金属管浮子流量计由于具有安装方便、坚固可靠、耐高温高压、可以使用多种金属材料制作等优点，所以广泛应用于液体、气体、蒸汽等介质流量的测量和自动控制系统中，特别适合应用于精细化工、化肥、石化、乙烯、冶金等行业的高温高压、易燃易爆、强腐蚀介质的测量过程。
传统的机械式金属管浮子流量计，由于其局限性，无法进行流量的计量。即便是改进型的机械式金属管浮子流量计，用凸轮板和转角变送器进行修正，虽能提高精度，但凸轮板的加工需要考虑不同测量介质及工况条件，且机加工的复杂度很高，流量计量的精度仍受到加工精度的限制。因此，设计了一种可以通过微处理器灵活配置参数、适应不同测量介质和工况条件的通用型智能金属管浮子流量计，其结构如图1所示。通过自行设计的角位移传感器将浮子位置的变化转换为反映角度变化的电信号，利用程序预设的数字模型进行流量计算，克服了凸轮式机械结构进行流量计算固有的弊端。
金属管浮子流量计由锥形管、内置磁钢的浮子以及外置嵌有磁钢的机械连杆等构件组成。当流量变化时，浮子在锥形管内上下移动，并由磁钢耦合带动机械连杆旋转一定角度。此角度与流量的大小存在着一一对应的关系，只要测出角度便可通过对应关系求出流量。因此，对角度的测量是流量计设计的关键。具体设计时采用Honeywell公司生产的磁阻传感器HMC1501实现对机械连杆角位移的测量，选择MSP430F449单片机作为MCU，采用CirrusLogic公司生产的以太网控制芯片CS8900A实现网络互联。
检测原理
水平式安装金属管浮子流量计的检测原理与传统的金属管浮子流量计相同，其体积流量公式为[1]：
（1）
式中：Qv— 体积流量；α— 流量系数；h— 浮子位置；ф— 锥形管锥半角；Vf— 浮子体积；ρf—
浮子材料密度；ρ— 流体密度；Af— 浮子垂直于流向的zui大截面积；D0— 浮子zui大迎流面的直径；Dh—
浮子平衡在h高度时锥形管的直径；df— 浮子zui大直径。
2.2 模型建立及其设计要求
浮子流量计传统的设计方法是建立在式
（1）的基础之上，在该方程中流量系数α是一个受很多因素影响的变量。对于本文所研究的水平式安装浮子流量计，测量介质为20℃的水，设计要求流量测量范围1~10m3/h，量程比为10:1，行程50mm，其流量系数α的经验值为0.9~1.0。浮子位于41mm高处的传感器三维流场模型如图2所示。
2.3 计算精度的控制
利用浮子组件受力平衡来控制计算精度。在FLUNT的受力分析报告中会提供壁面所受到的净压力Fy↑和粘性摩擦力Fm↑以及这两个力的合力Ff↑。这三个力遵循下面的公式：
Ff↑=∑（Fy↑+Fm↑）
（2）根据初始设计草图可以计算出浮子的重力G，浮子的受力平衡度Ef由下式表述：
（3）这里设定当浮子受力平衡度|Ef|<10% 时，认为浮子受力达到平衡，此时停止计算。
结合各国金属浮子流量计的发展现况，阐述了在浮子流量计开发过程中如何优化，通过具体的分类及介绍，更一步地了解浮子流量计，在流量市场上将有更广阔的发展前景。
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