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金属转子流量计原理与应用特性
发布时间:2017-03-20

一、金属转子流量计的工作原理
  金属管转子流量计浮子在测量管中,随着流量的变化,将浮子向上移动,在某一位置浮子所受的浮力与浮子重力达到平衡。此时浮子与孔板(或锥管)间的流通环隙面积保持一致。环隙面积与浮子的上升高度成正比,即浮子在测量管中上升的位置代表流量的大小,变化浮子的位置由内部磁铁传输到外部的指示器,使指示器正确地指示此时的流量值。这就使得指示器壳体不和测量管直接接触,因此,即使安装限位开关或变送器,仪表可用于高温,高压工作条件下。
二、金属转子流量计的主要特点和结构类型
  全金属结构,有指示型、电远传型、耐腐型、高压型、夹套型、防爆型。具有0-10mA,4-20mA的标准模拟量信号输出和现场指示。累积,数字通讯,现场修改测量参数,不同的供电方式功能,带有磁性过滤器和特殊规格品种。广泛应用于,石油、化工、发电、制药、食品、水处理等。复杂,恶劣环境条件,及各种介质条件的流量测量过程中。
2.1 主要特点
(1)坚固、简洁、可靠,维护量小、寿命长。(2)模块化、智能化,指示器设计。
(3)对于下游直管段要求不高。(4)有较宽的流量范围度10:1。
(5)短行程、小型结构设计。(6)通过HART实现软输出,显示瞬时与累计流量,开关信号输出,介质参数现场设置与调整,现场现性补偿。
(7)介质粘度、密度、温度、压力多级修正(。8)有就地型、远传型、夹套型、防爆、耐腐型、卫生型等多种形式
(9)可选择不锈钢、哈氏合金、钛材、PTFE材料测量系统  
(10)低压力损失设计(。12)垂直、水平、各种安装方式更适合不同使用场合(13)全金属结构,适于高温、高压和强腐蚀性介质。(14)可用于易燃、易爆危险场合
金属转子流量计工作原理图
2.2 结构类型
  金属转子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。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对应关系。依据测量环境即可垂直安装也可水平安装等多种安装形式,见下表

测量管结构

介质流向

下进上出

介质流向

上进下出

介质流向

下进侧出

介质流向

右进左出

介质流向

左进右出

介质流向

侧进上出

介质流向

侧进侧出

(1)高温型结构 高温结构型是用于介质温度过高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,保证指示器在允许的环境温度范围内工作。就地型金属管转子流量计可以测量温度达400℃的介质的流量。(2)带阻尼器装置的结构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。(3)夹套型结构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.
2.3 类型选择
转子流量计主要用于测量单相液体或气体,液体中含有微粒固体或气体中含有液滴时通常不适用。因为浮子在液流中附着微粒或微小气泡均会影响测量值。
如需要远传输出信号作总量积算或流量控制,一般选用远传输出的金属转子流量计。如环境气氛有防爆要求而现场又有控制仪表用气源,则优先考虑远传金属浮子流量计,若选用远传仪表则必须是防爆型。
测量不透明液体时选择金属转子流量计较为普遍。测量温度高于环境温度的高粘度液体和降温易析出结晶或易凝固的液体,应选用带夹套的金属转子流量计。
三、安装使用注意事项
3.1 安装方向
绝大部分转子流量计必须垂直安装在无振动的管道上,不应有明显的倾斜,流体自下而上流过仪表。且垂直度优于2°,水平安装时水平夹角优于2°。仪表无严格上游直管段长度要求,但也有制造厂要求5D长度的,实际上必要性不大。
3.2 用于有杂质的介质的安装
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;
3.3 脉动流的安装
流动本身的脉动,如拟装仪表位置的上游有往复泵或调节阀,或下游有大负荷变化等,应改换测量位置或在管道系统予以补救改进,如加装缓冲罐;若是仪表自身的振荡,如测量时气体压力过低,仪表上游阀门未全开,调节阀未装在仪表下游等原因,应针对性改进克服,或改选用有阻尼装置的仪表。
3.4 测量气体介质时
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;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。
3.5 把现场的介质参数换算成标定时的标准流量。
   因为作为流量测量使用的金属转子流量计一般都是根据用户提供的现场的介质参数,进行计算选型,制作。因为每个现场的介质和环境多少都会有些差距,多以一般没有标准表,而都是根据每个现场参数定做。液体用仪表通常以水标定流量,气体仪表用空气标定,定值在工程标准状态。使用条件的流体密度、气体压力温度与标定不一致时,要做必要换算。换算公式和方法参照厂方说明书。

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