流量計(jì),浮子流量計(jì),金屬浮子流量計(jì),橫河流量計(jì)

金屬浮子流量計(jì)使用于小管徑和低流速。常用儀表口徑40-50mm以下，zui小口徑做到1.5-4mm。適用于測(cè)量低流速小流量，以液體為例，口徑10mm以下玻璃管浮子流量計(jì)滿度流量的名義管徑，流速只在0.2-0.6m/s之間，甚至低于0.1m/s；金屬管浮子流量計(jì)和口徑大于15mm的玻璃管浮子流量計(jì)稍高些，流速在0.5-1.5m/s之間。

　　浮子流量計(jì)可用于較低雷諾數(shù)，選用粘度不敏感形狀的浮子，流通環(huán)隙處雷諾數(shù)只要大于40或500，雷諾數(shù)變化流量系數(shù)即保持常數(shù)，亦即流體粘度變化不影響流量系數(shù)。這數(shù)值遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)孔板等節(jié)流差壓式儀表zui低雷諾數(shù)104-105的要求。

　　大部分浮子流量計(jì)沒(méi)有上游直管段要求，或者說(shuō)對(duì)上游直管段要求不高。

　　浮子流量計(jì)有較寬的流量范圍度，一般為10：1，zui低為5：1，zui高為25：1。流量檢測(cè)元件的輸出接近于線性。壓力損失較低。

結(jié)構(gòu)原理　　的流量檢測(cè)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(cè)流體從下向上經(jīng)過(guò)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(guò)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(cè)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(guò)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?，m/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(cè)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（zui大直徑）處的橫截面積，m2；

　　Gf——浮子質(zhì)量，kg。

　　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。

　　m2

　?。?）式中 d——浮子zui大直徑（即工作直徑），m；

　　h——浮子從錐管內(nèi)徑等于浮子zui大直徑處上升高度，m；

　　β——錐管的圓錐角；

　　a、b——常數(shù)。

　　口徑15-40mm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zui普遍是由硼硅玻璃制成，習(xí)慣簡(jiǎn)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。

　　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(cè)元件。套管（圖3未表示）內(nèi)有導(dǎo)桿3的延伸部分，通過(guò)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。