浮子流量计刻度转换问题的实例分析

浮子流量计的刻度一般是在出厂时用水、空气或者其他介质在标准状态下进行标定的；另外，在实验室的检定过程中，由于环境影响以及实验条件的限制，实际检定条件一般也达不到流量计标定状态，因此为了能够在实验室状态对流量计进行检定，就需要对实验条件下标定的流量计进行刻度流量的换算。

1.工作原理

浮子流量计是在一个锥形管内装有上下移动的浮子，并且始终保持浮子前后压降不变，通过改变浮子与锥形管壁之间的流通面积来改变流量，因此也称为恒压降流量计或变面积流量计 [1]。当流体流经锥形管时，由于浮子的节流降压作用，在浮子的上下游产生一个压力降，此压力降与浮子最大截面积的乘积即为浮子受到的上升力，同时由于被测流体流经浮子表面时也会产生粘性力，其方向与上升力相同，当两者的合力大于浮子的自重力时，浮子便会继续上升；然而随着浮子的上升浮子与锥形管壁之间的环隙面积的增大，相同流量下流体流速便会减小，浮子上下端面的压力差随即会降低，因此作用于浮子的上升力与粘性力减小。在浮子移动过程中，当上升力、粘性力和重力相平衡时浮子便会静止，保持在平衡位置，此时便可以读出浮子的瞬时流量值。这就是浮子流量计工作的基本原理—等压力降原理。

2.流量方程

4.刻度转换实例分析

实验室现有一台 DN50 口径，准确度等级为 4.0 级，浮子材料为不锈钢，标准状态（20℃）下标定介质为乙醇的浮子流量计，其刻度流量范围为（2~20）m�/h。在实验室条件下，由于条件限制只能用水流量标准装置进行标定，装置编号 200904018，测量范围为 DN（15~50）mm，流量范围为（0.12~60）m�/h，先后使用标准表法和称重法对该浮子流量计的 5m�/h 流量点分别进行 6 次标定。测量过程中水温保持(23.1±0.1)℃，进水口处水压保持在 180kPa~195kPa 范围。装置使用标准表为电磁流量计，第一次测量标准表读数为 3.914 m�/h，第二次3.918 m�/h，第三次为3.917 m�/h，第四次为3.920m�/h，第五次为3.919 m�/h，第六次为 3.916 m�/h。称重法测量 6 次的数据分别为：第一次测量时间为 61.28 秒，电子称读数为 67.64kg，第二次测量时间为 62.33 秒，电子称读数为 68.08kg，第三次测量时间为 61.99 秒，电子称读数为 67.96kg，第四次测量时间为 62.57 秒，电子称读数为 68.44kg，第五次测量时间为 62.45 秒，电子称读数为 68.42kg，第六次测量时间61.29 秒，电子称读数为 67.69kg。

通过查技术手册可知，乙醇密度为 789.2kg/m�，20℃时乙醇粘度1.2×10-3Pa·s，水温为 23.1℃时水的密度为 997.513kg/m�，动力粘度为 0.9358×10-3Pa·s，浮子材料为不锈钢，密度为 7920kg/m�。

当浮子稳定在平衡位置 5m�/h 处时，由标准表读数得出流量平均值为q1=3.92m�/h。由电子称的读数得出称重法流量平均值为q2=3.96 m�/h。另外，两种介质的粘度相差不大，因此可以不考虑两种介质中浮子的阻力系数对流量的影响，另外还可以推算出刻度流量的理论计算值为：