、金屬管浮子流量計(jì)概述 江蘇富馬儀表有限公司--銷售直線--    姜銀
    LZ系列金屬管浮子流量計(jì)是基于浮子位置測量的一種變面積流量儀表。采用全金屬結(jié)構(gòu)、Modular概念設(shè)計(jì)，因其具有體積小、壓損小、量程比大（10：1）、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各行業(yè)復(fù)雜、惡劣環(huán)境下、對小流量、低流速、各種苛刻介質(zhì)條件的流量測量與過程控制。
    LZ系列的系列產(chǎn)品，針對不同的用戶需求、不同場合，有多種測量形式供用戶可選；按輸出形式分有就地指示型、遠(yuǎn)傳輸出型、控制報(bào)警型；按防爆要示分類，又可分為普通型、本質(zhì)安全型、隔離防爆型三種。
    LZ系列采用了*的 Honeywell無接觸檢測磁場角度變化的磁測傳感器、并配以Motorola微處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)液晶指示、累積、遠(yuǎn)傳輸出（4-20Ma）、脈沖輸出、上下限報(bào)警輸出等功能，該型智能信號變送器具有及高的精度和可靠性，*可以取代進(jìn)口同類型儀表，且具有性價(jià)比高、多參數(shù)標(biāo)定、掉電保護(hù)等到特點(diǎn)。
    LZ系列的設(shè)計(jì)制作還考慮了用戶工藝流向要求，有ZK50垂直安裝式、ZK51上進(jìn)下出安裝式、ZK52側(cè)進(jìn)側(cè)出安裝式、ZK53底進(jìn)側(cè)出安裝式、ZK54螺紋連接式、ZK56R/L水平安裝式等安裝方式可選。

二、原理：
LZ系列由二部分組成：
傳感器———測量管及浮子；
信號變送器———指示器；
    傳感器的觸液材質(zhì)有四種：不銹鋼、哈氏合金、鈦材、不銹鋼襯PTFE；用戶可根據(jù)不同的觸液材質(zhì)，來滿足工藝的耐壓及介質(zhì)防腐的需要。根據(jù)不同的測量要求，用戶在選型時(shí)，可以選擇不同的指示器組合，來實(shí)現(xiàn)不同的測量要求。     流量的測量是由指示器內(nèi)的變送器通過耦合磁鋼感受浮子位置的變化來完成流量的指示和信號的遠(yuǎn)傳輸出的。當(dāng)被測介質(zhì)自下而上流經(jīng)測量管時(shí)，浮子受重力、浮力及流體流速對浮子垂直向上的推動力三者平衡時(shí)，浮子即相對而言靜止在某個(gè)位置，這個(gè)位置隨浮子與錐管的環(huán)面積、流體流速而變化，浮子的位置即對應(yīng)被測介質(zhì)流量的大小。

三、特點(diǎn)
◇模塊化組合設(shè)計(jì)，維修方便，正常使用免維護(hù)
◇單軸、非接觸新型磁耦全結(jié)構(gòu)，信號傳輸更穩(wěn)定
◇雙行、大屏幕液晶顯示瞬時(shí)、累計(jì)流量，可帶背光
◇智能型具有掉電保護(hù)、數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)功能
◇全金屬結(jié)構(gòu)，抗震、耐壓、耐溫、防腐
◇短行程、總主250mm，設(shè)計(jì)安裝更方便

四、  技術(shù)參數(shù)
測量范圍:水（20℃）1-200000 l／h   空氣（20℃，0．1013MPa）0．03－4000m3／h   參見流量表，特殊流量可訂制 
量程比：標(biāo)準(zhǔn)型10：1 特殊型20：1
精度： 標(biāo)準(zhǔn)型1．5級 特殊型1．0級
壓力等級：標(biāo)準(zhǔn)型： DN15－DN50 4.0MPa   DN80-DN200 1.6MPa
特殊型： DN15－DN50 25MPa    DN80-DN200 16MPa
夾套的壓力等級為1．6MPa
特殊型在選型和訂貨前應(yīng)與工廠協(xié)商
壓力損失：7kPa-70kPa
介質(zhì)溫度：標(biāo)準(zhǔn)型：－80℃-＋200℃：PTFE：0℃－85℃
高溫型：zui高可達(dá)400℃
介質(zhì)粘度：DN15: <5mPa.s（F15.1-F15.3）
                <30mPa.s（F15.4-F15.8）
DN25: <250mPFa.s
DN50-DN150: <300mPa.s
環(huán)境溫度：液晶型－30℃－+85℃
指針型－40℃－+120℃
連接形式：標(biāo)準(zhǔn)型：DIN2501標(biāo)準(zhǔn)法蘭
特殊型：由用戶的任意標(biāo)準(zhǔn)法蘭或螺紋
電纜接口：M20＊1．5
供電電源：標(biāo)準(zhǔn)型24VDC二線制4－20mA（10．8VDC－36VDC）
          交流型：85－265VAC    50HZ
          電池型：3．6V@4AH鎳氫電池
報(bào)警輸出：上限或下限瞬時(shí)流量報(bào)警
          標(biāo)準(zhǔn)型：集電極開路輸出（zui大100mA@30VDC內(nèi)部阻抗100歐）
          特殊型：繼電器輸出（觸點(diǎn)容量zui大5A@250VAC）
脈沖輸出：累積脈沖輸出，zui小間隔50毫秒
液晶顯示：瞬時(shí)流量顯示數(shù)值范圍：0－50000
          累計(jì)流量顯示數(shù)值范圍：0－99999999
防護(hù)等級：IP65
防爆標(biāo)志：本安型iaⅡCT6 隔爆型dⅡCT6 

檢測原理：
檢測部分是由一個(gè)自下向上擴(kuò)張的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐形管軸可以上下自由移動的浮子組成。工作原理如圖1所示，被測流體從下向上經(jīng)過錐管和浮子形成的環(huán)隙時(shí)，浮子上、下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時(shí)，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(shí)，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著對應(yīng)關(guān)系。
體積流量Q的基本方程式為：
式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；
ε 被測流體為氣體時(shí)氣體膨脹系數(shù)，通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略，且通過校驗(yàn)已將它包括在流量系數(shù)內(nèi)，如為液體則ε= 1 
△F 流通環(huán)形面積，m2 ；
g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，m/s2；
Vf 浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3；
ρf 浮子材料密度，kg/m3；
ρ 被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3；
Ff 浮子工作直徑（zui大直徑）處的橫截面，m2；
Gf 浮子重量，kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式（3）所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定，則d、β為常量。
式中有h的二次項(xiàng)，一般不能忽略此非線性關(guān)系，只有在圓錐角很小時(shí)，才可視為近似線性。 

式中d 浮子zui大直徑（即工作直徑），m;
h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度，m;
β 錐管的圓錐角；
a、b 為常數(shù) 
　　從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度，就可以知道相對應(yīng)的體積流量，再通過轉(zhuǎn)換器，將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對應(yīng)的體積流量所對應(yīng)的刻度，這就是的檢測原理。
轉(zhuǎn)換指示器
轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號來分：有就地顯
示型和遠(yuǎn)傳信號輸出型：
就地顯示型：由就地指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時(shí)電動指針通過刻度盤指示出此時(shí)流量 
 
　　智能遠(yuǎn)傳型，由智能型指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時(shí)帶動傳感磁鋼及指針，通過一個(gè)磁傳感器將磁場變化轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。（如下圖所示）

式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；
ε 被測流體為氣體時(shí)氣體膨脹系數(shù)，通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略，且通過校驗(yàn)已將它包括在流量系數(shù)內(nèi)，如為液體則ε= 1 
△F 流通環(huán)形面積，m2 ；
g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，m/s2；
Vf 浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3；
ρf 浮子材料密度，kg/m3；
ρ 被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3；
Ff 浮子工作直徑（zui大直徑）處的橫截面，m2；
Gf 浮子重量，kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式（3）所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定，則d、β為常量。
式中有h的二次項(xiàng)，一般不能忽略此非線性關(guān)系，只有在圓錐角很小時(shí)，才可視為近似線性。 
 
式中d 浮子zui大直徑（即工作直徑），m;
h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度，m;
β 錐管的圓錐角；
a、b 為常數(shù) 
　　從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度，就可以知道相對應(yīng)的體積流量，再通過轉(zhuǎn)換器，將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對應(yīng)的體積流量所對應(yīng)的刻度，這就是的檢測原理。
轉(zhuǎn)換指示器
轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號來分：有就地顯
示型和遠(yuǎn)傳信號輸出型：
就地顯示型：由就地指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時(shí)電動指針通過刻度盤指示出此時(shí)流量 
 
　　智能遠(yuǎn)傳型，由智能型指示器中的隨動磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動，同時(shí)帶動傳感磁鋼及指針，通過一個(gè)磁傳感器將磁場變化轉(zhuǎn)化成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。（如下圖所示）

的口徑、浮子號及刻度的計(jì)算

1、計(jì)算方法
（1） 根據(jù)用戶給出的數(shù)據(jù)，選擇適當(dāng)?shù)墓接?jì)算相應(yīng)標(biāo)校介質(zhì)的流量Qs: 
 
其中：Qs-標(biāo)校介質(zhì)（水或空氣）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃，0.1013Mpa）的流量 
Q-用戶介質(zhì)流量 K-修正系數(shù)
（2）根據(jù)計(jì)算得到的 Qs值，查流量表來確定選用的浮子號及測量管的口徑（流量表中的數(shù)值都是水或空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量值）
（3）確定測量管口徑和浮子號后，建議用下式確定被測介質(zhì)流量刻度的上限值Q： 
 
其中：Qi查流量表中選取某一浮子號對應(yīng)的水或空氣流量的zui大值。
（4）由于計(jì)算中沒有考慮粘度的修正，有可能與工廠計(jì)算的結(jié)果產(chǎn)生差異。

2、修正系數(shù)K的確定
（1）對于液體介質(zhì)
a、如果Q是液體體積流量則用下式計(jì)算K：

b、如果Q是液體質(zhì)量流量則用下式計(jì)算K：

其中：ρf:所選浮子密度（g/cm3）
不銹鋼浮子密度為7.8
聚四氟乙烯浮子（PTFE）密度為3.4
鎳基合金（Hasloy）密度為8.3
ρ:被測介質(zhì)的密度
（2）對于氣體體介質(zhì)
a、如果Q是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃，0.1013Mpa）氣體的體積流量，則用下式計(jì)算K：

b、如果Q是操作狀態(tài)下氣體的體積流量，則用下式計(jì)算K：

c、如果Q是氣體的質(zhì)量流量，則用下式計(jì)算K：

  
 在以上各式中：
ρ： 被測介質(zhì)的密度：被測氣體介質(zhì)在20℃,0.1013MPa狀態(tài)下密度（kg/m3）
P：被測氣體介質(zhì)的壓力（MPa）
T：被測氣體介質(zhì)的溫度（K）
ρ0：空氣在20℃,0.1013MPa情況下密度（1.205kg/m3）
P 0：標(biāo)校介質(zhì)的壓力（0.1013MPa）
T 0：標(biāo)校介質(zhì)的溫度（293.15K）

d、輔助密度換算公式 
 
其中：ρst: 被測氣體介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度（Kg/m3）
ρt: 被測氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下密度（Kg/m3）
Tt: 被測氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下溫度（K）
Pt:被測氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下壓力（MPa）
p0:被測氣體介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力（MPa）
T0:被測氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下溫度（K）

的結(jié)構(gòu)

1、高溫型結(jié)構(gòu)（G） 
  高溫結(jié)構(gòu)型（G型）是用于介質(zhì)溫度過高或過低而需要對測量管采取保溫隔熱措施的介質(zhì)的流量測量。高溫型結(jié)構(gòu)是加大了測量管與指示器之間的距離來增加散熱、增加隔熱材料厚度，保證指示器工作在允許的環(huán)境溫度范圍內(nèi)。選型為"G"型。
G型可以測量溫度達(dá)-80℃-+300℃的介質(zhì)的流量。

2、帶阻尼器裝置的結(jié)構(gòu)（Z）
阻尼器結(jié)構(gòu)型用于流量計(jì)入口流量（壓力）不穩(wěn)定時(shí)的介質(zhì)流量測量，特別是對于氣體的測量。它的結(jié)構(gòu)如圖所示.

3、夾套型結(jié)構(gòu)（T）
夾套型結(jié)構(gòu)用于對需要伴熱或冷卻（如高粘度和易結(jié)晶）的介質(zhì)的流量測量。在夾套中通過加熱或冷卻介質(zhì)，使低沸點(diǎn)、低凝固點(diǎn)流體不汽化和不結(jié)晶。
伴熱介質(zhì)的導(dǎo)入和導(dǎo)出連接,標(biāo)準(zhǔn)型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法蘭,其它的法蘭規(guī)格連接可與生產(chǎn)廠標(biāo)明,夾套的壓力等級為1.6MPa.
夾套型金屬管流量計(jì)結(jié)構(gòu)見FA標(biāo)準(zhǔn)型流量計(jì)法蘭、外形尺寸圖。

4、高壓型結(jié)構(gòu)（Y型）
高壓型結(jié)構(gòu)用于被測介質(zhì)壓力大于標(biāo)準(zhǔn)的壓力等級的流量測量。高壓型結(jié)構(gòu)如下圖所示。目前LZ系列的zui高壓力可以達(dá)到32MPa。另外高壓型流量計(jì)可提供內(nèi)置磁過濾器型，安裝高度均為350mm。FA、FB和FC型zui大壓力為10MPa.
 
高壓型外形尺寸及重量 
 
注:1、G為儀表重量（kg）