金屬轉子流量計
一、儀表概述：
金屬轉子流量計又稱金屬浮子流量計、金屬管轉子流量計。適用于小口徑和低流速介質流量測量；工作可靠，維護量小，壽命長；流量計對于直管段要求不高；較寬的流量比10：1；雙行大液晶顯示，可選現場瞬時/累計流量顯示，可帶背光單軸靈敏指示；非接觸磁耦合傳動；流量計全金屬結構，適于高溫、高壓和強腐蝕性介質；可用于易燃、易爆危險場合；可選二線制、電池、交流供電方式；多參數標定功能；流量計帶有數據恢復，數據備份及掉電保護功能。
二、測量原理：
金屬轉子子流量計檢測部分是由一個自下向上擴張的垂直錐形管和一個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過錐管和浮子形成的環隙時，浮子上、下端產生差壓形成浮子上升的力，當浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時，浮子便上升，環隙面積隨之增大，環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，浮子便穩定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過的流量有著對應關系。
體積流量Q的基本方程式為：
式中α 儀表的流量系數，因浮子形狀而異；
ε 被測流體為氣體時氣體膨脹系數，通常由于此系數校正量很小而被忽略，且通過校驗已將它包括在流量系數內，如為液體則ε= 1
△F 流通環形面積，m2 ；
g 當地重力加速度，m/s2；
Vf 浮子體積，如有延伸體亦應包括，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。
流通環形面積與浮子高度之間的關系如式（3）所示，當結構設計已定，則d、β為常量。
式中有h的二次項，一般不能忽略此非線性關系，只有在圓錐角很小時，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
從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內的高度與體積流量有一定的比例對應關系。讀出浮子的高度，就可以知道相對應的體積流量，再通過轉換器，將浮子的高度轉換成所對應的體積流量所對應的刻度，這就是金屬管流量計的檢測原理。
三、流量計類型：
根據流體入口和出口的方向將產品分成5種類型：垂直型、水平型（又分水平T型、水平彈簧型）、底進側出型、側進側出型、側進上出型，而每種類型又有標準型、高溫型、夾套型等。
水平安裝型流量計當口徑小于DN50（含）時，選用T型結構的，當大于DN50時，選用彈簧結構的。
流量計連接規格：TF系列金屬管浮子流量計標準型采用GB/T9119-2000法蘭標準，法蘭標準可根據顧客需求制作；還可選用螺紋連接方式、卡箍連接方式。
磁過濾器：
如果介質中含有鐵磁性顆粒，應在流量計入口前安裝磁過濾器。
四、適用場合：
是工業自動化過程控制中常用的一種變面積流量測量儀表。它具有體積小，檢測范圍大，使用方便等特點。它可用來測量液體、氣體以及蒸汽的流量，特別適宜低流速小流量的介質流量測量。廣泛應用于，石油、化工、發電、制藥、食品、水處理等復雜，惡劣環境條件，及各種介質條件的流量測量過程中。
五、性能特點：
1、全金屬結構設計，堅固、簡潔、耐高壓、耐高溫、防腐、使用壽命長；
2、短行程，總高250mm，安裝方便 ；
3、機械指針現場指示瞬時流量，LCD液晶顯示瞬時流量、累積流量 ；
4、智能型指示器，采用國外信號采集處理芯片，模塊化設計，無磁滯后；
5、具有數據恢復、數據備份、掉電保護及錯誤自診斷功能 ；
6、HART型指示器，二線制24VDC供電，4-20mA標準電流信號輸出疊加HART協議；
7、通過HART通訊手操器可進行參數組態和現場調整 ；
8、與PC機串口連接，通過Windows程序，實現現場對儀表進行標定 ；
9、可用于易燃、易爆危險場合；
10、垂直、水平、上進下出、底進側出、側進側出等多種安裝形式，法蘭或螺紋連接。
六、技術指標：
1、測量范圍：水2.5～100000l/h（20℃）
2、量程比：10:1
3、精度等級：1.0、1.5、2.5
4、工作壓力：DN15、DN25、DN50為PN4.0MPazui大為10.0MPa、DN80、DN100為PN1.6MPazui大為6.4MPa
5、介質溫度：-40℃～300℃
6、介質粘度：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、環境溫度：液晶型：-40℃～85℃
指針型：-40℃～120℃
8、連接形式：法蘭（執行標準DIN2501或按用戶提供法蘭標準制造）
9、儀表高度：250mm
10、電纜接口：M20*1.5
11、供電電源：24VDC二線制4～20mA或85～265VAC 50/60Hz（遠傳型）
12、報警輸出：上限或下限瞬時流量報警 繼電器輸出（觸點容量zui大5A-250VAC）或集電極開路輸出（zui大100mA-30VDC內部阻抗100Ω）。
13、脈沖輸出：累積脈沖輸出，zui小間隔每10秒一個脈沖（交流型）或每50毫秒一個脈沖。
14、液晶顯示：雙排液晶顯示，顯示瞬時流量及累積流量。
15、本安防爆：Exia II CT4。
16、測量管材質：316不銹鋼（普通型）或內襯聚四氟乙烯（防腐型）。
七、流量計的結構：
1、高溫型結構(G型)
高溫結構型（G型）是用于介質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的流量測量。高溫型結構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境溫度范圍內。選型為"G"型。
G型金屬管流量計可以測量溫度達-80℃-+300℃的介質的流量。
2、帶阻尼器裝置的結構（Z型）
阻尼器結構型用于流量計入口流量(壓力)不穩定時的介質流量測量，特別是對于氣體的測量。
3、夾套型結構(T型)
夾套型結構用于對需要伴熱或冷卻（如高粘度和易結晶）的介質的流量測量。在夾套中通過加熱或冷卻介質，流體不汽化和不結晶。
伴熱介質的導入和導出連接,標準型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法蘭,其它的法蘭規格連接可與生產廠標明,夾套的壓力等級為1.6MPa.
夾套型流量計結構見FA標準型流量計法蘭、外形尺寸圖。
4、高壓型結構(Y型)
高壓型結構用于被測介質壓力大于標準的壓力等級的流量測量。目前FFM64系列的zui高壓力可以達到32MPa。另外高壓型流量計可提供內置磁過濾器型，安裝高度均為350mm。FA、FB和FC型zui大壓力為10MPa。
八、轉換指示器：
轉換器實際上是將錐管內浮子的高度轉換成所對應的體積流量的刻度。從輸出信號來分：有就地顯示型和遠傳信號輸出型：
1、就地顯示型：由就地指示器中的隨動磁鋼與浮子內磁鋼耦合，而發生轉動，同時電動指針通過刻度盤指示出此時流量
2、智能遠傳型，由智能型指示器中的隨動磁鋼與浮子內磁鋼耦合，而發生轉動，同時帶動傳感磁鋼及指針，通過一個磁傳感器將磁場變化轉化成電信號，經A/D轉換，數字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來顯示出瞬時流量及累積流量大小。（如下圖所示）
九、在安裝時應遵循以下步驟：
1、金屬管浮子流量計在安裝到工藝管道之前，應拆卸所有安裝并檢查有沒有運輸損壞；
2、金屬管浮子流量計為防止在運輸途中,指示器中裝有固定指針的橡皮筋,接線前應打開指示器左蓋把它輕輕取走，不要指針位置變化；
3、打開指示器右蓋，電纜線穿過電纜引入裝置后，按旋轉角變送器的接線圖接線后，旋緊壓螺母，使電纜固定，然后旋緊左右蓋的緊固螺釘，使指示器防水防塵；
4、儀表的上下游管道應與儀表的口徑相同,連接法蘭或螺紋應與儀表的法蘭和螺紋匹配，儀表上游直管段長度應保證是儀表公稱口徑的5倍，下游直管段長度h2不少于250mm；
5、由于儀表的測量機構采用的是磁傳遞，所以為了保證浮子流量計的性能，傳感器的安裝周圍至少100mm處，不允許有鐵磁性物質存在；
6、儀表安裝前,工藝管道應進行吹掃，防止管道中滯留的鐵磁性物質附著在儀表里，影響儀表的性能，甚至會損壞儀表.如果不可避免，應在儀表的入口安裝磁過濾器；
7、測量氣體的儀表,是在特殊壓力下的校準,如果氣體在儀表的出口直接排放到大氣，將會在浮子處產生壓降,并引起數據失真。如果是這樣的工況條件，應在儀表的出口安裝一個閥門，以便能對所需流量值進行設定，當浮子上維持標校壓力時，氣體將在閥門處膨脹；
8、儀表的安裝形式分為垂直安裝和水平安裝，如果是垂直安裝形式，應保證儀表的直度優于1%；如果是水平安裝形式應保證儀表的水平度優于1%；
9、安裝在管道中的儀表不應受到應力的作用，儀表的出口和入口應有合適的管道支撐,可以使儀表處于zui小應力狀態；
10、產品與計算機等相關聯進行標校等操作時，必須在安全場所進行。
十、安裝注意事項：
1．安裝前，管道應進行吹掃，防止雜質損壞儀表。為保證儀表的正常使用，*在儀表的入口安裝磁過濾器；
2．測量容易結晶的介質，應使用帶夾套保溫型的類型；
3．水平安裝和垂直安裝時傾斜角度不能超過2°；
4．測量管道內不允許有磁性物質存在；
5．上下游管道應該與流量計口徑相同，盡量保證前面5倍的管徑長度，后面2倍的管徑長度；
6．防腐型內襯四氟的流量計，安裝時不能用力過猛，以免損壞四氟襯里；
7．安裝時避免流量計受到應力的作用，注意排除外力干擾；
8．帶液晶顯示的流量計避免陽光的直接照射，以免影響流量計使用壽命；
9．對安裝在管道末端的金屬管浮子流量計，應在流量計的后面安裝閥門，以增加背壓，避免流量計讀數偏低現象的出現。
