浮子流量汁(zhī)(又稱轉子流(liú)量計)是一種(zhǒng)傳統的可變(biàn)面積式流量(liàng)測量裝置，當(dāng)流量發生⭕改(gai)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(cǐ)⭕原理實現對(dui)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(gong)方便，工作穩(wěn)定、可靠性高(gāo)及壓力損小(xiao)等優點，尤其(qi)是可以測量(liang)低雷諾書小(xiao)流量介質的(de)特點，所以在(zài)氣體、液體的(de)流量測量和(hé)自動控制系(xi)統中被廣泛(fan)應用。
金屬錐(zhui)管浮子流量(liàng)計在浮子流(liú)量計中具有(yǒu)使用溫度和(he)壓力範圍寬(kuān)的💰優勢，得到(dào)越來越多的(de)重視。因此研(yan)究如何提高(gāo)浮💛子流量計(ji)的測量精度(dù)和提高浮子(zi)流量計對環(huán)境的适應性(xìng)對于金屬管(guan)浮子流量計(jì)的廣泛使用(yòng)具有重要的(de)意義。錐管浮(fu)子流量計由(yóu)一個錐形管(guan)和🛀一個可以(yǐ)在錐管中上(shàng)下浮動的浮(fu)子構成，結構(gou)如圖1所示。底(di)部通常和垂(chui)直管段的法(fa)蘭連接，流體(ti)白下而上地(di)流過流量計(ji)，使☁️浮子上下(xià)運動。流體的(de)流向一般是(shi)自下而上，當(dāng)流經浮子和(hé)錐❓管時，流體(ti)被☁️浮子截流(liú)🌂，浮子上、下遊(yóu)之間受到的(de)壓力不同，浮(fu)子🎯上下截面(mian)将産生壓力(li)差🔞，這時浮子(zǐ)受到💃🏻以下三(san)種力：流體對(dui)浮子的壓力(lì)、浮子🥰在流體(ti)中的浮力和(he)重💔力。當流體(tǐ)對浮子的動(dòng)壓力與💛浮🔴子(zǐ)在流體中所(suo)受的浮力之(zhī)和等于浮子(zi)的重力時，浮(fu)子💯就平穩地(di)浮在某一位(wèi)置上。通過📱确(que)定浮子的懸(xuan)浮位置就可(ke)以得到此時(shí)的流量，所⭐以(yi)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(liàng)計的工作原(yuán)理可以看出(chu)，介質應自下(xià)而上流動，不(bú)能水平安裝(zhuāng)。但有許多工(gong)業現場受空(kōng)問限制，必須(xu)水🏃🏻平安裝。通(tong)過單獨設計(ji)水平式浮子(zi)流量計，由于(yu)在很短的💃距(ju)離内實現流(liu)🤞速方向的改(gai)變，必然造🌐成(cheng)流場的💰畸變(biàn)，嚴重影響測(ce)量精度，如何(he)提高其測量(liàng)精度成爲當(dang)前的難題，所(suo)💋以本文将對(duì)如何矯正流(liú)場，提高浮子(zǐ)受力平衡度(du)，提高測量不(bu)确定度方面(mian)進行🛀研究。
所(suo)以，可以通過(guò)浮子的位置(zhi)直接讀出流(liú)量計的流量(liàng)值，或通過遠(yuan)傳信号将其(qi)傳送給二次(cì)儀表顯示和(he)記錄，作爲工(gōng)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(biàn)送器作爲流(liu)程控制中的(de)流量測控傳(chuan)感器部分，在(zài)整個監測控(kong)制系統tp至觀(guan)重要的作用(yong)㊙️，它的🌏測量精(jīng)度♈決定💛了數(shù)🍓據的采集和(hé)處理的是否(fou)正确和🤟有效(xiào)，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(jing)典的浮子流(liu)量計是由浮(fú)子流量傳感(gǎn)器部分、位移(yí)一角度轉換(huan)機構部分以(yi)及信息轉換(huàn)處理部分三(san)個單元🐅組成(cheng)， 圖1-3給🔞出了其(qi)機構示意圖(tu)。在流體測量(liàng)中，被測介質(zhi)流經傳感器(qì)的向上擴張(zhāng)的錐管時，浮(fú)子上下截面(miàn)受到🍉壓差阻(zu)力增大而向(xiàng)上移動，當受(shou)到的浮力、重(zhong)力和壓差阻(zu)力達到平衡(heng)時懸浮在🈲一(yī)定的高度，浮(fu)子的高度通(tong)常🐉通過非接(jiē)觸式的位移(yi)一角度轉換(huàn)部分測量得(dé)到，通過信息(xi)處理單元對(dui)🌈角度和位移(yi)進行轉換計(ji)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(suàn)得到被測介(jiè)質的流量。所(suo)以正确的角(jiao)度一位移計(ji)算是決定整(zhěng)個浮予流量(liang)計測量精度(du)和穩定性的(de)核心。浮子流(liu)量傳感器在(zai)結構形式上(shàng)有錐☁️管一浮(fú)子和孔闆👅一(yī)直管浮子兩(liǎng)種形式，可見(jiàn)，流量傳感器(qì)的結構是否(fǒu)合理，位移測(cè)🌈量的精度決(jue)定着流量計(ji)的測量精⭐度(du)。
從以上原理(li)分析可知，浮(fu)子的高度檢(jian)測是通過機(jī)電轉換單元(yuán)🔴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(chuan)感器角度發(fā)生💜變化，輸出(chu)電信⭐号，通過(guo)對信号進行(háng)處理，進而換(huan)算處實際流(liú)量。浮子位置(zhi)随流量變化(hua)頻繁運動，可(kě)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(jiao)高的才能保(bao)證輸出的精(jīng)度。所以傳感(gan)器性能的提(ti)✊高意味着金(jin)屬管浮子流(liú)量計精度的(de)♉提高。工況條(tiao)件放寬，使浮(fu)子流量計💰能(néng)在更廣泛的(de)工作環境中(zhōng)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(jing)适應性進行(háng)研究，如何提(ti)高測量的精(jīng)度?
在實際的(de)工業應用過(guo)程中，被測量(liàng)和控制對象(xiàng)在流體特性(xìng)和安裝工況(kuang)條件差異性(xìng)，所以有必要(yao)對影響浮子(zǐ)流量傳感器(qì)測量精度的(de)因素和影響(xiang)規律進行深(shēn)入研究，通過(guò)研究進而對(dui)浮子流量計(jì)在提高測量(liàng)精度的本身(shen)結構優化、安(ān)裝條♍件改進(jìn)、智能信息處(chù)理系統優化(hua)等方面研究(jiū)。例如：研究浮(fu)子✔️前端流場(chǎng)分布🈲對浮子(zǐ)流量傳感器(qi)測量的影📧響(xiǎng)，并通過矯正(zheng)流場分🧑🏾🤝🧑🏼布減(jiǎn)少流場擾動(dong)對測量的影(yǐng)響；改進測量(liang)數學模型，提(ti)高信息處理(li)單元的環境(jing)适♊應能力；這(zhè)些研究對于(yú)🧑🏽🤝🧑🏻提高浮子流(liu)量儀表的測(ce)量🔱正确度和(hé)擴大适用範(fan)圍☀️，有着十分(fen)重要的意義(yì)。
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