儀表業(yè)轉(zhuǎn)子流量計(jì)選型原理

　　轉(zhuǎn)子流量計(jì),，又稱浮子流量計(jì),，在工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。它可測量液體,、氣體和蒸氣的流量,。

　  流量計(jì)應(yīng)用于宜測中小管徑（DN4～250）的流量,。壓力損失小且恒定，測量范圍比較寬,，量程比1：10,，工作可靠且刻度線性，使用維修方便,，對儀表前后直管段長度要求不高,。其測量精確度為±2%左右，受被測液體的密度,、粘度,、純凈度以及溫度、壓力的影響,，也受安裝垂直度的影響,。

　　玻璃管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，成本低,，易制成防腐蝕性儀表,，但其強(qiáng)度低。金屬管浮子流量計(jì)可輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),，耐高壓,，能實(shí)現(xiàn)流量的指示、積算,、記錄,、控制和報(bào)警等多種功能。

　　原理及結(jié)構(gòu)

　　1,、沖量定理及應(yīng)用：設(shè)一物體的質(zhì)量為m,，作用其上的力為F，實(shí)際上流體的速度v,，物體變化路程為L,。那么根據(jù)沖量定理可推出

　　測量原理及結(jié)構(gòu)

　　當(dāng)流量增加時(shí)，轉(zhuǎn)子接受流體自下而上的沖力將增加,，因而被沖向上方,，一到達(dá)上面，由于流通截面增加,，流速減小,，沖力也隨之減小。當(dāng)沖力和差壓對轉(zhuǎn)子截面構(gòu)成的作用力以及粘滯摩擦力等的合力與轉(zhuǎn)子本身在流體中重量相等時(shí),，轉(zhuǎn)子即處于一平衡狀態(tài),，不再上升或下降，這個(gè)位置就表示新的流量值,。

　　2,、計(jì)算公式

　　設(shè)轉(zhuǎn)子的顯示重量為Wf（N），流體對轉(zhuǎn)子的作用力為F（N）,，錐形管與轉(zhuǎn)子間環(huán)形截面為Sa（m2）,，轉(zhuǎn)子處最大截面積為Sf（m2），轉(zhuǎn)子體積Vf（m3）,，轉(zhuǎn)子密度為ρf（Kg/m3）,，轉(zhuǎn)子長度為L（m），流體介質(zhì)的密度為ρ（Kg/m3）,，重力加速度為g（m/s2）,，則

　　因?yàn)閙=ρVf=ρSfL代入（1）式中，整理后得

　　考慮到實(shí)際情況的因素,，加一校正系數(shù)k變?yōu)椋?/span>

　　式中：qm——為質(zhì)量流量,；qv——為體積流量；ψ——為流量系數(shù),。ψ與轉(zhuǎn)子形狀和雷諾數(shù)有關(guān),，Sa與轉(zhuǎn)子高度有關(guān)。錐管形轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子的幾何形狀和選用的材料及被測流體一定時(shí),，式（2）等式右邊平方根內(nèi)的值為一常數(shù),。當(dāng)雷諾數(shù)大于一定的界限值時(shí)，ψ為一常數(shù),，這樣qm正比于Sa,。

　　3,、不同測量介質(zhì)的換算方法

　　在實(shí)際使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)過程中，由于被測物體的物性（密度,、粘度等）和狀態(tài)（溫度,、壓力等）與實(shí)驗(yàn)流體的物性和狀態(tài)不同，所以必須對測量儀表進(jìn)行刻度換算和粘度修正,，以保證精確度,。

　　4、液體流量測量的刻度換算

　　通常測量液體的轉(zhuǎn)子流量計(jì)的刻度,，都是用水在20℃,，1個(gè)大氣壓下標(biāo)定的。按照下式進(jìn)行刻度換算：

　　式中：Q1——標(biāo)定時(shí)水的體積流量,；Q2——使用時(shí)被測液體的體積流量,；ρf——轉(zhuǎn)子的材質(zhì)密度；ρ1——標(biāo)定時(shí)的水密度,；ρ2—使用時(shí)的被測液體密度,；a1——水的流量系數(shù)；a2——被測粘性液體的流量系數(shù),。

　　當(dāng)被測液體的密度和水的密度不同但是兩者粘度系數(shù)相差甚微,，即可忽略粘度變化對流量系數(shù)造成的影響，a2/a1可以當(dāng)作1來計(jì)算,。

　　5,、氣體流量測量的刻度換算

　　測量氣體的浮子流量計(jì)通常都是在低壓、恒溫20℃狀態(tài)下用壓縮空氣進(jìn)行標(biāo)定的,，然后在換算到標(biāo)準(zhǔn)絕對壓力為101325Pa,、溫度為20℃時(shí)的流量值對儀表刻度。當(dāng)儀表用來測量某一工作狀態(tài)下,，任意一種氣體的體積流量時(shí),，需將儀表所示刻度值換算為工作狀態(tài)的實(shí)際流量值。于氣體,，可以按照下面公式換算：

　　式中：Qn——標(biāo)定空氣在pn,，Tn狀態(tài)下的體積流量，即儀表刻度流量值,；Q——被測氣體由P,，T狀態(tài)下的體積流量，即儀表刻度流量值,；pn=101325Pa,，Tn=293.15k（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對壓力和溫度）；p，T——被測氣體在工作狀態(tài)下的絕對壓力和熱力學(xué)溫度,；

　　pnZn——分別為標(biāo)定空氣在pn,，Tn狀態(tài)下的密度和壓縮系數(shù)；ρ,，Z——分別為標(biāo)定空氣p,，T在狀態(tài)下的密度和壓縮系數(shù)。

　　當(dāng)被測氣體的濕度較大時(shí),，應(yīng)考慮水分含量的影響，氣體密度ρ按下式計(jì)算：

　　式中：ρg——為測量條件下干燥氣體密度,；Φ——為測量條件下相對濕度,；ρsmax——為測量條件下飽和水汽的密度。

　　6,、金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)

　　金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)與玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)具有相同的測量原理,，不同的是其錐管由金屬制成，這樣不僅耐高溫,、高壓,，而且能選擇適當(dāng)?shù)牟馁|(zhì)以適合各種腐蝕性介質(zhì)的流量。流量計(jì)采用可變面積式測量原理,，應(yīng)用現(xiàn)代高技術(shù)手段及先進(jìn)的元件和器件,。流量計(jì)主要由三大基本部分組成：測量管；錐形浮子或靶式浮子,；指示器,。浮子的位移量與流量的大小成比例，通過磁耦合系統(tǒng),，以不同接觸方式,，將浮子位移量傳給指示器指示出流量的大小。也可配裝不同的轉(zhuǎn)換器,，將流量值轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電遠(yuǎn)傳信號(hào),，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離顯示、記錄,、積算和控制功能,。金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)在指示器的設(shè)計(jì)上可以為各種應(yīng)用場合提供可靠適用的功能組合，如現(xiàn)場指針顯示,、LCD顯示瞬時(shí)和累計(jì)流量等,。在指示器供電選擇方面有電池供電、24VDC供電,、220VAC供電,，方式根據(jù)現(xiàn)場情況選擇。

　　5,、選型計(jì)算

　　在選型過程中,，可以根據(jù)前面介紹的計(jì)算公式和相關(guān)設(shè)計(jì)樣本來確定轉(zhuǎn)子流量計(jì)的型號(hào),。本文以美安特自動(dòng)化儀表LZZ/D系列轉(zhuǎn)子流量計(jì)為例，介紹如何根據(jù)計(jì)算公式來確定轉(zhuǎn)子流量計(jì)的型號(hào),。

　　通過查詢LZZ/D的轉(zhuǎn)子流量計(jì)規(guī)格表,，可以合理選購對應(yīng)的口徑，浮子號(hào),，材質(zhì),。轉(zhuǎn)子流量計(jì)，其結(jié)構(gòu)輕巧,，外形美觀,，安裝簡單，維修方便,，不必拆下整機(jī),，就可方便更換錐管和浮子，流量標(biāo)尺清晰,，調(diào)節(jié)靈敏,，適用于各行業(yè)部門的微小流量測量。

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