德國ifm流量傳感器類(lèi)型分為4種類(lèi)型

一、葉片式

葉片式空氣流量傳感器的結構、工作原理及檢測

傳統的波許L型汽油噴射系統及一些中檔車(chē)型采用這種葉片式空氣流量傳感器。其結構如圖 1所示，由空氣流量計和電位計兩部分組成?？諝饬髁坑嬙谶M(jìn)氣通道內有一個(gè)可繞軸擺動(dòng)的旋轉翼片（測量片），如圖 2所示，作用在軸上的卷簧可使測量片關(guān)閉進(jìn)氣通路。發(fā)動(dòng)機工作時(shí)，進(jìn)氣氣流經(jīng)過(guò)空氣流量計推動(dòng)測量片偏轉，使其開(kāi)啟。測量片開(kāi)啟角度的大小取決于進(jìn)氣氣流對測量片的推力與測量片軸上卷簧彈力的平衡狀況。進(jìn)氣量的大小由駕駛員操縱節氣門(mén)來(lái)改變。進(jìn)氣量愈大，氣流對測量片的推力愈大，測量片的開(kāi)啟角度也就愈大。在測量片軸上連著(zhù)一個(gè)電位計，如圖 3所示。電位計的滑動(dòng)臂與測量片同軸同步轉動(dòng)，把測量片開(kāi)啟角度的變化（即進(jìn)氣量的變化）轉換為電阻值的變化。電位計通過(guò)導線(xiàn)、連接器與ECU連接。ECU根據電位計電阻的變化量或作用在其上的電壓的變化量，測得發(fā)動(dòng)機的進(jìn)氣量，如圖 4所示。

在葉片式空氣流量傳感器內，通常還有一電動(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān)，如圖 5所示。當發(fā)動(dòng)機起動(dòng)運轉時(shí)，測量片偏轉，該開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)汽油泵通電運轉；發(fā)動(dòng)機熄火后，測量片在回轉至關(guān)閉位置的同時(shí)，使電動(dòng)汽油泵開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。此時(shí)，即使點(diǎn)火開(kāi)關(guān)處于開(kāi)啟位置，電動(dòng)汽油泵也不工作。

流量傳感器內還有一個(gè)進(jìn)氣溫度傳感器，用于測量進(jìn)氣溫度，為進(jìn)氣量作溫度補償。

葉片式空氣流量傳感器導線(xiàn)連接器一般有7個(gè)端子，如圖 5中的39、36、6、9、8、7、27。但也有將電位計內部的電動(dòng)汽油泵控制觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)取消后，變?yōu)?個(gè)端子的。圖 6示出了日產(chǎn)和豐田車(chē)用葉片式空氣流量傳感器導線(xiàn)連接器端子的“標記"。其端子“標記"一般標注在連接器的護套上。

二、渦街式

渦街流量傳感器主要用于工業(yè)管道介質(zhì)流體的流量測量，如氣體、液體、蒸氣等多種介質(zhì)。其特點(diǎn)是壓力損失小，量程范圍大，精度高，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無(wú)可動(dòng)機械零件，因此可靠性高，維護量小。儀表參數能長(cháng)期穩定。渦街流量傳感器采用壓電應力式傳感器，可靠性高，可在-20℃～+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號，也有數字脈沖信號輸出，容易與計算機等數字系統配套使用，是一種比較先進(jìn)、理想的測量?jì)x器。

渦街流量傳感器是基于卡門(mén)渦街原理研制出來(lái)的。在流體中設置三角柱型旋渦發(fā)生體，則從旋渦發(fā)生體兩側交替地產(chǎn)生有規則的旋渦，這種旋渦稱(chēng)為卡門(mén)旋渦。

設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質(zhì)平均流速為 ，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，即可得到以下關(guān)系式：

f=SrU1/d=SrU/md ⑴

式中　U1--旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s；

Sr--斯特勞哈爾數；

m--旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比

管道內體積流量qv為 　qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr ⑵

K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 ⑶

式中 K--流量計的儀表系數，脈沖數/m3（P/m3）。

由上式可以看出流量傳感器的輸出頻率只于旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸等有關(guān)。

三、卡門(mén)渦旋式

卡門(mén)渦旋式空氣流量傳感器的結構和工作原理如圖 11所示。在進(jìn)氣管道正中間設有流線(xiàn)型或三角形的渦流發(fā)生器，當空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時(shí)，在其后部的氣流中會(huì )不斷產(chǎn)生一列不對稱(chēng)卻十分規則的被稱(chēng)為卡門(mén)渦流的空氣渦流。

測量單位時(shí)間內旋渦數量的方法有反光鏡檢出式和超聲波檢出式兩種。圖 12所示是反光鏡檢出式卡門(mén)渦旋流量傳感器，其內有一只發(fā)光二極管和一只光敏三極管。發(fā)光二極管發(fā)出的光束被一片反光鏡反射到光敏三極管上，使光敏三極管導通。反光鏡安裝在一個(gè)很薄的金屬簧片上。金屬簧片在進(jìn)氣氣流旋渦的壓力作用下產(chǎn)生振動(dòng)，其振動(dòng)頻率與單位時(shí)間內產(chǎn)生的旋渦數量相同。由于反光鏡隨簧片一同振動(dòng)，因此被反射的光束也以相同的頻率變化，致使光敏三極管也隨光束以同樣的頻率導通、截止。ECU根據光敏三極管導通、截止的頻率即可計算出進(jìn)氣量（圖 11）。凌志LS400小轎車(chē)即用了這種型式的卡門(mén)渦旋式空氣流量傳感器。

圖 13所示為超聲波檢出式卡門(mén)渦旋式空氣流量傳感器。在其后半部的兩側有一個(gè)超聲波發(fā)射器和一個(gè)超聲波接收器。在發(fā)動(dòng)機運轉時(shí)，超聲波發(fā)射器不斷地向超聲波接收器發(fā)出一定頻率的超聲波。當超聲波通過(guò)進(jìn)氣氣流到達接收器時(shí)，由于受氣流中旋渦的影響，使超聲波的相位發(fā)生變化。ECU根據接收器測出的相應變化的頻率，計算出單位時(shí)間內產(chǎn)生的旋渦的數量，從而求得空氣流速和流量，然后根據該信號確定基準空氣量和基準點(diǎn)火提前角。

四、熱線(xiàn)式

熱線(xiàn)式空氣流量傳感器的基本結構由感知空氣流量的白金熱線(xiàn)（鉑金屬線(xiàn)）、根據進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補償電阻（冷線(xiàn)）、控制熱線(xiàn)電流并產(chǎn)生輸出信號的控制線(xiàn)路板以及空氣流量傳感器的殼體等元件組成。根據白金熱線(xiàn)在殼體內的安裝部位不同，熱線(xiàn)式空氣流量傳感器分為主流測量、旁通測量方式兩種結構形式。圖 18所示是采用主流測量方式的熱線(xiàn)式空氣流量傳感器的結構圖。它兩端有金屬防護網(wǎng)，取樣管置于主空氣通道中央，取樣管由兩個(gè)塑料護套和一個(gè)熱線(xiàn)支承環(huán)構成。熱線(xiàn)線(xiàn)徑為70μm的白金絲（RH），布置在支承環(huán)內，其阻值隨溫度變化，是惠斯頓電橋電路的一個(gè)臂（圖 19）。熱線(xiàn)支承環(huán)前端的塑料護套內安裝一個(gè)白金薄膜電阻器，其阻值隨進(jìn)氣溫度變化，稱(chēng)為溫度補償電阻（RK），是惠斯頓電橋電路的另一個(gè)臂。熱線(xiàn)支承環(huán)后端的塑料護套上粘結著(zhù)一只精密電阻（RA）。此電阻能用激光修整，也是惠斯頓電橋的一個(gè)臂。該電阻上的電壓降即為熱線(xiàn)式空氣流量傳感器的輸出信號電壓?；菟诡D電橋還有一個(gè)臂的電阻RB安裝在控制線(xiàn)路板上。

德國ifm流量傳感器類(lèi)型分為4種類(lèi)型

工作原理：

熱線(xiàn)溫度由混合集成電路A保持其溫度與吸入空氣溫度相差一定值，當空氣質(zhì)量流量增大時(shí)，混合集成電路A使熱線(xiàn)通過(guò)的電流加大，反之，則減小。這樣，就使得通過(guò)熱線(xiàn)RH的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數，即熱線(xiàn)電流IH隨空氣質(zhì)量流量增大而增大，或隨其減小而減小，一般在50-120mA之間變化。

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