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)，近來來，在水流量測(cè)量領(lǐng)域中開始逐漸采用。

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，其中大部分流體流向出水孔并最后流出射流腔，少部分流體則通過兩個(gè)對(duì)稱反饋通道中的同一側(cè)通道流回主通道；反饋回來的流體會(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。同樣情形，大部分流體又會(huì)流出出水孔，少部分流體通過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，是自來水計(jì)量行業(yè)的一大飛躍。目前，國外很多大的企業(yè)都采用這種計(jì)量技術(shù)，我們要盡快完善國產(chǎn)傳感器的性能，力爭(zhēng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。