详谈逐结介绍金属转子流量计
介绍
转子流量计是最常用的节流流量计之一，结构简单，制造容易，测量范围宽（比例达到10：1），测量精度高（误差约为±5％），指示值直观，维护方便，压力损失等是现代生活和工业生产中应用最广泛的测量仪器。
随着测量技术的不断发展和对测量精度要求的不断提高，计量工作者只能充分了解流量计的结构原理，流量计算，影响因素和修正方法，以及流量计的选择和安装要求。选择最符合您需求的仪表并获得最佳测量结果。我希望这篇文章能给测量工作者带来一些帮助。
1、转子流量计结构原理分析
1.1、结构分析
转子流量计由两部分组成：一部分是从底部到另一部分逐渐膨胀的锥形管，另一部分是放置在锥形管中的转子，可沿管的中心线向下移动，比流体密度更高（图1转子流量计）示意图）。
锥形管由玻璃，塑料或金属制成。流量刻度刻在玻璃或塑料锥形管上。通过锥形管，可以看到透明液体中的转子。位置和相应的比例值;转子在金属锥管中的位置通过磁耦合器等传递，并且大小显示在面板上。
1.2、它是如何工作的
当测量流体的流量时，流体从锥形管的下端流入冲击转子，冲击转子在其上产生力，并且力的大小随着流量而变化;当流量足够大时，产生的力会提升转子并使其升起。上调;流体从上端流过转子和锥形管壁之间的环形部分。当转子上的流体的力等于转子的重量时，由于力的平衡，转子停留在某个位置;这个位置和流量有对应关系，从这个位置可以得到流量值。
1.3、流量计算
流量计转子受到锥形管中的三个力：重力，动压和浮力。当三个力平衡时，转子重力=动压力+浮力。当流量变大或变小时，转子会上下移动，流体的横截面积也会变化，直到达到与平衡相对应的流量，并且转子在新的位置。
因此，当转子稳定时，力的关系式如下：
其中：转子密度; ρf-流体密度;重力加速度V型转子体积; Δp - 转子两侧的压差; A-转子最大横截面积。
旋转流量计结构图
结合公式（1）并参考孔板流量计和节流压差之间的关系式：
转子流量计流量公式：
其中：Qv-流量值; a0流量系数（与转子形状，流体状态，流量计结构和流体物理性质等因素有关，只能通过实验确定）; A0-环面积，对应于转子高度h;近似值：A0 = ch;系数c与转子和锥形管的几何形状和尺寸有关; ρt转子密度; ρf-流体密度;转子最大横截面积。
流动方程可写为：
由式（4）可知，转子的停止高度h对应于流量qv，根据高度差异，可以标记流量值，并且可以在实际应用中立即读取流量值。
2、流体相关校正测量
2.1、测量值的修正
从方程（4）可以看出，被测流体的密度不同，并且流量与转子高度之间的关系也不同。由于校准设备的限制制造商不可能对所有流量计进行固液校准。因此，在测量非校准介质时，应对读数进行校正以确保准确性。
对于液体，密度是恒定的，只有被测液体和校准液体之间的差异引起的影响可以被校正;由于气体的压缩性，在校准状态和实际状态不同时，气体也应考虑温度和压力的影响。
通常，校准状态默认为：温度T = 293.16K，绝对压力p = 101325Pa。根据流量计算公式，执行以下分析：
一方面，将校准流体流量公式设置为校准状态：
其中：Qv0--校准液在校准状态下的流量校准;标定的流体流量系数的校准; ρ0--校准状态下流体的密度。
另一方面，当将流量计设置在工作状态时，用于测量被测流体流量的公式为：
在公式中：工作状态下被测流体的QV流量指示;测量流体在工作状态下的流量系数;工作状态下流体的ρ密度。
从等式（5）和（6）可以看出，被测流体的实际流量是Qv，但在转子高度h处，转子流量计仍显示qv0。 比较方程 （5）和（6）可以得到Qv和Qv0之间的关系，即流量修正公式为：
实验表明流量系数a与雷诺数Re和流量计的结构有关。 当待测流体的粘度与校准流体的粘度差别不大时，或者在流量系数α恒定的流量范围内时，可能不考虑α的影响。 也就是说，可以考虑a = a0，所以（7）可以简化为：
如果待测流体的粘度与校准流体的粘度相差较大，则在考虑粘度差异时应考虑实际流量系数a与校准流量系数a0之间的差异。 参考等式（8）进行校正或实际校准。 不要简单地考虑a = a0。
2.2、流体密度校正
2.2.1、液体流量测量值的修正
流量计通常使用水作为液体流体测量的参考流体，并且在校准状态下进行校准。在实际测量非水液体流量时，只需要校正被测液体和校准液体（水）之间的密度差异所引起的效果，并且可以根据公式（8）进行校正转换。在这种情况下，ρ0是校准流体的密度，ρ是被测流体的密度。
2.2.2、气体流量测量值的修正
流量计使用空气作为气体流体测量的参考，并在校准状态下进行校准。由于气体密度受温度和压力变化的影响很大，因此不仅要根据被测气体和校准气体之间的密度差异进行转换，还必须根据温度，压力和校准状态在工作中。 。为了简化气体流量值的校正，通常可以忽略粘度对流量系数的影响。对于气体，由于ρt>>ρ0，ρt>>ρ，可以从（8）中得到：
在未校准状态下测量空气流量时，可直接使用公式（9）。但ρ是工作状态下测得的气体密度实际上不方便使用。为此，流体密度和流体状态可以分开修改，即首先在校准状态下校正待测流体的密度，然后校正状态。最终的修正公式是：
其中：p0--校准状态下的绝对压力; p运行状态下的绝对压力; T0校准状态下的绝对温度; T运行状态下的绝对温度;被校准状态下被测气体的ρ'密度。 2.3流量系数的修正
2.3.1、流量系数和转子形状的相关性
从方程（4）可以看出，流量系数也是影响测量结果的重要参数。它根据转子的形状而变化。尽管转子的形状是由制造商根据仪器结构和流量测量范围选择合适的形状，但用户不会考虑，但用户应该了解转子形状与精度之间的关系的测量值。
一般情况下，测量同一种流体时，锥形管中转子高度越高，使用该转子的流量计的流量系数越小，测量精度越高。基于这个特点，我们可以选择更适合自己的需求亚米级。
2.3.2、流量系数和雷诺数的相关性
当流量计的转子和结构不变时，流量系数主要受雷诺数Re的影响。当雷诺数Re很小时，流量系数随着雷诺数Re而变化。此时，需要校正流量系数（见公式7）;当雷诺数达到一定值Remin（临界雷诺数）时，流量系数基本上是稳定的，可以认为是一个常数，不需要对流量系数进行修正计算。不同的流量计很难找到一个通用的理论公式来描述流量系数和雷诺数之间的关系。
由于流体的多样性和环境的复杂性，流量系数的修正有许多困难。如果需要非常精确的测量，用户可以让制造商的实际液体校准仪表刻度，以便他可以直接获得工作环境的真实值，而无需进行任何更正。
3、选择和安装技术分析
3.1、转子流量计的类型
根据锥形管材料的不同，可大致分为三类。其中：玻璃管转子流量计具有结构简单，成本低廉，易于制作防腐蚀的仪器，同时具有高透明度，读数直观查看，不易破碎，重量轻，寿命长，安装和连接方便。塑料管转子流量计的特点是体积小，重量轻，不易折断的锥形管和耐腐蚀性。
金属管浮子流量计可测量液体和气体的流量，特别适用于低流量，小流量的中等流量测量。它可以提供瞬时流量，累计流量显示或输出标准信号，实现流量显示，累计，记录，控制和报警等功能。
3.2、选择分析
为保证测量数据的准确性，用户应根据安装环境，流体物理和化学特性等因素选择流量计。
（1）流体为中小流量时，压力小于1MPa，温度低于100℃，透明无毒，无燃烧爆炸危险，无腐蚀并且不会粘附到玻璃上。一般来说，可以使用玻璃管转子流量计。
（2）在相对较小的空间内，支持弱的管道环境，流体中小流量，压力小，温度低。塑料管转子流量计可以使用。
（3）如流体中小流量，易汽化（或易冷凝），有毒易燃，不含磁性物质，纤维及磨损物质，不锈钢不锈钢，可选普通型金属管转子流量计;如果液体有腐蚀性，应使用防腐金属管转子流量计;如果流体易结晶或汽化或粘度高，应使用带夹套加热或冷却接口的金属管转子流量计。在高温或寒冷，高压，有毒环境中，应选择带遥控信息功能的金属管转子流量计。
（4）如果流体压力不稳定，尤其是气体测量时，应选择带阻尼结构的转子流量计。
3.3、安装技术要求
正确的安装是流量计正常运行和精确测量的必要条件。一般应该遵循以下要求：
（1）转子流量计必须垂直安装。流体从底部到顶部流过流量计。垂直度好于2°。
（2）进口应为直管直径的5倍，出口应有250mm直管。
（3）安装位置应正确安装管道支架。
（4）旁流管和旁通阀应安装在流量计旁边，单向阀应安装在下游。
（5）如果测量流体脏污或含有固体杂质，则应在入口处安装过滤器和定期清洁装置。
（6）如果测量液含有铁磁性物质，请安装磁性过滤器。
（7）液晶或锂电池供电的流量计应避免阳光直射和高温环境（≥65°C）。
（8）测量气体的工作压力不应低于流量计压力损失的5倍。
4、小结
该转子流量计结构简单，原理并不复杂。 然而，由于流量测量特性和流体性质以及流体物理性质的依赖性，流量测量技术的应用变得非常复杂。 流体不仅在粘度上有差异，而且气体流体的可压缩性和热膨胀使得流体测量更加困难。 因此，本文只是对作者的一些经验和技术分析的总结。 对于更深入的研究，许多流体测量研究人员将提供更有价值的见解。
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