金属管浮子流量计的结构原理及安装注意事项

金属管浮子流量计用于封闭管道中液体、气体或蒸汽的流量测量，在过程控制中的广泛应用，特别适合中小流量的控制和测量。它是由锥管、浮子、指示器、转换器组成。流体流进锥管浮子上升，其升力M与重力G平衡时，浮子的位移通过磁钢传递给指示器就地指示流量或再由转换器转换成相应的电信号（二线制4-20mA，三线制0-10mA，四线制4-20mA、0-20mA）。
 

金属管浮子流量计结构原理图如图1所示。其中，传感器由一个锥形管、一个置于锥形管内可以上下自由移动的浮子（内嵌磁钢）组成，虚线部分为信号处理单元。

根据流量方程式的推导，可得体积流量公式

    其中，Qv— 体积流量；a— 流量系数；DD—标尺零点处锥形管直径；h— 浮子位置；φ— 锥形管锥半角；Vf— 浮子体积；ρf— 浮子材料密度；Sf— 浮子垂直于流向的最大截面积。从流量公式（1）可见，实现流量测量的精度决定于浮子高度的准确测量。

为了能让金属管浮子流量计正常工作且能达到一定的测量精度，在安装流量计时要注意以下几点：

• 必须垂直安装在无振动的管道上。流体自下而上流过流量计，且垂直度优于2°，水平安装时水平夹角优于2°；
• 为了方便检修和更换流量计、清洗测量管道，安装在工艺管线上的金属管浮子流量计应加装旁路管道和旁路阀；
• 金属管浮子流量计入口处应有5倍管径以上长度的直管段，出口应有250mm直管段；
• 如果介质中含有铁磁性物质，应安装磁过滤器；如果介质中含有固体杂质，应考虑在阀门和直管段之间加装过滤器；
• 当用于气体测量时，应保证管道压力不小于5倍流量计的压力损失，以使浮子稳定工作；
• 为了避免由于管道引起的流量计变形，工艺管线的法兰必须与流量计的法兰同轴并且相互平行，管道支撑以避免管道振动和减小流量计的轴向负荷，测量系统中控制阀应安装在流量计的下游；
• 测量气体时，如果气体在流量计的出口直接排放大气，则应在仪表的出口安装阀门，否则将会在转子处产生气压降而引起数据失真；
• 安装PTFE衬里的仪表时，法兰螺母不要随意不对称拧得过紧，以免引起PTEF衬里变形；
• 带有液晶显示的仪表，要尽量避免阳光直射显示器，以免降低液晶使用寿命；带有锂电池供电的仪表，要尽量避免阳光直射、高温环境（≥65℃）以免降低锂电池的容量和寿命。