轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)、流量計算和選型安裝論述

本文在分析轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合其技術(shù)特點和應(yīng)用需求，從流量計算、量值修正以及流量計技術(shù)選型和安裝要求等方面進行了較為系統(tǒng)的論述和研究。 希望能為廣大計量工作者更好的掌握轉(zhuǎn)子流量計應(yīng)用技術(shù)，實現(xiàn)對流量的準確測量提供幫助。

引言

轉(zhuǎn)子流量計是非常常用的節(jié)流式流量計之一，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、測量范圍寬 ( 量程比可達 10:1) 、測量精確度較高 ( 誤差 ±5％ 左右 ) 、示值直觀、維護方便、壓損小等優(yōu)點，是現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛的計量器具。

在計量技術(shù)水平日益發(fā)展、測量精度需求不斷提高的今天，計量工作者只有全面了解轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)原理、流量計算、量值影響因素與修正方法、以及流量計的選型、安裝要求，才能選出非常符合需求的計量儀表，實現(xiàn)非常佳測量效果。 作者希望本文給計量工作者帶來些許幫助。

1 轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)原理簡析

1.1 結(jié)構(gòu)分析

轉(zhuǎn)子流量計由兩部件組成， 一是從下向上逐漸擴張的錐形管，二是置于錐形管中，可沿管中心線上下移動、密度比流體稍大的轉(zhuǎn)子（圖1 轉(zhuǎn)子流量計原理圖）。錐形管由玻璃、塑料或金屬材質(zhì)制成。 玻璃或塑料材質(zhì)的錐形管上刻有流量刻度，透過錐管可看到透明流體中轉(zhuǎn)子的位置及所對應(yīng)的刻度值； 金屬材質(zhì)錐形管中轉(zhuǎn)子位置通過磁性耦合等方式傳遞管外，在面板上顯示量值。

1.2 工作原理

當(dāng)測量流體的流量時，流體從錐形管下端流入沖擊轉(zhuǎn)子，對它產(chǎn)生一個作用力，力的大小隨流量大小而變化；當(dāng)流量足夠大時，所產(chǎn)生作用力將轉(zhuǎn)子托起，使之升高；流體經(jīng)轉(zhuǎn)子與錐形管壁間的環(huán)形斷面從上端流出。 當(dāng)流體對轉(zhuǎn)子的作用力等于轉(zhuǎn)子重量時，轉(zhuǎn)子因受力平衡而停留在某一位置；這個位置與流量有相互對應(yīng)的關(guān)系，據(jù)此位置，即可求得流量值。

1.3 流量計算

流量計轉(zhuǎn)子在錐形管中受三個力：重力、動壓力和浮力，三力平衡時，轉(zhuǎn)子重力 = 動壓力 + 浮力。 當(dāng)流速變大或變小時，轉(zhuǎn)子將向上或向下移動，流體流動的截面積也發(fā)生變化，直至達到平衡時對應(yīng)的流速，轉(zhuǎn)子在新的位置上穩(wěn)定。因此，轉(zhuǎn)子穩(wěn)定時受力關(guān)系公式如下： V （ ρ t －ρ f ） g＝△p · A （ 1 ）其中： ρ t - 轉(zhuǎn)子密度； ρ f - 流體密度； g- 重力加速度； V- 轉(zhuǎn)子體積；△p- 轉(zhuǎn)子前后壓差； A- 轉(zhuǎn)子非常大截面積。

由于流體的多樣性和環(huán)境的復(fù)雜性， 流量系數(shù)修正存在諸多困難。 如果需要進行非常精確的計量，使用者可讓制造商用實際流體對流量計刻度進行校準，如此可直接得到工作環(huán)境下的真實量值，不必再進行各種修正。

3 選型與安裝技術(shù)分析

3.1 轉(zhuǎn)子流量計的種類

按錐形管材質(zhì)的不同，大體可分三類。其中：玻璃管轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)簡單，成本低，易制成防腐蝕性儀表，還具有透明度高、讀數(shù)直觀、不易破裂、重量輕、壽命長、安裝連接方便等優(yōu)點。塑料管轉(zhuǎn)子流量計則具有體積小、重量輕、錐管不易破碎、耐腐蝕等特點。

金屬管浮子流量計可測量液體、氣體流量，特別適宜低流速小流量的介質(zhì)測量，可提供瞬時流量、累積流量顯示，或通過輸出標(biāo)準信號，實現(xiàn)流量指示、積算、記錄、控制和報警等功能。