智能酸堿流量計(jì)是電勢(shì)感應(yīng)流量裝置發(fā)源地起步較早
電極和襯里合適選擇可以有效計(jì)量腐蝕性介質(zhì)
智能酸堿流量計(jì)適用簡(jiǎn)介:
酸堿流量計(jì)在鋼鐵,冶金, 給排水,石油,化工,食品,生物技術(shù),航空航天,農(nóng)業(yè)灌溉等各個(gè)行業(yè)發(fā)揮著重要的作用,有效地指導(dǎo)了生產(chǎn)操作、監(jiān)視和控制過(guò)程,檢測(cè)到的各種流動(dòng)介質(zhì)的流量為管理和控制生產(chǎn)提供了依據(jù)。由于流量檢測(cè)條件的多樣性和復(fù)雜性,流量檢測(cè)的方法很多,流量檢測(cè)的方法至少已有上百種,就檢測(cè)量的不同可分為兩種:體積流量和質(zhì)量流量。
FM-L-LDE金湖電磁流量計(jì)使用流速在0.1~15m/s范圍內(nèi),此時(shí)流量計(jì)口徑可選擇與用戶管道口徑*。當(dāng)流速低于0.1m/s時(shí),應(yīng)采用縮管方式提高流速。
智能酸堿流量計(jì)模塊介紹:
電磁流量計(jì)為了提高程序的可讀性,系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用了結(jié)構(gòu)化和模塊化的設(shè)計(jì)思想,整個(gè)系統(tǒng)程序包括主程序模塊、初始化子程序、定時(shí)器中斷子程序和A/D 中斷子程序等組成。系統(tǒng)總的軟件程序流程框圖系統(tǒng)總的程序流程圖在系統(tǒng)總的程序流程圖中,系統(tǒng)上電以后,程序開(kāi)始以后,為了使單片機(jī)正常運(yùn)行,首先必須對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行初始化,主要包括看門狗定時(shí)器的設(shè)置,系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)置,端口I/O初始化,UART串口初始化(包括串口的工作方式和波特率的設(shè)置),定時(shí)器0、2和3的初始化,單片機(jī)內(nèi)部集成的12 位ADC0的初始化,以及模擬開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)的初始化。程序通過(guò)控制模擬開(kāi)關(guān)來(lái)控制反饋電壓的開(kāi)關(guān)和極性。
智能酸堿流量計(jì)工作流程展示:
電磁流量計(jì)的基本測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí),在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如圖所示。流量計(jì)的測(cè)量管是由內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管制作,兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上,其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙向方波脈沖勵(lì)磁時(shí),將在與測(cè)量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場(chǎng),此時(shí),如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測(cè)量管,將切割磁力線,并感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E。電動(dòng)勢(shì)E正比于磁通量密度B,測(cè)量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動(dòng)勢(shì)E(流量信號(hào))由電極檢出并通過(guò)電纜送至轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換器將流量信號(hào)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(hào),用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
其原理公式為:
E=KBDV
式中:
E -------- 為電極間的信號(hào)電壓(v),
B -------- 磁通密度(T),
D -------- 測(cè)量管內(nèi)徑(m),
V -------- 平均流速(m/s),
K -------- 儀表系數(shù)。
式中k, D為常數(shù),由于勵(lì)磁電流是恒流,故B也是常數(shù),則由E=KBdV可知,體積流量Q與信號(hào)電壓E成正比,即流速感應(yīng)的信號(hào)電壓E與體積Q成線性關(guān)系。因此,只要測(cè)量出E就可確定流量Q,這是電磁流量計(jì)的基本工作原理。
由E=KBDV可知,被測(cè)流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。至于流動(dòng)狀態(tài)只要符合軸對(duì)稱流動(dòng)(如層流或者紊流)就不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。因此說(shuō)電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量計(jì)。只要用普通的水實(shí)際標(biāo)定后,就可以測(cè)量其他任何導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量,而不需要任何修正。這是電磁流量計(jì)的一突出優(yōu)點(diǎn),是其他任何流量計(jì)所沒(méi)有的。測(cè)量管內(nèi)無(wú)活動(dòng)及阻流部件,因此幾乎沒(méi)有壓力損失,并且有*的可靠性。
金湖電磁流量計(jì)性能技術(shù)一覽表:
1 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) JB/T9248--1999;
2 公稱通徑(mm) DN10--2000;
3 zui高測(cè)量流速 10m/s;
通徑(mm) | 流速(m/s) | 基本誤差 |
DN10,15,700~2000 | ≥1m/s | ±0.5%R |
<1m/s | ±3mm/s | |
DN20~600 | ≥1m/s | ±0.3%R |
<1m/s | ±2mm/s |
襯里材料 | 分體型 | 一體型 |
聚四氟乙烯(PTFE) | 100℃;特殊訂貨150℃ | 70℃ |
氯丁橡膠 | 70℃;特殊訂貨120℃ | |
聚全氟乙丙烯(F46) | 100℃ | |
聚氯合乙烯(FS) | 80℃ | |
聚氨酯 | 45℃;80℃訂貨時(shí)注明 |
電磁流量計(jì)傳感器的選擇:
傳感器的選型主要考慮因素有:傳感器的種類、口徑、壓力、電極材料、內(nèi)襯材料、防護(hù)等級(jí)、尺寸大小、連接法蘭等。
①口徑的選擇:如果是新建的項(xiàng)目或設(shè)計(jì),在選擇口徑時(shí),應(yīng)遵循的原則就是:保證正常流速在0.3m/s---10m/s范圍內(nèi)即可,*選擇是正常流量在下面的《口徑、流速、流量的關(guān)系表》的斜體紅色數(shù)值范圍內(nèi)。當(dāng)然,新工程剛上馬,系統(tǒng)流速處于較低狀態(tài),隨著系統(tǒng)的正常運(yùn)行,流速會(huì)處于較高狀態(tài),這時(shí)只要更改現(xiàn)場(chǎng)儀表的量程就能適應(yīng),不需要更換儀表。如果現(xiàn)場(chǎng)流速過(guò)低,而且現(xiàn)場(chǎng)條件允許的話,可以通過(guò)在傳感器的前后加裝變徑管,以滿足要求,加裝變徑管應(yīng)注意以下問(wèn)題:
*,為了加裝變徑管后不過(guò)多影響流速場(chǎng)的分布,不影響儀表的測(cè)量精度,能把變徑管視為直管段的一部分,要求變徑管的中心錐角α不大于15°越小越好。
第二,加裝變徑管后會(huì)產(chǎn)生一定的壓力損失,壓力損失為
ΔP=ρ/200ξ1 V22+ξ2 V22+ξ3 V12)
ΔP---損失的壓力,單位MPa
ρ---被測(cè)介質(zhì)密度,單位Kg/m3
ξ1 、ξ3---分別是漸縮管、漸擴(kuò)管的系數(shù),該值與雷諾數(shù)有關(guān),例如:
α=8°時(shí),ξ1、ξ3的值:
d1/d2 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 |
ξ1 | 0.018 | 0.023 | 0.0255 | 0.028 | 0.03 | 0.0308 | 0.0315 | 0.0323 | 0.0332 |
ξ2 | 0.01 | 0.02 | 0.07 | 0.15 | 0.26 | 0.43 | 0.64 | 0.9 | 1.25 |
電磁流量計(jì)安裝周邊和管段選擇:
金湖電磁流量計(jì)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)測(cè)量管必須保證滿管。如出現(xiàn)非滿管,流量計(jì)就不能正常工作,讀數(shù)可能是忽大忽小的隨機(jī)數(shù);
傳感器上游要有一定的直管段,但其長(zhǎng)度與其它流量?jī)x表(如超聲波流量計(jì))相比較要求較低。上游如有90°彎頭、T形管、同心異徑管、全開(kāi)閘閥等擾流件,一般要求離電極中心線(不是傳感器進(jìn)口斷面)有5倍直徑(5D)長(zhǎng)度的直管段,如是上游有閘閥且沒(méi)有全部打開(kāi),一般要求10D長(zhǎng)度的直管段;下游直管段長(zhǎng)度一般為2D-3D,或更短;
◆安裝傳感器時(shí)盡量保持電極水平位置,以免氣泡覆蓋電極而出現(xiàn)讀數(shù)不穩(wěn);條件允許傳感器應(yīng)安在自下而上流動(dòng)的立管上,這樣管內(nèi)不易存氣,同時(shí)保證工作時(shí)是滿管,而且無(wú)沉積物生成,還可以減少液體內(nèi)固體顆粒及雜質(zhì)對(duì)內(nèi)襯的磨損;
◆注意管道液體流動(dòng)方向與傳感器的標(biāo)識(shí)*;
◆盡可能避免測(cè)量管出現(xiàn)負(fù)壓,如傳感器不可安裝在泵的抽吸側(cè);
◆盡可能避開(kāi)附近的大電機(jī)、大變壓器等,以免引起電磁干擾;
◆選擇振動(dòng)較小的位置安裝傳感器;
◆測(cè)量不同液體的混合介質(zhì)時(shí),傳感器應(yīng)安裝在混合點(diǎn)的上游,如安裝在下游,必須裝在混合已經(jīng)均勻或化學(xué)反應(yīng)充分完成段;
◆盡可能避開(kāi)周圍環(huán)境高濃度腐蝕性氣體;如是一體機(jī)要避免雨淋或浸沒(méi)以及陽(yáng)光直照,環(huán)境的相對(duì)濕度和溫度要符合儀表說(shuō)明書(shū)的要求;
常見(jiàn)導(dǎo)電介質(zhì)參考表:
液 | 電導(dǎo)率(μs/cm) |
各種酸 | 10×104~801×104 |
堿 液 | 8×104 ~30×104 |
蒸餾水 | 0.01~5 |
水及飲料 | 200~800 |
啤 酒 | 600~800 |
麥芽汁 | 500~1000 |
牛 奶 | 200~300 |
水果醬 | 400~1000 |
本公司生產(chǎn)的管段式傳感器均是三電極式,其中底部的電極是接液電極,也就是通常說(shuō)的接地電極,這樣在非金屬絕緣管道或有絕緣內(nèi)襯的金屬管道上安裝傳感器時(shí),一般情況下無(wú)需另加接地環(huán)。
出廠時(shí)儀表配2根接地線,安裝時(shí)要求在與儀表兩端連接的法蘭上各鉆一個(gè)M5×10的螺孔,把接地線用M5×8不銹鋼螺絲牢靠固定在兩邊法蘭上。如下圖示。
通常情況下無(wú)需單獨(dú)外加接地線,但傳感器上有預(yù)留的接地點(diǎn),以備在特殊環(huán)境下如安裝環(huán)境有較大干擾時(shí),通過(guò)該處外加接地線保證整個(gè)儀表可靠、良好接地以減少干擾,接地線可采用截面大于4mm2 的多股銅線,接地電阻應(yīng)小于10Ω,且不能接在電機(jī)、變頻器或其它大電器設(shè)備的公共地線上。
電磁流量計(jì)電纜線選擇附錄:
金湖電磁流量計(jì)分體式流量計(jì)傳感器與轉(zhuǎn)換器之間連接電纜,必須采用廠家提供的電纜。電纜長(zhǎng)度主要取決于三個(gè)因素:信號(hào)電纜類型、被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率、勵(lì)磁電纜銅芯截面積。
①信號(hào)電纜的選用:
信號(hào)電纜zui大長(zhǎng)度與被測(cè)介質(zhì)的電導(dǎo)率有關(guān)。如現(xiàn)場(chǎng)傳輸電纜長(zhǎng)度不超過(guò)30m,可采用廠家提供的單層屏蔽二芯A型電纜,如超過(guò)30m而且被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率較低,應(yīng)采用雙層屏蔽二芯B型電纜,同時(shí)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率,必須要求現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際傳輸長(zhǎng)度不超過(guò)圖表中的zui大值。
②勵(lì)磁電纜的選用:
本廠提供的勵(lì)磁電纜是二芯PVC護(hù)套單屏蔽電纜,根據(jù)傳輸?shù)木嚯x選用不同的銅芯截面積。傳輸電纜長(zhǎng)度不超過(guò)150m,可采用銅芯截面積為0.75mm²的Ⅰ型電纜;傳輸距離在150m---300m,可采用銅芯截面積為1.5mm²的Ⅱ型電纜; 傳輸距離超過(guò)300m,可采用銅芯截面積為2.5mm²的Ⅲ型電纜。
③其他電纜的選用:
電源電纜或轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)電纜用戶可自行采用普通的電纜線,現(xiàn)場(chǎng)條件惡劣建議選用帶屏蔽IP68型電纜作為轉(zhuǎn)換器的輸出信號(hào)電纜,且屏蔽層的一端接地。
④電纜的敷設(shè)
信號(hào)電纜和勵(lì)磁電纜線越短越好;不能將多余的電纜卷在一起,應(yīng)將多余的剪掉并重新焊接好;信號(hào)電纜必須與其它電源電纜嚴(yán)格分開(kāi),不能敷設(shè)在同一管子內(nèi),也不能平行敷設(shè)或絞合在一起,應(yīng)單獨(dú)穿在接地保護(hù)鋼管內(nèi),以防干擾信號(hào)。
電磁流量計(jì)zui小常用zui大流量范圍參考:
通徑(mm) | 10 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 |
zui小流量( m3/h) | 0.02 | 0.06 | 0.12 | 0.16 | 0.29 | 0.452 | 0.7 | 1.19 |
常用量程( m3/h) | 1 | 2 | 4 | 6 | 9 | 15 | 22 | 35 |
zui大流量( m3/h) | 4.24 | 9.54 | 16.96 | 26.5 | 43.42 | 67.85 | 106 | 179 |
通徑(mm) | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 |
zui小流量( m3/h) | 1.8 | 2.82 | 4.41 | 6.36 | 11.3 | 17.6 | 25.4 | 34.6 |
常用量程( m3/h) | 55 | 85 | 130 | 190 | 340 | 530 | 750 | 1000 |
zui大流量( m3/h) | 271 | 424 | 662 | 954 | 1690 | 2650 | 3810 | 5196 |
通徑(mm) | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 700 | 800 | 900 |
zui小流量( m3/h) | 45.2 | 57.2 | 77.6 | 85.5 | 101 | 138 | 180 | 229 |
常用量程( m3/h) | 1200 | 1400 | 1700 | 2000 | 2500 | 2800 | 3600 | 4500 |
zui大流量( m3/h) | 6780 | 8570 | 10600 | 12800 | 15200 | 20700 | 27100 | 34300 |