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电远传浮子流量计结构的改进
发布时间:2018-11-16

  电远传浮子流量计的感受部件是浮子及与其相连接的铁芯。浮子在锥形管中的高度随着一定范围的流量变化而变化,铁芯垂直固定在浮子中心,通过电磁感应反应出浮子的高度以测量流量(见图1)。
电远传浮子流量计原理图
  这种结构的铁芯固定在浮子上面,浮子的最大截面处为浮子的受力面,因此浮子的重心是在浮子的上方,这徉浮子在流体中的运动处于不稳定平衡状态。为了使浮,子能在锥形管中心上下运动,过去采用导向的方法,铁芯沿导向柱中心孔作上下垂直运动(见图2)。
这种方法的缺点是:
(1)由于铁芯在导向孔中上下移动,铁芯与导向孔间间隙很小,因此产生一定的摩擦阻力,使测量精度受影响,流体中属尔有杂质及粘滞性物质即容易使铁芯在导向孔中“卡死气使流盗计失效。
(2)由于导向柱安装在流体通路中,流体受到寻向柱及其横挡的节流作用,影响浮子与锥形管间的流通截面。
从图3可以看出,浮子在h处的流通截面为

式中
Dh、—高度h处锥形管的截面积
Dt—浮子的最大截面积
当浮子升至导向柱横挡处,其流通截面为

式中S′—导向柱横挡影响流通载面部分因此,当浮子上升到一定高度(ho)后,使得
Sho=SH
  此后,浮子处于不稳定状态,浮子会自动上升直至被导向柱挡住。由此可见,由于导向柱的影响,使锥形管上部高于h。处的一段不能用,影响流量测量约上限范围。使用中发现,当浮子升到一定高度(瑞)后,浮子会自动“漂”到锥形管的顶端,并且不降下来,除非减小流量直至小于Qho。这对操作是很不利的,流量不稳定时,情况更糟。图4为该流量计的流量曲线,在高度大于ho后为二次曲线,流量计浮子处于不稳定状态。
电远传浮子流量计流量曲线图
  为了解决由于导向柱的存在所产生的问题,设计一种转动式的浮子(见图5)。一个有倾斜侧面的金属圆盘(浮子),其侧面刻上斜槽,将铁芯固定在浮子下面,并在铁芯下端装上一个平衡重锤。除铁芯为铁磁性材料制成外,浮子与平衡重锤都为无磁性不锈钢制成。当流体通过时,浮子受流体作用稳定地转动起来。平衡重锤在整冷流量范围内都在直管段中运动,其直径远小于浮子截面的直径,不会影响浮子与锥管之间的流通截面。限制俘子逸出流量计外面的方法是用一个顶针装置(见图6),由于固定顶针的部分已在测量管段之外,不会影响俘子在流体中的运动。

从上面分析可以看出,改进后的流量计,其结构是合理的。其优点正好克服了原来结构(导向柱)的缺点:
(1)浮子在流体中作稳定的转动,使浮子保持在锥形管的中央位置,消除浮子与管壁的直接摩擦,提高了测量的线性及精度。这在流量下限比较明显。
(2)由于浮子转动,流体中偶有的染质容易从浮子周围带走,不易发生浮子“卡死,现象。
(3)即使在起始流量很小的情况下,浮子也能稳定地转动,因此测量下限可以更低;而测量上限因没有导向柱的影响,浮子不会“漂”上去,测量上限可以扩大。

  改进后的流量计结构如图7所示。浮子在流体中运动时的受力面—浮子的最大截面在浮子的最上部,而铁芯下面的平衡重锤更使浮子重心下移,这是一种稳定的平衡运动。浮子侧面的斜槽使浮子受流体作用时,在流体中稳定的转动起来。在回转体转动轴线与重锤线一致时,回转体有保持自己转动轴线不变的特性。因此浮子在流体中沿流量计中心轴线作稳定的转动,并随流量变化而上下运动。
  采用上述转动式浮子流量计,在使用中取得较满意的效果。图8为实测两条典型的流量曲线。试验介质:水,输出指示:,A,浮子最大直径为功7mm;锥形管长度为40rn幻n,锥度为20:1。曲线(1)为原来结构测得的流量曲线,曲线(2)为改进后转动式浮子的流量计测得的结果。
  以上结果亦可能对其他同类型的金属转子流量计的结构改进产生影响。

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