;                  
                   
        首   頁(yè)│  公司簡(jiǎn)介  產(chǎn)品中心  質(zhì)量體系  銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò )  聯(lián)系我們
 
  溫度儀表系列
  壓力儀表系列
  流量?jì)x表系列
  校驗儀表系列
  顯示儀表系列
  變送器儀表系列
  電線(xiàn)電纜系列
 
  電磁流量計的工作原理
  氧化鋯氧傳感器的原理及應用
  有害氣體檢測報警儀選用原則
  我國計量用儀器儀表的發(fā)展和現狀
  國內儀器儀表行業(yè)將發(fā)生高科....
  西安交大研制出超高溫沖擊壓....
  采用半導體精密溫度傳感......
  智能溫度傳感器的發(fā)展趨勢
  簡(jiǎn)述幾種氣體檢測傳感器.....
  利用傳感器制造智能服裝
  新型傳感器監控魚(yú)群數量
   
 
聯(lián)系方式
  電話(huà)(市場(chǎng)部):0517-86851868  
      0517-86882048
      0517-86881908
   (拓展部):0517-86882683
     傳真:0517-86851869
  節假日商務(wù)聯(lián)系電話(huà):
  何經(jīng)理:13655238295
  劉經(jīng)理:15861721324
  郵編:211600
 網(wǎng)址:http://www.cambiumpro.com/
    http://www.sukeyb.com/
 E-mail:china-suke@163.com
     sukeyb@163.com
 地址:江蘇省金湖縣工業(yè)園區環(huán)城西
 路269號
 您現在的位置 > 首頁(yè) > 行業(yè)新聞 > 浮子流量計錐形浮子改進(jìn)分析
  時(shí)間:2024-2-22 09:12:22

浮子流量計錐形浮子改進(jìn)分析

[摘要]針對現有浮子流量計流量輸出分布不均勻的問(wèn)題,通過(guò)浮子流量計的流量理論計算公式,分析出錐形浮子半徑和流量值是非線(xiàn)性關(guān)系。理論上,當錐形浮子外形為拋物線(xiàn)時(shí),流量輸出分布可以達到絕對均勻,但考慮到可加工性,將拋物線(xiàn)近似為圓弧形,因此將現有直面錐形浮子改為圓弧面錐形浮子。因流量理論計算公式存在一定的誤差,故再結合現有直面錐形浮子流量計的試驗標定數據,確定圓弧面錐形浮子的尺寸。通過(guò)流量標定裝置進(jìn)行實(shí)流試驗,最終驗證改進(jìn)后的圓弧面錐形浮子流量輸出的分布均勻性明顯好于改進(jìn)前的直面錐形浮子,提高了產(chǎn)品測量精度,刻度盤(pán)的視覺(jué)效果也明顯提高。
0引言
  浮子流量計是一種面積變化式流量計,具有工作穩定可靠、量程比寬、可測低流速介質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應用于液體、氣體及蒸汽介質(zhì)的流量測量。浮子流量計根據工作原理分為兩種結構形式:一種是錐形管式,即流量檢測機構是由一個(gè)自下而上的垂直錐形管和一個(gè)沿著(zhù)錐管軸線(xiàn)上下移動(dòng)的直浮子組成;另一種是孔板式,在一直管中內嵌孔板,錐形浮子沿直管軸線(xiàn)在其中上下移動(dòng);零件結構由錐形管式錐管的內錐改為浮子的外錐,便于機械加工;诳装迨礁∽恿髁坑嫿Y構形式進(jìn)行改進(jìn)分析。
  根據孔板式浮子流量計的工作原理可知,當直管和孔板內徑尺寸固定時(shí),流量輸出主要與錐形浮子有關(guān)。目前市面上使用的錐形浮子大多為直錐面,流量輸出分布不均勻,流量值分布情況直觀(guān)地體現在就地指針式的刻度盤(pán)上,具體的分布特征為前40%流量跨度比較大,分布比較疏散,后40%流量跨度小,分布比較集中,影響產(chǎn)品測量精度,視覺(jué)效果不理想。因此,很有必要對錐形浮子進(jìn)行進(jìn)一步的分析改進(jìn),以流量理論計算公式為依據,理論上分析當流量輸出分布絕對均勻時(shí)錐形浮子的錐面形狀,再結合流量標定試驗進(jìn)行驗證。
1理論分析
  孔板式浮子流量計的工作原理如圖1所示,流體自下而上流經(jīng)孔板與錐形浮子形成環(huán)形流通面積時(shí),因流體被節流,錐形浮子上下游兩端產(chǎn)生壓差,錐形浮子受此壓差影響形成一上升力。當上升力大于浸在流體中錐形浮子重量時(shí),錐形浮子就會(huì )上升,此時(shí)環(huán)形流通面積隨之增大,流體流速隨之下降,錐形浮子上下兩端壓差降低,上升力也隨之減小,當錐形浮子受到的作用力達到平衡時(shí),便會(huì )穩定在某一高度。由錐形浮子上升高度確定的環(huán)形流通面積與流量成正比,因此檢測此位置就可以求得流量。
 
  式中:QV為體積流量,α為流出系數,A為環(huán)形流通面積,g為重力加速度,Vƒ為浮子體積,ρ為流體密度,ρƒ為浮子密度,Aƒ為浮子最大迎流面積。
  浮子流量計指示器部分主要分為指針指示型和液晶數顯型。指針指示型中的刻度盤(pán)可以直觀(guān)顯示出流量輸出的分布情況,以指針指示型為分析研究對象。由工作原理可知,當流量顯示輸出為絕對均勻分布時(shí),浮子上升高度也是絕對均勻的,利用上述理論計算公式,分析此時(shí)錐形浮子的錐面形狀。
  根據改進(jìn)前已有的流量選型表,各流量段有對應的浮子號即浮子尺寸己知,浮子材質(zhì)選用不銹鋼316L,測量介質(zhì)為水,因此公式中的浮子密度、浮子體積、流體密度和浮子最大迎流面積為已知量,流出系數為常數,將這些量合并為一
個(gè)固定的數值K,即簡(jiǎn)化后的公式為:
Qv=KA(2)
  由簡(jiǎn)化后的公式(2)可知,流量與環(huán)形流通面積之間為一一對應的線(xiàn)性關(guān)系。環(huán)形流通面積是由孔板內徑和錐形浮子外徑形成,孔板內徑為已知固定值,變化的環(huán)形流通面積主要通過(guò)錐形浮子控制,錐浮子外徑是變量,即
A=πR2-πr2(3)
  式中:R為孔板內徑,r為錐浮子外徑。
把公式(3)帶人公式(2)中:
Qv=KπR2-Kπr2(4)
令KπR2=α,Kπ=b,公式化簡(jiǎn)為:
Qv=a-br2(5)
  此公式為拋物線(xiàn)曲線(xiàn)。通過(guò).上述的推導,分析出當流量顯示輸出為絕對均勻時(shí),錐形浮子的錐面形狀應為拋物線(xiàn)。
2對錐形浮子進(jìn)行改進(jìn)分析
  理論上,若錐形浮子的錐面加工成拋物線(xiàn)形狀就可以實(shí)現流量絕對均勻輸出,但是在實(shí)際加工生產(chǎn)中,拋物線(xiàn)不易加工;同時(shí),流量計量程.按照用戶(hù)的需求,不同的量程值對應不同的拋物線(xiàn)形狀,無(wú)法實(shí)際批量生產(chǎn),影響生產(chǎn)效率。因此,對錐形浮子改進(jìn)要均衡加工性和生產(chǎn)效率,最終確認改進(jìn)的方向是使流量輸出分布盡量趨于均勻,提高測量精度和刻度盤(pán)分布視覺(jué)效果。
  由于圓弧面易于加工,只需要普通的數控機床即可,因此,將錐形浮子錐面形狀由拋物線(xiàn)近似設計為圓弧面。因流量理論計算公式存在一定的誤差圖,得出的結論只能作為參考,需要再結合改進(jìn)前的試驗標定數據確定圓弧錐形浮子的尺寸。
  以口徑DN25,流量2500L/h的孔板式浮子流量計為例,進(jìn)行具體的改進(jìn)過(guò)程分析。改進(jìn)前的錐形浮子是直錐面,試驗標定數據取0、10%、20%、30%、4.0.....11個(gè)流量點(diǎn)數據19,結果如表1所示,刻度差值是指相鄰流量點(diǎn)的刻度差。
表1直面錐形浮子的試驗標定結果

流量點(diǎn)/%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

對應標準盤(pán)位置/%

0

14

28

40

52

62

70

76

82

86

90

刻度差值

 

14

14

12

12

10

8

6

6

4

4

  將標定結果數據制作成刻度盤(pán),如圖2b所示,刻度中長(cháng)線(xiàn)對應的是11個(gè)流量點(diǎn),與圖2a所示的標準刻度盤(pán)進(jìn)行對比可知,前40%流量跨度比較大,分布比較疏散,后40%流量跨度小,分布比較集中,視覺(jué)效果差。同時(shí)測量精度也差,例如90%到100%只有兩個(gè)刻度格,因流量變化點(diǎn)相距太近,可能93%到97%范圍間的流量都指示在95%的位置。其他口徑和流量段的分布情況均類(lèi)似。
 
  由表1數據可知,流量點(diǎn)50%處,對應標準刻度盤(pán)的位置為62%,說(shuō)明錐形浮子上升到總行程的62%,即62%總行程處的浮子外徑與孔板內徑形成的環(huán)形流通面積才能測出50%的流量。理想狀態(tài)下應該是錐形浮子上升到總行程的50%,即50%總行程處的浮子外徑與孔板內徑形成的環(huán)形流通面積就可以測出50%的流量,因此需將62%處的浮子外徑移動(dòng)到50%處,如圖3所示,即將c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),由a、b、d三點(diǎn)確認圓弧。由表1數據可知,流量點(diǎn)10%~80%位置點(diǎn)均同50%處一樣偏高,通過(guò)新確認的圓弧,可將10%~80%位置點(diǎn)均向下進(jìn)行調整,即對應圖3所有的半徑點(diǎn)均上移。圖2中前40%的流量跨度大,說(shuō)明傾斜角a較小,新確認的圓弧增加了傾斜角a的角度值;后40%的流量跨度小,說(shuō)明傾斜角β較大,新確認的圓弧降低了傾斜角β的角度值。
  通過(guò)上述方法,可將直面錐形浮子改進(jìn)為圓弧面錐形浮子。

 
3試驗驗證
  通過(guò)流量標定裝置,對改進(jìn)后的圓弧錐形浮子進(jìn)行實(shí)流標定試驗,試驗標定數據取0~100%11個(gè)流量點(diǎn)數據,結果如表2所示。當理想狀態(tài)分布完全均勻時(shí),各10%的刻度差值應該是一致的。對比改進(jìn)前和改進(jìn)后的試驗數據,改進(jìn)前各10%的刻度差值最大為14、最小為4,相差10;改進(jìn)后差值最大為12、最小為8,相差4;由10降為4,整體的分布均勻性得到明顯提高。同時(shí),刻度差最小4增加為最小8,流量變化點(diǎn)間距加大,測量精度明顯可以提高。
  將標定結果數據制作成刻度盤(pán),如圖4b所示,與圖2b改進(jìn)前的刻度盤(pán)進(jìn)行對比,分布均勻性明顯提高,不再有前段疏散后段集中的現象,整體分布趨于均勻,視覺(jué)效果較好,趨近于標準刻度盤(pán)呈現的分布效果。

流量點(diǎn)/%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

對應標準盤(pán)位置/%

0

12

24

34

44

54

62

72

80

88

98

刻度差值

 

12

12

10

10

10

8

10

8

8

10

  按照上述改進(jìn)過(guò)程,改進(jìn)各個(gè)口徑和流量段的錐形浮子。對不同的管道口徑和流量范圍,給出不同的浮子尺寸,通過(guò)實(shí)流標定驗證和分析,最終得出對應的浮子尺寸。以DN20口徑的流量計為例,可測的滿(mǎn)量程區間在650~2000L/h(20%C水)之間,最終確認5種浮子尺寸涵蓋整個(gè)流量范圍。比如1號浮子對應的滿(mǎn)量程范圍是650~800L/h,當客戶(hù)要求流量計量程在這個(gè)區間內,就選擇1號浮子;以此類(lèi)推在分段流量值范圍,內均可選擇到適合的浮子型號。
4結束語(yǔ)
  通過(guò)理論分析和改進(jìn)前標定數據相結合,將直面錐形浮子改為圓弧面,該改進(jìn)方案均衡了可加工性、加工效率和分布均勻性。最終通過(guò)流量標定裝置進(jìn)行試驗驗證,證明改進(jìn)后的圓弧面錐形浮子流量輸出的分布均勻性明顯好于改進(jìn)前的直面錐形浮子,提高了產(chǎn)品測量精度,并提高了指針式刻度盤(pán)的視覺(jué)效果。

文章來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ),如有侵權聯(lián)系即刪除!


下篇文章:差壓式流量計零點(diǎn)修正方法 上篇文章:不同波形脈動(dòng)流對渦輪流量計影響
 
江蘇省蘇科儀表有限公司是一家專(zhuān)業(yè)提供渦街流量計、渦輪流量計、電磁流量計的企業(yè),公司將以?xún)?yōu)質(zhì)的服務(wù)優(yōu)惠的價(jià)格,服務(wù)新老客戶(hù)。
 版權所有:江蘇省蘇科儀表有限公司       支持易品網(wǎng)絡(luò )
溫度儀表事業(yè)部   壓力儀表事業(yè)部  流量?jì)x表事業(yè)部   校驗儀表事業(yè)部   顯示儀表事業(yè)部   變送器儀表事業(yè)部   電線(xiàn)電纜事業(yè)部