贺德克（Hydac）流量开关是用于监测流体（液体或气体）流量变化并输出开关信号的自动化元件，其工作原理基于流体力学效应与机电信号转换，不同型号采用差异化技术实现流量监测。以下是核心工作原理及典型型号的技术解析：

一、主流技术原理分类与工作机制

1. 靶式（挡板式）流量开关

核心结构：挡板（靶片）、杠杆机构、微动开关、复位弹簧

工作逻辑：

流体推动阶段：当流体流经管道时，挡板受流体冲击力产生位移，推动杠杆克服弹簧阻力；

阈值触发阶段：流量达到设定值时，挡板位移量触发微动开关动作，输出电信号（如常开 / 常闭触点闭合）；

复位阶段：流量低于阈值时，弹簧力使挡板复位，开关信号恢复初始状态。

典型型号：Hydac FSA 系列

技术特点：

适用于大管径（DN25-DN300）、高粘度流体（如液压油）；

响应速度较慢（约 100-300ms），但抗干扰能力强。

2. 热导式（热扩散）流量开关

核心原理：基于热传导效应的 “温度差 - 流量" 线性关系

结构组成：

发热元件（铂电阻或加热丝）：维持恒定温度（高于流体温度）；

温度传感器：检测发热元件与流体的温差。

工作流程：

无流量时，发热元件温度稳定，温差大；

流体流动时，热量被带走，温差减小，温差变化量与流量成比例；

当温差降至设定阈值，电子电路触发开关信号（如 PNP/NPN 输出）。

典型型号：Hydac FKH 系列

技术优势：

无活动部件，免维护；

适用于低流量监测（最小可测 0.1L/min 水流量）；

响应速度快（＜50ms），但对流体温度波动敏感。

3. 涡轮式流量开关

工作原理：流体推动涡轮旋转，通过转速检测流量

关键组件：

涡轮转子（带磁钢或齿盘）、壳体、磁电传感器（或霍尔元件）

信号转换过程：

流体冲击涡轮叶片，使其旋转，转速与流量成正比；

涡轮上的磁钢或齿盘切割传感器磁场，产生脉冲信号；

脉冲频率经电路处理后，与预设阈值比较，输出开关量（如继电器触点动作）。

典型型号：Hydac HFS 系列

应用场景：

清洁液体（如冷却水、润滑油），管径 DN15-DN100；

精度较高（±1% FS），但需避免颗粒杂质（＞50μm）堵塞涡轮。

二、信号处理与输出机制

1. 电气连接与输出类型

输出形式工作原理典型应用

机械触点（继电器）微动开关直接接通 / 断开电路连接 PLC、接触器等强电设备

晶体管输出（PNP/NPN）半导体开关元件控制电流通断适配传感器接口或小型控制器

脉冲信号（频率型）涡轮式开关的转速 - 频率转换需流量精确计量的场景

模拟量输出（4-20mA）热导式开关的温差 - 电流信号线性转换集成到 DCS 系统进行连续监测

2. 设定与校准逻辑

阈值调节方式：

机械旋钮：靶式开关通过调节弹簧张力设定触发流量；

电子菜单：热导式开关通过按键设置流量阈值（如 FKH 系列可设 0.3-10L/min）；

校准依据：

基于流体粘度修正：例如监测液压油（粘度 32cSt）时，需将水介质校准值乘以粘度系数（通常 1.2-1.8）。

三、关键技术参数与影响因素

1. 流体特性的影响

粘度：

靶式开关：粘度＞100cSt 时，挡板阻力增大，需重新设定触发阈值（如原水介质设定 5L/min，液压油需调至 3L/min）；

热导式开关：粘度影响热传导效率，高粘度流体（如重油）需选用专用型号（如 FKH-V 系列）。

温度：

热导式开关的发热元件温度需高于流体温度 10-20℃，当流体温度接近发热元件温度时（如＞80℃），监测精度下降；

靶式开关的密封件（如 NBR）耐温≤80℃，高温场合需选氟橡胶密封（如 FKM，耐温≤200℃）。

2. 安装条件的技术要求

直管段要求：

涡轮式开关：上游≥10 倍管径，下游≥5 倍管径（减少涡流影响）；

热导式开关：上下游≥5 倍管径，避免弯头、阀门附近安装（防止流速不均）。

流向标识：

靶式开关挡板方向必须与流体流向一致，反向安装会导致触发流量翻倍（如原设定 5L/min 变为 10L/min）。

四、典型应用场景与选型逻辑

1. 液压系统监测

场景：工程机械液压油流量检测

选型：靶式开关（FSA 系列）

原理优势：抗液压冲击，可承受 35MPa 系统压力，挡板结构适应高粘度油液（粘度≤400cSt）。

2. 冷却系统保护

场景：空压机冷却水断流报警

选型：热导式开关（FKH 系列）

原理优势：无活动部件，避免水垢沉积影响，响应速度快（＜50ms），可在 0.5L/min 低流量时触发报警。

3. 润滑系统监控

场景：齿轮箱润滑油流量监测