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金属浮子流量计

简要描述:

金属浮子流量计(又称金属转子流量计)具有结构简单、工作可靠、适用范围广、精度较高、安装方便等特点。该系列流量计与玻璃转子流量计比较,具有耐高压、高温、安全感强、读数简明等特点。并可适用于不透明介质和腐蚀性介质的流量测量。

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更新时间:2020-05-22

RS-60J金属浮子流量计

供电电源:24VDC

管道通径:DN15~DN150mm
测量介质:液体、气体
电流输出:4~20mA
防护等级:IP65
防爆等级:dIIBT4
精度范围:1.6%、2.5%

测量原理

金属管浮子流量计为变面积式流量计,即在流量计的垂直测量管中,当流体向上流经管子时。浮子向上移动,在某一位置浮子所受升力与浮子重力达到平衡,此时浮子与孔板(或锥管)间的流通环隙面积保持一定。环隙面积与浮子的上升高度成比例,即浮子的某一高度代表流量的大小。浮子上下移动时,以磁耦合的形式将位置传递到外部指示器,使指示器的指针跟随浮子移动,并借助凸轮板使指针线性地指示流量值的大小。

电远传型是在指针现场指示流量的同时再通过角位移传感器及电变送电路,把流量值精确地转换成0-10mA或4-20mA的标准信号。

结构原理

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。工作原理如图1所示,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。

图3是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。

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