浮子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)分類

浮子流量計(jì)的基本結(jié)構(gòu)由錐形管和浮子組成。除這兩個(gè)主要部件外，還有基座、襯套及密封填料等組成部分;對于金屬管浮子流量計(jì)還有傳感部分和轉(zhuǎn)換顯示部分。圖5-3所示為浮子流量計(jì)的典型結(jié)構(gòu)。根據(jù)流量計(jì)的類型和用途不同，浮子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)還存在很大差異。尤其是隨著微處理機(jī)應(yīng)用的深人發(fā)展，使得傳統(tǒng)的浮子流量計(jì)在結(jié)構(gòu)上起了很大的變化，國外已出現(xiàn)了全數(shù)字顯示的智能浮子流量汁。

根據(jù)用戶的不同用途和使用場合，浮子流量計(jì)可以分成很多種類型。

按錐形管材料可以分成透明錐管浮子流量計(jì)和金屬管浮子流量計(jì)。

(1)透明錐管浮子流量計(jì)   透明錐管材料用得*多的是玻璃，稱玻璃浮子流量計(jì)。由于玻璃強(qiáng)度低，如果無導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)，則玻璃錐管容易被擊破，所以為適應(yīng)各種需要，錐管還有用透明的工程塑料如聚苯乙烯、聚碳酸醋、有機(jī)玻璃等材料制成。這些材料不但具有不宜被擊碎的優(yōu)點(diǎn)，還有其他一些優(yōu)點(diǎn)，如聚苯乙烯有一定程度的耐氟氣、氫氟酸的腐濁等，這些都是玻璃所不具備的。對有特殊要求的，還可有用石英錐管。

錐管的內(nèi)表面除了光滑的圓錐面外，還可以做成帶導(dǎo)向棱筋或使用三角形截面，如圖5-4所示，這樣做的好處是不僅起到了導(dǎo)向桿的作用，而且使浮子的讀數(shù)位置(即*大直徑處〕和錐管避面的距離很近，對透明度不高的液體介質(zhì)也可能觀察到浮子的位置。

(2)金屬錐管浮子流量計(jì)   金屬錐管浮子流量計(jì)的錐管用金屬制成，與玻璃浮子流量計(jì)相比，可用于較高的介質(zhì)溫度和壓力。金屬錐管可以和流量計(jì)殼體做成一體結(jié)構(gòu)，也可以做成錐管套入殼體的分離結(jié)構(gòu)，調(diào)用不同錐度的錐管就可以改變流量計(jì)的規(guī)格，比較靈活方便。

按流里計(jì)輸出信號可以分成就地指示型和遠(yuǎn)傳型兩類，遠(yuǎn)傳型又可分成電遠(yuǎn)傳和氣遠(yuǎn)傳兩種。

(1)就地指示型浮子流量計(jì)   就地指示型浮子流量計(jì)主要用在只需現(xiàn)場觀察流量值，不需記錄、累積和控制的場合。玻璃浮子流量計(jì)均屬就地指示型儀表，但也有一些儀表以就地指示為主，裝上電接點(diǎn)開關(guān)，作流量上下限報(bào)警信號輸出。

部分金屬管浮子流量計(jì)也做成就地指示型儀表，它將浮子的位移通過磁藕合傳出，經(jīng)四連桿機(jī)構(gòu)帶動指針指示流*值。壓力高達(dá)25 - 30MPa的吹流型金屬管浮子流量計(jì)也是一種就地指示型儀表，它直接從殼體外跟隨浮子移動的磁環(huán)位置讀取流量值。

(2)遠(yuǎn)傳型浮子流量計(jì)   遠(yuǎn)傳型浮子流量計(jì)一般都是金屬管浮子流量計(jì)。儀表的轉(zhuǎn)換部分將浮子的位移量轉(zhuǎn)換成電流或電壓等模擬量輸出。圖5-5所示是在就地指示的基礎(chǔ)上，再通過四連桿機(jī)構(gòu)帶動差動變壓器，將浮子的位移信號轉(zhuǎn)換成差動變壓器鐵芯的位移，或與差動儀配套進(jìn)行流量顯示，或?qū)⒋瞬顒有盘栟D(zhuǎn)換成0 -10mA或4--4OmA電流輸出，與電動單元組合儀表配套，實(shí)現(xiàn)流量的指示和控制。也可將這些信號送給計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理以顯示瞬時(shí)流量和累積流量。

當(dāng)被測流體自下而上流過錐管時(shí)，浮子升起的高度通過磁鋼1, 2耦合而傳給四連桿機(jī)構(gòu)，經(jīng)四連桿機(jī)構(gòu)9, 10, 11的調(diào)整，使指針12及連桿3具有與流量呈線性的位移，再通過*二套四連桿機(jī)構(gòu)3, 4, 5帶動鐵芯6相對差動變壓器7產(chǎn)生位移，所產(chǎn)生的差動電勢經(jīng)過轉(zhuǎn)換器8轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出。

電遠(yuǎn)傳浮子流量計(jì)又分普通型和防爆型兩種。

氣遠(yuǎn)傳浮子流量計(jì)與電遠(yuǎn)傳浮子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)相似，只是遠(yuǎn)傳信號不用電信號而用20--100kPa的氣壓信號。由于輸出為標(biāo)準(zhǔn)氣壓信號，所以適用于易爆的工藝流程，并可與QDZ氣動單元組合儀表配套使用進(jìn)行流量側(cè)量和控制。

按被測流體可分為液體、氣體和蒸汽用浮子流量計(jì)。液體和氣體用浮子流量計(jì)，在結(jié)構(gòu)上都是通用的。由于國內(nèi)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定流量上限有系列值，所以同一浮子流量計(jì)如果測量液體時(shí)滿足流量系列值，那么測量氣體時(shí)往往不能滿足系列值要求。所以國內(nèi)產(chǎn)品一般為液體和氣體分別設(shè)計(jì)錐管和浮子。

測量蒸汽只能用專門設(shè)計(jì)的金屬管浮子流量計(jì)，往往在浮子的延伸桿上直接裝上阻尼組件以減少浮子的跳動。

按流量計(jì)用途可以分成普通型，防爆型，夾套保溫型，耐腐型和吹流型等幾種。

(1)普通型浮子流量計(jì)   應(yīng)用*為廣泛，約占浮子流量計(jì)的90%以上、主要用途是:口徑6-l0mm以下的玻璃浮子流量計(jì)常用于環(huán)保、分析儀器上作大氣、水等取樣量的測量，電纜中保護(hù)用的惰性氣體泄漏量的監(jiān)測等;口徑在15mm以上的玻璃浮子流量計(jì)廣泛應(yīng)用于電力、石化、冶金輕工及醫(yī)藥等工業(yè)企業(yè)和公用事業(yè)只需就地指示的場所;金屬管浮子流量計(jì)用于工業(yè)企業(yè)中的流程控制系統(tǒng)以及溫度、壓力較高，玻璃浮子流量計(jì)不能使用的只需就地指示的場所。

(2)防爆型電遠(yuǎn)傳浮子流量計(jì)   用于有爆炸性氣體或粉塵時(shí)的場所。這種儀表有隔爆型結(jié)構(gòu)和本質(zhì)安全型結(jié)構(gòu)兩種類型。

(3)夾套保溫型浮子流量計(jì)   用于需要保溫的場合。當(dāng)管路中溫度高于室溫的流體因流過儀表，溫度下降產(chǎn)生凝固或結(jié)晶而引起浮子動作不良，或因溫度變化而使流體粘度有顯著變化影響測量時(shí).都對流量計(jì)有保溫的要求，應(yīng)選用夾套保溫型浮子流量計(jì)。

(4)耐腐型浮子流量計(jì)   用于腐蝕性介質(zhì)的流量測量。普通型金屬管浮子流量計(jì)由耐酸鋼制成，玻璃浮子流量計(jì)與介質(zhì)接觸的零部件大部分由耐酸鋼成工程塑料制成，它們及玻璃錐管等都有一定的耐腐蝕性，但耐腐蝕介質(zhì)的范圍較窄。耐腐型金屬管浮子流量計(jì)和耐腐型玻璃浮子流量計(jì)與被測介質(zhì)接觸的零部件如支架、浮子、錐管、導(dǎo)桿、基座內(nèi)腔等都用耐腐蝕性很好的材料如聚四氟乙烯F4,氟塑料F40, F46等制成，幾乎可耐所有介質(zhì)腐蝕。

(5)吹流型浮子流量計(jì)   是一種專門用途的儀表，常用于測量容器內(nèi)液位或密度時(shí)，或以差壓法側(cè)量管道臟污流體流量時(shí).測量或控制吹流到容器或差壓引壓管的氣體(或液體)流量。流體一般都為空氣或水。流量一般較低，空氣為20 -- 300OL/h，水為0.3--100L/h，精確度要求也不高。

按被測流體通過流量計(jì)的量可分為全流型和分流型兩類。

(1)全流型浮子流量計(jì)   是被測流體全部流過流量計(jì)的儀表，一般的浮子流量計(jì)都是全流型的。

(2)分流型浮子流*計(jì)  相對于全流型，只有部分被測流體流過浮子流量計(jì)。一般分流型儀表由裝在主管道上的標(biāo)準(zhǔn)孔板(或均速管)和小口徑玻璃浮子流量計(jì)組合而成，應(yīng)用子管徑較大，又只需就地指示的場所，價(jià)格低廉，如圖5-6所示。

分流型浮子流量計(jì)在結(jié)構(gòu)上分為分離型和一體型兩種。分離型在主管道上裝孔板.用分流管連接到分裝的浮子流量計(jì)。主管道通常用子50 -300mm的管徑，孔板的直徑比β在0.3-0.7之間，差壓△p在0.6--lOkPa之間，浮子流量計(jì)的口徑通常為10一25mm。一體型將孔板和浮子流量計(jì)一起組裝在帶有法蘭的短管上，直接裝到待測管道，分別有適用于水平和垂直管道的兩種結(jié)構(gòu)，安裝方便。

還有一種用于清潔流體的稱為“雙函道自動切換玻璃浮子流量計(jì)”一體型分流儀表，在雙浮子的錐形管外，同心地套上透明管組成外函道。在小流量時(shí)，外函道為儀表內(nèi)閥關(guān)閉，從內(nèi)函道輕重兩浮子分段讀取流量示值;大流量時(shí)活門被打開，部分流體被外函道分流，仍讀取兩浮子已擴(kuò)大數(shù)倍的流量值，范圍度可擴(kuò)大到750:1。

按有無微處理器可分為傳統(tǒng)型和智能型浮子流量計(jì)。

傳統(tǒng)型浮子流量計(jì)如前所述，有各種不同類型流量計(jì)。

智能型浮子流量計(jì)采用微處理器控制全數(shù)字顯示，具有顯示瞬時(shí)流量、累積流量，標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出，報(bào)警觸點(diǎn)輸出等功能。其結(jié)構(gòu)原理如圖5-7所示。

當(dāng)浮子在某一位置平衡時(shí)，焊在浮子殼體內(nèi)的磁體放射出磁力線，雙霍爾磁場傳感器測量磁場的垂直分量和水平分量，磁場的夾角決定了浮子在錐管中的位置，這種固態(tài)測量系統(tǒng)消除了伴隨常規(guī)磁指示而存在的機(jī)械遲滯難題。測量結(jié)果與磁場標(biāo)定檢查表和流量數(shù)據(jù)比較，儲存在微處理器的存儲器中。瞬時(shí)流量用內(nèi)插法精確導(dǎo)出.微處理器將瞬時(shí)流量轉(zhuǎn)換成正確的工程單位在液晶板上顯示。必要時(shí)，微處理器還可調(diào)整顯示指示和4---2OmA輸出，設(shè)定報(bào)警狀態(tài)等。

流量汁前面板的按鈕鍵盤.可用來設(shè)定報(bào)警點(diǎn)，調(diào)整累加器零點(diǎn)，選擇瞬時(shí)還是累積顯示，設(shè)置顯示單位，進(jìn)行零點(diǎn)、滿度和時(shí)間常數(shù)的調(diào)整，甚至可重新刻度流量計(jì)以適應(yīng)過程工況條件的變化。

這種智能浮子流量計(jì)口徑為15 -150mm，范圍度一般可達(dá)10:1,測量精度一般可達(dá)±1%FS。

按與管道的連接方式，玻璃浮子流量計(jì)常見的有三種連接方式。

(1)軟管連接方式   常用于口徑10mm以下的儀表和工作壓力較低的場所。

(2)螺紋連接方式   一般用于口徑40mm以下的儀表，使用范圍不太廣。

(3)法蘭連接方式   常用于口徑15--100mm范圍的儀表，應(yīng)用*為普遍。

金屬管浮子流量計(jì)一般都用法蘭連接方式。