一、上海LZZ金屬管浮子流量計(jì)概述
LZZ系列金屬管浮子流量計(jì)是基于浮子位置測(cè)量的一種變面積流量?jī)x表。采用全金屬結(jié)構(gòu)、Modular概念設(shè)計(jì)，因其具有體積小、壓損小、量程比大（10：1）、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)，故廣泛應(yīng)用于各行業(yè)復(fù)雜、惡劣環(huán)境下、對(duì)小流量、低流速、各種苛刻介質(zhì)條件的流量測(cè)量與過(guò)程控制。
LZZ系列金屬管浮子流量計(jì)的系列產(chǎn)品，針對(duì)不同的用戶需求、不同場(chǎng)合，有多種測(cè)量形式供用戶可選；按輸出形式分有就地指示型、遠(yuǎn)傳輸出型、控制報(bào)警型，按輸出形式分有就地指示型、遠(yuǎn)傳輸出型、控制報(bào)警型；按防爆要示分類，又可分為普通型、本質(zhì)安全型、隔離防爆型三種。
LZZ系列金屬管浮子流量計(jì)采用了先進(jìn)的 Honeywell無(wú)接觸檢測(cè)磁場(chǎng)角度變化的磁測(cè)傳感器、并配以Motorola微處理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)液晶指示、累積、遠(yuǎn)傳輸出（4-20Ma）、脈沖輸出、上下限報(bào)警輸出等功能，該型智能信號(hào)變送器具有及高的精度和可靠性，*可以取代進(jìn)口同類型儀表，且具有性價(jià)比高、多參數(shù)標(biāo)定、掉電保護(hù)等到特點(diǎn)。
    上海LZZ金屬管浮子流量計(jì)的設(shè)計(jì)制作還考慮了用戶工藝流向要求，有HZ50垂直安裝式、HZ51上進(jìn)下出安裝式、HZ52側(cè)進(jìn)側(cè)出安裝式、HZ53底進(jìn)側(cè)出安裝式、HZ54螺紋連接式、HZ56R/L水平安裝式等安裝方式可選。

二、原理：
LZZ系列金屬管浮子流量計(jì)由二部分組成：
傳感器———測(cè)量管及浮子；
信號(hào)變送器———指示器；
    傳感器的觸液材質(zhì)有四種：不銹鋼、哈氏合金、鈦材、不銹鋼襯PTFE；用戶可根據(jù)不同的觸液材質(zhì)，來(lái)滿足工藝的耐壓及介質(zhì)防腐的需要。根據(jù)不同的測(cè)量要求，用戶在選型時(shí)，可以選擇不同的指示器組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)量要求。流量的測(cè)量是由指示器內(nèi)的變送器通過(guò)耦合磁鋼感受浮子位置的變化來(lái)完成流量的指示和信號(hào)的遠(yuǎn)傳輸出的。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)自下而上流經(jīng)測(cè)量管時(shí)，浮子受重力、浮力及流體流速對(duì)浮子垂直向上的推動(dòng)力三者平衡時(shí)，浮子即相對(duì)而言靜止在某個(gè)位置，這個(gè)位置隨浮子與錐管的環(huán)面積、流體流速而變化，浮子的位置即對(duì)應(yīng)被測(cè)介質(zhì)流量的大小。

三、金屬管浮子流量計(jì)特點(diǎn)
◇模塊化組合設(shè)計(jì)，維修方便，正常使用免維護(hù)
◇單軸、非接觸新型磁耦全結(jié)構(gòu)，信號(hào)傳輸更穩(wěn)定
◇雙行、大屏幕液晶顯示瞬時(shí)、累計(jì)流量，可帶背光
◇智能型具有掉電保護(hù)、數(shù)據(jù)備份及恢復(fù)功能
◇全金屬結(jié)構(gòu)，抗震、耐壓、耐溫、防腐
◇短行程、總主250mm，設(shè)計(jì)安裝更方便

四、金屬管浮子流量計(jì)技術(shù)參數(shù)
測(cè)量范圍:水（20℃）1-200000 l／h   空氣（20℃，0．1013MPa）0．03－4000m3／h   參見流量表，特殊流量可訂制
量程比：標(biāo)準(zhǔn)型10：1 特殊型20：1
精度： 標(biāo)準(zhǔn)型1．5級(jí) 特殊型1．0級(jí)
壓力等級(jí)：標(biāo)準(zhǔn)型： DN15－DN50 4.0MPa   DN80-DN200 1.6MPa
特殊型： DN15－DN50 25MPa    DN80-DN200 16MPa
夾套的壓力等級(jí)為1．6MPa
特殊型在選型和訂貨前應(yīng)與工廠協(xié)商
壓力損失：7kPa-70kPa
介質(zhì)溫度：標(biāo)準(zhǔn)型：－80℃-＋200℃：PTFE：0℃－85℃
高溫型：zui高可達(dá)400℃
介質(zhì)粘度：DN15: <5mPa.s（F15.1-F15.3）
                <30mPa.s（F15.4-F15.8）
DN25: <250mPFa.s
DN50-DN150: <300mPa.s
環(huán)境溫度：液晶型－30℃－+85℃
指針型－40℃－+120℃
連接形式：標(biāo)準(zhǔn)型：DIN2501標(biāo)準(zhǔn)法蘭
特殊型：由用戶的任意標(biāo)準(zhǔn)法蘭或螺紋
電纜接口：M20＊1．5
供電電源：標(biāo)準(zhǔn)型24VDC二線制4－20mA（10．8VDC－36VDC）
          交流型：85－265VAC    50HZ
          電池型：3．6V@4AH鎳氫電池
報(bào)警輸出：上限或下限瞬時(shí)流量報(bào)警
          標(biāo)準(zhǔn)型：集電極開路輸出（zui大100mA@30VDC內(nèi)部阻抗100歐）
          特殊型：繼電器輸出（觸點(diǎn)容量zui大5A@250VAC）
脈沖輸出：累積脈沖輸出，zui小間隔50毫秒
液晶顯示：瞬時(shí)流量顯示數(shù)值范圍：0－50000
          累計(jì)流量顯示數(shù)值范圍：0－99999999
防護(hù)等級(jí)：IP65
防爆標(biāo)志：本安型iaⅡCT6 隔爆型dⅡCT6 

檢測(cè)原理：
金屬管浮子流量計(jì)檢測(cè)部分是由一個(gè)自下向上擴(kuò)張的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐形管軸可以上下自由移動(dòng)的浮子組成。工作原理如圖1所示，被測(cè)流體從下向上經(jīng)過(guò)錐管和浮子形成的環(huán)隙時(shí)，浮子上、下端產(chǎn)生差壓形成浮子上升的力，當(dāng)浮子所受上升力大于浸在流體中浮子重量時(shí)，浮子便上升，環(huán)隙面積隨之增大，環(huán)隙處流體流速立即下降，浮子上下端差壓降低，作用于浮子的上升力亦隨著減少，直到上升力等于浸在流體中浮子重量時(shí)，浮子便穩(wěn)定在某一高度。浮子在錐管中高度和通過(guò)的流量有著對(duì)應(yīng)關(guān)系。
體積流量Q的基本方程式為：
式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；
ε 被測(cè)流體為氣體時(shí)氣體膨脹系數(shù)，通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略，且通過(guò)校驗(yàn)已將它包括在流量系數(shù)內(nèi)，如為液體則ε= 1
△F 流通環(huán)形面積，m2 ；
g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，m/s2；
Vf 浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3；
ρf 浮子材料密度，kg/m3；
ρ 被測(cè)流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3；
Ff 浮子工作直徑（zui大直徑）處的橫截面，m2；
Gf 浮子重量，kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式（3）所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定，則d、β為常量。
式中有h的二次項(xiàng)，一般不能忽略此非線性關(guān)系，只有在圓錐角很小時(shí)，才可視為近似線性。

式中d 浮子zui大直徑（即工作直徑），m;
h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度，m;
β 錐管的圓錐角；
a、b 為常數(shù)
　　從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對(duì)應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度，就可以知道相對(duì)應(yīng)的體積流量，再通過(guò)轉(zhuǎn)換器，將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量所對(duì)應(yīng)的刻度，這就是金屬管浮子流量計(jì)的檢測(cè)原理。
轉(zhuǎn)換指示器
轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號(hào)來(lái)分：有就地顯
示型和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出型：
就地顯示型：由就地指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)指針通過(guò)刻度盤指示出此時(shí)流量
 
　　智能遠(yuǎn)傳型，由智能型指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)傳感磁鋼及指針，通過(guò)一個(gè)磁傳感器將磁場(chǎng)變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來(lái)顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。（如下圖所示）

式中α 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；
ε 被測(cè)流體為氣體時(shí)氣體膨脹系數(shù)，通常由于此系數(shù)校正量很小而被忽略，且通過(guò)校驗(yàn)已將它包括在流量系數(shù)內(nèi)，如為液體則ε= 1
△F 流通環(huán)形面積，m2 ；
g 當(dāng)?shù)刂亓铀俣?，m/s2；
Vf 浮子體積，如有延伸體亦應(yīng)包括，m3；
ρf 浮子材料密度，kg/m3；
ρ 被測(cè)流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度，kg/m3；
Ff 浮子工作直徑（zui大直徑）處的橫截面，m2；
Gf 浮子重量，kg。
流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式（3）所示，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已定，則d、β為常量。
式中有h的二次項(xiàng)，一般不能忽略此非線性關(guān)系，只有在圓錐角很小時(shí)，才可視為近似線性。
 
式中d 浮子zui大直徑（即工作直徑），m;
h 浮子從錐管內(nèi)徑等于從浮子zui大直徑處上升高度，m;
β 錐管的圓錐角；
a、b 為常數(shù)
　　從（1），（2），（3）公式可知，在一定的條件下，浮子在錐管內(nèi)的高度與體積流量有一定的比例對(duì)應(yīng)關(guān)系。讀出浮子的高度，就可以知道相對(duì)應(yīng)的體積流量，再通過(guò)轉(zhuǎn)換器，將浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量所對(duì)應(yīng)的刻度，這就是金屬管浮子流量計(jì)的檢測(cè)原理。
轉(zhuǎn)換指示器
轉(zhuǎn)換器實(shí)際上是將錐管內(nèi)浮子的高度轉(zhuǎn)換成所對(duì)應(yīng)的體積流量的刻度。從輸出信號(hào)來(lái)分：有就地顯
示型和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出型：
就地顯示型：由就地指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)電動(dòng)指針通過(guò)刻度盤指示出此時(shí)流量
 
　　智能遠(yuǎn)傳型，由智能型指示器中的隨動(dòng)磁鋼與浮子內(nèi)磁鋼耦合，而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)傳感磁鋼及指針，通過(guò)一個(gè)磁傳感器將磁場(chǎng)變化轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)字濾波，微處理器處理，D/A輸出，LCD液晶顯示，來(lái)顯示出瞬時(shí)流量及累積流量大小。（如下圖所示）

金屬管浮子流量計(jì)的口徑、浮子號(hào)及刻度的計(jì)算

1、計(jì)算方法
（1） 根據(jù)用戶給出的數(shù)據(jù)，選擇適當(dāng)?shù)墓接?jì)算相應(yīng)標(biāo)校介質(zhì)的流量Qs:
 
其中：Qs-標(biāo)校介質(zhì)（水或空氣）在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃，0.1013Mpa）的流量
Q-用戶介質(zhì)流量 K-修正系數(shù)
（2）根據(jù)計(jì)算得到的 Qs值，查流量表來(lái)確定選用的浮子號(hào)及測(cè)量管的口徑（流量表中的數(shù)值都是水或空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量值）
（3）確定測(cè)量管口徑和浮子號(hào)后，建議用下式確定被測(cè)介質(zhì)流量刻度的上限值Q：
 
其中：Qi查流量表中選取某一浮子號(hào)對(duì)應(yīng)的水或空氣流量的zui大值。
（4）由于計(jì)算中沒(méi)有考慮粘度的修正，有可能與工廠計(jì)算的結(jié)果產(chǎn)生差異。

2、修正系數(shù)K的確定
（1）對(duì)于液體介質(zhì)
a、如果Q是液體體積流量則用下式計(jì)算K：

b、如果Q是液體質(zhì)量流量則用下式計(jì)算K：

其中：ρf:所選浮子密度（g/cm3）
不銹鋼浮子密度為7.8
聚四氟乙烯浮子（PTFE）密度為3.4
鎳基合金（Hasloy）密度為8.3
ρ:被測(cè)介質(zhì)的密度
（2）對(duì)于氣體體介質(zhì)
a、如果Q是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（20℃，0.1013Mpa）氣體的體積流量，則用下式計(jì)算K：

b、如果Q是操作狀態(tài)下氣體的體積流量，則用下式計(jì)算K：

c、如果Q是氣體的質(zhì)量流量，則用下式計(jì)算K：

  
 在以上各式中：
ρ： 被測(cè)介質(zhì)的密度：被測(cè)氣體介質(zhì)在20℃,0.1013MPa狀態(tài)下密度（kg/m3）
P：被測(cè)氣體介質(zhì)的壓力（MPa）
T：被測(cè)氣體介質(zhì)的溫度（K）
ρ0：空氣在20℃,0.1013MPa情況下密度（1.205kg/m3）
P 0：標(biāo)校介質(zhì)的壓力（0.1013MPa）
T 0：標(biāo)校介質(zhì)的溫度（293.15K）

d、輔助密度換算公式
 
其中：ρst: 被測(cè)氣體介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下密度（Kg/m3）
ρt: 被測(cè)氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下密度（Kg/m3）
Tt: 被測(cè)氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下溫度（K）
Pt:被測(cè)氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下壓力（MPa）
p0:被測(cè)氣體介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下壓力（MPa）
T0:被測(cè)氣體介質(zhì)在操作狀態(tài)下溫度（K）

金屬管浮子流量計(jì)的結(jié)構(gòu)

1、高溫型結(jié)構(gòu)（G）
  高溫結(jié)構(gòu)型（G型）是用于介質(zhì)溫度過(guò)高或過(guò)低而需要對(duì)測(cè)量管采取保溫隔熱措施的介質(zhì)的流量測(cè)量。高溫型結(jié)構(gòu)是加大了測(cè)量管與指示器之間的距離來(lái)增加散熱、增加隔熱材料厚度，保證指示器工作在允許的環(huán)境溫度范圍內(nèi)。選型為"G"型。
G型金屬管浮子流量計(jì)可以測(cè)量溫度達(dá)-80℃-+300℃的介質(zhì)的流量。

2、帶阻尼器裝置的結(jié)構(gòu)（Z）
阻尼器結(jié)構(gòu)型用于流量計(jì)入口流量（壓力）不穩(wěn)定時(shí)的介質(zhì)流量測(cè)量，特別是對(duì)于氣體的測(cè)量。它的結(jié)構(gòu)如圖所示.

3、夾套型結(jié)構(gòu)（T）
夾套型結(jié)構(gòu)用于對(duì)需要伴熱或冷卻（如高粘度和易結(jié)晶）的介質(zhì)的流量測(cè)量。在夾套中通過(guò)加熱或冷卻介質(zhì)，使低沸點(diǎn)、低凝固點(diǎn)流體不汽化和不結(jié)晶。
伴熱介質(zhì)的導(dǎo)入和導(dǎo)出連接,標(biāo)準(zhǔn)型要用HG20594-97 DN15 PN1.6法蘭,其它的法蘭規(guī)格連接可與生產(chǎn)廠標(biāo)明,夾套的壓力等級(jí)為1.6MPa.
夾套型金屬管流量計(jì)結(jié)構(gòu)見FA標(biāo)準(zhǔn)型流量計(jì)法蘭、外形尺寸圖。

4、高壓型結(jié)構(gòu)（Y型）
高壓型結(jié)構(gòu)用于被測(cè)介質(zhì)壓力大于標(biāo)準(zhǔn)的壓力等級(jí)的流量測(cè)量。高壓型結(jié)構(gòu)如下圖所示。目前FFM64系列的zui高壓力可以達(dá)到32MPa。另外高壓型流量計(jì)可提供內(nèi)置磁過(guò)濾器型，安裝高度均為350mm。FA、FB和FC型zui大壓力為10MPa.
 
高壓型外形尺寸及重量
 
注:1、G為儀表重量（kg）

金屬管浮子流量計(jì)安裝示意圖

金屬管浮子流量計(jì)的安裝注意事項(xiàng)

為了能讓金屬管浮子流量計(jì)正常工作且能達(dá)到一定的測(cè)量精度，在安裝流量計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
  ·金屬管浮子流量計(jì)必須垂直安裝在無(wú)振動(dòng)的管道上。流體自下而上流過(guò)流量計(jì),且垂直度優(yōu)于2°,水平安裝時(shí)水平夾角優(yōu)于2°；
·為了方便檢修和更換流量計(jì)、清洗測(cè)量管道，安裝在工藝管線上的金屬管浮子流量計(jì)應(yīng)加裝旁路管道和旁路閥；
·金屬管浮子流量計(jì)入口處應(yīng)有5倍管徑以上長(zhǎng)度的直管段，出口應(yīng)有250mm直管段；
·如果介質(zhì)中含有鐵磁性物質(zhì)，應(yīng)安裝磁過(guò)濾器；如果介質(zhì)中含有固體雜質(zhì)，應(yīng)考慮在閥門和直管段之間加裝過(guò)濾器；
·當(dāng)用于氣體測(cè)量時(shí)，應(yīng)保證管道壓力不小于5倍流量計(jì)的壓力損失，以使浮子穩(wěn)定工作；
·為了避免由于管道引起的流量計(jì)變形，工藝管線的法蘭必須與流量計(jì)的法蘭同軸并且相互平行，管道支撐以避免管道振動(dòng)和減小流量計(jì)的軸向負(fù)荷，測(cè)量系統(tǒng)中控制閥應(yīng)安裝在流量計(jì)的下游：
·測(cè)量氣體時(shí)，如果氣體在流量計(jì)的出口直接排放大氣，則應(yīng)在儀表的出口安裝閥門，否則將會(huì)在浮子處產(chǎn)生氣壓降而引起數(shù)據(jù)失真。
·安裝PTFE襯里的儀表時(shí)，法蘭螺母不要隨意不對(duì)稱擰得過(guò)緊，以免引起PTEF襯里變形；
·帶有液晶顯示的儀表，要盡量避免陽(yáng)光直射顯示器，以免降低液晶使用壽命；帶有鋰電池供電的儀表，要盡量避免陽(yáng)光直射、高溫環(huán)境（≥65℃）以免降低鋰電池的容量和壽命。

五、金屬管浮子流量計(jì)產(chǎn)品選型

六、參考流量

選型