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浮子流量计的原理

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浮子流量计的原理

发布日期:2014-08-14 00:00 来源:http://www.yinhuanchina.com 点击:

    原理 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: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。 2、简介 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。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组成流量检测元件。


    套管内有导杆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。 3、特点 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0.5-1.5m/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。 4、技术参数 测量范围:水(20℃)1-200000 l/h 空气(20℃,0.1013MPa)0.03-4000m3/h 参见流量表,特殊流量可订制 量程比:标准型10:1 特殊型20:1 精度: 标准型1.5级 特殊型1.0级 压力等级:标准型: DN15-DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa 特殊型: DN15-DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa 夹套的压力等级为1.6MPa 特殊型在选型和订货前应与工厂协商 压力损失:7kPa-70kPa 介质温度:标准型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃ 高温型:最高可达400℃ 介质粘度:DN15: <5mPa.s(F15.1-F15.3) <30mPa.s(F15.4-F15.8) DN25: <250mPFa.s DN50-DN150: <300mPa.s 环境温度:液晶型-30℃-+85℃ 指针型-40℃-+120℃ 连接形式:标准型:DIN2501标准法兰 特殊型:由用户指定的任意标准法兰或螺纹 电缆接口:M20*1.5 供电电源:标准型:24VDC二线制4-20mA(10.8VDC-36VDC) 报警输出:上限或下限瞬时流量报警,集电极开路输出(最大100mA@30VDC内部阻抗100欧) 继电器输出(触点容量1A@30VDC或0.25A@250VAC或0.5A@125VAC) 脉冲输出:累积脉冲输出,最小间隔50毫秒 液晶显示:瞬时流量显示数值范围:0-50000 累计流量显示数值范围:0-99999999(可带小数点) 防护等级:IP65 防爆标志:本安型iaⅡCT5;隔爆型dⅡBT6 5、注意事项 仪表安装方向 绝大部分浮子流量计必须垂直安装在无振动的管道上,不应有明显的倾斜,流体自下而上流过仪表。说是为管道连接示例,装有旁路管系以便不断流进行维护。浮子流量计中心线与铅垂线间夹角一般不超过5度,高精度(1.5级以上)仪表θ≤20°。如果θ=12°则会产生1%附加误差。仪表无严格上游直管段长度要求,但也有制造厂要求(2-5)D长度的,实际上必要性不大。用于污脏流体的安装应在仪表上游装过滤器。带有磁性耦合的金属管浮子流量计用于可能含铁磁性杂质流体时,应在仪表前装磁过滤器。要保持浮子和锥管的清洁,特别是小口径仪表,浮子洁净程度明显影响测量值。例如6mm口径玻璃浮子流量计,在实验室测量看似清洁水,流量为2.5L/h,运行24h后,流量示值增加百分之几,浮子表面沾附肉眼观察不出的异物,取出浮子用纱布擦拭,即恢复原来的流量示值。必要时可示所示设置冲洗配管,定时冲洗。


 脉动流的安装

   流动本身的脉动,如拟装仪表位置的上游有往复泵或调节阀,或下游有大负荷变化等,应改换测量位置或在管道系统予以补救改进,如加装缓冲罐;若是仪表自身的振荡,如测量时气体压力过低,仪表上游阀门未全开,调节阀未装在仪表下游等原因,应针对性改进克服,或改选用有阻尼装置的仪表。 扩大范围度的安装 如果测量要求的流量范围度宽,范围度超过10时,经常采用2台以上不同流量范围的玻璃管浮子流量计并联,按所测量择其一台或多台仪表串联,小流量时读取下流量范围仪表示值,大流量时读取大流量仪表示值,串联法比并联法操作简便,毋需频繁启闭阀门,但压力损失大。也可以在一台仪表内放两只不同形状和重量的浮子,小流量时取轻浮子读数,浮子到顶部后取重浮子读数,范围度可扩大到50-100。 要排尽液体用仪表内气体进出口不在直线的角型金属浮子流量计,用于液体时注意外传浮子位移的引申套管内是否残留空气,必须排尽;若液体含有微小气泡流动时极易积聚在套管内,更应定时排气。这点对小口径仪表更为重要,否则影响流量示值明显。 流量值作必要换算 若非按使用密度、粘度等介质参数向制造厂专门定制的仪表,液体用仪表通常以水标定流量,气体仪表用空气标定,定值在工程标准状态。使用条件的流体密度、气体压力温度与标定不一致时,要做必要换算。换算公式和方法各制造厂使用说明书都有详述。 


浮子流量计的校验和标定 

    浮子流量计的校验和标定液体常用标准表法、容积法和称量法;气体常用钟罩法,小流量用皂膜法。国外有些制造厂的大宗产品已做到干法标定,即控制锥形管尺寸和浮子重量尺寸,间接地确定流量值,以降低成本,只对高精度仪表才坐实流标定。国内也有些制造厂严格控制锥形管起始点内径和锥度以及浮子尺寸,实流校验只起到检查锥形管内表面质量。这类制造厂生产的仪表、锥形管和浮子已做成互换,毋需成套更换。 浮子流量计采用标准表法校验是一种高效率方法,各制造厂了与应用。有些制造厂将某一流量范围的标准表制成数段锥度较小的玻璃管浮子流量计,扩展标准表表尺长度,提高标准表精度,使校验标定工作做到高精度高效率。 金属管浮子流量计 适用于小口径和低流速介质流量测量;工作可靠,维护量小,寿命长;对于直管段要求不高;较宽的流量比10:1;双行大液晶显示,可选现场瞬时/累计流量显示,可带背光单轴灵敏指示;非接触磁耦合传动;全金属结构,适于高温、高压和强腐蚀性介质;可用于易燃、易爆危险场合;可选二线制、电池、交流供电方式;多参数标定功能;带有数据恢复,数据备份及掉电保护功能。


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