金屬管浮子流量計(jì)由于具有安裝方便、堅(jiān)固可靠、耐高溫高壓、可以使用多種金屬材料制作等優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于液體、氣體、蒸汽等介質(zhì)流量的測量和自動(dòng)控制系統(tǒng)中，特別適合應(yīng)用于精細(xì)化工、化肥、石化、乙烯、冶金等行業(yè)的高溫高壓、易燃易爆、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的測量過程。
    
  傳統(tǒng)的機(jī)械式金屬管浮子流量計(jì)，由于其局限性，無法進(jìn)行流量的計(jì)量。即便是改進(jìn)型的機(jī)械式金屬管浮子流量計(jì)，用凸輪板和轉(zhuǎn)角變送器進(jìn)行修正，雖能提高精度，但凸輪板的加工需要考慮不同測量介質(zhì)及工況條件，且機(jī)加工的復(fù)雜度很高，流量計(jì)量的精度仍受到加工精度的限制。因此，設(shè)計(jì)了一種可以通過微處理器靈活配置參數(shù)、適應(yīng)不同測量介質(zhì)和工況條件的通用型智能金屬管浮子流量計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過自行設(shè)計(jì)的角位移傳感器將浮子位置的變化轉(zhuǎn)換為反映角度變化的電信號(hào)，利用程序預(yù)設(shè)的數(shù)字模型進(jìn)行流量計(jì)算，克服了凸輪式機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行流量計(jì)算固有的弊端。
    
   金屬管浮子流量計(jì)由錐形管、內(nèi)置磁鋼的浮子以及外置嵌有磁鋼的機(jī)械連桿等構(gòu)件組成。當(dāng)流量變化時(shí)，浮子在錐形管內(nèi)上下移動(dòng)，并由磁鋼耦合帶動(dòng)機(jī)械連桿旋轉(zhuǎn)一定角度。此角度與流量的大小存在著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，只要測出角度便可通過對(duì)應(yīng)關(guān)系求出流量。因此，對(duì)角度的測量是流量計(jì)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。具體設(shè)計(jì)時(shí)采用Honeywell公司生產(chǎn)的磁阻傳感器HMC1501實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械連桿角位移的測量，選擇MSP430F449單片機(jī)作為MCU，采用CirrusLogic公司生產(chǎn)的以太網(wǎng)控制芯片CS8900A實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。
檢測原理

 水平式安裝金屬管浮子流量計(jì)的檢測原理與傳統(tǒng)的金屬管浮子流量計(jì)相同，其體積流量公式為[1]：
                                    （1）
 式中：Qv— 體積流量；α— 流量系數(shù)；h— 浮子位置；ф— 錐形管錐半角；Vf— 浮子體積；ρf—
 浮子材料密度；ρ— 流體密度；Af— 浮子垂直于流向的zui大截面積；D0— 浮子zui大迎流面的直徑；Dh—
 浮子平衡在h高度時(shí)錐形管的直徑；df— 浮子zui大直徑。
2.2 模型建立及其設(shè)計(jì)要求
浮子流量計(jì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是建立在式
（1）的基礎(chǔ)之上，在該方程中流量系數(shù)α是一個(gè)受很多因素影響的變量。對(duì)于本文所研究的水平式安裝浮子流量計(jì)，測量介質(zhì)為20℃的水，設(shè)計(jì)要求流量測量范圍1~10m3/h，量程比為10:1，行程50mm，其流量系數(shù)α的經(jīng)驗(yàn)值為0.9~1.0。浮子位于41mm高處的傳感器三維流場模型如圖2所示。
2.3 計(jì)算精度的控制
利用浮子組件受力平衡來控制計(jì)算精度。在FLUNT的受力分析報(bào)告中會(huì)提供壁面所受到的凈壓力Fy↑和粘性摩擦力Fm↑以及這兩個(gè)力的合力Ff↑。這三個(gè)力遵循下面的公式：
Ff↑=∑（Fy↑+Fm↑）      
（2）根據(jù)初始設(shè)計(jì)草圖可以計(jì)算出浮子的重力G，浮子的受力平衡度Ef由下式表述：
（3）這里設(shè)定當(dāng)浮子受力平衡度|Ef|<10% 時(shí)，認(rèn)為浮子受力達(dá)到平衡，此時(shí)停止計(jì)算。
 結(jié)合各國金屬浮子流量計(jì)的發(fā)展現(xiàn)況，闡述了在浮子流量計(jì)開發(fā)過程中如何優(yōu)化，通過具體的分類及介紹，更一步地了解浮子流量計(jì)，在流量市場上將有更廣闊的發(fā)展前景。