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-1-金属管浮子流量计的结构原理详解金属管浮子流量计计接受任用可变面积式测量原理，实用于测量液体，气体。金属浮子流量计的流量检测元件是由一根自下朝上扩充的意思在同一平面内锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。工作原理如图1所示，被测流体从下朝上走过锥管1和浮子2变化而成的环隙3时，浮子上下端出现新事物差压变化而成浮子提升的力，当浮子所受提升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便提升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速马上下落，浮子上下端差压降下，影响于浮子的提升力亦随着出局，一直到提升力相等浸在流体中浮子重量时，浮子便无变动在某一高度。浮子在锥管中高度和经过的流量有对照关系。体积流量Q的基本方程式为(1)当浮子为非实芯空心结构（放承重调节整理量）时，则(2)式中α——计量表的流量系数，因浮子形状而异；ε——被测流体为气体时气体膨化系数，经常因由此系数校对量很小而被省略，且经过校检已将它含有在流量系数内，如为液体则ε=1；△F——畅通环形面积，m2；g——当地重力提速度，m/s2；Vf——浮子体积，如有延展体亦应含有，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（最大直径）处的横截面积，m2；Gf——浮子质量，kg。畅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，普通不能省略此非线性关系，只需在圆锥角很小时，才可视为好像线性。m2(3)式中d——浮子最大直径（即工作直径），m；h——浮子从锥管内径相等浮子最大直径处提升高度，m；β——锥管的圆锥角；a、b——常数。口径15-40mm透明锥形管浮子流量计典型结构如图2所示。透明锥形管4用得最大多是由硼硅玻璃制成，习惯简称玻璃管浮子流量计。流量分度了然刻在锥管4外壁上，也有在锥管旁另装分度标尺。锥管内腔有圆锥体平展滑亮面和带方向棱筋（或平面）两种。浮子在锥管内自由移动，或在锥管棱筋方向下移动，较大口平展滑亮面内壁计量表还有接受任用导杆方向。图3是直角型安置方式金属管浮子流量计典型结构，经常实用于口径15-40mm以上计量表。锥管5和浮子4组成流量检测元件。套管（图3未表现出来）内有导杆3的延展部分，经过磁钢电网络的输入等方式，将浮子的位移传给套管外的转化部分。转化部分有现在就指明和远传信号送出两大类型。除直角安置方式结构外还有进出去的门口中线与锥管一条心的直通型结构，经常用于口径小于10-15mm的计量表。政府对金属管浮子流量计产品的支持力度加大政府对金属管浮子流量计产品的支持力度加大，金属管浮子流量计的产值已经超过其他产品的产值,成为仪表行业的主流产品。2012年国内的金属管浮子流量计产品仍继续处于发展期。据中国金属管浮子流量计行业协会最新统计数据,2007年1~5月份金属管浮子流量计行业的产值达到1040亿元,同比增长28%；销售收入达981亿元,同比增长28.1%；利润达68亿元,同比增长44.5%。经有关人士预测,2012年下半年的仪表行业增长率仍将处于高位运行,最低也会保持去年的发展速度,甚至增长幅度还可能高于去年2~4个百分点。至此,金属管浮子流量计行业已经连续六年保持了经济高位运行的态势。这与我们去年的预计有些偏差。我们原来预计今年的增长率会有所下降,但从目前的情况看来,仪表行业的增长速度并没有放缓。专业人士认为主要有两方面原因,一方面是国家的经济仍处于高位运行；按照过去的经验,如果GDP的增长在10%以上时,仪表行业的增长率则在26%~30%之间。另外一方面是国家宏观调控对仪表行业的影响有一个滞后期,仪表往往在工程的后期才交付使用,因此,因宏观调控政策而减少的投资对今年仪表行业的影响不会太大。不过,尽管2011年的仪表行业仍然延续了以往快速发展的态势,但也表现出一些与过去不同的新动向。外企调整在华投资战略，外资金属管浮子流量计企业开始改变原来以独资形式为主的投资方式。-2-其实,外企收购国内的优秀企业并不容易。目前,政府对金属管浮子流量计产品的支持力度越来越大,仅去年和今年上半年,科技部已设立了6个关于仪表的研究课题,政府财政支持超过1亿元。这种史无前例的支持力度,让国内优秀的仪表制造企业有了更为广阔的发展空间。这种变化主要表现在两方面,一是开始着力收购兼并国内优秀的生产企业,二是委托生产比例不断上升。近一两年,外资企业广泛与国内的优秀企业接触,提出收购意向。不过成功的并不多。至今为止,国内仪表行业的知名企业只有新华公司部分被GE收购。但据知情人士认为,这起收购案并没有给被收购后的新华带来突飞猛进的发展。2012年上半年仪表行业有一个明显的特点,即低附加值的产品增长速度明显下降。1-5月份电工仪表的产值增长率仅为18.8%,明显低于行业28%的增长率。金属管浮子流量计工作原理被测介质自下而上流经测量管时，浮子上下端产生差压形成上升力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速迅速下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力随着减小，直到上升力与浸在流体中浮子重量平衡时，浮子便稳定在第一位置，浮子位置的高低即对应着被测介质流量的大小。浮子内置磁钢，在浮子随介质上下移动时，磁场随浮子的移动而变化。通过一个磁传感器将磁场变化转化成电信号，经模数变换，数字滤波，温度补偿，微处理器处理，数模转换，液晶显示，开关控制输出，来显示出瞬时流量和累积流量大小并加以控制。针对金属管浮子流量计出现的故障及解决方案几种常见故障一、指针抖动：1．轻微指针抖动：一般由于介质波动引起。可采用增加阻尼的方式来克服。2．中度指针抖动：一般由于介质流动状态造成。对于气体一般由于介质操作压力不稳造成。可采用稳压或稳流装置来克服或加大浮子流量计气阻尼。3．剧烈指针抖动：主要由于介质脉动，气压不稳或用户给出的气体操作状态的压力、温度、流量与浮子流量计实际的状态不符，有较大差异造成浮子流量计过量程。二、指针停到某一位置不动主要原因是浮子流量计的浮子卡死。一般由于浮子流量计使用时开启阀门过快，使得浮子飞快向上冲击止动器，造成止动器变形而将浮子卡死。但也不排除由于浮子导向杆与止动环不同心，造成浮子卡死。处理时可将仪表拆下，将变形的止动器取下整形，并检查与导向杆是否同心，如不同心可进行校正，然后将浮子装好，手推浮子，感觉浮子上下通畅无阻卡即可，另外，在浮子流量计安装时一定要垂直或水平安装，不能倾斜，否则也容易引起卡表并给测量带来误差。三、测量误差大1．安装不符合要求对于垂直安装浮子流量计要保持垂直，倾角不大于20度对于水平安装浮子流量计要保持水平，倾角不大于20度浮子流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体。安装位置要远离阀门变径口、泵出口、工艺管线转弯口等。要保持前5D后250mm直管段的要求。-3-2．液体介质的密度变化较大也是引起误差较大的一个原因。由于仪表在标定前，都将介质按用户给出的密度进行换算，换算成标校状态下水的流量进行标定，因此如果介质密度变化较大，会对测量造成很大误差。解决方法可将变化以后的介质密度带入公式，换算成误差修正系数，然后再将流量计测出的流量乘以系数换成真实的流量。3．气体介质由于受到温度压力影响较大，建议采用温压补偿的方式来获得真实的流量。4．由于长期使用及管道震动等多因素引起浮子流量计传感磁钢、指针、配重、旋转磁钢等活动部件松动，造成误差较大。解决方法：可先用手推指针的方式来验证。首先将指针按在RP位置，看输出是否为4mA，流量显示是否为0%，再依次按照刻度进行验证。若发现不符，可对部件进行位置调整。一般要求专业人员调整，否则会造成位置丢失，需返回厂家进行校正。四、无电流输出1．首先看接线是否正确。2．液晶是否有显示，若有显示无输出，多为输出管坏，需更换线路板。3．丢失标校值。由于E2PROM故障，造成仪表标定数据丢失，也会引起无输出电流，电流会保持不变。解决办法：可用数据恢复操作，如果不起作用，可先设定密码2000中的数据，再设定密码4011中数据，方法是用手推指针标定从RP至100%中的数据。五、无现场显示1．检查接线是否正确。2．检查供电电源是否正确。3．将液晶模块重新安装，检查接触不实。4．对于多线制供电方式检查12、13端子是否接电流表或短路。六、现场液晶总显示0或满量程1．检查2000密码中设定量程、零点参数。要求ZERO要小于SPAN的值，两值不能相等。2．检查采样数据是否上来，用手推指针看采样值变化，若无变化，一般为线路板采样电路故障，需更换线路板。七、报警不正确1．检查偏差设定d值不能太大。2．FUN功能中，逻辑功能是否正确。HA-A表示上限正逻辑。LA-A表示下限正逻辑。3．检查SU中报警值设定大小。4．若液晶条码指示正确，输出无动作，可检查外部电源及外部电源的负极是否与仪表供电的负极相连。5．线路板故障，更换线路板。八、累积脉冲输出不正确1．检查选择累积脉冲输出的那一路报警值是否设为零。2．线路板故障，更换线路板。金属管浮子流量计的常见故障金属管浮子流量计采用可变面积式测量原理，适用于测量液体，气体。全金属结构，有指示型、电远传型、耐腐型、高压型、夹套型、防爆型。具有0-10mA，4-20mA的标准模拟量信号输出和现场指示。累积，数字通讯，现场修改测量参数，不同的供电方式功能，带有磁性过滤器和特殊规格品种。广泛应用于，石油、化工、发电、制药、食品、水处理等。复杂，-4-恶劣环境条件，及各种介质条件的流量测量过程中。金属管浮子流量计的常见故障：一、指针抖动：1．轻微指针抖动：一般由于介质波动引起。可采用增加阻尼的方式来克服。2．中度指针抖动：一般由于介质流动状态造成。对于气体一般由于介质操作压力不稳造成。可采用稳压或稳流装置来克服或加大浮子流量计气阻尼。3．剧烈指针抖动：主要由于介质脉动，气压不稳或用户给出的气体操作状态的压力、温度、流量与浮子流量计实际的状态不符，有较大差异造成浮子流量计过量程。二、指针停到某一位置不动主要原因是浮子流量计的浮子卡死。一般由于浮子流量计使用时开启阀门过快，使得浮子飞快向上冲击止动器，造成止动器变形而将浮子卡死。但也不排除由于浮子导向杆与止动环不同心，造成浮子卡死。处理时可将仪表拆下，将变形的止动器取下整形，并检查与导向杆是否同心，如不同心可进行校正，然后将浮子装好，手推浮子，感觉浮子上下通畅无阻卡即可，另外，在浮子流量计安装时一定要垂直或水平安装，不能倾斜，否则也容易引起卡表并给测量带来误差三、测量误差大1．安装不符合要求对于垂直安装浮子流量计要保持垂直，倾角不大于20度对于水平安装浮子流量计要保持水平，倾角不大于20度浮子流量计周围100mm空间不得有铁磁性物体。安装位置要远离阀门变径口、泵出口、工艺管线转弯口等。要保持前5D后250mm直管段的要求。2．液体介质的密度变化较大也是引起误差较大的一个原因。由于仪表在标定前，都将介质按用户给出的密度进行换算，换算成标校状态下水的流量进行标定，因此如果介质密度变化较大，会对测量造成很大误差。解决方法可将变化以后的介质密度带入公式，换算成误差修正系数，然后再将流量计测出的流量乘以系数换成真实的流量。3．气体介质由于受到温度压力影响较大，建议采用温压补偿的方式来获得真实的流量。4．由于长期使用及管道震动等多因素引起浮子流量计传感磁钢、指针、配重、旋转磁钢等活动部件松动，造成误差较大。解决方法：可先用手推指针的方式来验证。首先将指针按在RP位置，看输出是否为4mA，流量显示是否为0%，再依次按照刻度进行验证。若发现不符，可对部件进行位置调整。一般要求专业人员调整，否则会造成位置丢失，需返回厂家进行校正。四、无电流输出1．首先看接线是否正确。2．液晶是否有显示，若有显示无输出，多为输出管坏，需更换线路板。3．丢失标校值。由于E2PROM故障，造成仪表标定数据丢失，也会引起无输出电流，电流会保持不变。解决办法：可用数据恢复操作，如果不起作用，可先设定密码2000中的数据，再设定密码4011中数据，方法是