射流流量传感器结构及其工作原理

射流流量传感器具有使用寿命长，腔体不结垢、不堵塞，制造成本低，射流计量腔体可一次注塑成型，批量生产产品特性一致性好等特点，近来来，在水流量测量领域中开始逐渐采用。

射流流量传感器通常由射流计量腔和振荡信号检测电路两部分所组成。射流计量腔的作用是将被测流体引入腔体并使其产生稳定而持续的双稳态振荡；振荡信号检测电路的作用则是将与被测流体振荡频率成比例的流速信号通过一定的传感原理及相应的敏感元件将其检出并做信号预处理，供后续信号处理单元使用，最终得到被测管道中流体的流速、流量以及累积流量等参数。

射流腔的结构形式有多种，其中有代表性结构的射流腔的主要特点是在小流量测量条件下能很好地起振并持续等幅振荡，因此具有小的始动流量值，特别适合于流量测量范围要求较宽的电子水表应用。

当封闭管道中的水流体进入射流流量传感器时，由于射流的附壁效应和控制射流反馈原理，使水流体在射流计量腔中振荡，该振荡频率在一定的流量范围内与流经管道流体的流速或体积流量成正比，且不受流体的物理性质等影响。在射流腔主通道或反馈通道上设置电磁速度式敏感元件或压电压力式敏感元件，可以将流体振荡频率检出并送后续信号处理电路作进一步处理。

射流流量传感器工作过程如下：管道水流体进入射流腔进水孔并在其喷嘴口处形成射流喷射体；射流喷射体在通过主通道时，由于受到射流附壁效应和随机干扰影响，流体就会沿着两个对称侧壁中的任意一个侧壁前行；在分流劈的阻挡下，流体会在分流劈与其中一个侧壁之间通过，其中大部分流体流向出水孔并最后流出射流腔，少部分流体则通过两个对称反馈通道中的同一侧通道流回主通道；反馈回来的流体会改变主通道射流喷射体的流动方向，使其偏向另一侧壁并在分流劈和另一侧壁之间流过。同样情形，大部分流体又会流出出水孔，少部分流体通过另一反馈通道又流回到主通道并改变射流喷射体的流动方向；这样周而复始进行下去，就会在射流腔中形成稳定的射流振荡，它与双稳态振荡器的工作原理非常相似。射流振荡频率在雷诺数大于某一数值时与管道中水流体的流速或体积流量成线性关系，进而通过换算得到流量值的大小。

射流流量传感器的在水表中的应用，是自来水计量行业的一大飞跃。目前，国外很多大的企业都采用这种计量技术，我们要尽快完善国产传感器的性能，力争达到国际先进水平。