丘里管測量流量，并于1791年發(fā)表了研究結果。

1886年，美國人赫謝爾應用文丘里管制成了測量水流量的的實用測量裝置。

20世紀初期到中期，原有的測量原理逐漸走向成熟，人們不再將思路局限在原有的測量方法上，而是開始了新的探索。

到了30年代，又出現了探討用聲波測量液體和氣體的流速的方法聲波測量流量的方法，但到第二次世界大戰(zhàn)為止未獲得很大進展，直到1955年才有了應用聲循環(huán)法的馬克森流量計的問世，用于測量航空燃料的流量。

20世紀的60年代以后，測量儀表開始向精密化、小型化等方向發(fā)展。

隨著集成電路技術的迅速發(fā)展，具有鎖相環(huán)路技術的超聲（波）流量計也得到了普遍應用，微型計算機的廣泛應用，進一步提高了流量測量的能力，如激光多普勒流速計應用微型計算機后，可處理較為復雜的信號。

發(fā)展趨勢編輯

在工業(yè)現場，測量流體流量的儀表統稱為流量計或流量表。是工業(yè)測量中1重要的儀表之一。隨著工業(yè)的發(fā)展，對流量測量的準確度和范圍要求越來越高，為了適應多種用途，各種類型的流量計相繼問世，廣泛應用于石油天然氣、石油化工、水處理、食品飲料、制藥、能源、冶金、紙漿造紙和建筑材料等行業(yè)。

弗若斯特沙利文咨詢公司運用360度全視角研究模型，著眼于，綜合應用行業(yè)、科技技術發(fā)展、經濟、競爭環(huán)境和行業(yè)用戶等多項模塊，對流量計市場進行全面研究。本文以靶式流量計、容積式流量計、渦輪流量計、差壓式流量計、變面積式流量計、電磁流量計、超聲波流量計、渦街流量計(典型的流體振蕩式流量計)、科里奧利質量流量計和插入式熱質量流量計作為研究對象，對市場進行分析。 [1] 

2008年流量計的市場規(guī)模達到28.3億美元，較2007年增長約3.9%。

發(fā)展現狀編輯

由于缺乏國家在這行業(yè)體制機制強有力的支持，造成我國儀器儀表行業(yè)缺乏高層次的復合型人才，缺乏熟悉、精通各學科交叉的綜合型人才。自主創(chuàng)新能力低下，自主知識產權匱乏。具體表現在國產自動化產品奇缺，市場競爭力不強。

現代計量是光、機、電、計算機和許多基礎學科高度綜合的產物，對新技術比較敏感，是現代產業(yè)產品中更新換代速度比較快的產品之一，每年都會有新產品推出，特別是在當今信息技術攻速發(fā)展的時代，競爭日趨激烈，發(fā)展速度稍微慢點就會被遠遠拋在后面。我國雖然已經進入21世紀，但許多東西還停留在80年代初的水平上，大型和高檔的儀器設備幾乎全部依靠進口，甚至有的儀器在國內還處于空白狀態(tài)，中低端的產品質量保證上還有許多問題需要攻克。

因此，必須要有國家戰(zhàn)略高度的規(guī)劃和相關資源的大力支撐，才有機去不斷縮小差距。如果測試儀器企業(yè)無法做到一個比較大的規(guī)模，那么就很難具備和*一較長短的實力，而前期的成長需要巨額長期的資金投入。

應用范圍編輯

流量計量廣泛應用于工農業(yè)生產、國防建設、科學研究對外貿易以及人民生活各個領域之中。在石油工業(yè)生產中，從石油的開采、運輸、煉冶加工直至貿易銷售，流量計量貫穿于全過程中，任何一個環(huán)節(jié)都離不開流量計量，否則將無法保證石油工業(yè)的正常生產和貿易交往。在化工行業(yè)，流量計量不準確會造成化學成分分配比失調，無法保證產品質量，嚴重的還會發(fā)生生產安全事故。在電力工業(yè)生產中，對液體、氣體、蒸汽等介質流量的測量和調節(jié)重要地位。流量計量的準確與否不僅對保證發(fā)電廠在參數下運行具有很大的經濟意義，而且隨著高溫高壓大容量機組的發(fā)展，流量測量已成為保證發(fā)電廠安全運行的重要環(huán)節(jié)。如大容量鍋爐瞬時給水流量中斷或減少，都可能造成嚴重的干鍋或爆管事故。這就要求流量測量裝置不但應做到準確計量，而且要及時地發(fā)出報警信號。在鋼鐵工業(yè)生產中，煉鋼過程中循環(huán)水和氧氣(或空氣)的流量測量是保證產品質量的重要參數之一。在輕工業(yè)、食品、紡織等行業(yè)中，也都離不開流量計量。

應用比較多的換能器是外夾式和插入式。單聲道超聲波流量計結構簡單、使用方便，但這種流量計對流態(tài)分布變化適應性差，微電子技術和計算機技術的飛躍發(fā)展極大地推動儀表更新換代，新型流量計如雨后春筍般涌現出來。至今，據稱已有上百種流量計投向市場，現場使用中許多棘手的難題可望獲得解決。我國開展近代流量測量技術的工作比較晚，被設

在測量流動通道6的上游端并相對于孔眼11和12，用于減少被測量的流體流入孔眼11和12;測量控制部件19，用于測量超聲波換能器8和9之間的超聲波的傳播時間;及計算部件20，用于根據該測量控制部件19的信號計算流量。

流量計盡量避開鐵磁性物體及具有強電磁場的設備(如大電機、大變壓器的等)，以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。傳感器勺轉換器間的流量信號線和激磁線。然而從雷電故障中損壞零部件的分析，引起故障的感應高電壓和浪涌電流大部分足從控制室電源線路引入的，其他兩條途徑較少。由于電磁流量計測量含有懸浮固相或污臟體的機會遠比其他流量儀表多，出現內壁附著層產生的故障概率也就相對較高。若附著層電導率與液體電導率相近。常見的調試期故障通常由安裝不妥。

應用發(fā)展

科里奧利

科里奧利質量流量計（以下簡稱CMF）是利用流體在振動管中流動時，產生與質量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質量流量儀表。 [2] 

中國CMF的應用起步較晚，已有幾家制造廠自行開發(fā)供應市場；還有幾家制造廠組建合資企業(yè)或引用國外技術生產系列儀表。

國外CMF已發(fā)展30余系列，各系列開發(fā)在技術上著眼點在于：流量檢測測量管結構上設計創(chuàng)新：提高儀表零點穩(wěn)定性和精確度等性能；增加測量管撓度，提高靈敏度：改善測量管應力分布，降低疲勞損壞，加強抗振動干擾能力等。

某些廠家研發(fā)出了可以測量氣液兩相的科里奧利儀表，可以應用在卸船，含氣泡介質等原先傳統儀表無法工作的場合。同時有一種MVD變送器可以實現儀表在線自校驗，即無需將流量計拆下，利用對流量管剛性的檢查，來判斷現場儀表的性能。

電磁

EMF從50年代初進入工業(yè)應用以來，使用領域日益擴展，80年代后期起在各國流量儀表銷售金額中已16%~20%。

中國發(fā)展迅速，1994年銷售估計為6500~7500臺。國內已生產口徑為2~6m的EMF，并有實流校驗口徑3m的設備能力。2008年銷售額已經達到7700萬美元，估計銷售量在35萬臺以上。

渦街

USF在60年代后期進入工業(yè)應用，80年代后期起在各國流量儀表銷售金額中已4%～6%。1992年世界范圍估計銷售量為3548萬臺，同期國內產品估計在8000～9000臺。

應用領域

流量測量技術與儀表的應用大致有以下幾個領域。

工業(yè)生產

流量儀表是過程自動化儀表與裝置中的大類儀表之一，它被廣泛適用于冶金、電力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、輕紡、食品、醫(yī)藥、農業(yè)、環(huán)境保護及人民日常生活等國民經濟各個領域，是發(fā)展工農業(yè)生產，節(jié)約能源，改進產品質量，提高經濟效益和管理水平的重要工具在國民經濟中重要的地位。在過程自動化儀表與裝置中，流量儀表有兩大功用：作為過程自動化控制系統的檢測儀表和測量物料數量的總量表。

能源計量

能源分為一次能源（煤炭、原油、煤層氣、石油氣和天然氣）、二次能源（電力、焦炭、人工燃氣、成品油、液化石油氣、蒸汽）及載能工質（壓縮空氣、氧、氮、氫、水）等。能源計量是科學管理能源，實現節(jié)能降耗，提高經濟效益的重要手段。流量儀表是能源計量儀表的重要組成部分，水、人工燃氣、天然氣、蒸汽和油品這些常用的能源都使用著數量極其龐大的流量計，它們是能源管理和經濟核算*的工具。

環(huán)境保護

煙氣，廢液、污水等的排放嚴重污染大氣和水資源，嚴重威脅人類生存環(huán)境。國家把可持續(xù)發(fā)展列為國策，環(huán)境保護將是21世紀的課題。空氣和水的污染要得到控制，必須加強管理，而管理的基礎是污染量的定量控制，流量計在煙氣排放、污水、廢氣處理流量計量方面有著不可替代的位置。

中國是以煤為主要能源的國家，全國有上百萬個煙囪不停地向大氣排放煙氣。煙氣排放控制是*污染的重要項目，每個煙囪必須是安裝煙氣分析儀表和流量計，組成連櫝排放監(jiān)視系統。煙氣的流量沆量有很大因難，它的難度為煙囪尺寸大且形狀不規(guī)則，氣體組分變化不定，流速范圍大，臟污，灰塵，腐蝕，高溫，無直管段等。

交通運輸

有五種方式：鐵路公路、航空、水運和管道運輸。其中管道運輸雖早已有之，但應用并不普遍。隨著環(huán)保問題的突出，管道運輸的特點引起人們的重視。管道運輸必須裝備流量計，它是控制、分配和調度的眼睛，亦是安全監(jiān)沒和經濟核算的*工具。

生物制藥

21世紀將迎來生命科學的世紀，以生物技術為特征的產業(yè)將獲得迅速發(fā)展。生物技術中需監(jiān)測計量的物質很多，如血液，尿液等；醫(yī)藥行業(yè)對各種醫(yī)藥配方，液體制劑成分的控制流量儀表也是不和或缺的。儀表開發(fā)的難度極大，品種繁多。

科學實驗

科學實驗需要的流量計不但數量多，且品種極其繁雜。據統計流量計100多種中很大一部分是應科研之需用的，它們并不批量生產，在市面出售，許多科研機構和大企業(yè)皆設專門小組研制的流量計。

海洋、江河湖泊

這些領域為敞開流道，一般需檢測流速，然后推算流量。流速計和流量計所依據的物理原理及流體力學基礎是共通的但是儀表原理及結構以及使用前提有很大差別。

執(zhí)行標準編輯

CJ/T1017-1993潛水型電磁流量計1993-12-01作廢

CJ/T122-2000超聲多普勒流量計建設部2001-06-01現行

CJ/T3017-1993潛水電磁流量計建設部1993-12-01現行

CJ/T3054.1-1995水量計量儀表均速管流量計建設部1994-12-01現行

CJ/T3063-1997給排水用超聲流量計(傳播速度差法)建設部1997-02-01現行

GB/T12826-1991移動設備用卷繞電纜載流量計算導則國家技術監(jiān)督局1992-02-01現行

GB/T17286.1-1998液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統第1部分:一般原則國家技術監(jiān)督局1998-10-01現行

GB/T17286.2-1998液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統第2部分:體積管國家技術監(jiān)督局1998-10-01現行

GB/T17286.3-1998液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統第3部分:脈沖插入技術國家技術監(jiān)督局1998-10-01現行

GB/T17286.4-2006液態(tài)烴動態(tài)測量體積計量流量計檢定系統第4部分：體積管操作人員指南國家質量監(jiān)督檢驗檢疫2006-07-01現行

GB/T17288-1998液態(tài)烴體積測量容積式流量計計量系統國家技術監(jiān)督局1998-10-01現行

GB/T17288-2009液態(tài)烴體積測量容積式流量計計量系統2009-10-01即將實施

GB/T17289-1998液態(tài)烴體積測量渦輪流量計計量系統國家技術監(jiān)督局1998-10-01現行

GB/T17289-2009液態(tài)烴體積測量渦輪流量計計量系統2009-10-01即將實施

GB/T18604-2001用氣體超聲流量計測量天然氣流量國家質量監(jiān)督檢驗檢疫.2002-08-01現行

GB/T18659-2002封閉管道中導電液體流量的測量電磁流量計的性能評定方法國家質量監(jiān)督檢驗檢疫.2002-08-01現行

常用類型編輯

流量測量方法和儀表的種類繁多，分類方法也很多。2011年以前可供工業(yè)用的流量儀表種類達60種之多。品種如此之多的原因就在于沒有一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件都適用的流量儀表，但是隨著時代的進步，這個科技大爆炸的時代里，終于出現了質量流量計，質量流量計適用于任何流體、任何量程、任何流動狀態(tài)以及任何使用條件，只是價格比較昂貴，無法在所以工業(yè)中都得到普及。

舊式的60多種流量儀表，每種產品都有它特定的適用性，也都有它的局限性。按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類；按測量目的又可分為總量測量和流量測量，其儀表分別稱作總量表和流量計。

此外，按測量原理可分為如下幾個大類：

1、力學原理：屬于此類原理的儀表有利用伯努利定理的差壓式、轉子式；利用動量定理的沖量式、可動管式；利用牛頓第二定律的直接質量式；利用流體動量原理的靶式；利用角動量定理的渦輪式；利用流體振蕩原理的旋渦式、渦街式；利用總靜壓力差的皮托管式以及容積式和堰、槽式等等。

2、電學原理：用于此類原理的儀表有電磁式、差動電容式、電感式、應變電阻式等。

3、聲學原理：利用聲學原理進行流量測量的有超聲波式．聲學式（沖擊波式）等。

4、熱學原理：利用熱學原理測量流量的有熱量式、直接量熱式、間接量熱式等。

5、光學原理：激光式、光電式等是屬于此類原理的儀表。

6、原子物理原理：核磁共振式、核輻射式等是屬于此類原理的儀表．

7、其它原理：有標記原理（示蹤原理、核磁共振原理）、相關原理等。

本文按照目前的分類法分別來闡述各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外的發(fā)揮在那情況：

靶式

靶式流量計是基于力學原理的一種流量計，它在工業(yè)上的開發(fā)應用已有數十年的歷史。新型SBL靶式流量計是在傳統靶式流量計的基礎上，隨著新型傳感器、微電子技術的發(fā)展研制開發(fā)成的新型電容力感應式流量計，它既有孔板、渦街等流量計無可動部件的特點，同時又具有很高的靈敏度、與容積式流量計相媲美的準確度，量程范圍寬。 [3] 

中國于20世紀70年代開發(fā)電動、氣動靶式流量變送器它是電動、氣動單元組合儀表的檢測儀表。由于當時力轉換器直接采用差壓變送器的力平衡機構，這種流量計使用時不免帶來力平衡機構本身所造成的諸多缺陷，如零位易漂移，測量精確度低，杠桿機構可靠性差等。由于力平衡機構性能不佳的拖累，靶式流量計本身的許多優(yōu)點亦未能得到有效的發(fā)揮，至今用戶對舊靶式流量計的不良印象仍未消除。

新型SBL靶式流量計的力轉換器采用應變式力轉換器，它*消除了上述力平衡機構的缺點，新型靶式流量計還把微電子技術和計算機技術應用到信號轉換器和顯示部分，流量計具有一系列優(yōu)點，相信今后在眾多流量計中發(fā)揮重要的作用。

差壓式

差壓式流量計是根據安裝于管道中流量檢測件與流體相互作用產生的差壓，已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。

差壓式流量計由一次裝置(檢測件）和二次裝置（差壓轉換器和流量顯示儀表）組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類，如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計、皮托管原理式-畢托巴流量計等。

二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。它已發(fā)展為三化（系列化、通用化及標準化）程度很高的、種類規(guī)格龐雜的一大類儀表，它既可測量流量參數，也可測量其它參數（如壓力、物位、密度等）。

差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為：節(jié)流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。

檢測件又可按其標準化程度分為二大類：標準的和非標準的。

所謂標準檢測件是只要按照標準文件設計、制造、安裝和使用，無須經實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。

非標準檢測件是成熟程度較差的，尚未列入標準中的檢測件。差壓式流量計是一類應用的流量計，在各類流量儀表中其使用量

差壓式流量計流體體積流量公式為：

v=aA √2/j(p-q)

v--體積

j--液體密度

a--流量系數，與流道尺寸 取壓方式和流速公布有關

A--孔板開孔面積

p-q--壓力差

優(yōu)點：

（1）應用的孔板式流量計結構牢固，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長；

（2）應用范圍廣泛，至今尚無任何一類流量計可與之相比擬；

（3）檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產，便于規(guī)模經濟生產。

缺點：

（1）測量精度普遍偏低；

（2）范圍度窄，一般僅3:1~4:1；

（3）現場安裝條件要求高；

（4）壓損大（指孔板、噴嘴等）。

注：一種新型產品：引進美國航天航空局而開發(fā)的平衡流量計，這種流量計的測量精度是傳統節(jié)流裝置的5-10倍，壓力損失1/3。壓力恢復快2倍，

直管段可以小至1.5D，安裝和使用方便，大大減少流體運行的能力消耗。

應用概況：

差壓式流量計應用范圍特別廣泛。在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用。如流體方面：單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等；工作狀態(tài)方面：常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等；管徑方面：從幾mm到幾m；流動條件方面：亞音速、音速、脈動流等。它在各工業(yè)部門的用量約流量計全部用量的1/4~1/3。

1、常用標準節(jié)流裝置（孔板）、（噴嘴）、（文丘利管）。

2、常用非標準節(jié)流裝置有（雙重孔板）、（圓缺孔板）、（1/4圓噴嘴）和（文丘利噴嘴）。

3、孔板常用取壓方法有（角接取壓）、（法蘭取壓），其它方法有（理論取壓）、（徑距取壓）和（管接取壓）。

4、標準孔板法蘭取壓法，上下游取壓孔中心距孔板前后端面的間距均為（25.4±0.8）mm，也叫1英寸法蘭取壓。

5、1151變送器的工作電源范圍（12）vdc到（45）vdc，負載從（0）歐姆到（1650）歐姆。

6、1151dp4e變送器的測量范圍是（0～6.2）到（0～37.4）kpa。

7、1151差壓變送器的

正遷移量為（500%），1大負遷移量為（600%）。

8、管道內的流體速度，一般情況下，在（管道中心線）處的流速

，在（管壁）處的流速等于零。

9、若（雷諾數）相同，流體的運動就是相似的。

10、當充滿管道的流體流經節(jié)流裝置時，流束將在（縮口）處發(fā)生（局部收縮），從而使（流速）增加，而（靜壓力）降低。

11、1151差壓變送器采用可變電容作為敏感元件，當差壓增加時，測量膜片發(fā)生位移，于是低壓側的電容量（增加），高壓側的電容量（減少）

13、1151 [4]  差壓變送器的精度為（±0.2%）和（±0.25%）。　注：大差壓變送器為±0.25%

14、常用的流量單位、體積流量為（m3/h）、（t/h），質量流量為（kg/h）、（t/h），標準狀態(tài)下氣體體積流量為（nm3/h）。

15、用孔板流量計測量蒸汽流量，設計時，蒸汽的密度為4.0kg/m3，而實際工作時的密度為3kg/m3，則實際指示流量是設計流量的（0.866）倍。

16、用孔板流量計測量氣氨流量，設計壓力為0.2mpa（表壓），溫度為20℃，而實際壓力為0.15mpa（表壓），溫度為30℃，則實際指示流量是設計流量的（0.897）倍。

17、節(jié)流孔板前的直管段一般要求（10）d，孔板后的直管段一般要求（5）d，為了正確測量，孔板前的直管段

為（30～50）d，特別是孔板前有泵或調節(jié)閥時更是如此。

18、為了使孔板流量計的流量系數α趨向定值，流體的雷諾數應大于（界限雷諾數）。

19、在孔板加工的技術要求中，上游平面應和孔板中心線（垂直），不應有（可見傷痕），上游面和下游面應（平行），上游入口邊緣應（銳利無毛刺和傷痕）。

浮子

浮子流量計，又稱轉子流量計、金屬轉子流量計、成豐玻璃轉子流量計，是變面積式流量計的一種。在一根由下向上擴大的垂直錐管中，圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的，從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。

浮子流量計是僅次于差壓式流量計應用范圍寬廣的一類流量計，特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。

80年代中期，日本、西歐、美國的銷售金額流量儀表的15%~20%。中國產量1990年估計在12~14萬臺，其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。

特點：

（1）玻璃錐管浮子流量計結構簡單，使用方便，缺點是耐壓力低，有玻璃管易碎的較大風險；

（2）適用于小管徑和低流速；

（3）壓力損失較低。

容積式

容積式流量計

容積式流量計(7張)

容積式流量計，又稱定排量流量計，簡稱PD流量計，在流量儀表中是精度高的一類。它利用機械測量元件把流體連續(xù)不斷地分割成單個已知的體積部分，根據測量室逐次重復地充滿和排放該體積部分流體的次數來測量流體體積總量。

容積式流量計按其測量元件分類，可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

優(yōu)點：

（1）計量精度高；

（2）安裝管道條件對計量精度沒有影響；

（3）可用于高粘度液體的測量；

（4）范圍度寬；

（5）直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計總量，清晰明了，操作簡便。

缺點：

（1）結果復雜，體積龐大；

（2）被測介質種類、口徑、介質工作狀態(tài)局限性較大：

（3）不適用于高、低溫場合；

（4）大部分儀表只適用于潔凈單相流體；

（5）產生噪聲及振動。

應用概況：

容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計并列為三類使用量的流量計，常應用于昂貴介質（油品、天然氣等）的總量測量。

1990年產量（不包括家用煤氣表）為34萬臺，其中橢圓齒輪式和腰輪式分別70%和20%

電磁流量計

1、優(yōu)點

(1)電磁流量計可用來測量工業(yè)導電液體或漿液。

(2)無壓力損失。

(3)測量范圍大，電磁流量變送器的口徑從2.5mm到2.6m。

(4)電磁流量計測量被測流體工作狀態(tài)下的體積流量，測量原理中不涉及流體的溫度、壓力、密度和粘度的影響。

2、缺點

(1)電磁流量計的應用有一定局限性，它只能測量導電介質的液體流量，不能測量非導電介質的流量，例如氣體和水處理較好的供熱用水。另外在高溫條件下其襯里需考慮。

(2)電磁流量計是通過測量導電液體的速度確定工作狀態(tài)下的體積流量。按照計量要求，對于液態(tài)介質，應測量質量流量，測量介質流量應涉及到流體的密度，不同流體介質具有不同的密度，而且隨溫度變化。如果電磁流量計轉換器不考慮流體密度，僅給出常溫狀態(tài)下的體積流量是不合適的。

(3)電磁流量計的安裝與調試比其它流量計復雜，且要求更嚴格。變送器和轉換器必須配套使用，兩者之間不能用兩種不同型號的儀表配用。在安裝變送器時，從安裝地點的選擇到具體的安裝調試，必須嚴格按照產品說明書要求進行。安裝地點不能有振動，不能有強磁場。在安裝時必須使變送器和管道有良好的接觸及良好的接地。變送器的電位與被測流體等電位。在使用時，必須排盡測量管中存留的氣體，否則會造成較大的測量誤差。

(4)電磁流量計用來測量帶有污垢的粘性液體時，粘性物或沉淀物附著在測量管內壁或電極上，使變送器輸出電勢變化，帶來測量誤差，電極上污垢物達到一定厚度，可能導致儀表無法測量。

(5)供水管道結垢或磨損改變內徑尺寸，將影響原定的流量值，造成測量誤差。如100mm口徑儀表內徑變化1mm會帶來約2%附加誤差。

(6)變送器的測量信號為很小的毫伏級電勢信號，除流量信號外，還夾雜一些與流量無關的信號，如同相電壓、正交電壓及共模電壓等。為了準確測量流量，必須消除各種干擾信號，有效放大流量信號。應該提高流量轉換器的性能，采用微處理機型的轉換器，用它來控制勵磁電壓，按被測流體性質選擇勵磁方式和頻率，可以排除同相干擾和正交干擾。但改進的儀表結構復雜，成本較高。

(7)價格較高

超聲波流量計

1、優(yōu)點

(1) 超聲波流量計是一種非接觸式測量儀表，可用來測量不易接觸、不易觀察的流體流量和大管徑流量。它不會改變流體的流動狀態(tài)，不會產生壓力損失，且便于安裝。

(2) 可以測量強腐蝕性介質和非導電介質的流量。

(3) 超聲波流量計的測量范圍大，管徑范圍從20mm～5m.

(4) 超聲波流量計可以測量各種液體和污水流量。

(5) 超聲波流量計測量的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、粘度及密度等熱物性參數的影響。可以做成固定式和便攜式兩種形式。

2、缺點

(1) 超聲波流量計的溫度測量范圍不高，一般只能測量溫度低于200℃的流體。

(2) 抗干擾能力差。易受氣泡、結垢、泵及其它聲源混入的超聲雜音干擾、影響測量精度。

(3) 直管段要求嚴格，為前20D,后5D。否則離散性差，測量精度低。

(4) 安裝的不確定性，會給流量測量帶來較大誤差。

(5) 測量管道因結垢，會嚴重影響測量準確度，帶來顯著的測量誤差，甚至在嚴重時儀表無流量顯示。

(6) 可靠性、精度等級不高(一般為1.5～2.5級左右)，重復性差。

(7) 使用壽命短(一般精度只能保證一年)。

(8) 超聲波流量計是通過測量流體速度來確定體積流量，對液體應該測量它的質量流量，儀表測量質量流量是通過體積流量乘以人為設定的密度后得到的，當流體溫度變化時，流體密度是變化的，人為設定密度值，不能保證質量流量的準確度。只能在測量流體速度的同時，又測量了流體密度，才能通過運算，得到真實質量流量值。

(9) 價格較高。

渦街流量計

1、優(yōu)點

(1) 渦街流量計無可動部件，測量元件結構簡單，性能可靠，使用壽命長。

(2) 渦街流量計測量范圍寬。量程比一般能達到1：10。

(3) 渦街流量計的體積流量不受被測流體的溫度、壓力、密度或粘度等熱工參數的影響。一般不需單獨標定。它可以測量液體、氣體或蒸汽的流量。

(4) 它造成的壓力損失小。

(5) 準確度較高，重復性為0.5%，且維護量小。

2、缺點

(1) 渦街流量計工作狀態(tài)下的體積流量不受被測流體溫度、壓力、密度等熱工參數的影響，但液體或蒸汽的終測量結果應是質量流量，對于氣體，終測量結果應是標準體積流量。質量流量或標準體積流量都必須通過流體密度進行換算，必須考慮流體工況變化引起的流體密度變化。

(2) 造成流量測量誤差的因素主要有：管道流速不均造成的測量誤差;不能準確確定流體工況變化時的介質密度;將濕飽和蒸汽假設成干飽和蒸汽進行測量。這些誤差如果不加以限制或消除，渦街流量計的總測量誤差會很大。

(3) 抗振性能差。外來振動會使渦街流量計產生測量誤差，甚至不能正常工作。通道流體高流速沖擊會使渦街發(fā)生體的懸臂產生附加振動，使測量精度降低。大管徑影響更為明顯。

(4) 對測量臟污介質適應性差。渦街流量計的發(fā)生體極易被介質臟污或被污物纏繞，改變幾何體尺寸，對測量精度造成極大影響。

(5) 直管段要求高。專家指出，渦街流量計直管段一定要保證前40D后20D，才能滿足測量要求。

(6) 耐溫性能差。渦街流量計一般只能測量300℃以下介質的流體流量。

孔板流量計

1、優(yōu)點

(1)標準節(jié)流件是*的，并得到了標準組織的認可，無需實流校準，即可投用，在流量計中亦是

(2)結構易于復制，簡單、牢固、性能穩(wěn)定可靠、價格低廉;

(3)應用范圍廣，包括全部單相流體(液、氣、蒸汽)、部分混相流，一般生產過程的管徑、工作狀態(tài)(溫度、壓力)皆有產品。

(4)檢測件和差壓顯示儀表可分開不同廠家生產，便與專業(yè)化規(guī)模生產;

2、缺點

(1)測量的重復性、精確度在流量計中屬于中等水平，由于眾多因素的影響錯綜復雜，精確度難于提高。

(2)范圍度窄，由于流量系數與雷諾數有關,一般范圍度僅3∶1 ～ 4∶1。

(3)有較長的直管段長度要求，一般難于滿足。尤其對較大管徑，問題更加突出;

(4)壓力損失大;

通常為維持一臺孔板流量計正常運行，水泵需要附加動力克服孔板的壓力損失。該附加耗電量可直接由壓力損失和流量計算確定。一年約需多耗電數萬度，折合人民幣數萬元。下表中列出了孔板在正常壓力損失情況下的能耗計算結果。其中運行天數按三百五十天計算，電價按0.35元/度計算。由表中計算電耗數據可見，孔板的附加運行費用是*的，而采用彎管流量計該運行費用為零!

(5)孔板以內孔銳角線來保證精度，因此對腐蝕、磨損、結垢、臟污敏感，長期使用精度難以保證，需每年拆下強檢一次。

(6)采用法蘭連接，易產生跑、冒、滴、漏問題，大大增加了維護工作量。

熱式質量流量計(恒溫差)

- 優(yōu)點

1. 球閥安裝，安裝拆卸方便。并可以帶壓安裝。

2. 基于金氏定律，直接測量質量流量。測量值不受壓力和溫度影響。

3. 響應迅速。

4.量程范圍大，管道式安裝可以測量8.8mm管道的流量，可以測到30’’

5. 插入式類型的流量計，一支流量計可以用于測量多種管徑。

- 缺點

1.精度不及其他類型流量計，一般為3%。

2.適用范圍窄，只能用于測量干燥的非爆炸性的氣體，如壓縮空氣、氮氣、氬氣及其他中性氣體。

其它常用類型編輯

超聲波

超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束（或超聲脈沖）的作用以測量流量的儀表。 [5] 

根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法（直接時差法、時差法、相位差法和頻差法）、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及噪聲法等。

超聲流量計和電磁流量計一樣，因儀表流通通道未設置任何阻礙件，均屬*流量計，是適于解決流量測量困難問題的一類流量計，特別在大口徑流量測量方面有較突出的優(yōu)點，它是發(fā)展迅速的一類流量計之一。

優(yōu)點：

（1）可做非接觸式測量；（2）為無流動阻撓測量，無壓力損失；

（3）可測量非導電性液體，對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。

缺點：

（1）傳播時間法只能用于清潔液體和氣體；而多普勒法只能用于測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體；　（2）多普勒法測量精度不高。

應用概況：

（1）傳播時間法應用于清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、：怪液、液化天然氣等；

（2）氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗；

（3）多普勒法適用于異相含量不太高的雙相流體，例如：未處理污水、工廠排放液、臟流程液；通常不適用于非常清潔的液體。

熱式

熱式流量計傳感器包含兩個傳感元件，一個速度傳感器和一個溫度傳感器。它們自動地補償和校正氣體溫度變化。儀表的電加熱部分將速度傳感器加熱到高于工況溫度的某一個定值，使速度傳感器和測量工況溫度的傳感器之間形成恒定溫差。當保持溫差不變時，電加熱消耗的能量，也可以說熱消散值，與流過氣體的質量流量成正比。

熱式氣體質量流量計即Mass Flow Meter（縮寫為MFM），它是氣體流量計量中新型儀表，區(qū)別于其它氣體流量計不需要進行壓力和溫度修正，直接測量氣體的質量流量，一支傳感器可以做到量程從極低到高量程。它適合單一氣體和固定比例多組份氣體的測量。

熱式氣體質量流量計是用于測量和控制氣體質量流量的新型儀表。可用于石油、化工、鋼鐵、冶金、電力、輕工、醫(yī)藥、環(huán)保等工業(yè)部門的空氣、烴類氣體、可燃性氣體、煙道氣體的監(jiān)測。

熱式流量計

熱式流量計(2張)

特點：

1、可靠性高 重復性好 測量精度高 壓損小；

2、無活動部件量程比寬 響應速度快 無須溫壓補償。

應用：

1、工業(yè)管道中氣體質量流量測量

2、煙囪排出的煙氣流速測量

3、、煅燒爐煙道氣流量測量

4、燃氣過程中空氣流量測量

5、、壓縮空氣流量測量

6、半道體芯片制造過程中氣體流量測量

7、、污水處理中氣體流量測量

8、加熱通風和空調系統中的氣體流量測量

9、、熔劑回收系統氣體流量測量

10、燃燒鍋爐中燃燒氣體流量測量

11、、天然氣、火炬氣、氫氣等氣體流量測量

12、、啤酒生產過程中二氧化碳氣體流量測量

13、、水泥、卷煙、玻璃廠生產過程中氣體質量流量測量

明渠

與前述幾種不同，它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。

面積式明渠流量計

面積式明渠流量計

非滿管態(tài)流動的水路稱作明渠，測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計（open channel flowmeter）。

明渠流量計除圓形外，還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。

明渠流量計配合各種標準的三角堰、矩形堰、巴歇爾槽等測流堰槽，能準確的測量明渠的流量。

明渠流量計應用場所有城市供水引水渠;火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工礦企業(yè)水排放以及水利工程和農業(yè)灌溉用渠道。有人估計1995臺，約占流量儀表整體的1.6%，但是國內應用尚無估計數據。

選購方法編輯

一般選型

可以從五個方面進行考慮，這五個方面為流量計儀表性能方面、流體特性方面、安裝條件方面、環(huán)境條件方面和經濟因素方面。五個方面的詳細因素如下：

儀表性能方面：準確度、重復性、線性度、范圍度、流量范圍、信號輸出特性、響應時間、壓力損失等；

流體特性方面： 溫度、壓力、密度、粘度、化學腐蝕、磨蝕性、結垢、混相、相變、電導率、聲速、導熱系數、比熱容，等熵指數；

安裝條件方面： 管道布置方向，流動方向，檢測件上下游側直管段長度、管道口徑，維修空間、電源、接地、輔助設備(過濾器、消氣器)、安裝、等；

環(huán)境條件方面：環(huán)境溫度、濕度、電磁干擾、安全性、防爆、管道振動等；

經濟因素方面： 儀表購置費、安裝費、運行費、校驗費、維修費、儀表使用壽命、備品備件等。

(二)流量計儀表選型的步驟如下：

1、依據流體種類及五個方面考慮因素初選可用儀表類型(要有幾種類型以便進行選擇)；

2、對初選類型進行資料及價格信息的收集，為深入的分析比較準備條件；

3、采用淘汰法逐步集中到1～2種類型，對五個方面因素要反復比較分析確定預選目標。

注意事項

流體特性主要指燃氣的壓力、溫度、密度、黏度、壓縮性等，由于煤氣的體積隨著溫度、壓力而變化，應考慮是否要補償修正。

儀表性能是指儀表的精度、重復性、線性度、量程比、壓力損失、起始流量、輸出信號及響應時間等，選流量計時應對上述指標進行仔細分析比較，選擇能滿足計量介質流量要求的儀表。

安裝條件是指燃氣流向、管道走向、上下游直管道長度、管徑、空間位置及管件等，這些都會影響燃氣煤氣流量計的準確運行、維護保養(yǎng)和使用壽命。

經濟因素是指購置費、安裝費、維護費、校驗費及備品備件等，其又受燃氣煤氣流量計的性能、可靠性、壽命等影響。

精度等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精 度等級，做到經濟合算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合，

在精度等級選擇，如1.0級、0.5級，或者更高等級，用于過程控制的場合，根據控制要求選擇不同精度等級。有些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級稍低的，如1.5級、2.5級，甚至 4.0級，這時可以選用價格低廉的插入式電磁流量計測量介質流速、儀表量程與口徑測量一般的介質時，電磁流量計的滿度流量可以在測量介質流速0.5—12m/s范圍內選用范圍比較寬。選擇儀表規(guī)格(口徑)不一 定與工藝管道相同，應視測量流量范圍是否在流速范圍內確定，即當管道流速偏低不能滿足流量儀表要求時或者在此流速下測量準確度不能保證時，需要縮小儀表口徑，從而提高管內流速，得到滿意測量結果。

傳感器（英文名稱：transducer/sensor）是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

傳感器的特點包括：微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化。它是實現自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。通常根據其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等類。

國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律(數學函數法則)轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。

中國物聯網校企聯盟認為，傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。”

“傳感器”在新韋式大詞典中定義為：“從一個系統接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統中的器件”。 [1] 

主要作用編輯

人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。

傳感器匯總圖片精選

傳感器匯總圖片精選(6張)

 而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現象和規(guī)律以及生產活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。

新技術革命的到來，世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。

在現代工業(yè)生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數，使設備工作在正常狀態(tài)或狀態(tài)，并使產品達到的質量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現代化生產也就失去了基礎。

在基礎學科研究中，傳感器更具有突出的地位。現代科學技術的發(fā)展，進入了許多新領域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到fm的粒子世界，縱向上要觀察長達數十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應。此外，還出現了對深化物質認識、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種技術研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、*磁場、超弱磁場等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應的傳感器是不可能的。許多基礎科學研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機理和高靈敏度的檢測傳感器的出現，往往會導致該領域內的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學科開發(fā)的。

傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調查、醫(yī)學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統，幾乎每一個現代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。

由此可見，傳感器技術在發(fā)展經濟、推動社會進步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術將會出現一個飛躍，達到與其重要地位相稱的新水平。

主要特點編輯

傳感器的特點包括：微型化、數字化、智能化、多功能化、系統化、網絡化，它不僅促進了傳統產業(yè)的改造和更新換代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀新的經濟增長點。微型化是建立在微電子機械系統（MEMS）技術基礎上的，已成功應用在硅器件上做成硅壓力傳感器。

傳感器的組成編輯

傳感器一般由敏感元件、轉換元件、變換電路和輔助電源四部分組成，如圖1 所示。

圖1 傳感器的組成

敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量有確定關系的物理量信號；轉換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉換為電信號；變換電路負責對轉換元件輸出的電信號進行放大調制；轉換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。

主要功能編輯

常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬：

光敏傳感器——視覺

聲敏傳感器——聽覺

氣敏傳感器——嗅覺

化學傳感器——味覺

壓敏、溫敏、

傳感器（圖1）

傳感器（圖1）

流體傳感器——觸覺

敏感元件的分類：

物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。

化學類，基于化學反應的原理。

生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。

通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等類（還有人曾將敏感元件分46類）。

常見種類編輯

電阻式

電阻式傳感器是將被測量，如位移、形變、力、加速度、濕度、溫度等這些物理量轉換式成電阻值這樣的一種器件。主要有電阻應變式、壓阻式、熱電阻、熱敏、氣敏、濕敏等電阻式傳感器件。

變頻功率

變頻功率傳感器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣，再將采樣

變頻功率傳感器

變頻功率傳感器(3張)

 值通過電纜、光纖等傳輸系統與數字量輸入二次儀表相連，數字量輸入二次儀表對電壓、電流的采樣值進行運算，可以獲取電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數。

稱重

稱重傳感器是一種能夠將重力轉變?yōu)殡娦盘柕牧?rarr;電轉換裝置，是電子衡器的一個關鍵部件。

能夠實現力→電轉換的傳感器有多種，常見的有電阻應變式、電磁力式和電容式等。電磁力式主要用于電子天平，電容式用于部分電子吊秤，而絕大多數衡器產品所用的還是電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器結構較簡單，準確度高，適用面廣，且能夠在相對比較差的環(huán)境下使用。因此電阻應變式稱重傳感器在衡器中得到了廣泛地運用。

電阻應變式

傳感器中的電阻應變片具有金屬的應變效應，即在外力作用下產生機械形變，從而使電阻值隨之發(fā)生相應的變化。電阻應變片主要有金屬和半導體兩類，金屬應變片有金屬絲式、箔式、薄膜式之分。半導體應變片具有靈敏度高（通常是絲式、箔式的幾十倍）、橫向效應小等優(yōu)點。

壓阻式

壓阻式傳感器是根據半導體材料的壓阻效應在半導體材料的基片上經擴散電阻而制成的器件。其基片可直接作為測量傳感元件，擴散電阻在基片內接成電橋形式。當基片受到外力作用而產生形變時，各電阻值將發(fā)生變化，電橋就會產生相應的不平衡輸出。

用作壓阻式傳感器的基片（或稱膜片）材料主要為硅片和鍺片，硅片為敏感材料而制成的硅壓阻傳感器越來越受到人們的重視，尤其是以測量壓力和速度的固態(tài)壓阻式傳感器應用較為普遍。

熱電阻

熱電阻測溫是基于金屬導體的電阻值隨溫度的增加而增加這一特性來進行溫度測量的。

傳感器（圖6）

傳感器（圖6）

熱電阻大都由純金屬材料制成，目前應用多的是鉑和銅，此外，已開始采用鎳、錳和銠等材料制造熱電阻。

熱電阻傳感器主要是利用電阻值隨溫度變化而變化這一特性來測量溫度及與溫度有關的參數。在溫度檢測精度要求比較高的場合，這種傳感器比較適用。較為廣泛的熱電阻材料為鉑、銅、鎳等，它們具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。用于測量-200℃～+500℃范圍內的溫度。

熱電阻傳感器分類：

1、NTC熱電阻傳感器：

該類傳感器為負溫度系數傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而減小。

2、PTC熱電阻傳感器：

該類傳感器為正溫度系數傳感器，即傳感器阻值隨溫度的升高而增大。

激光

利用激光技術進行測量的傳感器。

傳感器（圖7）

傳感器（圖7）

它由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表，它的優(yōu)點是能實現無接觸遠距離測量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強等。

激光傳感器工作時，先由激光發(fā)射二極管對準目標發(fā)射激光脈沖。經目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學系統接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號，并將其轉化為相應的電信號。

利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現無接觸遠距離測量。激光傳感器常用于長度（ZLS-Px）、距離（LDM4x）、振動（ZLDS10X）、速度（LDM30x）、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。

霍爾

霍爾傳感器是根據霍爾效應制作的一種磁場傳感器，

傳感器（圖8）

傳感器（圖8）

廣泛地應用于工業(yè)自動化技術、檢測技術及信息處理等方面。霍爾效應是研究半導體材料性能的基本方法。通過霍爾效應實驗測定的霍爾系數，能夠判斷半導體材料的導電類型、載流子濃度及載流子遷移率等重要參數。

霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關型霍爾傳感器兩種。

1、線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成，它輸出模擬量。

2、開關型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器，斯密特觸發(fā)器和輸出級組成，它輸出數字量。

霍爾電壓隨磁場強度的變化而變化，磁場越強，電壓越高，磁場越弱，電壓越低。霍爾電壓值很小，通常只有幾個毫伏，但經集成電路中的放大器放大，就能使該電壓放大到足以輸出較強的信號。若使霍爾集成電路起傳感作用，需要用機械的方法來改變磁場強度。下圖所示的方法是用一個轉動的葉輪作為控制磁通量的開關，當葉輪葉片處于磁鐵和霍爾集成電路之間的氣隙中時，磁場偏離集成片，霍爾電壓消失。這樣，霍爾集成電路的輸出電壓的變化，就能表示出葉輪驅動軸的某一位置，利用這一工作原理，可將霍爾集成電路片用作用點火正時傳感器。霍爾效應傳感器屬于被動型傳感器，它要有外加電源才能工作，這一特點使它能檢測轉速低的運轉情況。

溫度

1、室溫管溫傳感器：室溫傳感器用于測量室內和室外的環(huán)境溫度，

傳感器（圖9）

傳感器（圖9）

管溫傳感器用于測量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。室溫傳感器和管溫傳感器的形狀不同，但溫度特性基本*。按溫度特性劃分，美的使用的室溫管溫傳感器有二種類型：1.常數B值為4100K±3%，基準電阻為25℃對應電阻10KΩ±3%。在0℃和55℃對應電阻公差約為±7%；而0℃以下及55℃以上，對于不同的供應商，電阻公差會有一定的差別。溫度越高，阻值越小；溫度越低，阻值越大。離25℃越遠，對應電阻公差范圍越大。

2、排氣溫度傳感器：排氣溫度傳感器用于測量壓縮機頂部的排氣溫度，常數B值為3950K±3%,基準電阻為90℃對應電阻5KΩ±3%。

3、模塊溫度傳感器：模塊溫度傳感器用于測量變頻模塊（IGBT或IPM）的溫度，用的感溫頭的型號是602F-3500F，基準電阻為25℃對應電阻6KΩ±1%。幾個典型溫度的對應阻值分別是：-10℃→（25.897～28.623）KΩ；0℃→（16.3248～17.7164）KΩ；50℃→（2.3262～2.5153）KΩ；90℃→（0.6671～0.7565）KΩ。

溫度傳感器的種類很多，經常使用的有熱電阻：PT100、PT1000、Cu50、Cu100；熱電偶：B、E、J、K、S等。溫度傳感器不但種類繁多，而且組合形式多樣，應根據不同的場所選用合適的產品。

測溫原理：根據電阻阻值、熱電偶的電勢隨溫度不同發(fā)生有規(guī)律的變化的原理，我們可以得到所需要測量的溫度值。

無線溫度

無線溫度傳感器將控制對象的溫度參數變成電信號,并對接收終端發(fā)送無線信號，對系統實行檢測、調節(jié)和控制。可直接安裝在一般工業(yè)熱電阻、熱電偶的接線盒內，與現場傳感元件構成一體化結構。通常和無線中繼、接收終端、通信串口、電子計算機等配套使用，這樣不僅節(jié)省了補償導線和電纜，而且減少了信號傳遞失真和干擾，從而獲的了高精度的測量結果。

無線溫度傳感器廣泛應用于化工、冶金、石油、電力、水處理、制藥、食品等自動化行業(yè)。例如：高壓電纜上的溫度采集；水下等惡劣環(huán)境的溫度采集；運動物體上的溫度采集；不易連線通過的空間傳輸傳感器數據；單純?yōu)榻档筒季€成本選用的數據采集方案；沒有交流電源的工作場合的數據測量；便攜式非固定場所數據測量。

智能

智能傳感器的功能是通過模擬人的感官和大腦的協調動作，

傳感器（圖10）

傳感器（圖10）

結合長期以來測試技術的研究和實際經驗而提出來的。是一個相對獨立的智能單元，它的出現對原來硬件性能苛刻要求有所減輕，而靠軟件幫助可以使傳感器的性能大幅度提高。

1、信息存儲和傳輸——隨著全智能集散控制系統（SmartDistributedSystem）的飛速發(fā)展，對智能單元要求具備通信功能，用通信網絡以數字形式進行雙向通信，這也是智能傳感器關鍵標志之一。智能傳感器通過測試數據傳輸或接收指令來實現各項功能。如增益的設置、補償參數的設置、內檢參數設置、測試數據輸出等。

2、自補償和計算功能——多年來從事傳感器研制的工程技術人員一直為傳感器的溫度漂移和輸出非線性作大量的補償工作，但都沒有從根本上解決問題。而智能傳感器的自補償和計算功能為傳感器的溫度漂移和非線性補償開辟了新的道路。這樣，放寬傳感器加工精密度要求，只要能保證傳感器的重復性好，利用微處理器對測試的信號通過軟件計算，采用多次擬合和差值計算方法對漂移和非線性進行補償，從而能獲得較精確的測量結果壓力傳感器。

3、自檢、自校、自診斷功能——普通傳感器需要定期檢驗和標定，以保證它在正常使用時足夠的準確度，這些工作一般要求將傳感器從使用現場拆卸送到實驗室或檢驗部門進行。對于在線測量傳感器出現異常則不能及時診斷。采用智能傳感器情況則大有改觀，首先自診斷功能在電源接通時進行自檢，診斷測試以確定組件有*。其次根據使用時間可以在線進行校正，微處理器利用存在EPROM內的計量特性數據進行對比校對。

4、復合敏感功能——觀察周圍的自然現象，常見的信號有聲、光、電、熱、力、化學等。敏感元件測量一般通過兩種方式：直接和間接的測量。而智能傳感器具有復合功能，能夠同時測量多種物理量和化學量，給出能夠較全面反映物質運動規(guī)律的信息。

光敏

光敏傳感器是常見的傳感器之一，它的種類繁多，主要有：光電管、光電倍增管、光敏電阻、光敏三極管、太陽能電池、紅外線傳感器、紫外線傳感器、光纖式光電傳感器、色彩傳感器、CCD和CMOS圖像傳感器等。它的敏感波長在可見光波長附近，包括紅外線波長和紫外線波長。光傳感器不只局限于對光的探測，它還可以作為探測元件組成其他傳感器，對許多非電量進行檢測，只要將這些非電量轉換為光信號的變化即可。光傳感器是目前產量、應用的傳感器之一，它在自動控制和非電量電測技術引中的地位。簡單的光敏傳感器 [2]  是光敏電阻，當光子沖擊接合處就會產生電流。

生物

生物傳感器的概念

傳感器（圖11）

傳感器（圖11）

生物傳感器是用生物活性材料（酶、蛋白質、DNA、抗體、抗原、生物膜等）與物理化學換能器有機結合的一門交叉學科，是發(fā)展生物技術*的一種*檢測方法與監(jiān)控方法，也是物質分子水平的快速、微量分析方法。各種生物傳感器有以下共同的結構：包括一種或數種相關生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表達的信號轉換為電信號的物理或化學換能器（傳感器），二者組合在一起，用現代微電子和自動化儀表技術進行生物信號的再加工，構成各種可以使用的生物傳感器分析裝置、儀器和系統。

生物傳感器的原理

待測物質經擴散作用進入生物活性材料，經分子識別，發(fā)生生物學反應，產生的信息繼而被相應的物理或化學換能器轉變成可定量和可處理的電信號，再經二次儀表放大并輸出，便可知道待測物濃度。

生物傳感器的分類

按照其感受器中所采用的生命物質分類，可分為：微生物傳感器、免疫傳感器、組織傳感器、細胞傳感器、酶傳感器、DNA傳感器等等。

按照傳感器器件檢測的原理分類，可分為：熱敏生物傳感器、場效應管生物傳感器、壓電生物傳感器、光學生物傳感器、聲波道生物傳感器、酶電極生物傳感器、介體生物傳感器等。

按照生物敏感物質相互作用的類型分類，可分為親和型和代謝型兩種。

視覺

工作原理：

傳感器（圖12）

傳感器（圖12）

視覺傳感器是指：具有從一整幅圖像捕獲光線的數發(fā)千計像素的能力，圖像的清晰和細膩程度常用分辨率來衡量，以像素數量表示。

視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數以千計的像素。圖像的清晰和細膩程度通常用分辨率來衡量，以像素數量表示。

在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析。例如，若視覺傳感器被設定為辨別正確地插有八顆螺栓的機器部件，則傳感器知道應該拒收只有七顆螺栓的部件，或者螺栓未對準的部件。此外，無論該機器部件位于視場中的哪個位置，無論該部件是否在360度范圍內旋轉，視覺傳感器都能做出判斷。

應用領域：

視覺傳感器的低成本和易用性已吸引機器設計師和工藝工程師將其集成入各類曾經依賴人工、多個光電傳感器，或根本不檢驗的應用。視覺傳感器的工業(yè)應用包括檢驗、計量、測量、定向、瑕疵檢測和分撿。以下只是一些應用范例：

在汽車組裝廠，檢驗由機器人涂抹到車門邊框的膠珠是否連續(xù)，是否有正確的寬度；

在瓶裝廠，校驗瓶蓋是否正確密封、裝灌液位是否正確，以及在封蓋之前沒有異物掉入瓶中；

在包裝生產線，確保在正確的位置粘貼正確的包裝標簽；

在藥品包裝生產線，檢驗阿斯匹林藥片的泡罩式包裝中是否有破損或缺失的藥片；

在金屬沖壓公司，以每分鐘逾150片的速度檢驗沖壓部件，比人工檢驗快13倍以上。

位移

傳感器（圖13）

傳感器（圖13）

位移傳感器又稱為線性傳感器，把位移轉換為電量的傳感器。位移傳感器是一種屬于金屬感應的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉換為電量它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器。

在這種轉換過程中有許多物理量（例如壓力、流量、加速度等）常常需要先變換為位移，然后再將位移變換成電量。因此位移傳感器是一類重要的基本傳感器。在生產過程中，位移的測量一般分為測量實物尺寸和機械位移兩種。機械位移包括線位移和角位移。按被測變量變換的形式不同，位移傳感器可分為模擬式和數字式兩種。模擬式又可分為物性型（如自發(fā)電式）和結構型兩種。常用位移傳感器以模擬式結構型居多，包括電位器式位移傳感器、 電感式位移傳感器、自整角機、電容式位移傳感器、電渦流式位移傳感器、霍爾式位移傳感器等。數字式位移傳感器的一個重要優(yōu)點是便于將信號直接送入計算機系統。這種傳感器發(fā)展迅速，應用日益廣泛。

壓力

壓力傳感器引是工業(yè)實踐中常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業(yè)。

超聲波測距離

超聲波測距離傳感器采用超聲波回波測距原理，運用精確的時差測量技術，檢測傳感器與目標物之間的距離，采用小角度，小盲區(qū)超聲波傳感器，具有測量準確，無接觸，防水，防腐蝕，低成本等優(yōu)點，可應于液位，物位檢測，*的液位，料位檢測方式，可保證在液面有泡沫或大的晃動，不易檢測到回波的情況下有穩(wěn)定的輸出，應用行業(yè)：液位，物位，料位檢測，工業(yè)過程控制等。

24GHz雷達

24GHz雷達傳感器采用高頻微波來測量物體運動速度、距離、運動

RFbeam 24GHz雷達傳感器

RFbeam 24GHz雷達傳感器

方向、方位角度信息，采用平面微帶天線設計，具有體積小、質量輕、靈敏度高、穩(wěn)定強等特點，廣泛運用于智能交通、工業(yè)控制、安防、體育運動、智能家居等行業(yè)。工業(yè)和信息化部2012年11月19日正式發(fā)布了《工業(yè)和信息化部關于發(fā)布24GHz頻段短距離車載雷達設備使用頻率的通知》（工信部無〔2012〕548號），明確提出24GHz頻段短距離車載雷達設備作為車載雷達設備的規(guī)范。 [3] 

一體化溫度

一體化溫度傳感器一般由測溫探頭（熱電偶或熱電阻傳感器）和兩線制固體電子單元組成。采用固體模塊形式將測溫探頭直接安裝在接線盒內，從而形成一體化的傳感器。一體化溫度傳感器一般分為熱電阻和熱電偶型兩種類型。

熱電阻溫度傳感器是由基準單元、R/V轉換單元、線性電路、反接保護、限流保護、V/I轉換單元等組成。測溫熱電阻信號轉換放大后，再由線性電路對溫度與電阻的非線性關系進行補償，經V/I轉換電路后輸出一個與被測溫度成線性關系的4～20mA的恒流信號。

熱電偶溫度傳感器一般由基準源、冷端補償、放大單元、線性化處理、V/I轉換、斷偶處理、反接保護、限流保護等電路單元組成。它是將熱電偶產生的熱電勢經冷端補償放大后，再帽由線性電路消除熱電勢與溫度的非線性誤差，后放大轉換為4～20mA電流輸出信號。為防止熱電偶測量中由于電偶斷絲而使控溫失效造成事故，傳感器中還設有斷電保護電路。當熱電偶斷絲或接解不良時，傳感器會輸出值（28mA）以使儀表切斷電源。一體化溫度傳感器具有結構簡單、節(jié)省引線、輸出信號大、抗干擾能力強、線性好、顯示儀表簡單、固體模塊抗震防潮、有反接保護和限流保護、工作可靠等優(yōu)點。一體化溫度傳感器的輸出為統一的 4～20mA信號；可與微機系統或其它常規(guī)儀表匹配使用。也可用戶要求做成防爆型或防火型測量儀表。

液位

1、浮球式液位傳感器

浮球式液位傳感器由磁性浮球、測量導管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。

一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿測量導管上下移動。導管內裝有測量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比于液位變化的電阻信號，并將電子單元轉換成4～20mA或其它標準信號輸出。該傳感器為模塊電路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蝕等優(yōu)點，電路內部含有恒流反饋電路和內保護電路，可使輸出電流不超過28mA，因而能夠可靠地保護電源并使二次儀表不被損壞。

2、浮筒式液位傳感器

浮筒式液位傳感器是將磁性浮球改為浮筒，它是根據阿基米德浮力原理設計的。浮筒式液位傳感器是利用微小的金屬膜應變傳感技術來測量液體的液位、界位或密度的。它在工作時可以通過現場按鍵來進行常規(guī)的設定操作。

3、靜壓或液位傳感器

該傳感器利用液體靜壓力的測量原理工作。它一般選用硅壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉換成電信號，再經放大電路放大和補償電路補償，后以4～20mA或0～10mA電流方式輸出。

真空度

真空度傳感器，采用*硅微機械加工技術生產，以集成硅壓阻力敏元件作為傳感器的核心元件制成的壓力變送器，由于采用硅-硅直接鍵合或硅-派勒克斯玻璃靜電鍵合形成的真空參考壓力腔，及一系列無應力封裝技術及精密溫度補償技術，因而具有穩(wěn)定性優(yōu)良、精度高的突出優(yōu)點，適用于各種情況下壓力的測量與控制。

特點及用途

采用低量程芯片真空絕壓封裝，產品具有高的過載能力。芯片采用真空充注硅油隔離，不銹鋼薄膜過渡傳遞壓力，具有優(yōu)良的介質兼容性，適用于對316L不銹鋼*的絕大多數氣液體介質真空壓力的測量。真空度傳染其應用于各種工業(yè)環(huán)境的低真空測量與控制 [4]  。

電容式物位

電容式物位傳感器適用于工業(yè)企業(yè)在生產過程中進行測量和控制生產過程，主要用作類導電與非導電介質的液體液位或粉粒狀固體料位的遠距離連續(xù)測量和指示。

電容式液位傳感器由電容式傳感器與電子模塊電路組成，它以兩線制4～20mA恒定電流輸出為基型，經過轉換，可以用三線或四線方式輸出，輸出信號形成為 1～5V、0～5V、0～10mA等標準信號。電容傳感器由絕緣電極和裝有測量介質的圓柱形金屬容器組成。當料位上升時，因非導電物料的介電常數明顯小于空氣的介電常數，所以電容量隨著物料高度的變化而變化。傳感器的模塊電路由基準源、脈寬調制、轉換、恒流放大、反饋和限流等單元組成。采用脈寬調特原理進行測量的優(yōu)點是頻率較低，對周圍元射頻干擾、穩(wěn)定性好、線性好、無明顯溫度漂移等。

銻電極酸度

銻電極酸度傳感器是集 PH檢測、自動清洗、電信號轉換為一體的工業(yè)在線分析儀表，它是由銻電極與參考電極組成的PH值測量系統。在被測酸性溶液中，由于銻電極表面會生成三氧化二銻氧化層，這樣在金屬銻面與三氧化二銻之間會形成電位差。該電位差的大小取決于三所氧化二銻的濃度，該濃度與被測酸性溶液中氫離子的適度相對應。如果把銻、三氧化二銻和水溶液的適度都當作1，其電極電位就可用能斯特公式計算出來。

銻電極酸度傳感器中的固體模塊電路由兩大部分組成。為了現場作用的安全起見，電源部分采用交流24V為二次儀表供電。這一電源除為清洗電機提供驅動電源外，還應通過電流轉換單元轉換成相應的直流電壓，以供變送電路使用。第二部分是測量傳感器電路，它把來自傳感器的基準信號和PH酸度信號經放大后送給斜率調整和定位調整電路，以使信號內阻降低并可調節(jié)。將放大后的PH信號與溫度被償信號進行迭加后再差進轉換電路，后輸出與PH值相對應的4～20mA恒流電流信號給二次儀表以完成顯示并控制PH值。

酸、堿、鹽

酸、堿、鹽濃度傳感器通過測量溶液電導值來確定濃度。它可以在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中酸、堿、鹽在水溶液中的濃度含量。這種傳感器主要應用于鍋爐給水處理、化工溶液的配制以及環(huán)保等工業(yè)生產過程。

酸、堿、鹽濃度傳感器的工作原理是：在一定的范圍內，酸堿溶液的濃度與其電導率的大小成比例。因而，只要測出溶液電導率的大小變可得知酸堿濃度的高低。當被測溶液流入電導池時，如果忽略電極極化和分布電容，則可以等效為一個純電阻。在有恒壓交變電流流過時，其輸出電流與電導率成線性關系，而電導率又與溶液中酸、堿濃度成比例關系。因此只要測出溶液電流，便可算出酸、堿、鹽的濃度。

酸、堿、鹽濃度傳感器主要由電導池、電子模塊、顯示表頭和殼體組成。電子模塊電路則由激勵電源、電導池、電導放大器、相敏整流器、解調器、溫度補償、過載保護和電流轉換等單元組成。

電導

它是通過測量溶液的電導值來間接測量離子濃度的流程儀表（一體化傳感器），可在線連續(xù)檢測工業(yè)過程中水溶液的電導率。

由于電解質溶液與金屬導體一樣的電的良導體，因此電流流過電解質溶液時必有電阻作用，且符合歐姆定律。但液體的電阻溫度特性與金屬導體相反，具有負向溫度特性。為區(qū)別于金屬導體，電解質溶液的導電能力用電導（電阻的倒數）或電導率（電阻率的倒數）來表示。當兩個互相絕緣的電極組成電導池時，若在其中間放置待測溶液，并通以恒壓交變電流，就形成了電流回路。如果將電壓大小和電極尺寸固定，則回路電流與電導率就存在一定的函數關系。這樣，測了待測溶液中流過的電流，就能測出待測溶液的電導率。電導傳感器的結構和電路與酸、堿、鹽濃度傳感器相同。 [5] 

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