智能電磁流量計(jì)測量原理
所有的智能電磁流量計(jì)都是利用法拉第的電磁感應(yīng)定律:
Um=K×B×V×D
其中:
Um是測量到的流體流動(dòng)面產(chǎn)生的感應(yīng)電壓，這個(gè)電壓信號(hào)是在兩個(gè)電極上取到的。
K是傳感器的修正系數(shù)。
B是磁場強(qiáng)度，磁場方向上與流體流動(dòng)方向垂直。
V是流體流動(dòng)速度。
D是測量管內(nèi)徑。
智能電磁流量計(jì)測量原理
導(dǎo)電流體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電壓信號(hào)。磁場是由傳感器線圈通電產(chǎn)生的:通過測量管管壁傳至測量管內(nèi)。
流體介質(zhì)在磁場中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電信號(hào)正比于流體流速:并且可以在電極上檢測到。如圖1所示:磁場分為恒定電流磁場和交變電流磁場。
智能電磁流量計(jì)的特點(diǎn)
★高清晰度背景光:菜單具有簡體中文/繁休中文/英語/意大利語等多種語言顯示。
★同時(shí)具有瞬時(shí)和累計(jì)流量顯示。
★信號(hào)數(shù)字化處理技術(shù)，流量測量范圍度達(dá)1500:1.
★可編程低頻矩形方波勵(lì)磁。
★適用于各種導(dǎo)電介質(zhì):包括礦漿的復(fù)雜工況。
性能參數(shù)介紹
儀表名稱 | 智能電磁流量計(jì) |
結(jié)構(gòu)類型 | 焊接式(一體型，分離型) |
口徑范圍 | DN15~DN2200 |
防護(hù)等級(jí) | 傳感器IP68 轉(zhuǎn)換器IP65 |
zui大工作壓力 | 4.0MPa 1.0MPa 0.6MPa(按口徑分或按用戶需求) |
精度 | ±0.2% ±0.3% ±0.5% |
介質(zhì)電導(dǎo)率 | >5μs/cm |
流速范圍 | 0.5m/s~15m/s |
連接法蘭 | GB/T9115-2000(DIN2501 BS4504),GB/T9119-2000 |
安裝長度 | 采用ISO標(biāo)準(zhǔn)長度，可方便地與采用此標(biāo)準(zhǔn)的其他廠家產(chǎn)品置換 |
介質(zhì)溫度 | -25℃~+150℃(橡膠襯里<80℃ 聚氨酯橡膠襯里<60℃) |
電極材料 | 不銹鋼0Crl8Ni2Mo2Ti、哈氏合金B(yǎng)、哈氏合金C、鈦、鉭 |
襯里材料 | 軟橡膠、聚氨酯橡膠、聚全氟乙丙烯(F46)、聚四氟乙烯 |
功耗 | <20VA |
輸出信號(hào) | 4~20mA 脈沖/頻率 |
電纜接口尺寸 | M20×1.5 M1.6×1.5 |
通訊 | RS485，Mod-bus,HART,Profibus-DP |
顯示 | 簡體中文/繁體中文/英語/意大利語顯示 流量5位 總量10位 |
供電電壓 | 220V AC/50Hz 24VDC |
其它功能 | 自診斷、空管檢測、小信號(hào)切除、量程自動(dòng)切換、過限報(bào)警 |
防爆型式 | Exdmb[ia]iaII CT6 |
智能電磁流量計(jì)安裝指導(dǎo)
只要測量管內(nèi)的流速分布對(duì)稱:電磁流量計(jì)的測量結(jié)果在原理上與流速分布無關(guān)。
可以水平或垂直安裝電磁流量計(jì):但是要確保水平安裝時(shí).電極的表面沒有沉積物:如圖2所示。
如果在智能電磁流量計(jì)的上游有彎頭、流量調(diào)節(jié)閥或半開的球閥:則需安裝整流器或保證一定長度的直管段來改善流體的流場分布。上、下游直管段長度要求如圖3所示。
電磁流量傳感器必須安裝在流休充滿管道的管路中.如果管道不是滿管.則智能電磁流量計(jì)必須安裝在有虹吸現(xiàn)象的管路中，如圖4所示。
電磁流量計(jì)不能被安裝在末端排空的管道上.當(dāng)安裝在管道下游時(shí):要確保管道內(nèi)介質(zhì)是滿管流動(dòng):如圖5所示。
在高處安裝電磁流量計(jì)要避免管道內(nèi)可能積聚的氣泡.如圖6所示。
智能電磁流量計(jì)的選型指南
口徑選擇;
智能電磁流量計(jì)可以在寬范圍內(nèi)連續(xù)測量流量.而且流速范圍一般可以在0.5m/s-1Om/s內(nèi)自由變更。通常選擇與管路口怪相同的流量計(jì)以減小壓力損失。為了zui大限度的發(fā)揮電磁流量計(jì)的能力:考慮以下情況:
1)推薦的流速
低流速時(shí)信號(hào)S/N比低.而流速過高時(shí)則管道的壓損增大從而能耗增大，所以，希望流速為1m/s-5m/s左右。
2)有磨耗性介質(zhì)的流速
當(dāng)流休中混有磨耗襯里和電極的顆粒物時(shí):一般通過降低流速(2m/s以下)來延長傳感器襯里的使用壽命.在使用擴(kuò)大管以降低流速時(shí).為了減少測量誤差:需要在電磁流量計(jì)傳感器的上游和下游安裝充分長的直管段。
3)容易粘附固體物的場合
在污泥或固液混相流體中使用時(shí)。會(huì)有沉淀和粘附發(fā)生，這時(shí)。可以加大流速的方法(3m/s以上)，以減小粘附:如果壓損允許的話?？梢钥紤]將口徑尺寸降低一檔。
用于流動(dòng)噪聲大的低電導(dǎo)率流休(純水等)。由于流動(dòng)噪聲隨流速增大而增大。所以降低流速就使測量變得容易。
4)口徑和流速測量原理
確認(rèn)zui大滿度的流速是否產(chǎn)生在生產(chǎn)廠給定的范圍內(nèi)，由此來選取口徑。請(qǐng)參見口徑與流速(流量)的換算圖(見封底圖)。
襯里的選擇:
根據(jù)被測介質(zhì)的種類與溫度.來選定襯里的材質(zhì)。迭擇襯里的標(biāo)準(zhǔn)見表2
襯里材料 | 主要性能 | 適用范圍 |
軟橡膠 | 耐磨性好:有*的彈性，高扯斷力.耐一般低濃度酸堿鹽介質(zhì)的腐蝕.不耐氧化性介質(zhì)的腐蝕。 | <80℃.自來水、工業(yè)用水、城市污水、原水、并水。 |
聚氨酯橡膠 | 有*的耐磨性能 耐酸堿性能略差 | <60℃，中性強(qiáng)磨損的礦漿、泥漿。 |
聚四氟乙烯 | 它是化學(xué)性能zui穩(wěn)定的一種材料:能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，濃堿和各種機(jī)溶劑。 | <150℃，濃酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)、衛(wèi)生類介質(zhì)。 |
電極材質(zhì)的選擇;
電極材質(zhì)的迭擇應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性、磨耗性.由用戶選定.對(duì)一般介質(zhì):可查有關(guān)腐蝕手冊(cè)，迭定電極材質(zhì)；對(duì)混酸等成分介質(zhì):應(yīng)做掛片試驗(yàn)。參考表3如下:
材質(zhì) | 耐腐蝕性能 |
不銹鋼 | 生活用水、工業(yè)用水、原水、地下水、城市污水:對(duì)低濃度的弱酸、弱堿及鹽溶液有很好的耐腐油性。 |
哈氏合金B(yǎng) | 耐濃度小于10%的鹽酸、磷酸、有機(jī)酸等非氧化性酸，堿、非氧化性鹽酸。不適用:硝酸 |
哈氏合金C | 耐氧化性酸如:硝酸、混酸、或鉻酸與硫酸的混合物及氧化性鹽類:如Fe+++. Cu++.海水等。不適用：鹽酸 |
鈦 | 能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氧化性酸、有機(jī)酸、堿等的腐蝕，不耐較純的還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕。但如酸中含有氧化劑(如硝酸和含有Fe. Cu離子的介質(zhì))時(shí)則腐蝕大為降低。 |
鉭 | 具有優(yōu)良的耐腐蝕性.和玻璃很相似。除了氫氟酸、堿外，幾乎能耐一切化學(xué)介質(zhì)(創(chuàng)舌沸點(diǎn)的磷酸、濃度小于10%溫度小于80℃的王水、鹽酸、硝酸、發(fā)煙硝酸、175℃以下的稀硫酸和濃硫酸)的腐蝕:在堿、氫氟酸中不耐蝕。 |
鉑 | 幾乎所有的酸、堿、鹽(包括發(fā)姻硫酸、發(fā)煙硝酸)等:不使用王水和銨鹽。 |
智能電磁流量計(jì)法蘭的選擇
除特殊情況外.一般應(yīng)選公制法蘭.與傳感器配對(duì)的法蘭也按公制制造。用戶在選配套法蘭時(shí):需將工藝管道規(guī)格注在訂貨合同內(nèi)。法蘭連接尺寸應(yīng)符合下列標(biāo)準(zhǔn):
4.0MPa(DN15~DN150) | GB9119-2000 |
1.0MPa(DN200~DN1000) | GB9115.1-2000 |
0.6MPa(DN1200~DN2000) | GB9119-2000 |
0.6MPa(dn2200) | Gb9115.1-2000 |
連接法蘭及安裝尺寸如圖7和表4、表5、表6所示。
表4 GB9119-2000
DN(mm) | 4.0MPa | ||||||
D | d1 | do | Th | n | b | D1 | |
15 | 95 | 65 | 14 | M12 | 4 | 14 | 28.5″ |
20 | 105 | 75 | 14 | M12 | 4 | 16 | 32.5″ |
25 | 115 | 85 | 14 | M12 | 4 | 16 | 34.5″ |
32 | 140 | 100 | 18 | M16 | 4 | 18 | 42.5″ |
40 | 150 | 110 | 18 | M16 | 4 | 18 | 49.5″ |
50 | 165 | 125 | 18 | M16 | 4 | 20 | 61.5″ |
65 | 185 | 145 | 18 | M16 | 8 | 22 | 77.5″ |
80 | 200 | 160 | 18 | M16 | 8 | 24 | 90.5″ |
100 | 235 | 190 | 22 | M20 | 8 | 26 | 116.5″ |
125 | 270 | 220 | 26 | M24 | 8 | 28 | 141.7″ |
150 | 300 | 250 | 26 | M24 | 8 | 30 | 170.5″ |
表5 GB9115.1-2000
DN(mm) | 1.0MPa | ||||
D | d1 | do | n | D1 | |
200 | 340 | 295 | 22 | 8 | 221.5″ |
250 | 395 | 350 | 22 | 12 | 276.5″ |
300 | 445 | 400 | 22 | 12 | 327.5″ |
350 | 505 | 460 | 22 | 16 | 259.5″ |
400 | 565 | 515 | 26 | 16 | 411″ |
450 | 615 | 565 | 26 | 20 | 462″ |
500 | 670 | 620 | 26 | 20 | 513.5″ |
600 | 780 | 725 | 30 | 20 | 616.5″ |
700 | 895 | 840 | 30 | 24 | ※ |
800 | 1015 | 950 | 33 | 24 | ※ |
900 | 1115 | 1050 | 33 | 28 | ※ |
1000 | 1230 | 1160 | 36 | 28 | ※ |
表6 GB9119-2000
DN(mm) | 0.6MPa | ||||
D | d1 | do | n | D1 | |
1200 | 1405 | 1340 | 33 | 32 | ※ |
1400 | 1630 | 1560 | 36 | 36 | ※ |
1600 | 1830 | 1760 | 36 | 40 | ※ |
1800 | 2045 | 1970 | 39 | 44 | ※ |
2000 | 2265 | 2180 | 42 | 48 | ※ |
2200 | 2475 | 2390 | 42 | 52 | ※ |
傳感器的接地
傳感器中,由于與介質(zhì)流動(dòng)相關(guān)的電壓感應(yīng)信號(hào)是非常微弱，因此，防止干擾就異常重要，其中zui里要的一點(diǎn)就是要求接地良好，這不僅要求儀表要接地，而且也包括管內(nèi)介質(zhì)要良好接地。
1.接地環(huán)形式
1)接地法蘭
材料：1Cr18Ni9Ti
厚度：3mm
2)進(jìn)口保護(hù)法蘭(DN65~DN1600軟橡膠、聚氨酯襯里可選)
材料1Cr18Ni9Ti
厚度:3mm
2.接地方式
刮刀電極的選擇
在測量容易發(fā)生污垢和產(chǎn)生附著物的流體，如漿液，污水等介質(zhì)時(shí)，電極表面往往有污垢附蓋，使儀表輸出發(fā)生擺動(dòng)和漂移，嚴(yán)重時(shí)無法測量.此時(shí).便要對(duì)電極進(jìn)行清洗.本儀表采用機(jī)械清除法，用不銹鋼制成一把帶有細(xì)軸的刮刀.通過空心電極把刮刀引出.細(xì)軸和空心電極之間采用機(jī)械密封以防止介質(zhì)外流(見下圖),于是組成了機(jī)械刮除器.當(dāng)打開表體電極外蓋.轉(zhuǎn)動(dòng)細(xì)軸時(shí).刮刀緊貼電*平面轉(zhuǎn)動(dòng).刮除污垢.這種刮刀器可以手動(dòng)，也可以用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)細(xì)軸自動(dòng)刮除.本儀表采用手動(dòng)法.帶刮刀電極的電磁口徑從DN80開始.電極采用316L不銹鋼。使刮刀式電磁流量計(jì)輸出精確的檢測信號(hào)。
電磁流量轉(zhuǎn)換器
電磁流量轉(zhuǎn)換器采用微處理器技術(shù),多種語言顯示測量參數(shù)。它可以采取一休型和分離型兩種安裝形式其特點(diǎn)：
☆可編程頻率低頻矩形方波勵(lì)磁，提高了流量測量的穩(wěn)定性.功率消耗低；
☆采用16位單片微處理器.運(yùn)算速度快，精度高；
☆全數(shù)字化處理.抗干擾能力強(qiáng):測量可靠、精度高。流量測量范圍度可達(dá)1500: 1；
☆開關(guān)電源.適用電源電壓變化范圍大.抗EMC性能好；
☆中、英、意菜單操作.使用方便.操作簡單.易懂易學(xué)；
☆高清晰度背光LCD顯示；
☆具有雙向流量測量功能.能顯示正向流量、反向流量，內(nèi)部具有三個(gè)積算器可分別顯示正☆向累積量、反向累積量及差值積算量；
☆向傳感器提供恒流勵(lì)磁電流:可與不同類型的電磁流量傳感器配套使用；
☆多功能智能轉(zhuǎn)換器，具有自檢與自診斷功能；
☆斷電時(shí)，EEPROM可保護(hù)設(shè)定參數(shù)和積算值；
☆具有分離型和一休型結(jié)構(gòu)。
☆具有RS485, Mod-bus, HART，Profibus-DP等多種通訊方式；
☆報(bào)警功能編程自定義輸出；
☆帶有輸入控制功能，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程對(duì)儀表的瞬時(shí)流量清零、累計(jì)流量置零、流量保持功能控制；
☆帶有傳感器及轉(zhuǎn)換器的檢查接口，可實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)不拆卸惰況下.檢測傳感器和轉(zhuǎn)換器.☆通過選用電磁流量計(jì)測試箱來實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)在線標(biāo)定功能；
☆自帶輸出端口測試功能，可按量程的0%, 25%, 50%, 75%, 模擬輸出電流端口和數(shù)字輸出端口。
☆脈沖寬度及脈沖當(dāng)量數(shù)值可由用戶設(shè)置。
技術(shù)數(shù)據(jù)：
正常工作條件
環(huán)境溫度：-25~+55℃
相對(duì)濕度：5%~90%
供電電源：220VAC/50Hz或DC24V
功率：小于20VA
準(zhǔn)確度：±0.2%、±0.3%、±0.5%
重復(fù)性誤差：測量值得0.07%、0.1%、0.17%
電流輸出：電流輸出信號(hào)：全隔離4~20mA。
負(fù)載電阻：0~750Ω。
基本誤差：在上述測量基本誤差基礎(chǔ)上加±10μA。
頻率與脈沖輸出
頻率輸出:正向和反向流量輸出.輸出頻率上限可在1-5000Hz內(nèi)設(shè)定。帶光電隔離的晶休管集電極開路輸出。外接電源不大于30V.導(dǎo)通時(shí)集電極zui大電流為250 mA.
脈沖輸出:正向和反向流量輸出，輸出脈沖上限可達(dá)每秒15000個(gè)脈沖。脈沖寬度zui大為25ms.帶光電隔離的晶休管集電極開路輸出。外接電源不大于30V,導(dǎo)通時(shí)集電極zui大電流為250mA.通過內(nèi)置上拉電阻.頻率輸出和脈沖輸出可使用內(nèi)部24V電源。導(dǎo)通時(shí)集電極zui大電流為2.3mA.
顯示
簡休中文/繁休中文/英文/意大利文顯示，流量(瞬時(shí)流量)5位，總量(累積流量)10位。
報(bào)警輸出
兩路帶光電隔離的晶體管集電極開路報(bào)警輸出。外接電源不大于30V，導(dǎo)通時(shí)集電極zui大電流為250mA?？蓤?bào)警故障狀態(tài):空管報(bào)警、摸擬量超量程報(bào)警、勵(lì)磁報(bào)警、負(fù)向流量報(bào)警、電源故障報(bào)警、增益異常報(bào)警、上限報(bào)警、下限報(bào)警、累積流量溢出報(bào)警。
通訊方式
RS485串行通訊輸出.具有防雷擊保護(hù)。還可根據(jù)用戶的要求提供Mod-bus通訊、HART通訊、Profibus-DP通訊。
阻尼時(shí)間
2-100s.
隔離
模擬輸出、(頻率)脈沖輸出、報(bào)警輸出與大地之間絕緣電壓不低于500V.
輸入控制
帶輸入控制功能儀表?？梢詫?shí)現(xiàn)以下功能:
對(duì)儀表的累積流量置零(正、負(fù)、凈累積流量可單獨(dú)進(jìn)行清零)
瞬時(shí)流量置零
流量保持(用于穩(wěn)定的過程控制方式)
鍵盤與顯示如圖所示
