很多場合需要了解空氣、水、煤氣等各種流體的流量，這些流量也是工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的過程控制參數(shù)，所以流量測量儀表就顯得尤為重要。流量測量儀表主要用于生產(chǎn)中熱工過程的測量，是保證連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備的安全、經(jīng)濟(jì)及自動(dòng)化運(yùn)行的重要裝備之一，并為自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制流量參數(shù)乃至整個(gè)生產(chǎn)過程提供精確可靠的信息。流量儀表適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要而發(fā)展，又促進(jìn)生產(chǎn)向更高級(jí)的階段發(fā)展。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新材料、新工藝、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及物理學(xué)、智能控制理論的發(fā)展都是流量儀表發(fā)展的基礎(chǔ)。
1.流量計(jì)的分類及性能
目前，市場上大約有超過100種不同的流量儀表，其中一些屬于實(shí)驗(yàn)室儀表，不適合工業(yè)應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 新型的流量儀表還在不斷涌現(xiàn)。然而，沒有一種流量儀表是“放之四海而皆準(zhǔn)”的。每種流量計(jì)在針對(duì)不同的被測流體、不同的流動(dòng)狀態(tài)、不同的測量場所，有其優(yōu)勢和略勢，比如在流速不同的場合中，高、中流速下的流量測量已有孔板流量計(jì)、渦街流量計(jì)、渦輪流量計(jì)等多種流量計(jì)能實(shí)現(xiàn)正確測量，而在低流速流量的測量中，尤其在測微小流量、低雷諾數(shù)的情況下，浮子流量計(jì)起著非常重要的作用。
流量儀表的分類方法很多，至今國內(nèi)外還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。 工業(yè)生產(chǎn)過程中常用的七大類流量儀表的型式為：差壓型（孔板、文氏管），變面積型（轉(zhuǎn)子流量計(jì)），振蕩型（渦街流量計(jì)），電磁型（電磁流量計(jì)），超聲波型（多普勒流量計(jì)），動(dòng)量矩型（渦輪流量計(jì)），正位移型（橢圓齒輪流量計(jì)）。表1簡要列出幾種儀表的性能和使用范圍。
2.浮子流量計(jì)的介紹
變面型流量計(jì)的典型代表是浮子流量計(jì)，（又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)），是以浮子在垂直錐形管內(nèi)隨著流量變化而升降，改變它們之間形成的流通環(huán)隙面積作流量測量的體積流量儀表。起源于18世紀(jì)中葉，世紀(jì)末出現(xiàn)了利用這種原理的儀表，本世紀(jì)初即盛行歐洲，取名羅托計(jì)，在美國、日本也有稱作變面積流量計(jì)或面積流量計(jì)。實(shí)際上本類儀表只是變面積流量計(jì)的一種，因占了變面積流量計(jì)的大部分，則習(xí)慣以變面積流量計(jì)稱之。因其具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，壓損小且穩(wěn)定，可測低流速介質(zhì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，一直廣泛用于氣體、液體的流量測量和自動(dòng)控制系統(tǒng)中。
浮子流量計(jì)按其制造材料的不同，分為玻璃管浮子流量計(jì)、塑料管浮子流量計(jì)和金屬管浮子流量計(jì)三種。玻璃管浮子流量計(jì)和塑料管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，浮子位置清晰可見，易讀，成本低廉，常用于測量常溫、常壓、透明和腐蝕性介質(zhì)，如空氣、煤氣、氨氣等，便于現(xiàn)場目測，多用于工業(yè)原料的配比計(jì)量。玻璃管浮子流量計(jì)雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但只適用于就地指示，信號(hào)不能遠(yuǎn)傳，玻璃管強(qiáng)度不夠，而不能用于測量高溫高壓及不透明的流體。所以工業(yè)生產(chǎn)中，采用金屬管浮子流量計(jì)的較多。金屬管浮子流量計(jì)由于采用金屬錐管，不能直接目測其浮子的位置及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，需要用間接的方法給出浮子的位置。因此按其傳輸信號(hào)的方式不同浮子流量計(jì)又可分為遠(yuǎn)傳式（電遠(yuǎn)傳、氣遠(yuǎn)傳）和就地指示型兩種。這種金屬管浮子流量計(jì)多用于測量高溫、高壓及腐蝕性介質(zhì)。除了用于工業(yè)原料配比計(jì)量外，還能傳輸出標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行過程控制或直接與記錄儀和顯示儀配套使用，計(jì)量累計(jì)流量。
從目前的狀況看，玻璃管浮子流量計(jì)和塑料管浮子流量計(jì)已經(jīng)基本成型，且應(yīng)用比較成熟。而金屬管浮子流量計(jì)由于應(yīng)用場合的結(jié)構(gòu)的特殊性決定了它的市場很大，改進(jìn)的空間也很廣。一般來說，金屬管浮子流量計(jì)大多由浮子錐管、傳感轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成。也有少數(shù)包含智能信號(hào)處理器。其中浮子錐管、傳感轉(zhuǎn)換器屬于傳感部分，智能信號(hào)處理器是傳感部分的后續(xù)處理單元。傳感部分負(fù)責(zé)采集信號(hào)，獲取浮子高度、流量的相關(guān)信息；智能信號(hào)處理器是處理傳感部分采集的信息，進(jìn)行流量顯示，置系數(shù)，和遠(yuǎn)傳輸出。智能浮子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)見圖1.
3.浮子流量計(jì)的發(fā)展現(xiàn)況
隨著電子技術(shù)、材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為金屬管浮子流量計(jì)注入了新鮮的活力，這些公司的產(chǎn)品在電遠(yuǎn)傳、現(xiàn)場顯示、測量精度、流體的適用范圍等方面都有了長足的進(jìn)步。浮子位置的測量已由過去的純機(jī)械式，發(fā)展到了機(jī)械式，電子式多種測量方式。機(jī)械式中加入了轉(zhuǎn)角變送器，將差動(dòng)變壓器的信號(hào)進(jìn)行顯示和遠(yuǎn)傳。
國內(nèi)的學(xué)者和工程技術(shù)人員也為浮子流量計(jì)的研制、改進(jìn)和使用做了不少工作。國內(nèi)玻璃管浮子流量計(jì)的生產(chǎn)已有了較成熟的產(chǎn)品規(guī)范和檢定標(biāo)準(zhǔn)，金屬管浮子流量計(jì)的產(chǎn)品以機(jī)械式的為主近幾年也有一些文章就轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量理論及其刻度標(biāo)定，遠(yuǎn)傳結(jié)構(gòu)，新型浮子流量計(jì)設(shè)計(jì)，使用等學(xué)術(shù)理論和工程實(shí)踐的具體問題進(jìn)行了討論。提出了諸如浮子流量計(jì)普遍流量方程之類的有研究價(jià)值的思想。還有一些在進(jìn)一步分析浮子流量計(jì)原理的基礎(chǔ)上，提出了壓力和溫度的變化對(duì)流量測量誤差的共同影響。并且給出了流量測量相對(duì)誤差的計(jì)算，檢驗(yàn)和修正的方法但總體來說，比之國外的研究成果"還有很大的差距。
金屬管浮子流量計(jì)從對(duì)浮子位置的測量方法可分為機(jī)械式和電子式二種。傳統(tǒng)的金屬管浮子流量計(jì)都屬于機(jī)械式，通過電磁感應(yīng)耦合和機(jī)械連桿結(jié)構(gòu)帶動(dòng)指針顯示或者遠(yuǎn)傳結(jié)構(gòu)向遠(yuǎn)端輸出，這種方法的弊端是存在機(jī)械磨損，機(jī)械遲滯，精度低。
4.結(jié)束語
結(jié)合各國金屬浮子流量計(jì)的發(fā)展現(xiàn)況，闡述了在浮子流量計(jì)開發(fā)過程中如何優(yōu)化，通過具體的分類及介紹，更一步地了解浮子流量計(jì)"在流量市場上將有更廣闊的發(fā)展前景。
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