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转子流量计按锥管材料的不同,可分为玻璃管浮子流量计和金属管浮子流量计两大类。转子流量计又称浮子流量计,通过测量设在直流管道内的转动部件的位置来推算流量的装置。是基于浮子位置测量的一种变面积流量仪表.采用全金属结构,其压损小,量程比大(10:1),安装维护方便,可广泛用于复杂,恶劣环境及各种介质条件的流量测量与过程控制中。转子流量计的工作原理转子流量计由两个部件组成,转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管 转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计当测量流体的流量时,被测流体从锥形管下端流入,流体的流动冲击着转子,并对它产生一个作用力(这个力的大小随流量大小而变化) 当流量足够大时,所产生的作用力将转子托起,并使之升高。同时,被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面,从上端流出。当被测流体流动时对转子的作用力,正好等于转子在流体中的重量时(称为显示重量),转子受力处于平衡状态而停留在某一高度。 转子流量计是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下运动,与浮子重量平衡后,通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。转子流量计一般分为玻璃和金属转子流量计。金属转子流量计是工业上最常用的,对于小管径腐蚀性介质通常用玻璃材质,由于玻璃材质的本身易碎性,关键的控制点也有用全钛材等贵重金属为材质的转子流量计。 分析表明,转子在锥形管中的位置高度,与所通过的流量有着相互对应的关系。因此,观测转子在锥形管中的位置高度,就可以求得相应的流量值。为了使转子在在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁,通常采用两种方法:一种是在转子中心装有一根导向芯棒,以保持转子在锥形管的中心线作上下运动,另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽,当流体自下而上流过转子时,一面绕过转子,同时又穿过斜槽产生一反推力,使转子绕中心线不停地旋转,就可保持转子在工作时不致碰到管壁。转子流量计的转子材料可用不锈钢、铝、青铜等制成。 转子流量计的特点转子流量计是工业上和实验室最常用的一种流量计。它具有结构简单、直观、压力损失小、维修方便等特点。转子流量计适用于测量通过管道直径d150mm的小流量,也可以测量腐蚀性介质的流量。使用时流量计必须安装在垂直走向的管段上,流体介质自下而上地通过转子流量计。 玻璃管浮子流量计结构简单、成本低,易制成防腐蚀型仪表,多用于透明流体的现场测量,金属管浮子流量计可输出标准信号,能实现流量的指示计算、记录和控制等多种功能。
流量测量仪表是用来测量管道或明沟中的液体、气体或蒸汽等流体流量的工业自动化仪表,又称流量计。 流量是指单位时间内流经管道有效截面的流体数量,流体数量用体积表示者称为体积流量,单位为米3/时、升/时等;流体数量用质量表示者称为质量流量,单位为吨/时、千克/时等。 早在1738年,瑞士人丹尼尔第一伯努利以伯努利方程为基础,利用差压法测量水流量;后来意大利人文丘里研究用文丘里管测量流量,并于1791年发表了研究结果;1886年,美国人赫谢尔用文丘里管制成测量水流量的实用装置。 20世纪初期到中期,原有的测量原理逐渐成熟,人们开始探索新的测量原理。自1910年起,美国开始研制测量明沟中水流量的槽式流量计。1922年,帕歇尔将原文丘里水槽改革为帕歇尔水槽。 1911~1912年,美籍匈牙利人卡门提出卡门涡街的新理论;30年代,又出现了探讨用声波测量液体和气体的流速的方法,但到第二次世界大战为止未获很大进展,直到1955年才有应用声循环法的马克森流量计,用于测量航空燃料的流量。1945年,科林用交变磁场成功地测量了血液流动的情况。 二十世纪60年代以后,测量仪表开始向精密化、小型化等方向发展。例如,为了提高差压仪表的精确度,出现了力平衡差压变送器和电容式差压变送器;为使电磁流量计的传感器小型化和改善信噪比,出现了用非均匀磁场和低频励磁方式的电磁流量计。此外,具有宽测量范围和无活动检测部件的实用卡门涡街流量计也在70年代问世。 随着集成电路技术的迅速发展,具有锁相环路技术的超声(波)流量计也得到了普遍应用。微型计算机的广泛应用,进一步提高了流量测量的能力,如激光多普勒流速计应用微型计算机后,可处理较为复杂的信号。 流量可利用各种物理现象来间接测量,所以流量测量仪表种类繁多。按测量方法分,流量计有差压式、变面积式、容积式、速度式和电磁式等。 差压流量计是应用非常广泛的一类流量测量仪表,约占流量测量仪表总数的70%。它由节流装置和差压计两部分组成,充满圆管的流体流经节流件(如孔板)时,流束在孔板处形成局部收缩,由于流速增加、静压力降低而在孔板前后产生压差,这一压差与流量的平方成正比。 测量压差的仪表有应变、电容和振弦式等差压变送器,以及双波纹管差压计等类型。这类仪表调试方便,且已规范化。只要将节流装置与差压计配套就可用于测量流体的流量。 变面积式流量计的主要形式是转(浮)子流量计,是由锥形玻璃管和浮子组成,浮子能在垂直安装的锥形玻璃管内上下移动。被测流体自下向上流过管壁与浮子之间环隙时,托起浮子向上,这时管与浮子之间的环隙面积增大,直到浮子两边压差所形成的力与浮子重力相等时,浮子便处在一个平衡位置。 流量变化时浮子两边压差所形成的力也随之变化,使浮子又在一个新的位置上重新平衡,浮子浮起的高度即为流量计的读数。 涡轮流量计由传感器和显示仪表组成,传感器主要由磁电感应转换器和涡轮组成。流体流过传感器时,先经过前导流件,再推动铁磁材料制成的涡轮旋转。旋转的涡轮切割固壳体上的磁电感应转换器的磁力线,磁路中的磁阻便发生周期性的变化,从而感应出交流电信号。
金属管浮子流量计又称金属转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根由下向上扩大的垂直管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力承受的,浮子可以在锥管内自由地上升和下降。在流速和浮力作用下上下运动,与浮子重量平衡后,通过磁耦合传到与刻度盘指示流量。金属管浮子流量计被测介质自下而上流经测量管时,浮子上下端产生差压形成上升力,当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量,浮子便上升,环隙面积随之增大,环隙处流体流速迅速下降,浮子上下端差压降低,作用于浮子的上升力随着减小,直到上升力与浸在流体中浮子重量平衡时,浮子便稳定在第一位置,浮子位置的高低即对应着被测介质流量的大小。浮子内置磁钢,在浮子随介质上下移动时,磁场随浮子的移动而变化。通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号,经模数变换,数字滤波,温度补偿,微处理器处理,数模转换,液晶显示,开关控制输出,来显示出瞬时流量和累积流量大小并加以控制。金属转子流量计由两个部件组成,转子流量计一件是从下向上逐渐扩大的锥形管;转子流量计另一件是置于锥形管中且可以沿管的中心线上下自由移动的转子。转子流量计当测量流体的流量时,被测流体从锥形管下端流入,流体的流动冲击着转子,并对它产生一个作用力(这个力的大小随流量大小而变化);当流量足够大时,所产生的作用力将转子托起,并使之升高。同时,被测流体流经转子与锥形管壁间的环形断面,从上端流出。当被测流体流动时对转子的作用力,正好等于转子在流体中的重量时(称为显示重量),转子受力处于平衡状态而停留在某一高度。分析表明;转子在锥形管中的位置高度,与所通过的流量有着相互对应的关系。因此,观测转子在锥形管中的位置高度,就可以求得相应的流量值。 为了使转子在锥形管的中心线上下移动时不碰到管壁,通常采用两种方法:一种是在转子中心装有一根导向芯棒,以保持转子在锥形管的中心线作上下运动,另一种是在转子圆盘边缘开有一道道斜槽,当流体自下而上流过转子时,一面绕过转子,同时又穿过斜槽产生反推力,使转子绕中心线不停地旋转,就可保持转子在工作时不致碰到管壁。