金湖匯鑫儀表有限公司是國內(nèi)重點測控工程成套單位,主營氣體流量計、液體流量計、電磁流量計、變送器、調節(jié)閥等相關系列產(chǎn)品。
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金屬管浮子流量計采用可變面積式測量原理，適用于測量液體，氣體。全金屬結構，有指示型、電遠傳型、耐腐型、高壓型、夾套型、防爆型。具有 0-10mA，4-20mA的標準模擬量信號輸出和現(xiàn)場指示。累積，數(shù)字通訊，現(xiàn)場修改測量參數(shù)，不同的供電方式功能，帶有磁性過濾器和特殊規(guī)格品種。廣泛應用于，石油、化工、發(fā)電、制藥、食品、水處理等。復雜，惡劣環(huán)境條件，及各種介質條件的流量測量過程中。
工作原理
金屬管浮子流量計浮子在測量管中，隨著流量的變化，將浮子向上移動，在某一位置浮子所受的浮力與浮子重力達到平衡。此時浮子與孔板（或錐管）間的流通環(huán)隙面積保持一定。環(huán)隙面積與浮子的上升高度成正比，即浮子在測量管中上升的位置代表流量的大小，變化浮子的位置由內(nèi)部磁鐵傳輸?shù)酵獠康闹甘酒?，使指示器正確地指示此時的流量值。這就使得指示器殼體不和測量管直接接觸，因此，即使安裝限位開關或變送器，儀表可用于高溫，高壓工作條件下。
結構原理
金屬浮子流量計的流量檢測元件是由一根自下向上擴大的垂直錐形管和一個沿著錐管軸上下移動的浮子組所組成。工作原理如圖1所示，被測流體從下向上經(jīng)過錐管1和浮子2形成的環(huán)隙3時，浮子上下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時，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，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應關系?！◇w積流量Q的基本方程式為 （1）當浮子為非實芯中空結構（放負重調整量）時，則 （2）式中 α——儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異； ε——被測流體為氣體時氣體膨脹系數(shù)，通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略，且通過校驗已將它包括在流量系數(shù)內(nèi)，如為液體則ε=1； △F——流通環(huán)形面積，m2； g——當?shù)刂亓铀俣龋?/span>m/s2； Vf——浮子體積，如有延伸體亦應包括，m3； ρf——浮子材料密度，kg/m3； ρ——被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3； Ff——浮子工作直徑（zui大直徑）處的橫截面積，m2； Gf——浮子質量，kg?！×魍ōh(huán)形面積與浮子高度之間的關系如式（3）所示，當結構設計已定，則d、 β為常量。式中有h的二次項，一般不能忽略此非線性關系，只有在圓錐角很小時，才可視為近似線性?！?/span>m2 （3）式中 d——浮子zui大直徑（即工作直徑），m； h——浮子從錐管內(nèi)徑等于浮子zui大直徑處上升高度，m； β——錐管的圓錐角； a、b——常數(shù)?！】趶?/span>15-40mm透明錐形管浮子流量計典型結構如圖2所示。透明錐形管4用得zui普遍是由硼硅玻璃制成，習慣簡稱玻璃管浮子流量計。流量分度直接刻在錐管4外壁上，也有在錐管旁另裝分度標尺。錐管內(nèi)腔有圓錐體平滑面和帶導向棱筋（或平面）兩種。浮子在錐管內(nèi)自由移動，或在錐管棱筋導向下移動，較大口平滑面內(nèi)壁儀表還有采用導桿導向?！D3是直角型安裝方式金屬管浮子流量計典型結構，通常適用于口徑15-40mm以上儀表。錐管5和浮子4組成流量檢測元件。套管（圖3未表示）內(nèi)有導桿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換部分。轉換部分有就地指示和遠傳信號輸出兩大類型。除直角安裝方式結構外還有進出口中線與錐管同心的直通型結構，通常用于口徑小于10-15mm的儀表。
金屬管浮子流量計測量部分特點
1、堅固的全金屬結構設計型浮子流量計
2、采用獨立概念設計的測量管指示器
3、可選擇不銹鋼、哈氏合金、鈦材、PTFE材料測量系統(tǒng)
4、低壓力損失設計
5、短行程、小型結構設計、儀表總高度250
6、磁性耦合結構確保數(shù)據(jù)傳輸、信號更加穩(wěn)定
7、保溫或伴熱夾套
8、垂直、水平、各種安裝方式更適合不同使用場合9、適用于小口徑和低流速介質流量測量
、工作可靠，維護量小，壽命長
11、對于直管段要求不高
12、較寬的流量比10：1
13、雙行大液晶顯示，可選現(xiàn)場瞬時/累計流量顯示，可帶背光
14、單軸靈敏指示
15、非接觸磁耦合傳動
16、全金屬結構，適于高溫、高壓和強腐蝕性介質
17、可用于易燃、易爆危險場合
18、選二線制、電池、交流供電方式
19、多參數(shù)標定功能
20、帶有數(shù)據(jù)恢復，數(shù)據(jù)備份及掉電保護功能
智能金屬管浮子流量計
適用于小口徑和低流速介質流量測量；工作可靠，維護量小，壽命長；對于直管段要求不高；較寬的流量比10：1；雙行大液晶顯示，可選現(xiàn)場瞬時/累計流量顯示，可帶背光單軸靈敏指示；非接觸磁耦合傳動；全金屬結構，適于高溫、高壓和強腐蝕性介質；可用于易燃、易爆危險場合；可選二線制、電池、交流供電方式；多參數(shù)標定功能；帶有數(shù)據(jù)恢復，數(shù)據(jù)備份及掉電保護功能.
技術參數(shù)
測量范圍:水（20℃）1-200000 l/h 空氣（20℃，0．1013MPa）0．03－4000m3/h 參見流量表，特殊流量可訂制
量程比：標準型10：1 特殊型20：1
精度：標準型1．5級特殊型1．0級
壓力等級：標準型： DN15－DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa
特殊型： DN15－DN50 25MPa ?DN80-DN200 16MPa
夾套的壓力等級為1．6MPa
特殊型在選型和訂貨前應與工廠協(xié)商
壓力損失：7kPa-70kPa
介質溫度：標準型：－80℃-+200℃：PTFE：0℃－85℃
高溫型：zui高可達400℃
介質粘度：DN15: <5mPa.sF15.1-F15.3
<30mPa.sF15.4-F15.8
DN25: <250mPFa.s
DN50-DN150: <300mPa.s
環(huán)境溫度：液晶型－30℃－+85℃
指針型－40℃－+120℃
連接形式：標準型：DIN2501標準法蘭
特殊型：由用戶的任意標準法蘭或螺紋
電纜接口：M20*1．5
供電電源：標準型24VDC二線制4－20mA（10．8VDC－36VDC）
交流型：85－265VAC ? ?50HZ
選擇金屬管浮子流量計所需要的工藝參數(shù)
1、工藝管道的口徑
2、被測量工藝介質的名稱、性質、密度、粘度
3、被測量介質的工作溫度
4、被測量介質的工作壓力（壓力的大小決定浮子的質量）
5、被測量介質的流量
6、現(xiàn)場工礦狀況
檢測原理
金屬管浮子流量計檢測部分是由一個自下向上擴張的垂直錐形管和一個沿著錐形管軸可以上下自由移動的浮子組成。工作原理如圖1所示，被測流體從下向上經(jīng)過錐管和浮子形成的環(huán)隙時，浮子上、下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時，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，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著對應關系。
體積流量Q的基本方程式為：
式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；
ε 被測流體為氣體時氣體膨脹系數(shù)，通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略，且通過校驗已將它包括在流量系數(shù)內(nèi)，如為液體則ε= 1
△F 流通環(huán)形面積，m2 ；
g 當?shù)刂亓铀俣龋?/span>m/s2；
Vf 浮子體積，如有延伸體亦應包括，m3；
ρf 浮子材料密度，kg/m3；
ρ 被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3；
Ff 浮子工作直徑（zui大直徑）處的橫截面，m2；
Gf 浮子重量，kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關系如式（3）所示，當結構設計已定，則d、β為常量。
式中有h的二次項，一般不能忽略此非線性關系，只有在圓錐角很小時，才可視為近似線性。
式中d 浮子zui大直徑（即工作直徑），m;
h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度，m;
β 錐管的圓錐角；
a、b 為常數(shù)
從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對應關系。讀出浮子的高度，就可以知道相對應的體積流量，再通過轉換器，將浮子的高度轉換成所對應的體積流量所對應的刻度，這就是金屬管浮子流量計的檢測原理。
轉換指示器
轉換器實際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉換成所對應的體積流量的刻度。從輸出信號來分：有就地顯
示型和遠傳信號輸出型：
就地顯示型：由就地指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉動，同時電動指針通過刻度盤指示出此時流量
智能遠傳型，由智能型指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉動，同時帶動傳感磁鋼及指針，通過一個磁傳感器將磁場變化轉化成電信號，經(jīng)A/D轉換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時流量及累積流量大小。（如下圖所示）
式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；
ε 被測流體為氣體時氣體膨脹系數(shù)，通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略，且通過校驗已將它包括在流量系數(shù)內(nèi)，如為液體則ε= 1
△F 流通環(huán)形面積，m2 ；
g 當?shù)刂亓铀俣龋?/span>m/s2；
Vf 浮子體積，如有延伸體亦應包括，m3；
ρf 浮子材料密度，kg/m3；
ρ 被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3；
Ff 浮子工作直徑（zui大直徑）處的橫截面，m2；
Gf 浮子重量，kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關系如式（3）所示，當結構設計已定，則d、β為常量。
式中有h的二次項，一般不能忽略此非線性關系，只有在圓錐角很小時，才可視為近似線性。
式中d 浮子zui大直徑（即工作直徑），m;
h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度，m;
β 錐管的圓錐角；
a、b 為常數(shù)
從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對應關系。讀出浮子的高度，就可以知道相對應的體積流量，再通過轉換器，將浮子的高度轉換成所對應的體積流量所對應的刻度，這就是金屬管浮子流量計的檢測原理。
轉換指示器
轉換器實際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉換成所對應的體積流量的刻度。從輸出信號來分：有就地顯
示型和遠傳信號輸出型：
就地顯示型：由就地指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉動，同時電動指針通過刻度盤指示出此時流量
智能遠傳型，由智能型指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉動，同時帶動傳感磁鋼及指針，通過一個磁傳感器將磁場變化轉化成電信號，經(jīng)A/D轉換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時流量及累積流量大小。
口徑、浮子號及刻度的計算
1、計算方法
（1） 根據(jù)用戶給出的數(shù)據(jù)，選擇適當?shù)墓接嬎阆鄳獦诵＝橘|的流量Qs：
其中：Qs-標校介質（水或空氣）在標準狀態(tài)下（20℃，0.1013Mpa）的流量
Q-用戶介質流量 K-修正系數(shù)
（2）根據(jù)計算得到的 Qs值，查流量表來確定選用的浮子號及測量管的口徑（流量表中的數(shù)值都是水或空氣在標準狀態(tài)下的流量值）
（3）確定測量管口徑和浮子號后，建議用下式確定被測介質流量刻度的上限值Q：
其中：Qi查流量表中選取某一浮子號對應的水或空氣流量的zui大值。
（4）由于計算中沒有考慮粘度的修正，有可能與工廠計算的結果產(chǎn)生差異。
