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流量開關(guān)是一種機械開關(guān),用于監(jiān)測管道、回路或系統(tǒng)內(nèi)的流量和液體壓力,也被稱為 “流量傳感器” 或 “流量指示器”。其核心功能是持續(xù)監(jiān)測單位時間內(nèi)液體、氣體或蒸汽的流量,從而實現(xiàn)對總流量的連續(xù)監(jiān)控。流量開關(guān)的符號如下所示:
流量開關(guān)符號(原文標注 “Flow Switch Symbol”,此處對應(yīng)流量開關(guān)的標準電氣符號,通常為一個帶有箭頭的矩形框,箭頭方向代表流體流動方向,框內(nèi)或旁側(cè)標注 “FS” 以標識流量開關(guān))
流量開關(guān)主要由槳葉系統(tǒng)、永磁體、干簧觸點和第二個磁鐵構(gòu)成。
管道內(nèi)的流體流動會推動開關(guān)的槳葉,使其沿流體流動方向運動。激活槳葉所需的流體流量主要取決于管道的尺寸。
槳葉頂部裝有一塊永磁體,用于觸發(fā)干簧開關(guān),從而提供一個無電位輸出信號。
在流體流道外部、永磁體的正上方,設(shè)有一個干簧觸點。
第二個磁鐵為異極性磁鐵,作用是產(chǎn)生復(fù)位力。
當槳葉接觸到待監(jiān)測的流體時,會隨之運動;此時永磁體相對于干簧開關(guān)觸點的位置會發(fā)生變化,干簧開關(guān)的觸點會根據(jù)觸點類型(常開 / 常閉)實現(xiàn) “接通” 或 “斷開”。
一旦流體流動中斷,開關(guān)內(nèi)的槳葉便會恢復(fù)到初始位置。觸點的這種狀態(tài)變化主要用于輸出所需的流量信號。這類開關(guān)主要用于泵的保護 —— 當需要監(jiān)測特定管路內(nèi)空氣、液體或氣體的流動狀態(tài)時,即可借助流量開關(guān)實現(xiàn)。
流量開關(guān)的工作原理主要取決于所監(jiān)測介質(zhì)的類型,其核心用途是監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)流體、空氣或氣體的壓力與流量。
要理解其工作機制,需先明確典型流量開關(guān)電路的核心組成部分。通常,多數(shù)流量開關(guān)配備有磁性觸發(fā)器或槳葉(作為初級裝置)。槳葉始終與電路相連,并置于流體流動的通道中。當氣體或流體流過時,槳葉會發(fā)生轉(zhuǎn)動,并將信號傳輸至傳感器等次級裝置;傳感器接收信號后,會將其轉(zhuǎn)換為可讀取的格式并傳遞給變送器,最終由變送器完成流量數(shù)據(jù)的測量。
當流體流量達到開關(guān)的預(yù)設(shè)閾值時,開關(guān)可實現(xiàn)電路的 “接通” 或 “斷開”,進而控制泵的啟動 / 停止,或觸發(fā)警報。流量開關(guān)可配置為 “常開(NO)” 或 “常閉(NC)” 兩種狀態(tài),這兩種狀態(tài)即開關(guān)的默認狀態(tài):處于常開狀態(tài)時,電路為斷開(OFF);處于常閉狀態(tài)時,電路為接通(ON)。
流量開關(guān)主要分為四類:氣體流量開關(guān)、液體流量開關(guān)、體積流量開關(guān)和速度流量開關(guān),具體介紹如下:
這類開關(guān)用于測量水、化學(xué)試劑、漿液和潤滑油等液體的流量,廣泛應(yīng)用于多個工業(yè)領(lǐng)域。處理液態(tài)介質(zhì)的自動化工業(yè)系統(tǒng),通常依賴此類開關(guān)確保流體流量處于安全、最優(yōu)的范圍。

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氣體流量開關(guān)主要用于測量氣體的流速,既可以是單純的傳感器,也可以是帶顯示功能的傳感系統(tǒng)。其關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)是待測量的流量范圍。該類開關(guān)內(nèi)置旋轉(zhuǎn)葉片,通過葉片測量流過開關(guān)的流體量;當流量達到預(yù)設(shè)值時,葉片會觸發(fā)一組觸點,使電路閉合。此外,氣體流量開關(guān)也可用于測量空氣和蒸汽的流量,常見于暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng),其采用的技術(shù)類型差異較大。

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體積流量開關(guān)用于測量液體或氣體的流量,測量依據(jù)是單位時間內(nèi)流體的體積。也就是說,這類開關(guān)以 “單位時間內(nèi)的體積” 為單位,測量流動流體的體積流量或總量。通常,體積流量可用于描述和測量泵送速度。
速度流量開關(guān)主要用于測量流動介質(zhì)的流速,測量單位通常為 “速度” 或 “每分鐘英尺數(shù)”(ft/min)。
根據(jù)實際需求,市場上還存在多種其他類型的流量開關(guān),具體如下:
內(nèi)置槳葉(或擋板)裝置的流量開關(guān)稱為槳葉式流量開關(guān)。這類開關(guān)中,槳葉與平面相連,通過鉸鏈固定,且槳葉朝向流體流動方向。槳葉末端裝有永磁體,在流體流道外部、永磁體正上方設(shè)有干簧觸點。槳葉式流量開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類化工行業(yè),用于監(jiān)測管道內(nèi)的液體流量,其主要特點包括:性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)堅固、設(shè)計緊湊、使用壽命長。

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膜片式流量開關(guān)與差壓(DP)開關(guān)類似,但核心區(qū)別在于:膜片式開關(guān)內(nèi)部設(shè)有一個通道,允許液體在進出口之間的過渡區(qū)域流動。液體在開關(guān)殼體內(nèi)流動時,通常會沿 “之字形” 路徑行進;這種設(shè)計會導(dǎo)致液體流過開關(guān)時產(chǎn)生明顯的壓力降。
梭閥式流量開關(guān)的工作原理基于流體對圓盤的流速或差壓產(chǎn)生的驅(qū)動力。開關(guān)底部裝有一個梭體,圓盤上方裝有一塊磁鐵;梭體上部(如主軸)的運動需克服重力作用。當液體流量增加到觸發(fā)區(qū)間時,梭體會發(fā)生位移;位移后的梭體會通過磁力控制開關(guān)閥桿內(nèi)的干簧開關(guān);當液體流量減小時,梭體則會復(fù)位。
這類開關(guān)基于熱傳遞原理工作。以熱擴散式流量開關(guān)(一種常見的固態(tài)流量開關(guān))為例,其內(nèi)置兩個溫度傳感器:一個用于測量開關(guān)所處介質(zhì)的溫度,另一個則靠近固定加熱元件布置。當介質(zhì)流速增加時,會帶走加熱元件的更多熱量,導(dǎo)致受熱傳感器溫度降低 —— 流體流速越高,降溫效果越明顯。兩個傳感器之間的溫差變化可反映流體流量是否超過可調(diào)閾值;當流體流速降低時,降溫效果減弱,溫差則會增大。

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活塞式流量開關(guān)的殼體內(nèi)、流體流動路徑上裝有一塊永磁體。當液體流動產(chǎn)生的差壓推動活塞位移時,活塞會通過磁力觸發(fā)閥體內(nèi)密封的干簧開關(guān)?;钊牡撞恐睆娇赏ㄟ^調(diào)整旁通間隙精確設(shè)定觸發(fā)點;干簧開關(guān)被觸發(fā)后,可用于控制指示器、遠程警報器,或集成到自動化系統(tǒng)的控制回路中。

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下圖為流量開關(guān)控制電路的示意圖,該電路用于控制流體流動。如前所述,流量開關(guān)可安裝在管道內(nèi):當流體或空氣沖擊開關(guān)的槳葉(開關(guān)的組成部分)時,開關(guān)會被激活,進而實現(xiàn)一組電觸點的 “接通” 或 “斷開”。這些觸點通常與電機啟動線圈、指示燈或繼電器相連。一般來說,流量開關(guān)同時具備常開(NO)和常閉(NC)兩種電觸點。
在上述流量開關(guān)電路圖中,當流體 / 空氣流量足夠大,使開關(guān)觸點閉合時,線圈 “M” 會通電,進而啟動電機。此處的流量開關(guān)應(yīng)用于單相電路:當有液體流動時,電機啟動;當液體流動中斷時,電機停止工作。電路中的過載加熱器用于保護電機,防止過電流損壞。

流量開關(guān)與防拆開關(guān)的主要區(qū)別如下表所示:
| 對比維度 | 流量開關(guān)(Flow Switch) | 防拆開關(guān)(Tamper Switch) |
|---|---|---|
| 別稱 | 流量指示器(Flow Indicator) | 監(jiān)控開關(guān)(Supervisory Switch) |
| 核心功能 | 檢測并監(jiān)測液體、氣體、蒸汽等工藝介質(zhì)的流量 | 檢測噴淋閥是否被部分或完全關(guān)閉 |
| 重量 | 約 569 克 | 約 2 磅(1 磅≈453.6 克,即約 907.2 克) |
| 結(jié)構(gòu)組成 | 由帶鉸鏈或彈簧的槳葉構(gòu)成 | 由觸發(fā)裝置(通常為杠桿或電纜)及初始定位結(jié)構(gòu)構(gòu)成 |
流量開關(guān)的主要應(yīng)用場景包括:
流量開關(guān)通常安裝在工業(yè)應(yīng)用的管道系統(tǒng)中,其外形多為圓柱形或矩形,設(shè)備兩側(cè)各設(shè)有一個接口。這些接口便于將開關(guān)安裝到任意管道系統(tǒng)中,且需分別連接兩條輸送不同液體的管道 —— 這樣當兩種液體同時到達管道末端時,可通過流量開關(guān)檢測哪種液體先到達。檢測原理基于流體粘度(稠度)的差異:當兩種液體同時到達時,電流會通過其中一個接口,而無法通過另一個接口;據(jù)此可判斷先到達的液體,并根據(jù)需求(是否需要兩種液體同時到達)控制其通斷。
流量開關(guān)可檢測各類液體,無論是水這類透明液體,還是含沙濁液這類不透明(渾濁)液體,均在其檢測范圍內(nèi)。
綜上,以上就是關(guān)于流量開關(guān)的概述、工作原理及應(yīng)用的全部內(nèi)容。流量開關(guān)用于監(jiān)測通道內(nèi)的流體流動,并向系統(tǒng)中的其他設(shè)備(如泵)發(fā)送觸發(fā)信號。選擇流量開關(guān)時,需考慮多個參數(shù),包括介質(zhì)類型、管道直徑、介質(zhì)溫度范圍和工作壓力等。流量開關(guān)廣泛應(yīng)用于送風系統(tǒng)、管道式供暖系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)及混合 / 添加系統(tǒng)等場景。
此內(nèi)容僅供參考,具體請聯(lián)系鏨科NOIKE工作人員詳詢。
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