摘要:簡要(yao)介紹金屬(shu)管浮子流(liu)量計 在流(liu)量測量時(shi)的工作原(yuan)理,并給出(chu)了流量計(ji)算公式的(de)推導及應(ying)用。
　　在流量(liang)測量中,金(jin)屬管浮子(zi)流量計是(shi)量大面廣(guang)的産品之(zhi)✍️一🌈。它具有(you)結構簡單(dan)、直觀、壓損(sun)小、測量範(fan)圍👌大、運💁行(hang)可靠、可測(ce)中小流量(liang)及低雷諾(nuo)數流量、維(wei)護方便、壽(shou)命長,對儀(yi)表前後直(zhi)管段長度(du)要求不高(gao)等優點。多(duo)年來,金屬(shu)管浮子流(liu)量🤟計的各(ge)種優良性(xing)能♌和可靠(kao)性,以及較(jiao)好的性能(neng)價格比,廣(guang)泛受到了(le)石化、鋼鐵(tie)、電力㊙️、冶金(jin)、輕工、食品(pin)、制藥、水處(chu)理等行業(ye)的青睐。
1原(yuan)理
　　浮子流(liu)量計又稱(cheng)轉子流量(liang)計,是變面(mian)積式流量(liang)計的一種(zhong)。浮子流量(liang)計實現流(liu)量測量的(de)理論基礎(chu)是“定壓将(jiang),變面積“原(yuan)理。在流動(dong)的流體中(zhong)放置一個(ge)軸線與流(liu)向平行🛀🏻的(de)浮子☂️,見圖(tu)1.
 
　　浮子流量(liang)計本體可(ke)以用兩端(duan)法蘭、螺紋(wen)或軟管與(yu)測量⛱️管道(dao)⛱️連接。當流(liu)體自下而(er)上流入錐(zhui)管時,被浮(fu)🛀子截🚩流,這(zhe)樣在浮子(zi)上、下遊之(zhi)間産生壓(ya)力差,浮子(zi)在壓力差(cha)的作🈲用下(xia).上♈升,這時(shi)作用在浮(fu)子上的力(li)有三個:流(liu)👣體對浮子(zi)的動壓力(li)、浮子在流(liu)體中的浮(fu)力和浮子(zi)自身的重(zhong)力。隻有當(dang)流體對浮(fu)子的動壓(ya)力與浮子(zi)在流體中(zhong)所受的浮(fu)力之和等(deng)于浮子的(de)重力時，浮(fu)子就平穩(wen)地浮在某(mou)一位置上(shang)。
　　大量實驗(yan)證明,在一(yi)定雷諾數(shu)的範圍内(nei)，對于同一(yi)口徑浮子(zi)流量計,流(liu)體流速的(de)大小與浮(fu)子的形狀(zhuang)有關。對于(yu)給定的浮(fu)子流量計(ji),浮子大小(xiao)和形狀已(yi)經确定,因(yin)此它在流(liu)體中的浮(fu)🈚力和自身(shen)重力都是(shi)已知是常(chang)量,唯有流(liu)體對浮子(zi)✏️的動壓力(li)是随來流(liu)💚流速的大(da)小而變化(hua)的。因此當(dang)來流流速(su)變大或變(bian)✏️小時,浮子(zi)将🏃🏻‍♂️作向上(shang)或向下的(de)移動,相應(ying)位置的流(liu)✌️動截面積(ji)也發生變(bian)化,流動截(jie)面積與浮(fu)子的.上升(sheng)高⭕度成比(bi)例，即浮子(zi)的某一高(gao)度代表流(liu)量的大小(xiao)。浮子上下(xia)移動時,以(yi)磁耦合的(de)形式将位(wei)置傳遞到(dao)外部指示(shi)器,直到流(liu)速變成平(ping)衡時對應(ying)的速度,浮(fu)📧子就在新(xin)的位置上(shang)穩定。對于(yu)-台給定的(de)浮子流量(liang)💰計,浮子在(zai)測量管中(zhong)的位置與(yu)流體流經(jing)測量管的(de)流量的大(da)小成一--對(dui)應關系。
　　爲(wei)了使浮子(zi)在形管的(de)中心線上(shang)下移動時(shi)不碰到管(guan)壁,通常🔴采(cai)用兩種方(fang)法:一種是(shi)在浮子中(zhong)心裝有一(yi)根導向芯(xin)棒,以保持(chi)浮子在錐(zhui)形管的中(zhong)心線作🔞上(shang)下運動,另(ling)-種是在浮(fu)子圓盤邊(bian)緣開有一(yi)道道斜槽(cao),當流體自(zi)下而.上👈流(liu)過浮子時(shi)，一面繞過(guo)浮子,同時(shi)又穿過斜(xie)槽産生一(yi)反推力,使(shi)浮子👣繞中(zhong)心線不⭐停(ting)地旋轉,就(jiu)可保持浮(fu)子在工作(zuo)時不緻碰(peng)到管壁。浮(fu)子流量計(ji)的浮子材(cai)料可用不(bu)鏽鋼、钛、316L等(deng)制成。
2構成(cheng)
　　浮子流量(liang)計是由浮(fu)子、錐管、檢(jian)測器等部(bu)件組成。浮(fu)子組件☎️裝(zhuang)有磁鋼,其(qi)作用把是(shi)浮子的位(wei)移信号以(yi)磁信号的(de)🆚形式傳輸(shu)給檢測器(qi)。檢測器把(ba)這一檢測(ce)到的信号(hao)再以電信(xin)号的形式(shi)遠距離傳(chuan)輸,并現場(chang)指示瞬時(shi)流量值。浮(fu)子流量計(ji)🏃具有小流(liu)量值、範圍(wei)度大、不用(yong)現場調試(shi)的特♉點。其(qi)結構簡單(dan)、運動部件(jian)磨損小、使(shi)用壽命長(zhang)、壓力損失(shi)小、安裝方(fang)便、維修量(liang)小、使用周(zhou)期長、可遠(yuan)距離傳輸(shu)流量信号(hao),與計算機(ji)連用可實(shi)現集中管(guan)理。 但也存(cun)在不足，如(ru)對于高黏(nian)度、大流量(liang)🏒、以及兩相(xiang)以⛷️上流體(ti)不能測量(liang)。
3應用
　　由浮(fu)子流量計(ji)和流量顯(xian)示儀兩部(bu)分組成的(de)流量🐆儀表(biao),其顯示儀(yi)爲通用流(liu)量顯示儀(yi)表。與其它(ta)形式✨流量(liang)計比較,具(ju)有以下優(you)點:流量計(ji)内部可動(dong)部件較少(shao)、構造簡單(dan)、使用壽命(ming)長;範圍度(du)10:1;從理論上(shang)說不✌️需單(dan)獨标🙇‍♀️定即(ji)可用于流(liu)量測量;儀(yi)表輸出電(dian)信号🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,易于(yu)實現數字(zi)化測量及(ji)🔞計算機聯(lian)用;測量精(jing)度可👨‍❤️‍👨達±1%。現(xian)在國内外(wai)都在積極(ji)研究🌈浮子(zi)流量計的(de)開發和應(ying)用。浮子流(liu)量計的在(zai)應用時的(de)流量計算(suan)如圖2。
 
P1、P2--端面(mian)I、II上的平均(jun)壓力
V1、v2--端面(mian)I、II上的平均(jun)流速
Z1、Z2--端面(mian)I、II上距起始(shi)水平面高(gao)度
F1--端面I的(de)面積
Fx--端面(mian)環隙面積(ji)
F--浮子最大(da)端面面積(ji)
ρf--浮子材料(liao)密度
ρ--流體(ti)介質密度(du)
V--浮子體積(ji)
h--浮子位移(yi)
β--錐管半角(jiao)
R--浮子位移(yi)h處錐管半(ban)徑
g--當地重(zhong)力加速度(du)
r--浮子最大(da)半徑
　　浮子(zi)流量計的(de)理論方程(cheng)式是根據(ju)伯努利方(fang)程,流體連(lian)續性🔴方程(cheng)以及力平(ping)衡的原理(li)推出。
　　根據(ju)伯努力方(fang)程有下式(shi):.
 
　　其中:a-流量(liang)系數,它是(shi)取決于浮(fu)子形.狀、雷(lei)諾數以及(ji)上述各種(zhong)标定條件(jian)的修正系(xi)數,由試驗(yan)确定。
　　浮子(zi)流量計在(zai)應用中要(yao)保證其測(ce)量精度,就(jiu)必須正🛀🏻确(que)🏃的安㊙️裝使(shi)用:
　　浮子流(liu)量計安裝(zhuang)地點選在(zai)無強電、磁(ci)場幹擾的(de)環境;要求(qiu)豎直安裝(zhuang)、傾斜度不(bu)大于2°,無機(ji)械振動,流(liu)體保持充(chong)滿管道⚽;用(yong)于測量氣(qi)體時,爲使(shi)流量計穩(wen)定♈工作,被(bei)測氣體壓(ya)力一般應(ying)大于0.1MPa;若被(bei)測氣體較(jiao)髒或含有(you)導磁顆粒(li)時,應在流(liu)量計的上(shang)遊安裝過(guo)濾器或磁(ci)過濾🈲器。浮(fu)子流量計(ji)的口徑與(yu)管道必須(xu)對應,法蘭(lan)之間的密(mi)封墊圈不(bu)得突入管(guan)内。
4結語
　　金(jin)屬管浮子(zi)流量計作(zuo)爲過程控(kong)制儀表,可(ke)以适應☂️高(gao)溫🐅、高壓、強(qiang)腐蝕、劇毒(du)等多種苛(ke)刻環境,較(jiao)少的可動(dong)部㊙️件、便🌏于(yu)維護,解決(jue)了生産中(zhong)的許多難(nan)題。正确合(he)理的設計(ji),金屬管浮(fu)子流量計(ji)以其性能(neng)被越來越(yue)多的用戶(hu)所青睐🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。展(zhan)望未來,浮(fu)子流量計(ji)趨向電子(zi)化和數字(zi)化,将爲其(qi)開拓新的(de)領域🔱;已逐(zhu)步實現累(lei)計流量顯(xian)示、HART通訊等(deng)多項功能(neng)。

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