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  技术文章
金属管浮子流量计采用独立概念设计的测量管指示器
2012-3-21 16:47:04

 

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。测量部分特点:
 
  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、短行程、小型结构设计、仪表总高度2506、磁性耦合结构确保数据传输、信号更加稳定7、保温或伴热夹套8、垂直、水平、各种安装方式更适合不同使用场合9、适用于小口径和低流速介质流量测量10、工作可靠,维护量小,寿命长11、对于直管段要求不高12、较宽的流量比10:1  13、双行大液晶显示,可选现场瞬时/累计流量显示,可带背光14、单轴灵敏指示15、非接触磁耦合传动16、全金属结构,适于高温、高压和强腐蚀性介质17、可用于易燃、易爆危险场合18、选二线制、电池、交流供电方式19、多参数标定功能20、带有数据恢复,数据备份及掉电保护功能

  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。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的基本方程式为 (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(最大直径)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——浮子最大直径(即工作直径),m; h——浮子从锥管内径等于浮子最大直径处上升高度,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用得最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。 直角型安装方式金属管浮子流量计典型结构,通常适用于口径15-40mm以上仪表。锥管5和浮子4组成流量检测元件。套管(图3未表示)内有导杆3的延伸部分,通过磁钢耦合等方式,将浮子的位移传给套管外的转换部分。转换部分有就地指示和远传信号输出两大类型。除直角安装方式结构外还有进出口中线与锥管同心的直通型结构,通常用于口径小于10-15mm的仪表。

金属管浮子流量计(下进右出)测量部分特点  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、短行程、小型结构设计、仪表总高度250  6、磁性耦合结构确保数据传输、信号更加稳定7、保温或伴热夹套8、垂直、水平、各种安装方式更适合不同使用场合9、适用于小口径和低流速介质流量测量、工作可靠,维护量小,寿命长11、对于直管段要求不高12、较宽的流量比10:1  13、双行大液晶显示,可选现场瞬时/累计流量显示,可带背光14、单轴灵敏指示15、非接触磁耦合传动16、全金属结构,适于高温、高压和强腐蚀性介质17、可用于易燃、易爆危险场合18、选二线制、电池、交流供电方式19、多参数标定功能20、带有数据恢复,数据备份及掉电保护功能
 
金属管浮子流量计(下进右出)主要参数
  ◇测量范围:水(20℃)1-200000 l/h
 
  空气(20℃,0.1013MPa)0.03-4000m3/h;参见流量表,特殊流量可订制
 
  ◇量 程 比:标准型10:1
 
  ◇精 度:标准型1.0级;特殊型0.5级
 
  ◇压力等级:标准型:DN15-DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa
 
  特殊型:DN15-DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa
 
  夹套的压力等级为1.6MPa;特殊型在选型和订货前应与工厂协商
 
  ◇压力损失:7kPa-70kPa
 
  ◇介质温度:标准型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃
 
  高温型:最高可达400℃
 
  ◇介质粘度:DN15:η<5mPa.s(F15.1-F15.3)
 
  η<30mPa.s(F15.4-F15.8)
 
  DN25:η<250mPFa.s
 
  DN50-DN150:η<300mPa.s
 
  ◇环境温度:液晶型-30℃-+85℃
 
  指针型-40℃-+120℃
 
  ◇连接形式:标准型:DIN2501标准法兰
 
  特殊型:由用户指定的任意标准法兰或螺纹
 
  ◇电缆接口:M20*1.5
 
  ◇供电电源:标准型:24VDC二线制4-20mA(10.8VDC-36VDC)
 
  交流型:85-265VAC 50HZ
 
  电池型:3.6V@7.5AH锂电池,可连续使用三年以上。
 
  ◇报警输出:上限或下限瞬时流量报警
 
  集电极开路输出(最大100mA@30VDC内部阻抗100欧)
 
  继电器输出(触点容量1A@30VDC0.25A@250VAC0.5A@125VAC
 
  ◇脉冲输出:累积脉冲输出,最小间隔50毫秒
 
  ◇液晶显示:瞬时流量显示数值范围:0-50000
 
  累计流量显示数值范围:0-99999999(可带小数点)
 
  ◇防护等级:IP65
 
  ◇防爆标志:本安型iaⅡCT5;隔爆型dⅡBT6
 
智能金属管浮子流量计
  适用于小口径和低流速介质流量测量;工作可靠,维护量小,寿命长;对于直管段 要求不高;较宽的流量比10:1;双行大液晶显示,可选现场瞬时/累计流量显示,可带背光单轴灵敏指示;非接触磁耦合传动;全金属结构,适于高温、高压和强腐蚀性介质;可用于易燃、易爆危险场合;可选二线制、电池、交流供电方式;多参数标定功能;带有数据恢复,数据备份及掉电保护功能.
技术参数:测量范围:水(20℃)1-200000 l/h 空气(20℃,0.1013MPa)0.03-4000m3/h 参见流量表,特殊流量可订制
 
  量程比:标准型10:1 特殊型20:1
 
  精度: 标准型1.5级 特殊型1.0级
 
  压力等级:标准型: DN15-DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa
 
  特殊型: DN15-DN50 25MPa ?DN80-DN200 16MPa
 
  夹套的压力等级为1.6MPa
 
  特殊型在选型和订货前应与工厂协商
 
  压力损失:7kPa-70kPa
 
  介质温度:标准型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃
 
  高温型:最高可达400℃
 
  介质粘度:DN15: <5mPa.sF15.1-F15.3
 
  <30mPa.sF15.4-F15.8
 
  DN25: <250mPFa.s
 
  DN50-DN150: <300mPa.s
 
  环境温度:液晶型-30℃-+85℃
 
  指针型-40℃-+120℃
 
  连接形式:标准型:DIN2501标准法兰
 
  特殊型:由用户指定的任意标准法兰或螺纹
 
  电缆接口:M20*1.5
 
  供电电源:标准型24VDC二线制4-20mA(10.8VDC-36VDC)
 
  交流型:85-265VAC ? ?50HZ
选择金属管浮子流量计所需要的工艺参数
  1、工艺管道的口径2、被测量工艺介质的名称、性质、密度、粘度3、被测量介质的工作温度4、被测量介质的工作压力(压力的大小决定浮子的质量)5、被测量介质的流量6、现场工矿状况
 
检测原理
  金属管浮子流量计检测部分是由一个自下向上扩张的垂直锥形管和一个沿着锥形管轴可以上下自由移动的浮子组成。被测流体从下向上经过锥管和浮子形成的环隙时,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着对应关系。
 
  体积流量Q的基本方程式为:
 
  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(最大直径)处的横截面,m2;
 
  Gf 浮子重量,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。
 
  式中d 浮子最大直径(即工作直径),m;
 
  h 浮子从锥管内径等于从浮子最大直径处上升高度,m;
 
  β 锥管的圆锥角;
 
  a、b 为常数
 
  从(1),(2),(3)公式可知,在一定的条件下,浮子在锥管内的高度与体积流量有一定的比例对应关系。读出浮子的高度,就可以知道相对应的体积流量,再通过转换器,将浮子的高度转换成所对应的体积流量所对应的刻度,这就是金属管浮子流量计的检测原理。
 
  转换指示器
 
  转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分:有就地显示型和远传信号输出型:就地显示型:由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量智能远传型,由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时带动传感磁钢及指针,通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号,经A/D转换,数字滤波,微处理器处理,D/A输出,LCD液晶显示,来显示出瞬时流量及累积流量大小。转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分:有就地显示型和远传信号输出型:就地显示型:由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量,智能远传型,由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合,而发生转动,同时带动传感磁钢及指针,通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号,经A/D转换,数字滤波,微处理器处理,D/A输出,LCD液晶显示,来显示出瞬时流量及累积流量大小。