浮子流量計的結構分類

浮子流量計的基本結構由錐形管和浮子組成。除這兩個主要部件外，還有基座、襯套及密封填料等組成部分;對于金屬管浮子流量計還有傳感部分和轉換顯示部分。圖5-3所示為浮子流量計的典型結構。根據流量計的類型和用途不同，浮子流量計的結構還存在很大差異。尤其是隨著微處理機應用的深人發展，使得傳統的浮子流量計在結構上起了很大的變化，國外已出現了全數字顯示的智能浮子流量汁。

根據用戶的不同用途和使用場合，浮子流量計可以分成很多種類型。

按錐形管材料可以分成透明錐管浮子流量計和金屬管浮子流量計。

(1)透明錐管浮子流量計   透明錐管材料用得最多的是玻璃，稱玻璃浮子流量計。由于玻璃強度低，如果無導向桿結構，則玻璃錐管容易被擊破，所以為適應各種需要，錐管還有用透明的工程塑料如聚苯乙烯、聚碳酸醋、有機玻璃等材料制成。這些材料不但具有不宜被擊碎的優點，還有其他一些優點，如聚苯乙烯有一定程度的耐氟氣、氫氟酸的腐濁等，這些都是玻璃所不具備的。對有特殊要求的，還可有用石英錐管。

錐管的內表面除了光滑的圓錐面外，還可以做成帶導向棱筋或使用三角形截面，如圖5-4所示，這樣做的好處是不僅起到了導向桿的作用，而且使浮子的讀數位置(即最大直徑處〕和錐管避面的距離很近，對透明度不高的液體介質也可能觀察到浮子的位置。

(2)金屬錐管浮子流量計   金屬錐管浮子流量計的錐管用金屬制成，與玻璃浮子流量計相比，可用于較高的介質溫度和壓力。金屬錐管可以和流量計殼體做成一體結構，也可以做成錐管套入殼體的分離結構，調用不同錐度的錐管就可以改變流量計的規格，比較靈活方便。

按流里計輸出信號可以分成就地指示型和遠傳型兩類，遠傳型又可分成電遠傳和氣遠傳兩種。

(1)就地指示型浮子流量計   就地指示型浮子流量計主要用在只需現場觀察流量值，不需記錄、累積和控制的場合。玻璃浮子流量計均屬就地指示型儀表，但也有一些儀表以就地指示為主，裝上電接點開關，作流量上下限報警信號輸出。

部分金屬管浮子流量計也做成就地指示型儀表，它將浮子的位移通過磁藕合傳出，經四連桿機構帶動指針指示流最值。壓力高達25 - 30MPa的吹流型金屬管浮子流量計也是一種就地指示型儀表，它直接從殼體外跟隨浮子移動的磁環位置讀取流量值。

(2)遠傳型浮子流量計   遠傳型浮子流量計一般都是金屬管浮子流量計。儀表的轉換部分將浮子的位移量轉換成電流或電壓等模擬量輸出。圖5-5所示是在就地指示的基礎上，再通過四連桿機構帶動差動變壓器，將浮子的位移信號轉換成差動變壓器鐵芯的位移，或與差動儀配套進行流量顯示，或將此差動信號轉換成0 -10mA或4--4OmA電流輸出，與電動單元組合儀表配套，實現流量的指示和控制。也可將這些信號送給計算機，經處理以顯示瞬時流量和累積流量。

當被測流體自下而上流過錐管時，浮子升起的高度通過磁鋼1, 2耦合而傳給四連桿機構，經四連桿機構9, 10, 11的調整，使指針12及連桿3具有與流量呈線性的位移，再通過第二套四連桿機構3, 4, 5帶動鐵芯6相對差動變壓器7產生位移，所產生的差動電勢經過轉換器8轉換成標準電流信號輸出。

電遠傳浮子流量計又分普通型和防爆型兩種。

氣遠傳浮子流量計與電遠傳浮子流量計的結構相似，只是遠傳信號不用電信號而用20--100kPa的氣壓信號。由于輸出為標準氣壓信號，所以適用于易爆的工藝流程，并可與QDZ氣動單元組合儀表配套使用進行流量側量和控制。

按被測流體可分為液體、氣體和蒸汽用浮子流量計。液體和氣體用浮子流量計，在結構上都是通用的。由于國內專業標準規定流量上限有系列值，所以同一浮子流量計如果測量液體時滿足流量系列值，那么測量氣體時往往不能滿足系列值要求。所以國內產品一般為液體和氣體分別設計錐管和浮子。

測量蒸汽只能用專門設計的金屬管浮子流量計，往往在浮子的延伸桿上直接裝上阻尼組件以減少浮子的跳動。

按流量計用途可以分成普通型，防爆型，夾套保溫型，耐腐型和吹流型等幾種。

(1)普通型浮子流量計   應用最為廣泛，約占浮子流量計的90%以上、主要用途是:口徑6-l0mm以下的玻璃浮子流量計常用于環保、分析儀器上作大氣、水等取樣量的測量，電纜中保護用的惰性氣體泄漏量的監測等;口徑在15mm以上的玻璃浮子流量計廣泛應用于電力、石化、冶金輕工及醫藥等工業企業和公用事業只需就地指示的場所;金屬管浮子流量計用于工業企業中的流程控制系統以及溫度、壓力較高，玻璃浮子流量計不能使用的只需就地指示的場所。

(2)防爆型電遠傳浮子流量計   用于有爆炸性氣體或粉塵時的場所。這種儀表有隔爆型結構和本質安全型結構兩種類型。

(3)夾套保溫型浮子流量計   用于需要保溫的場合。當管路中溫度高于室溫的流體因流過儀表，溫度下降產生凝固或結晶而引起浮子動作不良，或因溫度變化而使流體粘度有顯著變化影響測量時.都對流量計有保溫的要求，應選用夾套保溫型浮子流量計。

(4)耐腐型浮子流量計   用于腐蝕性介質的流量測量。普通型金屬管浮子流量計由耐酸鋼制成，玻璃浮子流量計與介質接觸的零部件大部分由耐酸鋼成工程塑料制成，它們及玻璃錐管等都有一定的耐腐蝕性，但耐腐蝕介質的范圍較窄。耐腐型金屬管浮子流量計和耐腐型玻璃浮子流量計與被測介質接觸的零部件如支架、浮子、錐管、導桿、基座內腔等都用耐腐蝕性很好的材料如聚四氟乙烯F4,氟塑料F40, F46等制成，幾乎可耐所有介質腐蝕。

(5)吹流型浮子流量計   是一種專門用途的儀表，常用于測量容器內液位或密度時，或以差壓法側量管道臟污流體流量時.測量或控制吹流到容器或差壓引壓管的氣體(或液體)流量。流體一般都為空氣或水。流量一般較低，空氣為20 -- 300OL/h，水為0.3--100L/h，精確度要求也不高。

按被測流體通過流量計的量可分為全流型和分流型兩類。

(1)全流型浮子流量計   是被測流體全部流過流量計的儀表，一般的浮子流量計都是全流型的。

(2)分流型浮子流最計  相對于全流型，只有部分被測流體流過浮子流量計。一般分流型儀表由裝在主管道上的標準孔板(或均速管)和小口徑玻璃浮子流量計組合而成，應用子管徑較大，又只需就地指示的場所，價格低廉，如圖5-6所示。

分流型浮子流量計在結構上分為分離型和一體型兩種。分離型在主管道上裝孔板.用分流管連接到分裝的浮子流量計。主管道通常用子50 -300mm的管徑，孔板的直徑比β在0.3-0.7之間，差壓△p在0.6--lOkPa之間，浮子流量計的口徑通常為10一25mm。一體型將孔板和浮子流量計一起組裝在帶有法蘭的短管上，直接裝到待測管道，分別有適用于水平和垂直管道的兩種結構，安裝方便。

還有一種用于清潔流體的稱為“雙函道自動切換玻璃浮子流量計”一體型分流儀表，在雙浮子的錐形管外，同心地套上透明管組成外函道。在小流量時，外函道為儀表內閥關閉，從內函道輕重兩浮子分段讀取流量示值;大流量時活門被打開，部分流體被外函道分流，仍讀取兩浮子已擴大數倍的流量值，范圍度可擴大到750:1。

按有無微處理器可分為傳統型和智能型浮子流量計。

傳統型浮子流量計如前所述，有各種不同類型流量計。

智能型浮子流量計采用微處理器控制全數字顯示，具有顯示瞬時流量、累積流量，標準電信號輸出，報警觸點輸出等功能。其結構原理如圖5-7所示。

當浮子在某一位置平衡時，焊在浮子殼體內的磁體放射出磁力線，雙霍爾磁場傳感器測量磁場的垂直分量和水平分量，磁場的夾角決定了浮子在錐管中的位置，這種固態測量系統消除了伴隨常規磁指示而存在的機械遲滯難題。測量結果與磁場標定檢查表和流量數據比較，儲存在微處理器的存儲器中。瞬時流量用內插法精確導出.微處理器將瞬時流量轉換成正確的工程單位在液晶板上顯示。必要時，微處理器還可調整顯示指示和4---2OmA輸出，設定報警狀態等。

流量汁前面板的按鈕鍵盤.可用來設定報警點，調整累加器零點，選擇瞬時還是累積顯示，設置顯示單位，進行零點、滿度和時間常數的調整，甚至可重新刻度流量計以適應過程工況條件的變化。

這種智能浮子流量計口徑為15 -150mm，范圍度一般可達10:1,測量精度一般可達±1%FS。

按與管道的連接方式，玻璃浮子流量計常見的有三種連接方式。

(1)軟管連接方式   常用于口徑10mm以下的儀表和工作壓力較低的場所。

(2)螺紋連接方式   一般用于口徑40mm以下的儀表，使用范圍不太廣。

(3)法蘭連接方式   常用于口徑15--100mm范圍的儀表，應用最為普遍。

金屬管浮子流量計一般都用法蘭連接方式。