水流传感器利用霍尔元件的霍尔效应来测量磁物理量。负载电阻串入霍尔元件的正极,同时通过5V直流电压,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旋转时,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。由于霍尔元件的输出脉冲信号频率与磁性转子的速度成正比,转子的速度与水流成正比,燃气热水器根据水流的大小启动。脉冲信号频率的经验公式见式(1)。 f=8.1q-3 (1) 类型:F-脉冲信号频率,H2 水流,L/min 水流传感器的反馈信号通过控制器判断。根据燃气热水器的不同型号,选择最佳启动流量,可实现超低压(0.02MPa以下)启动。 2 工作原理 水流传感器主要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔组件组成。它安装在热水器的进水端,水流量。当水流过转子组件时,磁性转子旋转,转速随流量线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信号反馈给控制器,控制器判断水流量,调整控制比例阀的电流,通过比例阀控制气体量,避免夏季温暖冬季凉爽的现象。水流传感器从根本上解决了压差式水气联动阀启动水压高、翻板式水阀误动干烧等缺点。反应灵敏,使用寿命长,动作快,安全可靠,连接方便,启动流量超低(1).5L/min)等优点,深受广大用户的喜爱。 水流转子组件主要由涡轮开关壳、磁性转子、制动环组成。使用水流开关时,其性能优于机械压差盘结构,尺寸明显缩小。当水流通过涡轮开关壳推动磁性转子旋转时,当不同的磁极靠近霍尔元件时,霍尔元件就会断开。因此,可以测量转子转速。根据测量的水流、转子速度和输出信号(电压)曲线,可以确定热水器的启动水压,以及相应的启动水流和转子的启动速度。当转子转速大于启动转速时,由控制电路启动热水器;当转速小于启动转速时,热水器停止工作。热水器启动水压一般设定为0.01MPa,启动水流为3~5L/min(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。制动环的作用是停止高速旋转的磁性转子旋转和脉冲信号输出。控制器无法接收脉冲信号,立即控制燃气比例阀关闭阀,切断气源,防止压力传感器干烧。 3 水流传感器与水气联动阀的比较 压差水气联动阀的缺点是启动水压高,需要牺牲一定的稳流特性(水压波动时的流量稳定性)来降低启动水压。为了兼顾两者,只能增加水阀膜片,但随着阀体成本的增加,水流启动压力指标不能太低。对于水流传感器,在出水端增加稳流组件,使用稳流。通过试验成功开发了适用于不同容量热水器的几何尺寸和物理性能,具有良好的稳流特性(进水压力为0.1~0.5MPa变化时,出水量变化为3L/min当进水压力发生变化时,保持流量在一定范围内,达到恒温效果。 比较压差水气联动阀和水流传感器,前者机械,结构复杂,体积大,但控制电路简单,后者电气,结构相对简单,体积小,但控制电路复杂。更重要的是,前者起动水压高,水路系统阻力大,不应用于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上述大容量热水器已广泛使用。 4 结语 近年来,采用水流量传感器测量流量在强排式数码恒温燃气热水器中被大量应用的事实证明,采用水流量传感器具有结构简单、可靠性高、测量范围广等特点。如果能配合燃气比例阀的气量比例调节,就可以实现燃气热水器在燃烧过程的全自动控制。