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英文名稱：float flowmeter

其他名稱：轉(zhuǎn)子流量計

定義：在由下向上擴(kuò)大的圓錐形內(nèi)孔的垂直管子中,浮子的重量由自下而上的流體所產(chǎn)生的力承受,并由管子中浮子的位置來表示流量示值的變面積流量計。

應(yīng)用學(xué)科：機(jī)械工程（一級學(xué)科）；工業(yè)自動化儀表與系統(tǒng)（二級學(xué)科）；流量測量儀表-流量測量儀表名稱（二級學(xué)科）

工作原理：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(dāng)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(yīng)關(guān)系。

直角型安裝方式金屬管浮子流量計典型結(jié)構(gòu),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

分類介紹

時常上定型產(chǎn)品和特殊型儀表從不同角度可作不同分類,如：

按錐形管材料分為透明錐形管和金屬錐形管。

按有否遠(yuǎn)傳信號輸出分為就地指示型和遠(yuǎn)傳信號輸出型,后者又分為觸電信號和電信號兩種。

按被測流體分為液體用、氣體用和蒸汽。

按被測流體通過浮子流量計的量分為全流型和分流型。

按錐形管材料分類類型

1、透明錐形管浮子流量計

透明錐形管材料用得最多的是玻璃,無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)儀表測量氣體時操作不慎,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

與透明錐形管浮子流量計相比,可用于較高的介質(zhì)溫度和壓力,且無玻璃管浮子流量計錐管被擊碎的潛在危險。圖3所示典型結(jié)構(gòu)是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)傳信號輸出分類類型

1、就地指示型浮子流量計

有些透明管浮子流量計以就地指示為主,裝有接近開關(guān),作流量上下限報警信號輸出。

有些就地指示型金屬管浮子流量計外形與遠(yuǎn)傳信號輸出相同,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)傳信號輸出型浮子流量計

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

按被測流體分類類型

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行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等規(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)計的儀表用于氣體（以空氣為代表）時,不符合上述要求,只能為氣體另行設(shè)計浮子和錐管,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)有些型號儀表也采用本辦法。但是液體用和氣體用設(shè)計還是有區(qū)別的,例如氣體儀表浮子設(shè)計得較輕,防浮子振蕩跳動的阻尼件結(jié)構(gòu)各異等。

測量蒸汽只能用專門設(shè)計的金屬管浮子流量計或在標(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；與指示轉(zhuǎn)換部分連接處隔以散熱片。

按被測流體通過浮子流量計的量分類類型

1、全流型　即被測流體全部流過浮子流量計的儀表

2、分流型　相對于全流型只有部分被測流體流過浮子等流量檢測部分。分流型浮子流量計由裝載主管道上標(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所,價格低廉。分流型浮子流量計結(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組裝在短管段上,直接裝到待測管道,原理與結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示,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,浮子流量計口徑為10-25mm。

分流型浮子流量計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。

特點(diǎn)介紹

浮子流量計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；金屬管浮子流量計和口徑大于15mm的玻璃管浮子流量計稍高些,流速在0.5-1.5m/s之間。

浮子流量計可用于較低雷諾數(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)流差壓式儀表最低雷諾數(shù)104-105的要求。

大部分沒有上游直管段要求,或者說對上游直管段要求不高。

浮子流量計有較寬的流量范圍度,一般為10：1,最低為5：1,最高為25：1。流量檢測元件的輸出接近于線性。壓力損失較低。

玻璃管浮子流量計結(jié)構(gòu)簡單,價格低廉。只要在現(xiàn)場指示流量者使用方便,缺點(diǎn)是有玻璃管易碎的風(fēng)險,尤其是無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)浮子用于氣體。

金屬管浮子流量計無錐管破裂的風(fēng)險。與玻璃管浮子流量計相比,使用溫度和壓力范圍寬。

大部分結(jié)構(gòu)浮子流量計只能用于自下向上垂直流的管道安裝。

浮子流量計應(yīng)用局限于中小管徑,普通全流型浮子流量計不能用于大管徑,玻璃管浮子流量計最大口徑100mm,金屬管浮子流量計為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,要作流量示值修正。液體用浮子流量計通常以水標(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。

選購方法介紹

方面的考慮因素如下：

1．儀表性能方面：精確度、重復(fù)性、線性度、范圍度、壓力損失、上下限流量、信號輸出特性、響應(yīng)時間等；

2．流體特性方面：流體壓力、溫度、密度、粘度、潤滑性、化學(xué)性質(zhì)、磨損、腐蝕、結(jié)垢、臟污、氣體壓縮系數(shù)、等熵指數(shù)、比熱容、電導(dǎo)率、聲速、混相流、脈動流等；

3．環(huán)境條件方面：環(huán)境溫度、濕度、安全性、電磁干擾等；

4．經(jīng)濟(jì)因素方面：購置費(fèi)、安裝費(fèi)、維修費(fèi)、校驗(yàn)費(fèi)、使用壽命、運(yùn)行費(fèi)（能耗）、備品備件等。

選型步驟如下：

1．依據(jù)五個方面因素初選可用儀表類型；

2．采用淘汰法在比較中選出2-3種類型,排出次序；

3．再次按五個方面進(jìn)行仔細(xì)評比,最后淘汰至一種儀表類型。

選型能否成功很大程度上取決于選型人員對儀表性能質(zhì)量和測量對象特性的確切了解。對于儀表性能質(zhì)量方面應(yīng)特別注意廠商的虛假宣傳及誤導(dǎo)成分。測量對象的確切了解非常重要,并非用戶對自己的測量對象都有準(zhǔn)確了解,許多選型的失敗就是因?yàn)樘峁﹨��?shù)不準(zhǔn)確所致。有些對象特性是需要經(jīng)過深入調(diào)查才能搞清楚的。

傳感器安裝環(huán)境介紹

為防止儀表受到意外損壞,流量計在運(yùn)到用戶使用地點(diǎn)之時,請保持我公司發(fā)貨時的包裝狀態(tài)。

儀器到達(dá)之后應(yīng)及時安裝,以免因意外因素使流量轉(zhuǎn)換器的絕緣性能減低,金屬部件受到腐蝕。如需要長期存放,請遵守下列事項(xiàng)存放時,盡量勿拆包裝。

存放地點(diǎn)應(yīng)具備下列條件：

具有防雨防水設(shè)施

不易受到機(jī)械振動或沖擊

儀器應(yīng)存放在下表所列的溫度和濕度范圍里。理想的溫度和濕度是25℃,65%

環(huán)境溫度-20℃～+60℃

相對濕度5%～90%

四、安裝場所注意事項(xiàng)

環(huán)境溫度

避免安裝在溫度變化較大的場所,若可能受到其他設(shè)備熱輻射,須有隔熱通風(fēng)措施。

大氣條件

避免把流量計安裝在含腐蝕性氣體的環(huán)境中,如需安裝,則必須提供通風(fēng)措施。

機(jī)械振動或沖擊

流量計雖結(jié)構(gòu)很堅(jiān)固,但應(yīng)選擇安裝在振動或撞擊小的場所。如確須將流量計裝在振動較大的管道上,

需加設(shè)管道支撐。

其他注意事項(xiàng)

安裝場所應(yīng)便于接線和安裝管道。

運(yùn)輸及貯存環(huán)境介紹

為防止儀表受到意外損壞,流量計在運(yùn)到用戶使用地點(diǎn)之時,請保持我公司發(fā)貨時的包裝狀態(tài)。

儀器到達(dá)之后應(yīng)及時安裝,以免因意外因素使流量轉(zhuǎn)換器的絕緣性能減低,金屬部件受到腐蝕。如需要長期存放,請遵守下列事項(xiàng)：

存放時,盡量勿拆包裝。

存放地點(diǎn)應(yīng)具備下列條件：

具有防雨防水設(shè)施

不易受到機(jī)械振動或沖擊

儀器應(yīng)存放在下表所列的溫度和濕度范圍里。理想的溫度和濕度是25℃,65%

環(huán)境溫度-20℃～+60℃

相對濕度5%～90%

四、安裝場所注意事項(xiàng)

環(huán)境溫度

避免安裝在溫度變化較大的場所,若可能受到其他設(shè)備熱輻射,須有隔熱通風(fēng)措施。

大氣條件

避免把流量計安裝在含腐蝕性氣體的環(huán)境中,如需安裝,則必須提供通風(fēng)措施。

機(jī)械振動或沖擊

流量計雖結(jié)構(gòu)很堅(jiān)固,但應(yīng)選擇安裝在振動或撞擊小的場所。如確須將流量計裝在振動較大的管道上,需加設(shè)管道支撐。

其他注意事項(xiàng)

安裝場所應(yīng)便于接線和安裝管道。

安裝要求介紹

高溫型（80度至500度）、常溫型（-20度至70度）、低溫型（-20至-200度）流量計的安裝：

a、常溫型、低溫型、高溫型流量計視不同工況采用水平、垂直或倒置式安裝（以出廠校驗(yàn)單為準(zhǔn)）；b、介質(zhì)工作溫度在300度以上時,用戶應(yīng)對流量計殼體采取隔熱措施防止熱輻射損壞表頭(表頭工作溫度為-30至70度),同理工作溫度-100度以下的介質(zhì),也要采取防凍措施；c、為保證流量計準(zhǔn)確計量,要求設(shè)置前后直管段；）d、為保證流量計在檢查及更換時不影響系統(tǒng)工作,應(yīng)盡量設(shè)置旁通閥（3）及切斷閥（1、2）；e、因工藝需要可采用垂直安裝,被測介質(zhì)流向可由下至上,也可由上至下,但訂購時應(yīng)向供貨方說明；

f、流量計口徑與相連的管道口徑尺寸盡量相同,以減少流動干擾,造成計量誤差；g、法蘭式和夾裝式流量計安裝時,應(yīng)注意法蘭之間密封墊片內(nèi)孔尺寸大于流量計和工藝管道通徑 6-8mm 及否同軸,以避免因其產(chǎn)生干擾流而影響計量精確度；h、插入式流量計安裝時,將短管及法蘭焊到管道上時必須確保流體正對著靶片受力面,焊接短管高度在100mm（從管道內(nèi)壁至法蘭密封面的距離）；i、對于新完工的工藝管道,應(yīng)先進(jìn)行初步吹掃后再安裝流量計；j、測量管外壁上箭頭所指方向?yàn)楸粶y介質(zhì)流向；k、流量計殼體必須可靠接地,若無接地條件應(yīng)向廠方說明；l、流量計連接法蘭規(guī)格執(zhí)行GB/T系列標(biāo)準(zhǔn),也可以根據(jù)用戶要求特殊加工（以出廠校驗(yàn)單為準(zhǔn)）。分別為前后閥和旁通閥；4 為流量計,L≥10D 和L≥5D分別為前后直管段長度,D為管道公稱直徑。

2、流量計設(shè)置零點(diǎn)（流量計安裝后必須先置零操作） 由于電容式力傳感器及阻流件有自重,在流量計安裝時不在水平方位狀況下,需要重新設(shè)置流量計零點(diǎn)。 操作程序?yàn)椋海ㄒ部稍诠艿纼?nèi)無介質(zhì)流動時直接置零,高溫型及低溫型流量計必須使管道內(nèi)溫度達(dá)到工作溫度后置零）a、關(guān)閉流量計下游的閥門；b、緩慢打開流量計上游閥門,使流量計充滿介質(zhì)；c、緩慢打開流量計下游閥門,使流量計運(yùn)行10分鐘左右； d、關(guān)閉流量計上、下游閥門,并確定管道內(nèi)流量為零；e、置零按鍵操作（必須用無任何磁性的工具操作置零鍵,否則置零鍵可能無法操

轉(zhuǎn)換器拆裝及調(diào)整

⑴ 拆卸信號拾取連接器+流量轉(zhuǎn)換器組合體

① 關(guān)閉電源。

② 用扳手逆時針旋轉(zhuǎn)松開信號拾取連接器上的M16鎖母。

③ 用手抓緊轉(zhuǎn)換器表殼,逆時針旋轉(zhuǎn),拆下組合體,注意在旋轉(zhuǎn)過程中應(yīng)保持信號拾取連接器與流量轉(zhuǎn)換器之間的螺紋連接緊固性。

⑵ 拆裝信號拾取連接器與流量轉(zhuǎn)換器

① 確保電源已關(guān)閉并處在安全的區(qū)域。

② 拆卸時,逆時針擰開前表蓋, “拆卸電路板”介紹的步驟拆下電路板組件。拔下插在電路板上的信號線插頭,用扳手逆時針旋轉(zhuǎn)信號拾取連接器,將其與流量轉(zhuǎn)換器分離。

③ 組裝時, 順時針將信號拾取連接器擰在流量轉(zhuǎn)換器的對應(yīng)螺紋處,注意應(yīng)正對螺紋,擰上后適當(dāng)用力,用肉眼觀察無明顯細(xì)縫,密封性完好。逆時針擰開前表蓋,按照中“拆卸電路板”介紹的步驟拆下電路板組件。將信號拾取器引出的插頭插在電路板對應(yīng)的插座上。再按照 “裝配電路板”介紹的步驟,將電路板固定在流量轉(zhuǎn)換器的表殼上。順時針擰上前表蓋。