浮子流量计相关资料.doc

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1、浮子流量计King浮子流量计　　　　浮子流量计是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称转子流量计。在美国、日本常称作变面积流量计（VariableAreaFlowmeter）或面积流量计。　　浮子流量计原理设想发轫于19世纪60年代，20实际初出现商品。从应用台树所占比例来看，1985年英国抽样调查72家企业17000台流量仪表中浮子流量计占19.2%。我国浮子流量计产量1996年估计在15万-17万台之间，其中95%左右为玻璃管浮子流量计。　　第一节　原理和结构　　浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直

2、锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。工作原理如图1所示，被测流体从下向上经过锥管1和浮子2形成的环隙3时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有对应关系。　　体积流量Q的基本方程式为　　(1)　　当浮子为非实芯中空结构（放负重调整量）时，则　　(2)　　式中α——仪表的流量系数，因浮子形状而异；　　ε——被测流体为气体时气体膨胀系数

3、，通常由于此系数校正量很小而被忽略，且通过校验已将它包括在流量系数内，如为液体则ε=1；　　△F——流通环形面积，m2；　　g——当地重力加速度，m/s2；　　Vf——浮子体积，如有延伸体亦应包括，m3；　　ρf——浮子材料密度，kg/m3；　　ρ——被测流体密度，如为气体是在浮子上游横截面上的密度，kg/m3；　　Ff——浮子工作直径（最大直径）处的横截面积，m2；　　Gf——浮子质量，kg。　　流通环形面积与浮子高度之间的关系如式（3）所示，当结构设计已定，则d、β为常量。式中有h的二次项，一般不能忽略此非线性关系，只有在圆锥角很小时，才可视为近似线性。　　m2(3

4、)　　式中d——浮子最大直径（即工作直径），m；　　h——浮子从锥管内径等于浮子最大直径处上升高度，m；　　β——锥管的圆锥角；　　a、b——常数。　　口径15-40mm透明锥形管浮子流量计典型结构如图2所示。透明锥形管4用得最普遍是由硼硅玻璃制成，习惯简称玻璃管浮子流量计。流量分度直接刻在锥管4外壁上，也有在锥管旁另装分度标尺。锥管内腔有圆锥体平滑面和带导向棱筋（或平面）两种。浮子在锥管内自由移动，或在锥管棱筋导向下移动，较大口平滑面内壁仪表还有采用导杆导向。　　图3是直角型安装方式金属管浮子流量计典型结构，通常适用于口径15-40mm以上仪表。锥管5和浮子4组成流量

5、检测元件。套管（图3未表示）内有导杆3的延伸部分，通过磁钢耦合等方式，将浮子的位移传给套管外的转换部分。转换部分有就地指示和远传信号输出两大类型。除直角安装方式结构外还有进出口中线与锥管同心的直通型结构，通常用于口径小于10-15mm的仪表。　　第二节优点和缺点　　浮子流量计使用于小管径和低流速。常用仪表口径40-50mm以下，最小口径做到1.5-4mm。适用于测量低流速小流量，以液体为例，口径10mm以下玻璃管浮子流量计满度流量的名义管径，流速只在0.2-0.6m/s之间，甚至低于0.1m/s；金属管浮子流量计和口径大于15mm的玻璃管浮子流量计稍高些，流速在0.5-

6、1.5m/s之间。　　浮子流量计可用于较低雷诺数，选用粘度不敏感形状的浮子，流通环隙处雷诺数只要大于40或500，雷诺数变化流量系数即保持常数，亦即流体粘度变化不影响流量系数。这数值远低于标准孔板等节流差压式仪表最低雷诺数104-105的要求。　　大部分浮子流量计没有上游直管段要求，或者说对上游直管段要求不高。　　浮子流量计有较宽的流量范围度，一般为10：1，最低为5：1，最高为25：1。流量检测元件的输出接近于线性。压力损失较低。　　玻璃管浮子流量计结构简单，价格低廉。只要在现场指示流量者使用方便，缺点是有玻璃管易碎的风险，尤其是无导向结构浮子用于气体。　　金属管浮子

7、流量计无锥管破裂的风险。与玻璃管浮子流量计相比，使用温度和压力范围宽。　　大部分结构浮子流量计只能用于自下向上垂直流的管道安装。　　浮子流量计应用局限于中小管径，普通全流型浮子流量计不能用于大管径，玻璃管浮子流量计最大口径100mm，金属管浮子流量计为150mm，更大管径只能用分流型仪表。　　使用流体和出厂标定流体不同时，要作流量示值修正。液体用浮子流量计通常以水标定，气体用空气标定，如实际使用流体密度、粘度与之不同，流量要偏离原分度值，要作换算修正。　　第三节分类　　时常上定型产品和特殊型仪表从不同角度可作不同分类，如：　　按锥形管材料