電遠傳浮子流量計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,通過電磁感應反應出浮子的高度以測量流量(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動處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài)。為了使浮,子能在錐形管中心上下運動,過去采用導向的方法,鐵芯沿導向柱中心孔作上下垂直運動(見圖2)。
這種方法的缺點是:
(1)由于鐵芯在導向孔中上下移動,鐵芯與導向孔間間隙很小,因此產(chǎn)生一定的摩擦阻力,使測量精度受影響,流體中屬爾有雜質(zhì)及粘滯性物質(zhì)即容易使鐵芯在導向孔中“卡死氣使流盜計失效。
(2)由于導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
當浮子升至導向柱橫擋處,其流通截面為
式中S′—導向柱橫擋影響流通載面部分因此,當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),浮子會自動上升直至被導向柱擋住。由此可見,由于導向柱的影響,使錐形管上部高于h。處的一段不能用,影響流量測量約上限范圍。使用中發(fā)現(xiàn),當浮子升到一定高度(瑞)后,浮子會自動“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。這對操作是很不利的,流量不穩(wěn)定時,情況更糟。圖4為該流量計的流量曲線,在高度大于ho后為二次曲線,流量計浮子處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
為了解決由于導向柱的存在所產(chǎn)生的問題,設計一種轉(zhuǎn)動式的浮子(見圖5)。一個有傾斜側(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。當流體通過時,浮子受流體作用穩(wěn)定地轉(zhuǎn)動起來。平衡重錘在整冷流量范圍內(nèi)都在直管段中運動,其直徑遠小于浮子截面的直徑,不會影響浮子與錐管之間的流通截面。限制俘子逸出流量計外面的方法是用一個頂針裝置(見圖6),由于固定頂針的部分已在測量管段之外,不會影響俘子在流體中的運動。
從上面分析可以看出,改進后的流量計,其結(jié)構(gòu)是合理的。其優(yōu)點正好克服了原來結(jié)構(gòu)(導向柱)的缺點:
(1)浮子在流體中作穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動,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,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,因此測量下限可以更低;而測量上限因沒有導向柱的影響,浮子不會“漂”上去,測量上限可以擴大。
改進后的流量計結(jié)構(gòu)如圖7所示。浮子在流體中運動時的受力面—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)定的平衡運動。浮子側(cè)面的斜槽使浮子受流體作用時,在流體中穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動起來。在回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動軸線與重錘線一致時,回轉(zhuǎn)體有保持自己轉(zhuǎn)動軸線不變的特性。因此浮子在流體中沿流量計中心軸線作穩(wěn)定的轉(zhuǎn)動,并隨流量變化而上下運動。
采用上述轉(zhuǎn)動式浮子流量計,在使用中取得較滿意的效果。圖8為實測兩條典型的流量曲線。試驗介質(zhì):水,輸出指示:,A,浮子最大直徑為功7mm;錐形管長度為40rn幻n,錐度為20:1。曲線(1)為原來結(jié)構(gòu)測得的流量曲線,曲線(2)為改進后轉(zhuǎn)動式浮子的流量計測得的結(jié)果。
以上結(jié)果亦可能對其他同類型的金屬轉(zhuǎn)子流量計的結(jié)構(gòu)改進產(chǎn)生影響。
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