空气流量计

　　原理简介

　　在空气流量计的使用过程中，气体流经过流量计推动涡轮叶片旋转。叶轮的转数与通过空气流量计的气体体积成正比。流量计入口处安装有一个特殊设计的专利导流架，随着流速的增加,对进入流量计的气流进行加速。导流架的设计可消除任何潜在流体扰动，如涡流或不对称流。对涡轮叶片的推动力也同时增加。确保了流量计在允许的误差范围内高精度计量，即使在小流量的状况下也可以准确计量。作用在涡轮叶片上的气流是轴向的，涡轮装置在主传动轴上，传动轴配有高强度的球轴承。气体通过涡轮叶片后，涡轮叶片的旋转经齿轮组减速后。空气流量计入口通道内压力得到回复，通道设计可确保流态的最优化。

　　应用领域

　　流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。

　　空气流量计应用及其广泛，流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。

　　工业生产

　　流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

　　能源计量

　　能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

　　环境保护

　　烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。

　　我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。

　　交通运输

　　有五种方式：铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。

　　生物技术

　　21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。仪表开发的难度极大，品种繁多。

　　科学实验

　　科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。

　　水域系统

　　海洋气象，江河湖泊。这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。

　　原理分类

　　叶片式空气流量计

　　空气流量计的结构简单，可靠性高；但进气阻力大，响应较慢且体积较大

　　卡门旋涡式空气流量计　所谓卡门旋涡，是指在流体中放置一个圆柱状或三角状物体时，在这一物体的下游就会产生的两列旋转方向相反，并交替出现的旋涡

　　光学式卡门旋涡空气流量计

　　在产生卡门旋涡的过程中，旋涡发生器两侧的空气压力会发生变化，通过导孔作用在金属箔上，从而使其振动，发光二极管的光照在振动的金属箔上时，光敏三极管接收到的金属箔上的反射光是被旋涡调制的光，其输出经解调得到代表空气流量的频率信号。

　　超声波式卡门旋涡空气流量计

　　在卡门涡流发生器下游管路两侧相对安装超声波发射探头和接收探头。因卡门涡流对空气密度的影响，就会使超声波从发射探头到接收探头的时间较无旋涡变晚而产生相位差。对此相位信号进行处理，就可得到旋涡脉冲信号，

　　热线式空气流量计工作原理

　　当无空气流动时，电桥处于平衡状态，控制电路输出某一加热电流至热线电阻RH；当有空气流动时，由于RH的热量被空气吸收而变冷，其电阻值发生变化，电桥失去平衡，如果保持热线电阻与吸入空气的温差不变并为一定值，就必须增加流过热线电阻的电流IH。因此，热线电流IH就是空气质量流量的函数。

　　热膜式空气流量计

　　热膜式空气流量计的工作原理与热线式空气流量计类似，都是用惠斯登电桥工作的。所不同的是：热膜式不使用白金丝作为热线，而是将热线电阻、补偿电阻及桥路电阻用厚膜工艺制作在同一陶瓷基片上构成的。

　　靶式空气流量计

　　当空气在测量管中流动时，因其自身的动能与靶片产生压差，而产生对靶片的作用力，使靶片产生微量的位移，其作用力的大小与介质流速的平方成正比，其数学公式：

　　F = Cd·A·ρ·V2/2

　　F:靶片所受的作用力

　　Cd：流体阻力系数

　　A：靶片对测量管轴向投影面积

　　ρ：工况下介质密度

　　V：空气在测量管中的特征流速

　　靶片所受的作用力，经靶杆传递使传感器的弹性体产生微量变化，经过电路转换，输出相应的电信号。

　　技术参数

　　空气流量计的技术参数见下表

　　公称口径及压力

　　法兰式：DN15～DN300mm（压力1.6～10MPa）

　　夹持式：DN15～DN300mm（压力1.6～10MPa）

　　插入式：DN150～DN1500mm（压力1.6～10MPa）

　　螺纹式：DN15～DN50mm（压力1.64MPa）

　　精确度

　　±0.5%～±2.5%FS 标准型：±1.0%FS

　　介质温度

　　－40℃～+200℃（超过100℃加散热片，超过200℃或低于-30℃加夹套装置）

　　环境温度

　　-40℃～85℃（液晶不会损坏）液晶正常工作在-30℃～+80℃

　　供电电源

　　24VDC二线制4～20mA(12VDC～32VDC)

　　电池型：3.6V@7.5AH锂电池，可持续使用三年

　　信号输出

　　4～20mA

　　测量管材质

　　不锈钢304、316或其他

　　防爆标志

　　本安型ExiaIICT5,隔爆型ExdIIBT6

　　电缆接口

　　隔爆型1/2NPT内螺纹，其他M20×1.5内螺纹

　　液晶显示

　　瞬时流量显示数值范围：0～50000（可带小数点）

　　累积流量显示范围：0～99999999（可带小数点）自动复位

　　外壳材质

　　铸铝

　　负载特性

　　RLmax=50*(电源电压-12)Ω@24V

　　防护等级

　　IP65

　　插入式流量计

　　以其安装简便、压损小、强度高、不受磨损影响、无泄漏等特点而成为替代孔板流量计的理想产品。插入式空气流量计可广泛用于工矿企业的高炉煤气、压缩空气、蒸汽和气体的流量测量。

　　产品特点

　　1、 独有的内部二次平均结构，提供了高精度（读数±1%）和高重复（±0.1%）。

　　2、外层冲击管采用一整块材料加工制作而成无焊接，与由双体结构焊接而成的同类产品相比自然有最高强度，也便于选用耐高温，耐腐蚀的材料。

　　3、蜂窝状六边形稳定结构，产生的是独有的流束分布形状，保证了低压信号的稳定，产生的差压高于同类产品，提高了量程比。

　　4、适用于方形或矩形管道。

　　5、对于同类产品在测量脏污介质时不可避免的堵塞问题，有在线可拔出型或提供手动和自动吹扫方案及装置，实现不停产维护。

　　6、一体化结构（均速管+三阀组+温压补偿+变送器）使用方便。

　　7、 压损小能耗低，节能效果显著。

　　技术参数

　　1、规格：DN50-DN5000（mm）；插入式：DN500-DN5000（mm）；

　　2、测量准确度：±6.0%；重复性：±0.1%；

　　3、范围度：体积流量：10：1；质量流量：8：1；

　　4、工作压力：均速管无提出功能型：≤20MPa；均速管可提出型：≤10MPa；

　　5、流体温度：≤450℃；

　　6、介质粘度：≤30CP（相当于重油）；

　　7、材质：阿牛巴传感器、三阀组、不锈钢（任选）；主体管、法兰：不锈钢或碳钢（任选）；

　　工作原理

　　当流体流过探头时，在其前部产生一个高压分布区，高压分布区的压力略高于管道的静压。根据伯努利方程原理，流体流过探头时速度加快，在探头后部产生一个低压分布区，低压分布区的压力略低于管道的静压。流体从探头流过后在探头后部产生部分真空，并在探头的两侧出现旋涡。均速流量探头的截面形状、表面粗糙状况和低压取压孔的位置是决定探头性能的关键因素。低压信号的稳定和准确对均速探头的精度和性能起决定性作用。流量探头能精确地检测到由流体的平均速度所产生的平均差压。流量探头在高、低压区有按一定准则排布的多对取压孔，使准确测平均流速成为可能。

　　车用流量计

　　检测发动机的进气量，它将发动机进气量的信息转换成为电信号输送给ECU。是汽车进气系统中测量进气量多少的一个传感器。发动机是根据这个进气量的数据值来计算喷油量的。

　　故障分析

　　毛病一：奥迪A6，APS型发动机怠速不稳，局部负荷冒黑烟，且有时换档熄火。

　　检测进程：电脑内毛病存储为空气流量计毛病，但详细检测空气流量计电路时状况正常，且用VAG1552执行功用01—08读取数据快，怠速时进气量为2.5g/s，契合规范。但照样改换空气流量计毛病照旧，改换电脑后冷车正常，热车后毛病照旧。这时再检测全车数据块，发现08数据组中第7组第二区氧传感器电压转变频率慢。正常转变为每分中20\"30次，此车均匀只要5\"6次，阐明氧传感器有毛病。

　　维修后果：改换氧传感器，毛病扫除。

　　毛病剖析：此毛病在与电脑内呈现空气流量计旌旗灯号与氧传感器旌旗灯号矛盾，实践是是因为氧传感器掉准，形成误调停，但从后果上看，和空气流量计旌旗灯号严峻超差，形成氧传感器无法调整是一样的。这里电脑优先思索主要旌旗灯号即空气流量计旌旗灯号。只需我们能准确了解电脑的毛病提醒，问题就不难处理。这个毛病可了解为：与空气流量计有关的毛病，我们就很轻易想到氧传感器，这就需求我们对其道理多调查一些，去应对分歧的状况。

　　毛病二：奥迪A6，1.8T发起机怠速不稳，行驶无力并冒黑烟。做一次根本设定，毛病扫除，但几天后又呈现重复。

　　检测进程：电脑显示空气流量计暂时性毛病，改换空气流量计毛病照旧，改换电脑毛病照旧，再检测全车数据块正常。但详细检测空气流量计电路，发现空气流量计进气端信号线电阻值偏大，正常值为0.5欧姆，而实践值达3.6欧姆。真正的毛病缘由是线路有虚接，重置线束插头，毛病被扫除。

　　毛病剖析：这种毛病属于非凡毛病，然则在实践维修中却常常碰到。并且处理起来相对坚苦。在这里我们可以发现一个问题，空气流量计旌旗灯号线位于插头的转角处，在出产进程中轻易发生地位毛病，形成接触不良。在其它的插头中，相对地位也值得我们留意。别的，空气流量计作为一个至关主要的构件，其毛病率是很低的，当电脑提醒其毛病时我们要稳重看待。

　　毛病三：奥迪A6，1.8T打空调无凉风，且挂挡位发起机怠速游车。

　　检测进程：起首检修空调，用V、A、G1552诊断仪进行08—02空调系统诊断，无毛病码。启动发起机按下空调按钮，空调电磁分离聚会器并无接通迹象。然后用万用表反省电磁分离聚会器，发现无电压。无电压阐明其电路有毛病，但检查电路无短断路景象，高压开关功用正常，插头也无松动。这是反省堕入窘境。就镇定下往来不断看材料发现，奥迪A6全主动空调在发起机运转欠好时就启动维护功用，割断空调系统。

　　总结以上毛病实例。以为作为专业维修技能人员，在纯熟运用专用毛病解玛器和阅读器的还，更要深化了解各系统各部件的道理与效果。以及各系统部件间的互联性与相关性，如许才有利于精确，快捷地发现毛病，扫除毛病。