金属管浮子流量计

金属管浮子流表采用可变面积式测量原理生产研究，适用于测量液体，气体。全金属结构，有指示型、电远传型、耐腐型、高压型、夹套型、防爆型。具有 0-10mA，4-20mA的标准模拟量信号输出和现场指示。累积，数字通讯，现场修改测量参数，不同的供电方式功能，带有磁性过滤器和特殊规格品种。广泛应用于，石油、化工、发电、制药、食品、水处理等。复杂，恶劣环境条件，及各种介质条件的流量测量过程中。


原理

金属管浮子流量计浮子在测量管中，随着流量的变化，将浮子向上移动，在某一位置浮子所受的浮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正比，即浮子在测量管中上升的位置代表流量的大小，变化浮子的位置由内部磁铁传输到外部的指示器，使指示器正确地指示此时的流量值。这就使得指示器壳体不和测量管直接接触，因此，即使安装限位开关或变送器，仪表可用于高温，高压工作条件下。


特点

金属管浮子流量计是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。它具有体积小，检测范围大，使用方便等特点。它可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量，特别适宜低流速小流量的介质流量测量。

主要特点：

1、坚固的全金属结构设计型浮子流量计

2、采用独立概念设计的测量管指示器

3、可选择不锈钢、哈氏合金、钛材、PTFE材料测量系统

4、低压力损失设计

5．适用于小口径和低流速介质流量测量。

6．工作可靠，维护量小，寿命长。

7．对于直管段要求不高。

8．较宽的流量比10：1。

9．双行大液晶显示，可选现场瞬时/累积流量显示，可带背光。

10．单轴灵敏显示。

11．非接触磁耦合传动。

12．全金属结构，适于高温、高压和强腐蚀性介质。

13．可用于易燃、易爆危险场合。

14．可选二线制、电池、交流供电方式。

15．带有数据恢复，数据备份及掉电保护功能。


结构

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的基本方程式如下：
(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用得最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。
夹套型结构图夹套型结构图
高温型结构图高温型结构图
带阻尼结构图带阻尼结构图


测量

、坚固的全金属结构设计型浮子流量计

2、采用独立概念设计的测量管指示器

3、可选择不锈钢、哈氏合金、钛材、PTFE材料测量系统

4、低压力损失设计

5、短行程、小型结构设计、仪表总高度250

6、磁性耦合结构确保数据传输、信号更加稳定

7、保温或伴热夹套

8、垂直、水平、各种安装方式更适合不同使用场合9、适用于小口径和低流速介质流量测量

、工作可靠，维护量小，寿命长

11、对于直管段要求不高

12、较宽的流量比10：1

13、双行大液晶显示，可选现场瞬时/累计流量显示，可带背光

14、单轴灵敏指示

15、非接触磁耦合传动

16、全金属结构，适于高温、高压和强腐蚀性介质

17、可用于易燃、易爆危险场合

18、选二线制、电池、交流供电方式

19、多参数标定功能

20、带有数据恢复，数据备份及掉电保护功能


参数

◇测量范围：水（20℃）1-200000 l/h

空气（20℃，0.1013MPa）0.03－4000m3/h；参见流量表，特殊流量可订制

◇量 程 比：标准型10:1

◇精 度：标准型1.0级；特殊型0.5级

◇压力等级：标准型：DN15－DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa

特殊型：DN15－DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa

夹套的压力等级为1.6MPa；特殊型在选型和订货前应与工厂协商

◇压力损失：7kPa-70kPa

◇介质温度：标准型：－80℃-+200℃：PTFE：0℃－85℃

高温型：最高可达400℃

◇介质粘度：DN15：η<5mPa.s(F15.1-F15.3)

η<30mPa.s(F15.4-F15.8)

DN25：η<250mPFa.s

DN50-DN150：η<300mPa.s

◇环境温度：液晶型－30℃－+85℃

指针型－40℃－+120℃

◇连接形式：标准型：DIN2501标准法兰

特殊型：由用户指定的任意标准法兰或螺纹

◇电缆接口：M20*1.5

◇供电电源：标准型：24VDC二线制4－20mA（10．8VDC－36VDC）

交流型：85－265VAC 50HZ

电池型：3.6V@7.5AH锂电池，可连续使用三年以上。

◇报警输出：上限或下限瞬时流量报警

集电极开路输出（最大100mA@30VDC内部阻抗100欧）

继电器输出（触点容量1A@30VDC或0.25A@250VAC或0.5A@125VAC）

◇脉冲输出：累积脉冲输出，最小间隔50毫秒

◇液晶显示：瞬时流量显示数值范围：0－50000

累计流量显示数值范围：0－99999999(可带小数点）

◇防护等级：IP65

◇防爆标志：本安型iaⅡCT5；隔爆型dⅡBT6


对比

通经（mm）
流量范围
压力损失kPa
水L/h*
空气M3/h*
水
空气
常规型
防腐型
常规型，防腐型
15
2.5～25
---
0.07～0.7
6.5
7.1
4.0～40
2.5～25
0.11～1.1
6.5
7.2
6.3～63
4.0～40
0.18～1.8
6.6
7.3
10～100
6.3～63
0.28～2.8
6.6
7.5
16～160
10～100
0.40～4.0
6.8
8.0
25～250
16～160
0.7～7.0
7.2
10.8
40～400
25～250
1.0～10
8.6
10.0
63～630
40～400
1.6～16.0
11.1
14.0
25
100～1000
63～630
3～30
7.0
7.7
160～1600
100～1000
4.5～45
8.0
8.8
250～2500
160～1600
7～70
10.8
12.0
400～4000
250～2500
11～110
15.8
19.0
40
500～5000
---
12～120
10.8
9.8
600～6000
----
16～160
12.6
16.5
50
630～6300
400～4000
18～180
8.1
8.6
1000～10000
630～6300
25～250
11.0
10.4
1600～16000
1000～10000
40～400
17.0
15.5
80
2500～25000
1600～16000
60～600
8.1
12.9
4000～40000
2500～25000
80～800
9.5
18.5
100
6300～63000
4000～40000
100～1000
15.0
19.2
150
20000～100000
---
600～3000
19.2
20.3



所需

1、管道的口径

2、被测量工艺介质的名称、性质、密度、粘度

3、被测量介质的工作温度

4、被测量介质的工作压力（压力的大小决定浮子的质量）

5、被测量介质的流量

6、现场工矿状况


检测

金属管浮子流量计检测部分是由一个自下向上扩张的垂直锥形管和一个沿着锥形管轴可以上下自由移动的浮子组成。工作原理如图1所示，被测流体从下向上经过锥管和浮子形成的环隙时，浮子上、下端产生差压形成浮子上升的力。浮子在锥管中高度和通过的流量有着对应关系。

体积流量Q的基本方程式为：

式中α 仪表的流量系数，因浮子形状而异；

△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；

Ff 浮子工作直径（最大直径）处的横截面，m2；

Gf 浮子重量，kg。

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从浮子最大直径处上升高度，m;

β 锥管的圆锥角；

a、b 为常数

从（1），（2），（3）公式可知，在一定的条件下，浮子在锥管内的高度与体积流量有一定的比例对应关系。读出浮子的高度，就可以知道相对应的体积流量，再通过转换器，将浮子的高度转换成所对应的体积流量所对应的刻度，这就是金属管浮子流量计的检测原理。

转换指示器

转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分：有就地显

示型和远传信号输出型：

就地显示型：由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量

智能远传型，由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时带动传感磁钢及指针，通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号，经A/D转换，数字滤波，微处理器处理，D/A输出，LCD液晶显示，来显示出瞬时流量及累积流量大小。（如下图所示）

式中α 仪表的流量系数，因浮子形状而异；

△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，m2；

Gf 浮子重量，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d 浮子最大直径（即工作直径），m;

h 浮子从锥管内径等于从浮子最大直径处上升高度，m;

β 锥管的圆锥角；


产品结构

1、高温型结构(G型)

高温结构型（G型）是用于介质温度过高或过低而需要对测量管采取保温隔热措施的介质的流量测量。高温型结构是加大了测量管与指示器之间的距离来增加散热、增加隔热材料厚度，保证指示器工作在允许的环境温度范围内。选型为"G"型。

G型金属管浮子流量计可以测量温度达-80℃-+300℃的介质的流量。

2、带阻尼器装置的结构（Z型）

阻尼器结构型用于流量计入口流量(压力)不稳定时的介质流量测量，特别是对于气体的测量。它的结构如图所示.

3、夹套型结构(T型)

夹套型结构用于对需要伴热或冷却（如高粘度和易结晶）的介质的流量测量。在夹套中通过加热或冷却介质，使低沸点、低凝固点流体不汽化和不结晶。

伴热介质的导入和导出连接,标准型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法兰,其它的法兰规格连接可与生产厂标明,夹套的压力等级为1.6MPa.

夹套型流量计结构见FA标准型流量计法兰、外形尺寸图。

4、高压型结构(Y型)

高压型结构用于被测介质压力大于标准的压力等级的流量测量。高压型结构如下图所示。目前FFM64系列的最高压力可以达到32MPa。另外高压型流量计可提供内置磁过滤器型，安装高度均为350mm。FA、FB和FC型最大压力为10MPa。