浮子流量计知识介绍

k = |max(Δi )| / Qmax×100%
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内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
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浮子流量计的选择
不仅不同口径的流量范围不同，同一口径下也有不同的流 量范围。 流量表中的流量范围是指标准状态下的测量范围，需要按 照刻度换算方法换算为所需要的工况条件下的测量范围。 因为浮子流量计的精度一般是按满量程相对误差计算，因 此应使流量计的常用流量点在满量程流量的50％～80％。
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
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浮子流量计的结构
由传感器和转换器两部分组成
传感器
转换器
q 88888
8 8 8 88 8 8 8
t/h 瞬时 m 3/h
146
m3
t
累计
传感器
80
F
185
250
转换器 转换器
146 250
185
传感器
80
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相关技术指标的计算公式
1、满度误差计算公式
SF
Qi Qsi 100 % Qmax
式中：δSF—第 i个试验点的满度误差；
Qi—第i 个试验点在同行程n次测量中流量计流量的算术平均值； Q si—第i 个试验点在同行程n次测量中流量校准装置测定的算术平均值； Qmax—流量测量范围上限值。
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第一章
浮子流量计的结构
浮子流量传感器结构示意图
h
锥管浮子流量传感器
孔板浮子流量传感器
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浮子流量计的结构
锥管浮子
法兰
管体
孔板浮子
上导向杆
下导向杆
上导向杆
下导向杆
锥管
孔板
支撑架 卡箍
上
下
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第二章
浮子流量计的结构
支 撑 架
h
浮 子 导 向 杆
锥管浮子
锥管
Lx Lz Ly
示型、智能远传型、智能远传报警输出型；
按附加结构分：标准型（无）、夹套型、高温型（上限300℃）、
高压型（大于4.0MPa） 、衬PTFE型、阻尼型
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天大泰和相关产品介绍
产品外形图
标准型
智能型
卫生型
突出特点（卖点）
精度通过10点非线性修正，精度等级达到1.0级； 在线温压补偿（正在研制）。
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气体浮子流量计的刻度换算公式
流量计测量气体时，制造厂是用空气校准的（20℃，101.325KPa），若被测 气体的参数和工作状态与制造厂规定的不同时，应对流量计示值读数进行修 p 正。 状态修正 测量 RT 干燥空气 p T qv qv 0 0 f 0 p0 T0 qv qv 0 qv q v 0 0 f 0
qv qv 0
qv (h tanD f h 2 tan 2 )
2 gV f ( f ) Af
0
f 0 f 0
qv 0 qv
f 0 f 0
qv qv 0
f 0 f 0
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液体浮子流量计的刻度换算公式
流量计用于液体测量时，制造厂是用常温下清洁的水作为校验液来校验的， 若被测液体的密度与水的密度不同时，应对流量计的示值进行换算。
qv 0 0 (h tanD f h 2 tan 2 ) 2 gV f ( f 0 ) Af 0
注：满度误差以流量测量范围上限值的百分数表示。
2、回差
流量计(具有现场指示或气远传或电远值功能)的回差应不超过满度误差限的绝 对值。
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规范中的参数要求（续）
3、重复性 流量计的重复性的均方根误差应不超过表3中的规定的数值。
表3 精确度等级 重复性（%） 流量计的重复性的均方根误差 1.5 0.75 2.0 0.75 2.5 1.0 4.0 1.25 5.0 1.5
ρ0、qv0、a0分别表示刻度状态下标定介质的密度、体积流量及流量系数； ρ、qv和a分别表示实际运行状态下被测介质的密度、体积流量和流量系数。
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液体浮子流量计刻度换算实例
一浮子流量计，浮子材料为钢，密度为 =7900kg/m3，用20℃的水标定
（水的密度为 =998kg/m3），流量计测量上限为30m3/h。现用户用来测
DN125、 DN150、DN200 共10种不同口径
测量范围：水 2.5～200,000 L/h；
空气 0.07～5,000 m3/h (0.1013MPa ，20℃)。
量程比：标准型: 10:1
特殊规格的流量计需另选
精度等级： 1.0级、1.5级 压力等级：1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、其他 介质温度：-80℃~+250℃（内衬氟塑料流量计流体温度为
1.0 0.5
注：重复性以流量测量范围上限值的百分数表示。
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规范中的参数要求（续）
4、波动
表2 被测介质 气 液 体 体 流量计转子的波动允许值 精确度等级 1.0级 0.3 0.3 1.5级 0.5 0.5 2.5，4，5级 1.5 1.0
注：转子的波动允许值用测量范围上限的百分数表示。
A f
其中， 为浮子流量计的流量系数，是与雷诺数、浮子形状和尺寸等相关的 无量纲数，在一定的雷诺数范围内是常数。
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转换器部分的工作原理
角位移金属浮子流量计基本原理
浮子内嵌磁钢，与管体外一端嵌有小磁钢的机械连杆机构形成内外磁路耦 合。流量变化时，内磁钢随浮子上下移动，引起外磁钢的位移，连杆随之 转动一定角度，从而将浮子的直线位移h转换为连杆的角度位移θ 。 利用电容角位移传感器将其角度θ的变化转换为电容值的变化，再经信号 处理电路将电容值的变化转化为电压信号，最终使检测电路的输出信号幅 值反映流体瞬时流量的大小。
量硫酸（硫酸的密度为 =1834kg/m3），求流量计显示20 m3/h时，实际通 过流量计的硫酸流量为多少？ 解：
qv qv 0
f 0 7900 1834 998 20 13 .831(m 3 / h) f 0 7900 998 1834
从计算结果可见，用水标定的浮子流量计测量硫酸流量，仪表示值为20 m3/h 时，实际硫酸流量仅为13.831m3/h。
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浮子流量计的检定流程
第一步， 安装浮子流量计，打开上游全开阀，缓慢打开调节阀，使 检源自文库介质流过流量计，先排出气泡，等稳定后调节下游调节阀，使浮 子升到要检定的流量点。 第二步，在量程范围内，均匀选择11个流量点，分别测量正、反量程 下传感器的旋转角度，对正、反量程角度取平均值后，根据平均值α 刻度浮子流量计。 第三步，在水流量标准实验装置上检定该流量计，选取qmin、0.25qmax 、0.4qmax、0.7qmax和qmax共5个流量点，每个流量点正、反行程各检定 3次，分别计算各测量值在正、反量程下的算术平均值。其中qmin代表 量程下限、qmax代表量程上限。 最后，计算各流量点的满度误差δSF和线性度k等技术指标。
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内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
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天大泰和相关产品介绍
分类
按结构形式分：垂直型、水平型； 按被测介质分：液体、气体； 按传感器类型分：锥管型、孔板型； 按转换器类型分：指针现场指示型、指针式远传型、智能现场指
锥管
锥管浮子流量计模型
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浮子流量计的结构
h
孔板
孔板浮子
Lx Lz Ly
孔板
孔板浮子流量计模型
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传感器部分的工作原理
Fp+Fρ=FS
被测流体自下而上流过浮子流量传感器时，若FS大于G，浮子便上升。
浮子上升时，浮子和锥管间的环形面积随之增大，则环形面积处流体流 速下降，浮子上下截面压差降低，作用于浮子和导向杆上的升力FS随之 减少。
4～20mA，A、C型两线制，D型三线制。
仪表高度：250mm
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内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
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第二章
标准装置
实验装置
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浮子流量计相关知识
天津大学电气与自动化工程学院流量实验室
内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
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内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
0℃~+80℃）；高温型最高可达300℃。
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天大泰和相关产品介绍
技术参数（续）
环境温度：指针式 -40℃~+120℃；
智能型 40℃~+70℃。
连接： 法兰连接，1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa参照标准HG20594-97 电气连接：M20×1.5 防护等级：IP65 防爆等级：本安ExiaIICT5 介质粘度：ф15 < 5 mPa· ； ф25~ф100 < 50 mPa· S S 供电方式： B型 3.6V锂电池1节，可使用1年；A、C、D型 DC24V，
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规范中的参数要求
1、满度误差
流量计（具有现场指示或气远传或电远传功能）的满度误差应不超过表1规定 的满度误差限。
表1 精确度等级 1.0 满度误差限（%） ±1.0 流量计的满度误差限 1.5 ±1.5 2.0 ±2.0 2.5 ±2.5 4.0 ±4.0 5.0 ±5.0
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相关技术指标的计算公式（续）
2、回差计算公式
i Q fi Qri Qmax 100 %
式中：Δi — 第 i个试验点回差；
Qfi — 第 i个试验点正行程的Qi 值； Qri — 第i 个试验点反行程的Q i值； Qmax—流量测量范围上限值。
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n — 同一试验点同行程的测量次数；
Qmax—流量测量范围上限值。
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相关技术指标的计算公式（续）
4、线性度k
用最小二乘法计算：令拟合直线方程为Y=a0+KX0，任一校准数据Yi与拟合直 线上对应理想值a0+KXi间线差为： Δ i = Yi - ( a0 + KXi )，则
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转换器部分的工作原理
温度补偿 A/D N S 磁 阻 元 件 处 理 电 路 A/D 电 PWM 流 输 出
单片机
RS485 通讯接口
磁阻式金属浮子流量计基本原理
在浮子内嵌入小磁钢，在金属锥管管体外安装圆形磁体，通过磁路耦 合将浮子的纵向位移转换成外部磁体的角度变化，并通过磁阻元件测 量此角度。 设计与磁阻元件配套的硬件电路，实现流量的测量。
当FS等于G时，浮子便稳定在某一高度h，由h即可测得体积流量qv。
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传感器部分的工作原理
A1
Fp+Fρ=FS
由浮子的受力平衡公式推得浮子流量传感器的体积流量公式为：
qv A1u1 ( h tan D f h 2 tan 2 ) 2 gV f ( f )
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天大泰和相关产品介绍
其他部件
100
100
1
1.阻尼塞 2.阻尼管 3.浮子
2
衬PTFE磁过滤器结构
磁过滤器结构
3
磁过滤器
阻尼器
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天大泰和相关产品介绍
技术参数
口径：DN15、DN25、 DN40、DN50 、DN65、 DN80、DN100 、
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相关技术指标的计算公式（续）
3、不确定度（重复性）计算公式
i

(Qij Qi ) 2 n 1 Qmax 100 %
式中：σi — 第i个试验点的重复性均方根误差； Qij — 第i个试验点同行程第j次试验中流量计的流量 (j=1，2，…，n)； Qi—第i 个试验点在同行程n次测量中流量计流量的算术平均值；