浮子流量汁(zhī)(又稱轉子流(liú)量計)是一種(zhong)傳統的可變(bian)面積式流量(liàng)測量裝置，當(dang)流量發生改(gǎi)變時浮子在(zài)垂直錐形管(guǎn)内上下移動(dong)時，錐管和浮(fú)子之間❄️形成(chéng)的環行流通(tong)面積發生改(gai)變，它是以此(ci)原理實現對(duì)流量測量的(de)體積式流量(liàng)儀表。由于它(ta)具有機械結(jie)👅構簡單，加工(gōng)方便，工🏒作穩(wěn)定、可靠性高(gao)及壓✊力損小(xiǎo)等優點，尤其(qí)是可以測量(liàng)低雷諾書小(xiǎo)流量介♍質的(de)特點，所以在(zai)氣體、液體的(de)流量㊙️測量和(hé)自❗動控制系(xì)統中被廣泛(fan)應用。
金屬錐(zhuī)管浮子流量(liang)計在浮子流(liu)量計中具有(yǒu)使用溫度和(hé)壓力範圍寬(kuān)的優勢，得到(dao)👅越來越多的(de)重視。因此研(yán)究如何提高(gāo)浮子流👣量計(jì)的測量精☁️度(du)和提高浮子(zi)流量計對環(huan)境✔️的适應⁉️性(xing)對于金屬管(guan)浮子流量計(ji)的廣泛使用(yòng)具有重要的(de)意義。錐管浮(fu)子流量計由(you)一個㊙️錐形管(guǎn)和一個可以(yǐ)在錐管中上(shang)下浮動的浮(fu)子構成，結構(gòu)如圖1所示。底(dǐ)部🛀通常和垂(chuí)直管段的法(fǎ)蘭連接，流體(ti)白♊下而上地(di)流過流量計(jì)，使浮子上下(xia)運動。流體的(de)流向一般是(shì)自下而上，當(dāng)流經浮子和(he)錐管時，流體(tǐ)被浮子截流(liu)♉，浮子上、下遊(you)之間受🚶到的(de)壓力不同，浮(fú)子上下截面(miàn)将産生壓力(li)差，這時浮子(zǐ)受到以下三(sān)種㊙️力：流體對(duì)浮子的壓力(li)、浮💰子在流體(ti)中的浮力和(he)重力。當流體(ti)對浮子的動(dòng)壓👣力與浮子(zǐ)在流體中所(suǒ)受的浮力之(zhī)👈和等于浮子(zǐ)的重力時♈，浮(fú)子就♻️平穩地(dì)浮在某一位(wèi)置上。通過确(què)定浮子的懸(xuán)浮位置就可(ke)以得到此時(shi)的流量，所以(yǐ)浮子j懸浮的(de)高🈲度h與通過(guò)流量計🧑🏾🤝🧑🏼的流(liú)量之間成單(dan)值函數關系(xì)。
從浮子流量(liang)計的工作原(yuán)理可以看出(chu)，介質應自下(xia)而上㊙️流動，不(bú)能水平安裝(zhuāng)。但有許多工(gōng)業現場受空(kōng)問限制，必🈲須(xū)水平安裝。通(tōng)過單獨設計(jì)水平式浮子(zǐ)流量計，由于(yu)在很短的距(jù)離内實現流(liu)速方向的改(gai)🐇變，必然造成(cheng)流場的畸變(bian)，嚴重影響測(ce)量精度，如何(hé)提高其測量(liàng)精度成爲當(dang)🈲前的難題，所(suo)📐以本文将對(dui)⭕如何矯正流(liú)場，提高浮子(zi)受力㊙️平衡度(dù)，提高測量不(bu)💚确定度方面(miàn)進行研究。
所(suo)以，可以通過(guò)浮子的位置(zhi)直接讀出流(liu)量計的流量(liang)值，或💯通⚽過遠(yuǎn)傳信号将其(qi)傳送給二次(ci)儀表顯示和(hé)記🐕錄，作爲工(gong)業控制的流(liu)量變送器，實(shi)現流量監測(ce)的異地監控(kòng)。
浮子流量變(bian)送器作爲流(liu)程控制中的(de)流量測控傳(chuán)感🌈器部🛀🏻分，在(zai)整個監測控(kòng)制系統tp至觀(guān)重要的作用(yong)，它的💔測量精(jīng)度決定了數(shù)據的采集和(he)處理的是否(fou)正确和有效(xiao)，圖1-2給出包含(hán)浮子流量計(ji)作的測控系(xì)統示意圖。
經(jīng)典的浮子流(liu)量計是由浮(fú)子流量傳感(gan)器部分、位移(yí)一🐪角度轉換(huàn)機構部分以(yi)及信息轉換(huan)處理部分三(sān)個單元組成(cheng)， 圖1-3給出了其(qi)機構示意圖(tú)。在流體測量(liang)中，被測介質(zhì)流經傳❌感器(qi)的向上擴張(zhāng)的錐管時，浮(fu)子上下🌈截面(miàn)受到壓差阻(zǔ)力增大而向(xiàng)上移動，當受(shou)到的浮力、重(zhong)力和壓差阻(zǔ)力達到平衡(heng)時懸浮在一(yī)定的高度，浮(fu)子的高度通(tōng)常通過非接(jie)觸式💘的位移(yi)一角度💘轉換(huan)部分測量🌏得(de)到，通過信息(xī)處理單元對(dui)角度和位移(yí)進行轉換計(jì)量，這樣就可(ke)以根據浮子(zi)高度和流量(liang)之間函數關(guan)系🙇♀️通過計算(suan)得到被測介(jiè)質的流量。所(suǒ)以正确的角(jiao)度一位移計(ji)算是決定整(zheng)個浮予流💚量(liàng)計測量精♉度(dù)🌈和穩定性的(de)核心。浮子流(liú)量傳感器在(zai)結構形式上(shàng)有錐👅管一浮(fú)子和孔闆一(yi)直管浮子兩(liang)種形式，可見(jiàn)，流量傳感器(qì)的結構是否(fou)合理，位移測(cè)量的精度決(jué)定着流量計(jì)的測量精度(dù)。
從以上原理(lǐ)分析可知，浮(fu)子的高度檢(jiǎn)測是通過機(ji)電轉換單元(yuan)正确測量懸(xuan)浮在錐形管(guǎn)中的位置，通(tōng)常通過磁鋼(gāng)耦合，帶🥵動機(ji)械擺杆轉動(dong)，使角位移傳(chuán)感器角度發(fa)生變化，輸✊出(chu)電信号，通過(guò)對信号進行(hang)處理，進而換(huan)算處實際流(liu)量。浮子位置(zhi)随流量變化(huà)頻繁運動，可(ke)見該機電轉(zhuan)換單元必須(xu)非接觸式的(de)，機械磨損小(xiao)⁉️，工作可靠穩(wen)定，溫度特性(xìng)好，線性度較(jiào)高的才能保(bao)證輸🏃♀️出的精(jing)度。所以傳☂️感(gǎn)器性能的提(ti)高意味着金(jin)屬管浮子流(liu)量計精度的(de)提高。工況條(tiáo)件放寬，使🧑🏽🤝🧑🏻浮(fú)子流量計能(néng)在更廣泛的(de)工作環境中(zhong)得到應用。所(suo)以本文将對(dui)如何提高角(jiǎo)度位移測量(liang)精度和環境(jìng)适應性進行(hang)研究，如何提(tí)高測量的精(jing)度?
在實際的(de)工業應用過(guo)程中，被測量(liang)和控制對象(xiang)在流🍉體特性(xing)和安裝工況(kuang)條件差異性(xing)，所以有必要(yào)對影響浮子(zi)流量傳感器(qi)測量精度的(de)因素和影響(xiang)規律進行深(shen)入研究，通過(guò)研究進而對(dui)浮子流量計(jì)在提高測量(liang)精度的本身(shen)結構優化、安(ān)裝條件改進(jìn)、智📐能信息處(chu)理系統優化(huà)等方面研究(jiū)。例如：研究浮(fu)子😍前端流場(chǎng)分⛷️布對浮子(zi)流量傳🙇♀️感器(qì)測量的影響(xiǎng)，并通過矯正(zhèng)流場分布減(jian)少流場擾動(dòng)對測量的影(ying)響；改進測量(liàng)數學模型🧡，提(tí)高信息處理(lǐ)單元的環境(jìng)适應能力；這(zhè)些研究對于(yu)提高浮子流(liú)量儀表的👅測(ce)量🐇正确度和(he)擴大适💁用範(fàn)圍，有着十分(fen)重要的意義(yì)。
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