智能金属转子流量计

一、仪表概述：

智能金属转子流量计又称金属浮子流量计、金属管转子流量计。适用于小口径和低流速介质流量测量；工作可靠，维护量小，寿命长；流量计对于直管段要求不高；较宽的流量比10：1；双行大液晶显示，可选现场瞬时/累计流量显示，可带背光单轴灵敏指示；非接触磁耦合传动；流量计全金属结构，适于高温、高压和强腐蚀性介质；可用于易燃、易爆危险场合；可选二线制、电池、交流供电方式；多参数标定功能；流量计带有数据恢复，数据备份及掉电保护功能。

二、测量原理：
检测部分是由一个自下向上扩张的垂直锥形管和一个沿着锥形管轴可以上下自由移动的浮子组成。工作原理如图1所示，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着对应关系。
体积流量Q的基本方程式为：
式中α 仪表的流量系数，因浮子形状而异；
ε 被测流体为气体时气体膨胀系数，通常由于此系数校正量很小而被忽略，且通过校验已将它包括在流量系数内，如为液体则ε= 1 
△F 流通环形面积，m2 ；
g 当地重力加速度，m/s2；
Vf 浮子体积，如有延伸体亦应包括，m3；
ρf 浮子材料密度，kg/m3；
ρ 被测流体密度，如为气体是在浮子上游横截面上的密度，kg/m3；
Ff 浮子工作直径（zui大直径）处的横截面，m2；
Gf 浮子重量，kg。
流通环形面积与浮子高度之间的关系如式（3）所示，当结构设计已定，则d、β为常量。
式中有h的二次项，一般不能忽略此非线性关系，只有在圆锥角很小时，才可视为近似线性。 

式中d 浮子zui大直径（即工作直径），m;
h 浮子从锥管内径等于从浮子zui大直径处上升高度，m;
β 锥管的圆锥角；
a、b 为常数 
从（1），（2），（3）公式可知，在一定的条件下，浮子在锥管内的高度与体积流量有一定的比例对应关系。读出浮子的高度，就可以知道相对应的体积流量，再通过转换器，将浮子的高度转换成所对应的体积流量所对应的刻度，这就是金属管流量计的检测原理。

三、流量计类型：
根据流体入口和出口的方向将产品分成5种类型：垂直型、水平型（又分水平T型、水平弹簧型）、底进侧出型、侧进侧出型、侧进上出型，而每种类型又有标准型、高温型、夹套型等。
水平安装型流量计当口径小于DN50（含）时，选用T型结构的，当大于DN50时，选用弹簧结构的。
流量计连接规格：TF系列金属管浮子流量计标准型采用GB/T9119-2000法兰标准，法兰标准可根据顾客需求制作；还可选用螺纹连接方式、卡箍连接方式。
磁过滤器：
如果介质中含有铁磁性颗粒，应在流量计入口前安装磁过滤器。

四、适用场合：

金属转子流量计是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。它具有体积小，检测范围大，使用方便等特点。它可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量，特别适宜低流速小流量的介质流量测量。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。

五、性能特点：

1、全金属结构设计，坚固、简洁、耐高压、耐高温、防腐、使用寿命长；
2、短行程，总高250mm，安装方便 ；
3、机械指针现场指示瞬时流量，LCD液晶显示瞬时流量、累积流量 ；
4、智能型指示器，采用国外信号采集处理芯片，模块化设计，无磁滞后；
5、具有数据恢复、数据备份、掉电保护及错误自诊断功能 ；
6、HART型指示器，二线制24VDC供电，4-20mA标准电流信号输出叠加HART协议；
7、通过HART通讯手操器可进行参数组态和现场调整 ；
8、与PC机串口连接，通过Windows程序，实现现场对仪表进行标定 ；
9、可用于易燃、易爆危险场合；
10、垂直、水平、上进下出、底进侧出、侧进侧出等多种安装形式，法兰或螺纹连接。

六、技术指标：
1、测量范围：水2.5～100000l/h（20℃）
2、量程比：10:1
3、精度等级：1.0、1.5、2.5
4、工作压力：DN15、DN25、DN50为PN4.0MPazui大为10.0MPa、DN80、DN100为PN1.6MPazui大为6.4MPa
5、介质温度：-40℃～300℃
6、介质粘度：DN15：η<5mPa·s（F15.1～F15.3）
η<30mPa·s（F15.4～F15.8）
DN25：η<250mPa·s
DN50～DN150：η<300mPa·s
7、环境温度：液晶型：-40℃～85℃
指针型：-40℃～120℃
8、连接形式：法兰（执行标准DIN2501或按用户提供法兰标准制造）
9、仪表高度：250mm
10、电缆接口：M20*1.5
11、供电电源：24VDC二线制4～20mA或85～265VAC 50/60Hz（远传型）
12、报警输出：上限或下限瞬时流量报警 继电器输出（触点容量zui大5A-250VAC）或集电极开路输出（zui大100mA-30VDC内部阻抗100Ω）。
13、脉冲输出：累积脉冲输出，zui小间隔每10秒一个脉冲（交流型）或每50毫秒一个脉冲。
14、液晶显示：双排液晶显示，显示瞬时流量及累积流量。
15、本安防爆：Exia II CT4。
16、测量管材质：316不锈钢（普通型）或内衬聚四氟乙烯（防腐型）。

七、流量计的结构：
1、高温型结构(G型)
高温结构型（G型）是用于介质温度过高或过低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，保证指示器工作在允许的环境温度范围内。选型为"G"型。
G型金属管流量计可以测量温度达-80℃-+300℃的介质的流量。
2、带阻尼器装置的结构（Z型）
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(T型)
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，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.
夹套型流量计结构见FA标准型流量计法兰、外形尺寸图。
4、高压型结构(Y型)
高压型结构用于被测介质压力大于标准的压力等级的流量测量。目前FFM64系列的zui高压力可以达到32MPa。另外高压型流量计可提供内置磁过滤器型，安装高度均为350mm。FA、FB和FC型zui大压力为10MPa。

八、转换指示器：
转换器实际上是将锥管内浮子的高度转换成所对应的体积流量的刻度。从输出信号来分：有就地显示型和远传信号输出型：
1、就地显示型：由就地指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时电动指针通过刻度盘指示出此时流量 
 
2、智能远传型，由智能型指示器中的随动磁钢与浮子内磁钢耦合，而发生转动，同时带动传感磁钢及指针，通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号，经A/D转换，数字滤波，微处理器处理，D/A输出，LCD液晶显示，来显示出瞬时流量及累积流量大小。（如下图所示）

九、在安装时应遵循以下步骤：

1、金属管浮子流量计在安装到工艺管道之前，应拆卸所有安装并检查有没有运输损坏；
2、金属管浮子流量计为防止在运输途中,指示器中装有固定指针的橡皮筋,接线前应打开指示器左盖把它轻轻取走，不要指针位置变化；
3、打开指示器右盖，电缆线穿过电缆引入装置后，按旋转角变送器的接线图接线后，旋紧压螺母，使电缆固定，然后旋紧左右盖的紧固螺钉，使指示器防水防尘；
4、仪表的上下游管道应与仪表的口径相同,连接法兰或螺纹应与仪表的法兰和螺纹匹配，仪表上游直管段长度应保证是仪表公称口径的5倍，下游直管段长度h2不少于250mm；
5、由于仪表的测量机构采用的是磁传递，所以为了保证浮子流量计的性能，传感器的安装周围至少100mm处，不允许有铁磁性物质存在；
6、仪表安装前,工艺管道应进行吹扫，防止管道中滞留的铁磁性物质附着在仪表里，影响仪表的性能，甚至会损坏仪表.如果不可避免，应在仪表的入口安装磁过滤器；
7、测量气体的仪表,是在特殊压力下的校准,如果气体在仪表的出口直接排放到大气，将会在浮子处产生压降,并引起数据失真。如果是这样的工况条件，应在仪表的出口安装一个阀门，以便能对所需流量值进行设定，当浮子上维持标校压力时，气体将在阀门处膨胀；
8、仪表的安装形式分为垂直安装和水平安装，如果是垂直安装形式，应保证仪表的直度优于1%；如果是水平安装形式应保证仪表的水平度优于1%；
9、安装在管道中的仪表不应受到应力的作用，仪表的出口和入口应有合适的管道支撑,可以使仪表处于zui小应力状态；
10、产品与计算机等相关联进行标校等操作时，必须在安全场所进行。

十、安装注意事项：
1．安装前，管道应进行吹扫，防止杂质损坏仪表。为保证仪表的正常使用，*在仪表的入口安装磁过滤器； 
2．测量容易结晶的介质，应使用带夹套保温型的类型； 
3．水平安装和垂直安装时倾斜角度不能超过2°； 
4．测量管道内不允许有磁性物质存在； 
5．上下游管道应该与流量计口径相同，尽量保证前面5倍的管径长度，后面2倍的管径长度； 
6．防腐型内衬四氟的流量计，安装时不能用力过猛，以免损坏四氟衬里； 
7．安装时避免流量计受到应力的作用，注意排除外力干扰； 
8．带液晶显示的流量计避免阳光的直接照射，以免影响流量计使用寿命； 
9．对安装在管道末端的金属管浮子流量计，应在流量计的后面安装阀门，以增加背压，避免流量计读数偏低现象的出现。