浮子流量計(jì)是以浮子在垂直錐形管中隨著流量變化而升降，改變它們之間的流通面積來進(jìn)行測量的體積流量儀表，又稱轉(zhuǎn)子流量計(jì)。20 世紀(jì)初本類儀表在德國取名為羅托計(jì) ( Rotameter ) ，即盛行于歐洲，然而在美國、日本常稱作變面積流量計(jì)（ Variable Arer Flowmeter ）或面積流量計(jì)；但實(shí)際上只是變面積流量計(jì)的一個(gè)品種，只是由于浮子流量在變面積流量計(jì)中占了絕大多數(shù)，習(xí)慣上就以變面積流量計(jì)稱之。

    浮子流量計(jì)原理設(shè)想發(fā)韌于 19 世紀(jì) 60 年代， 20 世紀(jì)初出現(xiàn)商品。 20 世紀(jì) 30 年代后期碳芯軸法工藝為大量生產(chǎn)玻璃錐形管創(chuàng)造條件，奠定了浮子流量計(jì)工業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)。 40 一 50 年代歐洲美國相繼進(jìn)行開發(fā)和性能研究，特別是美國 Fischer 和 Porier 公司在提高性能和擴(kuò)展品種方面作出了貢獻(xiàn)，例如減少液體粘度影響和有輸出信號(hào)等，使應(yīng)用領(lǐng)域得到很大擴(kuò)展。我國于 50 年代后期首先由沈陽玻璃儀器廠提供玻璃管浮子流量計(jì)， 60 年代中期上海光華儀表廠首家提供帶輸出信號(hào)金屬錐形管浮子流量計(jì)。 1985 一 1987 年間日本、西歐、美國浮子流量計(jì)銷售金額占流量儀表的 11 ％一 17 % ，我國 1990 年約占 14 ％。從應(yīng)用臺(tái)數(shù)所占比例來看， 1985 年英國抽樣調(diào)查 72 家企業(yè) 17000 臺(tái)流量儀表中浮子流量計(jì)占 19 .2 ％。我國浮子流量計(jì)產(chǎn)量 1996 年估計(jì)在 15 萬一 17 萬臺(tái)之間，其中 95 ％左右為玻璃管浮子流量計(jì)。

浮子流量計(jì)原理和結(jié)構(gòu)

    浮子流量計(jì)的流量檢測元件是由一根自下向上擴(kuò)大的垂直錐形管和一個(gè)沿著錐管軸上下移動(dòng)的浮子組所組成。工作原理如圖 6 . 1 所示，被測流體從下向上經(jīng)過錐管 1 和浮子 2 形成的環(huán)隙 3 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小，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的流量有對應(yīng)關(guān)系。

體積流量 Q 的基本方程式為

a ― 儀表的流量系數(shù)，因浮子形狀而異；

ε ― 被測流體為氣體時(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铀俣龋?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 ― 被測流體密度，如為氣體是在浮子上游橫截面上的密度， kg/m3 ；

Ff 一浮子工作直徑（最大直徑）處的橫截面積 m2 ；

G 一浮子質(zhì)量， kg 。

流通環(huán)形面積與浮子高度之間的關(guān)系如式（ 6.3 ）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 ― 浮子最大直徑（即工作直徑） , m ;

h ― 浮子從錐管內(nèi)徑等于浮子最大直徑處上升高度， m

β －錐管的圓錐角；

a 、 b ― 常數(shù)。

口徑 15 一 40 透明錐形管浮子流量計(jì)典型結(jié)構(gòu)如圖 6 . 2 所示。透明錐形管 4 用得最普遍是由硼硅玻璃制成，習(xí)慣簡稱玻璃管浮子流量計(jì)。流量分度直接刻在錐管 4 外壁上，也有在錐管旁另裝分度標(biāo)尺。錐管內(nèi)腔有圓錐體平滑面和帶導(dǎo)向棱筋（或平面）兩種。浮子在錐管內(nèi)自由移動(dòng)，或在錐管棱筋導(dǎo)向下移動(dòng)，較大口平滑面內(nèi)壁儀表還有采用導(dǎo)桿導(dǎo)向，如圖 6 . 4 ( a ）所示。

6 . 3 是直角型安裝方式金屬管浮子流量計(jì)典型結(jié)構(gòu)，通常適用于口徑 15 ～ 40 以上儀表。錐管 5 和浮子 4 組成流量檢測元件，檢測元件也有由孔板和錐形浮塞組成，如圖 6 . 4 ( f ）所示。套管（圖 6 . 3 未表示）內(nèi)有導(dǎo)桿 3 的延伸部分，通過磁鋼藕合等方式，將浮子的位移傳給套管外的轉(zhuǎn)換部分。轉(zhuǎn)換部分有就地指示和遠(yuǎn)傳信號(hào)輸出兩大類型。除直角安裝方式結(jié)構(gòu)外還有進(jìn)出口中線與錐管同心的直通型結(jié)構(gòu)，通常用于口徑小于 10 ～ 15mm 的儀表。圖 6 . 4 所示是透明錐形管（或透明直管）浮子流量計(jì)和金屬管浮子流量計(jì)各種結(jié)構(gòu)的例子。