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浮子流量计的结构分类

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浮子流量计的结构分类
点击次数: 发布时间:2016-06-01
浮子流量计的基本结构由锥形管和浮子组成。除这两个主要部件外,还有基座、衬套及密封填料等组成部分;对于金属管浮子流量计还有传感部分和转换显示部分。图5-3所示为浮子流量计的典型结构。根据流量计的类型和用途不同,浮子流量计的结构还存在很大差异。尤其是随着微处理机应用的深人发展,使得传统的浮子流量计在结构上起了很大的变化,国外已出现了全数字显示的智能浮子流量汁。
浮子流量计典型结构图
根据用户的不同用途和使用场合,浮子流量计可以分成很多种类型。

1.按锥管材料分类

按锥形管材料可以分成透明锥管浮子流量计和金属管浮子流量计。
(1)透明锥管浮子流量计   透明锥管材料用得最多的是玻璃,称玻璃浮子流量计。由于玻璃强度低,如果无导向杆结构,则玻璃锥管容易被击破,所以为适应各种需要,锥管还有用透明的工程塑料如聚苯乙烯、聚碳酸醋、有机玻璃等材料制成。这些材料不但具有不宜被击碎的优点,还有其他一些优点,如聚苯乙烯有一定程度的耐氟气、氢氟酸的腐浊等,这些都是玻璃所不具备的。对有特殊要求的,还可有用石英锥管。
锥管的内表面除了光滑的圆锥面外,还可以做成带导向棱筋或使用三角形截面,如图5-4所示,这样做的好处是不仅起到了导向杆的作用,而且使浮子的读数位置(即最大直径处〕和锥管避面的距离很近,对透明度不高的液体介质也可能观察到浮子的位置。
浮子流量计带三棱筋锥管和三平面锥管示意图
(2)金属锥管浮子流量计   金属锥管浮子流量计的锥管用金属制成,与玻璃浮子流量计相比,可用于较高的介质温度和压力。金属锥管可以和流量计壳体做成一体结构,也可以做成锥管套入壳体的分离结构,调用不同锥度的锥管就可以改变流量计的规格,比较灵活方便。

2.按输出信号分类

按流里计输出信号可以分成就地指示型和远传型两类,远传型又可分成电远传和气远传两种。
(1)就地指示型浮子流量计   就地指示型浮子流量计主要用在只需现场观察流量值,不需记录、累积和控制的场合。玻璃浮子流量计均属就地指示型仪表,但也有一些仪表以就地指示为主,装上电接点开关,作流量上下限报警信号输出。
部分金属管浮子流量计也做成就地指示型仪表,它将浮子的位移通过磁藕合传出,经四连杆机构带动指针指示流最值。压力高达25 - 30MPa的吹流型金属管浮子流量计也是一种就地指示型仪表,它直接从壳体外跟随浮子移动的磁环位置读取流量值。
(2)远传型浮子流量计   远传型浮子流量计一般都是金属管浮子流量计。仪表的转换部分将浮子的位移量转换成电流或电压等模拟量输出。图5-5所示是在就地指示的基础上,再通过四连杆机构带动差动变压器,将浮子的位移信号转换成差动变压器铁芯的位移,或与差动仪配套进行流量显示,或将此差动信号转换成0 -10mA或4--4OmA电流输出,与电动单元组合仪表配套,实现流量的指示和控制。也可将这些信号送给计算机,经处理以显示瞬时流量和累积流量。
电远传金属浮子流量计
当被测流体自下而上流过锥管时,浮子升起的高度通过磁钢1, 2耦合而传给四连杆机构,经四连杆机构9, 10, 11的调整,使指针12及连杆3具有与流量呈线性的位移,再通过第二套四连杆机构3, 4, 5带动铁芯6相对差动变压器7产生位移,所产生的差动电势经过转换器8转换成标准电流信号输出。
电远传浮子流量计又分普通型和防爆型两种。
气远传浮子流量计与电远传浮子流量计的结构相似,只是远传信号不用电信号而用20--100kPa的气压信号。由于输出为标准气压信号,所以适用于易爆的工艺流程,并可与QDZ气动单元组合仪表配套使用进行流量侧量和控制。

3.按被测流体分类

按被测流体可分为液体、气体和蒸汽用浮子流量计。液体和气体用浮子流量计,在结构上都是通用的。由于国内专业标准规定流量上限有系列值,所以同一浮子流量计如果测量液体时满足流量系列值,那么测量气体时往往不能满足系列值要求。所以国内产品一般为液体和气体分别设计锥管和浮子。
测量蒸汽只能用专门设计的金属管浮子流量计,往往在浮子的延伸杆上直接装上阻尼组件以减少浮子的跳动。

4.按流量计用途分类

按流量计用途可以分成普通型,防爆型,夹套保温型,耐腐型和吹流型等几种。
(1)普通型浮子流量计   应用最为广泛,约占浮子流量计的90%以上、主要用途是:口径6-l0mm以下的玻璃浮子流量计常用于环保、分析仪器上作大气、水等取样量的测量,电缆中保护用的惰性气体泄漏量的监测等;口径在15mm以上的玻璃浮子流量计广泛应用于电力、石化、冶金轻工及医药等工业企业和公用事业只需就地指示的场所;金属管浮子流量计用于工业企业中的流程控制系统以及温度、压力较高,玻璃浮子流量计不能使用的只需就地指示的场所。
(2)防爆型电远传浮子流量计   用于有爆炸性气体或粉尘时的场所。这种仪表有隔爆型结构和本质安全型结构两种类型。
(3)夹套保温型浮子流量计   用于需要保温的场合。当管路中温度高于室温的流体因流过仪表,温度下降产生凝固或结晶而引起浮子动作不良,或因温度变化而使流体粘度有显著变化影响测量时.都对流量计有保温的要求,应选用夹套保温型浮子流量计。
(4)耐腐型浮子流量计   用于腐蚀性介质的流量测量。普通型金属管浮子流量计由耐酸钢制成,玻璃浮子流量计与介质接触的零部件大部分由耐酸钢成工程塑料制成,它们及玻璃锥管等都有一定的耐腐蚀性,但耐腐蚀介质的范围较窄。耐腐型金属管浮子流量计和耐腐型玻璃浮子流量计与被测介质接触的零部件如支架、浮子、锥管、导杆、基座内腔等都用耐腐蚀性很好的材料如聚四氟乙烯F4,氟塑料F40, F46等制成,几乎可耐所有介质腐蚀。
(5)吹流型浮子流量计   是一种专门用途的仪表,常用于测量容器内液位或密度时,或以差压法侧量管道脏污流体流量时.测量或控制吹流到容器或差压引压管的气体(或液体)流量。流体一般都为空气或水。流量一般较低,空气为20 -- 300OL/h,水为0.3--100L/h,精确度要求也不高。

5.按被测流体通过流量计的量分类

按被测流体通过流量计的量可分为全流型和分流型两类。
(1)全流型浮子流量计   是被测流体全部流过流量计的仪表,一般的浮子流量计都是全流型的。
(2)分流型浮子流最计  相对于全流型,只有部分被测流体流过浮子流量计。一般分流型仪表由装在主管道上的标准孔板(或均速管)和小口径玻璃浮子流量计组合而成,应用子管径较大,又只需就地指示的场所,价格低廉,如图5-6所示。
分流型浮子流量计结构示意图
分流型浮子流量计在结构上分为分离型和一体型两种。分离型在主管道上装孔板.用分流管连接到分装的浮子流量计。主管道通常用子50 -300mm的管径,孔板的直径比β在0.3-0.7之间,差压△p在0.6--lOkPa之间,浮子流量计的口径通常为10一25mm。一体型将孔板和浮子流量计一起组装在带有法兰的短管上,直接装到待测管道,分别有适用于水平和垂直管道的两种结构,安装方便。
还有一种用于清洁流体的称为“双函道自动切换玻璃浮子流量计“一体型分流仪表,在双浮子的锥形管外,同心地套上透明管组成外函道。在小流量时,外函道为仪表内阀关闭,从内函道轻重两浮子分段读取流量示值;大流量时活门被打开,部分流体被外函道分流,仍读取两浮子已扩大数倍的流量值,范围度可扩大到750:1。

6.按有无微处理器分类

按有无微处理器可分为传统型和智能型浮子流量计。
传统型浮子流量计如前所述,有各种不同类型流量计。
智能型浮子流量计采用微处理器控制全数字显示,具有显示瞬时流量、累积流量,标准电信号输出,报警触点输出等功能。其结构原理如图5-7所示。
智能型浮子流量计结构图
当浮子在某一位置平衡时,焊在浮子壳体内的磁体放射出磁力线,双霍尔磁场传感器测量磁场的垂直分量和水平分量,磁场的夹角决定了浮子在锥管中的位置,这种固态测量系统消除了伴随常规磁指示而存在的机械迟滞难题。测量结果与磁场标定检查表和流量数据比较,储存在微处理器的存储器中。瞬时流量用内插法精确导出.微处理器将瞬时流量转换成正确的工程单位在液晶板上显示。必要时,微处理器还可调整显示指示和4---2OmA输出,设定报警状态等。
流量汁前面板的按钮键盘.可用来设定报警点,调整累加器零点,选择瞬时还是累积显示,设置显示单位,进行零点、满度和时间常数的调整,甚至可重新刻度流量计以适应过程工况条件的变化。
这种智能浮子流量计口径为15 -150mm,范围度一般可达10:1,测量精度一般可达±1%FS。

7.按与管道连接方式分类

按与管道的连接方式,玻璃浮子流量计常见的有三种连接方式。
(1)软管连接方式   常用于口径10mm以下的仪表和工作压力较低的场所。
(2)螺纹连接方式   一般用于口径40mm以下的仪表,使用范围不太广。
(3)法兰连接方式   常用于口径15--100mm范围的仪表,应用最为普遍。
金属管浮子流量计一般都用法兰连接方式。

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