金属管浮子流量计在现代化工业计量中的意义

在工业生产、科学实验、能源计量及社会生活等领域中，流量是与温度、压力、物位等一样，需要测量和控制的重要参数之一。流量计量，与国民经济、国防建设、科学研究都有密切的关系。而做好金属管浮子流量汁量工作，对于保证产品质量、保障生产安全、提高生产效率、改进操作工艺、促进科技进步等都具有至关重要的作用。特别是在能源危机、工业生产自动化程度越来越高的当今时代，流量计在国民经济中的地位与作用更加明显。
 
流体性质、流动状态、流动条件以及感测机理的复杂性，造成了如今流量测量仪表的多样性、专用性和价格差异的悬殊性。流量计的信息处理单元（表头）分为机械和电子两种，随着现场控制的需要和芯片半导体技术的发展，电子信息处理单元已经在很大程度上取代了机械表头，用来实现现场显示、系统控制和信号远传。流量传感器的精度、稳定性、可靠性及适应工作环境的能力、智能化水平和性价比高低等指标都极大地影响着社会各行业的发展。而现今向数字化、智能化、多功能化、网络化发展是各种流量计将来发展的必然趋势。
 
近几十年来，随着半导体芯片技术的飞速发展，人类已经进入了电子信息时代。由于电子产品在快速性、稳定性、可靠性以及小型化、高精度、无噪声等方面占据了*优势，它们已很大程度的取代了原有的机械传动装置，在生产、生活的各个方面起到了不可或缺的作用。因此，工业控制仪表和流量检测仪表已普遍采用电子信息处理单元，以方便对生产过程的控制和检测。特别是近十几年来，随着电子芯片的高度集成化，使用贴片元件代替传统插针封装的器件更是当前潮流。同时，由于电子产品简便化、小型化、便携化的要求，电池供电的产品越来越多，节能降耗的观念深入人心，因此低功耗产品正飞速发展，逐渐成为市场的主流。
 
1.2 金属管浮子流量汁的原理现今用于工业测量的流量仪表种类繁多。按照测量方法和结构的不同，可以分为差压式流量计、容积式流量计、流体振动式流量计、超声流量计、插入式流量计、明渠式流量计等共十一大类。
 
金属管浮子流量汁（又称转子流量计）是经典的变面积式流量计，是以浮子在垂直锥形管内随着流量变化而升降，改变它们之间形成的流通环隙面积作流量测量依据的体积流量仪表。因其具有结构简单，工作可靠，压损小且稳定，可测低流速介质等诸多优点，一直广泛用于气体、液体的流量测量和自动控制系统中。
 
浮子流量计结构主要由一个向上扩张的锥形管和一个置于锥管中可以上下自由移动的浮子组成，如图1-1所示。浮子流量计本体两端用法兰、螺纹或软管与测量管道连接，使流体自下而上地流过流量计，推动浮子。当流体自下而上流入锥管时，被浮子截流，这样在浮子上、下游之间产生压力差，浮子在压力差的作用下上升，这时作用在浮子上的力有三个：流体对浮子的动压力、浮子在流体中的浮力和浮子自身的重力。当流体对浮子的动压力与浮子在流体中所受的浮力之和等于浮子的重力时，浮子就平稳地浮在某一位置上。浮子悬浮的高度h 与通过流量计的流量之间成单值函数关系。所以，可以通过浮子的位置直接读出流量计的流量值，或通过远传信号将其传送给二次仪表显示和记录。
 
金属管浮子流量汁多用于测量管径中小、流速较低的流体。常用仪表口径40~50 mm以下，*小口径做到1.5~4 mm。可用于较低雷诺数，选用粘度不敏感形状的浮子，流通环隙处雷诺数只要大于40或50，则雷诺数变化时流量系数保持不变，也就是说流体粘度的变化不影响流量系数，这数值远低于标准孔板等节流差压式仪表*低雷诺数104~105的要求。大部分金属管浮子流量汁对上游直管段要求不高，且具有较宽的流量范围，一般为10：1，*低为5：1，*高为25：1。流量检测元件的输出接近于线性，压力损失较低。