1基本內(nèi)容

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RAMC金屬浮子流量計(jì)是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間的流通面積來進(jìn)行測量的體積流量儀表，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)。在美國、日本常稱作變面積流量計(jì)（Variable Area Flowmeter）或面積流量計(jì)。

浮子流量計(jì)原理設(shè)想發(fā)軔于19世紀(jì)60年代，20實(shí)際初出現(xiàn)商品。從應(yīng)用臺(tái)樹所占比例來看，1985年英國抽樣調(diào)查72家企業(yè)17000臺(tái)流量儀表中浮子流量計(jì)占19.2%。我國浮子流量計(jì)產(chǎn)量1996年估計(jì)在15萬-17萬臺(tái)之間，其中95%左右為玻璃管浮子流量計(jì)。

◇ ^[7RAMC金屬浮子流量計(jì)測量范圍

體積流量Q的基本方程式為：

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，m2；

Gf 浮子重量，kg。

流通環(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。

式中d 浮子zui大直徑（即工作直徑），m;

h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度，m;

β 錐管的圓錐角；

a、b 為常數(shù)

從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對(duì)應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度，就可以知道相對(duì)應(yīng)的體積流量，再通過轉(zhuǎn)換器，將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量所對(duì)應(yīng)的刻度，這就是金屬管浮子流量計(jì)的檢測原理。

轉(zhuǎn)換指示器

轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號(hào)來分：有就地顯

示型和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出型：

就地顯示型：由就地指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)指針通過刻度盤指示出此時(shí)流量

智能遠(yuǎn)傳型，由智能型指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)傳感磁鋼及指針，通過一個(gè)磁傳感器將磁場變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。（如下圖所示）

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，m2；

Gf 浮子重量，kg。

流通環(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。

式中d 浮子zui大直徑（即工作直徑），m;

h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度，m;

β 錐管的圓錐角；

a、b 為常數(shù)

從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對(duì)應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度，就可以知道相對(duì)應(yīng)的體積流量，再通過轉(zhuǎn)換器，將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量所對(duì)應(yīng)的刻度，這就是金屬管浮子流量計(jì)的檢測原理。

轉(zhuǎn)換指示器

轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號(hào)來分：有就地顯

示型和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出型：

就地顯示型：由就地指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)指針通過刻度盤指示出此時(shí)流量

智能遠(yuǎn)傳型，由智能型指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)傳感磁鋼及指針，通過一個(gè)磁傳感器將磁場變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。（如下圖所示)

的口徑、浮子號(hào)及刻度的計(jì)算

1、計(jì)算方法

(1) 根據(jù)用戶給出的數(shù)據(jù)，選擇適當(dāng)?shù)墓接?jì)算相應(yīng)標(biāo)校介質(zhì)的流量Qs:

其中：Qs-標(biāo)校介質(zhì)（水或空氣）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃，0.1013Mpa）的流量

Q-用戶介質(zhì)流量 K-修正系數(shù)

(2）根據(jù)計(jì)算得到的 Qs值，查流量表來確定選用的浮子號(hào)及測量管的口徑（流量表中的數(shù)值都是水或空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量值）

(3）確定測量管口徑和浮子號(hào)后，建議用下式確定被測介質(zhì)流量刻度的上限值Q：

其中：Qi查流量表中選取某一浮子號(hào)對(duì)應(yīng)的水或空氣流量的zui大值。

(4）由于計(jì)算中沒有考慮粘度的修正，有可能與工廠計(jì)算的結(jié)果產(chǎn)生差異。

2、修正系數(shù)K的確定

(1）對(duì)于液體介質(zhì)

a、如果Q是液體體積流量則用下式計(jì)算K：

b、如果Q是液體質(zhì)量流量則用下式計(jì)算K：

其中：ρf:所選浮子密度（g/cm3）

不銹鋼浮子密度為7.8

聚四氟乙烯浮子（PTFE）密度為3.4

鎳基合金（Hasloy）密度為8.3

ρ:被測介質(zhì)的密度

(2）對(duì)于氣體體介質(zhì)

a、如果Q是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃，0.1013Mpa）氣體的體積流量，則用下式計(jì)算K：

b、如果Q是操作狀態(tài)下氣體的體積流量，則用下式計(jì)算K：

c、如果Q是氣體的質(zhì)量流量，則用下式計(jì)算K：

在以上各式中：

ρ： 被測介質(zhì)的密度：被測氣體介質(zhì)在20℃,0.1013MPa狀態(tài)下密度（kg/m3）

P：被測氣體介質(zhì)的壓力（MPa）

T：被測氣體介質(zhì)的溫度（K）

ρ0：空氣在20℃,0.1013MPa情況下密度（1.205kg/m3）

P 0：標(biāo)校介質(zhì)的壓力（0.1013MPa）

T 0：標(biāo)校介質(zhì)的溫度（293.15K）

d、輔助密度換算公式

其中：ρst: 被測氣體介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度(Kg/m3)

ρt: 被測氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下密度(Kg/m3)

Tt: 被測氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下溫度(K)

Pt:被測氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下壓力(MPa)

p0:被測氣體介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力(MPa)

T0:被測氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下溫度(K)