分體式電磁流量計
一、智能電磁流量計概述
智能電磁流量計由傳感器和轉換器兩部分構成。電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應定律。流量計的測量管是一內襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電極延管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭與襯里內表面基本齊平。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時,將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為 B 的工作磁場。此時,如果具有一定電導率的流體流經(jīng)測量管,將切割磁力線感應出電動勢 E 。電動勢 E 正比于磁通量密度 B ,測量管內徑 d 與平均流速 v 的乘積。電動勢 E (流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉換器。轉換器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖,模擬電流等信號,用于流量的控制和調節(jié)。
E=KBdv
式中: E-------- 為電極間的信號電壓( V )
B-------- 磁通密度( T )
d-------- 測量管內徑( m )
v-------- 平均流速( m/s )
式中 K 、 d 為常數(shù),由于勵磁電流是恒流的,故 B 也是常數(shù),則由 E=KBdv 可知,流體流量 Q 與電壓信號 E 成正比,即流速感應的信號電壓 E 與體積 Q 成線形關系。因此只要測量 E 就可以確定 Q ,這就是電磁流量計的基本原理。
由 E=KBdv 可知,被測流體介質的溫度、密度、壓力、電導率、液固兩相流體介質的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動(如層流或紊流)就不會影響測量結果。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量。而不需任何修正。這是電磁流量計的一突出特點,是其他任何流量計所沒有的。測量管內無活動及阻六流部件,因此幾乎沒有壓力損失,并且有的可靠性。
由于電磁流量計有其的優(yōu)點,因此被廣泛應用于化工化纖、食品、造紙、制糖、礦冶、給排水、環(huán)保、水利水工、鋼鐵、石油、制藥等工業(yè)領域中,用來測量各種酸緘、鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、煤水漿、玉米漿、糖漿、纖維漿、糧漿、石灰乳、污水、冷卻原水、給排水、鹽水、雙氧水、啤酒、麥汁、各種飲料、黑液、綠液等導電液體介質的體積流量。
二、電磁流量計產(chǎn)品特點
管道內無可動部件,無阻流部件,測量中幾乎沒有附加壓力損失。
測量結果與流速分布、流體壓力、溫度、密度、粘度等物理參數(shù)有關。
在現(xiàn)場可根據(jù)用戶實際需要在線修改量程。
高清晰度背光 LCD 顯示,全中文菜單操作,使用方便,操作簡單,易學易懂。
采用 SMD 器件和表面貼裝( SMT )技術,電路可靠性高。
采用 16 位嵌入式微處理器,運算速度快,精度高,可編程頻率低頻矩形波勵磁,提高了流量測量的穩(wěn)定性,功耗低。
全數(shù)字量處理,抗力強,測量可靠,精度高,流量測量范圍可達 150 : 1 。超低 EMI 開關電源,適用電源電壓變化范圍大,抗 EMI 性能好。
內部具有三個積算器可分別顯示正向累計量及差值積算量,內部設有不掉電時鐘,可記錄 16 次掉電時間。(選配)
具有 RS485 、 RS232 、 Hart 和 Modbus 等數(shù)字通訊信號輸出。(選配)
具有自檢與自論斷功能。
紅外手持操作器, 115KHZ 通訊速率,遠距離非接觸操作轉換器所有功能。(選配)
小時總量記錄功能,以小時為單位記錄流量總量,適用于分時計量制。(選配)
三、電磁流量計主要技術參數(shù)
公稱通徑系列 DN ( mm )
管道式四氟襯里: 10 、 15 、 20 、 32 、 40 、 50 、 65 、 80 、 100 、 125 、 150 、 200 、 250 、 300 、 350 、 400 、 450 、 500 、 600 。
管道式橡膠襯里: 40 、 50 、 65 、 80 、 100 、 125 、 150 、 200 、 300 、 350 、 400 、 500 、 600 、 800 、 1000 、 1200 。
流動方向:正、反凈流量。量程比: 150 : 1 。
重復性誤差:測量值的± 0 。 1%
精確等級: 0.5 級、 1.0 級(管道式)
被測介質溫度:普通橡膠襯里: -20 ~ +60 ℃
高溫橡膠襯里: -20 ~ +90 ℃
聚四氟乙烯襯里: -30 ~ +100 ℃
高溫型四氟襯里: -30 ~ +180 ℃。
額定工作壓力:管道式: DN6 ~ DN80 ≤ 1.6Mpa, DN100 ~ DN250 ≤ 1.0Mpa,
DN300 ~ DN1200 ≤ 0.6Mpa 。
流量測量范圍:流量測量范圍對應流速范圍是 0.1 ~ 15m/s
電導率范圍:被測流體電導率≥ 5us/cm( 一體式 ) ,大多數(shù)以水為成分的介質,其電導率在 200 ~ 800 μ s/cm 范圍內,均可選用電磁流量計來測量其流量。
電流輸出: 0 ~ 10mA 時,負載電阻為 0 ~ 1.5k Ω; 4 ~ 20mA 時,負載電阻為 0 ~ 750k Ω
數(shù)字頻率輸出:輸出頻率上限可在 1 ~ 5000Hz 內設定帶光電隔離的晶體管集電極開路雙 向輸出。外接電源≤ 35V 導通時集電極***大電流為 250mA 。
供電電源: 85 ~ 265V , 45 ~ 63Hz 。
直管段長度:管道式:上游≥ 5DN ,下游≥ 2DN 。
連接方式:流量計與配管之間均采用法蘭連接,法蘭連接尺寸應符合 GB11988 的規(guī)定。
防爆標志: mdIIBT4 。
環(huán)境溫度: -25 ~ 60 ℃
相對濕度: 5% ~ 95%
消耗總功率:小于 20 瓦。
四、電磁流量選型說明
正確的選用電磁流量計是保證用好電磁流量計的前提條件,選用什么種類的電磁流量計應根據(jù)被測流體介質的物理性質和化學性質來決定,使電磁流量計的通徑、流量范圍、襯里材料、電極材料和輸出電流等,都能適應被測流體的性質和流量的要求。
可測量的流體:
由電磁流量計的工作原理可知,能選用電磁流量計測量流量的流體必須是導電的,嚴格的說,除了高溫流體之外,只要電導率大于5μs/cm的任何流體都能選用相應的電磁流量計來測量流體,因此不導電的氣體、蒸汽、油類、丙銅等物質不能選用電磁流量計來測量流量。
傳感器口徑的確定:
流量計使用流速***好在0.1—15m/s范圍內,此時流量計口徑可選擇與用戶管道口徑一致。使用流速低于0.1m/s時***好在儀表部位局部提高流速,采用縮管方式:
異徑管的中心錐角不小于150時,可把異徑管視為直管段的一部分。
一體型或分離型的選擇:
一體型:現(xiàn)場和環(huán)境較好的條件下,一般都選用一體型,即傳感器和轉換器組裝成一體。
分離型:即傳感器和轉換器分開裝于不同地點,一般出現(xiàn)以下情況時選用分離型。
(1) 環(huán)境溫度或流量計轉換器表面受輻射溫度超過60℃。
(2) 管道震動較大的場合。
(3) 會對傳感器的鋁殼嚴重腐蝕的場合。
(4) 現(xiàn)場濕度較大或有腐蝕性氣體的場合。
(5) 流量計裝在高空或井下調試不方便的場合。
定貨時應注明傳感器和轉換器分離距離,一般不能超過100m,轉換器為墻掛安裝。
電極、接地環(huán)材料的選擇:
應根據(jù)被測流體的腐蝕性來選擇電極的材料,請查有關腐蝕性手冊,對于特殊流體應做實驗。
材料 | 耐腐蝕性能 |
含鉬不銹鋼 | 硝酸、室溫下〈5%硫酸、沸騰的磷酸、蟻酸、堿溶液、在一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸 |
哈氏合金C | 耐氧化性酸、氧化性鹽、耐海水、耐非氧化性酸、非氧化性鹽、堿、常溫硫酸 |
鈦(Ti) | 海水、各種氯化物和次氯鹽酸、氯化性酸(包括發(fā)煙硝酸)、有機酸、堿 |
鉭(Ta) | 除氫氟酸、發(fā)煙硫酸、堿外的其余化學物質、包括沸點的鹽酸、硝酸和小于175℃硫酸 |
鉑(Pt) | 各種酸、堿、鹽,不包括王水 |
襯里材料選擇說明:
應根據(jù)被測介質的腐蝕性、磨損性和溫度來選擇內襯材料。
內襯材料 | 名稱 | 符號 | 性能 | ***高工 | 適用液體 |
橡膠 | 氯丁橡膠 | CR | 耐磨性中等,耐一般低濃度的酸、堿、鹽的腐蝕 | <>0C | 自來水、工業(yè)用水、海水 |
聚銨脂橡膠 | PU | 的耐磨性能,耐酸堿性能較差 | <>0C | 紙漿、礦漿等漿液 | |
氟塑料 | 聚四氟乙烯 | F4或PTFE | 化學性能很穩(wěn)定,耐騰的鹽酸、硫酸、王水、濃堿的腐蝕 | <>0C | 腐蝕性強的酸堿鹽液體 |
四氟乙烯和六氟丙烯譯名:特氟隆FEP | F46或FEP | 化學性能略遜于F4 | 腐蝕性酸堿鹽液體 | ||
四氯乙烯和乙烯 | F40或ETFE | 化學性能略遜于F4 | 腐蝕性酸堿鹽液體 | ||
塑料 | 聚乙烯 | P0 | 化學性能穩(wěn)定 | <>0C | 腐蝕性酸堿鹽液體 |
聚苯硫醚 | PPS | <>0C | 污水 |
流量范圍的選擇:
***大流量和***小流量必須符合下表中的數(shù)。
內徑mm | 10 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 |
Qmin(m3/h) | 0.0283 | 0.0636 | 0.12 | 0.176 | 0.29 | 0.452 | 0.7 | 1.19 |
內徑mm | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 |
Qmin(m3/h) | 1.8 | 2.82 | 4.41 | 6.36 | 11.3 | 17.6 | 25.4 | 34.6 |
內徑mm | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Qmin(m3/h) | 45.2 | 57.2 | 77.6 | 85.5 | 101.0 | 138.0 | 180.0 | 229.0 |
內徑mm | 1000 | 1100 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 |
Qmin(m3/h) | 282.0 | 342.0 | 407.0 | 554.1 | 732.7 | 916.0 | 1131.0 | 1368.4 |
五、安裝地點的選擇及要求
安裝地點的選擇:
為了使流量計工作可靠穩(wěn)定,在選擇安裝地點時應注意以下幾方面的要求:
1. 盡量比開鐵磁性物體及具有強電磁場的設備(如大電機、大變壓器等),以免受磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。
2. 應盡量安裝在干燥通風之處,不宜在潮濕、易積水的地方安裝。
3. 應盡量避免日曬雨淋,避免環(huán)境溫度高于60℃及相對濕度大于95%。
4. 選擇便于維修,活動方便的地方。
5. 流量計應安裝在水泵后端,決不能在抽吸側安裝;閥門應安裝在流量下游側。
安裝要求:
為了正確的測量,在選擇管道上位置時應注意以下幾點要求:
1. 傳感器既可以在垂直管道上安裝,也可以在水平或傾斜管道上安裝,但要求二電極的中心連線處于水平狀態(tài)。
2. 介質在安裝位置應該保證滿管流動,避免不滿管及氣體附著在電極上。
3. 對于液固兩相流體,***好采用垂直安裝,使傳感器襯里磨損均勻,延長使用壽命。
4. 流量計安裝位置介質不滿管時,可采取抬高流量管后端管路的方法,使其滿管,嚴禁在管道***高點和出水口安裝流量計。(見圖)
1. 修改管道的安裝方法:
當介質流速達不到要求時,應當選用較小口徑的流量計,這時應使用異徑錐形管或修改部分管道,使其與傳感器同口徑,但前后直管段至少須滿足:前直管段≥5DN,后直管段≥2DN(DN為管徑)。
1. 前后直管段長度為流量計前≥5DN,后端≥2DN。
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