检测技术及仪表 第2版 课件4.5 浮子式流量计

转子流量计是以转子在垂直锥形管中随着流量变化而升降，改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表，又称浮子流量计，恒压降流量计。(动画)

在美国、日本常称作变面积流量计（VariableAreaFlowmeter）。转子流量计利用流体节流作用测量流体的体积流量。转子流量计的特点：结构简单，直观；使用维护方便；压力损失小，多适用于中、小流量的测量，一般精度不是很高。精度可达1％，量程比10:1.4.5浮子式流量计

1.结构

转子流量计结构比较简单，它主要由两部分组成：（a）上阔下窄的锥形管，常用材料：玻璃锥管金属锥管（b）转子，常用材料：金属转子、也有非金属转子转子常见形式：

(a)锥状，又称旋转式转子

(b)圆盘式转子

(c)板式转子

2.工作原理

被测流体从下向上经过锥管1和浮子2形成的环隙3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。图4-10工作原理金属转子流量计金属浮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。4-11金属转子流量计玻璃转子流量计流体入口流体出口转子图4-15浮子流量计的工作原理

3.流量公式推导作用在浮子上有3个力：浮子本身垂直向下的重力F1；流体作用在浮子上的浮力F2；流体作用在浮子上管道动压力F3。设浮子的体积为Vf，浮子材料的密度为pf

，在任何情况下，只要浮子处于平衡状态，其作用在浮子上的力的总和等于零，流体通过环形流通面积的流速为：其环形流通面积为A0，则可求得体积流量为：当锥形管浮子形状和材质一定时，且被测介质的重度r设为不变，而且流体雷诺数又符合一定要求的情况下，上式中α和均可认为是常数.流量Q仅随环形流通面积的变化而变化，称为面积式流量计。4.关于α的讨论α与锥形管的锥度、浮子的形状及流体的雷诺数有关即α=f（锥形管的锥度，转子形状，Re)

不同转子形状的流量系数与Re的关系

转子流量计对Remin限制较弱，在一般较低的雷诺数条件下流量系数即可保持常数。一般说来：旋转式浮子的Remin为6000；圆盘式浮子的Remin为300；板式浮子的Remin为40.Remin为最低雷诺数界限横坐标锥管直径与浮子直径之比D/d是表示浮子的位置，曲线的斜率越大，表示流量计的灵敏度越高。图4-16流量系数因浮子形状5.流量与转子高度的关系先看流通面积与浮子高度之间的关系：

（1）（2）（1）+（2）有：（4）（3）从式（4）可看出：Q与h成非线性关系，但由于很小，非常小，可近似忽略，所以可以近似认为：Q和h成近似线性关系。6.转子流量计应用中需注意的问题

刻度换算当仪表直接的流量刻度时，必须注意被测介质的名称，重度，粘度，温度和压力应与仪表刻度时的工况一致，否则应予修正。注意：转子流量计出厂时是在标准状态（20℃，760mmHg）用水或空气介质标定的。一般测量液体时采用水标定，测量气体时，采用空气标定。注意：当实际应用中的工况与刻度标定时的工况不一致时，必须进行刻度换标，否则测量结果严重不准，以下介绍刻度换标的方法，前提是被测介质的粘度应与标定的相差不大，否则也会影响结果。（1）液体流量的修正（2）气体流量的修正安装要求①要求垂直安装，并需加旁路。②有直管段要求，一般仪表前后有5D的直管段，并加装过滤器。转子流量计的使用特点（1）结构简单，仪表类型广口径精度压力损失量程金属管转子流量计15~150mm1.5~2.0%5~50mmH2O6~1/h水玻璃管转子流量计1.5~100mm1~2.5%5~50mmH2O1~4/h水10~1/h空气有直读式的有电远传的（2）无机械磨损，压力损失小（3）受介质性质影响大，存在刻度换算问题。影响仪表精度的原因①锥管与转子的加工精度②流量系数易受粘度变化的影响，（注：当然也受锥管的锥度，转子的形状和的影响，在此指这些条件一定时）适用管径范围15～200mm，并有直管段要求，靶前应有8长的直管段，靶后应有5长的直管段。与节流法测量相比，无引压管，维护方便；可采用干式（挂重法）校验，给用户周期校验带来方便。电远传式转子流量计

它可以将反映流量大小的转子高度h转换为电信号，适合于远传，进行显示或记录。

LZD系列电远传式转子流量计主要由流量变送及电动显示两部分组成。

（