浮子流量計的結構分類(lèi)

浮子流量計的基本結構由錐形管和浮子組成。除這兩個(gè)主要部件外，還有基座、襯套及密封填料等組成部分;對于金屬管浮子流量計還有傳感部分和轉換顯示部分。圖5-3所示為浮子流量計的典型結構。根據流量計的類(lèi)型和用途不同，浮子流量計的結構還存在很大差異。尤其是隨著(zhù)微處理機應用的深人發(fā)展，使得傳統的浮子流量計在結構上起了很大的變化，國外已出現了全數字顯示的智能浮子流量汁。

根據用戶(hù)的不同用途和使用場(chǎng)合，浮子流量計可以分成很多種類(lèi)型。

按錐形管材料可以分成透明錐管浮子流量計和金屬管浮子流量計。

(1)透明錐管浮子流量計   透明錐管材料用得最多的是玻璃，稱(chēng)玻璃浮子流量計。由于玻璃強度低，如果無(wú)導向桿結構，則玻璃錐管容易被擊破，所以為適應各種需要，錐管還有用透明的工程塑料如聚苯乙烯、聚碳酸醋、有機玻璃等材料制成。這些材料不但具有不宜被擊碎的優(yōu)點(diǎn)，還有其他一些優(yōu)點(diǎn)，如聚苯乙烯有一定程度的耐氟氣、氫氟酸的腐濁等，這些都是玻璃所不具備的。對有特殊要求的，還可有用石英錐管。

錐管的內表面除了光滑的圓錐面外，還可以做成帶導向棱筋或使用三角形截面，如圖5-4所示，這樣做的好處是不僅起到了導向桿的作用，而且使浮子的讀數位置(即最大直徑處〕和錐管避面的距離很近，對透明度不高的液體介質(zhì)也可能觀(guān)察到浮子的位置。

(2)金屬錐管浮子流量計   金屬錐管浮子流量計的錐管用金屬制成，與玻璃浮子流量計相比，可用于較高的介質(zhì)溫度和壓力。金屬錐管可以和流量計殼體做成一體結構，也可以做成錐管套入殼體的分離結構，調用不同錐度的錐管就可以改變流量計的規格，比較靈活方便。

按流里計輸出信號可以分成就地指示型和遠傳型兩類(lèi)，遠傳型又可分成電遠傳和氣遠傳兩種。

(1)就地指示型浮子流量計   就地指示型浮子流量計主要用在只需現場(chǎng)觀(guān)察流量值，不需記錄、累積和控制的場(chǎng)合。玻璃浮子流量計均屬就地指示型儀表，但也有一些儀表以就地指示為主，裝上電接點(diǎn)開(kāi)關(guān)，作流量上下限報警信號輸出。

部分金屬管浮子流量計也做成就地指示型儀表，它將浮子的位移通過(guò)磁藕合傳出，經(jīng)四連桿機構帶動(dòng)指針指示流最值。壓力高達25 - 30MPa的吹流型金屬管浮子流量計也是一種就地指示型儀表，它直接從殼體外跟隨浮子移動(dòng)的磁環(huán)位置讀取流量值。

(2)遠傳型浮子流量計   遠傳型浮子流量計一般都是金屬管浮子流量計。儀表的轉換部分將浮子的位移量轉換成電流或電壓等模擬量輸出。圖5-5所示是在就地指示的基礎上，再通過(guò)四連桿機構帶動(dòng)差動(dòng)變壓器，將浮子的位移信號轉換成差動(dòng)變壓器鐵芯的位移，或與差動(dòng)儀配套進(jìn)行流量顯示，或將此差動(dòng)信號轉換成0 -10mA或4--4OmA電流輸出，與電動(dòng)單元組合儀表配套，實(shí)現流量的指示和控制。也可將這些信號送給計算機，經(jīng)處理以顯示瞬時(shí)流量和累積流量。

當被測流體自下而上流過(guò)錐管時(shí)，浮子升起的高度通過(guò)磁鋼1, 2耦合而傳給四連桿機構，經(jīng)四連桿機構9, 10, 11的調整，使指針12及連桿3具有與流量呈線(xiàn)性的位移，再通過(guò)第二套四連桿機構3, 4, 5帶動(dòng)鐵芯6相對差動(dòng)變壓器7產(chǎn)生位移，所產(chǎn)生的差動(dòng)電勢經(jīng)過(guò)轉換器8轉換成標準電流信號輸出。

電遠傳浮子流量計又分普通型和防爆型兩種。

氣遠傳浮子流量計與電遠傳浮子流量計的結構相似，只是遠傳信號不用電信號而用20--100kPa的氣壓信號。由于輸出為標準氣壓信號，所以適用于易爆的工藝流程，并可與QDZ氣動(dòng)單元組合儀表配套使用進(jìn)行流量側量和控制。

按被測流體可分為液體、氣體和蒸汽用浮子流量計。液體和氣體用浮子流量計，在結構上都是通用的。由于國內專(zhuān)業(yè)標準規定流量上限有系列值，所以同一浮子流量計如果測量液體時(shí)滿(mǎn)足流量系列值，那么測量氣體時(shí)往往不能滿(mǎn)足系列值要求。所以國內產(chǎn)品一般為液體和氣體分別設計錐管和浮子。

測量蒸汽只能用專(zhuān)門(mén)設計的金屬管浮子流量計，往往在浮子的延伸桿上直接裝上阻尼組件以減少浮子的跳動(dòng)。

按流量計用途可以分成普通型，防爆型，夾套保溫型，耐腐型和吹流型等幾種。

(1)普通型浮子流量計   應用最為廣泛，約占浮子流量計的90%以上、主要用途是:口徑6-l0mm以下的玻璃浮子流量計常用于環(huán)保、分析儀器上作大氣、水等取樣量的測量，電纜中保護用的惰性氣體泄漏量的監測等;口徑在15mm以上的玻璃浮子流量計廣泛應用于電力、石化、冶金輕工及醫藥等工業(yè)企業(yè)和公用事業(yè)只需就地指示的場(chǎng)所;金屬管浮子流量計用于工業(yè)企業(yè)中的流程控制系統以及溫度、壓力較高，玻璃浮子流量計不能使用的只需就地指示的場(chǎng)所。

(2)防爆型電遠傳浮子流量計   用于有爆炸性氣體或粉塵時(shí)的場(chǎng)所。這種儀表有隔爆型結構和本質(zhì)安全型結構兩種類(lèi)型。

(3)夾套保溫型浮子流量計   用于需要保溫的場(chǎng)合。當管路中溫度高于室溫的流體因流過(guò)儀表，溫度下降產(chǎn)生凝固或結晶而引起浮子動(dòng)作不良，或因溫度變化而使流體粘度有顯著(zhù)變化影響測量時(shí).都對流量計有保溫的要求，應選用夾套保溫型浮子流量計。

(4)耐腐型浮子流量計   用于腐蝕性介質(zhì)的流量測量。普通型金屬管浮子流量計由耐酸鋼制成，玻璃浮子流量計與介質(zhì)接觸的零部件大部分由耐酸鋼成工程塑料制成，它們及玻璃錐管等都有一定的耐腐蝕性，但耐腐蝕介質(zhì)的范圍較窄。耐腐型金屬管浮子流量計和耐腐型玻璃浮子流量計與被測介質(zhì)接觸的零部件如支架、浮子、錐管、導桿、基座內腔等都用耐腐蝕性很好的材料如聚四氟乙烯F4,氟塑料F40, F46等制成，幾乎可耐所有介質(zhì)腐蝕。

(5)吹流型浮子流量計   是一種專(zhuān)門(mén)用途的儀表，常用于測量容器內液位或密度時(shí)，或以差壓法側量管道臟污流體流量時(shí).測量或控制吹流到容器或差壓引壓管的氣體(或液體)流量。流體一般都為空氣或水。流量一般較低，空氣為20 -- 300OL/h，水為0.3--100L/h，精確度要求也不高。

按被測流體通過(guò)流量計的量可分為全流型和分流型兩類(lèi)。

(1)全流型浮子流量計   是被測流體全部流過(guò)流量計的儀表，一般的浮子流量計都是全流型的。

(2)分流型浮子流最計  相對于全流型，只有部分被測流體流過(guò)浮子流量計。一般分流型儀表由裝在主管道上的標準孔板(或均速管)和小口徑玻璃浮子流量計組合而成，應用子管徑較大，又只需就地指示的場(chǎng)所，價(jià)格低廉，如圖5-6所示。

分流型浮子流量計在結構上分為分離型和一體型兩種。分離型在主管道上裝孔板.用分流管連接到分裝的浮子流量計。主管道通常用子50 -300mm的管徑，孔板的直徑比β在0.3-0.7之間，差壓△p在0.6--lOkPa之間，浮子流量計的口徑通常為10一25mm。一體型將孔板和浮子流量計一起組裝在帶有法蘭的短管上，直接裝到待測管道，分別有適用于水平和垂直管道的兩種結構，安裝方便。

還有一種用于清潔流體的稱(chēng)為“雙函道自動(dòng)切換玻璃浮子流量計”一體型分流儀表，在雙浮子的錐形管外，同心地套上透明管組成外函道。在小流量時(shí)，外函道為儀表內閥關(guān)閉，從內函道輕重兩浮子分段讀取流量示值;大流量時(shí)活門(mén)被打開(kāi)，部分流體被外函道分流，仍讀取兩浮子已擴大數倍的流量值，范圍度可擴大到750:1。

按有無(wú)微處理器可分為傳統型和智能型浮子流量計。

傳統型浮子流量計如前所述，有各種不同類(lèi)型流量計。

智能型浮子流量計采用微處理器控制全數字顯示，具有顯示瞬時(shí)流量、累積流量，標準電信號輸出，報警觸點(diǎn)輸出等功能。其結構原理如圖5-7所示。

當浮子在某一位置平衡時(shí)，焊在浮子殼體內的磁體放射出磁力線(xiàn)，雙霍爾磁場(chǎng)傳感器測量磁場(chǎng)的垂直分量和水平分量，磁場(chǎng)的夾角決定了浮子在錐管中的位置，這種固態(tài)測量系統消除了伴隨常規磁指示而存在的機械遲滯難題。測量結果與磁場(chǎng)標定檢查表和流量數據比較，儲存在微處理器的存儲器中。瞬時(shí)流量用內插法精確導出.微處理器將瞬時(shí)流量轉換成正確的工程單位在液晶板上顯示。必要時(shí)，微處理器還可調整顯示指示和4---2OmA輸出，設定報警狀態(tài)等。

流量汁前面板的按鈕鍵盤(pán).可用來(lái)設定報警點(diǎn)，調整累加器零點(diǎn)，選擇瞬時(shí)還是累積顯示，設置顯示單位，進(jìn)行零點(diǎn)、滿(mǎn)度和時(shí)間常數的調整，甚至可重新刻度流量計以適應過(guò)程工況條件的變化。

這種智能浮子流量計口徑為15 -150mm，范圍度一般可達10:1,測量精度一般可達±1%FS。

按與管道的連接方式，玻璃浮子流量計常見(jiàn)的有三種連接方式。

(1)軟管連接方式   常用于口徑10mm以下的儀表和工作壓力較低的場(chǎng)所。

(2)螺紋連接方式   一般用于口徑40mm以下的儀表，使用范圍不太廣。

(3)法蘭連接方式   常用于口徑15--100mm范圍的儀表，應用最為普遍。

金屬管浮子流量計一般都用法蘭連接方式。