热水器流量传感器:一种热水器用水流量传感器的制作方法

2021/11/08 07:35 · 传感器知识资讯 ·  · 热水器流量传感器:一种热水器用水流量传感器的制作方法已关闭评论
摘要:

热水器流量传感器:一种热水器用水流量传感器的制作方法本实用新型涉及热水器技术领域,更具体的是涉及一种热水器的水流量传感器。背景技术:冬季,在进水温度较低的地区,常常出现热水器烧不到用户想要的热水温度,只能通过调节进水接头阀芯的大小开度来减小进水量,以保证出水温度。而现有水流量传感器在相同水量的小水工况时(进水接头阀芯调到最小开度),与大水工况相比,水

热水器流量传感器:一种热水器用水流量传感器的制作方法

本实用新型涉及热水器技术领域,更具体的是涉及一种热水器的水流量传感器。
背景技术:
冬季,在进水温度较低的地区,常常出现热水器烧不到用户想要的热水温度,只能通过调节进水接头阀芯的大小开度来减小进水量,以保证出水温度。而现有水流量传感器在相同水量的小水工况时(进水接头阀芯调到最小开度),与大水工况相比,水流横截面小,流速快且分散,输出频率不稳定,误差大,导致热水器恒温效果差。另现有水流量传感器也有在导流阀芯前端增加一个稳流装置来改善小水工况的频率,但是该方案零件尺寸长,成本高,且增加稳流装置后,水流量变小,不能应用于大升数热水器。
技术实现要素:
本实用新型的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅结构简单,而且输出频率稳定、误差小的热水器用水流量传感器。
本实用新型是采用如下技术解决方案来实现上述目的:一种热水器用水流量传感器,其特征在于,它包括阀体及其内设置的阀芯、带有中间孔的挡片、导流阀芯、磁芯转子组件,沿水流方向带有中间孔的挡片设置在导流阀芯的前方,阀体外设置有霍尔元件,霍尔元件与磁芯转子组件对应,在霍尔元件的正极串入负载电阻,同时通上直流电压并使电流方向与磁场方向正交,当水通过导流阀芯推动磁性转子组件转动时,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,转子的转速与水流量成正比,霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比,热水器的主控制器根据水流量传感器给的频率信号,判断水流量大小,再调节燃气比例阀开度;当阀芯呈最大开度,在该工况下,水流穿过阀芯呈束流流出,穿过挡片的中间孔流入导流阀芯,挡片对该工况无影响;小水工况时,阀芯呈最小开度,在该工况下,水流横截面小,流速增大,水流由进水端的束流经过阀芯后变为受迫流,水流沿着管壁呈分散的线性流出,高速的水流击打在挡片上,损失一部分能量,流速减缓,再经过挡片的中间孔集中地流入导流阀芯。
作为上述方案的进一步说明,所述阀体设置有横向管部和由横向管部的一端向外弯折延伸的纵向管部,阀芯设置在纵向管部内,磁芯转子组件和导流阀芯设置在横向管部内,横向管部的端部设置有安装挡片的阶梯位,霍尔元件设置在横向管部的外侧。
进一步地,所述导流阀芯与磁芯转子组件的一端连接,阀体内设置有与磁芯转子组件对应的轴承。
进一步地,所述阀体上设置有温度探头安装孔,温度探头安装孔上设置有感温探头。
本实用新型采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是:
本实用新型采用在保证性能的前提下减短水流量传感器长度尺寸,在水流量传感器的导流阀芯前端安装一个圆孔挡片,大水工况时,束流从中间孔流过,挡片对其无影响;小水工况时,高速分散的水流沿着管壁射出,击打在挡片上,损失一部分能量后通过中间孔进入导流阀芯对磁性转子做功,水流量传感器输出的频率更精准,挡片起到减缓流速,集中水流的作用。
附图说明
图1为本实用新型的剖视结构示意图;
图2为图1的俯视图;
图3为图1的侧视图。
附图标记说明:1、阀体 1-1、横向管部 1-2、纵向管部 1-3、阶梯位 1-4、探头安装孔 2、阀芯 3、挡片 3-1、中间孔 4、导流阀芯 5、磁芯转子组件 6、霍尔元件。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本技术方案作详细的描述。
如图1-图3所示,本实用新型是一种热水器用水流量传感器,它包括阀体1及其内设置的阀芯2、带有中间孔3-1的挡片3、导流阀芯4、磁芯转子组件5,沿水流方向带有中间孔的挡片设置在导流阀芯的前方,阀体外设置有霍尔元件6,霍尔元件与磁芯转子组件对应,在霍尔元件的正极串入负载电阻,同时通上直流电压并使电流方向与磁场方向正交,当水通过导流阀芯推动磁性转子组件转动时,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,转子的转速与水流量成正比,霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的转速成正比,热水器的主控制器根据水流量传感器给的频率信号,判断水流量大小,再调节燃气比例阀开度;当阀芯呈最大开度,在该工况下,水流穿过阀芯呈束流流出,穿过挡片的中间孔流入导流阀芯,挡片对该工况无影响;小水工况时,阀芯呈最小开度,在该工况下,水流横截面小,流速增大,水流由进水端的束流经过阀芯后变为受迫流,水流沿着管壁呈分散的线性流出,高速的水流击打在挡片上,损失一部分能量,流速减缓,再经过挡片的中间孔集中地流入导流阀芯。
本实施例中,阀体1设置有横向管部1-1和由横向管部的一端向外弯折延伸的纵向管部1-2,阀芯设置在纵向管部内,磁芯转子组件和导流阀芯设置在横向管部内,横向管部的端部设置有安装挡片的阶梯位1-3,霍尔元件设置在横向管部的外侧,横向管部与纵向管部的转角位设置有温度探头安装孔1-4,温度探头安装孔上设置有感温探头。导流阀芯与磁芯转子组件的一端连接,阀体内设置有与磁芯转子组件对应的轴承。
本实用新型与现有技术相比,该技术方案在大小水两种工况的相同水流量下,输出的频率比现有的水流量传感器更接近,即小水工况时能够输出一个精准、真实地反映实际水流量的信号给主控制器,主控制器根据进水量调节燃气比例阀开度,调节进气量,进而保证热水器的恒温性能。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。
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热水器流量传感器:水流量传感器

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水流量传感器
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水流量传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件组成。它装在热水器的进水端用于测量进水流量。当水流过转子组件时,磁性转子转动,并且转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器,由控制器判断水流量的大小,调节控制比例阀的电流,从而通过比例阀控制燃气气量,避免燃气热水器在使用过程中出现夏暖冬凉的现象。
中文名
水流量传感器
特 点
寿命长、动作迅速、安全可靠
原 料
霍尔元件的霍尔效应
压 力
0.02MPa以下
目录
1
优点
2
工作原理
3
基本原理
4
选型技巧
5
比较
6
选型
7
注意事项
水流量传感器优点
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语音
水流量传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作出现干烧等缺点。它具有反映灵敏、寿命长、动作迅速、安全可靠、连接方便利启动流量超低(1.5L/min)等优点,深受广大用户喜爱。
水流量传感器工作原理
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水流转子组件主要由涡轮开关壳、磁性转子、制动环组成。使用水流开关方式时,其性能优于机械式压差盘结构,且尺寸明显缩小。当水流通过涡轮开关壳,推动磁性转子旋转,不同磁极靠近霍尔元件时霍尔元件导通,离开时霍尔元件断开。由此,可测量出转子转速。根据实测的水流量、转子转速和输出信号(电压)的曲线,便可确定出热水器的启动水压,以及启动水压相对应的启动水流量与转子的启动转速。由控制电路,便可实现当转子转速大于启动转速时热水器启动工作;在转速小于启动转速时,热水器停止工作。这样热水器启动水压一般设定在0.01MPa,启动水流量为3~5L/min(需满足热水器标准对最高温升的限制)。另外,由于水在永磁材料磁场切割下,变成磁化水,水中的含氧量增加,使人洗浴后感觉清爽。制动环的作用是停水时,制止高速旋转的磁性转子转动,终止脉冲信号输出。控制器接收不到脉冲信号,立即控制燃气比例阀关阀,切断气源,防止干烧。
水流量传感器基本原理
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水流量传感器是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。由于涡轮流量计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。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。
水流量传感器选型技巧
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第一、精度等级。水流量传感器精度等级通常都比较高,通常情况下精度越高对现场的运用环境越灵敏。从经济效益上面来说,不要一味寻求高的精度等级。关于大口径流量的场合,如西气东输工程中,就要挑选高精度的传感器,而关于运送量很小又需计量的场合则能够挑选通常的涡轮流量传感器。第二、密度。密度的稳定性对水流量传感器的计量准确度影响很大,关于常常改变密度的场合,还需对流量系数采纳批改的办法的处置,特别关于低流量区域。第三、流量规模。水流量传感器流量规模的挑选直接影响着它的精确度和运用年限,它还决议着流量传感器口径的挑选。挑选流量规模通常依照如下原则:最小流量应大于等于外表能够丈量的最小流量,最大流量应小于等于外表能够丈量的最大流量;关于不间断作业小于八小时的场合,其最大流量应为实践最大流量的1.3倍左右;关于不间断作业超越八小时的场合,其最大流量应为实践最大流量的1.4倍以上;最小流量应为实践最小流量的0.8倍为最佳。第四、压力丢失。压力丢失越小,气体在活动过程中的能量消耗就越小,这样能够节约能源、下降运送本钱,进步利用率。所以在挑选的时分,尽量挑选压力丢失小的涡轮流量传感器。通常,选用半椭球体前导流器的涡轮流量传感器比锥体的前导流器的涡轮流量传感器压力丢失要小。第五、布局方法。布局方法选用以上三种办法断定:内部布局最佳选用反推式涡轮流量传感器,由于该布局在必定流量规模内可使叶轮处于浮游状况,轴向不存在接触点,无端面冲突和磨损,可延长轴承的运用寿命;关于水平布局装置的流量传感器,它与管道衔接办法能够是法兰衔接、螺纹衔接和夹装衔接;关于笔直布局装置的流量传感器只能选用螺纹衔接。
[1]
水流量传感器比较
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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。
水流量传感器选型
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在需要更为准确水控体系中水流量传感器用起来会更有用更直观。以脉冲信号输出的水流量传感器为例在IC水表和流量操控需要更高的水电加热环境中水流量传感器有更强的优势。一同由于PLC操控的便利性水流量传感器的线形输出信号能够直接地接入PLC乃至进得修正和抵偿可进行定量操控和开关电气。因而在一些相对需要更高的水控体系水流量传感器的运用逐渐代替了水流开关具有了水流开关的感应功用的一同还满意了水流量计量的需要。
水流量传感器注意事项
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水流量传感器在运用中要注意的事项1、当磁性资料或对传感器发生磁力的资料接近传感器时其特征能够有所改变。2、为了防止颗粒、杂物进入传感器在传感器的入水口有必要装置过滤网。3、水流量传感器的装置要避开有较强轰动和摇晃的环境防止影响传感器的丈量精度。
词条图册
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参考资料
1.

水流量传感器的选型技巧
.水流量传感器[引用日期2013-10-12]
热水器流量传感器:一种热水器用水流量传感器的制作方法  第2张

热水器流量传感器:热水器水流传感器的具体作用?

所谓水流传感器就是当水在热水器中流动时,水流传感器就会动作,产生电信号给电脑板,从而让主板启动工作状态,点火工作、排风工作,燃烧使水温发热。

感知水流状态,发出水流信号给到热水器。
燃气热水器在水不流动,也就是水流开关没有感知到水流信号的情况下如果强行开机,热水温度会快速升高到很高的高度,从而导致热水器出现异常状况。
所以一定是水流传感器感受到水流信号正常,之后再决定是否开始加热工作。

水流传感器是一种检测管道里有无水及水流量大小的一个电器元件,当管道内没有水流动时,水流传感器就没有信号输出,热水器的加热电路,或点火电路就不工作,相应的燃气电子阀也不工作,防止热水器干烧,保护热水器;当管道内有水流动时,水流传感器根据水流动的大小输出相应的信号,控制加热电路功率的大小或燃气电磁阀开关的大小,包括点火电路,总之热水器的水流传感器是一个保护电气元件,有开关信号的,也有模拟输出的。
热水器流量传感器:一种热水器用水流量传感器的制作方法  第3张

热水器流量传感器:霍尔传感器在燃气热水器水流量传感器中的应用

  近年来,家用燃气热水器市场发展迅猛。随之而来的,是日益受到消费者重视的燃气使用安全问题。目前,在很多家用燃气热水器中,都安装有水量传感器,而水流量传感器的正常使用,与其内置的霍尔传感器的检测方式脱不开关系。所以,本文小编便来为您简单介绍一下燃气水流量传感器中霍尔传感器检测的相关原理及应用。
燃气热水器水流量传感器结构图,资料图
  家用燃气热水器工作用原理是,经过水气联动装置或水量传感器装置,然后推动微动开关开启电磁阀再点火,或通过霍尔传感器传至电脑板点火燃烧。水流量传感器是燃气热水器中非常重要的元件,主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔传感器组成。
  一般来说,霍尔传感器被装在燃气热水器的进水端,用于检测进水流量的大小及通断。
霍尼韦尔SS361CT高灵敏度霍尔效应数字式位置传感器
  当水流通过水流转子组件时,磁性转子转动并且转速随着流量的变化而成线性变化,霍尔传感器输出相应的脉冲信号,反馈给控制器,由控制器判断水流量的大小,进行调控比例阀电流大小,从而通过比例阀控制气量大小,避免燃气热水器在使用过程中出现夏暖冬凉现象。而且,在霍尔传感器反馈信号给控制器后,还可判断出水流量的大小,并根据燃气热水器的机型不同,选择最佳的启动流量,实现超低压启动。
  另外,由于霍尔传感器是利用霍尔元件的霍尔效应原理,来直接或间接检测磁性物理量的。当它被置于一定磁场时,且给霍尔元件正极串入负载电阻,同时通入控制电压,使电流方向与磁场方向正交。这样,当水通过涡轮开关壳时,推动磁性转子转动,产生不同磁极的旋转磁场,切割磁力线,产生高低脉冲电平,再利用霍尔传感器元件进行隔离检测。由于霍尔传感器的输出脉冲信号,与磁性转子的转速成正比关系,转子的转速又与水流量大小成正比关系,因此使得燃气热水器的启动与水流量大小有关。

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