金屬管浮子流量計(jì)
金屬管浮子流量計(jì)采用可變面積式測量原理，適用于測量液體，氣體。全金屬結(jié)構(gòu)，有指示型、電遠(yuǎn)傳型、耐腐型、高壓型、夾套型、防爆型。具有 0-10mA，4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)輸出和現(xiàn)場指示。累積，數(shù)字通訊，現(xiàn)場修改測量參數(shù)，不同的供電方式功能，帶有磁性過濾器和特殊規(guī)格品種。廣泛應(yīng)用于，石油、化工、發(fā)電、制藥、食品、水處理等。復(fù)雜，惡劣環(huán)境條件，及各種介質(zhì)條件的流量測量過程中。
工作原理
浮子在測量管中，隨著流量的變化，將浮子向上移動(dòng)，在某一位置浮子所受的浮力與浮子重力達(dá)到平衡。此時(shí)浮子與孔板（或錐管）間的流通環(huán)隙面積保持一定。環(huán)隙面積與浮子的上升高度成正比，即浮子在測量管中上升的位置代表流量[1]的大小，變化浮子的位置由內(nèi)部磁鐵傳輸?shù)酵獠康闹甘酒?，使指示器正確地指示此時(shí)的流量值。這就使得指示器殼體不和測量管直接接觸，因此，即使安裝限位開關(guān)或變送器，儀表可用于高溫，高壓工作條件下。
特點(diǎn)
是工業(yè)自動(dòng)化過程控制中常用的一種變面積流量測量儀表。它具有體積小，檢測范圍大，使用方便等特點(diǎn)。它可用來測量液體、氣體以及蒸汽的流量，特別適宜低流速小流量的介質(zhì)流量測量。
測量部分特點(diǎn)：
1、堅(jiān)固的全金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型浮子流量計(jì)
2、采用獨(dú)立概念設(shè)計(jì)的測量管指示器
3、可選擇不銹鋼、哈氏合金、鈦材、PTFE材料測量系統(tǒng)
4、低壓力損失設(shè)計(jì)
5、短行程、小型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、儀表總高度250
6、磁性耦合結(jié)構(gòu)確保數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)更加穩(wěn)定
7、保溫或伴熱夾套
8、垂直、水平、各種安裝方式更適合不同使用場合
9、適用于小口徑和低流速介質(zhì)流量測量
10、工作可靠，維護(hù)量小，壽命長
11、對(duì)于直管段要求不高
12、較寬的流量比10：1
13、雙行大液晶顯示，可選現(xiàn)場瞬時(shí)/累計(jì)流量顯示，可帶背光
14、單軸靈敏指示
15、非接觸磁耦合傳動(dòng)
16、全金屬結(jié)構(gòu)，適于高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)
17、可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場合
18、選二線制、電池、交流供電方式
19、多參數(shù)標(biāo)定功能
20、帶有數(shù)據(jù)恢復(fù)，數(shù)據(jù)備份及掉電保護(hù)功能
結(jié)構(gòu)原理
金屬浮子流量計(jì)的流量檢測元件是由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐管軸上下移動(dòng)的浮子組所組成。工作原理如圖1所示，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(shí)，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(shí)，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浮子重量時(shí)，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(duì)應(yīng)關(guān)系?！◇w積流量Q的基本方程式為?。?）當(dāng)浮子為非實(shí)芯中空結(jié)構(gòu)（放負(fù)重調(diào)整量）時(shí)，則 （2）式中 α——儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異； ε——被測流體為氣體時(shí)氣體膨脹系數(shù)，通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略，且通過校驗(yàn)已將它包括在流量系數(shù)內(nèi)，如為液體則ε=1； △F——流通環(huán)形面積，m2； g——當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋琺/s2； Vf——浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3； ρf——浮子材料密度，kg/m3； ρ——被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3； Ff——浮子工作直徑（zui大直徑）處的橫截面積，m2； Gf——浮子質(zhì)量，kg?！×魍ōh(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式（3）所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定，則d、 β為常量。式中有h的二次項(xiàng)，一般不能忽略此非線性關(guān)系，只有在圓錐角很小時(shí)，才可視為近似線性?！2?。?）式中 d——浮子zui大直徑（即工作直徑），m； h——浮子從錐管內(nèi)徑等于浮子zui大直徑處上升高度，m； β——錐管的圓錐角； a、b——常數(shù)。 口徑15-40mm透明錐形管浮子流量計(jì)典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。透明錐形管4用得zui普遍是由硼硅玻璃制成，習(xí)慣簡稱玻璃管浮子流量計(jì)。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(biāo)尺。錐管內(nèi)腔有圓錐體平滑面和帶導(dǎo)向棱筋（或平面）兩種。浮子在錐管內(nèi)自由移動(dòng)，或在錐管棱筋導(dǎo)向下移動(dòng)，較大口平滑面內(nèi)壁儀表還有采用導(dǎo)桿導(dǎo)向?！D3是直角型安裝方式典型結(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（圖3未表示）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(hào)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。
主要技術(shù)參數(shù)
◇測量范圍：水（20℃）1-200000 l/h
空氣（20℃，0.1013MPa）0.03－4000m3/h；參見流量表，特殊流量可訂制
◇量 程 比：標(biāo)準(zhǔn)型10:1；特殊型20:1
◇精 度：標(biāo)準(zhǔn)型1.5級(jí)；特殊型1.0級(jí)
◇壓力等級(jí)：標(biāo)準(zhǔn)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(jí)為1.6MPa；特殊型在選型和訂貨前應(yīng)與工廠協(xié)商
◇壓力損失：7kPa-70kPa
◇介質(zhì)溫度：標(biāo)準(zhǔn)型：－80℃-＋200℃：PTFE：0℃－85℃
高溫型：zui高可達(dá)400℃
◇介質(zhì)粘度：DN15：η<5mPa.s（F15.1-F15.3）
η<30mPa.s（F15.4-F15.8）
DN25：η<250mPFa.s
DN50-DN150：η<300mPa.s
◇環(huán)境溫度：液晶型－30℃－+85℃
指針型－40℃－+120℃
◇連接形式：標(biāo)準(zhǔn)型：DIN2501標(biāo)準(zhǔn)法蘭
特殊型：由用戶的任意標(biāo)準(zhǔn)法蘭或螺紋
◇電纜接口：M20*1.5
◇供電電源：標(biāo)準(zhǔn)型：24VDC二線制4－20mA（10．8VDC－36VDC）
交流型：85－265VAC 50HZ
電池型：3.6V@7.5AH鋰電池，可連續(xù)使用三年以上。
◇報(bào)警輸出：上限或下限瞬時(shí)流量報(bào)警
集電極開路輸出（zui大100mA@30VDC內(nèi)部阻抗100歐）
繼電器輸出（觸點(diǎn)容量1A@30VDC或0.25A@250VAC或0.5A@125VAC）
◇脈沖輸出：累積脈沖輸出，zui小間隔50毫秒
◇液晶顯示：瞬時(shí)流量顯示數(shù)值范圍：0－50000
累計(jì)流量顯示數(shù)值范圍：0－99999999（可帶小數(shù)點(diǎn)）
◇防護(hù)等級(jí)：IP65
◇防爆標(biāo)志：本安型iaⅡCT5；隔爆型dⅡBT6
智能
適用于小口徑和低流速介質(zhì)流量測量；工作可靠，維護(hù)量小，壽命長；對(duì)于直管段 要求不高；較寬的流量比10：1；雙行大液晶顯示，可選現(xiàn)場瞬時(shí)/累計(jì)流量顯示，可帶背光單軸靈敏指示；非接觸磁耦合傳動(dòng)；全金屬結(jié)構(gòu)，適于高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)；可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場合；可選二線制、電池、交流供電方式；多參數(shù)標(biāo)定功能；帶有數(shù)據(jù)恢復(fù)，數(shù)據(jù)備份及掉電保護(hù)功能.
技術(shù)參數(shù)
測量范圍:水（20℃）1-200000 l／h 空氣（20℃，0．1013MPa）0．03－4000m3／h 參見流量表，特殊流量可訂制
量程比：標(biāo)準(zhǔn)型10：1 特殊型20：1
精度： 標(biāo)準(zhǔn)型1．5級(jí) 特殊型1．0級(jí)
壓力等級(jí)：標(biāo)準(zhǔn)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(jí)為1．6MPa
特殊型在選型和訂貨前應(yīng)與工廠協(xié)商
壓力損失：7kPa-70kPa
介質(zhì)溫度：標(biāo)準(zhǔn)型：－80℃-＋200℃：PTFE：0℃－85℃
高溫型：zui高可達(dá)400℃
介質(zhì)粘度：DN15: <5mPa.sF15.1-F15.3
<30mPa.sF15.4-F15.8
DN25: <250mPFa.s
DN50-DN150: <300mPa.s
環(huán)境溫度：液晶型－30℃－+85℃
指針型－40℃－+120℃
連接形式：標(biāo)準(zhǔn)型：DIN2501標(biāo)準(zhǔn)法蘭
特殊型：由用戶的任意標(biāo)準(zhǔn)法蘭或螺紋
電纜接口：M20＊1．5
供電電源：標(biāo)準(zhǔn)型24VDC二線制4－20mA（10．8VDC－36VDC）
交流型：85－265VAC ? ?50HZ
選擇所需要的工藝參數(shù)
1、工藝管道的口徑
2、被測量工藝介質(zhì)的名稱、性質(zhì)、密度、粘度
3、被測量介質(zhì)的工作溫度
4、被測量介質(zhì)的工作壓力（壓力的大小決定浮子的質(zhì)量）
5、被測量介質(zhì)的流量
6、現(xiàn)場工礦狀況
產(chǎn)品選型
| 代號(hào) | 測量管結(jié)構(gòu) | |
| ZR-50 | 下進(jìn)上出 | |
| ZR-51 | 下進(jìn)上橫出 | |
| ZR-52 | 下橫進(jìn)上橫出 | |
| ZR-53R | 右進(jìn)左出 | |
| ZR-53L | 左進(jìn)右出 | |
| | 代號(hào) | 接液材質(zhì) |
| R0 | 0Cr18Ni2Mo2Ti | |
| R1 | 1Cr18Ni9Ti | |
| Rp | PTFE | |
| T1 | 鈦合金 | |
| Rl | 316L | |
| | 代號(hào) | 管道口徑 |
| DN15 | 15 | |
| DN25 | 25 | |
| DN50 | 50 | |
| DN80 | 80 | |
| DN100 | 100 | |
| DN150 | 150 | |
| DN200 | 200 | |
| | 代號(hào) | 附加結(jié)構(gòu) |
| 無 | | |
| T | 夾套型 | |
| Z | 阻尼型 | |
| G | 高溫型 | |
| Y | 高壓型 | |
| | 代號(hào) | 指示器形式代碼組合 |
| M1 | 就地指示器，機(jī)械指示瞬時(shí)流量 | |
| M2 | 供電型，機(jī)械指示瞬時(shí)流量，液晶顯示瞬時(shí)/累積流量 | |
| M3 | 供電型，無機(jī)械指示，液晶顯示瞬時(shí)/累積流量 | |
| | 代碼 | 供電方式 |
| 無 | 只限M1指示器 | |
| A | 220VAC，4－20mA輸出 | |
| B | 電池供電，無輸出 | |
| C | 24VDC，二線制供電，4－20mA輸出 | |
| D | 24VDC，三、四線制供電，4－20mA輸出 | |
| | 代號(hào) | 防爆標(biāo)志 |
| l | 本安iaCT5方型殼體 | |
| d | 隔爆Diibt4園殼體 | |
| | 代號(hào) | 報(bào)警或脈沖輸出 |
| 無 | 無報(bào)警或脈沖輸出 | |
| K1 | 上限報(bào)警或一路脈沖輸出 | |
| K2 | 下限報(bào)警或一路脈沖輸出 | |
| K3 | 上、下限報(bào)警或雙路脈沖輸出 | |
選擇測量流量時(shí)一定要準(zhǔn)確知道被量程介質(zhì)的密度，管徑及壓力、流量的大小，參數(shù)越精確，做出來的精度就越高。
[2]確定浮子及確定口徑的計(jì)算方法
1、 流量表中空氣的流量是指在20℃，0.1013Mpa，水的流量是指20℃的狀態(tài)下的正常流量，其允許范圍是正常流量的±10%，通過計(jì)算，在這個(gè)流量范圍內(nèi)都可以確定浮子及口徑。
2、 若計(jì)算結(jié)果不在此范圍，可以通過計(jì)算確定。
3、 口徑、浮子的確定原則上須通過計(jì)算。
流量刻度的確定：
A、 對(duì)于氣體：
Qi=QV（空氣）÷Fi可選擇的流量刻度范圍：0.9-1.1
其中：i=n 指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)條件
i=a 指實(shí)際狀態(tài)條件
i=a 指氣體質(zhì)量流量
QV（空氣）指在流量表中確定的，對(duì)應(yīng)某個(gè)浮子號(hào)的空氣的體積流量。
B、 對(duì)于液體：
Qi=QV÷Fi可選擇的流量刻度范圍：0.9Qi-1.1Qi
其中：i=v 指液體的體積流量
i=m 指液體的質(zhì)量流量
QV（水）指在流量表中確定的，對(duì)應(yīng)某個(gè)浮子號(hào)的水的體積流量
[3]
| 故障現(xiàn)象 | 原因 | 對(duì)策 |
| 實(shí)際流量與指示值不* | 因腐蝕，浮子流量、體積、zui大直徑變化；錐形管內(nèi)徑尺寸變化 | 換耐腐蝕材料。若浮子尺寸與調(diào)換前相同，可按新重量、密度換算或重新標(biāo)定；若尺寸也不同，則必須重新標(biāo)定。浮子zui大直徑圓柱面磨損而表面粗糙，影響測量值時(shí)，更換新轉(zhuǎn)子。工程塑料制成或包襯的浮子，可能產(chǎn)生溶脹，zui大直徑和體積變化，換用合適材料的浮子 |
| 實(shí)際流量與指示值不* | 浮子、錐形管附著水垢污臟等異物層 | 清洗，防止損傷錐形管內(nèi)表面和浮子zui大直徑圓柱面，保持原有表面粗糙度 |
| 實(shí)際流量與指示值不* | 液體物性變化 | 按變化后物性參數(shù)修正讀數(shù) |
| 實(shí)際流量與指示值不* | 氣體、蒸汽、壓縮性流體溫度壓力變化 | 按新條件作換算修正 |
| 實(shí)際流量與指示值不* | 流體脈動(dòng)、氣體壓力急劇變化，指示值波動(dòng) | 加裝緩沖罐，或改用有阻尼機(jī)構(gòu)儀表 |
| 實(shí)際流量與指示值不* | 液體中混有氣泡，氣體中混有液滴 | 排除氣泡或液滴 |
| 實(shí)際流量與指示值不* | 用于液體時(shí)儀表內(nèi)部死角滯留氣體，影響浮子部件浮力 | 對(duì)小流量儀表及運(yùn)行在低流量時(shí)影響顯著，排除氣體 |
| 流量變動(dòng)而浮子或指針移動(dòng)呆遲 | 浮子和導(dǎo)向軸間有微粒等異物或?qū)蜉S彎曲等原因卡住 | 拆卸清洗，鏟除異物或固著層，校直導(dǎo)向軸，導(dǎo)向軸彎曲原因大多是電磁閥快速啟閉，浮子急劇升隆沖擊所致，改變運(yùn)作方式 |
| 流量變動(dòng)而浮子或指針移動(dòng)呆遲 | 帶磁耦合浮子組件磁鐵周圍附著鐵粉或顆粒指示部分連桿或指針卡住 | 拆卸清除，運(yùn)行初期利用旁路管充分清洗管道。在儀表前面加裝過濾器手動(dòng)與磁鐵耦合連接的運(yùn)動(dòng)連桿，有卡住部位調(diào)整之。檢查旋轉(zhuǎn)軸與軸承間是否有異物阻礙運(yùn)動(dòng)，清除或換零件 |
| 流量變動(dòng)而浮子或指針移動(dòng)呆遲 | 工程塑料浮子和錐形管世塑料管襯里溶脹，或熱膨脹而卡住 | 換耐腐蝕材料零件。較高溫度介質(zhì)盡量不用塑料，改用耐腐蝕金屬的零件 |
| 流量變動(dòng)而浮子或指針移動(dòng)呆遲 | 磁耦合的磁鐵磁性下降 | 卸下儀表，用手上下移動(dòng)浮子，確認(rèn)指示部分指針等平穩(wěn)地跟隨移動(dòng)；不跟隨或跟隨不穩(wěn)定則換新零件或充磁。為防止磁性減弱，禁止兩耦合件相互打擊 |
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