浮子流量計(jì),又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì),是變面積式流量計(jì)的一種,在一根由下向上擴(kuò)大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動(dòng)力承受的,從而使浮子可以在錐管內(nèi)自由地上升和下降。
浮子流量計(jì)是僅次于差壓式流量計(jì)應(yīng)用范圍*寬廣的一類流量計(jì),特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期,日本、西歐、美國(guó)的該儀表的銷售金額占流量?jī)x表的15%～20%。我國(guó)1990年的產(chǎn)量在12～14萬(wàn)臺(tái),其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計(jì)。
浮子流量計(jì)—基本原理
浮子流量計(jì)的流量檢測(cè)元件是由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐管軸上下移動(dòng)的浮子組所組成。工作原理如圖1所示，被測(cè)流體從下向上經(jīng)過(guò)錐管1和浮子2形成的環(huán)隙3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之減少，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(guò)的流量有對(duì)應(yīng)關(guān)系。
浮子流量計(jì)—特點(diǎn)
① 玻璃錐管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,缺點(diǎn)是耐壓力低,有玻璃管易碎的較大風(fēng)險(xiǎn)。
② 適用于小管徑和低流速。
③ 壓力損失較低。
④ 浮子流量計(jì)使用于小管徑和低流速。常用儀表口徑40-50mm以下，*小口徑做到1.5-4mm。
⑤ 浮子流量計(jì)可用于較低雷諾數(shù)，選用粘度不敏感形狀的浮子，流通環(huán)隙處雷諾數(shù)只要大于40或500，雷諾數(shù)變化流量系數(shù)即保持常數(shù)，亦即流體粘度變化不影響流量系數(shù)。這數(shù)值遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)孔板等節(jié)流差壓式儀表*低雷諾數(shù)104-105的要求。
⑥ 大部分浮子流量計(jì)沒(méi)有上游直管段要求，或者說(shuō)對(duì)上游直管段要求不高。
⑦ 玻璃管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。只有在現(xiàn)場(chǎng)指示流量者使用方便，缺點(diǎn)是有玻璃管易碎的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是無(wú)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)浮子用于氣體。
⑧ 大部分浮子流量計(jì)只能用于自下向上垂直流的管道安裝。
⑨ 使用流體和出廠標(biāo)定流體不同時(shí)，要作流量示值修正。液體用浮子流量計(jì)通常以水標(biāo)定，氣體用空氣標(biāo)定，如實(shí)際使用流體密度、粘度與之不同，流量要偏離原分度值，要作換算修正。
浮子流量計(jì)—安裝使用注意事項(xiàng)
① 儀表安裝方向
絕大部分浮子流量計(jì)必須垂直安裝在無(wú)振動(dòng)的管道上，不應(yīng)有明顯的傾斜，流體自下而上流過(guò)儀表。浮子流量計(jì)中心線與鉛垂線間夾角一般不超過(guò)5度，如果θ＝12°則會(huì)產(chǎn)生１％附加誤差。儀表無(wú)嚴(yán)格上游直管段長(zhǎng)度要求，但也有制造廠要求（2-5）D長(zhǎng)度的，實(shí)際上必要性不大。
② 用于污臟流體的安裝：應(yīng)在儀表上游裝過(guò)濾器。
③ 脈動(dòng)流的安裝
流動(dòng)本身會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)，如擬裝儀表位置的上游有往復(fù)泵或調(diào)節(jié)閥，或下游有大負(fù)荷變化等，應(yīng)改換測(cè)量位置或在管道系統(tǒng)予以補(bǔ)救改進(jìn)，如加裝緩沖罐；若是儀表自身的振蕩，如測(cè)量時(shí)氣體壓力過(guò)低，儀表上游閥門未全開，調(diào)節(jié)閥未裝在儀表下游等原因，應(yīng)針對(duì)性改進(jìn)克服，或改選用有阻尼裝置的儀表。
④ 擴(kuò)大范圍度的安裝
如果測(cè)量要求的流量范圍度寬，范圍度超過(guò)10時(shí)，經(jīng)常采用２臺(tái)以上不同流量范圍的玻璃管浮子流量計(jì)并聯(lián)，按所測(cè)量擇其一臺(tái)或多臺(tái)儀表串聯(lián)，小流量時(shí)讀取下流量范圍儀表示值，大流量時(shí)讀取大流量?jī)x表示值，串聯(lián)法比并聯(lián)法操作簡(jiǎn)便，無(wú)需頻繁啟閉閥門，但壓力損失大。也可以在一臺(tái)儀表內(nèi)放兩只不同形狀和重量的浮子，小流量時(shí)取輕浮子讀數(shù)，浮子到頂部后取重浮子讀數(shù)，范圍度可擴(kuò)大到50-100。
⑤ 要排盡液體用儀表內(nèi)的氣體
⑥ 流量值作必要換算
若非按使用密度、粘度等介質(zhì)參數(shù)向制造廠專門定制的儀表，液體用儀表通常以水標(biāo)定流量，氣體儀表用空氣標(biāo)定，定值在工程標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。使用條件的流體密度、氣體壓力溫度與標(biāo)定不一致時(shí)，要做必要換算。換算公式和方法各制造廠使用說(shuō)明書里都有詳述。
⑦ 浮子流量計(jì)的校驗(yàn)和標(biāo)定
浮子流量計(jì)的校驗(yàn)和標(biāo)定液體常用標(biāo)準(zhǔn)表法、容積法和稱量法；氣體常用鐘罩法，小流量用皂膜法。
國(guó)外有些制造廠的大宗產(chǎn)品已做到干法標(biāo)定，即控制錐形管尺寸和浮子重量尺寸，間接地確定流量值，以降低成本，只對(duì)高精度儀表才作實(shí)流標(biāo)定。國(guó)內(nèi)也有些制造廠嚴(yán)格控制錐形管起始點(diǎn)內(nèi)徑和錐度以及浮子尺寸，實(shí)流校驗(yàn)只起到檢查錐形管內(nèi)表面質(zhì)量。這類制造廠生產(chǎn)的儀表、錐形管和浮子已做成互換，無(wú)需成套更換。
浮子流量計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)表法校驗(yàn)是一種高效率方法，各制造廠參與了應(yīng)用。有些制造廠將某量范圍的標(biāo)準(zhǔn)表制成數(shù)段錐度較小的玻璃管浮子流量計(jì)，擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)表表尺長(zhǎng)度，提高標(biāo)準(zhǔn)表精度，使校驗(yàn)標(biāo)定工作做到高精度高效率。
