轉(zhuǎn)子流量計原理介紹

簡介轉(zhuǎn)子流量計又稱浮子流量計，通過量測設(shè)在直流管道內(nèi)的轉(zhuǎn)動部件的（位置）來推算流量的裝置。它可以測量液體、氣體、蒸汽的流量，宜測中小管徑4-250mm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，對儀表前后直管段的長度要求不高，其測量精度±2%左右，受被測的液體的密度、粘度、純凈度以及溫度、壓力的影響，也受安裝垂直度的影響。工作原理：轉(zhuǎn)子流量計由兩個部件組成，轉(zhuǎn)子流量計一件是從下向上逐漸擴(kuò)大的錐形管轉(zhuǎn)子流量計另一件是置于錐形管中且可以沿管的中心線上下自由移動的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子流量計當(dāng)測量流體的流量時，被測流體從錐形管下端流入，流體的流動沖擊著轉(zhuǎn)子，并對它產(chǎn)生一個作用力（這個力的大小隨流量大小而變化）；當(dāng)流量足夠大時，所產(chǎn)生的作用力將轉(zhuǎn)子托起，并使之升高。同時，被測流體流經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面，這時作用在轉(zhuǎn)子上的力有三個:流體對轉(zhuǎn)子的動壓力、轉(zhuǎn)子在流體中的浮力和轉(zhuǎn)子自身的重力。流量計垂直安裝時，轉(zhuǎn)子重心與錐管管軸會相重合，作用在轉(zhuǎn)子上的三個力都沿平行于管軸的方向。當(dāng)這三個力達(dá)到平衡時，轉(zhuǎn)子就平穩(wěn)地浮在錐管內(nèi)某一位置上。對于給定的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子大小和形狀己經(jīng)確定，因此它在流體中的浮力和自身重力都是已知是常量，唯有流體對浮子的動壓力是隨來流流速的大小而變化的。因此當(dāng)來流流速變大或變小時，轉(zhuǎn)子將作向上或向下的移動，相應(yīng)位置的流動截面積也發(fā)生變化，直到流速變成平衡時對應(yīng)的速度，轉(zhuǎn)子就在新的位置上穩(wěn)定。對于一臺給定的轉(zhuǎn)子流量計，轉(zhuǎn)子在錐管中的位置與流體流經(jīng)錐管的流量的大小成一一對應(yīng)關(guān)系。為了使轉(zhuǎn)子在在錐形管的中心線上下移動時不碰到管壁，通常采用兩種方法一種是在轉(zhuǎn)子中心裝有一根導(dǎo)向芯棒，以保持轉(zhuǎn)子在錐形管的中心線作上下運(yùn)動另一種是在轉(zhuǎn)子圓盤邊緣開有一道道斜槽，當(dāng)流體自下而上流過轉(zhuǎn)子時，一面繞過轉(zhuǎn)子，同時又穿過斜槽產(chǎn)生一反推力，使轉(zhuǎn)子繞中心線不停地旋轉(zhuǎn)，就可保持轉(zhuǎn)子在工作時不致碰到管壁。轉(zhuǎn)子流量計的轉(zhuǎn)子材料可用不銹鋼、鋁、青銅等制成。成。轉(zhuǎn)子穩(wěn)定時公式：V(p-P)g=AP-Atf1)其中：P為轉(zhuǎn)子的密度；P為流體的密度；V為轉(zhuǎn)子的體積；AP為轉(zhuǎn)子前tf后的壓差（AP是一常數(shù)）；A為轉(zhuǎn)子的最大截面積。圖1圖1轉(zhuǎn)子流量計測量原理其具體工作過程為：流量增加一浮子節(jié)流作用產(chǎn)生的壓差力也增加一浮子上升f浮子與錐形管壁間的環(huán)形流通面積增大f流過此環(huán)隙的流速降低f壓差力隨之下降，直到其恢復(fù)為原來的壓差數(shù)值為止一轉(zhuǎn)子就平衡在比原來高的位置上了。因此，浮子的停浮高度與流量大小成對應(yīng)關(guān)系。已知穩(wěn)定時公式（1-1），再由流量方程式q二asA'，2Ap （1-2）v叫pq=q=asAl2V(P-Pf)g1v 0\-t -t PA其中：A—環(huán)隙面積，對應(yīng)于轉(zhuǎn)子高度h；a—流量系數(shù)；近似有：A二ch；00系數(shù)c與轉(zhuǎn)子和錐管的幾何形狀及尺寸有關(guān)。流量方程式可寫成：2V(p—p)g 2V(p—p)gq=aech. tf=6h tf (1—4)v pA pA令6=aec(儀表常數(shù))。由公式(1-4)可知，浮子的停浮高度h與流量q成對v應(yīng)關(guān)系。分類：玻璃管轉(zhuǎn)子流量計：主要由玻璃錐形管、轉(zhuǎn)子和支撐結(jié)構(gòu)組成。流量示值刻在錐形管上。玻璃管浮子流量計結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易支撐防腐蝕性儀表，其強(qiáng)度低。金屬管轉(zhuǎn)子流量計：金屬管轉(zhuǎn)子流量計的錐形管采用金屬材料制成，金屬管轉(zhuǎn)子流量計有就地指示型和電氣信號遠(yuǎn)傳型兩種。金屬管浮子流量計可輸出標(biāo)準(zhǔn)信號，耐高壓，能實現(xiàn)流量的指示積算、記錄、控制和報警。安裝注意為了能讓轉(zhuǎn)子流量計正常工作且能達(dá)到一定的測量精度，在安裝流量計時要注意以下幾點：1、 轉(zhuǎn)子流量計必須垂直安裝在無振動的管道上。流體自下而上流過流量計,且垂直度優(yōu)于2°,水平安裝時水平夾角優(yōu)于2°；(現(xiàn)在有可水平安裝的轉(zhuǎn)子流量計)2、 為了方便檢修和更換流量計、清洗測量管道，安裝在工藝管線上的金屬管浮子流量計應(yīng)加裝旁路管道和旁路閥；3、 轉(zhuǎn)子流量計入口處應(yīng)有5倍管徑以上長度的直管段，出口應(yīng)有250mm直管段；4、 如果介質(zhì)中含有鐵磁性物質(zhì)，應(yīng)安裝磁過濾器；如果介質(zhì)中含有固體雜質(zhì)，應(yīng)考慮在閥門和直管段之間加裝過濾器；5、當(dāng)用于氣體測量時，應(yīng)保證管道壓力不小于5倍流量計的壓力損失，以使浮子穩(wěn)定工作；6、為了避免由于管道引起的流量計變形，工藝管線的法蘭必須與流量計的法蘭同軸并且相互平行，管道支撐以避免管道振動和減小流量計的軸向負(fù)荷，測量系統(tǒng)中控制閥應(yīng)安裝在流量計的下游：7、測量氣體時，如果氣體在流量計的出口直接排放大氣，則應(yīng)在儀表的出口安裝閥門，否則將會在浮子處產(chǎn)生氣壓降而引起數(shù)據(jù)失真。8、安裝PTFE襯里的儀表時，法蘭螺母不要隨意不對稱擰得過緊，以免引起PTEF襯里變形；9、帶有液晶顯示的儀表，要盡量避免陽光直射顯示器，以免降低液晶使用壽命；帶有鋰電池供電的儀表，要盡量避免陽光直射、高溫環(huán)境（±65°C）以免降低鋰電池的容量和壽命。測控系統(tǒng)中的控制閥，應(yīng)安裝在轉(zhuǎn)子流量計的下游。用于氣體測量