插入式電磁流量計(jì)主要技術(shù)性能

1.1 適于測(cè)量管道通徑：

    200~2000mm；

1.2 流速測(cè)量范圍：

    0~1至0~10m/s，滿量程在1~10m/s范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

13測(cè)量度

    當(dāng)滿量程流速>1m/s時(shí)，±15%。

1.4被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電率：

    大于50μs/cm。

1.5工作壓力：

   1.6Mpa。

1.6電極材料：

   含鉬不銹鋼0Cr118Ni12Mo2Ti、哈式合金c-276、鈦Ti等。

1.7測(cè)量管（測(cè)量頭）材料：

   ABS

1.8被測(cè)介質(zhì)zui高溫度：

   ABS60℃

1.9外殼防護(hù)等級(jí)：

   符合GB-08-84標(biāo)準(zhǔn)IP68的有關(guān)規(guī)定。

1.10傳感器輸出信號(hào)：

   0.209mVp-p/1m/s。

1.11傳感器與轉(zhuǎn)換器之間信號(hào)zui大的傳輸距離50m（特殊要求請(qǐng)與廠方）

1.12流量計(jì)輸出信號(hào)：

直流電流：0~10mA負(fù)載電阻為0~1kΩ；

          4~20mA負(fù)載電阻為0~500Ω；

頻    率：1~5KHz負(fù)載電阻為250~1.2kΩ。

插入式電磁流量計(jì)工作原理及結(jié)構(gòu)

2.1工作原理

傳感器實(shí)際上是一種液體流速測(cè)量?jī)x表。它是應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的原理制成的流速測(cè)量?jī)x表。圖1是插入型電磁流量計(jì)基本工作原理的示意圖。

用一個(gè)長(zhǎng)桿將一個(gè)小的電磁流量傳感器插入到被測(cè)量管道中規(guī)定的位置，導(dǎo)電流體垂直流過傳感器的工作磁場(chǎng)時(shí)（轉(zhuǎn)換器向傳感器提供勵(lì)磁電流時(shí)，在勵(lì)磁線圈構(gòu)成的勵(lì)磁系統(tǒng)中便產(chǎn)生工作磁場(chǎng)），相當(dāng)于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由接觸流體的一對(duì)電極來(lái)檢測(cè)。電動(dòng)勢(shì)的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、兩極間距離L和流體的平均流速呈正比。即

E=B·L·V（伏）       ①

式中：E——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，伏；

      B——磁場(chǎng)強(qiáng)度，特斯拉；

      L——兩電極間距離，米；

      V——流過電磁流速傳感器的流速（亦即代表被測(cè)管道規(guī)定插入點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)流速），米/秒

      K——系數(shù)。

本廠插入電磁流速傳感器規(guī)定插入點(diǎn)有兩種方法，一是插入到被測(cè)管道的中心軸線上；二是插入到管道內(nèi)壁約為管道0.121D處，D為管道直徑，一般小于DN400的管道可插到被測(cè)管道的中心軸線上，此時(shí)電磁流速傳感器測(cè)量流速傳感器測(cè)量流速為管道zui大流速，管道的平均流速應(yīng)由zui大流速乘以一個(gè)系數(shù)K。

       ②

式中：n是雷諾數(shù)指數(shù)，可有③式求得，

      n=1.66lgRD

式中：RD——管道流體的雷諾數(shù)。

     ③

式中，K——等效粗糙度，管道內(nèi)壁突出物的平均高度。

大于DN400的管道可插到距管內(nèi)壁約0.121D處。此時(shí)電磁流速傳感器所測(cè)量的流速為平均流速，系數(shù)K=1。被測(cè)量管道的流量可由下式表示

Q=B·V·A（米3/小時(shí)）         ④

  式中，A——圓管道截面積，米²。由①式代入②式，則得

                        ⑤

    由于插入電磁流速傳感器工作磁場(chǎng)強(qiáng)度和兩電極的距離在時(shí)已經(jīng)確定，同時(shí)，被測(cè)管道的截面積也得出，所以，插入電磁流量傳感器的輸出電動(dòng)勢(shì)大小即可代表流量大小。

2.2 結(jié)構(gòu)

    傳感器如圖2所示，主要由測(cè)量頭（或測(cè)量管）、勵(lì)磁系統(tǒng)、插入桿、接線盒、安裝底座、密封定位機(jī)構(gòu)等組成。

    測(cè)量頭（或測(cè)量管）：測(cè)量頭（測(cè)量管）處于管道被測(cè)流流速質(zhì)點(diǎn)處，用來(lái)檢測(cè)該點(diǎn)的流速。測(cè)量頭（或測(cè)量管）由絕緣材料制成的端頭或者導(dǎo)管，在其上裝有一對(duì)電極。除電頭或測(cè)量管內(nèi)壁外，其它部分與被測(cè)流體絕緣狀態(tài)。

    勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁系統(tǒng)的作用是產(chǎn)生一個(gè)工作磁場(chǎng)。它由勵(lì)磁線圈和鐵芯所組成。它被絕緣密封到插入桿內(nèi)。

    插入桿：由不銹鋼材料制成。測(cè)量頭東測(cè)量管固定在插入桿內(nèi)。勵(lì)磁引線和電極引線通過插入桿與被測(cè)介質(zhì)密封并連接到接線盒中。插入桿上焊有方向指示桿，用以在安裝時(shí)保證工作磁場(chǎng)、流速和電極連線三者互相垂直，符合法拉第電磁感應(yīng)定律的要求。

    接線盒：接線盒位于傳感器上部。接線盒內(nèi)接線端子起傳感器和轉(zhuǎn)換器相互連接作用。

    安裝底座：安裝底座是焊接在被測(cè)管道上，用來(lái)與安裝球閥連接、插入電磁流量計(jì)傳感器的部分。

密封機(jī)構(gòu)：由不銹鋼材料制成的壓緊螺紋座、壓緊螺母、橡膠墊圈和定位螺釘?shù)冉M成。用以密封插入電磁傳感器，使之能夠承受一定的工作壓力。

插入式電磁流量計(jì)安裝和使用

  3.1安裝

     3 .1.1安裝環(huán)境的選擇

    ①應(yīng)盡量遠(yuǎn)離具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備，如大電機(jī)、大變壓器等。

    ②安裝場(chǎng)所不應(yīng)有強(qiáng)烈的震動(dòng)，管道固定牢靠。環(huán)境溫度應(yīng)變化不大。

    ③安裝環(huán)境應(yīng)便于安裝和維護(hù)。

     3 .1.2插入式電磁流量計(jì)安裝位置的選擇

    ①安裝位置必須保證管道內(nèi)始終充滿被測(cè)流體。

    ②選擇流體流動(dòng)脈沖小的地方。即應(yīng)遠(yuǎn)離泵和閥門、彎頭等局部阻力件。

    ③測(cè)量雙相（固、液或氣、液）流體時(shí)，應(yīng)選擇不易引起相分離的地方。

    ④應(yīng)避免測(cè)量部位出現(xiàn)負(fù)壓。

    ⑤被側(cè)管道直徑或周長(zhǎng)容易測(cè)量，并且橢圓度應(yīng)較小。

     3 .1.3直管段長(zhǎng)度

傳感器安裝管道上游側(cè)直管段長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于10D，下游側(cè)應(yīng)不小于5D。D為被測(cè)管道通徑。

    3 .1.4流量控制閥門和調(diào)節(jié)閥門

流量控制閥門應(yīng)安裝在傳感器上游側(cè)的被測(cè)管道上，流量調(diào)節(jié)閥門應(yīng)安裝在傳感器下游側(cè)。測(cè)量時(shí)，通常流量控制閥門應(yīng)處于全開狀態(tài)。

     3 .1.5安裝底座的焊接

安裝底座與被測(cè)管道的焊接如圖3所示。

焊接的技術(shù)要求如下：

    ①安裝底座63管子的軸線與被測(cè)管道的軸線相互垂直。其夾角為

    ②采用不銹鋼焊條平焊。焊后保證法蘭端面與管軸線平行，焊縫牢固，能承受1.6Mpa壓力無(wú)滲漏現(xiàn)象。

    ③被測(cè)管道開孔尺寸與安裝底座的通孔外徑*。

3.2傳感器安裝

     3 .2.1安裝前傳感器的檢查

    a安裝前用酒精棉球或清潔的細(xì)紗布輕輕地，仔細(xì)地擦除傳感器測(cè)量頭部?jī)蓸O表面的油脂、灰塵等贓污物質(zhì)。但不得用堅(jiān)硬的東西損傷電極表面和絕緣材料。

    b安裝前用萬(wàn)用電表檢查傳感器，符合以下技術(shù)指標(biāo)：

    ①勵(lì)磁線圈阻值檢查：用萬(wàn)用電表測(cè)接線盒內(nèi)“X、Y”端子之間的電阻值約為40左右。如所測(cè)阻值為無(wú)窮大，則線圈斷路；如阻值為零，則線圈短路。

    ②電極對(duì)端子之間電阻：接線盒內(nèi)端子“A、B”分別對(duì)測(cè)量頭或測(cè)量管內(nèi)的兩電極一個(gè)為零。若一個(gè)為無(wú)窮大或全為無(wú)窮大，均是有故障。

    ③絕緣電阻檢查：勵(lì)磁線圈、信號(hào)端子與插入桿之間電阻為無(wú)窮大。端子C對(duì)插入桿電阻為零。用萬(wàn)用電表測(cè)量接線端子“A、B”對(duì)“C”和“X、Y”對(duì)“C”之間電阻為無(wú)窮大，端子對(duì)“C”對(duì)插入桿之間的電阻為零。端子“A、B”對(duì)端子“X”和“Y”之間電阻為無(wú)窮大。

    如出現(xiàn)測(cè)量與上述不*時(shí)，請(qǐng)與本廠。

3.3插入式電磁流量計(jì)被測(cè)管道內(nèi)徑的測(cè)量

3.3.1在可以測(cè)量管道內(nèi)徑時(shí)，可應(yīng)用游標(biāo)卡尺或鋼卷尺，至少在管道內(nèi)四個(gè)互相之間大致相等角度的直徑上進(jìn)行側(cè)量。如果相鄰兩個(gè)直徑之差大于0.5%，則買測(cè)數(shù)目加倍，取所在直徑的算術(shù)平均值作為管道直徑。

3.3.2當(dāng)不能直接測(cè)量管道內(nèi)徑時(shí)，可以通過測(cè)量管道周長(zhǎng)和壁厚來(lái)計(jì)算內(nèi)徑

              ⑥

   式中：D——被測(cè)管道內(nèi)徑，米；L——管道外周長(zhǎng)，米；l——周長(zhǎng)修正值，米；e——管道壁厚，米。

使用此法管外表面應(yīng)仔細(xì)除去粗糙部分，若有任何如焊縫這種的高點(diǎn)，應(yīng)從周長(zhǎng)測(cè)值中減去各高點(diǎn)由下式計(jì)算的修正值：                                ⑦

     式中：a——高點(diǎn)高度；D——管道內(nèi)徑。

3.4傳感器的安裝

      3 .4.1清理被測(cè)管安裝底座的焊渣和毛刺。

      3 .4.2關(guān)掉上游流量控制閥門或采用低壓供水。

      3 .4.3按圖3所將DN50球閥安裝到安裝底座上。注意球閥的長(zhǎng)空腔向上。檢查球閥是否能全開全關(guān)。如有問題應(yīng)進(jìn)行修理。將壓緊螺紋座、壓緊螺母和橡膠密封圈安裝到球閥上。松開定位螺釘和壓緊螺母，將傳感器插入桿通過球閥插入被測(cè)管道。插入深度由6.4.4計(jì)算，并由游標(biāo)卡尺或鋼卷尺測(cè)量，符合要求后，上緊壓緊螺母和定位螺釘，同時(shí)應(yīng)注意傳感器方向標(biāo)志桿指向應(yīng)和流體流向*。

3.4.4用游標(biāo)卡尺或鋼卷尺測(cè)量傳感器電極至方向標(biāo)志桿之間的距離。設(shè)測(cè)得傳感器電極與其方向標(biāo)志桿的長(zhǎng)度為H，對(duì)于D≤400mm，插入深度可由下式計(jì)算插入深度可由下式計(jì)算插入深度E為：

E=H-0.5D

對(duì)于D＞400mm通徑時(shí)，

E=H-0.121D

需要更準(zhǔn)確找出插入深度時(shí)，可用下式計(jì)算管道直徑方向，內(nèi)壁到測(cè)量點(diǎn)的距離Y

式中，R——管道內(nèi)半徑。插入深度

       E=H-Y

3.5插入式電磁流量計(jì)電纜的敷設(shè)和接線

    電纜的敷設(shè)分明數(shù)和暗數(shù)兩種。采用哪種數(shù)設(shè)要視現(xiàn)場(chǎng)具體情況而定。

    圖4為傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的電氣接線圖。由圖可知，傳感器和轉(zhuǎn)換器之間有兩根電纜。一根是轉(zhuǎn)換器向傳感器提供勵(lì)磁電流的勵(lì)磁線，一根是傳感器向轉(zhuǎn)換器輸出電動(dòng)勢(shì)的信號(hào)線。

電纜的敷設(shè)和接線必須注意以下幾點(diǎn)：

    ①信號(hào)電纜不應(yīng)于外界大電流動(dòng)力電纜近距離平行敷設(shè)。信號(hào)電纜一般應(yīng)通過穿線鋼管與外界電纜電氣屏蔽。穿線鋼管應(yīng)與大地線連接。

    ②明敷設(shè)時(shí)，信號(hào)電纜與動(dòng)力電纜應(yīng)有1米以上的距離。信號(hào)電纜與勵(lì)磁電纜也應(yīng)保持一定距離。穿鋼管敷設(shè)時(shí)，勵(lì)磁電纜也應(yīng)分別穿管。

    ③傳感器與轉(zhuǎn)換器的距離一般為50米，特殊情況需要延長(zhǎng)電纜時(shí)，應(yīng)與本廠。本廠出廠所配信號(hào)電纜和勵(lì)磁電纜型號(hào)為RWP型雙芯聚抓乙烯絕緣屏蔽護(hù)套電纜，規(guī)格為2×32/0.2外徑ф8mm，長(zhǎng)度為15米。如特殊要求，請(qǐng)?jiān)谟嗀洉r(shí)向本廠注明。

    ④本廠不負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換器供電電源線和輸出電流與頻率電纜線。由于這兩種電纜要求的負(fù)載電流僅僅幾十到幾百個(gè)毫安，而且傳輸距離與現(xiàn)場(chǎng)到控制室距離有關(guān)，所以用戶可根據(jù)實(shí)際需要自行準(zhǔn)備電源和輸出信號(hào)電纜。

    ⑤按圖4所示轉(zhuǎn)換器和傳感器端子標(biāo)示符一一對(duì)應(yīng)接好線。

3.6接地

    傳感器產(chǎn)生的流量信號(hào)非常微弱，通常為微伏或毫伏級(jí)。因此，防止外界電干擾的影響是用好流量計(jì)的一個(gè)重要因素。接地是解決電干擾影響的一個(gè)很有效的措施。

傳感器接地要求主要是被測(cè)介質(zhì)接地。傳感器和轉(zhuǎn)換器的接地端（端子“C”和流量信號(hào)電纜的金屬屏蔽網(wǎng)相連接，并通過插人桿與被測(cè)介質(zhì)連接。當(dāng)被測(cè)管道是非金屬管道時(shí)，為了保證良好的接地，可將傳感器接地端子直接與大地加一接地線。要求接地用電阻應(yīng)小于10Ω

3.7插入式電磁流量計(jì)使用前的準(zhǔn)備工作

 ①安裝接線后，正式使用前應(yīng)再次檢查安裝、接線是否正確。

 ②將傳感器上游流量控制閥門打開，再打開下游流量調(diào)節(jié)閥門，使流體排放數(shù)分鐘后，讓含在流體     中的氣體隨之排放。關(guān)閉下游流量調(diào)節(jié)閥門和上游流量控制閥門，讓管道內(nèi)充滿流體，但不流動(dòng)。

 ③用萬(wàn)用電表檢查傳感器以下技術(shù)指標(biāo)：
A勵(lì)磁端子“X”、“Y”與接地端子“C”之間電阻為無(wú)窮大。
B接地端子“C”與插入桿之間的電阻為零。
C萬(wàn)用電表定在x1KΩ檔，用黑試筆指端子“C”，紅筆分別指端子“A”、“B”，電阻值均為10~30KΩ，并且有充放電現(xiàn)象。

  ④檢查所提供的電源電壓和頻率應(yīng)符合轉(zhuǎn)換器安裝使用說(shuō)明書的規(guī)定，接通轉(zhuǎn)換器電源。

  ⑤用萬(wàn)用電表直流電壓2．5V或10V檔測(cè)量傳感器接線端子“X”和“Y”之間的電壓，萬(wàn)用電表指針有的1秒數(shù)次的低頻擺動(dòng)現(xiàn)象。說(shuō)明傳感器勵(lì)磁系統(tǒng)工作正常。

3.8調(diào)整與使用

  ①如果被測(cè)管道流量大小已知，可根據(jù)被測(cè)管道內(nèi)流量大小和轉(zhuǎn)換器安裝使用說(shuō)明書量程設(shè)定方法，設(shè)定好流量量程。

  ②準(zhǔn)備工作完成后，先打開傳感器上游流量控制閥門，再緩緩的打開下游流量調(diào)節(jié)閥門，觀察轉(zhuǎn)換器顯示流量應(yīng)由小到大變化。如果顯示為負(fù)值，應(yīng)斷電源將信號(hào)線“SIG1”和“SIG2”互換。

  ③根據(jù)實(shí)測(cè)流量重新按需要參照轉(zhuǎn)換器安裝使用說(shuō)明書所述攤設(shè)定流量量程值和憾器系數(shù)。

  ④如果傳感器安裝在露天或埋在地下，接好崛器端子線后，可用本廠所附密撇將其密封。

  ⑤將傳感器上游流量控制閥門打開，于打開下游流量調(diào)節(jié)閥門，使流體排放數(shù)分鐘后，讓含有流體中的氣體隨之排放。關(guān)閉下游流量調(diào)節(jié)閥門和上游流量控制閥門，讓管道內(nèi)充滿流體，但不流動(dòng)，按轉(zhuǎn)換器安裝使用說(shuō)明書所述的方法進(jìn)行儀表調(diào)零。

⑥打開上游流量控制閥門，然后再緩緩開啟下游流量調(diào)節(jié)閥門，滿足要求后即可投入運(yùn)行。流量計(jì)算公式

式中：D——管道內(nèi)徑，m；

      V——管道平均流速，m/s。

插入式電磁流量計(jì)維護(hù)、修理和常見故障排除

    4.1 維護(hù)

    傳感器一般不需要定期維護(hù)。但對(duì)于被測(cè)介質(zhì)容易使電極和測(cè)量頭（測(cè)量管）表面或內(nèi)壁粘附結(jié)垢的情形，必須進(jìn)行定期清洗。清洗周期視粘附結(jié)垢速度而定。在清洗電極和測(cè)量頭（測(cè)量管）時(shí)，一定要注意勿使絕緣材料和電極損傷。

     4 .2 修理

    傳感器如有故障，可根據(jù)本說(shuō)明第6.7條和第6.2.1條所述的檢查方法來(lái)確定傳感器勵(lì)磁系統(tǒng)的測(cè)量系統(tǒng)是否正常。如有故障，應(yīng)與本廠，一般用戶不可自己進(jìn)行修理。

傳感器拆卸時(shí)應(yīng)注意關(guān)閉球閥。

    4 .3插入式電磁流量計(jì)常見故障排除見表。