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金属管浮子流量计

原理

金属管浮子流量计浮子在测量管中，随着流量的变化，将浮子向上移动，在某一位置浮子所受的浮力与浮子重力达到平衡。此时浮子与孔板（或锥管）间的流通环隙面积保持一定。环隙面积与浮子的上升高度成正比，即浮子在测量管中上升的位置代表流量的大小，变化浮子的位置由内部磁铁传输到外部的指示器，使指示器正确地指示此时的流量值。这就使得指示器壳体不和测量管直接接触，因此，即使安装限位开关或变送器，仪表可用于高温，高压工作条件下。

金属管浮子流量计特点

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金属管浮子流量计是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。它具有体积小，检测范围大，使用方便等特点。它可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量，特别适宜低流速小流量的介质流量测量。

主要特点：

1、坚固的全金属结构设计型浮子流量计

2、采用独立概念设计的测量管指示器

3、可选择不锈钢、哈氏合金、钛材、PTFE材料测量系统

4、低压力损失设计

5．适用于小口径和低流速介质流量测量。

6．工作可靠，维护量小，寿命长。

7．对于直管段要求不高。

8．较宽的流量比10：1。

9．双行大液晶显示，可选现场瞬时/累积流量显示，可带背光。

10．单轴灵敏显示。

11．非接触磁耦合传动。

12．全金属结构，适于高温、高压和强腐蚀性介质。

13．可用于易燃、易爆危险场合。

14．可选二线制、电池、交流供电方式。

15．带有数据恢复，数据备份及掉电保护功能。

结构

金属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。工作原理如图1所示：

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。

体积流量Q的基本方程式如下：

(1)当浮子为非实芯中空结构（放负重调整量）时，则　(2)式中 α——仪表的流量系数，因浮子形状而异；　ε——被测流体为气体时气体膨胀系数，通常由于此系数校正量很小而被忽略，且通过校验已将它包括在流量系数内，如为液体则 ε=1；

△F——流通环形面积，m2；

g——当地重力加速度，m/s2；

Vf——浮子体积，如有延伸体亦应包括，m3；

ρf——浮子材料密度，kg/m3；

ρ——被测流体密度，如为气体是在浮子上游横截面上的密度，kg/m3；

Ff——浮子工作直径（直径）处的横截面积，m2；

Gf——浮子质量，kg。

流通环形面积与浮子高度之间的关系如式（3）所示：

当结构设计已定，则d、 β为常量。式中有h的二次项，一般不能忽略此非线性关系，只有在圆锥角很小时，才可视为近似线性。

m2　(3)式中 d——浮子直径（即工作直径），m；

h——浮子从锥管内径等于浮子直径处上升高度，m；

β——锥管的圆锥角；　a、b——常数。

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 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。