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浮子流量計的原理

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浮子流量計的原理

發布日期:2014-08-14 00:00 來源:http://www.thetightwadtech.com 點擊:

    原理 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:被測流體從下向上經過錐管1和浮子2形成的環隙3時,浮子上下端產生差壓形成浮子上升的力,當浮子所受上升力大於浸在流體中浮子重量時,浮子便上升,環隙麵積隨之增大,環隙處流體流速立即下降,浮子上下端差壓降低,作用於浮子的上升力亦隨著減少,直到上升力等於浸在流體中浮子重量時,浮子便穩定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過的流量有對應關係。 2、簡介 口徑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用得最普遍是由硼矽玻璃製成,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。錐管內腔有圓錐體平滑麵和帶導向棱筋(或平麵)兩種。浮子在錐管內自由移動,或在錐管棱筋導向下移動,較大口平滑麵內壁儀表還有采用導杆導向。直角型安裝方式金屬管浮子流量計典型結構,通常適用於口徑15-40mm以上儀表。錐管5和浮子4組成流量檢測元件。


    套管內有導杆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,通常用於口徑小於10-15mm的儀表。 3、特點 浮子流量計使用於小管徑和低流速。常用儀表口徑40-50mm以下,最小口徑做到1.5-4mm。適用於測量低流速小流量,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,流速隻在0.2-0.6m/s之間,甚至低於0.1m/s;金屬管浮子流量計和口徑大於15mm的玻璃管浮子流量計稍高些,流速在0.5-1.5m/s之間。浮子流量計可用於較低雷諾數,選用粘度不敏感形狀的浮子,流通環隙處雷諾數隻要大於40或500,雷諾數變化流量係數即保持常數,亦即流體粘度變化不影響流量係數。這數值遠低於標準孔板等節流差壓式儀表最低雷諾數104-105的要求。大部分浮子流量計沒有上遊直管段要求,或者說對上遊直管段要求不高。浮子流量計有較寬的流量範圍度,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於線性。壓力損失較低。玻璃管浮子流量計結構簡單,價格低廉。隻要在現場指示流量者使用方便,缺點是有玻璃管易碎的風險,尤其是無導向結構浮子用於氣體。金屬管浮子流量計無錐管破裂的風險。與玻璃管浮子流量計相比,使用溫度和壓力範圍寬。大部分結構浮子流量計隻能用於自下向上垂直流的管道安裝。浮子流量計應用局限於中小管徑,普通全流型浮子流量計不能用於大管徑,玻璃管浮子流量計最大口徑100mm,金屬管浮子流量計150mm,更大管徑隻能用分流型儀表。使用流體和出廠標定流體不同時,要作流量示值修正。液體用浮子流量計通常以水標定,氣體用空氣標定,如實際使用流體密度、粘度與之不同,流量要偏離原分度值,要作換算修正。 4、技術參數 測量範圍:水(20℃)1-200000 l/h 空氣(20℃,0.1013MPa)0.03-4000m3/h 參見流量表,特殊流量可訂製 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商 壓力損失:7kPa-70kPa 介質溫度:標準型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃ 高溫型:最高可達400℃ 介質粘度:DN15: <5mPa.s(F15.1-F15.3) <30mPa.s(F15.4-F15.8) DN25: <250mPFa.s DN50-DN150: <300mPa.s 環境溫度: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:由用戶指定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二線製4-20mA(10.8VDC-36VDC) 報警輸出:上限或下限瞬時流量報警,集電極開路輸出(最大100mA@30VDC內部阻抗100歐) 繼電器輸出(觸點容量1A@30VDC或0.25A@250VAC或0.5A@125VAC) 脈衝輸出:累積脈衝輸出,最小間隔50毫秒 液晶顯示:瞬時流量顯示數值範圍:0-50000 累計流量顯示數值範圍:0-99999999(可帶小數點) 防護等級:IP65 防爆標誌:本安型iaⅡCT5;隔爆型dⅡBT6 5、注意事項 儀表安裝方向 絕大部分浮子流量計必須垂直安裝在無振動的管道上,不應有明顯的傾斜,流體自下而上流過儀表。說是為管道連接示例,裝有旁路管係以便不斷流進行維護。浮子流量計中心線與鉛垂線間夾角一般不超過5度,高精度(1.5級以上)儀表θ≤20°。如果θ=12°則會產生1%附加誤差。儀表無嚴格上遊直管段長度要求,但也有製造廠要求(2-5)D長度的,實際上必要性不大。用於汙髒流體的安裝應在儀表上遊裝過濾器。帶有磁性耦合的金屬管浮子流量計用於可能含鐵磁性雜質流體時,應在儀表前裝磁過濾器。要保持浮子和錐管的清潔,特別是小口徑儀表,浮子潔淨程度明顯影響測量值。例如6mm口徑玻璃浮子流量計,在實驗室測量看似清潔水,流量為2.5L/h,運行24h後,流量示值增加百分之幾,浮子表麵沾附肉眼觀察不出的異物,取出浮子用紗布擦拭,即恢複原來的流量示值。必要時可示所示設置衝洗配管,定時衝洗。


 脈動流的安裝

   流動本身的脈動,如擬裝儀表位置的上遊有往複泵或調節閥,或下遊有大負荷變化等,應改換測量位置或在管道係統予以補救改進,如加裝緩衝罐;若是儀表自身的振蕩,如測量時氣體壓力過低,儀表上遊閥門未全開,調節閥未裝在儀表下遊等原因,應針對性改進克服,或改選用有阻尼裝置的儀表。 擴大範圍度的安裝 如果測量要求的流量範圍度寬,範圍度超過10時,經常采用2台以上不同流量範圍的玻璃管浮子流量計並聯,按所測量擇其一台或多台儀表串聯,小流量時讀取下流量範圍儀表示值,大流量時讀取大流量儀表示值,串聯法比並聯法操作簡便,毋需頻繁啟閉閥門,但壓力損失大。也可以在一台儀表內放兩隻不同形狀和重量的浮子,小流量時取輕浮子讀數,浮子到頂部後取重浮子讀數,範圍度可擴大到50-100。 要排盡液體用儀表內氣體進出口不在直線的角型金屬浮子流量計,用於液體時注意外傳浮子位移的引申套管內是否殘留空氣,必須排盡;若液體含有微小氣泡流動時極易積聚在套管內,更應定時排氣。這點對小口徑儀表更為重要,否則影響流量示值明顯。 流量值作必要換算 若非按使用密度、粘度等介質參數向製造廠專門定製的儀表,液體用儀表通常以水標定流量,氣體儀表用空氣標定,定值在工程標準狀態。使用條件的流體密度、氣體壓力溫度與標定不一致時,要做必要換算。換算公式和方法各製造廠使用說明書都有詳述。 


浮子流量計的校驗和標定 

    浮子流量計的校驗和標定液體常用標準表法、容積法和稱量法;氣體常用鍾罩法,小流量用皂膜法。國外有些製造廠的大宗產品已做到幹法標定,即控製錐形管尺寸和浮子重量尺寸,間接地確定流量值,以降低成本,隻對高精度儀表才坐實流標定。國內也有些製造廠嚴格控製錐形管起始點內徑和錐度以及浮子尺寸,實流校驗隻起到檢查錐形管內表麵質量。這類製造廠生產的儀表、錐形管和浮子已做成互換,毋需成套更換。 浮子流量計采用標準表法校驗是一種高效率方法,各製造廠了與應用。有些製造廠將某一流量範圍的標準表製成數段錐度較小的玻璃管浮子流量計,擴展標準表表尺長度,提高標準表精度,使校驗標定工作做到高精度高效率。 金屬管浮子流量計 適用於小口徑和低流速介質流量測量;工作可靠,維護量小,壽命長;對於直管段要求不高;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,適於高溫、高壓和強腐蝕性介質;可用於易燃、易爆危險場合;可選二線製、電池、交流供電方式;多參數標定功能;帶有數據恢複,數據備份及掉電保護功能。


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