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(cè)量的體積流量?jī)x表,又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)。在美國(guó)、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(guó)抽樣調(diào)查72家企業(yè)17000臺(tái)流量?jī)x表中浮子流量計(jì)占19.2%。我國(guó)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(cè)量范圍
耐腐型通徑 DN(mm) | 普通型通徑 DN(mm) | 流 量 范 圍 | zui大壓力損失 | ||
空氣m3/h,20℃,0,101325,MPa | 水L/h,20℃ | 空氣(kPa) | 水(kPa) | ||
15 | 15 | 0,07~0,7 | 2,5~25 | 7.1 | 6.5 |
0,11~1,1 | 4,0~40 | 7.2 | 6.5 | ||
0,18~1,8 | 6,0~60 | 7.3 | 6.6 | ||
0,28~2,8 | 10~100 | 7.5 | 6.6 | ||
0,40~4,0 | 16~160 | 8.0 | 6.8 | ||
0,70~7,0 | 25~250 | 10.8 | 7.2 | ||
1,00~10 | 40~400 | 10 | 8.6 | ||
25 | 1,60~16 | 60~600 | 14 | 11.1 | |
25 | 3,00~30 | 100~1000 | 7.7 | 7 | |
4,50~45 | 160~1600 | 8.8 | 8 | ||
7,00~70 | 250~2500 | 12 | 10.8 | ||
50 | 11~110 | 400~4000 | 19 | 15.8 | |
50 | 18~180 | 600~6000 | 8.6 | 8.1 | |
25~250 | 1000~10000 | 10.4 | 11 | ||
80 | 40~400 | 1600~16000 | 15.6 | 17 | |
80 | 75~750 | 2500~25000 | 8.1 | ||
100 | 100~1000 | 4000~40000 | 9.5 | ||
100 | 150~1500 | 6000~60000 | 10 | ||
150 | 125 | 8000~80000 | |||
100000~1000000 | |||||
150 | 15000~150000 |
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(cè)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(cè)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(cè)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(chǎng)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(cè)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(cè)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(cè)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(chǎng)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(cè)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(cè)量管口徑和浮子號(hào)后,建議用下式確定被測(cè)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(cè)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(cè)介質(zhì)的密度:被測(cè)氣體介質(zhì)在20℃,0.1013MPa狀態(tài)下密度(kg/m3)
P:被測(cè)氣體介質(zhì)的壓力(MPa)
T:被測(cè)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(cè)氣體介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度(Kg/m3)
ρt: 被測(cè)氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下密度(Kg/m3)
Tt: 被測(cè)氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下溫度(K)
Pt:被測(cè)氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下壓力(MPa)
p0:被測(cè)氣體介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力(MPa)
T0:被測(cè)氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下溫度(K)