希而科工业控制设备（上海）有限公司

地址：上海市浦东新区川沙王桥路999号

陈汪亭 销售

优势品牌：

传感器 Pauly PMA Tiefenbach 编码器 HEIDENHAIN LENORD+BAUER POSITAL Thaiheim

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希而科*ACS-CONTROL流量计SIF-04MGSPKY  

德国ACS-CONTROL是一家专注于测量技术和自动控制技术的企业。15年以来研究并且生产的流量计、液位计、传感器和压力开关等产品在各个领域得到广泛应用。

主营产品ACS流量计 ACS液位计 ACS温度计 ACS传感器

ACS-CONTROL 流量计 流量传感器

常见型号：

希而科销售 ACS-CONTROL 流量计 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

流量计英文名称是flowmeter，全国科学技术名词审定委员会把它定义为：指示被测流量和（或）在选定的时间间隔内流体总量的仪表。简单来说就是用于测量管道或明渠中流体流量的一种仪表。

流量计又分为有差压式流量计、转子流量计、节流式流量计、细缝流量计、容积流量计、电磁流量计、超声波流量计等。按介质分类：液体流量计和气体流量计。

计量是工业生产的眼睛。流量计量是计量科学技术的组成部分之一，它与国民经济、国防建设、科学研究有密切的关系。做好这一工作，对保证产品质量、提高生产效率、促进科学技术的发展都具有重要的作用，特别是在能源危机、工业生产自动化程度愈来愈高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。

工程上常用单位m3/h，它可分为瞬时流量（Flow Rate）和累计流量（Total Flow），瞬时流量即单位时间内过封闭管道或明渠有效截面的量，流过的物质可以是气体、液体、固体；累计流量即为在某一段时间间隔内（一天、一周、一月、一年）流体流过封闭管道或明渠有效截面的累计量。通过瞬时流量对时间积分亦可求得累计流量，所以瞬时流量计和累计流量计之间也可以相互转化。 [1] 

发展历史编辑

早在1738年，瑞士人丹尼尔伯努利以*伯努利方程为基础利用差压法测量水流量。后来意大利人G.B.文丘里研究用文丘里管测量流量，并于1791年发表了研究结果。

1886年，美国人赫谢尔应用文丘里管制成了测量水流量的的实用测量装置。

20世纪初期到中期，原有的测量原理逐渐走向成熟，人们不再将思路局限在原有的测量方法上，而是开始了新的探索。

到了30年代，又出现了探讨用声波测量液体和气体的流速的方法声波测量流量的方法，但到第二次世界大战为止未获得很大进展，直到1955年才有了应用声循环法的马克森流量计的问世，用于测量航空燃料的流量。

20世纪的60年代以后，测量仪表开始向精密化、小型化等方向发展。

随着集成电路技术的迅速发展，具有锁相环路技术的超声（波）流量计也得到了普遍应用，微型计算机的广泛应用，进一步提高了流量测量的能力，如激光多普勒流速计应用微型计算机后，可处理较为复杂的信号。

发展趋势编辑

在工业现场，测量流体流量的仪表统称为流量计或流量表。是工业测量中1重要的仪表之一。随着工业的发展，对流量测量的准确度和范围要求越来越高，为了适应多种用途，各种类型的流量计相继问世，广泛应用于石油天然气、石油化工、水处理、食品饮料、制药、能源、冶金、纸浆造纸和建筑材料等行业。

弗若斯特沙利文咨询公司运用360度全视角研究模型，着眼于，综合应用行业、科技技术发展、经济、竞争环境和行业用户等多项模块，对流量计市场进行全面研究。本文以靶式流量计、容积式流量计、涡轮流量计、差压式流量计、变面积式流量计、电磁流量计、超声波流量计、涡街流量计(典型的流体振荡式流量计)、科里奥利质量流量计和插入式热质量流量计作为研究对象，对市场进行分析。 [1] 

2008年流量计的市场规模达到28.3亿美元，较2007年增长约3.9%。

发展现状编辑

由于缺乏国家在这行业体制机制强有力的支持，造成我国仪器仪表行业缺乏高层次的复合型人才，缺乏熟悉、精通各学科交叉的综合型人才。自主创新能力低下，自主知识产权匮乏。具体表现在国产自动化产品奇缺，市场竞争力不强。

现代计量是光、机、电、计算机和许多基础学科高度综合的产物，对新技术比较敏感，是现代产业产品中更新换代速度比较快的产品之一，每年都会有新产品推出，特别是在当今信息技术攻速发展的时代，竞争日趋激烈，发展速度稍微慢点就会被远远抛在后面。我国虽然已经进入21世纪，但许多东西还停留在80年代初的水平上，大型和高档的仪器设备几乎全部依靠进口，甚至有的仪器在国内还处于空白状态，中低端的产品质量保证上还有许多问题需要攻克。

因此，必须要有国家战略高度的规划和相关资源的大力支撑，才有机去不断缩小差距。如果测试仪器企业无法做到一个比较大的规模，那么就很难具备和*一较长短的实力，而前期的成长需要巨额长期的资金投入。

应用范围编辑

流量计量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究对外贸易以及人民生活各个领域之中。在石油工业生产中，从石油的开采、运输、炼冶加工直至贸易销售，流量计量贯穿于全过程中，任何一个环节都离不开流量计量，否则将无法保证石油工业的正常生产和贸易交往。在化工行业，流量计量不准确会造成化学成分分配比失调，无法保证产品质量，严重的还会发生生产安全事故。在电力工业生产中，对液体、气体、蒸汽等介质流量的测量和调节重要地位。流量计量的准确与否不仅对保证发电厂在参数下运行具有很大的经济意义，而且随着高温高压大容量机组的发展，流量测量已成为保证发电厂安全运行的重要环节。如大容量锅炉瞬时给水流量中断或减少，都可能造成严重的干锅或爆管事故。这就要求流量测量装置不但应做到准确计量，而且要及时地发出报警信号。在钢铁工业生产中，炼钢过程中循环水和氧气(或空气)的流量测量是保证产品质量的重要参数之一。在轻工业、食品、纺织等行业中，也都离不开流量计量。

应用比较多的换能器是外夹式和插入式。单声道超声波流量计结构简单、使用方便，但这种流量计对流态分布变化适应性差，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，被设

在测量流动通道6的上游端并相对于孔眼11和12，用于减少被测量的流体流入孔眼11和12;测量控制部件19，用于测量超声波换能器8和9之间的超声波的传播时间;及计算部件20，用于根据该测量控制部件19的信号计算流量。

流量计尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备(如大电机、大变压器的等)，以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号。传感器勺转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分足从控制室电源线路引入的，其他两条途径较少。由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近。常见的调试期故障通常由安装不妥。

应用发展

科里奥利

科里奥利质量流量计（以下简称CMF）是利用流体在振动管中流动时，产生与质量流量成正比的科里奥利力原理制成的一种直接式质量流量仪表。 [2] 

中国CMF的应用起步较晚，已有几家制造厂自行开发供应市场；还有几家制造厂组建合资企业或引用国外技术生产系列仪表。

国外CMF已发展30余系列，各系列开发在技术上着眼点在于：流量检测测量管结构上设计创新：提高仪表零点稳定性和精确度等性能；增加测量管挠度，提高灵敏度：改善测量管应力分布，降低疲劳损坏，加强抗振动干扰能力等。

某些厂家研发出了可以测量气液两相的科里奥利仪表，可以应用在卸船，含气泡介质等原先传统仪表无法工作的场合。同时有一种MVD变送器可以实现仪表在线自校验，即无需将流量计拆下，利用对流量管刚性的检查，来判断现场仪表的性能。

电磁

EMF从50年代初进入工业应用以来，使用领域日益扩展，80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已16%~20%。

中国发展迅速，1994年销售估计为6500~7500台。国内已生产口径为2~6m的EMF，并有实流校验口径3m的设备能力。2008年销售额已经达到7700万美元，估计销售量在35万台以上。

涡街

USF在60年代后期进入工业应用，80年代后期起在各国流量仪表销售金额中已4%～6%。1992年世界范围估计销售量为3548万台，同期国内产品估计在8000～9000台。

应用领域

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*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，流量计在烟气排放、污水、废气处理流量计量方面有着不可替代的位置。

中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*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*工具。

生物制药

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；医药行业对各种医药配方，液体制剂成分的控制流量仪表也是不和或缺的。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的流量计。

海洋、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前提有很大差别。

执行标准编辑

CJ/T1017-1993潜水型电磁流量计1993-12-01作废

CJ/T122-2000超声多普勒流量计建设部2001-06-01现行

CJ/T3017-1993潜水电磁流量计建设部1993-12-01现行

CJ/T3054.1-1995水量计量仪表均速管流量计建设部1994-12-01现行

CJ/T3063-1997给排水用超声流量计(传播速度差法)建设部1997-02-01现行

GB/T12826-1991移动设备用卷绕电缆载流量计算导则国家技术监督局1992-02-01现行

GB/T17286.1-1998液态烃动态测量体积计量流量计检定系统第1部分:一般原则国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17286.2-1998液态烃动态测量体积计量流量计检定系统第2部分:体积管国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17286.3-1998液态烃动态测量体积计量流量计检定系统第3部分:脉冲插入技术国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17286.4-2006液态烃动态测量体积计量流量计检定系统第4部分：体积管操作人员指南国家质量监督检验检疫2006-07-01现行

GB/T17288-1998液态烃体积测量容积式流量计计量系统国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17288-2009液态烃体积测量容积式流量计计量系统2009-10-01即将实施

GB/T17289-1998液态烃体积测量涡轮流量计计量系统国家技术监督局1998-10-01现行

GB/T17289-2009液态烃体积测量涡轮流量计计量系统2009-10-01即将实施

GB/T18604-2001用气体超声流量计测量天然气流量国家质量监督检验检疫.2002-08-01现行

GB/T18659-2002封闭管道中导电液体流量的测量电磁流量计的性能评定方法国家质量监督检验检疫.2002-08-01现行

常用类型编辑

流量测量方法和仪表的种类繁多，分类方法也很多。2011年以前可供工业用的流量仪表种类达60种之多。品种如此之多的原因就在于没有一种对任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件都适用的流量仪表，但是随着时代的进步，这个科技大爆炸的时代里，终于出现了质量流量计，质量流量计适用于任何流体、任何量程、任何流动状态以及任何使用条件，只是价格比较昂贵，无法在所以工业中都得到普及。

旧式的60多种流量仪表，每种产品都有它特定的适用性，也都有它的局限性。按测量对象划分就有封闭管道和明渠两大类；按测量目的又可分为总量测量和流量测量，其仪表分别称作总量表和流量计。

此外，按测量原理可分为如下几个大类：

1、力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定理的差压式、转子式；利用动量定理的冲量式、可动管式；利用牛顿第二定律的直接质量式；利用流体动量原理的靶式；利用角动量定理的涡轮式；利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式；利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。

2、电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等。

3、声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式．声学式（冲击波式）等。

4、热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等。

5、光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。

6、原子物理原理：核磁共振式、核辐射式等是属于此类原理的仪表．

7、其它原理：有标记原理（示踪原理、核磁共振原理）、相关原理等。

本文按照目前的分类法分别来阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发挥在那情况：

靶式

靶式流量计是基于力学原理的一种流量计，它在工业上的开发应用已有数十年的历史。新型SBL靶式流量计是在传统靶式流量计的基础上，随着新型传感器、微电子技术的发展研制开发成的新型电容力感应式流量计，它既有孔板、涡街等流量计无可动部件的特点，同时又具有很高的灵敏度、与容积式流量计相媲美的准确度，量程范围宽。 [3] 

中国于20世纪70年代开发电动、气动靶式流量变送器它是电动、气动单元组合仪表的检测仪表。由于当时力转换器直接采用差压变送器的力平衡机构，这种流量计使用时不免带来力平衡机构本身所造成的诸多缺陷，如零位易漂移，测量精确度低，杠杆机构可靠性差等。由于力平衡机构性能不佳的拖累，靶式流量计本身的许多优点亦未能得到有效的发挥，至今用户对旧靶式流量计的不良印象仍未消除。

新型SBL靶式流量计的力转换器采用应变式力转换器，它*消除了上述力平衡机构的缺点，新型靶式流量计还把微电子技术和计算机技术应用到信号转换器和显示部分，流量计具有一系列优点，相信今后在众多流量计中发挥重要的作用。

差压式

差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件与流体相互作用产生的差压，已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。

差压式流量计由一次装置(检测件）和二次装置（差压转换器和流量显示仪表）组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类，如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计、皮托管原理式-毕托巴流量计等。

二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化（系列化、通用化及标准化）程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表，它既可测量流量参数，也可测量其它参数（如压力、物位、密度等）。

差压式流量计的检测件按其作用原理可分为：节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。

检测件又可按其标准化程度分为二大类：标准的和非标准的。

所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用，无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。

非标准检测件是成熟程度较差的，尚未列入标准中的检测件。差压式流量计是一类应用的流量计，在各类流量仪表中其使用量

差压式流量计流体体积流量公式为：

v=aA √2/j(p-q)

v--体积

j--液体密度

a--流量系数，与流道尺寸 取压方式和流速公布有关

A--孔板开孔面积

p-q--压力差

优点：

（1）应用的孔板式流量计结构牢固，性能稳定可靠，使用寿命长；

（2）应用范围广泛，至今尚无任何一类流量计可与之相比拟；

（3）检测件与变送器、显示仪表分别由不同厂家生产，便于规模经济生产。

缺点：

（1）测量精度普遍偏低；

（2）范围度窄，一般仅3:1~4:1；

（3）现场安装条件要求高；

（4）压损大（指孔板、喷嘴等）。

注：一种新型产品：引进美国航天航空局而开发的平衡流量计，这种流量计的测量精度是传统节流装置的5-10倍，压力损失1/3。压力恢复快2倍，

直管段可以小至1.5D，安装和使用方便，大大减少流体运行的能力消耗。

应用概况：

差压式流量计应用范围特别广泛。在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用。如流体方面：单相、混相、洁净、脏污、粘性流等；工作状态方面：常压、高压、真空、常温、高温、低温等；管径方面：从几mm到几m；流动条件方面：亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约流量计全部用量的1/4~1/3。

1、常用标准节流装置（孔板）、（喷嘴）、（文丘利管）。

2、常用非标准节流装置有（双重孔板）、（圆缺孔板）、（1/4圆喷嘴）和（文丘利喷嘴）。

3、孔板常用取压方法有（角接取压）、（法兰取压），其它方法有（理论取压）、（径距取压）和（管接取压）。

4、标准孔板法兰取压法，上下游取压孔中心距孔板前后端面的间距均为（25.4±0.8）mm，也叫1英寸法兰取压。

5、1151变送器的工作电源范围（12）vdc到（45）vdc，负载从（0）欧姆到（1650）欧姆。

6、1151dp4e变送器的测量范围是（0～6.2）到（0～37.4）kpa。

7、1151差压变送器的

正迁移量为（500%），1大负迁移量为（600%）。

8、管道内的流体速度，一般情况下，在（管道中心线）处的流速

，在（管壁）处的流速等于零。

9、若（雷诺数）相同，流体的运动就是相似的。

10、当充满管道的流体流经节流装置时，流束将在（缩口）处发生（局部收缩），从而使（流速）增加，而（静压力）降低。

11、1151差压变送器采用可变电容作为敏感元件，当差压增加时，测量膜片发生位移，于是低压侧的电容量（增加），高压侧的电容量（减少）

13、1151 [4]  差压变送器的精度为（±0.2%）和（±0.25%）。　注：大差压变送器为±0.25%

14、常用的流量单位、体积流量为（m3/h）、（t/h），质量流量为（kg/h）、（t/h），标准状态下气体体积流量为（nm3/h）。

15、用孔板流量计测量蒸汽流量，设计时，蒸汽的密度为4.0kg/m3，而实际工作时的密度为3kg/m3，则实际指示流量是设计流量的（0.866）倍。

16、用孔板流量计测量气氨流量，设计压力为0.2mpa（表压），温度为20℃，而实际压力为0.15mpa（表压），温度为30℃，则实际指示流量是设计流量的（0.897）倍。

17、节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，为了正确测量，孔板前的直管段

为（30～50）d，特别是孔板前有泵或调节阀时更是如此。

18、为了使孔板流量计的流量系数α趋向定值，流体的雷诺数应大于（界限雷诺数）。

19、在孔板加工的技术要求中，上游平面应和孔板中心线（垂直），不应有（可见伤痕），上游面和下游面应（平行），上游入口边缘应（锐利无毛刺和伤痕）。

浮子

浮子流量计，又称转子流量计、金属转子流量计、成丰玻璃转子流量计，是变面积式流量计的一种。在一根由下向上扩大的垂直锥管中，圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的，从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

浮子流量计是仅次于差压式流量计应用范围宽广的一类流量计，特别在小、微流量方面有举足轻重的作用。

80年代中期，日本、西欧、美国的销售金额流量仪表的15%~20%。中国产量1990年估计在12~14万台，其中95%以上为玻璃锥管浮子流量计。

特点：

（1）玻璃锥管浮子流量计结构简单，使用方便，缺点是耐压力低，有玻璃管易碎的较大风险；

（2）适用于小管径和低流速；

（3）压力损失较低。

容积式

容积式流量计

容积式流量计(7张)

容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，在流量仪表中是精度高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体体积总量。

容积式流量计按其测量元件分类，可分为椭圆齿轮流量计、刮板流量计、双转子流量计、旋转活塞流量计、往复活塞流量计、圆盘流量计、液封转筒式流量计、湿式气量计及膜式气量计等。

优点：

（1）计量精度高；

（2）安装管道条件对计量精度没有影响；

（3）可用于高粘度液体的测量；

（4）范围度宽；

（5）直读式仪表无需外部能源可直接获得累计总量，清晰明了，操作简便。

缺点：

（1）结果复杂，体积庞大；

（2）被测介质种类、口径、介质工作状态局限性较大：

（3）不适用于高、低温场合；

（4）大部分仪表只适用于洁净单相流体；

（5）产生噪声及振动。

应用概况：

容积式流量计与差压式流量计、浮子流量计并列为三类使用量的流量计，常应用于昂贵介质（油品、天然气等）的总量测量。

1990年产量（不包括家用煤气表）为34万台，其中椭圆齿轮式和腰轮式分别70%和20%

电磁流量计

1、优点

(1)电磁流量计可用来测量工业导电液体或浆液。

(2)无压力损失。

(3)测量范围大，电磁流量变送器的口径从2.5mm到2.6m。

(4)电磁流量计测量被测流体工作状态下的体积流量，测量原理中不涉及流体的温度、压力、密度和粘度的影响。

2、缺点

(1)电磁流量计的应用有一定局限性，它只能测量导电介质的液体流量，不能测量非导电介质的流量，例如气体和水处理较好的供热用水。另外在高温条件下其衬里需考虑。

(2)电磁流量计是通过测量导电液体的速度确定工作状态下的体积流量。按照计量要求，对于液态介质，应测量质量流量，测量介质流量应涉及到流体的密度，不同流体介质具有不同的密度，而且随温度变化。如果电磁流量计转换器不考虑流体密度，仅给出常温状态下的体积流量是不合适的。

(3)电磁流量计的安装与调试比其它流量计复杂，且要求更严格。变送器和转换器必须配套使用，两者之间不能用两种不同型号的仪表配用。在安装变送器时，从安装地点的选择到具体的安装调试，必须严格按照产品说明书要求进行。安装地点不能有振动，不能有强磁场。在安装时必须使变送器和管道有良好的接触及良好的接地。变送器的电位与被测流体等电位。在使用时，必须排尽测量管中存留的气体，否则会造成较大的测量误差。

(4)电磁流量计用来测量带有污垢的粘性液体时，粘性物或沉淀物附着在测量管内壁或电极上，使变送器输出电势变化，带来测量误差，电极上污垢物达到一定厚度，可能导致仪表无法测量。

(5)供水管道结垢或磨损改变内径尺寸，将影响原定的流量值，造成测量误差。如100mm口径仪表内径变化1mm会带来约2%附加误差。

(6)变送器的测量信号为很小的毫伏级电势信号，除流量信号外，还夹杂一些与流量无关的信号，如同相电压、正交电压及共模电压等。为了准确测量流量，必须消除各种干扰信号，有效放大流量信号。应该提高流量转换器的性能，采用微处理机型的转换器，用它来控制励磁电压，按被测流体性质选择励磁方式和频率，可以排除同相干扰和正交干扰。但改进的仪表结构复杂，成本较高。

(7)价格较高

超声波流量计

1、优点

(1) 超声波流量计是一种非接触式测量仪表，可用来测量不易接触、不易观察的流体流量和大管径流量。它不会改变流体的流动状态，不会产生压力损失，且便于安装。

(2) 可以测量强腐蚀性介质和非导电介质的流量。

(3) 超声波流量计的测量范围大，管径范围从20mm～5m.

(4) 超声波流量计可以测量各种液体和污水流量。

(5) 超声波流量计测量的体积流量不受被测流体的温度、压力、粘度及密度等热物性参数的影响。可以做成固定式和便携式两种形式。

2、缺点

(1) 超声波流量计的温度测量范围不高，一般只能测量温度低于200℃的流体。

(2) 抗干扰能力差。易受气泡、结垢、泵及其它声源混入的超声杂音干扰、影响测量精度。

(3) 直管段要求严格，为前20D,后5D。否则离散性差，测量精度低。

(4) 安装的不确定性，会给流量测量带来较大误差。

(5) 测量管道因结垢，会严重影响测量准确度，带来显著的测量误差，甚至在严重时仪表无流量显示。

(6) 可靠性、精度等级不高(一般为1.5～2.5级左右)，重复性差。

(7) 使用寿命短(一般精度只能保证一年)。

(8) 超声波流量计是通过测量流体速度来确定体积流量，对液体应该测量它的质量流量，仪表测量质量流量是通过体积流量乘以人为设定的密度后得到的，当流体温度变化时，流体密度是变化的，人为设定密度值，不能保证质量流量的准确度。只能在测量流体速度的同时，又测量了流体密度，才能通过运算，得到真实质量流量值。

(9) 价格较高。

涡街流量计

1、优点

(1) 涡街流量计无可动部件，测量元件结构简单，性能可靠，使用寿命长。

(2) 涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1：10。

(3) 涡街流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参数的影响。一般不需单独标定。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。

(4) 它造成的压力损失小。

(5) 准确度较高，重复性为0.5%，且维护量小。

2、缺点

(1) 涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压力、密度等热工参数的影响，但液体或蒸汽的终测量结果应是质量流量，对于气体，终测量结果应是标准体积流量。质量流量或标准体积流量都必须通过流体密度进行换算，必须考虑流体工况变化引起的流体密度变化。

(2) 造成流量测量误差的因素主要有：管道流速不均造成的测量误差;不能准确确定流体工况变化时的介质密度;将湿饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽进行测量。这些误差如果不加以限制或消除，涡街流量计的总测量误差会很大。

(3) 抗振性能差。外来振动会使涡街流量计产生测量误差，甚至不能正常工作。通道流体高流速冲击会使涡街发生体的悬臂产生附加振动，使测量精度降低。大管径影响更为明显。

(4) 对测量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质脏污或被污物缠绕，改变几何体尺寸，对测量精度造成极大影响。

(5) 直管段要求高。专家指出，涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D，才能满足测量要求。

(6) 耐温性能差。涡街流量计一般只能测量300℃以下介质的流体流量。

孔板流量计

1、优点

(1)标准节流件是*的，并得到了标准组织的认可，无需实流校准，即可投用，在流量计中亦是

(2)结构易于复制，简单、牢固、性能稳定可靠、价格低廉;

(3)应用范围广，包括全部单相流体(液、气、蒸汽)、部分混相流，一般生产过程的管径、工作状态(温度、压力)皆有产品。

(4)检测件和差压显示仪表可分开不同厂家生产，便与专业化规模生产;

2、缺点

(1)测量的重复性、精确度在流量计中属于中等水平，由于众多因素的影响错综复杂，精确度难于提高。

(2)范围度窄，由于流量系数与雷诺数有关,一般范围度仅3∶1 ～ 4∶1。

(3)有较长的直管段长度要求，一般难于满足。尤其对较大管径，问题更加突出;

(4)压力损失大;

通常为维持一台孔板流量计正常运行，水泵需要附加动力克服孔板的压力损失。该附加耗电量可直接由压力损失和流量计算确定。一年约需多耗电数万度，折合人民币数万元。下表中列出了孔板在正常压力损失情况下的能耗计算结果。其中运行天数按三百五十天计算，电价按0.35元/度计算。由表中计算电耗数据可见，孔板的附加运行费用是*的，而采用弯管流量计该运行费用为零!

(5)孔板以内孔锐角线来保证精度，因此对腐蚀、磨损、结垢、脏污敏感，长期使用精度难以保证，需每年拆下强检一次。

(6)采用法兰连接，易产生跑、冒、滴、漏问题，大大增加了维护工作量。

热式质量流量计(恒温差)

- 优点

1. 球阀安装，安装拆卸方便。并可以带压安装。

2. 基于金氏定律，直接测量质量流量。测量值不受压力和温度影响。

3. 响应迅速。

4.量程范围大，管道式安装可以测量8.8mm管道的流量，可以测到30’’

5. 插入式类型的流量计，一支流量计可以用于测量多种管径。

- 缺点

1.精度不及其他类型流量计，一般为3%。

2.适用范围窄，只能用于测量干燥的非爆炸性的气体，如压缩空气、氮气、氩气及其他中性气体。

其它常用类型编辑

超声波

超声波流量计是通过检测流体流动对超声束（或超声脉冲）的作用以测量流量的仪表。 [5] 

根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法（直接时差法、时差法、相位差法和频差法）、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。

超声流量计和电磁流量计一样，因仪表流通通道未设置任何阻碍件，均属*流量计，是适于解决流量测量困难问题的一类流量计，特别在大口径流量测量方面有较突出的优点，它是发展迅速的一类流量计之一。

优点：

（1）可做非接触式测量；（2）为无流动阻挠测量，无压力损失；

（3）可测量非导电性液体，对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。

缺点：

（1）传播时间法只能用于清洁液体和气体；而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体；　（2）多普勒法测量精度不高。

应用概况：

（1）传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、：怪液、液化天然气等；

（2）气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验；

（3）多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体，例如：未处理污水、工厂排放液、脏流程液；通常不适用于非常清洁的液体。

热式

热式流量计传感器包含两个传感元件，一个速度传感器和一个温度传感器。它们自动地补偿和校正气体温度变化。仪表的电加热部分将速度传感器加热到高于工况温度的某一个定值，使速度传感器和测量工况温度的传感器之间形成恒定温差。当保持温差不变时，电加热消耗的能量，也可以说热消散值，与流过气体的质量流量成正比。

热式气体质量流量计即Mass Flow Meter（缩写为MFM），它是气体流量计量中新型仪表，区别于其它气体流量计不需要进行压力和温度修正，直接测量气体的质量流量，一支传感器可以做到量程从极低到高量程。它适合单一气体和固定比例多组份气体的测量。

热式气体质量流量计是用于测量和控制气体质量流量的新型仪表。可用于石油、化工、钢铁、冶金、电力、轻工、医药、环保等工业部门的空气、烃类气体、可燃性气体、烟道气体的监测。

热式流量计

热式流量计(2张)

特点：

1、可靠性高 重复性好 测量精度高 压损小；

2、无活动部件量程比宽 响应速度快 无须温压补偿。

应用：

1、工业管道中气体质量流量测量

2、烟囱排出的烟气流速测量

3、、煅烧炉烟道气流量测量

4、燃气过程中空气流量测量

5、、压缩空气流量测量

6、半道体芯片制造过程中气体流量测量

7、、污水处理中气体流量测量

8、加热通风和空调系统中的气体流量测量

9、、熔剂回收系统气体流量测量

10、燃烧锅炉中燃烧气体流量测量

11、、天然气、火炬气、氢气等气体流量测量

12、、啤酒生产过程中二氧化碳气体流量测量

13、、水泥、卷烟、玻璃厂生产过程中气体质量流量测量

明渠

与前述几种不同，它是在非满管状敞开渠道测量自由表面自然流的流量仪表。

面积式明渠流量计

面积式明渠流量计

非满管态流动的水路称作明渠，测量明渠中水流流量的称作明渠流量计（open channel flowmeter）。

明渠流量计除圆形外，还有U字形、梯形、矩形等多种形状。

明渠流量计配合各种标准的三角堰、矩形堰、巴歇尔槽等测流堰槽，能准确的测量明渠的流量。

明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和排水渠、污水治理流入和排放渠；工矿企业水排放以及水利工程和农业灌溉用渠道。有人估计1995台，约占流量仪表整体的1.6%，但是国内应用尚无估计数据。

选购方法编辑

一般选型

可以从五个方面进行考虑，这五个方面为流量计仪表性能方面、流体特性方面、安装条件方面、环境条件方面和经济因素方面。五个方面的详细因素如下：

仪表性能方面：准确度、重复性、线性度、范围度、流量范围、信号输出特性、响应时间、压力损失等；

流体特性方面： 温度、压力、密度、粘度、化学腐蚀、磨蚀性、结垢、混相、相变、电导率、声速、导热系数、比热容，等熵指数；

安装条件方面： 管道布置方向，流动方向，检测件上下游侧直管段长度、管道口径，维修空间、电源、接地、辅助设备(过滤器、消气器)、安装、等；

环境条件方面：环境温度、湿度、电磁干扰、安全性、防爆、管道振动等；

经济因素方面： 仪表购置费、安装费、运行费、校验费、维修费、仪表使用寿命、备品备件等。

(二)流量计仪表选型的步骤如下：

1、依据流体种类及五个方面考虑因素初选可用仪表类型(要有几种类型以便进行选择)；

2、对初选类型进行资料及价格信息的收集，为深入的分析比较准备条件；

3、采用淘汰法逐步集中到1～2种类型，对五个方面因素要反复比较分析确定预选目标。

注意事项

流体特性主要指燃气的压力、温度、密度、黏度、压缩性等，由于煤气的体积随着温度、压力而变化，应考虑是否要补偿修正。

仪表性能是指仪表的精度、重复性、线性度、量程比、压力损失、起始流量、输出信号及响应时间等，选流量计时应对上述指标进行仔细分析比较，选择能满足计量介质流量要求的仪表。

安装条件是指燃气流向、管道走向、上下游直管道长度、管径、空间位置及管件等，这些都会影响燃气煤气流量计的准确运行、维护保养和使用寿命。

经济因素是指购置费、安装费、维护费、校验费及备品备件等，其又受燃气煤气流量计的性能、可靠性、寿命等影响。

精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，

在精度等级选择，如1.0级、0.5级，或者更高等级，用于过程控制的场合，根据控制要求选择不同精度等级。有些仅仅是检测一下过程流量，无需做精确控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5级、2.5级，甚至 4.0级，这时可以选用价格低廉的插入式电磁流量计测量介质流速、仪表量程与口径测量一般的介质时，电磁流量计的满度流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内选用范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否在流速范围内确定，即当管道流速偏低不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准确度不能保证时，需要缩小仪表口径，从而提高管内流速，得到满意测量结果。

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等类。

国家标准GB7665-87对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。

中国物联网校企联盟认为，传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。”

“传感器”在新韦式大词典中定义为：“从一个系统接受功率，通常以另一种形式将功率送到第二个系统中的器件”。 [1] 

主要作用编辑

人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。

传感器汇总图片精选

传感器汇总图片精选(6张)

 而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或状态，并使产品达到的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到fm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、*磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的。

传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其之泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。

由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。

主要特点编辑

传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造和更新换代，而且还可能建立新型工业，从而成为21世纪新的经济增长点。微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，已成功应用在硅器件上做成硅压力传感器。

传感器的组成编辑

传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，如图1 所示。

图1 传感器的组成

敏感元件直接感受被测量，并输出与被测量有确定关系的物理量信号；转换元件将敏感元件输出的物理量信号转换为电信号；变换电路负责对转换元件输出的电信号进行放大调制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。

主要功能编辑

常将传感器的功能与人类5大感觉器官相比拟：

光敏传感器——视觉

声敏传感器——听觉

气敏传感器——嗅觉

化学传感器——味觉

压敏、温敏、

传感器（图1）

传感器（图1）

流体传感器——触觉

敏感元件的分类：

物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

化学类，基于化学反应的原理。

生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等类（还有人曾将敏感元件分46类）。

常见种类编辑

电阻式

电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。

变频功率

变频功率传感器通过对输入的电压、电流信号进行交流采样，再将采样

变频功率传感器

变频功率传感器(3张)

 值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输入二次仪表相连，数字量输入二次仪表对电压、电流的采样值进行运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。

称重

称重传感器是一种能够将重力转变为电信号的力→电转换装置，是电子衡器的一个关键部件。

能够实现力→电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁力式和电容式等。电磁力式主要用于电子天平，电容式用于部分电子吊秤，而绝大多数衡器产品所用的还是电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度高，适用面广，且能够在相对比较差的环境下使用。因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了广泛地运用。

电阻应变式

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。

压阻式

压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。

用作压阻式传感器的基片（或称膜片）材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用较为普遍。

热电阻

热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。

传感器（图6）

传感器（图6）

热电阻大都由纯金属材料制成，目前应用多的是铂和铜，此外，已开始采用镍、锰和铑等材料制造热电阻。

热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合，这种传感器比较适用。较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等，它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃～+500℃范围内的温度。

热电阻传感器分类：

1、NTC热电阻传感器：

该类传感器为负温度系数传感器，即传感器阻值随温度的升高而减小。

2、PTC热电阻传感器：

该类传感器为正温度系数传感器，即传感器阻值随温度的升高而增大。

激光

利用激光技术进行测量的传感器。

传感器（图7）

传感器（图7）

它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。

激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。

利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度（ZLS-Px）、距离（LDM4x）、振动（ZLDS10X）、速度（LDM30x）、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。

霍尔

霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器，

传感器（图8）

传感器（图8）

广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。

霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。

1、线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。

2、开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。

霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。若使霍尔集成电路起传感作用，需要用机械的方法来改变磁场强度。下图所示的方法是用一个转动的叶轮作为控制磁通量的开关，当叶轮叶片处于磁铁和霍尔集成电路之间的气隙中时，磁场偏离集成片，霍尔电压消失。这样，霍尔集成电路的输出电压的变化，就能表示出叶轮驱动轴的某一位置，利用这一工作原理，可将霍尔集成电路片用作用点火正时传感器。霍尔效应传感器属于被动型传感器，它要有外加电源才能工作，这一特点使它能检测转速低的运转情况。

温度

1、室温管温传感器：室温传感器用于测量室内和室外的环境温度，

传感器（图9）

传感器（图9）

管温传感器用于测量蒸发器和冷凝器的管壁温度。室温传感器和管温传感器的形状不同，但温度特性基本*。按温度特性划分，美的使用的室温管温传感器有二种类型：1.常数B值为4100K±3%，基准电阻为25℃对应电阻10KΩ±3%。在0℃和55℃对应电阻公差约为±7%；而0℃以下及55℃以上，对于不同的供应商，电阻公差会有一定的差别。温度越高，阻值越小；温度越低，阻值越大。离25℃越远，对应电阻公差范围越大。

2、排气温度传感器：排气温度传感器用于测量压缩机顶部的排气温度，常数B值为3950K±3%,基准电阻为90℃对应电阻5KΩ±3%。

3、模块温度传感器：模块温度传感器用于测量变频模块（IGBT或IPM）的温度，用的感温头的型号是602F-3500F，基准电阻为25℃对应电阻6KΩ±1%。几个典型温度的对应阻值分别是：-10℃→（25.897～28.623）KΩ；0℃→（16.3248～17.7164）KΩ；50℃→（2.3262～2.5153）KΩ；90℃→（0.6671～0.7565）KΩ。

温度传感器的种类很多，经常使用的有热电阻：PT100、PT1000、Cu50、Cu100；热电偶：B、E、J、K、S等。温度传感器不但种类繁多，而且组合形式多样，应根据不同的场所选用合适的产品。

测温原理：根据电阻阻值、热电偶的电势随温度不同发生有规律的变化的原理，我们可以得到所需要测量的温度值。

无线温度

无线温度传感器将控制对象的温度参数变成电信号,并对接收终端发送无线信号，对系统实行检测、调节和控制。可直接安装在一般工业热电阻、热电偶的接线盒内，与现场传感元件构成一体化结构。通常和无线中继、接收终端、通信串口、电子计算机等配套使用，这样不仅节省了补偿导线和电缆，而且减少了信号传递失真和干扰，从而获的了高精度的测量结果。

无线温度传感器广泛应用于化工、冶金、石油、电力、水处理、制药、食品等自动化行业。例如：高压电缆上的温度采集；水下等恶劣环境的温度采集；运动物体上的温度采集；不易连线通过的空间传输传感器数据；单纯为降低布线成本选用的数据采集方案；没有交流电源的工作场合的数据测量；便携式非固定场所数据测量。

智能

智能传感器的功能是通过模拟人的感官和大脑的协调动作，

传感器（图10）

传感器（图10）

结合长期以来测试技术的研究和实际经验而提出来的。是一个相对独立的智能单元，它的出现对原来硬件性能苛刻要求有所减轻，而靠软件帮助可以使传感器的性能大幅度提高。

1、信息存储和传输——随着全智能集散控制系统（SmartDistributedSystem）的飞速发展，对智能单元要求具备通信功能，用通信网络以数字形式进行双向通信，这也是智能传感器关键标志之一。智能传感器通过测试数据传输或接收指令来实现各项功能。如增益的设置、补偿参数的设置、内检参数设置、测试数据输出等。

2、自补偿和计算功能——多年来从事传感器研制的工程技术人员一直为传感器的温度漂移和输出非线性作大量的补偿工作，但都没有从根本上解决问题。而智能传感器的自补偿和计算功能为传感器的温度漂移和非线性补偿开辟了新的道路。这样，放宽传感器加工精密度要求，只要能保证传感器的重复性好，利用微处理器对测试的信号通过软件计算，采用多次拟合和差值计算方法对漂移和非线性进行补偿，从而能获得较精确的测量结果压力传感器。

3、自检、自校、自诊断功能——普通传感器需要定期检验和标定，以保证它在正常使用时足够的准确度，这些工作一般要求将传感器从使用现场拆卸送到实验室或检验部门进行。对于在线测量传感器出现异常则不能及时诊断。采用智能传感器情况则大有改观，首先自诊断功能在电源接通时进行自检，诊断测试以确定组件有*。其次根据使用时间可以在线进行校正，微处理器利用存在EPROM内的计量特性数据进行对比校对。

4、复合敏感功能——观察周围的自然现象，常见的信号有声、光、电、热、力、化学等。敏感元件测量一般通过两种方式：直接和间接的测量。而智能传感器具有复合功能，能够同时测量多种物理量和化学量，给出能够较全面反映物质运动规律的信息。

光敏

光敏传感器是常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量、应用的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术引中的地位。简单的光敏传感器 [2]  是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。

生物

生物传感器的概念

传感器（图11）

传感器（图11）

生物传感器是用生物活性材料（酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、生物膜等）与物理化学换能器有机结合的一门交叉学科，是发展生物技术*的一种*检测方法与监控方法，也是物质分子水平的快速、微量分析方法。各种生物传感器有以下共同的结构：包括一种或数种相关生物活性材料（生物膜）及能把生物活性表达的信号转换为电信号的物理或化学换能器（传感器），二者组合在一起，用现代微电子和自动化仪表技术进行生物信号的再加工，构成各种可以使用的生物传感器分析装置、仪器和系统。

生物传感器的原理

待测物质经扩散作用进入生物活性材料，经分子识别，发生生物学反应，产生的信息继而被相应的物理或化学换能器转变成可定量和可处理的电信号，再经二次仪表放大并输出，便可知道待测物浓度。

生物传感器的分类

按照其感受器中所采用的生命物质分类，可分为：微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、酶传感器、DNA传感器等等。

按照传感器器件检测的原理分类，可分为：热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。

按照生物敏感物质相互作用的类型分类，可分为亲和型和代谢型两种。

视觉

工作原理：

传感器（图12）

传感器（图12）

视觉传感器是指：具有从一整幅图像捕获光线的数发千计像素的能力，图像的清晰和细腻程度常用分辨率来衡量，以像素数量表示。

视觉传感器具有从一整幅图像捕获光线的数以千计的像素。图像的清晰和细腻程度通常用分辨率来衡量，以像素数量表示。

在捕获图像之后，视觉传感器将其与内存中存储的基准图像进行比较，以做出分析。例如，若视觉传感器被设定为辨别正确地插有八颗螺栓的机器部件，则传感器知道应该拒收只有七颗螺栓的部件，或者螺栓未对准的部件。此外，无论该机器部件位于视场中的哪个位置，无论该部件是否在360度范围内旋转，视觉传感器都能做出判断。

应用领域：

视觉传感器的低成本和易用性已吸引机器设计师和工艺工程师将其集成入各类曾经依赖人工、多个光电传感器，或根本不检验的应用。视觉传感器的工业应用包括检验、计量、测量、定向、瑕疵检测和分捡。以下只是一些应用范例：

在汽车组装厂，检验由机器人涂抹到车门边框的胶珠是否连续，是否有正确的宽度；

在瓶装厂，校验瓶盖是否正确密封、装灌液位是否正确，以及在封盖之前没有异物掉入瓶中；

在包装生产线，确保在正确的位置粘贴正确的包装标签；

在药品包装生产线，检验阿斯匹林药片的泡罩式包装中是否有破损或缺失的药片；

在金属冲压公司，以每分钟逾150片的速度检验冲压部件，比人工检验快13倍以上。

位移

传感器（图13）

传感器（图13）

位移传感器又称为线性传感器，把位移转换为电量的传感器。位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。

在这种转换过程中有许多物理量（例如压力、流量、加速度等）常常需要先变换为位移，然后再将位移变换成电量。因此位移传感器是一类重要的基本传感器。在生产过程中，位移的测量一般分为测量实物尺寸和机械位移两种。机械位移包括线位移和角位移。按被测变量变换的形式不同，位移传感器可分为模拟式和数字式两种。模拟式又可分为物性型（如自发电式）和结构型两种。常用位移传感器以模拟式结构型居多，包括电位器式位移传感器、 电感式位移传感器、自整角机、电容式位移传感器、电涡流式位移传感器、霍尔式位移传感器等。数字式位移传感器的一个重要优点是便于将信号直接送入计算机系统。这种传感器发展迅速，应用日益广泛。

压力

压力传感器引是工业实践中常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

超声波测距离

超声波测距离传感器采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间的距离，采用小角度，小盲区超声波传感器，具有测量准确，无接触，防水，防腐蚀，低成本等优点，可应于液位，物位检测，*的液位，料位检测方式，可保证在液面有泡沫或大的晃动，不易检测到回波的情况下有稳定的输出，应用行业：液位，物位，料位检测，工业过程控制等。

24GHz雷达

24GHz雷达传感器采用高频微波来测量物体运动速度、距离、运动

RFbeam 24GHz雷达传感器

RFbeam 24GHz雷达传感器

方向、方位角度信息，采用平面微带天线设计，具有体积小、质量轻、灵敏度高、稳定强等特点，广泛运用于智能交通、工业控制、安防、体育运动、智能家居等行业。工业和信息化部2012年11月19日正式发布了《工业和信息化部关于发布24GHz频段短距离车载雷达设备使用频率的通知》（工信部无〔2012〕548号），明确提出24GHz频段短距离车载雷达设备作为车载雷达设备的规范。 [3] 

一体化温度

一体化温度传感器一般由测温探头（热电偶或热电阻传感器）和两线制固体电子单元组成。采用固体模块形式将测温探头直接安装在接线盒内，从而形成一体化的传感器。一体化温度传感器一般分为热电阻和热电偶型两种类型。

热电阻温度传感器是由基准单元、R/V转换单元、线性电路、反接保护、限流保护、V/I转换单元等组成。测温热电阻信号转换放大后，再由线性电路对温度与电阻的非线性关系进行补偿，经V/I转换电路后输出一个与被测温度成线性关系的4～20mA的恒流信号。

热电偶温度传感器一般由基准源、冷端补偿、放大单元、线性化处理、V/I转换、断偶处理、反接保护、限流保护等电路单元组成。它是将热电偶产生的热电势经冷端补偿放大后，再帽由线性电路消除热电势与温度的非线性误差，后放大转换为4～20mA电流输出信号。为防止热电偶测量中由于电偶断丝而使控温失效造成事故，传感器中还设有断电保护电路。当热电偶断丝或接解不良时，传感器会输出值（28mA）以使仪表切断电源。一体化温度传感器具有结构简单、节省引线、输出信号大、抗干扰能力强、线性好、显示仪表简单、固体模块抗震防潮、有反接保护和限流保护、工作可靠等优点。一体化温度传感器的输出为统一的 4～20mA信号；可与微机系统或其它常规仪表匹配使用。也可用户要求做成防爆型或防火型测量仪表。

液位

1、浮球式液位传感器

浮球式液位传感器由磁性浮球、测量导管、信号单元、电子单元、接线盒及安装件组成。

一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿测量导管上下移动。导管内装有测量元件，它可以在外磁作用下将被测液位信号转换成正比于液位变化的电阻信号，并将电子单元转换成4～20mA或其它标准信号输出。该传感器为模块电路，具有耐酸、防潮、防震、防腐蚀等优点，电路内部含有恒流反馈电路和内保护电路，可使输出电流不超过28mA，因而能够可靠地保护电源并使二次仪表不被损坏。

2、浮筒式液位传感器

浮筒式液位传感器是将磁性浮球改为浮筒，它是根据阿基米德浮力原理设计的。浮筒式液位传感器是利用微小的金属膜应变传感技术来测量液体的液位、界位或密度的。它在工作时可以通过现场按键来进行常规的设定操作。

3、静压或液位传感器

该传感器利用液体静压力的测量原理工作。它一般选用硅压力测压传感器将测量到的压力转换成电信号，再经放大电路放大和补偿电路补偿，后以4～20mA或0～10mA电流方式输出。

真空度

真空度传感器，采用*硅微机械加工技术生产，以集成硅压阻力敏元件作为传感器的核心元件制成的压力变送器，由于采用硅-硅直接键合或硅-派勒克斯玻璃静电键合形成的真空参考压力腔，及一系列无应力封装技术及精密温度补偿技术，因而具有稳定性优良、精度高的突出优点，适用于各种情况下压力的测量与控制。

特点及用途

采用低量程芯片真空绝压封装，产品具有高的过载能力。芯片采用真空充注硅油隔离，不锈钢薄膜过渡传递压力，具有优良的介质兼容性，适用于对316L不锈钢*的绝大多数气液体介质真空压力的测量。真空度传染其应用于各种工业环境的低真空测量与控制 [4]  。

电容式物位

电容式物位传感器适用于工业企业在生产过程中进行测量和控制生产过程，主要用作类导电与非导电介质的液体液位或粉粒状固体料位的远距离连续测量和指示。

电容式液位传感器由电容式传感器与电子模块电路组成，它以两线制4～20mA恒定电流输出为基型，经过转换，可以用三线或四线方式输出，输出信号形成为 1～5V、0～5V、0～10mA等标准信号。电容传感器由绝缘电极和装有测量介质的圆柱形金属容器组成。当料位上升时，因非导电物料的介电常数明显小于空气的介电常数，所以电容量随着物料高度的变化而变化。传感器的模块电路由基准源、脉宽调制、转换、恒流放大、反馈和限流等单元组成。采用脉宽调特原理进行测量的优点是频率较低，对周围元射频干扰、稳定性好、线性好、无明显温度漂移等。

锑电极酸度

锑电极酸度传感器是集 PH检测、自动清洗、电信号转换为一体的工业在线分析仪表，它是由锑电极与参考电极组成的PH值测量系统。在被测酸性溶液中，由于锑电极表面会生成三氧化二锑氧化层，这样在金属锑面与三氧化二锑之间会形成电位差。该电位差的大小取决于三所氧化二锑的浓度，该浓度与被测酸性溶液中氢离子的适度相对应。如果把锑、三氧化二锑和水溶液的适度都当作1，其电极电位就可用能斯特公式计算出来。

锑电极酸度传感器中的固体模块电路由两大部分组成。为了现场作用的安全起见，电源部分采用交流24V为二次仪表供电。这一电源除为清洗电机提供驱动电源外，还应通过电流转换单元转换成相应的直流电压，以供变送电路使用。第二部分是测量传感器电路，它把来自传感器的基准信号和PH酸度信号经放大后送给斜率调整和定位调整电路，以使信号内阻降低并可调节。将放大后的PH信号与温度被偿信号进行迭加后再差进转换电路，后输出与PH值相对应的4～20mA恒流电流信号给二次仪表以完成显示并控制PH值。

酸、碱、盐

酸、碱、盐浓度传感器通过测量溶液电导值来确定浓度。它可以在线连续检测工业过程中酸、碱、盐在水溶液中的浓度含量。这种传感器主要应用于锅炉给水处理、化工溶液的配制以及环保等工业生产过程。

酸、碱、盐浓度传感器的工作原理是：在一定的范围内，酸碱溶液的浓度与其电导率的大小成比例。因而，只要测出溶液电导率的大小变可得知酸碱浓度的高低。当被测溶液流入电导池时，如果忽略电极极化和分布电容，则可以等效为一个纯电阻。在有恒压交变电流流过时，其输出电流与电导率成线性关系，而电导率又与溶液中酸、碱浓度成比例关系。因此只要测出溶液电流，便可算出酸、碱、盐的浓度。

酸、碱、盐浓度传感器主要由电导池、电子模块、显示表头和壳体组成。电子模块电路则由激励电源、电导池、电导放大器、相敏整流器、解调器、温度补偿、过载保护和电流转换等单元组成。

电导

它是通过测量溶液的电导值来间接测量离子浓度的流程仪表（一体化传感器），可在线连续检测工业过程中水溶液的电导率。

由于电解质溶液与金属导体一样的电的良导体，因此电流流过电解质溶液时必有电阻作用，且符合欧姆定律。但液体的电阻温度特性与金属导体相反，具有负向温度特性。为区别于金属导体，电解质溶液的导电能力用电导（电阻的倒数）或电导率（电阻率的倒数）来表示。当两个互相绝缘的电极组成电导池时，若在其中间放置待测溶液，并通以恒压交变电流，就形成了电流回路。如果将电压大小和电极尺寸固定，则回路电流与电导率就存在一定的函数关系。这样，测了待测溶液中流过的电流，就能测出待测溶液的电导率。电导传感器的结构和电路与酸、碱、盐浓度传感器相同。 [5] 

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