转子流量计工作原理

转子流量计工作原理集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#

转子流量计工作原理

转子流量计又称浮子流量计，是变面积式流量计的一种，它是由一个锥形管和一个置于锥形管内可以上下自由移动的转子(也称浮子)构成。转子流量计本体可以用两端法兰、螺纹或软管与测量管道连接，垂直安装在测量管道上。当流体自下而上流入锥管时，被转子截流，这样在转子上、下游之间产生压力差，转子在压力差的作用下上升，这时作用在转子上的力有三个：流体对转子的动压力（向上）、转子在流体中的浮力（向上）和转子自身的重力（向下）。

流量计垂直安装时，转子重心与锥管管轴会相重合，作用在转子上的三个力都平行于管轴。当这三个力达到平衡时，转子就平稳地浮在锥管内某一位置上。此时，重力=动压力+浮力。对于给定的转子流量计，转子大小和形状己经确定，因此它在流体中的浮力和自身重力都是已知的常量，唯有流体对浮子的动压力是随来流流速的大小而变化的。因此当来流流速变大或变小时，转子将作向上或向下的移动，相应位置的流动截面积也发生变化，直到流速变成平衡时对应的速度，转子就在新的位置上稳定。对于一台给定的转子流量计，转子在锥管中的位置与流体流经锥管的流量的大小成一一对应关系。这就是转子流童计的计量原理。

转子稳定时公式：

()t f V g P A ρρ-=?? （1-1）

其中：t ρ为转子的密度；f ρ为流体的密度；V 为转子的体积；P ?为转子前后的压差（P ?是一常数）；A 为转子的最大截面积。

图1 转子流量计测量原理

其具体工作过程为：流量增加→浮子节流作用产生的压差力也增加→浮子上升→浮子与锥形管壁间的环形流通面积增大→流过此环隙的流速降低→压差力随之下降，直到

其恢复为原来的压差数值为止→转子就平衡在比原来高的位置上了。因此，浮子的停浮高度与流量大小成对应关系。

已知稳定时公式（1-1），再由流量方程式

v q A αε=（1-2） 得流量公式

v q A αε=（1-3）

其中：0A —环隙面积，对应于转子高度h ；α—流量系数；近似有：0A ch =；系数c 与转子和锥管的几何形状及尺寸有关。

流量方程式可写成：

v q αεφ==（1-4）

令c φαε=（仪表常数）。由公式（1-4）可知，浮子的停浮高度h 与流量v q 成对应关系。

图2为玻璃转子流量计的外观简图。图3为金属转子流量计的外观简图。

图2 玻璃转子流量计外观图

图3 金属转子流量计外观图

下面为转子流量计工作原理的动画演示