一． 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、气体以及蒸汽的流量，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。

本手册所介绍产品可用于ⅡA、ⅡB、ⅡC类，T1——T6组爆炸性气体环境，1区、2区危险场所，防爆类型为隔爆型，防爆标志ExdIICT6Gb。

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。

二　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。传感器主要由连接法兰、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。

在浮子的内部，镶嵌一高性能永久磁体，当浮子处于平衡位置时，在浮子周围形成一均匀而稳定的磁场。 在锥形管的外面，安装一磁传感器，这样，就能将测量管内浮子的直线位移通过非接触形式传递到指示器中， 通过检测和处理后， 最终显示在指示器刻度盘上或输出相应的标准4～20mA电流信号。

三　功能特点

◆　适用于小口径和低流速介质流量测量 　　　　　　　◆　工作可靠，维护量小，寿命长

◆　对于直管段要求不高 　　　　　　　　　　　　　　◆　较宽的量程比10:1

◆　双行液晶显示，现场瞬时/累积流量显示 　　　　　 ◆　指示器上有键盘，操作设置方便

◆　全金属结构，适用高温、高压和强腐蚀性介质 　　　◆　非接触磁耦合传动

◆　可用于易燃、易爆危险场合 　　　　　　　　　　　◆　可选直流电源或电池供电方式

◆　带有数据恢复，数据备份及掉电保护功能 　  ◆　多参数标定功能

四　技术参数

▲　流量计口径 　　DN15，DN25，DN50，DN80，DN100，DN125、DN150 （其它口径请与制造商协商）

▲　流量范围 　　　液体：1.0～150000l/h 　　气体：0.05～3000m³/h（流量范围详见11页流量表）

▲　量程比 　　　　10∶1，20∶1（特殊）

▲　精度 　　　　　1.5级，1.0级（特殊）

▲　压力等级 　　　DN15、DN25、DN50：4.0MPa（最大20MPa） 
DN80、DN100、DN150：1.6MPa （最大：DN80：10MPa；DN100：6.4MPa；DN150：4.0MPa）

▲　供电电源 　　　24VDC（12～36VDC），隔爆型的额定电流为200mA

▲　输出信号　　　 4～20mADC（二线制），可附加HART协议

▲　输出负载 　　　500Ω（24V供电时）

▲　环境温度 　　　-30℃～60℃

▲　存储条件 　　　温度：-40℃～85℃ 　　　湿度：≤85%

▲　连接方式 　　　法兰连接，法兰标准：GB/T9119-2000，用户可指定 （其它连接方式可与制造商协商）

▲　电缆接口 　　　M20×1.5 ,电缆线径为8mm

▲　外壳防护 　　　IP65

▲　防爆标志 　　　隔爆型：ExdIICT6Gb

▲　压力损失 　　　详见流量表

▲　介质粘度 　　　DN15：η＜5mPa.s 　　DN25：η＜250mPa.s　 DN50～DN150：η＜300mPa.s

▲　接液材质 　　　R1：304，1Cr18Ni9Ti； 　　　　　Ro：316，0Cr18Ni12Mo2Ti； 
RL：316L，00Cr17Ni14Mo2Ti； 　　Ti：钛合金； 
Rp：聚四氟乙烯内衬。  

水平型

水平安装型流量计当口径小于DN50（含）时，选用T型结构的，当大于DN50时，选用弹簧结构的。 

5.1.3 侧进侧出型

　　　　 　　　　      标准型M5指示器

5.2　法兰尺寸

金属管浮子流量计标准型采用GB/T9119-2000法兰标准，见图16，具体尺寸见表6；其它法兰标 准根据用户提供要求制作。

5.3　磁过滤器 如果介质中含有铁磁性颗粒，应在流量计入 口前安装磁过滤器。DN100（含）以下的高度为100mm，DN100以上的为150mm。

六　指示器

金属管浮子流量计的指示器是流量计的显示和转换部分，限位报警装置可实现流量超限报警，完 成流量开关的作用。

6.1　指示器选择

用户可根据现场实际需求，选择隔爆型，指示器的详细功能说明见下表。　

本手册中列出的流量表是以水和空气为标准介质计算的，故现场的被测介质流量都必须先换算成水或空 气的体积流量，再到流量表中查对公称通径。本章用于设计选型时对流量计公称通径的选择。

7.1　液体流量的计算

7.1.1　被测液体体积流量Qt

根据液体的密度及最大流量，代入公式（1），计算出水的流量，然后到流量表查找相应的公称通径和浮子号， 将浮子号对应的水的流量值，再次代入公式（1），计算出被测液体的流量值，对此流量值进行规整，就得到 被测液体的刻度范围。

7.1.3　计算例题

某液体,操作密度为720 kg/m3，最大流量为1800 l/h,计算公称通径、浮子号和刻度范围。

解答：取浮子密度7850 kg/m3，水的密度1000kg/m3，将720（kg/m 3）和1800（l / h）代入公式（1），

查流量表得：公称通径DN25,浮子号：F25.2,Q _s=1600,将Q_s重新代入公式（1）,计算得Q _t=1923.77，规整后，确定被测液体的刻度范围为：190～1900 l/h。

7.2　气体流量的计算

由于气体受温度和压力的影响较大，它不同于液体的计算。流量换算时，不但要考虑密度的影响，还要 考虑温度和压力的影响，所以在计算气体流量时，一定要准确的提供工矿条件下被测气体的温度和压力。

7.2.1　如果用户给出的是标准状态下的气体体积流量则按式（3）计算：

7.2.2　如果用户给出的是操作状态下的气体体积流量则按式（4）计算： 

7.2.3　如果用户给出的是气体质量流量则按式（5）计算：

7.2.4　计算例题

某气体,二氧化碳，平均分子量44，过程压力0.2MPa，过程温度25℃，最大流量48Nm 3/h，求公称通径、浮子号和刻度范围。

解答： ρ_st=1.803kg/m                         P_t =0.2+0.1=0.3MPa

ρ_s=1.2041kg/m³                      T_t =273.15+25=298.15K　　　 　

P _s=0.1MPa                T_s =293.15K                       Q_N =48Nm³/h

将上述一已知条件代入公式（3）

得：

查流量表得：公称通径DN25，浮子号F25.1，规整后Q S=35。将QS重新代入公式（3），得Q N=49.123Nm3/h，规整后被测介质的刻度范围为：4.9～49Nm 3/h。

7.3 各种材料的浮子密度表

注：标准状态：0℃ （273.15K)，0.1MPa

　　标校状态：20℃ （293.15K），0.1MPa 

7.4　流量表

◆　垂直安装形式流量表(见下表)

八 流量计安装方式及注意事项

可根据现场工艺管道布局选择不同规格的流量计，其中垂直安装型是标准形式，其他形式的均为扩展型，如现场许可，尽量选择垂直型。各种安装形式的流量计安装方式可参考下面的示意图。

8.1　流量计安装注意事项

8.1.1　仪表到达现场，在安装到工艺管线之前，应开箱拆卸所有包装并仔细检查仪表是否有运输损坏。

8.1.2　仪表在安装前，对工艺管线应进行吹扫清理，防止管道中留有铁磁性杂质附属在仪表的浮子上， 影响仪表的正常测量，严重的会造成仪表的损坏。如果不能避免，应在仪表的入口安装磁过滤器（图17）。

8.1.3　由于仪表的测量机构采用磁传递和磁电信号处理器，为保证仪表的正常使用和性能，安装范围至 少500mm内不允许有铁磁性物质、强磁场和较强的电磁场存在。

8.1.4　安装在管道中的仪表，不应受到应力的作用，仪表的出入口，应有合理的管道支撑，使仪表在工 艺管道上受到最小的应力。

8.1.5　仪表的安装分为水平安装和垂直安装，垂直安装的仪表，应保证仪表的垂直度，倾斜偏差不大于 3度；水平安装的仪表，应保证仪表的水平直度，倾斜偏差不大于3度。

8.1.6　仪表在安装时，上下游管道的口径应与仪表的口径相同，连接法兰应相互匹配；为保证仪表的测 量精度和稳定性，仪表上游直管段长度为仪表公称口径的5倍，下游直管段最小长度为250mm。

8.1.7　测量气体的仪表，如果仪表直接向大气中排放气体，会造成仪表的数据失真甚至仪表的损坏。在 这种工况条件下，应在仪表的出口处安装节流阀。

8.1.8　安装PTFE衬里的仪表，要特别小心。在低温条件下，PTFE在压力的作用下也会变形，所以安装 时不要随意拧紧，安装扭矩见下表。

8.1.9 选择隔爆型流量计时，必须保证外壳接地良好。

8.2　仪表的维护

8.2.1　仪表属于精密设备，在运输、安装、储存和使用的过程中，必须轻拿轻放，避免野蛮运输、过应 力安装和随处乱放的现象。所有操作过程当中，必须保证传感器和指示器的相对位置不变，位置改变将直接 影响仪表的测量精度。

8.2.2　在长期的使用过程当中，管道内不可避免会有铁磁性杂质吸附在浮子上，这样会将浮子卡死或影 响测量精度，要时常对传感器内浮子进行清洗；如果安装磁过滤器，也要进行定期清洗。

8.2.3　仪表指示器内装有电子元件，仪表接线或拆卸壳体后，要将螺钉旋紧，必须保证壳体的密封性， 防止杂质、水或其它物质进入，同时还要保证仪表壳体的可靠接地。

8.2.4　仪表安装后，在第一次使用时，要注意：

开启阀门时为避免形成压力冲击使浮子猛力撞击限位装置，造成仪表的损坏， 一定要缓慢地打开阀门！

测量气体的仪表都装有气阻尼器，以最大程度的减小浮子的震荡；为确保浮子的稳定性，可以在仪表的 出口安装一节流阀。

8.2.5　对于远传型仪表，首先要保证仪表的接线正确后，方可通电；对于危险场合，必须选择防爆型， 并按防爆要求进行安装使用。 

九　电气连接

本章主要介绍流量计的电源接线、与安全栅的配接以及安全栅的技术参数等。

9.1　流量计电源接线

首先把前表盖拧下来，如为方表壳，则可以看到底座上的接线端子，其中连接红色引线的端子接电源正 极，连接黑色引线的端子接电源负极。如为圆表壳，则可以在线路板上看到接线端子，按照标识接好电源线 即可。隔爆型的要在内部接好地线。本流量计为二线制4～20mA输出。见图22。

十　指示器的使用方法

智能型指示器通过液晶屏直接显示流体的瞬时流量和累积流量，利用面板上的4个按键还可查看仪表内部 参数，并可对部分参数进行重新设置，实现校准功能。

本流量计有三组仪表参数对用户开放，可通过设置相应密码后进入该组查看或修改参数。

10.1　按键功能

SET键：功能键，参数确认；

AT 键：左移键，向左移动光标；

INC键：＋1键，向后翻页键；

DEC键：－1键，向前翻页键。

10.2　进入各组仪表参数的方法

在测量界面状态下，先按SET键到出现“LOC”字符松开，点按“AT”键选择光标位置，再按“INC”或 “DEC”键输入相应密码数值，再点按“SET”键确认，即可进入该组参数。

10.3　仪表参数的修改方法

用户可修改的参数均在第一组参数中，按照上述方法进入该组参数后，用翻页键查到相应参数，点按AT 键进入该参数，利用光标左移键（AT）和加减键（INC、DEC）进行参数修改，然后点按“SET”键确认，

10.4　各组仪表参数所含内容及进入该组的密码

10.4.1　第1组：基本参数，详细见下表，密码（LOC）：000001 

 10.4.2　第2组：累积值手动清零，密码（LOC）：000002

进入该组参数即完成累积量清零，然后自动返回测量状态。

10.4.3　第3组：恢复出厂设定值，密码（LOC）：000009

进入该组参数可恢复流量计内部参数出厂时的设定值。

附 录

金属管浮子流量计型号编制规则

1、金属管浮子流量计型号编制规则如下：

其中：TF代表金属管浮子流量计；第1个囗为传感器结构形式；第2个囗为接液材质选择；第3个囗为指示器选择；第4个囗为防爆类型选择；第5个囗为测量介质代号；第6个囗为公称通径。

2、型号中代号含义见表。

表  型号中代号含义