流量傳感器（Flow   sensor）又名流量計（flowmeter）這是一種測量流體的裝置（如液體或氣體）流量的裝置。可以追溯到19世紀，從最初基于機械流體測量原理的設(shè)計，到今天的 各種智能流量傳感器，可通過不同的傳感技術(shù)安裝在流體管道中（如電磁、靜電容抗、位移、超聲波等）以實時監(jiān)控流體流動的速度和流量。

流量傳感器廣泛應用于自動控制和微處理技術(shù)中、流量監(jiān)測和控制、科學儀器和實驗室儀器、環(huán)境監(jiān)測儀器等領(lǐng)域。常見的應用場景包括：液化天然氣的儲存和運輸、發(fā)動機系統(tǒng)、水處理、食品和化妝品生產(chǎn)、化工生產(chǎn)、石油和天然氣生產(chǎn)及其他行業(yè)。

流量傳感器的未來發(fā)展將更加小型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、低功耗化、創(chuàng)新化和國際化。

小型化：隨著科學技術(shù)的不斷進步，小型化技術(shù)已成為流量傳感器發(fā)展的主要趨勢。未來，流量傳感器將越來越小，越來越小，越來越輕，從而可以更方便地安裝在各種場合，同時還可以提高傳感器的精度和可靠性。

數(shù)字化：數(shù)字技術(shù)是流量傳感器發(fā)展的另一個重要趨勢。傳感器的數(shù)字化技術(shù)可以提高傳感器的測量精度和穩(wěn)定性，還可以降低傳感器的成本和功耗。未來的流量傳感器將采用數(shù)字信號處理技術(shù)來提高數(shù)據(jù)采集的準確性和實時性。

智能化：智能技術(shù)是未來流量傳感器發(fā)展的另一個重要趨勢。未來的流量傳感器將采用各種先進技術(shù)，如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等，實現(xiàn)對交通數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控、分析和處理以提高交通數(shù)據(jù)的價值和應用范圍。

多功能化：隨著應用場景的不斷拓展，流量傳感器也需要具備更多的功能。未來的流量傳感器將具有更多功能，例如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、遠程控制等，滿足不同應用場景的需求。

低功耗化：低功耗技術(shù)是未來流量傳感器發(fā)展的重要趨勢。未來的流量傳感器將采用更先進的節(jié)能技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)等，以實現(xiàn)低功耗、壽命長，能更好地滿足現(xiàn)代社會對節(jié)能環(huán)保的要求。

創(chuàng)新化：材料創(chuàng)新也是未來流量傳感器發(fā)展的重要趨勢之一。未來的流量傳感器會越來越薄、堅韌且高導熱的材料，如復合材料、3D打印等，以實現(xiàn)更好的性能和更長的使用壽命。

國際化：隨著全球化的發(fā)展，流量傳感器也需要具有國際化的特點。未來的流量傳感器會越來越重視國際標準、認證與合作，積極推廣自身產(chǎn)品和技術(shù)，擴大在全球市場的影響力和競爭力。

流量傳感器的基本原理是利用流體在管道中流動時在管道中產(chǎn)生的壓力、回聲、磁通量的變化被測量，并且它將獲得的流量信號轉(zhuǎn)換成電信號并將其發(fā)送到電子控制單元(ECU)以便獲得流體的流速。流量傳感器有四個基本測試原理：

差壓測量法：差壓測量是流量傳感器最常用的測量方法之一。其基本原理是在管道中的兩個不同位置安裝壓力傳感器，分別測量管道中的靜壓和動壓，然后通過壓差傳感器計算出兩個壓力值的差值，從而得到流體的流量。流量計算公式：q=k√δP，市場上銷售的大多數(shù)水流量計都是用這種方法制造的。

回聲測量法：

回聲測量是一種利用聲波測量流體流量的技術(shù)。其基本原理是在管道中發(fā)射特定頻率的聲波，并測量聲波的回波時間，從而計算出流體的流速和流量。

聲波發(fā)射器向管道中發(fā)射周期性聲波當聲波沿管道傳播時，會與流體相互作用并多次反射，最后反射回聲波發(fā)射器，這就是所謂的混響。通過測量混響時間，可以計算混響距離。

通過測量混響時間、計算流體流速的距離和經(jīng)過時間。使用公式：V = 2L / t可以計算混響距離。

最后，通過計算流速和管道的橫截面積，可以計算出流體的流量。利用公式Q = AV，得到。

電磁測量法：電磁測量是利用布置在管道中的電磁傳感器來測量流體流量。當流體通過管道時，會在電極中產(chǎn)生電動勢通過測量電動勢，可以計算出流體的流速。

電磁傳感器的感應公式是液體的速度，所以需要先計算液體的平均速度V = Q / A

產(chǎn)生的電動勢可以通過電磁傳感器輸出信號E = KBVD來測量

通過測量電動勢，我們可以計算出流體流量Q = E / (KBX)

用電磁測量法測量管道中物質(zhì)和液體的密度、溫度等因素比較敏感，需要注意這些參數(shù)對測量結(jié)果的影響。

旋轉(zhuǎn)式測量法：旋轉(zhuǎn)測量是一種通過測量旋轉(zhuǎn)儀器內(nèi)部流體沿旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度來測量流量的技術(shù)。其基本原理是測量旋轉(zhuǎn)流量計旋轉(zhuǎn)部件上流體的轉(zhuǎn)速，通過這個轉(zhuǎn)速和流量計的幾何參數(shù)計算流量。通過測量轉(zhuǎn)速，可以計算出流量Q = KVC用旋流法制作的流量計響應速度快、測量精度高。

根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工作原理，流量傳感器主要分為以下幾類

差壓流量傳感器

差壓流量傳感器是最常見的流量傳感器之一。其基本原理是測量流體通過管道時在管道內(nèi)產(chǎn)生的壓力差，從而獲得流體的流量。差壓流量傳感器包含兩個傳感器，一個用于測量管道的靜壓，另一個用于測量管道內(nèi)流體的動壓。然后通過計算兩個壓力之間的差值，可以獲得流體的流速。

電磁流量傳感器

電磁流量傳感器通過測量流體通過的電極之間的電磁感應力來測量流量。它主要由電極、感應線圈、流體傳感器和顯示器等。當流體通過電磁流量計中的傳感器時，電極產(chǎn)生電場，感應線圈產(chǎn)生磁場。當流體在傳感器中運動產(chǎn)生交變磁流時，會在感應線圈中引起感應電動勢，產(chǎn)生電磁感應力。這個力和流體的速度、磁場強度與電導率有關(guān)。

據(jù)法拉第公司稱根據(jù)電磁感應定律，當磁場強度和導體速度增加時，電磁感應力也會增加。因此，流體的流速越快，電磁感應力越大，感應信號越強。電磁感應力與流量成正比，因此可以獲得精確的流量測量。通過傳感器內(nèi)部的感應線圈，測量流體的速度，然后結(jié)合管道的面積可以計算出流體的體積或質(zhì)量流量。通過將流量值傳輸?shù)斤@示器，可以實時顯示流量值。

超聲波流量傳感器

超聲波流量傳感器是利用超聲波檢測技術(shù)進行流量測量的儀器。它根據(jù)多普勒效應和聲速不受流體密度變化影響的特性工作。超聲波流量傳感器由兩個傳感器組成，一個設(shè)置為發(fā)射器，另一個設(shè)置為接收器，安裝在管道的相對位置。變送器發(fā)出具有固定頻率和波形的聲波，聲波穿過管道中的液體并反射回傳感器。同時，接收器接收來自發(fā)射器的超聲波，并測量其頻率和變化。

當液體在管道中流動時，會對超聲波的頻率產(chǎn)生多普勒效應，即波長會被壓縮或拉伸，這取決于液體流動的方向和速度。傳感器測量頻率變化并計算液體的速度。同時超聲波流量計測量兩個傳感器在不同位置的時間差來計算流量。

體積流量傳感器

容積式流量傳感器通常由兩個互連的容積室組成，一個用于進料，另一個用于出料。當流體從進給容積室進入排出容積室時，容積室中的液位發(fā)生變化，這可以通過傳感器測量和記錄，然后可以計算出流體的體積流量。體積流量傳感器常用于化學工業(yè)、醫(yī)藥、食品、汽車和其他領(lǐng)域的流量測量。

可變面積流量傳感器

可變面積流量傳感器是一種利用流體通過流道時產(chǎn)生的壓差來測量流量的傳感器。其結(jié)構(gòu)基本上由一個入口和一個出口組成流體從入口進入流動通道，并且通常在流動通道中設(shè)置錐形狹窄部分（也稱為喇叭口）和用于測量壓力的裝置。當流體通過喇叭口時，流道的橫截面積隨著流體流動的位置而變化，從而導致流體速度和壓力的變化。通過測量入口和喇叭口之間的壓差，可以計算出流體的流量最簡單的可變面積流量計，也稱為浮子流量計或轉(zhuǎn)子流量計。

可變面積流量傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、液體不易堵塞，常用于需要長期穩(wěn)定工作的測量場合，如化工等、石油、發(fā)電等領(lǐng)域。

渦街流量傳感器

通過利用流體通過渦街引起的渦流和振動（馮卡曼效應）傳感器檢測流量的原理是檢測液體的流動部分中一定存在旋轉(zhuǎn)渦流。渦街流量計的主要部件是渦輪和傳感器。渦輪是一種多葉片的旋轉(zhuǎn)部件，置于管道中隨著流體的流動，由于流體的沖擊和摩擦，渦輪開始旋轉(zhuǎn)。渦輪旋轉(zhuǎn)的速度與流體的流速成正比。

傳感器通常使用霍爾效應和其他技術(shù)來測量渦輪旋轉(zhuǎn)的頻率。當渦輪旋轉(zhuǎn)時，每一個葉片都會在磁場中產(chǎn)生一個磁信號，被傳感器檢測并計算出來，進而計算出流量。

由于流體通過渦街，會產(chǎn)生渦流，從而使渦輪旋轉(zhuǎn)因此，渦街流量計的原理是通過將這種渦旋運動轉(zhuǎn)化為葉片的旋轉(zhuǎn)來測量流量。

熱式流量傳感器

根據(jù)流體的導熱系數(shù)與其流量成正比的原理，通過檢測流體中的溫度變化來監(jiān)控流量的傳感器。熱流量傳感器主要由兩個傳感器組成，即加熱器和溫度傳感器。當流體通過加熱器時，加熱器將加熱流體以提高其溫度，溫度傳感器用于測量流體的溫度。因為加熱器上游傳感器測量的溫度高于下游傳感器測量的溫度，所以流體在加熱器和傳感器之間形成溫度梯度。根據(jù)恒溫差原理，流量與溫度梯度成正比，流量與加熱器消耗的電功率成正比。

因此，測量加熱器的上游和下游傳感器之間的溫度差，從而可以計算流體的流速。具體計算方法是通過檢測溫度傳感器之間的溫度差，并根據(jù)熱傳導定律使用一個方程來計算流量。

圓盤流量傳感器

盤式流量計是一種機械流量計，通過測量圓盤旋轉(zhuǎn)的圓周長度來確定流量它是一種應用頻率很高的工業(yè)流量計。圓盤流量計主要由圓盤和計數(shù)機構(gòu)組成，其中圓盤安裝在管道中，計數(shù)機構(gòu)用于測量圓盤隨著流體的流動和旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的圓周長度，然后通過一系列計算計算出流體的流量。

圓盤的形狀為扇形，其軸徑等于管徑，旋轉(zhuǎn)軸垂直于流體方向旋轉(zhuǎn)時，流體從圓盤中心進入，流經(jīng)風扇邊緣，然后從圓盤中心流出。在工作中，由于流體的推力，轉(zhuǎn)輪保持旋轉(zhuǎn)當計時器中的固定時間過去時，計數(shù)機構(gòu)可以根據(jù)轉(zhuǎn)輪的周長精確計算出流量。

圓盤式流量計具有結(jié)構(gòu)簡單精度高使用方便測量穩(wěn)定對流體壓力和溫度的變化影響小等特點，可測量多種介質(zhì)。因此，它在石油中被廣泛使用、化工、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)、在醫(yī)學和其他領(lǐng)域的流量測量中。然而，盤式流量計沒有顯示屏，所以它可以 不能直接觀察流量值，需要外部儀器顯示或記錄流量值。

玻（珀）耳掛式流量傳感器

螺栓式流量傳感器是一種基于螺栓效應的流量傳感器。它主要由安裝在管道中的玻璃耳傳感器和測量電路組成。當流體通過玻爾茲曼傳感器時，流體中的質(zhì)子旋轉(zhuǎn)，從而在傳感器中產(chǎn)生磁場。玻爾茲曼傳感器將在該磁場的作用下產(chǎn)生電壓信號，該信號與流體的流速成正比。螺栓型流量傳感器的特點是響應速度快、無動壓損失，適用于低速范圍的測量。

發(fā)動機控制系統(tǒng)

流量計在發(fā)動機中的應用主要用于測量和控制燃油、空氣和其他介質(zhì)的流量和質(zhì)量，并將測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨l(fā)動機控制系統(tǒng)。廣泛用于發(fā)動機的流量計包括：

燃油控制系統(tǒng)：燃油流量計通常安裝在燃油系統(tǒng)入口處、噴油嘴和其他位置用于精確測量噴入燃燒室的燃油量。燃油流量計檢測燃油流量與所需燃油流量的差值，發(fā)動機控制系統(tǒng)實時調(diào)整噴油量，保證供油的準確性、穩(wěn)定性和燃油經(jīng)濟性。

發(fā)動機進氣系統(tǒng)：空氣流量計通常放置在發(fā)動機的進氣口處，用于測量進入發(fā)動機的空氣流量和空氣溫度。通過測量空氣流量并將其發(fā)送到發(fā)動機控制系統(tǒng)，可以更好地控制發(fā)動機的噴油量和輸出功率，提高發(fā)動機的性能和燃油經(jīng)濟性。

渦輪流量系統(tǒng)：渦輪流量計用于測量排氣系統(tǒng)中空氣的流入和流出。發(fā)動機排氣系統(tǒng)中通常采用渦輪流量計作為空氣流量傳感器，通過測量進出口流量之差來計算流量，實現(xiàn)流量測量。

石油化工產(chǎn)業(yè)

石油化工行業(yè)的流量計主要用于監(jiān)測加工和冶煉過程中液體或氣體的流量。石油化工行業(yè)常用的流量計包括以下幾類：

流量壓力變送器

流量壓力變送器通過測量流體在管道中通過的壓差來計算流體的流量。它可以用來測量液體或氣體，主要用于石油化工生產(chǎn)中的原油、天然氣、乙烯、丙烯和其他介質(zhì)的流量測量。

測量液體或氣體的流量

流體的速度和流量主要是用超聲波來測量的，可以用來測量液體或氣體，在石油化工生產(chǎn)中常用于水中、廢水、天然氣、氫氣、氮氣等介質(zhì)。

廢物排放流量監(jiān)控

石油化工行業(yè)制酸生產(chǎn)中一般采用電磁流量計、堿、溶液、廢水等介質(zhì)。通過在各個環(huán)節(jié)進行準確的流量測量，可以減少石化生產(chǎn)中的損失、提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和安全性。

家用電器

流量計也廣泛應用于家用電器：

洗衣機：洗衣機使用流量計來控制水的流量，以確保在不同的洗滌程序中使用適當?shù)乃俊Ａ髁坑嬐ㄟ^向洗衣機的控制面板發(fā)送信號來控制水閥的打開和關(guān)閉，以確保洗衣機在漂洗和脫水循環(huán)中使用合適的水流量，從而提高洗滌效率并節(jié)省水資源。

流量傳感器

空氣凈化器：空氣凈化器使用流量計來監(jiān)測進出空氣的流量，從而調(diào)節(jié)凈化器的工作效率并降低噪音。當空氣流量過低時，凈化器會自動調(diào)節(jié)過濾器的清潔度，以提高凈化效率。

水處理設(shè)備：例如飲水機、井水過濾器等需要使用流量計來控制進出水的流量，以確保水質(zhì)符合標準并節(jié)約用水。

熱水器：熱水器使用流量計來監(jiān)控流入和流出，以確保熱水器的效率和穩(wěn)定性。該流量計可以幫助熱水器根據(jù)水的流量來控制加熱器的供電，從而節(jié)約能源，延長使用壽命。

冰箱：該流量計可用于測量冰箱中冷凝器的進出水流量，以確保冷卻系統(tǒng)的正常運行并延長制冷系統(tǒng)的使用壽命。

燃氣表：燃氣表使用流量計測量燃氣流量并計算燃氣量，從而實現(xiàn)精確結(jié)算功能。