金属管浮子流量计-江苏金湖华普自动化仪表有限公司

金属管浮子流量计

适用于小口径和低流速介质流量测量；工作可靠，维护量小，寿命长；对于直管段要求不高；较宽的流量比10：1；双行大液晶显示，可选现场瞬时/累计流量显示，可带背光单轴灵敏指示；非接触磁耦合传动；全金属结构，适于高温、高压和强腐蚀性介质；可用于易燃、易爆危险场合；可选二线制、电池、交流供电方式；多参数标定功能；带有数据恢复，数据备份及掉电保护功能.

金属管浮子流量计技术参数

　　测量范围:水（20℃）1-200000 l／h 空气（20℃，0．1013MPa）0．03－4000m3／h 参见流量表，特殊流量可订制

　　量程比：标准型10：1 特殊型20：1

　　精度：标准型1．5级特殊型1．0级

　　压力等级：标准型： DN15－DN50 4.0MPa DN80-DN200 1.6MPa

　　特殊型： DN15－DN50 25MPa ?DN80-DN200 16MPa

　　夹套的压力等级为1．6MPa

　　特殊型在选型和订货前应与工厂协商

　　压力损失：7kPa-70kPa

　　介质温度：标准型：－80℃-＋200℃：PTFE：0℃－85℃

　　高温型：zui高可达400℃

　　介质粘度：DN15: <5mPa.sF15.1-F15.3

　　<30mPa.sF15.4-F15.8

　　DN25: <250mPFa.s

　　DN50-DN150: <300mPa.s

　　环境温度：液晶型－30℃－+85℃

　　指针型－40℃－+120℃

　　连接形式：标准型：DIN2501标准法兰

　　特殊型：由用户的任意标准法兰或螺纹

　　电缆接口：M20＊1．5

　　供电电源：标准型24VDC二线制4－20mA（10．8VDC－36VDC）

　　交流型：85－265VAC ? ?50HZ

选择所需要的工艺参数

　　1、工艺管道的口径

　　2、被测量工艺介质的名称、性质、密度、粘度

　　3、被测量介质的工作温度

　　4、被测量介质的工作压力（压力的大小决定浮子的质量）

　　5、被测量介质的流量

6、现场工矿状况

检测原理

检测部分是由一个自下向上扩张的垂直锥形管和一个沿着锥形管轴可以上下自由移动的浮子组成。工作原理如图1所示，被测流体从下向上经过锥管和浮子形成的环隙时，浮子上、下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。浮子在锥管中高度和通过的流量有着对应关系。

　　体积流量Q的基本方程式为：

　　式中α 仪表的流量系数，因浮子形状而异；

　　ε 被测流体为气体时气体膨胀系数，通常由于此系数校正量很小而被忽略，且通过校验已将它包括在流量系数内，如为液体则ε= 1

　　△F 流通环形面积，m2 ；

　　g 当地重力加速度，m/s2；

　　Vf 浮子体积，如有延伸体亦应包括，m3；

　　ρf 浮子材料密度，kg/m3；

　　ρ 被测流体密度，如为气体是在浮子上游横截面上的密度，kg/m3；

　　Ff 浮子工作直径（zui大直径）处的横截面，m2；

　　Gf 浮子重量，kg。

　　流通环形面积与浮子高度之间的关系如式（3）所示，当结构设计已定，则d、β为常量。

　　式中有h的二次项，一般不能忽略此非线性关系，只有在圆锥角很小时，才可视为近似线性。

　　式中d 浮子zui大直径（即工作直径），m;

　　h 浮子从锥管内径等于从浮子zui大直径处上升高度，m;

　　β 锥管的圆锥角；

　　a、b 为常数

　　从（1），（2），（3）公式可知，在一定的条件下，浮子在锥管内的高度与体积流量有一定的比例对应关系。读出浮子的高度，就可以知道相对应的体积流量，再通过转换器，将浮子的高度转换成所对应的体积流量所对应的刻度，这就是的检测原理。

　　转换指示器

　　转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分：有就地显

　　示型和远传信号输出型：

　　就地显示型：由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量

　　智能远传型，由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时带动传感磁钢及指针，通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号，经A/D转换，数字滤波，微处理器处理，D/A输出，LCD液晶显示，来显示出瞬时流量及累积流量大小。（如下图所示）

　　式中α 仪表的流量系数，因浮子形状而异；

　　ε 被测流体为气体时气体膨胀系数，通常由于此系数校正量很小而被忽略，且通过校验已将它包括在流量系数内，如为液体则ε= 1

　　△F 流通环形面积，m2 ；

　　g 当地重力加速度，m/s2；

　　Vf 浮子体积，如有延伸体亦应包括，m3；

　　ρf 浮子材料密度，kg/m3；

　　ρ 被测流体密度，如为气体是在浮子上游横截面上的密度，kg/m3；

　　Ff 浮子工作直径（zui大直径）处的横截面，m2；

　　Gf 浮子重量，kg。

　　流通环形面积与浮子高度之间的关系如式（3）所示，当结构设计已定，则d、β为常量。

　　式中有h的二次项，一般不能忽略此非线性关系，只有在圆锥角很小时，才可视为近似线性。

　　式中d 浮子zui大直径（即工作直径），m;

　　h 浮子从锥管内径等于从浮子zui大直径处上升高度，m;

　　β 锥管的圆锥角；

　　a、b 为常数

　　转换指示器

　　转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分：有就地显

　　示型和远传信号输出型：

　　就地显示型：由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量

　　智能远传型，由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时带动传感磁钢及指针，通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号，经A/D转换，数字滤波，微处理器处理，D/A输出，LCD液晶显示，来显示出瞬时流量及累积流量大小。

口径、浮子号及刻度的计算

1、计算方法

　　（1）根据用户给出的数据，选择适当的公式计算相应标校介质的流量Qs:

　　其中：Qs-标校介质（水或空气）在标准状态下（20℃，0.1013Mpa）的流量

　　Q-用户介质流量 K-修正系数

　　（2）根据计算得到的 Qs值，查流量表来确定选用的浮子号及测量管的口径（流量表中的数值都是水或空气在标准状态下的流量值）

　　（3）确定测量管口径和浮子号后，建议用下式确定被测介质流量刻度的上限值Q：

　　其中：Qi查流量表中选取某一浮子号对应的水或空气流量的zui大值。

　　（4）由于计算中没有考虑粘度的修正，有可能与工厂计算的结果产生差异。

2、修正系数K的确定

　　（1）对于液体介质

　　a、如果Q是液体体积流量则用下式计算K：

　　b、如果Q是液体质量流量则用下式计算K：

　　其中：ρf:所选浮子密度（g/cm3）

　　不锈钢浮子密度为7.8

　　聚四氟乙烯浮子（PTFE）密度为3.4

　　镍基合金（Hasloy）密度为8.3

　　ρ:被测介质的密度

　　（2）对于气体体介质

　　a、如果Q是标准状态下（20℃，0.1013Mpa）气体的体积流量，则用下式计算K：

　　b、如果Q是操作状态下气体的体积流量，则用下式计算K：

　　c、如果Q是气体的质量流量，则用下式计算K：

　　在以上各式中：

　　ρ：被测介质的密度：被测气体介质在20℃,0.1013MPa状态下密度（kg/m3）

　　P：被测气体介质的压力（MPa）

　　T：被测气体介质的温度（K）

　　ρ0：空气在20℃,0.1013MPa情况下密度（1.205kg/m3）

　　P 0：标校介质的压力（0.1013MPa）

　　T 0：标校介质的温度（293.15K）

　　d、辅助密度换算公式

　　其中：ρst: 被测气体介质在标准状态下密度（Kg/m3）

　　ρt: 被测气体介质在操作状态下密度（Kg/m3）

　　Tt: 被测气体介质在操作状态下温度（K）

　　Pt:被测气体介质在操作状态下压力（MPa）

　　p0:被测气体介质在标准状态下压力（MPa）

　　T0:被测气体介质在操作状态下温度（K）

结构

1、高温型结构（G型）

　　高温结构型（G型）是用于介质温度过高或过低而需要对测量管采取保温隔热措施的介质的流量测量。高温型结构是加大了测量管与指示器之间的距离来增加散热、增加隔热材料厚度，保证指示器工作在允许的环境温度范围内。选型为"G"型。

　　G型可以测量温度达-80℃-+300℃的介质的流量。

　　2、带阻尼器装置的结构（Z型）

　　阻尼器结构型用于流量计入口流量（压力）不稳定时的介质流量测量，特别是对于气体的测量。它的结构如图所示.

　　3、夹套型结构（T型）

　　夹套型结构用于对需要伴热或冷却（如高粘度和易结晶）的介质的流量测量。在夹套中通过加热或冷却介质，使低沸点、低凝固点流体不汽化和不结晶。

　　伴热介质的导入和导出连接,标准型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法兰,其它的法兰规格连接可与生产厂标明,夹套的压力等级为1.6MPa.

　　夹套型流量计结构见FA标准型流量计法兰、外形尺寸图。

　　4、高压型结构（Y型）

　　高压型结构用于被测介质压力大于标准的压力等级的流量测量。高压型结构如下图所示。目前FFM64系列的zui高压力可以达到32MPa。另外高压型流量计可提供内置磁过滤器型，安装高度均为350mm。FA、FB和FC型zui大压力为10MPa.

高压型外形尺寸及重量

注:1、G为仪表重量（kg）

　　的安装注意事项

　　为了能让正常工作且能达到一定的测量精度，在安装流量计时要注意以下几点：

　　·必须垂直安装在无振动的管道上。流体自下而上流过流量计,且垂直度优于2°,水平安装时水平夹角优于2°；

　　·为了方便检修和更换流量计、清洗测量管道，安装在工艺管线上的应加装旁路管道和旁路阀；

　　·入口处应有5倍管径以上长度的直管段，出口应有250mm直管段；

　　·如果介质中含有铁磁性物质，应安装磁过滤器；如果介质中含有固体杂质，应考虑在阀门和直管段之间加装过滤器；

　　·当用于气体测量时，应保证管道压力不小于5倍流量计的压力损失，以使浮子稳定工作；

　　·为了避免由于管道引起的流量计变形，工艺管线的法兰必须与流量计的法兰同轴并且相互平行，管道支撑以避免管道振动和减小流量计的轴向负荷，测量系统中控制阀应安装在流量计的下游：

　　·测量气体时，如果气体在流量计的出口直接排放大气，则应在仪表的出口安装阀门，否则将会在浮子处产生气压降而引起数据失真。

　　·安装PTFE衬里的仪表时，法兰螺母不要随意不对称拧得过紧，以免引起PTEF衬里变形；

　　·带有液晶显示的仪表，要尽量避免阳光直射显示器，以免降低液晶使用寿命；带有锂电池供电的仪表，要尽量避免阳光直射、高温环境（≥65℃）以免降低锂电池的容量和寿命。

　　用于小口径和低流速介质流量测量；工作可靠，维护量小，寿命长；对于直管段要求不高；较宽的流量比10：1；双行大液晶显示，可选现场瞬时/累计流量显示，可带背光单轴灵敏指示；非接触磁耦合传动。

产品选型

代号	测量管结构
HP-50	下进上出
HP-51	下进上横出
HP-52	下横进上横出
HP-53R	右进左出
HP-53L	左进右出
	代号	接液材质
R0	0Cr18Ni2Mo2Ti
R1	1Cr18Ni9Ti
Rp	PTFE
T1	钛合金
Rl	316L
	代号	管道口径
DN15	15
DN25	25
DN50	50
DN80	80
DN100	100
DN150	150
DN200	200
	代号	附加结构
无
T	夹套型
Z	阻尼型
G	高温型
Y	高压型
	代号	指示器形式代码组合
M1	就地指示器，机械指示瞬时流量
M2	供电型，机械指示瞬时流量，液晶显示瞬时/累积流量
M3	供电型，无机械指示，液晶显示瞬时/累积流量
	代码	供电方式
无	只限M1指示器
A	220VAC，4－20mA输出
B	电池供电，无输出
C	24VDC，二线制供电，4－20mA输出
D	24VDC，三、四线制供电，4－20mA输出
	代号	防爆标志
l	本安iaCT5方型壳体
d	隔爆Diibt4园壳体
	代号	报警或脉冲输出
无	无报警或脉冲输出
K1	上限报警或一路脉冲输出
K2	下限报警或一路脉冲输出
K3	上、下限报警或双路脉冲输出

　选择测量流量时一定要准确知道被量程介质的密度，管径及压力、流量的大小，参数越精确，做出来的精度就越高。

　　^[2]确定浮子及确定口径的计算方法

　　1、流量表中空气的流量是指在20℃，0.1013Mpa，水的流量是指20℃的状态下的正常流量，其允许范围是正常流量的±10%，通过计算，在这个流量范围内都可以确定浮子及口径。

　　2、若计算结果不在此范围，可以通过计算确定。

　　3、口径、浮子的确定原则上须通过计算。

　　流量刻度的确定：

　　A、对于气体：

　　Qi=QV（空气）÷Fi可选择的流量刻度范围：0.9-1.1

　　其中：i=n 指标准状态条件

　　i=a 指实际状态条件

　　i=a 指气体质量流量

　　QV（空气）指在流量表中确定的，对应某个浮子号的空气的体积流量。

　　B、对于液体：

　　其中：i=v 指液体的体积流量

　　i=m 指液体的质量流量

　　QV（水）指在流量表中确定的，对应某个浮子号的水的体积流量

　　^【3】

故障现象	原因	对策
实际流量与指示值不*	因腐蚀，浮子流量、体积、zui大直径变化；锥形管内径尺寸变化	换耐腐蚀材料。若浮子尺寸与调换前相同，可按新重量、密度换算或重新标定；若尺寸也不同，则必须重新标定。浮子zui大直径圆柱面磨损而表面粗糙，影响测量值时，更换新转子。工程塑料制成或包衬的浮子，可能产生溶胀，zui大直径和体积变化，换用合适材料的浮子
实际流量与指示值不*	浮子、锥形管附着水垢污脏等异物层	清洗，防止损伤锥形管内表面和浮子zui大直径圆柱面，保持原有表面粗糙度
实际流量与指示值不*	液体物性变化	按变化后物性参数修正读数
实际流量与指示值不*	气体、蒸汽、压缩性流体温度压力变化	按新条件作换算修正
实际流量与指示值不*	流体脉动、气体压力急剧变化，指示值波动	加装缓冲罐，或改用有阻尼机构仪表
实际流量与指示值不*	液体中混有气泡，气体中混有液滴	排除气泡或液滴
实际流量与指示值不*	用于液体时仪表内部死角滞留气体，影响浮子部件浮力	对小流量仪表及运行在低流量时影响显著，排除气体
流量变动而浮子或指针移动呆迟	浮子和导向轴间有微粒等异物或导向轴弯曲等原因卡住	拆卸清洗，铲除异物或固着层，校直导向轴，导向轴弯曲原因大多是电磁阀快速启闭，浮子急剧升隆冲击所致，改变运作方式
流量变动而浮子或指针移动呆迟	带磁耦合浮子组件磁铁周围附着铁粉或颗粒指示部分连杆或指针卡住	拆卸清除，运行初期利用旁路管充分清洗管道。在仪表前面加装过滤器手动与磁铁耦合连接的运动连杆，有卡住部位调整之。检查旋转轴与轴承间是否有异物阻碍运动，清除或换零件
流量变动而浮子或指针移动呆迟	工程塑料浮子和锥形管世塑料管衬里溶胀，或热膨胀而卡住	换耐腐蚀材料零件。较高温度介质尽量不用塑料，改用耐腐蚀金属的零件
流量变动而浮子或指针移动呆迟	磁耦合的磁铁磁性下降	卸下仪表，用手上下移动浮子，确认指示部分指针等平稳地跟随移动；不跟随或跟随不稳定则换新零件或充磁。为防止磁性减弱，禁止两耦合件相互打击