管道式電磁流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表,采用單片機(jī)嵌入式技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)字勵(lì)磁,同時(shí)在電磁流量計(jì)上采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線,屬創(chuàng),技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)水平。
應(yīng)用領(lǐng)域
管道式電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場(chǎng)顯示的同時(shí),還可以輸出4~20mA電流信號(hào)供記錄、調(diào)節(jié)和控制用,現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門(mén)。
性能特點(diǎn)
◆儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠,無(wú)可動(dòng)部件,工作壽命長(zhǎng)。
◆無(wú)截流阻流部件,不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象。
◆無(wú)機(jī)械慣性,響應(yīng)快速,穩(wěn)定性好,可應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和程控系統(tǒng)。
◆測(cè)量精度不受被測(cè)介質(zhì)的種類(lèi)及其溫度、粘度、密度、壓力等物理量參數(shù)的影響。
◆采用聚四氟乙烯或橡膠材質(zhì)襯里和Hc、Hb、316L、Ti等電極材料的不同組合可適應(yīng)不同介質(zhì)的需要。
測(cè)量原理
電磁流量計(jì)是是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的,在與測(cè)量管道軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極,當(dāng)導(dǎo)電液體沿著管道軸線流動(dòng)時(shí),導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)電極檢出,數(shù)值大小與流量成正比關(guān)系,其計(jì)算公式為:
E=B*V*D*K
式中,E——感應(yīng)電勢(shì);
K——與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)度有關(guān)的系數(shù);
B——磁感應(yīng)強(qiáng)度;
V——導(dǎo)電液體平均流速;
D——電極間距(管道直徑);
傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào),傳送到轉(zhuǎn)換器,經(jīng)放大器放大,變換,濾波等一系列數(shù)字處理后,用高亮液晶顯示器顯示瞬時(shí)流量和累積流量,轉(zhuǎn)換器有4-20mA輸出,報(bào)警輸出,頻率輸出可以選擇,并設(shè)有RS485通訊接口,并支持HART和MODBUS通訊協(xié)議。
技術(shù)參數(shù)
◆儀表精度:管道式0.5級(jí)、1.0級(jí);插入式2.5級(jí)
◆測(cè)量介質(zhì):電導(dǎo)率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。
◆流速范圍:0.2~8m/s
◆工作壓力:1.6MPa
◆環(huán)境溫度:-40℃~+50℃
◆介質(zhì)溫度:聚四氟乙烯襯里≤180℃
橡膠材質(zhì)襯里≤65℃
◆防爆標(biāo)志:ExmibdⅡBT4
◆防爆證號(hào):GYB01349
◆外磁干擾:≤400A/m
◆外殼防護(hù):一體化型: IP65;
分 離 型:傳感器IP68(水下5米,于橡膠襯里)
轉(zhuǎn)換器IP65
◆輸出信號(hào):4~20mA.DC,負(fù)載電阻0~750Ω
◆通訊輸出:RS485或CAN總線
儀表選型
◆量程范圍確認(rèn)
一般工業(yè)用電磁流量計(jì)被測(cè)介質(zhì)流速以2~4m/s為宜,在特殊情況下,低流速應(yīng)不小于0.2m/s,高應(yīng)不大于8m/s。若介質(zhì)中含有固體顆粒,常用流速應(yīng)小于3m/s,防止襯里和電極的過(guò)分磨擦;對(duì)于粘滯流體,流速可選擇大于2m/s,較大的流速有助于自動(dòng)消除電極上附著的粘滯物的作用,有利于提高測(cè)量精度。
在量程Q已確定的條件下,即可根據(jù)上述流速V的范圍決定流量計(jì)口徑D的大小,其值由下式計(jì)算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道內(nèi)徑 V:流速(m/h)
電磁流量計(jì)的量程Q應(yīng)大于預(yù)計(jì)的大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計(jì)滿量程刻度的50%為宜。
◆參考流量范圍 口徑(mm) | 流量范圍(m3/h) | 口徑(mm) | 流量范圍(m3/h) |
φ15 | 0.06~6.36 | φ450 | 57.23~5722.65 |
φ20 | 0.11~11.3 | φ500 | 70.65~7065.00 |
φ25 | 0.18~17.66 | φ600 | 101.74~10173.6 |
φ40 | 0.45~45.22 | φ700 | 138.47~13847.4 |
φ50 | 0.71~70.65 | φ800 | 180.86~18086.4 |
φ65 | 1.19~119.4 | φ900 | 228.91~22890.6 |
φ80 | 1.81~180.86 | φ1000 | 406.94~40694.4 |
φ100 | 2.83~282.60 | φ1200 | 553.90~55389.6 |
φ150 | 6.36~635.85 | φ1600 | 723.46~72345.6 |
φ200 | 11.3~1130.4 | φ1800 | 915.62~91562.4 |
φ250 | 17.66~176.25. | φ2000 | 1130.4~113040.00 |
φ300 | 25.43~2543.40 | φ2200 | 1367.78~136778.4 |
φ350 | 34.62~3461.85 | φ2400 | 1627.78~162777.6 |
φ400 | 45.22~4521.6 | φ2600 | 1910.38~191037.6 |
安裝使用
1、管道式電磁流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的速度式電磁流量計(jì)。在闡述電磁流量計(jì)測(cè)量原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種基于MSP430F149單片機(jī)的LDB型電磁流量計(jì),電路以MSP430F149單片機(jī)為核心,從而簡(jiǎn)化了外圍硬件電路的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了液體流量的測(cè)量和累積。文中給出了設(shè)計(jì)的總體框圖,部分硬件電路和控制軟件流程圖。本文設(shè)計(jì)的LDB型電磁流量計(jì)已經(jīng)投入生產(chǎn),經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明,該設(shè)計(jì)具有高精度,低功耗和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn),基本滿足設(shè)計(jì)要求。
2、電磁流量計(jì)能有效避開(kāi)強(qiáng)電力設(shè)備,高頻設(shè)備,強(qiáng)電源開(kāi)關(guān)設(shè)備;避開(kāi)高溫?zé)嵩春洼椛湓吹挠绊?,避開(kāi)強(qiáng)烈震動(dòng)場(chǎng)所和強(qiáng)腐蝕環(huán)境等,同時(shí)要考慮安裝維修方便。
3、管道式電磁流量計(jì)具有保存每天24小時(shí)的流量數(shù)據(jù)、停電時(shí)間、零流量時(shí)間等多種數(shù)據(jù)及報(bào)警等功能。每天,只需一次、二次短信息就能獲得一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的一天24小時(shí)的測(cè)量數(shù)據(jù),它也能根據(jù)用戶的需求設(shè)定。采用電磁旋渦流量計(jì)和gsm網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù),建立水流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的前期投資只是采用無(wú)線電臺(tái)方式的1/3到1/5,系統(tǒng)建立后的運(yùn)行費(fèi)用每個(gè)點(diǎn)每天只是一到二次短信息的費(fèi)用。省去了頻率的使用費(fèi)及使用中的電費(fèi)及維護(hù)費(fèi)用。
4、流量檢測(cè)儀表的顯示方式、通訊方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是儀表的重要組成部分。傳統(tǒng)電磁流量計(jì)在顯示方式上一般采用LED 或段式LCD,只能顯示數(shù)字、字母、漢字和一些粗糙的圖案; 在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面,信息存儲(chǔ)一般以二進(jìn)制方式存儲(chǔ),不具有通用性且存儲(chǔ)容量小;在通訊方式上,一般采用RS232 或RS485,其開(kāi)放性不高。
5.傳感器在垂直管道的安裝
測(cè)量氣體流量時(shí),傳感器可以安裝在垂直管道上,流向不限。若被測(cè)氣體中含有少量的液體,
氣體流向應(yīng)由下向上。
測(cè)量液體流量時(shí),液體流向應(yīng)由下向上:這樣不會(huì)將液體重量額外附加在探頭上。
6、傳感器在水平管道的側(cè)裝
無(wú)論測(cè)量何種流體,傳感器可以在水平管道上側(cè)裝,特別是測(cè)量過(guò)熱蒸汽,飽和蒸汽和低溫液體,
若條件允許采用側(cè)裝,這樣流體的溫度對(duì)放大器的影響較小。
7.傳感器在水平管道的倒裝
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測(cè)量一般氣體、過(guò)熱蒸汽。可用于測(cè)量飽和蒸汽,適用于測(cè)量
高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。
8.傳感器在有保溫層管道上的安裝
測(cè)量高溫蒸汽時(shí),保溫層最多不能超過(guò)支架高度的三分之一。
9.為了解決了上述不足,采用32 位的ARM 處理器和嵌入式Linux 操作系統(tǒng)研制出了具有信息化、圖形化和網(wǎng)絡(luò)化的電磁流量計(jì)。它采用T FT 彩色液晶屏顯示方式,不僅可以顯示流量數(shù)據(jù)還可以顯示流量曲線,提高了顯示的質(zhì)量和內(nèi)容; 通過(guò)JFFS2 文件系統(tǒng)采用文件的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ),且存儲(chǔ)容量可達(dá)1MB。