金屬管浮子流量計(jì)工作原理是什么?
LZ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(dòng),在某一位置浮子所受的浮力與浮子重力達(dá)到平衡。此時(shí)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?,使指示器正確地指示此時(shí)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。
LZ金屬管浮子流量計(jì)是工業(yè)自動(dòng)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。
測量部分特點(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、短行程、小型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、儀表總高度250
6、磁性耦合結(jié)構(gòu)確保數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)更加穩(wěn)定
7、保溫或伴熱夾套
8、垂直、水平、各種安裝方式更適合不同使用場合
9、適用于小口徑和低流速介質(zhì)流量測量
10、工作可靠,維護(hù)量小,壽命長
11、對(duì)于直管段要求不高
12、較寬的流量比10:1
13、雙行大液晶顯示,可選現(xiàn)場瞬時(shí)/累計(jì)流量顯示,可帶背光
14、單軸靈敏指示
15、非接觸磁耦合傳動(dòng)
16、全金屬結(jié)構(gòu),適于高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)
17、可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場合
18、選二線制、電池、交流供電方式
19、多參數(shù)標(biāo)定功能
20、帶有數(shù)據(jù)恢復(fù),數(shù)據(jù)備份及掉電保護(hù)功能
通經(jīng)(mm) |
壓力損失kPa |
|||||||
水L/h* | 空氣M3/h* | 水 | 空氣 | |||||
常規(guī)型 | 防腐型 | 常規(guī)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 |
LZ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(gè)沿著錐管軸上下移動(dòng)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(shí),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(shí),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(shí),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(duì)應(yīng)關(guān)系。
體積流量Q的基本方程式為 (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(shí),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(shí)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)刂亓铀俣龋琺/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(最大直徑)處的橫截面積,m2; Gf——浮子質(zhì)量,kg?!?/p>
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(shí),才可視為近似線性?!2 (3)式中 d——浮子最大直徑(即工作直徑),m; h——浮子從錐管內(nèi)徑等于浮子最大直徑處上升高度,m; β——錐管的圓錐角; a、b——常數(shù)?!】趶?5-40mm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用得最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(dòng),或在錐管棱筋導(dǎo)向下移動(dòng),較大口平滑面內(nèi)壁儀表還有采用導(dǎo)桿導(dǎo)向?!?/p>
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(hào)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。
制造廠家是用水或空氣來進(jìn)行的標(biāo)定的,由于實(shí)際應(yīng)用時(shí)介質(zhì)的狀態(tài)和標(biāo)定時(shí)不同,根據(jù)測量原理,浮子在測量管中的同一位置所代表的流量值和標(biāo)定時(shí)是不同的,要想正確選擇流量計(jì)的規(guī)格、現(xiàn)場使用好儀表,就要知道它們之間的流量換算關(guān)系。
另外金屬浮子流量計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其精度是相對(duì)于滿量程而言的,所以用戶使用時(shí),其常用流量應(yīng)達(dá)到滿量程的60%~80%以上較為合理,如果用在50%以下則相對(duì)誤差會(huì)增大,精度受影響,如果流量超過滿量程更是無法正常測量,因此只有正確進(jìn)行流量換算才能選出適合的儀表。
換算的依據(jù)
換算的依據(jù)主要有兩個(gè):浮子流量計(jì)的理論計(jì)算公式和理想氣體的狀態(tài)方程。
浮子流量計(jì)的計(jì)算公式
(1)
式中:Q——體積流量
a——流量系數(shù)
Fk——浮子最大直徑與其同高度錐管橫截面之間的環(huán)隙面積
g——重力加速度
Vf——浮子的體積
ρf——浮子的密度
ρ——被測流體的密度
A——浮子的最大截面積(式中的單位為cm、g、s制)
理想氣體的狀態(tài)方程
(2)
式中:P0,P1——兩種狀態(tài)下的絕對(duì)壓力
T0,T1——兩種狀態(tài)下的絕對(duì)溫度
V0,V1——兩種狀態(tài)下的體積從理想氣體的狀態(tài)方程可以演繹出以下兩種關(guān)系 :
a流量關(guān)系 (3)
B密度關(guān)系 (4)
式中:M——介質(zhì)的質(zhì)量
ρ——介質(zhì)的密度
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、短行程、小型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、儀表總高度250
6、磁性耦合結(jié)構(gòu)確保數(shù)據(jù)傳輸、信號(hào)更加穩(wěn)定
7、保溫或伴熱夾套
8、垂直、水平、各種安裝方式更適合不同使用場合
9、適用于小口徑和低流速介質(zhì)流量測量
、工作可靠,維護(hù)量小,壽命長
11、對(duì)于直管段要求不高
12、較寬的流量比10:1
13、雙行大液晶顯示,可選現(xiàn)場瞬時(shí)/累計(jì)流量顯示,可帶背光
14、單軸靈敏指示
15、非接觸磁耦合傳動(dòng)
16、全金屬結(jié)構(gòu),適于高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)
17、可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場合
18、選二線制、電池、交流供電方式
19、多參數(shù)標(biāo)定功能
20、帶有數(shù)據(jù)恢復(fù),數(shù)據(jù)備份及掉電保護(hù)功能
◇測量范圍:水(20℃)1-200000 l/h
空氣(20℃,0.1013MPa)0.03-4000m3/h;參見流量表,特殊流量可訂制
◇量 程 比:標(biāo)準(zhǔn)型10:1
◇精 度:標(biāo)準(zhǔn)型1.0級(jí);特殊型0.5級(jí)
◇壓力等級(jí):標(biāo)準(zhǔn)型:DN15-DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa
特殊型:DN15-DN50 25MPa DN80-DN200 16MPa
夾套的壓力等級(jí)為1.6MPa;特殊型在選型和訂貨前應(yīng)與工廠協(xié)商
◇壓力損失:7kPa-70kPa
◇介質(zhì)溫度:標(biāo)準(zhǔn)型:-80℃-+200℃:PTFE:0℃-85℃
高溫型:最高可達(dá)400℃
◇介質(zhì)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
◇環(huán)境溫度:液晶型-30℃-+85℃
指針型-40℃-+120℃
◇連接形式:標(biāo)準(zhǔn)型:DIN2501標(biāo)準(zhǔn)法蘭
特殊型:由用戶指定的任意標(biāo)準(zhǔn)法蘭或螺紋
◇電纜接口:M20*1.5
◇供電電源:標(biāo)準(zhǔn)型:24VDC二線制4-
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