水流传感器工作原理

和空气流速一样，水流速度也可以通过孔板进行测量。然而，水流速的测量主要目的是用来确定热量。市场上有许多种热量表，可以测量流速，而原理各异。

如图所示:

  水流传感器设计原理示意图

可通过板空、叶轮、超声波、电磁方式测量液体流速。

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。

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。

采用水流量传感器测量流量在强排式数码恒温燃气热水器中被大量应用的事实证明,采用水流量传感器具有结构简单、可靠性高、测量范围广等特点。如果能配合燃气比例阀的气量比例调节,就可以实现燃气热水器在燃烧过程的全自动控制。

红外线水流传感器，红外线水流探测开关，水流开关，水流开关还包括干簧管浮磁感应开关、霍尔流量开关。用于即热式电热水器的进水口处，以探测进水流量，控制启动与关机功能。是由中山市汉功电器有限公司研发的最新专利技术。

其特征在于包括进水咀底座、温度探测器、水流转轮、内盖、透明座盖、红外线发射器、红外线接收器、电路板、外壳，其中在进水咀底座中设有连通进水通道和出水通道的过水槽，在水槽的下部两侧设有两面固定孔位，以便固定安装，正面设有一小孔，孔内装有温度探测器，在过水槽中装有水流转轮，在过水槽及水流转轮上装有内盖和透明座盖，在水流转轮两侧的内盖上设有穿孔，在透明座盖上装有线路板，线路板两边与穿孔对应的位置上分别装有红外线发射器、红外线接收器，外壳将线路板及透明座盖封闭起来防止外来光线的干扰及保护与其它带电体接触。本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种设计简单、操作方便、寿命长、精确度高、不受水压限制，并能检测水流流量及水温的红外线水流水温感测系统。

之前各即热式电热水器厂家广泛使用的"浮磁"开关，由于在进水咀内部设有一粒磁芯，进水咀外部偏上装有一干簧管，磁芯自身有一定重量，在没有水流的状态时磁芯在进水咀的底部，与干簧管位置较远，热水器没有信号感应，不能工作;打开水阀，水的冲力使内部的磁芯浮起，到进水咀上部，此时干簧管感应到磁场信号，控制系统开启，热水器开始工作，关水后，由于磁芯的重力又回到底部，信号继开。此开关不能探测水的流量，一段用于多档位热水器。

由于水咀内部使用的是磁芯，那么长期在水中磁性会慢慢退磁，性能不稳定，和水温也有关系，水温越高退磁越快，若没磁了，不会有危险，没信号就不加热了;长期在水中磁吸水中的金属物质，当积到一定数量时，磁芯就会被卡在水咀内不能活动，如卡在底部，热水器不能工作，但没有危险，如果在使用后关水时备卡在水咀上部，信号不能继开，热水器就会在无水状态下继续工作，就是我们平时称之为干烧现象，干烧不严重的就是超温保护器跳闸，热水器不能通电工作，需复位后清除水咀内杂物方可再使用。干烧严重时，可能会对人体造成烫伤等安全隐患。此开关已很少有厂家使用的了。