電遠(yuǎn)傳浮子流量計(jì)的感受部件是浮子及與其相連接的鐵芯。浮子在錐形管中的高度隨著一定范圍的流量變化而變化,鐵芯垂直固定在浮子中心,通過電磁感應(yīng)反應(yīng)出浮子的高度以測(cè)量流量(見圖1)。
這種結(jié)構(gòu)的鐵芯固定在浮子上面,浮子的最大截面處為浮子的受力面,因此浮子的重心是在浮子的上方,這徉浮子在流體中的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。為了使浮,子能在錐形管中心上下運(yùn)動(dòng),過去采用導(dǎo)向的方法,鐵芯沿導(dǎo)向柱中心孔作上下垂直運(yùn)動(dòng)(見圖2)。
這種方法的缺點(diǎn)是:
(1)由于鐵芯在導(dǎo)向孔中上下移動(dòng),鐵芯與導(dǎo)向孔間間隙很小,因此產(chǎn)生一定的摩擦阻力,使測(cè)量精度受影響,流體中屬爾有雜質(zhì)及粘滯性物質(zhì)即容易使鐵芯在導(dǎo)向孔中“卡死氣使流盜計(jì)失效。
(2)由于導(dǎo)向柱安裝在流體通路中,流體受到尋向柱及其橫擋的節(jié)流作用,影響浮子與錐形管間的流通截面。
從圖3可以看出,浮子在h處的流通截面為
式中
Dh、—高度h處錐形管的截面積
Dt—浮子的最大截面積
當(dāng)浮子升至導(dǎo)向柱橫擋處,其流通截面為
式中S′—導(dǎo)向柱橫擋影響流通載面部分因此,當(dāng)浮子上升到一定高度(ho)后,使得
Sho=SH
此后,浮子處于不穩(wěn)定狀態(tài),浮子會(huì)自動(dòng)上升直至被導(dǎo)向柱擋住。由此可見,由于導(dǎo)向柱的影響,使錐形管上部高于h。處的一段不能用,影響流量測(cè)量約上限范圍。使用中發(fā)現(xiàn),當(dāng)浮子升到一定高度(瑞)后,浮子會(huì)自動(dòng)“漂”到錐形管的頂端,并且不降下來,除非減小流量直至小于Qho。這對(duì)操作是很不利的,流量不穩(wěn)定時(shí),情況更糟。圖4為該流量計(jì)的流量曲線,在高度大于ho后為二次曲線,流量計(jì)浮子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
為了解決由于導(dǎo)向柱的存在所產(chǎn)生的問題,設(shè)計(jì)一種轉(zhuǎn)動(dòng)式的浮子(見圖5)。一個(gè)有傾斜側(cè)面的金屬圓盤(浮子),其側(cè)面刻上斜槽,將鐵芯固定在浮子下面,并在鐵芯下端裝上一個(gè)平衡重錘。除鐵芯為鐵磁性材料制成外,浮子與平衡重錘都為無磁性不銹鋼制成。當(dāng)流體通過時(shí),浮子受流體作用穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng)起來。平衡重錘在整冷流量范圍內(nèi)都在直管段中運(yùn)動(dòng),其直徑遠(yuǎn)小于浮子截面的直徑,不會(huì)影響浮子與錐管之間的流通截面。限制俘子逸出流量計(jì)外面的方法是用一個(gè)頂針裝置(見圖6),由于固定頂針的部分已在測(cè)量管段之外,不會(huì)影響俘子在流體中的運(yùn)動(dòng)。
從上面分析可以看出,改進(jìn)后的流量計(jì),其結(jié)構(gòu)是合理的。其優(yōu)點(diǎn)正好克服了原來結(jié)構(gòu)(導(dǎo)向柱)的缺點(diǎn):
(1)浮子在流體中作穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng),使浮子保持在錐形管的中央位置,消除浮子與管壁的直接摩擦,提高了測(cè)量的線性及精度。這在流量下限比較明顯。
(2)由于浮子轉(zhuǎn)動(dòng),流體中偶有的染質(zhì)容易從浮子周圍帶走,不易發(fā)生浮子“卡死,現(xiàn)象。
(3)即使在起始流量很小的情況下,浮子也能穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動(dòng),因此測(cè)量下限可以更低;而測(cè)量上限因沒有導(dǎo)向柱的影響,浮子不會(huì)“漂”上去,測(cè)量上限可以擴(kuò)大。
改進(jìn)后的流量計(jì)結(jié)構(gòu)如圖7所示。浮子在流體中運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力面—浮子的最大截面在浮子的最上部,而鐵芯下面的平衡重錘更使浮子重心下移,這是一種穩(wěn)定的平衡運(yùn)動(dòng)。浮子側(cè)面的斜槽使浮子受流體作用時(shí),在流體中穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng)起來。在回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與重錘線一致時(shí),回轉(zhuǎn)體有保持自己轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不變的特性。因此浮子在流體中沿流量計(jì)中心軸線作穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動(dòng),并隨流量變化而上下運(yùn)動(dòng)。
采用上述轉(zhuǎn)動(dòng)式浮子流量計(jì),在使用中取得較滿意的效果。圖8為實(shí)測(cè)兩條典型的流量曲線。試驗(yàn)介質(zhì):水,輸出指示:,A,浮子最大直徑為功7mm;錐形管長(zhǎng)度為40rn幻n,錐度為20:1。曲線(1)為原來結(jié)構(gòu)測(cè)得的流量曲線,曲線(2)為改進(jìn)后轉(zhuǎn)動(dòng)式浮子的流量計(jì)測(cè)得的結(jié)果。
以上結(jié)果亦可能對(duì)其他同類型的金屬轉(zhuǎn)子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)產(chǎn)生影響。
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