金屬管浮子流量計(jì)浮子在測量管中，隨著流量的變化，將浮子向上移動，在某一位置浮子所受的浮力與浮子重力達(dá)到平衡。此時浮子與孔板(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)酵獠康闹甘酒鳎怪甘酒髡_地指示此時的流量值。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。
金屬管浮子流量計(jì)是工業(yè)自動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。
主要特點(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.適用于小口徑和低流速介質(zhì)流量測量。
6.工作可靠，維護(hù)量小，壽命長。
7.對于直管段要求不高。
8.較寬的流量比10:1。
9.雙行大液晶顯示，可選現(xiàn)場瞬時/累積流量顯示，可帶背光。
10.單軸靈敏顯示。
11.非接觸磁耦合傳動。
12.全金屬結(jié)構(gòu)，適于高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。
13.可用于易燃、易爆危險場合。
14.可選二線制、電池、交流供電方式。
15.帶有數(shù)據(jù)恢復(fù)，數(shù)據(jù)備份及掉電保護(hù)功能。
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沿著錐管軸上下移動的浮子組所組成。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，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，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，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應(yīng)關(guān)系。
體積流量Q的基本方程式如下:
(1)當(dāng)浮子為非實(shí)芯中空結(jié)構(gòu)(放負(fù)重調(diào)整量)時，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?，m/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。
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，才可視為近似線性。
m2 (3)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，或在錐管棱筋導(dǎo)向下移動，較大口平滑面內(nèi)壁儀表還有采用導(dǎo)桿導(dǎo)向。
圖3是直角型安裝方式金屬管浮子流量計(jì)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。
夾套型結(jié)構(gòu)圖
高溫型結(jié)構(gòu)圖
