一、本文描述
每一種流量計(jì)都有其對于測量工況的適應(yīng)性，比如電磁流量計(jì)是測量管道的導(dǎo)電液體的首選產(chǎn)品，而渦輪流量計(jì)則用于純凈液體的精確計(jì)量與控制，超聲波流量計(jì)則可以適應(yīng)多種導(dǎo)電性能不一的潔凈介質(zhì)，孔板適合于測量水和蒸汽，等等。
金屬管浮子流量計(jì)
本文這里介紹的金屬管浮子流量計(jì)（又稱金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)），具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，使用范圍廣，精度高，安裝方便，維護(hù)量小，壽命長，耐高溫高壓，安全感強(qiáng)，讀數(shù)簡明等特點(diǎn)，并適用于不太透明介質(zhì)和腐蝕性介質(zhì)的流量測量，還適用于小口徑和低流速介質(zhì)流量測量；金屬管浮子流量計(jì)對于直管段要求不高；有較寬的流量比10：1；雙行大液晶顯示，可選現(xiàn)場瞬時(shí)/累計(jì)流量顯示；可帶背光單軸靈敏指示；非接觸磁耦合傳動(dòng)；金屬管浮子流量計(jì)全金屬結(jié)構(gòu)，適于高溫、高壓和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)；
可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場合。由于金屬管浮子流量計(jì)的堅(jiān)固可靠、測量穩(wěn)定，并與測量介質(zhì)的介電常數(shù)無關(guān)，同時(shí)由于可以采用多種耐腐蝕材料制造測量傳感器等特點(diǎn)，因此，這種產(chǎn)品可以廣泛應(yīng)用于高溫、高壓或腐蝕性介質(zhì)以及氣體和蒸汽的測量。
但是，基于測量原理上的特點(diǎn)，流量刻度與介質(zhì)密度和粘度有關(guān)，實(shí)際應(yīng)用過程中介質(zhì)條件的變化又經(jīng)常發(fā)生，因而實(shí)際使用浮子流量計(jì)時(shí)，如何保證測量精度的準(zhǔn)確就顯得十分重要。
二、測量原理
如圖1所示，相對應(yīng)測量介質(zhì)的某一流量，磁性浮子在測量管中對應(yīng)一個(gè)浮子位置，這個(gè)浮子位置通過指示器中的經(jīng)過精密充磁的磁禍合系統(tǒng)帶動(dòng)指針，由刻度盤和指針讀出相應(yīng)的流量值。
根據(jù)VDI/VDE3513標(biāo)準(zhǔn)，浮子流量計(jì)流量計(jì)算公式:
式中:Q。為介質(zhì)的質(zhì)量流量;
a為與浮子形狀、介質(zhì)粘度有關(guān)的系數(shù);
D為浮子直徑;
M，為浮子質(zhì)量;
g為重力加速度;
P。為介質(zhì)密度;
p，為浮子密度;
η為介質(zhì)粘度。
由公式可以看出，流量刻度與介質(zhì)密度、浮子密度成比例，與介質(zhì)粘度有關(guān)。
三、金屬管浮子流量計(jì)精度的定義
目前，在國內(nèi)金屬管浮子流量計(jì)的市場上，有兩種定義精度的方式。
一種是采用國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T6844-1993的定義方式。在這種方式中規(guī)定浮子流量計(jì)的基本誤差如表1所示。
另外一種是采用德國工程師學(xué)會VDI/VDE3513的定義方式。在這種方式中規(guī)定:
E.,-(1/4E+3/4F)XK/100
式中:E。為流量測量點(diǎn)絕對誤差;
E為測量點(diǎn)流量;
F為流量計(jì)滿度流量;
K為精度等級。
由以上定義可以看出:
(1)兩種定義的方式不同。在VDI/VDE標(biāo)準(zhǔn)中，給出的各個(gè)測量點(diǎn)精度，都包含有滿量程刻度對各個(gè)測量點(diǎn)精度的影響，在同樣的測量點(diǎn)上，與國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比，相應(yīng)提高了精度:
(2)意義不同。在國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，明確給出刻度是標(biāo)校介質(zhì)的量程(刻度)，也就是說，此時(shí)的測量精度就是標(biāo)校條件下的測量精度，沒有給出實(shí)際測量介質(zhì)條件下的精度修正或補(bǔ)償。在VDI/VDE標(biāo)準(zhǔn)中沒有明確說明測量介質(zhì)是標(biāo)校介質(zhì)還是實(shí)際測量介質(zhì)。表2給出按照VDI/VDE3513計(jì)算出的各個(gè)測量點(diǎn)上的相對滿度值誤差。
四、精溫度與刻度的現(xiàn)狀
不同的企業(yè)由于執(zhí)行不同的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，因此所制造的金屬管浮子流量計(jì)會有不同的刻度顯示，同時(shí)產(chǎn)品的精度也會產(chǎn)生差異。目前，國內(nèi)絕大部分企業(yè)生產(chǎn)的浮子流量計(jì)是按照國家標(biāo)準(zhǔn)或在國家標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上制定自己的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其精度與量程(刻度)是定義在標(biāo)校條件下的，也就是說，精度和刻度是標(biāo)校條件下水或空氣的精度和刻度。
國內(nèi)部分合資企業(yè)是按照國外標(biāo)準(zhǔn)，例如VDI/VDE生產(chǎn)浮子流量計(jì)。由于采用國外技術(shù)和設(shè)備，特別是國外公司的計(jì)算軟件進(jìn)行刻度轉(zhuǎn)換，在刻度轉(zhuǎn)換過程中進(jìn)行密度與粘度的修正和補(bǔ)償，此時(shí)，浮子流量計(jì)所顯示出的刻度是實(shí)際測量介質(zhì)的刻度，因此精度也是補(bǔ)償后的實(shí)際介質(zhì)刻度。
五、選型時(shí)應(yīng)注意的間題
(1)在選用浮子流量計(jì)時(shí)，首先要了解金屬管浮子流量計(jì)制造企業(yè)所執(zhí)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，特別是關(guān)于精度的規(guī)定和顯示刻度的規(guī)定，其次要了解產(chǎn)品的制造和技術(shù)水平。同時(shí)，要結(jié)合流量測量中的工藝要求，特別是在測量或控制要求精度高、刻度顯示直觀、介質(zhì)粘度高的情況下，要選擇能夠直接顯示介質(zhì)流量，具有密度和粘度補(bǔ)償性能的浮子流量計(jì)。
(2)掌握準(zhǔn)確的工藝條件，提供準(zhǔn)確的介質(zhì)參數(shù)。因?yàn)榭潭鹊霓D(zhuǎn)換與校驗(yàn)是根據(jù)介質(zhì)條件完成的:
(3)選用合適的測量部件材質(zhì)。一般要選擇防腐蝕性能好的測量材質(zhì)。只有保證浮子和測量部件長時(shí)間不受介質(zhì)的腐蝕，才能確保產(chǎn)品長期工作在出廠時(shí)的精度要求。
(4〕要選用能夠使正常工作流量在50%}80%的滿刻度的范圍內(nèi)。正常工作流量低于50%n量程，使測量點(diǎn)上的絕對誤差增大，不利于控制精度。
六、保證測量精度
(1)選型或訂貨時(shí)要提供準(zhǔn)確的介質(zhì)條件。對于具有密度和粘度修正能力的制造企業(yè)，這點(diǎn)尤其重要。因?yàn)?，密度或粘度的差異，將直接影響流量刻度的校?yàn)。
(2)對于直接顯示標(biāo)校條件下水或空氣流量刻度的流量計(jì)，盡可能要求制造企業(yè)提供校驗(yàn)數(shù)據(jù)和流量計(jì)算書，在實(shí)際使用儀表時(shí)，要根據(jù)這些校驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算書手工進(jìn)行密度修正。修正的方式可以采用圖表法、表格法或在流量計(jì)算機(jī)或DCS上使用系數(shù)修正法。
(3)保證儀表安裝正確。垂直度是浮子流量計(jì)安裝時(shí)經(jīng)常被忽視的一點(diǎn)，一般情況下，要保證垂直度在2度以內(nèi)。
(4)對于要求具有控制功能的浮子流量計(jì)，盡量選用帶有通訊功能的產(chǎn)品。當(dāng)介質(zhì)條件變化時(shí)，可以利用產(chǎn)品的通訊功能，現(xiàn)場對信號進(jìn)行調(diào)整，非常大限度的保證產(chǎn)品精度。
(5)有條件的用戶，可以按照流量計(jì)制造企業(yè)提供的流量計(jì)算書和校驗(yàn)記錄重新對儀表進(jìn)行檢驗(yàn)。7周期檢定，保證精度的準(zhǔn)確
要想長期保證浮子流量計(jì)的測量精度，周期對產(chǎn)品進(jìn)行檢定是必不可少的手段一般條件下，浮子流量計(jì)的檢定通常采用直接用水或空氣進(jìn)行檢驗(yàn)。有兩個(gè)方面需要注意:
(1)如果流量計(jì)刻度上的介質(zhì)條件與檢定時(shí)的介質(zhì)條件相同，可采用直接進(jìn)行流量比對以汁算精度;
?。?)如果兩者的介質(zhì)條件不同，就需了解該產(chǎn)品是否具有密度和粘度修正功能:如果沒有修正功能，也要了解刻度變化的條件或計(jì)算公式，根據(jù)相應(yīng)的公式，才可以進(jìn)行系數(shù)計(jì)算。如果具有密度和粘度修正功能，應(yīng)要求制造企業(yè)提供計(jì)算方式或計(jì)算結(jié)果，利用正確地計(jì)算結(jié)果對產(chǎn)品進(jìn)行檢定。
