浮子流量计是一种基于流体通过垂直锥形管和浮动元件的流量检测装置。其工作原理如图所示:当流体从锥形管底部向上流动,通过浮子与管壁之间的环隙时,浮子由于上下端的压差而上升。浮子上升会改变环隙的面积,从而影响流速。当浮子上升力等于其在流体中的重量时,浮子稳定在一定高度,其高度与流量存在对应关系。
浮子流量计的基本方程适用于非实芯中空结构的浮子,其中流量系数α取决于浮子形状,而被测流体的气体膨胀系数ε通常忽略。流量计算涉及浮子体积、浮子质量、流体密度、流通环形面积等参数。流通环形面积与浮子高度之间的关系是非线性的,但当锥管圆锥角很小时,可以近似为线性关系。
对于透明锥形管浮子流量计,如15-40mm口径,结构通常包括透明锥管和浮动浮子。金属管浮子流量计则适用于大口径,通过磁钢耦合将浮子位移转化为信号输出。根据信号输出类型,浮子流量计可分为就地指示型和远传信号输出型,前者可能配备接近开关,后者则将浮子位置转换为电流或气压信号。
浮子流量计通常具有通用性,可以适应液体或气体测量,但必须注意不同的介质对浮子设计和结构的要求。例如,测量蒸汽时需要专门设计,可能需要增加散热装置。另外,浮子流量计按测量方式分类有全流型和分流型,后者常用于大流量场合,且具有较高的流速和较宽的范围度。
浮子流量计引是以浮子在垂直锥形管中随着流量变化而升降,改变它们之间的流通面积来进行测量的体积流量仪表,又称转子流量计。在美国、日本常称作变面积流量计(Variable Area Flowmeter)或面积流量计。浮子流量计原理设想发轫于19世纪60年代,20实际初出现商品。从应用台树所占比例来看,1985年英国抽样调查72家企业17000台流量仪表中浮子流量计占19.2%。我国浮子流量计产量1996年估计在15万-17万台之间,其中95%左右为玻璃管浮子流量计。