浮子流量计的安装
《自动检测技术及仪表控制系统》期末试卷
《自动检测技术及仪表控制系统》 A卷闭卷一、填空：（每空1分）1．显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。
2．热电偶是用组成而成。
当两个结点处于，回路中便产生。
4、节流式流量计的测量原理是以定律和定律为基础的。
5．把两块的光栅叠在一起，让他们的刻线之间有，这时光栅上会出现若干条明暗相间带状条纹案，称为。
6、热导式气体分析器是利用混合气体中不同的原理进行分析的。
7、仪表系统模型一般分为、、。
8、集散控制系统的核心思想是、。
9、LonWorks 与其它现场总线相连接而构成的典型现场总线中，其中符合LonWorks 自身规范的现场总线仪表单元通过连接到LonWorks总线网络上，而其他现场总线通过连接到LonWorks总线网络上。
二、选择题：（每题2分）1、用万用表交流电压档（频率上限仅为5KHZ）测量频率高达500KHZ、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于。
用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于。
A、系统误差B、粗大误差C、随机误差D、动态误差2、用仪表对三个电压进行测量，分别测得1000V、100V、10V，发现三个电压均存在1V的误差，那么，我们认为10V电压的测量结果较好。
在以上这个例子中，有这个结论的依据是。
A、绝对误差B、示值相对误差C、满度相对误差D、精度等级3、正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度约为，热力学温度约为。
A、32F，100KB、98.6F，236.15KC、98.6F，310.15KD、37F，236.15K4、节流装置中有一种由两个圆弧曲面构成的入口收缩部分和与之相接的圆筒形喉部组成，这种节流件是。
A、孔板B、喷嘴C、文丘里管5、浮子流量计的安装方式：。
A、水平，自上而下B、垂直，自下而上C、水平，自上而下D、垂直，自上而下6、光栅传感器是利用莫尔条纹来达到。
A、提高光栅分辨B、使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化C、细分的目的7、当主光栅与指示光栅的夹角为θ，主光栅与指示光栅相对移动一个栅距P时，莫尔条纹移动。
金属管浮子流量计使用手册说明书
使用手册Instruction manual安徽运诚科技集团有限公司2019.06 版金属管 浮子流量计应运而生因诚而存EMERGE AS THE TIMES REQUIREDEVELOPMENT BASED ON INTEGRITY金属管浮子流量计01概述金属管浮子流量计（金属管转子流量计）是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。
它具有体积小，检测范围大，使用方便等特点，它可用来测量液体、气体以及蒸汽的量，特别适宜低流速小流量的测量。
多年来，金属管浮子流量计以其优良性能和可靠性，以及较好的性能价格比，在石化、钢铁、电力、冶金、轻工、食品、制药、水处理等行业得到了广泛的应用。
本手册面向专业技术人员，适用于金属管浮子流量计的设计选型，也可用于最终用户在使用时的参考。
手册分别介绍了本系列金属管浮子流量计的工作原理、功能特点、技术参数、仪表类型及外形、流量计算、接线方法和安装、维护等。
本手册只针对本系列金属管浮子流量计的设计选型和使用，同时厂家保留某些技术参数改进而不预先通知的权利。
02测量原理本系列金属管浮子流量计主要由两大部分组成：传感器和指示器。
传感主要由连接法兰、测量锥管、浮子和上下导向器组成；指示器主要由壳体、磁传动系统、刻度盘和电远传系统组成。
在垂直的锥形测量管内，有一可上下移动的测量部件——浮子（图1），当流体自下而上通过锥形管时，浮子受到流体的作用力，沿锥形管向 上移动。
当流体的流量增大时，浮子的位移量增大；反之，流体的流量减少时，浮子的位移量变小。
也就是说，流体流量的大小，决定了浮子在测量管中的位置，从而决定了浮子和锥形管之间环形面积的大小。
当流体的流量保持在一个恒定的流量Q时，浮子也处于一动平衡状态，停留在锥形管中的一位置h，此时，浮子和锥形管之间的环形面积保持恒定。
浮子受到三个力的作用：浮子的重力G，浮子受到的浮力F，浮子受到流体的作用力P，这三个力达到平衡。
根据流体动力学的柏努力方程、力平衡原理和流体连续性定律，可以计算出此时通过环形面积的瞬时流体流量，所以，金属管浮子流量计是采用可变面积测量流量的原理。
常见几种流量计的工作原理、接线、安装知识、参数调整方法
常见几种流量计的工作原理、接线、安装知识、参数调整方法（一）知道流量计检修存在的风险及防范措施。
风险辨识：1.余压伤人2.未断电就检修导致人体触电（电源为AC220V的电磁流量计），仪表损坏，控制柜电源跳闸等。
3.影响生产的控制。
防范措施：1.切断物料来源，卸压后开始检修 2.若需进行更换电路板等操作，须对流量计进行断电方可开始检修。
3.联系岗位主操及生产车间管理人员，落实工艺安全措施后检修。
（二）知道我厂使用的各种流量计的类型及其工作原理1.知道氮肥厂使用的流量计类型：（1）电磁流量计。
如精醇岗位中间槽处粗醇产量流量计、粗醇入料流量计等（2）涡街流量计。
如常压塔采出流量计、全低变蒸汽流量计（3）金属浮子流量计（4）差压式流量计如脱碳变换气流量计、粗醇渗透气流量计等（5）质量流量计。
如球罐加氨、售氨流量计、精醇售醇流量计等。
2.知道各种流量计的测量原理。
（1）知道电磁流量计的工作原理电磁流量计所依据的基本理论是法拉第电磁感应定律。
当导体切割磁力线运动时，导体内将产生感应电动势。
根据该原理，可测量管内流动的导电流体的体积，导电流体流动的方向与电磁场的方向垂直，在导管垂直方向施加一个交变的磁场，并在有绝缘衬里的导管内壁两侧安装一对电极，两电极的连线既与导管轴线垂直，又与磁场方向垂直，当导电液体流经导管时，因切割磁力线，两个电极上就产生感应电动势。
（2）知道涡街流量计的工作原理在测量管中垂直插入一个柱状物时，流体通过柱状物两侧就交替地产生有规则的旋涡(如图所示)，这种旋涡列被称为卡门涡街。
卡门涡街的释放频率与流体的流动速度及柱状物的宽度有关，卡门涡街释放频率f和流速v成正比，因此通过测量卡门涡街释放频率就可算出瞬时流量。
（3）知道金属浮子流量计的工作原理：被测介质自下而上流经测量管时，浮子上下端产生差压形成上升力，当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量，浮子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速迅速下降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力随着减小，直到上升力与浸在流体中浮子重量平衡时，浮子便稳定在第一位置，浮子位置的高低即对应着被测介质流量的大小。
浮子流量计的安装
规范中的参数要求
1、满度误差
流量计（具有现场指示或气远传或电远传功能）的满度误差应不 超过表1规定的满度误差限。
表1 流量计的满度误差限
精确度等级
1.0
1.5
2.0
2.5
设计与磁阻元件配套的硬件电路，实现流量的测量。
内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程 流量计选型 应用领域 安装使用中需要注意的问题 常见故障及维护
2020/8/18
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天大泰和相关产品介绍
分类 按结构形式分：垂直型、水平型； 按被测介质分：液体、气体； 按传感器类型分：锥管型、孔板型； 按转换器类型分：指针现场指示型、指针式远传型、智能
空气 0.07～5,000 m3 (0.1013 ，20℃)。
量程比：标准型: 10:1 特殊规格的流量计需另选
精度等级： 1.0级、1.5级
压力等级：1.6、2.5、4.0、其他
介质温度：-80℃250℃（内衬氟塑料流量计流体温度为
0℃80℃）；高温型最高可达300℃。
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天大泰和相关产品介绍
技术参数（续）
环境温度：指针式 -40℃120℃；
智能型 40℃70℃。
连接： 法兰连接，1.6、2.5、4.0参照标准20594-97
电气连接：M20×1.5
防护等级：65
防爆等级：本安5
介质粘度：ф15 < 5 ·S ； ф25~ф100 < 50 ·S
供电方式： B型 3.6V锂电池1节，可使用1年；A、C、D型
现场指示型、智能远传型、智能远传报警输出型； 按附加结构分：标准型（无）、夹套型、高温型（上限
JBT6844-1993金属管浮子流量计（可编辑）
JBT 6844-1993 金属管浮子流量计中华人民共和国机械行业标准金属管浮子流量计发布一实施中华人民共和国机械工业部中华人民共和国机械行业标准一金属管浮子流量计主题内容与适用范围本标准规定了金属管浮子流量计的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装与贮存本标准适用于侧量封闭管道中液体、气体或燕汽流量的金属管浮子沈量计以下简称流量计。
引用标准爆炸性环境用防爆电气设备通用要求爆炸性环境用防爆电气设备隔爆型电气设备“’爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备“「, 工业自动化仪表气源压力范围和质量外壳防护等级的分类运油包装收发货标志包装储运图示标志仪器仪表包装通用技术条件产品分类型式按流量计传感器工作方式分为锥管浮子式‘金属锥管与浮子孔板浮子式圆往形金属、节流孔板与锥形浮子。
按流量计传感器的结构分为基型卜夹套型。
耐腐型。
卜按流量计的主要功能分为现场指示卜气远传电远传报警。
注之间可以适当组合成具有两种或多种功能。
卜按流量计的适应环境分为普通型卜防爆型。
机械工业部一一批准一一实施拍一基本参数公称通径流量计的公称通径系列值为,,注括号内的位为非优选位。
公称工作压力流量计的公称工作压力系列值为今精确度等级流量计的精确度等级系列值为。
注括号内的数位为非优选值。
流量翻量范围上限值数系流量计的流量洲量范围上限位数系应按下式计算式中流量计流量侧量范旧上限值数系一任意正、负整数或零 ,中任一数值。
注流量浏量范围上限值均指在标准状态下的流全值。
, 范围度流量计流量测量范围度为或工作流体的温度上限温度范围卜下限温度范围一动力供电电源‘公称值交流供电直流供电任选。
供气气源公称压力翰出信号气远传电远传或或电脉冲信号。
报警声、光或电信号。
正常工作大气条件温度一、十或一或按用户要求相对湿度大气压力连接方式法兰连接卜姗纹连接夹持连接软管连接。
拍一技术要求今参比工作条件下的墓本性能今基本误差流计‘具有现场指示或气远传或电远传功能的基本误差应不超过表规定的荃本误差限。
正确安装指针式金属管浮子流量计的方法
正确安装指针式金属管浮子流量计的方法
金属管浮子流量计是工业自动化过程控制中常用的一种变面积流量测量仪表。
它具有体积小，检测范围大，使用方便等特点。
它可用来测量液体、气体以及蒸汽的流量，特别适宜低流速小流量的介质流量测量。
第一，流量计应垂直或水平安装在无振动的管路上，为了维修方便安装旁路管。
垂直安装型流量计被测介质流向必须自下而上。
第二，控制阀必须安装在测量位置下游。
流量计进出口处应保证一定的直管段，当被测介质中含有固体微粒应安装适当的过滤器，被测介质中含有磁性微粒，则应安装磁过滤器。
第三，流量计为防止在运输途中损坏，我们在指示器中装有固定指针的橡皮筋，用户在接线前应打开指示器左盖把它轻轻取走，不要使指针位置变化。
第四，打开指示器右盖，电缆线穿过电缆引入装置后，按旋转角变送器的接线图接线后，旋紧压紧螺母，使电缆固定，然后旋紧左右盖的紧固螺钉，使指示器防水、防尘。
第五，在安装时，有一点特别要提醒用户的，在安装流量计之前，应先将管道内的赃物，焊接杂质等喷吹干净。
如果液体中含有固体杂质，应在阀门与直管段之间安装相应的过滤器。
金属管浮子流量计使用说明书
本产品经国家指定的质量检验机构检验认可，符合 GB3836.1-2010.GB3836.2-2010.GB3836.4-2010 标准的有关要求。
1
第二章 仪表结构与原理
第二章 仪表结构与原理
3
第二章 仪表结构与原理
图 4 M10 指示器
图 5 M8 指示器卫生型
4
第三章 技术参数
第三章 技术参数
类型
表1 参数
水（20℃）（1~200000）L/h 空气(20℃.0.1013MPa) 测量范围
(0.03~3000)m3/h 量程比 标准型 10:1 特殊型 20:1 扩展型 100:1
III
7.2 多线制（240VDC、220VAC 供电，ModBus、报警及脉冲输出、 批次处理方式）接线方法..................................................................... 36 7.3 干簧管开关量报警接线方法.......................................................... 38 第八章 仪表调试............................................................................................40 第九章 故障分析与处理................................................................................42 9.1 抖动...................................................................................................42 9.2 指针停到某一位置不动.................................................................. 42 9.3 阀门打开仪表指针到最大值.......................................................... 42 9.4 测量误差大.......................................................................................42 9.5 无电流输出.......................................................................................43 9.6 无现场显示.......................................................................................44 9.7 现场液晶总显示 0 或满量程.......................................................... 44 9.8 报警不正确.......................................................................................44 9.9 累积脉冲输出不正确...................................................................... 44 9.10 现场液晶显示与 PLC、DCS 上显示数值不符........................... 45 第十章 产品附件............................................................................................46 10.1 直管段.............................................................................................46 10.2 配对法兰、紧固件、密封垫........................................................ 46 10.3 磁过滤器.........................................................................................46 10.4 电池.................................................................................................46 10.5 ModBus、Hart 协议调制解调器及上位机软件........................... 46
浮子流量计的选用和安装注意事项
浮子流量计的选用和安装注意事项浮子流量计的选用除了要考虑测量目的、被测介质性质和状态外，还应重点考虑精确度和最程。
浮子流址计为中低等精确度的流星仪表。
口径小于6mm的通用型玻璃管浮子流量计的基本误差为(2.5%一4.0%)FS，口径在10-15mm的基本误差为2.5%FS,25mm 以上的为1.5%FS;金属管浮子流量计就地指示型为(1.5%一2.5%)FS，远传型为(2.5%-4.0%)FS。
耐腐蚀型仪表的精确度还要低一些，选用时应予留意。
通用型玻璃管浮子流量计的员程比一般为10:1，门径大于80mm的为5:1;金属管浮子流量计的量程比一般为5:1一10:1。
由于各生产厂家是针对标定状态和标定物质给出浮子流量计最程的，因此用户应将工作状态下被测介质流量范围进行刻度换算，以精确选择仪表量程。
【例4-2)欲测量压力为350kPa.温度为303.16K的氢气流量，最大流量为2m3/h，问应选用多大最程的气体浮子流量计?解查空气、氢气在标定状态下的密度分别为1.205kg/m3和0.084kg/m3，则由式((4-84)得从例4-2可见，测址上述状态下的最大流量为2m3/h 的氢气流量，应当选用量程为1m3/h的浮子流量计才能正常工作。
此外，选用流量计量程时还应留意常用流量应选在最大流量的70%-80%之间。
浮子流量计的安装浮子流量计必需垂直安装，进口应保证有5倍管道直径以上的直管段。
最好在仪表旁安装旁路管，供检修和冲洗仪表时使用。
为了便利检修和更换流量计、清洗测量管道，除了安装流量计的现场有足够的空间外，在流量计的上下游应安装必要的阀门。
一般状况下，流量计的前面用全开阀，后面用流量调整阀，并在流量计的位置设置旁路管道，安装旁通阀。
在有可能产生流体倒流的管道上安装流量计时，为避免因流体倒流或水锤现象损坏流盘计，应在流量计的下游安装单向阀。
如用来测量脏污流休，一般都要求在上游人口处安装过滤器或定期进行清洗。
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示型、智能远传型、智能远传报警输出型；
按附加结构分：标准型（无）、夹套型、高温型（上限300℃）、
高压型（大于4.0MPa） 、衬PTFE型、阻尼型
2018/10/11
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天大泰和相关产品介绍
产品外形图
标准型
智能型
卫生型
突出特点（卖点）
精度通过10点非线性修正，精度等级达到1.0级； 在线温压补偿（正在研制）。
2018/10/11 11
转换器部分的工作原理
温度补偿 A/D N S 磁 阻 元 件 处 理 电 路 A/D 电 PWM 流 输 出
单片机
RS485 通讯接口
磁阻式金属浮子流量计基本原理
在浮子内嵌入小磁钢，在金属锥管管体外安装圆形磁体，通过磁路耦 合将浮子的纵向位移转换成外部磁体的角度变化，并通过磁阻元件测 量此角度。 设计与磁阻元件配套的硬件电路，实现流量的测量。
0℃~+80℃）；高温型最高可达300℃。
2018/10/11
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天大泰和相关产品介绍
技术参数（续）
环境温度：指针式 -40℃~+120℃；
智能型 40℃~+70℃。
连接： 法兰连接，1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa参照标准HG20594-97 电气连接：M20×1.5 防护等级：IP65 防爆等级：本安ExiaIICT5 介质粘度：ф15 < 5 mPa· S ； ф25~ф100 < 50 mPa· S 供电方式： B型 3.6V锂电池1节，可使用1年；A、C、D型 DC24V，
当FS等于G时，浮子便稳定在某一高度h，由h即可测得体积流量qv。
2018/10/11 9
传感器部分的工作原理
A1
Fp+Fρ=FS
由浮子的受力平衡公式推得浮子流量传感器的体积流量公式为：
qv A1u1 (h t anD f h 2 t an2 ) 2 gVf ( f )
2018/10/11
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内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
2018/10/11 13
天大泰和相关产品介绍
分类
按结构形式分：垂直型、水平型； 按被测介质分：液体、气体； 按传感器类型分：锥管型、孔板型； 按转换器类型分：指针现场指示型、指针式远传型、智能现场指
浮子流量计相关知识
天津大学电气与自动化工程学院流量实验室
内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
2018/10/11 2
内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
A f
为浮子流量计的流量系数，是与雷诺数、浮子形状和尺寸等相关的 其中， 无量纲数，在一定的雷诺数范围内是常数。
2018/10/11 10
转换器部分的工作原理
角位移金属浮子流量计基本原理
浮子内嵌磁钢，与管体外一端嵌有小磁钢的机械连杆机构形成内外磁路耦 合。流量变化时，内磁钢随浮子上下移动，引起外磁钢的位移，连杆随之 转动一定角度，从而将浮子的直线位移h转换为连杆的角度位移θ 。 利用电容角位移传感器将其角度θ的变化转换为电容值的变化，再经信号 处理电路将电容值的变化转化为电压信号，最终使检测电路的输出信号幅 值反映流体瞬时流量的大小。
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
2018/10/11 3
浮子流量计的结构
由传感器和转换器两部分组成
传感器
转换器
q 88888
8 8 8 88 8 8 8
t/h 瞬时 m3 /h
146
m3
t
累计
传感器
80
F
185
250
转换器 转换器
146 250
185
传感器
80
2018/10/11
4～20mA，A、C型两线制，D型三线制。
仪表高度：250mm
2018/10/11 18
内容提要
结构与工作原理 天大泰和相关产品介绍 检定流程
流量计选型
应用领域
安装使用中需要注意的问题
常见故障及维护
2018/10/11 19
第二章
标准装置
实验装置
2018/10/11
20
浮子流量计的检定流程
第一步， 安装浮子流量计，打开上游全开阀，缓慢打开调节阀，使 检定介质流过流量计，先排出气泡，等稳定后调节下游调节阀，使浮 子升到要检定的流量点。 第二步，在量程范围内，均匀选择11个流量点，分别测量正、反量程 下传感器的旋转角度，对正、反量程角度取平均值后，根据平均值α 刻度浮子流量计。 第三步，在水流量标准实验装置上检定该流量计，选取qmin、0.25qmax 、0.4qmax、0.7qmax和qmax共5个流量点，每个流量点正、反行程各检定 3次，分别计算各测量值在正、反量程下的算术平均值。其中qmin代表 量程下限、qmax代表量程上限。 最后，计算各流量点的满度误差δSF和线性度k等技术指标。
DN125、 DN150、DN200 共10种不同口径
测量范围：水 2.5～200,000 L/h；
空气 0.07～5,000 m3/h (0.1013MPa ，20℃)。
量程比：标准型: 10:1
特殊规格的流量计需另选
精度等级： 1.0级、1.5级 压力等级：1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、其他 介质温度：-80℃~+250℃（内衬氟塑料流量计流体温度为
Lx Lz Ly
锥管
锥管浮子流量计模型
2018/10/11
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浮子流量计的结构
h
孔板
孔板浮子
Lx Lz Ly
孔板
孔板浮子流量计模型
2018/10/11
8
传感器部分的工作原理
Fp+Fρ=FS
被测流体自下而上流过浮子流量传感器时，若FS大于G，浮子便上升。
浮子上升时，浮子和锥管间的环形面积随之增大，则环形面积处流体流 速下降，浮子上下截面压差降低，作用于浮子和导向杆上的升力FS随之 减少。
2018/10/11 15
天大泰和相关产品介绍
其他部件
100
100
1
1.阻尼塞 2.阻尼管 3.浮子
2
衬PTFE磁过滤器结构
磁过滤器结构
3
磁过滤器
阻尼器
2018/10/11
16
天大泰和相关产品介绍
技术参数
口径：DN15、DN25、 DN40、DN50 、DN65、 DN80、DN100 、
4
第一章
浮子流量计的结构
浮子流量传感器结构示意图
h锥Biblioteka 浮子流量传感器孔板浮子流量传感器
2018/10/11
5
浮子流量计的结构
锥管浮子
法兰
管体
孔板浮子
上导向杆
下导向杆
上导向杆
下导向杆
锥管
孔板
支撑架 卡箍
上
下
2018/10/11 6
第二章
浮子流量计的结构
支 撑 架
h
浮 子 导 向 杆
锥管浮子
锥管