德國FESTO流量傳感器的結(jié)構(gòu)分類及其工作原理分析
FESTO流量傳感器的結(jié)構(gòu)分類及其工作原理分析,,詳情如下:
按照FESTO流量傳感器的結(jié)構(gòu)型式可分為葉片(翼板)式,、量芯式,、熱綫式,、熱膜式、卡門渦旋式等幾種,。
一,、葉片式
葉片式空氣FESTO流量傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理及檢測
傳統(tǒng)的波許L型汽油噴射系統(tǒng)及一些中檔車型采用這種葉片式空氣FESTO流量傳感器,。其結(jié)構(gòu)由空氣流量計和電位計兩部分組成,。空氣流量計在進(jìn)氣通道內(nèi)有一個可繞軸擺動的旋轉(zhuǎn)翼片(測量片),,作用在軸上的卷簧可使測量片關(guān)閉進(jìn)氣通路,。發(fā)動機(jī)工作時,進(jìn)氣氣流經(jīng)過空氣流量計推動測量片偏轉(zhuǎn),,使其開啟,。測量片開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(jié)氣門來改變,。進(jìn)氣量愈大,,氣流對測量片的推力愈大,測量片的開啟角度也就愈大,。在測量片軸上連著一個電位計,,電位計的滑動臂與測量片同軸同步轉(zhuǎn)動,把測量片開啟角度的變化(即進(jìn)氣量的變化)轉(zhuǎn)換為電阻值的變化,。電位計通過導(dǎo)線,、連接器與ECU連接。ECU根據(jù)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)動機(jī)的進(jìn)氣量,、在葉片式空氣FESTO流量傳感器內(nèi),通常還有一電動汽油泵開關(guān),。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動運(yùn)轉(zhuǎn)時,,測量片偏轉(zhuǎn),該開關(guān)觸點(diǎn)閉合,,電動汽油泵通電運(yùn)轉(zhuǎn),;發(fā)動機(jī)熄火后,測量片在回轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置的同時,,使電動汽油泵開關(guān)斷開,。此時,即使點(diǎn)火開關(guān)處于開啟位置,,電動汽油泵也不工作,。FESTO流量傳感器內(nèi)還有一個進(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(bǔ)償,。
二,、渦街式
渦街FESTO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幾乎不受流體密度,、壓力,、溫度、粘度等參數(shù)的影響,。無可動機(jī)械零件,,因此可靠性高,維護(hù)量小,。儀表參數(shù)能長期穩(wěn)定,。渦街FESTO流量傳感器采用壓電應(yīng)力式傳感器,可靠性高,,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內(nèi)工作,。有模擬標(biāo)準(zhǔn)信號,也有數(shù)字脈沖信號輸出,,容易與計算機(jī)等數(shù)字系統(tǒng)配套使用,,是一種比較先進(jìn)、理想的測量儀器,。
三,、卡門渦旋式
卡門渦旋式空氣FESTO流量傳感器在進(jìn)氣管道正中間設(shè)有一個流線型或三角形的渦流發(fā)生器,當(dāng)空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時,,在其后部的氣流中會不斷產(chǎn)生一列不對稱卻十分規(guī)則的被稱為卡門渦流的空氣渦流,。
測量單位時間內(nèi)旋渦數(shù)量的方法有反光鏡檢出式和超聲波檢出式兩種。反光鏡檢出式卡門渦旋FESTO流量傳感器其內(nèi)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(dǎo)通。反光鏡安裝在一個很薄的金屬薄片上,。金屬薄片在進(jìn)氣氣流旋渦的壓力作用下產(chǎn)生振動,,其振動頻率與單位時間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦數(shù)量相同。由于反光鏡隨薄片一同振動,,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(dǎo)通,、截止。ECU根據(jù)光敏三極管導(dǎo)通,、截止的頻率即可計算出進(jìn)氣量,。凌志LS400小轎車即用了這種型式的卡門渦旋式空氣FESTO流量傳感器。
超聲波檢出式卡門渦旋式空氣FESTO流量傳感器在其后半部的兩側(cè)有一個超聲波發(fā)射器和一個超聲波接收器,。在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時,,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(dāng)超聲波通過進(jìn)氣氣流到達(dá)接收器時,,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(jù)接收器測出的相應(yīng)變化的頻率,,計算出單位時間內(nèi)產(chǎn)生的旋渦的數(shù)量,從而求得空氣流速和流量,,然后根據(jù)該信號確定基準(zhǔn)空氣量和基準(zhǔn)點(diǎn)火提前角,。
四、熱綫式
熱綫式空氣FESTO流量傳感器的基本結(jié)構(gòu)由感知空氣流量的白金熱綫(鉑金屬線),、根據(jù)進(jìn)氣溫度進(jìn)行修正的溫度補(bǔ)償電阻(冷線),、控制熱綫電流并產(chǎn)生輸出信號的控制線路板以及空氣FESTO流量傳感器的殼體等元件組成。根據(jù)白金熱綫在殼體內(nèi)的安裝部位不同,,熱綫式空氣FESTO流量傳感器分為主流測量,、旁通測量方式兩種結(jié)構(gòu)形式。采用主流測量方式的熱綫式空氣FESTO流量傳感器兩端有金屬防護(hù)網(wǎng),,取樣管置于主空氣通道中央,,取樣管由兩個塑料護(hù)套和一個熱綫支承環(huán)構(gòu)成。熱綫線徑為70μm的白金絲(RH),,布置在支承環(huán)內(nèi),,其阻值隨溫度變化,是惠斯頓電橋電路的一個臂,。熱綫支承環(huán)前端的塑料護(hù)套內(nèi)安裝一個白金薄膜電阻器,,其阻值隨進(jìn)氣溫度變化,稱為溫度補(bǔ)償電阻(RK),,是惠斯頓電橋電路的另一個臂,。熱綫支承環(huán)后端的塑料護(hù)套上粘結(jié)著一只精密電阻(RA)。此電阻能用激光修整,,也是惠斯頓電橋的一個臂,。該電阻上的電壓降即為熱綫式空氣FESTO流量傳感器的輸出信號電壓?;菟诡D電橋還有一個臂的電阻RB安裝在控制線路板上,。
工作原理:熱綫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(dāng)空氣質(zhì)量流量增大時,混合集成電路A使熱綫通過的電流加大,,反之,,則減小。這樣,,就使得通過熱綫RH的電流是空氣質(zhì)量流量的單一函數(shù),,即熱綫電流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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