流量檢測與變送

1、流量檢測與變送工業(yè)生產過程中另一個重要參數(shù)就是流量。流量就是單位時間內流經某一截面的流體數(shù)量。流量可用體積流量和質量流量來表示。其單位分別用m3/h、L/h和kg/h等。流量計是指測量流體流量的儀表，它能指示和記錄某瞬時流體的流量值；計量表（總量表）是指測量流體總量的儀表，它能累計某段時間間隔內流體的總量，即各瞬時流量的累加和，如水表、煤氣表等等。工業(yè)上常用的流量儀表可分為兩大類。1、速度式流量計 以測量流體在管道中的流速作為測量依據(jù)來計算流量的儀表。如差壓式流量計、變面積流量計、電磁流量計、漩渦流量計、沖量式流量計、激光流量計、堰式流量計和葉輪水表等。2、容積式流量計 它以單位時間內所排出的

2、流體固定容積的數(shù)目作為測量依據(jù)，如橢圓齒輪流量計、腰輪流量計、刮板式流量計和活塞式流量計等等。科里奧利質量流量計科里奧利質量流量計（以下簡稱CMF）是利用流體在直線運動的同時處于一旋轉系中，產生與質量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質量流量儀表。 基于科里奧利原理的流量儀表的開發(fā)始于20世紀50年代初，但直到70年代中期，由美國高準(MicroMotion)公司首先推向市場。到80年代中后期各國儀表廠相繼開發(fā)，迄1995年世界已有40家以上儀表制造廠推出各種結構的CMF。我國CMF的應用起步較晚，從80年代中期引進成套裝置附帶進口少量儀表開始， 1997年我國已有4家制造廠自行開發(fā)C

3、MF供應社會，如太行儀表廠已有完整的IZL系列；還有幾家制造廠組建合資企業(yè)或引進國外技術生產系列儀表。原理和結構 直接或間接測量在旋轉管道中流動流體產生的科里奧利力就可以測得質量流量，這就是CMF的基本原理?？剖狭Φ臏y量系統(tǒng)由傳感器，變送器及數(shù)字式指示累積器3部分組成。傳感器根據(jù)科里奧利效應制成的，由傳感管，電磁驅動器和電磁檢測器組成。電磁驅動器使傳感管以其固有頻率振動，而流量的導入使U形傳感管在科氏力的作用下產生一種扭曲，在它的左右兩側產生一個相位差，根據(jù)科里奧利效應，該相位差與質量流量成正比。電磁檢測器把該相位差轉變?yōu)橄鄳碾娖叫盘査腿俗兯推鳎洖V波，積分，放大等電量處理后，轉換成與質量流

4、量成正比的4-20mA模擬信號和一定范圍的頻率信號兩種形式輸出。優(yōu)點 CMF直接測量質量流量，有很高的測量精確度，可達0.1%-0.2%，并和DCS計算機連用?？蓽y量流體范圍廣泛，包括高粘度的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密 度的中高壓氣體。測量管的振動幅小，可視作非活動件，測量管路內無阻礙件和活動件，可靠性高，維修容易。對迎流流速分布不敏感，因而無上下游直管段要求。測量值對流體粘度不敏感，流體密度變化對測量值的影響微小?？勺龆鄥?shù)測量，如同期測量密度，并由此派生出測量溶液中溶質所含的濃度。（四）、 缺點 CMF零點不穩(wěn)定形成零點漂移，影響其精確度的進一步提高，使得許多

5、型號儀表只得采用將總誤差分為基本誤差和零點不穩(wěn)定度量兩部分。CMF不能用于測量低密度介質和低壓氣體；液體中含氣量超過某一限制（按型號而異）會顯著著影響測量值。CMF對外界振動干擾較為敏感，為防止管道振動影響，大部分型號CMF的流量傳感器安裝固定要求較高。不能用于較大管徑，目前尚局限于150（200）mm以下。測量管內壁磨損腐蝕或沉積結垢會影響測量精確度，尤其對薄壁管測量管的CMF更為顯著。壓力損失較大，與容積式儀表相當，有些型號CMF甚至比容積式儀表大100%。大部分型號CMF重量和體積較大。價格昂貴。國外價格5000 10000美元一套，約為同口徑電磁流量計的2 5倍；國內價格約為電磁流量計

6、的2 8倍。分類CMF 按測量管形狀可分為彎曲形和直形。 按測量管段數(shù)可分為單管型和雙管型。 按雙管型測量管段的連接方式可分為并聯(lián)和串聯(lián)型。 按測量管流體流動方向和工藝管道流動方向間布置方式可分為并行方式和垂直方式。安裝使用注意事項（結合P746）1、 流量傳感器安裝一般要求由于測量管形狀及結構設計的差異，同一口徑相近流量范圍不同型號傳感器的重量和尺寸差別很大，列如例如80mm口徑者僅45kg，重者達150200kg。安裝要求亦千差萬別，因此必須按照制造廠規(guī)定的安裝方法和趨避禁止事項，列如例如有些型號流量傳感器直接連接到管道上即可，有些型號卻要求設置支撐架或基礎。為隔離管道振動影響儀表，有時后

7、候傳感器與管道之間要介以柔性管連接，而柔性管與傳感器之間又要一段有支撐件分別固定的剛性直管。選購之前應向擬購CMF的廠商索取安裝使用說明書參照比較和選擇。安裝設計時盡可能使其有長的使用壽命，為除去過早磨損和產生測量誤差的固形物和夾雜氣體，按流體和管道條件在傳感器上游裝過濾器或氣體分離等保護裝置。，若希望能在現(xiàn)場在線校準儀表，應考慮引流連接口和閥，以及相應的空間。2、 流量傳感器安裝姿勢和位置流量傳感器測量管內殘留固形物、結垢、潴留氣體等均將影響測量精度。一般說裝于自下面下而上流動的垂直管道較為理想；但對于非直形測量管CMF裝在垂直管道還是水平管上。取決于管道振動狀況和應用條件。安裝位置必須使測

8、量管內充滿液體，列如例如水平管道上流體流過CMF后直接放如入容器而無背壓，測量管往往不能充滿，會使輸出信號激烈波動。3、 截止閥和控制閥的安裝為使調零時沒有流動，CMF上下游設置截止閥，并保證無泄漏?？刂崎y應裝在CMF下游，CMF保持盡可能高的靜壓，以防止發(fā)生氣蝕和閃蒸（fIashing）。4、 脈動和振動為勿使流程中發(fā)生的和外部的機械振動影響CMF，向制造廠詢問所提供CMF的共振頻率范圍，以判斷現(xiàn)場脈動或振動頻率是否接近CMF的共振頻率。亦可向制造廠提供現(xiàn)場振動狀況咨詢是否需要采取下列措施，如:1）設置脈動衰減器，2）設置振動衰減器或柔性連接管，3）特殊的流量傳感器的夾裝固定設備，等等。5、

9、 防止CMF間相互影響同一型號兩臺CMF串聯(lián)安裝，或多臺CMF接近地并行（或并聯(lián)）安裝，尤其裝在同一支撐臺架時，測量管振動會使各CMF間相互影響，產生干擾而引起異常振動，嚴重時使儀表無法工作。安裝時應采取防范措施，如；向制造廠提出錯開接近儀表的共振頻率值；拉開流量傳感器距離，不設置在同一臺架上，獨立設置支撐架；流量傳感器異方向安裝；流量傳感器間設置防振材料隔離等方法。6、 管道應力和扭曲CMF 法蘭與管道法蘭連接旋緊螺栓時要均勻，勿使CMF產生應力（列如例如管道兩法蘭平面不平行所致）。若在布設管道時預接入與CMF同樣長度的短管，可防止不良布管形成的應力。在使用過程中由于工藝流程壓力和溫度變化，

10、CMF會受到管線軸向力或彎曲/扭曲力。影響測量性能，要做好必要的固定支架。7、 強磨蝕性漿液的使用前文提到測量強磨蝕性漿液最好選用直管單管型并且要使測量管處于垂直位置，以免管壁磨損不勻，縮短使用壽命。然而管壁厚度變薄會降低測量管鋼剛性而改變流量測量值，因此在這種場所的運行初期要定期檢測，確認使用周期。測量管內壁結構結垢或漂移沉積也會影響測量精確度，因此要定期清洗。8、 零點漂移和調零零點漂移來自流量傳感器部分，主要原因有；1）機械振動的非對稱性和衰減；2）流體的密度粘度變化，影響前者的因素有；a) 管端固定應力的影響； b)振動管鋼剛度的變化；c)雙管諧振頻率不一致性；d)管壁材料的內衰減。后

11、者影響零位的原因是結構不平蘅，因此即使在空管時將雙管的諧振頻率調整一致，到充滿液體時可能產生零漂，同樣因粘度引起的振動衰減與頻率有關，在流動時亦可能產生零漂。最后調零必須在安裝現(xiàn)場進行，流量傳感器排盡氣體，充滿待測流體后在再關閉傳感器上下游閥門，在接近工作溫度的條件下調零。安裝方面變動或溫度大幅度變化時需要重新調整。.電磁流量計電磁流量計（EMF）是利用法拉第電磁感應定律制成的一種測量導電液體體積流量的儀表。由傳感器和轉換器組成。原理：電磁流量計是電磁感應定律的具體應用，當導電的被測介質垂直于磁力線方向流動時，在與介質流動和磁力線都垂直的方向上產生一個感應電動勢Ex，Ex與被測介質的體積流量Q

12、成正比。優(yōu)點（結合P244）EMF的測量通道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞適用于測量含有固體顆?；蚶w維的液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和污水等。 EMF不產生因檢測流量所形成的壓力損失，儀表的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力，節(jié)能效果顯著，對于要求低阻力損失的大管徑供水管道最為適合。 EMF所測得的體積流量，實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率（只要在某閾值以上）變化明顯的影響。 與其他大部分流量儀表相比，前置直管段要求較低。 EMF測量范圍度大，通常為20：150：1，可選流量范圍寬。滿度值液體流速可在0.510m/s內選定。有些型號儀表可在現(xiàn)場根據(jù)需要擴大和縮小流

13、量（例如設有4位數(shù)電位器設定儀表常數(shù)）不必取下作離線實流標定。EMF的口徑范圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m?？蓽y正反雙向流量，也可測脈動流量，只要脈動頻率低于激磁頻率很多。儀表輸出本質上是線性的。 易于選擇與流體接觸件的材料品種，可應用于腐蝕性流體。缺點EMF不能測量電導率很低的液體，如石油制品和有機溶劑等。不能測量氣體、蒸汽和含有較多較大氣泡的液體。 通用型EMF由于襯里材料和電氣絕緣材料限制，不能用于較高溫度的液體；有些型號儀表用于測低于室溫的液體，因測量管外凝露（或霜）而破壞絕緣。安裝使用注意事項(結合P747)1、 使用時應注意的一般事項 液體應具有測量所需的電導率，并要求電導

14、率分布大體上均勻。因此流量傳感器安裝要避開容易產生電導率不均勻場所，例如其上游附近加入藥液，加液點最好設于傳感器下游。使用時傳感器測量管必須充滿液體（非滿管型例外）。有混合時，其分布應大體均勻。 液體應與地同電位，必須接地。如工藝管道用塑料等絕緣材料時，輸送液體產生摩檫靜電等原因，造成液體與地間有電位差。2、 流量傳感器安裝（1） 安裝場所通常電磁流量傳感器外殼防護等極為IP65（GB 4208規(guī)定的防塵防噴水級），對安裝場所有以下要求。 1） 測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所；測量雙組分液體時，避免裝在混合尚未均勻的下游；測量化學反應管道時，要裝在反應充分完成段的下游； 2） 盡可

15、能避免測量管內變成負壓； 3） 選擇震動小的場所，特別對一體型儀表； 4） 避免附近有大電機、大變壓器等，以免引起電磁場干擾； 5） 易于實現(xiàn)傳感器單獨接地的場所； 6） 盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體； 7） 環(huán)境溫度在25/1050/600范圍內，一體形結構溫度還受制于電子元器件，范圍要窄些； 8） 環(huán)境相對濕度在10%90%范圍內； 9） 盡可能避免受陽光直照； 10） 避免雨水浸淋，不會被水浸沒。如果防護等級是IP67（防塵防浸水級）或IP68 （防塵防潛水級），則無需上述8）、10）兩項要求。（2） 直管段長度要求 為獲得正常測量精確度，電磁流量傳感器上游也要有一定長度直管段，

16、但其長度與大部分其它流量儀表相比要求較低。90彎頭、T形管、同心異徑管、全開閘閥后通常認為只要離電極中心線（不是傳感器進口端連接面）5倍直徑（5D）長度的直管段，不同開度的閥則需10D；下游直管段為（23）D或無要求；但要防止蝶閥閥片伸入到傳感器測量管內。各標準或檢定規(guī)程所提出上下游直管段長度亦不一致，匯集如表2所示，要求比通常要求高。這是由于為保證達到當前0.5級精度儀表的要求。 擾流件名稱 標準或檢定規(guī)程號ISO 6817ISO 9104JIS B7554ZBN 12007JJG 198上游彎管、形管、全開閘閥、漸擴管10D 或制造廠規(guī)定10D5D5D10D漸縮管 可視作直管其他各種閥10

17、D下游 各類未提要求 5D未提要求2D2D如閥能開使用時，應按閥截流方向和電極軸成45角度安裝，則附加誤差可大為減少。（3） 安裝位置和流動方向 傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但測量固液兩相流體最好垂直安裝，自下而上流動。這樣能避免水平安裝時襯里下半部局部磨損嚴重，低流速時固相沉淀等缺點。 水平安裝時要使電極軸線平行于地平線，不要處于垂直于地平線，因為處于地步的電極易被沉積物覆蓋，頂部電極易被液體中偶存氣泡擦過遮住電極表面，使輸出信號波動。圖5所示管系中，c、d為適宜位置；a、b 、e為不宜位置，b處可能液體不充滿，a、e處易積聚氣體，且e處傳感器后管段短也有可能不充滿，排放口

18、最好如f形狀所示。對于固液兩相流c處亦是不宜位置。（4） 旁路管、便于清洗連接和預置入孔 為便于在工藝管道繼續(xù)流動和傳感器停止流動時檢查和調整零點，應裝旁路管。但大管徑管系因投資和位置空間限制，往往不易辦到。根據(jù)電極污染程度來校正測量值，或確定一個不影響測量值的污染程度判斷基準是困難的。除前文所述，采用非接觸電極或帶刮刀清除裝置電極的儀表，可解決一些問題外，有時還需要清除內壁附著物，則可按圖6所示，不卸下傳感器就地清除。 對于管徑大于1.51.6m的管系在EMF 附近管道上，預置入孔，以便管系停止運行時清洗傳感器測量管內壁。（5） 負壓管系的安裝 氟塑料襯里傳感器須謹慎地應用于負壓管系；正壓管

19、系應防止產生負壓，例如液體溫度高于室溫的管系，關閉傳感器上下游截止閥停止運行后，流體冷卻收縮會形成負壓，應在傳感器附近裝負壓防止閥，如圖7所示。有制造廠規(guī)定PTFE 和PFA 塑料襯里應用于負壓管系的壓力可在200C、1000C、1300C時使用的絕對壓力必須分別大于27、40、50KPa.（6） 接地 傳感器必須單獨接地（接地電阻100以下）。分離型原則上接地應在傳感器一側，轉換器接地應在同一接地點。如傳感器裝在有陰極腐蝕保護管道上，除了傳感器和接地環(huán)一起接地外，還要用較粗銅導線（16mm2）饒過傳感器跨接管道兩連接法蘭上，使陰極保護電流于傳感器之間隔離。 有時后雜散電流過大，如電解槽沿著電

20、解液的泄漏電流影響 EMF 正常測量，則可采取流量傳感器與其連接的工藝之間電氣隔離的辦法。同樣有陰極保護的管線上，陰極保護電流影響 EMF 測量時，也可以采取本方法。3、轉換器安裝和連接電纜 一體型 EMF 無單獨安裝轉換器；分離型轉換器安裝在傳感器附近或儀表室，場所選擇余地較大，環(huán)境條件比傳感器好些，其防護等級是 IP65 或 IP64 （防塵防濺級）。安裝場所的要求與7.2節(jié)之（1）中3）、4）、6）、8）、9）、10）各條相同，環(huán)境溫度受電子件限制，使用溫度范圍比7）規(guī)定所列要窄些。 轉換器和傳感器間距離受制于被測介質電導率和信號電纜型號，即電纜的分布電容、導線截面和屏蔽層數(shù)等。要用制造

21、廠隨儀表所附（或規(guī)定型號）的信號電纜。電導率較低液體和傳輸距離較長時，也有規(guī)定用三層屏蔽電纜。一般儀表“使用說明書”對不同電導率液體給出相應傳輸距離范圍。單層屏蔽電纜用于工業(yè)用水或酸堿液通?？蓚魉途嚯x100m。 為了避免干擾信號，信號電纜必須單獨穿在接地保護鋼管內，不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內。渦街流量計渦街流量汁（VSF）是在流體中安放一根（或多根）非流線型阻流體（bluff body），流體在阻流體兩側交替地分離釋放出兩串規(guī)則的旋渦，在一定的流量范圍內旋渦分離頻率正比于管道內的平均流速，通過采用各種形式的檢測元件測出旋渦頻率就可以推算出流體的流量。工作原理-在流體中設置旋渦發(fā)生體

22、（阻流體），從旋渦發(fā)生體兩側交替地產生有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖1所示。旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對稱地排列。設旋渦的發(fā)生頻率為f，被測介質來流的平均速度為U，旋渦發(fā)生體迎面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關系式f=SrU1/d=SrU/md （1）式中U1-旋渦發(fā)生體兩側平均流速，m/s；Sr-斯特勞哈爾數(shù)；m-旋渦發(fā)生體兩側弓形面積與管道橫截面面積之比 圖1 卡曼渦街 管道內體積流量qv為qv=D2U/4=D2mdf/4Sr (2)K=f/qv=D2md/4Sr-1 (3)式中 K-流量計的儀表系數(shù)，脈沖數(shù)/m3（P/m3）。K除與旋渦發(fā)生體、管道的幾何尺寸有關

23、外，還與斯特勞哈爾數(shù)有關。斯特勞哈爾數(shù)為無量綱參數(shù)，它與旋渦發(fā)生體形狀及雷諾數(shù)有關，圖2所示為圓柱狀旋渦發(fā)生體的斯特勞哈爾數(shù)與管道雷諾數(shù)的關系圖。由圖可見，在ReD=21047106范圍內，Sr可視為常數(shù)，這是儀表正常工作范圍。當測量氣體流量時，VSF的流量計算式為 結構VSF由傳感器和轉換器兩部分組成，如圖3所示。傳感器包括旋渦發(fā)生體（阻流體）、檢測元件、儀表表體等；轉換器包括前置放大器、濾波整形電路、DA轉換電路、輸出接口電路、端子、支架和防護罩等。近年來智能式流量計還把微處理器、顯示通訊及其他功能模塊亦裝在轉換器內。圖3 渦街流量計（1）、旋渦發(fā)生體旋渦發(fā)生體是檢測器的主要部件，它與儀表

24、的流量特性（儀表系數(shù)、線性度、范圍度等）和阻力特性（壓力損失）密切相關，對它的要求如下。能控制旋渦在旋渦發(fā)生體軸線方向上同步分離；在較寬的雷諾數(shù)范圍內，有穩(wěn)定的旋渦分離點，保持恒定的斯特勞哈爾數(shù)；能產生強烈的渦街，信號的信噪比高； 形狀和結構簡單，便于加工和幾何參數(shù)標準化，以及各種檢測元件的安裝和組合；材質應滿足流體性質的要求，耐腐蝕，耐磨蝕，耐溫度變化；固有頻率在渦街信號的頻帶外。已經開發(fā)出形狀繁多的旋渦發(fā)生體，它可分為單旋渦發(fā)生體和多旋渦發(fā)生體兩類，如圖4所示。單旋渦發(fā)生體的基本形有圓柱、矩形柱和三角柱，其他形狀皆為這些基本形的變形。三角柱形旋渦發(fā)生體是應用最廣泛的一種，如圖5所示。圖中D

25、為儀表口徑。為提高渦街強度和穩(wěn)定性，可采用多旋渦發(fā)生體，不過它的應用并不普遍。 （a）單旋渦發(fā)生體（b）雙、多旋渦發(fā)生體圖4 旋渦發(fā)生體圖5 三角柱旋渦發(fā)生體d/D=0.20.3;c/D=0.10.2;b/d=11.5;=15o65o（2）、 檢測元件流量計檢測旋渦信號有5種方式。1） 用設置在旋渦發(fā)生體內的檢測元件直接檢測發(fā)生體兩側差壓；2） 旋渦發(fā)生體上開設導壓孔，在導壓孔中安裝檢測元件檢測發(fā)生體兩側差壓；3） 檢測旋渦發(fā)生體周圍交變環(huán)流；4） 檢測旋渦發(fā)生體背面交變差壓；5） 檢測尾流中旋渦列。根據(jù)這5種檢測方式，采用不同的檢測技術（熱敏、超聲、應力、應變、電容、電磁、光電、光纖等）可以

26、構成不同類型的VSF，如表1所示。表1 旋渦發(fā)生體和檢測方式一覽表序號旋渦發(fā)生體截面形狀傳感器序號旋渦發(fā)生體截面形狀傳感器檢測方式檢測元件檢測方式檢測元件1方式 5)超聲波束9方式 2)反射鏡/光電元件2方式 2)方式 3)方式 5)方式 1)懸臂梁/電容，懸臂梁/壓電片熱敏元件超聲波束 應變元件 10方式 5)膜片/壓電元件11方式 3)扭力管/壓電元件3方式 1)方式 2)壓電元件壓電元件 12方式 4)扭力管/壓電元件4方式 1)方式 2)方式 2)膜片/電容熱敏元件振動體/電磁傳感器 13方式 4)振動片/光纖傳感器14方式 5)超聲波束5方式 1)膜片/靜態(tài)電容15方式 2)應變元件

27、6方式 1)磁致伸縮元件16方式 1)壓電元件7方式 1)膜片/壓電元件17方式 4)應變元件8方式 2)熱敏元件18方式 5)超聲波束（3） 轉換器檢測元件把渦街信號轉換成電信號，該信號既微弱又含有不同成分的噪聲，必須進行放大、濾波、整形等處理才能得出與流量成比例的脈沖信號。不同檢測方式應配備不同特性的前置放大器，如表2所列。表2 檢測方式與前置放大器檢測方法熱敏式超聲式應變式應力式電容式光電式電磁式前置放大器恒流放大器選頻放大器恒流放大器電荷放大器調諧-振動放大器光電放大器低頻放大器轉換器原理框圖如圖6所示。圖6 轉換器原理框圖優(yōu)點和局限性1. 優(yōu)點VSF結構簡單牢固，安裝維護方便（與節(jié)流

28、式差壓流量計相比較，無需導壓管和三閥組等，減少泄漏、堵塞和凍結等）。適用流體種類多，如液體、氣體、蒸氣和部分混相流體。精確度較高（與差壓式，浮子式流量計比較），一般為測量值的（ 1%2%）R。范圍寬度，可達10：1或20：1。壓損?。s為孔板流量計1/41/2）。輸出與流量成正比的脈沖信號，適用于總量計量，無零點漂移；在一定雷諾數(shù)范圍內，輸出頻率信號不受流體物性（密度，粘度）和組分的影響，即儀表系數(shù)僅與旋渦發(fā)生體及管道的形狀尺寸有關，只需在一種典型介質中校驗而適用于各種介質，如圖8所示。圖8 不同測量介質的斯特勞哈爾數(shù) 可根據(jù)測量對象選擇相應的檢測方式，儀表的適應性強。VSF在各種流量計中是一

29、種較有可能成為僅需干式校驗的流量計。2. 局限性VSF不適用于低雷諾數(shù)測量（ReD2104），故在高粘度、低流速、小口徑情況下應用受到限制。旋渦分離的穩(wěn)定性受流速分布畸變及旋轉流的影響，應根據(jù)上游側不同形式的阻流件配置足夠長的直管段或裝設流動調整器（整流器），一般可借鑒節(jié)流式差壓流量計的直管段長度要求安裝。力敏檢測法VSF對管道機械振動較敏感，不宜用于強振動場所。與渦輪流量計相比儀表系數(shù)較低，分辨率低，口徑愈大愈低，一般滿管式流量計用于 DN300以下。儀表在脈動流、混相流中尚欠缺理論研究和實踐經驗。分類渦街流量計可按下述原則分類。按傳感器連接方式分為法蘭型和夾裝型。按檢測方式分為熱敏式、應力

30、式、電容式、應變式、超聲式、振動體式、光電式和光纖式等。按用途分為普通型、防爆型、高溫型、耐腐型、低溫型、插入式和汽車專用型等。按傳感器與轉換器組成分為一體型和分離型。按測量原理分為體積流量計、質量流量計。轉子流量計浮子流量計是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間的流通面積來進行測量的體積流量儀表，又稱轉子流量計。在美國、日本常稱作變面積流量計（Variable Area Flowmeter）或面積流量計。原理和結構浮子流量計的流量檢測元件是由一根自下向上擴大的垂直錐形管和一個沿著錐管軸上下移動的浮子組所組成。工作原理如圖1所示，被測流體從下向上經過錐管1和浮子2形成的環(huán)隙3時

31、，浮子上下端產生差壓形成浮子上升的力，當浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時，浮子便上升，環(huán)隙面積隨之增大，環(huán)隙處流體流速立即下降，浮子上下端差壓降低，作用于浮子的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子重量時，浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過的流量有對應關系。體積流量Q的基本方程式為(1)轉子流量計按錐形管材料不同，分為玻璃管轉子流量計（就地指示型）和金屬管轉子流量計（制成流量變送器）。優(yōu)點和缺點浮子流量計使用于小管徑和低流速。常用儀表口徑40-50mm以下，最小口徑做到1.5-4mm。適用于測量低流速小流量，以液體為例，口徑10mm以下玻璃管浮子流量計滿度流量的名義管徑

32、，流速只在0.2-0.6m/s之間，甚至低于0.1m/s；金屬管浮子流量計和口徑大于15mm的玻璃管浮子流量計稍高些，流速在0.5-1.5m/s之間。 浮子流量計可用于較低雷諾數(shù)，選用粘度不敏感形狀的浮子，流通環(huán)隙處雷諾數(shù)只要大于40或500，雷諾數(shù)變化流量系數(shù)即保持常數(shù)，亦即流體粘度變化不影響流量系數(shù)。這數(shù)值遠低于標準孔板等節(jié)流差壓式儀表最低雷諾數(shù)104-105的要求。 大部分浮子流量計沒有上游直管段要求，或者說對上游直管段要求不高。 浮子流量計有較寬的流量范圍度，一般為10：1，最低為5：1，最高為25：1。流量檢測元件的輸出接近于線性。壓力損失較低。 玻璃管浮子流量計結構簡單，價格低廉。

33、只要在現(xiàn)場指示流量者使用方便，缺點是有玻璃管易碎的風險，尤其是無導向結構浮子用于氣體。 金屬管浮子流量計無錐管破裂的風險。與玻璃管浮子流量計相比，使用溫度和壓力范圍寬。大部分結構浮子流量計只能用于自下向上垂直流的管道安裝。 浮子流量計應用局限于中小管徑，普通全流型浮子流量計不能用于大管徑，玻璃管浮子流量計最大口徑100mm，金屬管浮子流量計為150mm，更大管徑只能用分流型儀表。 使用流體和出廠標定流體不同時，要作流量示值修正。液體用浮子流量計通常以水標定，氣體用空氣標定，如實際使用流體密度、粘度與之不同，流量要偏離原分度值，要作換算修正。分 類（1） 按錐形管材料分類類型 a、 透明錐形管浮

34、子流量計 透明錐形管材料用得最多的是玻璃，無導向結構儀表測量氣體時操作不慎，玻璃管易被擊碎；還有用透明工程塑料如聚苯乙烯、聚碳酸酯、有機玻璃等制成，具有不易擊碎之優(yōu)點。 b、金屬管錐形管浮子流量計 與透明錐形管浮子流量計相比，可用于較高的介質溫度和壓力，且無玻璃管浮子流量計錐管被擊碎的潛在危險。圖3所示典型結構是錐形管與殼體制成一體結構，也有錐管套入殼體的分離結構，改變流量規(guī)格只要調換不同圓錐角的錐管，使用較為靈便。（2） 按有否遠傳信號輸出分類類型 a、就地指示型浮子流量計 有些透明管浮子流量計以就地指示為主，裝有接近開關，作流量上下限報警信號輸出。有些就地指示型金屬管浮子流量計外形與遠傳信

35、號輸出相同，只是將浮子位移通過磁耦合傳出，經連桿凸輪等線性化機構處理后就地指示。 b、遠傳信號輸出型浮子流量計 遠傳信號輸出型儀表的轉換部分將浮子位移量轉換成電流或氣壓模擬量信號輸出，分別成為電遠傳浮子流量計和氣遠傳浮子流量計。(3) 按被測流體分類類型 分為液體用、氣體用和蒸汽用3種。 實際上大部分浮子流量計同一儀表可用于液體也可用于氣體，結構上是通用的。只是我國浮子流量計行業(yè)標準等（如JB/T 6844-93）規(guī)定流量上限Qmax必須符合（1，1.6，2.5，4或6）10nL/h的要求（n為正負整數(shù)或零），為液體（以水為代表）設計的儀表用于氣體（以空氣為代表）時，不符合上述要求，只能為氣體

36、另行設計浮子和錐管，就分成液體和氣體兩種系列。國外有些制造廠同一儀表并列液、氣兩種流體的流量范圍，當然流量值就不可能都是圓整值；國內有些型號儀表也采用本辦法。但是液體用和氣體用設計還是有區(qū)別的，例如氣體儀表浮子設計得較輕，防浮子振蕩跳動的阻尼件結構各異等。 測量蒸汽只能用專門設計的金屬管浮子流量計或在標準型儀表上加裝附加構件，例如增加帶散熱片的液體阻尼件，以減少浮子跳動；與指示轉換部分連接處隔以散熱片。(4) 按被測流體通過浮子流量計的量分類類型a全流型即被測流體全部流過浮子流量計的儀表b分流型相對于全流型只有部分被測流體流過浮子等流量檢測部分。分流型浮子流量計由裝載主管道上標準孔板（或均速管

37、）和較小口徑浮子流量計組合而成，應用與管徑大于50的較大流量和只要就地指示的場所，價格低廉。分流型浮子流量計結構上分為分離型和一體型兩種。 一體型儀表將孔板和浮子流量計組裝在短管段上，直接裝到待測管道，原理與結構示意圖如圖4所示，安裝方便。有適用于水平和垂直管道兩種結構，但均只能安裝在便于讀取儀表示值的場所。主管道管徑通常為50-300，孔板的孔徑比（）在0.3-0.7之間，差壓在0.6-100KPa之間，浮子流量計口徑為10-25。 分流型浮子流量計的選用流速可比全流型高，液體流速可達2.5-3，甚至高達4-5。由于分流管中置有限流小孔板，起到補償主孔板流量和差壓間平方根非線性關系，流量示值基本是線性的，有較寬的范圍度，一般為10：1。精確度為2.5-4FS。安裝使用注意事項（P745）(1) 儀表安裝方向絕大部分浮子流量計必須垂直安裝在無振動的管道上