流體性質(zhì)、流動狀態(tài)、流動條件以及感測機理的復雜性,造成了如今流量測量儀表的多樣性、專用性和價格差異的懸殊性。流量計的信息處理單元(表頭)分為機械和電子兩種,隨著現(xiàn)場控制的需要和芯片半導體技術的發(fā)展,電子信息處理單元已經(jīng)在很大程度上取代了機械表頭,用來實現(xiàn)現(xiàn)場顯示、系統(tǒng)控制和信號遠傳。流量傳感器的精度、穩(wěn)定性、可靠性及適應工作環(huán)境的能力、智能化水平和性價比高低等指標都極大地影響著社會各行業(yè)的發(fā)展。而現(xiàn)今向數(shù)字化、智能化、多功能化、網(wǎng)絡化發(fā)展是各種流量計將來發(fā)展的必然趨勢。
近幾十年來,隨著半導體芯片技術的飛速發(fā)展,人類已經(jīng)進入了電子信息時代。由于電子產(chǎn)品在快速性、穩(wěn)定性、可靠性以及小型化、高精度、無噪聲等方面占據(jù)了*優(yōu)勢,它們已很大程度的取代了原有的機械傳動裝置,在生產(chǎn)、生活的各個方面起到了不可或缺的作用。因此,工業(yè)控制儀表和流量檢測儀表已普遍采用電子信息處理單元,以方便對生產(chǎn)過程的控制和檢測。特別是近十幾年來,隨著電子芯片的高度集成化,使用貼片元件代替?zhèn)鹘y(tǒng)插針封裝的器件更是當前潮流。同時,由于電子產(chǎn)品簡便化、小型化、便攜化的要求,電池供電的產(chǎn)品越來越多,節(jié)能降耗的觀念深入人心,因此低功耗產(chǎn)品正飛速發(fā)展,逐漸成為市場的主流。
1.2 金屬管浮子流量汁的原理現(xiàn)今用于工業(yè)測量的流量儀表種類繁多。按照測量方法和結(jié)構(gòu)的不同,可以分為差壓式流量計、容積式流量計、流體振動式流量計、超聲流量計、插入式流量計、明渠式流量計等共十一大類。
金屬管浮子流量汁(又稱轉(zhuǎn)子流量計)是經(jīng)典的變面積式流量計,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)隙面積作流量測量依據(jù)的體積流量儀表。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,一直廣泛用于氣體、液體的流量測量和自動控制系統(tǒng)中。
浮子流量計結(jié)構(gòu)主要由一個向上擴張的錐形管和一個置于錐管中可以上下自由移動的浮子組成,如圖1-1所示。浮子流量計本體兩端用法蘭、螺紋或軟管與測量管道連接,使流體自下而上地流過流量計,推動浮子。當流體自下而上流入錐管時,被浮子截流,這樣在浮子上、下游之間產(chǎn)生壓力差,浮子在壓力差的作用下上升,這時作用在浮子上的力有三個:流體對浮子的動壓力、浮子在流體中的浮力和浮子自身的重力。當流體對浮子的動壓力與浮子在流體中所受的浮力之和等于浮子的重力時,浮子就平穩(wěn)地浮在某一位置上。浮子懸浮的高度h 與通過流量計的流量之間成單值函數(shù)關系。所以,可以通過浮子的位置直接讀出流量計的流量值,或通過遠傳信號將其傳送給二次儀表顯示和記錄。
金屬管浮子流量汁多用于測量管徑中小、流速較低的流體。常用儀表口徑40~50 mm以下,*小口徑做到1.5~4 mm。可用于較低雷諾數(shù),選用粘度不敏感形狀的浮子,流通環(huán)隙處雷諾數(shù)只要大于40或50,則雷諾數(shù)變化時流量系數(shù)保持不變,也就是說流體粘度的變化不影響流量系數(shù),這數(shù)值遠低于標準孔板等節(jié)流差壓式儀表*低雷諾數(shù)104~105的要求。大部分金屬管浮子流量汁對上游直管段要求不高,且具有較寬的流量范圍,一般為10:1,*低為5:1,*高為25:1。流量檢測元件的輸出接近于線性,壓力損失較低。

