采用磁平衡結(jié)構(gòu)的金屬管浮子流量計

1、概述

金屬管浮子流量計又可稱為可變面積式流量計， 它是一種常用的檢測小流量、 低流速流量檢測儀表， 具有壓損小、 檢測范圍大 （量程比 10:1 ） 、 使用方便、 可靠性強等特點。金屬管浮子流量計有就地顯示型和智能遠傳型兩種， 帶有指針顯示， LCD 顯示瞬時流量， 累積流量， 標(biāo)準(zhǔn)的二線制 4-20mA 加載 HART 通信協(xié)議， 還可帶報警輸出， 累積脈沖輸出等多種形式， 為用戶提供了非常廣闊的選擇空間。

多年以來金屬管流量計的憑借著各種優(yōu)良性能和可靠性， 以及較好的性價比廣泛受到了石油、 化工、 鋼鐵、 電力、 冶金、 飲料、 環(huán)保等行業(yè)的青睞。

2、工作原理

被測介質(zhì)自下而上經(jīng)測量管流動時浮子的上下端產(chǎn)生差壓形成向上的升力， 當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量， 浮子便上升， 環(huán)隙面積就隨之增大， 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著減少， 直到上升力等于浸在流體中浮子重量時， 這是金屬管浮子流量計內(nèi)的浮子處于一個相對失重的狀態(tài)， 浮子便隨著介質(zhì)流速的大小 （也就是流量計的流量大小 ） 穩(wěn)定在某一高度。浮子位置的高低即對應(yīng)著被測介質(zhì)流量的大小。 浮子內(nèi)置磁鋼， 在浮子隨介質(zhì)上下移動時， 帶動指示器內(nèi)指針軸上磁鋼旋轉(zhuǎn)， 指針指示的儀表盤的讀數(shù)就是流量計測量的瞬時流量， 指針軸上安裝遠傳用的磁鋼， 通過霍爾元件檢測磁鋼轉(zhuǎn)動的位置變化， 通過線路板轉(zhuǎn)換輸出工業(yè)控制用的 4~20mA 信號， 并對輸出的信號進行累積， 儀表通過 LCD 顯示瞬時和累計流量。

目前市場上生產(chǎn)的金屬管浮子流量計， 均采用磁耦合原理來設(shè)計和生產(chǎn)， 金屬管浮子流量計是通過測量管內(nèi)的浮子(內(nèi)置磁鋼)與變送器內(nèi)磁鋼相耦合， 將垂直的位移通過指針軸上的圓形磁鋼轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)位移。當(dāng)測量管內(nèi)浮子 （內(nèi)置磁鋼 ） ， 上下運動時與指示器內(nèi)磁鋼對它產(chǎn)生一個耦合力，磁耦合力導(dǎo)致浮子導(dǎo)向桿與導(dǎo)向環(huán)、 限位環(huán)之間產(chǎn)生摩擦力，浮子無法在測量管中處于自由運動狀態(tài)， 浮子運動的滯后導(dǎo)致指針軸指示的刻度流量不準(zhǔn)確， 從而影響了儀表的測量精度。

3、產(chǎn)品的研發(fā)

對于 DN15 口徑以下的金屬管浮子流量計， 由于浮子在測量管內(nèi)工作時， 由磁耦合力引起的浮子導(dǎo)向桿與導(dǎo)向環(huán)、 限位環(huán)產(chǎn)生一定的摩擦力， 由于口徑小的金屬管浮子流量計的浮子本身質(zhì)量就很小， 所以這個很小的摩擦力就會降低儀表的測量精度， 金屬管浮子流量計的浮子主要受到以下作用力：浮子重力=流體向上的力+浮力， 磁耦合力， 磁耦合力產(chǎn)生的摩擦力。 正是以上多余的磁耦合力和磁耦合力產(chǎn)生的摩擦力影響了浮子的運動靈活性， 進而影響了儀表的精度。

為了解決這個問題，提高小口徑金屬管浮子流量計的測量精度， 我公司在產(chǎn)品設(shè)計中采用了磁平衡結(jié)構(gòu)， 具體實施措施如下： 在指示器另一邊安裝一個與指示器內(nèi)結(jié)構(gòu)相同的磁鋼， 抵消對面的磁耦合力， 也就去除了浮子導(dǎo)向桿與導(dǎo)向環(huán)、 限位環(huán)之間產(chǎn)生摩擦力，使浮子在測量管中處于磁平衡狀態(tài)，有效的提高了產(chǎn)品測量精度，金屬管浮子流量計的浮子主要受到以下作用力：浮子重力=流體向上的力+浮力， 磁耦合力=磁耦合力。由于浮子兩面都放置了同樣大小的磁鋼， 磁耦合力得到了平衡， 金屬管浮子流量計內(nèi)的浮子就去掉了磁耦合力產(chǎn)生的摩擦力， 去掉了影響儀表精度的摩擦力， 儀表精度也就得到了相應(yīng)的提高。

由于我公司在小口徑的金屬管浮子流量計中采用了新式的磁耦合結(jié)構(gòu)磁平衡結(jié)構(gòu)， 使該產(chǎn)品精度更高達到 1.5 級， 市場同類型產(chǎn)品為 2.5 級， 而且該產(chǎn)品在使用過程中重復(fù)性更好， 精度更高。深受用戶的好評， 并已申報專利， 獲得了實用新型專利。

我公司自主研發(fā)設(shè)計的 SL系列智能金屬管浮子流量計在設(shè)計研發(fā)制造過程中， 有效的解決了 DN15 口徑以下小口徑金屬管浮子流量計精度低的問題。經(jīng)各部門檢驗和客戶使用充分證明， 該產(chǎn)品具有一定先進性， 可滿足國內(nèi)技術(shù)需求， 為、 石油、 化工、 冶金、 鋼鐵、 環(huán)保等行業(yè)安全、 節(jié)能、 高效生產(chǎn)， 對管道流量實現(xiàn)高精度的測量和控制。為用戶解決小流量、 高溫、 高壓等工況介質(zhì)控制的難題。

新產(chǎn)品的已投入市場，有效的促進了國民經(jīng)濟的快速發(fā)展， 也進一步推動國內(nèi)儀器儀表行業(yè)的發(fā)展。