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浮子流量計(jì)

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浮子流量計(jì),是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降,改變它們之間的流通面積來進(jìn)行測(cè)量的體積流量?jī)x表,又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)。在美國、日本常稱作變面積流量計(jì)(Variable Area Flowmeter)或面積流量計(jì)。

詳情介紹
  • 產(chǎn)品介紹
  • 結(jié)構(gòu)
  • 儀表分類
  • 產(chǎn)品特點(diǎn)

浮子流量計(jì),是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降,改變它們之間的流通面積來進(jìn)行測(cè)量的體積流量?jī)x表,又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)。在美國、日本常稱作變面積流量計(jì)(Variable Area Flowmeter)或面積流量計(jì)。

浮子流量計(jì)原理設(shè)想發(fā)軔于19世紀(jì)60年代,20世紀(jì)初出現(xiàn)商品。從應(yīng)用臺(tái)數(shù)所占比例來看,1985年英國抽樣調(diào)查72家企業(yè)17000臺(tái)流量?jī)x表中浮子流量計(jì)占19.2%。我國浮子流量計(jì)產(chǎn)量1996年估計(jì)在15萬-17萬臺(tái)之間,其中95%左右為玻璃管浮子流量計(jì)。

浮子流量計(jì)的流量檢測(cè)元件是由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐管軸上下移動(dòng)的浮子組所組成。它的工作原理是通過被測(cè)流體從下向上經(jīng)過錐管1和浮子2形成的環(huán)隙3時(shí),浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力。

當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時(shí),浮子便上升,環(huán)隙面積隨之增大,環(huán)隙處流體流速立即下降,浮子上下端差壓降低,作用于浮子的上升力亦隨著減少,直到上升力等于浸在流體中浮子重量時(shí),浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過的流量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。

口徑15-40mm透明錐形管浮子流量計(jì)典型結(jié)構(gòu)。透明錐形管用得是由硼硅玻璃制成,習(xí)慣簡(jiǎn)稱玻璃管浮子流量計(jì)。流量分度直接刻在錐管外壁上,也有在錐管旁另裝分度標(biāo)尺。錐管內(nèi)腔有圓錐體平滑面和帶導(dǎo)向棱筋(或平面)兩種。

浮子在錐管內(nèi)自由移動(dòng),或在錐管棱筋導(dǎo)向下移動(dòng),較大口平滑面內(nèi)壁儀表還有采用導(dǎo)桿導(dǎo)向。 直角型安裝方式金屬管浮子流量計(jì)典型結(jié)構(gòu),通常適用于口徑15-40mm以上儀表。錐管和浮子組成流量檢測(cè)元件。套管內(nèi)有導(dǎo)桿3的延伸部分,通過磁鋼耦合等方式,將浮子的位移傳給套管外的轉(zhuǎn)換部分。

轉(zhuǎn)換部分有就地指示和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出兩大類型。除直角安裝方式結(jié)構(gòu)外還有進(jìn)出口中線與錐管同心的直通型結(jié)構(gòu),通常用于口徑小于10-15mm的儀表。

按錐形管材料分類類型

1、透明錐形管浮子流量計(jì)。透明錐形管材料用得最多的是玻璃,無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)儀表測(cè)量氣體時(shí)操作不慎,玻璃管易被擊碎;還有用透明工程塑料如聚苯乙烯、聚碳酸酯、有機(jī)玻璃等制成,具有不易擊碎之優(yōu)點(diǎn)。

2、金屬管錐形管浮子流量計(jì)。與透明錐形管浮子流量計(jì)相比,可用于較高的介質(zhì)溫度和壓力,且無玻璃管浮子流量計(jì)錐管被擊碎的潛在危險(xiǎn)。錐形管與殼體制成一體結(jié)構(gòu),也有錐管套入殼體的分離結(jié)構(gòu),改變流量規(guī)格只要調(diào)換不同圓錐角的錐管,使用較為靈便。

按有否遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出分類類型

1、就地指示型浮子流量計(jì)。有些透明管浮子流量計(jì)以就地指示為主,裝有接近開關(guān),作流量上下限報(bào)警信號(hào)輸出。 有些就地指示型金屬管浮子流量計(jì)外形與遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出相同,只是將浮子位移通過磁耦合傳出,經(jīng)連桿凸輪等線性化機(jī)構(gòu)處理后就地指示。

2、遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出型浮子流量計(jì)。遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出型儀表的轉(zhuǎn)換部分將浮子位移量轉(zhuǎn)換成電流或氣壓模擬量信號(hào)輸出,分別成為電遠(yuǎn)傳浮子流量計(jì)和氣遠(yuǎn)傳浮子流量計(jì)。

按被測(cè)流體分類類型

按被測(cè)流體分類類型分為液體用、氣體用和蒸汽用3種。 實(shí)際上大部分浮子流量計(jì)同一儀表可用于液體也可用于氣體,結(jié)構(gòu)上是通用的。

只是我國浮子流量計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等(如JB/T 6844-9 3)規(guī)定流量上限Qmax必須符合(1,1.6,2.5,4或6)×10nL/h的要求(n為正負(fù)整數(shù)或零),為液體(以水為代表)設(shè)計(jì)的儀表用于氣體(以空氣為代表)時(shí),不符合上述要求,只能為氣體另行設(shè)計(jì)浮子和錐管,就分成液體和氣體兩種系列。

國外有些制造廠同一儀表并列液、氣兩種流體的流量范圍,當(dāng)然流量值就不可能都是圓整值;國內(nèi)有些型號(hào)儀表也采用本辦法。但是液體用和氣體用設(shè)計(jì)還是有區(qū)別的,例如氣體儀表浮子設(shè)計(jì)得較輕,防浮子振蕩跳動(dòng)的阻尼件結(jié)構(gòu)各異等。 測(cè)量蒸汽只能用專門設(shè)計(jì)的金屬管浮子流量計(jì)或在標(biāo)準(zhǔn)型儀表上加裝附加構(gòu)件,例如增加帶散熱片的液體阻尼件,以減少浮子跳動(dòng);與指示轉(zhuǎn)換部分連接處隔以散熱片。

按被測(cè)流體通過浮子流量計(jì)的量分類類型

全流型。即被測(cè)流體全部流過浮子流量計(jì)的儀表

分流型。相對(duì)于全流型只有部分被測(cè)流體流過浮子等流量檢測(cè)部分,分流型浮子流量計(jì)由裝載主管道上標(biāo)準(zhǔn)孔板(或均速管)和較小口徑浮子流量計(jì)組合而成,應(yīng)用與管徑大于200mm的較大口徑流量和只要就地指示的場(chǎng)所,價(jià)格低廉。分流型浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)上分為分離型和一體型兩種。

  • 一體型儀表將孔板和浮子流量計(jì)組裝在短管段上,直接裝到待測(cè)管道,安裝方便。有適用于水平和垂直管道兩種結(jié)構(gòu),但均只能安裝在便于讀取儀表示值的場(chǎng)所。主管道管徑通常為50-300mm,孔板的孔徑比(β)在0.3-0.7之間,差壓在0.6-100KPa之間,浮子流量計(jì)口徑為10-25mm。
  • 分流型浮子流量計(jì)的選用流速可比全流型高,液體流速可達(dá)2.5-3m/s,甚至高達(dá)4-5m/s。由于分流管中置有限流小孔板,起到補(bǔ)償主孔板流量和差壓間平方根非線性關(guān)系,流量示值基本是線性的,有較寬的范圍度,一般為10:1。精確度為2.5%-4%FS。

浮子流量計(jì)使用于小管徑和低流速。常用儀表口徑40-50mm以下,最小口徑做到1.5-4mm。適用于測(cè)量低流速小流量,以液體為例,口徑10mm以下玻璃管浮子流量計(jì)滿度流量的名義管徑,流速只在0.2-0.6m/s之間,甚至低于0.1m/s;金屬管浮子流量計(jì)和口徑大于15mm的玻璃管浮子流量計(jì)稍高些,流速在0.5-1.5m/s之間。

浮子流量計(jì)可用于較低雷諾數(shù),選用粘度不敏感形狀的浮子,流通環(huán)隙處雷諾數(shù)只要大于40或500,雷諾數(shù)變化流量系數(shù)即保持常數(shù),亦即流體粘度變化不影響流量系數(shù)。這數(shù)值遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)孔板等節(jié)流差壓式儀表雷諾數(shù)104-105的要求。 大部分浮子流量計(jì)沒有上游直管段要求,或者說對(duì)上游直管段要求不高。

浮子流量計(jì)有較寬的流量范圍度,一般為10:1,為5:1,為25:1。流量檢測(cè)元件的輸出接近于線性。壓力損失較低。 玻璃管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉。只要在現(xiàn)場(chǎng)指示流量者使用方便,缺點(diǎn)是有玻璃管易碎的風(fēng)險(xiǎn),尤其是無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)浮子用于氣體。

金屬管浮子流量計(jì)無錐管破裂的風(fēng)險(xiǎn)。與玻璃管浮子流量計(jì)相比,使用溫度和壓力范圍寬。 大部分結(jié)構(gòu)浮子流量計(jì)只能用于自下向上垂直流的管道安裝。 浮子流量計(jì)應(yīng)用局限于中小管徑,普通全流型浮子流量計(jì)不能用于大管徑,玻璃管浮子流量計(jì)口徑100mm,金屬管浮子流量計(jì)為150mm,更大管徑只能用分流型儀表。

使用流體和出廠標(biāo)定流體不同時(shí),要作流量示值修正。液體用浮子流量計(jì)通常以水標(biāo)定,氣體用空氣標(biāo)定,如實(shí)際使用流體密度、粘度與之不同,流量要偏離原分度值,要作換算修正。

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