燃气热水器产品水流量传感器

七、检验
1、尺寸 2、结构 3、性能
七、检验-尺寸-铜壳体普通水流量传感器 备注：图中加*号尺寸为各型号水流传感器关键尺寸
七、检验-尺寸-铜壳体涡轮水流量传感器 备注：图中加*号尺寸为各型号水流传感器关键尺寸
七、检验-尺寸-塑料壳体普通水流量传感器 备注：图中加*号尺寸为各型号水流传感器关键尺寸
七、检验-结构
1、所有连接口边缘均需进行倒角处理。 2、转轴端部均需进行倒角处理。 3、转子叶片不应有毛刺。 4、稳流芯不应有毛刺。
七、检验-性能-1
1、水流量与输出脉冲关系应满足图纸技术要求。
七、检验-性能-2
2、稳流特性应满足图纸要求。
七、检验-性能-3
3、耐水压特性应满足图纸要求。
七、检验-性能-4
导筒
作用： 对水流导向，使水流 对磁性转子产生推力， 从而带动磁性转子转 动。
四-1、结构-铜壳体普通水流量传感器（续）
钢珠
作用： 避免磁性转子的转轴 端部与塑料导筒之间 因摩擦而损坏。
四-1、结构-铜壳体普通水流量传感器（续）
稳流装置
作用： 零件1：固定稳流装置， 提供于水箱之间的连接； 零件2、零件3、密封圈 3合在一起组成稳流装置； 密封圈1：隔流，水流只 能通过稳流装置； 密封圈2：水路密封，防 置外泄漏； 密封圈3：稳流，水压变 大时，零件2与零件3互 相挤压力加大，密封圈3 形变加大，对水流通路 堵塞面加大，从而限流。
说明： 1、水流量传感器壳体有裂纹、砂孔等缺陷，会导致漏水。
六、故障-频率信号异常
说明： 1、涡轮转子损坏会导致频率信号异常。 2、永久磁铁磁场强度偏小会导致频率信号异常。 3、霍尔传感器电路板损坏会导致频率信号异常。 4、霍尔元件等电子元件损坏会导致频率信号异常。
六、故障-稳流特性异常
说明： 1、稳流芯毛刺会影响稳流特性。 2、稳流密封圈偏软或偏硬均会影响稳流特性。
霍尔效应-2
霍尔电压公式：
VH=RH/d*I*B （1）
式中，RH称为霍尔系数，由半导体材料的性质决定；d为半导体材料的厚 度。 设RH/d=K,则式（1）可写为：
VH=K*I*B
（2）
可见，霍尔电压与控制电流及磁感应强度的乘积成正比，K称为乘积灵敏 度。K值越大，灵敏度就越高；元件厚度越小，输出电压也越大。
霍尔元件-2
Ake EW512 磁电变换特性
Ake EW512 内部回路构成
•特点： ·开关特性对称，开关速度快、频率高 ； ·抗电磁干扰的能力强 ； ·能直接驱动晶体管及TTL、MOS等逻辑电路 ； ·可靠性高、寿命长、体积小。
霍尔元件-3
Melexis US1881 磁电变换特性
Melexis US1881 内部回路构成
霍尔传感器
导筒、磁性 转子、钢珠
稳流装置
四-1、结构-铜壳体普通水流量传感器（续）
霍尔传感器
作用： 霍尔元件通过检测 磁性转子转动时交 变磁场的变化，输 出脉冲频率信号给 控制系统。
四-1、结构-铜壳体普通水流量传感器（续）
磁性转子
作用： 在水流作用下永久磁 铁转动，产生交变磁 场。
四-1、结构-铜壳体普通水流量传感器（续）
燃气热水器基础知识
（电控篇） 水流量传感器
第一讲 水流量传感器
一、定义 二、原理 三、种类 四、结构 五、功能 六、故障 七、检验
一、定义
水流量传感器就是将流过的水流量转化为 电频率信号的部件。
二、基本原理
水流量传感器是利用霍尔元件的霍尔效应来测量 磁性物理量。在霍尔元件的正极串入负载电阻，同时 通上一定的直流电压（一般为5V）并使电流方向与磁 场方向正交，当水流过通路推动磁性转子转动时，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。转子的转速与水流量成正比，霍尔元件输出的 脉冲信号频率与转子的转速成正比。
六、故障-漏水-1
说明： 1、进水口三个加工面的连接均需倒角加工，并且倒角面与加工面需光滑 无毛刺，否则与进水接头装配时，易刮伤密封圈，从而导致漏水。 2、进水口尺寸须严格按照图纸要求，如果偏小会导致装配困难或无法装 配，如果偏大会导致漏水。
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六、故障-漏水-2
说明： 1、出水口需倒圆角，并且倒角面与加工面需光滑无毛刺，否则与水箱装 配时，易刮伤密封圈，从而导致漏水。 2、出水口尺寸须严格按照图纸要求，如果偏小会导致装配困难或无法装 配，如果偏大会导致漏水。 3、出水口密封圈破损、毛刺、硬度不达标、尺寸偏小均可能导致漏水。
六、故障
主要故障类别：
1. 卡死； 2. 漏水； 3. 频率信号异常； 4. 稳流特性异常。
六、故障-卡死-1
说明：转轴或钢珠材料一般要求为SUS304，如果材料存在 问题，耐腐蚀性不良，当热水器整机通水后，长期不用时， 会由于腐蚀出现卡死现象。
六、故障-卡死-2
说明：如果转轴端部无倒角，涡轮转动时，锋利的边缘会对 涡轮产生切割力，一方面损坏涡轮转子，同时，切割产生的 碎屑也会导致涡轮卡死。
常用流量与频率信号关系式：
霍尔效应-1
•在一块通电的半导体薄片上，加上和片子表面垂直的磁场B，在薄片的 横向两侧会出现一个电压，如图中的VH，这种现象就是霍尔效应。VH 称 为霍尔电压。 •这种现象的产生，是因为通电半导体片中的载流子在磁场产生的洛仑兹 力的作用下，分别向片子横向两侧偏转和积聚，因而形成一个电场，称 作霍尔电场。霍尔电场产生的电场力和洛仑兹力相反，它阻碍载流子继 续堆积，直到霍尔电场力和洛仑兹力相等。这时，片子两侧建立起一个 稳定的电压，这就是霍尔电压。 •在片子上作四个电极，其中C1、C2 间通以工作电流I，C1、C2 称为电 流电极，C3、C4 间取出霍尔电压VH，C3、C4 称为敏感电极。将各个 电极焊上引线，并将片子用塑料封装起来，就形成了一个完整的霍尔元 件（又称霍尔片）。
四-2、结构-铜壳体涡轮水流量传感器
霍尔传感器
涡轮转子、 钢珠
稳流装置
四-2、结构-铜壳体涡轮水流量传感器（续）
霍尔传感器
作用： 霍尔元件通过检测磁 性转子转动时交变磁 场的变化，输出脉冲 频率信号给控制系统。
四-2、结构-铜壳体涡轮水流量传感器（续）
涡轮转子 （带永久磁铁）
作用： 在水流作用下涡轮转 子转动，带动永久磁 铁转动，产生交变磁 场。
六、故障-漏水-3
说明： 1、密封圈1破损、毛刺、硬度不达标、尺寸偏小均可能导致漏水。 2、密封端面偏小，无法有效承托密封圈1，密封圈1变形下陷导致漏水。 3、密封盖1破损，可能导致漏水。 4、密封圈2破损或密封胶偏少，外部水可能渗入密封盖1与密封盖2之间 导致霍尔传感器电路板损坏。
六、故障-漏水-4
特点：
1、宽的工作电压范围 3.5V - 24V
2、高度磁灵敏度-多种用途
3、CMOS技术
4、斩波稳定放大器
5、低功耗
6、开漏输出
7、薄SOT23 3L和扁平 TO-92 3L 封装都符合 RoHS 标准
8、SE 封装 北极有效
9、UA 封装 南极有效
三、燃气热水器中常用的水流量传感器的种类
铜壳体普通水 流量传感器
在式（2）中，若控制电流I为常数，磁感应强度B与被测电压成正比，就 可以做成霍尔电流传感器；另外，若固定VH为常数，B与被测电流成反 比，又可制成霍尔电压传感器。
霍尔元件-1
我公司目前所用水流量传 感器的霍尔元件品牌型号 一般要求为： Ake EW512（旭化成） 或 Melexis US1881（迈来芯）
4、耐压、绝缘性能应满足图纸要求。
谢谢！
四-3、结构-塑料壳体普通水流量传感器
霍尔传感器
涡轮转子、 钢珠
四-3、结构-塑料壳体普通水流量传感器（续）
涡轮转子 （带永久磁铁）
作用： 在水流作用下涡轮转子 转动，带动永久磁铁转 动，产生交变磁场。
五、功能（工作原理）
水流量传感器主要有阀体、水流转子组件、稳流 组件和霍尔元件组成。它装在热水器的进水端用于测量 进水流量。当水流过转子组件时，磁性转子转动，并且 转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应的脉冲信 号反馈给控制器，由控制器判断水流量的大小，从而控 制热水器的工作。目前水流量传感器为恒温机型必备 配件，控制器通过所采集的水流频率信号，得到水量 数据，从而可以及时调整燃气比例阀，实现快速恒温。 此外，水流量传感器还应用于部分普通烟道及强排机 型，作用与压差式水气联动阀相同，但与水气联动阀 相比启动水流量可以更低，且可以更有效避免干烧。
说明： 1、密封端面偏小，无法有效承托探头密封圈，密封圈变形下陷导致漏水。 2、温度探头安装孔直径尺寸偏大或深度尺寸偏大，可能导致漏水。 3、温度探头安装孔如果未进行倒角处理，装配式损坏密封圈会导致漏水。 4、温度探头安装孔与固定螺钉孔间距偏大或偏小，均可能导致无法有效 密封而漏水。
六、故障-漏水-5
壳体材料：HPb59-1
铜壳体涡轮水 流量传感器
壳体材料：HPb59-1
塑料壳体涡轮 水流量传感器
壳体材料：PPS(聚苯硫醚)是一 种新型高性能热塑性树脂，具有 机械强度高、耐高温、耐化学药 品性、难燃、热稳定性好、电性 能优良等优点。
塑料壳体涡轮水流量传感器目前主要用于壁挂炉及部分海外产品。
四-1、结构-铜壳体普通水流量传感器