化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
賀德克流量開關(guān)的工作原理你了解多少?
閱讀：74 發(fā)布時間：2025-6-24賀德克（Hydac）流量開關(guān)是用于監(jiān)測流體（液體或氣體）流量變化并輸出開關(guān)信號的自動化元件，其工作原理基于流體力學(xué)效應(yīng)與機電信號轉(zhuǎn)換，不同型號采用差異化技術(shù)實現(xiàn)流量監(jiān)測。以下是核心工作原理及典型型號的技術(shù)解析：
一、主流技術(shù)原理分類與工作機制
1. 靶式（擋板式）流量開關(guān)
核心結(jié)構(gòu)：擋板（靶片）、杠桿機構(gòu)、微動開關(guān)、復(fù)位彈簧
工作邏輯：
流體推動階段：當流體流經(jīng)管道時，擋板受流體沖擊力產(chǎn)生位移，推動杠桿克服彈簧阻力；
閾值觸發(fā)階段：流量達到設(shè)定值時，擋板位移量觸發(fā)微動開關(guān)動作，輸出電信號（如常開 / 常閉觸點閉合）；
復(fù)位階段：流量低于閾值時，彈簧力使擋板復(fù)位，開關(guān)信號恢復(fù)初始狀態(tài)。
典型型號：Hydac FSA 系列
技術(shù)特點：
適用于大管徑（DN25-DN300）、高粘度流體（如液壓油）；
響應(yīng)速度較慢（約 100-300ms），但抗干擾能力強。
2. 熱導(dǎo)式（熱擴散）流量開關(guān)
核心原理：基于熱傳導(dǎo)效應(yīng)的 “溫度差 - 流量" 線性關(guān)系
結(jié)構(gòu)組成：
發(fā)熱元件（鉑電阻或加熱絲）：維持恒定溫度（高于流體溫度）；
溫度傳感器：檢測發(fā)熱元件與流體的溫差。
工作流程：
無流量時，發(fā)熱元件溫度穩(wěn)定，溫差大；
流體流動時，熱量被帶走，溫差減小，溫差變化量與流量成比例；
當溫差降至設(shè)定閾值，電子電路觸發(fā)開關(guān)信號（如 PNP/NPN 輸出）。
典型型號：Hydac FKH 系列
技術(shù)優(yōu)勢：
無活動部件，免維護；
適用于低流量監(jiān)測（最小可測 0.1L/min 水流量）；
響應(yīng)速度快（＜50ms），但對流體溫度波動敏感。
3. 渦輪式流量開關(guān)
工作原理：流體推動渦輪旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)速檢測流量
關(guān)鍵組件：
渦輪轉(zhuǎn)子（帶磁鋼或齒盤）、殼體、磁電傳感器（或霍爾元件）
信號轉(zhuǎn)換過程：
流體沖擊渦輪葉片，使其旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與流量成正比；
渦輪上的磁鋼或齒盤切割傳感器磁場，產(chǎn)生脈沖信號；
脈沖頻率經(jīng)電路處理后，與預(yù)設(shè)閾值比較，輸出開關(guān)量（如繼電器觸點動作）。
典型型號：Hydac HFS 系列
應(yīng)用場景：
清潔液體（如冷卻水、潤滑油），管徑 DN15-DN100；
精度較高（±1% FS），但需避免顆粒雜質(zhì)（＞50μm）堵塞渦輪。
二、信號處理與輸出機制
1. 電氣連接與輸出類型
輸出形式工作原理典型應(yīng)用
機械觸點（繼電器）微動開關(guān)直接接通 / 斷開電路連接 PLC、接觸器等強電設(shè)備
晶體管輸出（PNP/NPN）半導(dǎo)體開關(guān)元件控制電流通斷適配傳感器接口或小型控制器
脈沖信號（頻率型）渦輪式開關(guān)的轉(zhuǎn)速 - 頻率轉(zhuǎn)換需流量精確計量的場景
模擬量輸出（4-20mA）熱導(dǎo)式開關(guān)的溫差 - 電流信號線性轉(zhuǎn)換集成到 DCS 系統(tǒng)進行連續(xù)監(jiān)測
2. 設(shè)定與校準邏輯
閾值調(diào)節(jié)方式：
機械旋鈕：靶式開關(guān)通過調(diào)節(jié)彈簧張力設(shè)定觸發(fā)流量；
電子菜單：熱導(dǎo)式開關(guān)通過按鍵設(shè)置流量閾值（如 FKH 系列可設(shè) 0.3-10L/min）；
校準依據(jù)：
基于流體粘度修正：例如監(jiān)測液壓油（粘度 32cSt）時，需將水介質(zhì)校準值乘以粘度系數(shù)（通常 1.2-1.8）。
三、關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)與影響因素
1. 流體特性的影響
粘度：
靶式開關(guān)：粘度＞100cSt 時，擋板阻力增大，需重新設(shè)定觸發(fā)閾值（如原水介質(zhì)設(shè)定 5L/min，液壓油需調(diào)至 3L/min）；
熱導(dǎo)式開關(guān)：粘度影響熱傳導(dǎo)效率，高粘度流體（如重油）需選用專用型號（如 FKH-V 系列）。
溫度：
熱導(dǎo)式開關(guān)的發(fā)熱元件溫度需高于流體溫度 10-20℃，當流體溫度接近發(fā)熱元件溫度時（如＞80℃），監(jiān)測精度下降；
靶式開關(guān)的密封件（如 NBR）耐溫≤80℃，高溫場合需選氟橡膠密封（如 FKM，耐溫≤200℃）。
2. 安裝條件的技術(shù)要求
直管段要求：
渦輪式開關(guān)：上游≥10 倍管徑，下游≥5 倍管徑（減少渦流影響）；
熱導(dǎo)式開關(guān)：上下游≥5 倍管徑，避免彎頭、閥門附近安裝（防止流速不均）。
流向標識：
靶式開關(guān)擋板方向必須與流體流向一致，反向安裝會導(dǎo)致觸發(fā)流量翻倍（如原設(shè)定 5L/min 變?yōu)?10L/min）。
四、典型應(yīng)用場景與選型邏輯
1. 液壓系統(tǒng)監(jiān)測
場景：工程機械液壓油流量檢測
選型：靶式開關(guān)（FSA 系列）
原理優(yōu)勢：抗液壓沖擊，可承受 35MPa 系統(tǒng)壓力，擋板結(jié)構(gòu)適應(yīng)高粘度油液（粘度≤400cSt）。
2. 冷卻系統(tǒng)保護
場景：空壓機冷卻水斷流報警
選型：熱導(dǎo)式開關(guān)（FKH 系列）
原理優(yōu)勢：無活動部件，避免水垢沉積影響，響應(yīng)速度快（＜50ms），可在 0.5L/min 低流量時觸發(fā)報警。
3. 潤滑系統(tǒng)監(jiān)控
場景：齒輪箱潤滑油流量監(jiān)測