浮子流量計的測量原理介紹

　　浮子流量計又稱浮子流量計。它也是利用節流原理測量流體的流量，但在測量過程中節流元件前后的差壓值基本保持不變，而通過節流面積的變化反映流量的大小，故也稱恒壓降變截面流量計。

 

　　浮子流量計在工業生產過程中應用較廣，可以測量多種介質的流量，特別適用于中小管徑和低雷諾數的中小流量測量。浮子流量計結構簡單，靈敏度高，量程比寬（10：1），壓力損失小且恒定，對直管段的要求不高，刻度近似線性，價格便宜，使用維護簡便。但儀表受被測介質密度、粘度、溫度、壓力等因素的影響，其精度一般在1．5級左右。

 

　　（1）測量原理

 

　　浮子流量計本體由一根自下向上直徑逐漸擴大的垂直錐形管和一只可以隨流體流量大小而沿錐形管上下自由移動的轉子組成，如圖1所示。

 

　　當被測流體自下而上流經錐形管時，由于節流作用而在轉子上下端面產生差壓形成作用于轉子的上升力，使得轉子向上運動。隨著轉子的上移，轉子與錐形管之間的環形流通面積增大，流體流速變慢，直到轉子的重量與流體作用在轉子上的力達到平衡時，轉子就穩定在一個平衡位置上。當流量變化時，轉子便會移到新的平衡位置，這樣平衡位置的高度就代表被測介質流量值的大小。

 

　　根據流體連續性方程和伯努利方程，浮子流量計的體積流量可表示為

 

　　（1）

 

　　式中，α為流量系數；A為轉子與錐形管間的環形流通面積；ρ流體密度；Δp為差壓轉子在錐形管中的受力平衡條件為

 

　　（2）

 

　　式中，Af、Vf為轉子的迎流面積和體積；ρf為轉子的密度；g為重力加速度；

 

　　環形流通面積A的大小由轉子和錐形管尺寸所決定，即

 

　　（3）

 

　　式中，D為轉子所在處錐形管內徑；Df為轉子的最大直徑

 

　　若錐形管設計時保證在零刻度處D＝Df，錐形管錐角為ψ，轉子高度為h，因為錐角ψ很小，則A可近似表示為

 

　　因此，體積流量為

 

　　（4）

 

　　由式（4）可知，只要保持流量系數α為常數，則流量與轉子所處高度h成近似線性關系，測得h就可知流量大小。

 

　　浮子流量計流量系數α與轉子形狀、流體流動狀況及其物理性質有關。一般可認為α是雷諾數的函數，每種流量計有相應的界限雷諾數，在低于此值情況下d不再是常數…qu與h不呈線性，從而影響測量精度。因此，浮子流量計測量的流體，其雷諾數應大于一定的心范圍。