一、儀表簡介:
高頻電磁流量計(jì)的測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響,傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系,因此測量精度高。測量管道內(nèi)無阻流件,因此沒有附加的壓力損失;測量管道內(nèi)無可動(dòng)部件,因此傳感器壽命極長。由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場的空間中形成的,是管道載面上的平均值,因此傳感器所需的直管段較短,長度為5倍的管道直徑。傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸,只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料,即可耐腐蝕和耐磨損。
二、工作原理:
電磁流量計(jì)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測電極,當(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢由兩個(gè)檢測電極檢出,數(shù)值大小與流量成正比例,其值為:E=KBVD式中:
E-感應(yīng)電勢;
K-與磁場分布及軸向長度有關(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;(測量管內(nèi)直徑)
傳感器將感應(yīng)電勢E作為流量信號(hào),傳送到轉(zhuǎn)換器,經(jīng)放大,變換濾波用一系列的數(shù)字處理后,用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時(shí)流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出,報(bào)警輸出及頻率輸出,并設(shè)有RS-485等通訊接口,并支持HART和MODBUS協(xié)議。
三、主要組成部分:
電磁流量計(jì)由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成,傳感器安裝在測量管道上,轉(zhuǎn)換器可以與傳感器組合連接在一起稱為一體型電磁流量計(jì),轉(zhuǎn)換器被安裝在離傳感器30米內(nèi)或100米內(nèi)的場合,兩者間由屏蔽電纜連接稱為分離型電磁流計(jì)。防腐電磁流量計(jì)傳感器主要組成部分是:測量管、電極、勵(lì)磁線圈、鐵芯與磁軛殼體。
四、應(yīng)用范圍:
高頻電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場顯示的同時(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。電磁流量計(jì)除可測量一般導(dǎo)電液體的流量外,還可測量液固兩相流,高粘度液流及鹽類、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿液體的體積流量。
五、*優(yōu)勢:
1、儀表結(jié)構(gòu)簡單、可靠,無可動(dòng)部件,工作壽命長。
2、無截流阻流部件,不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象。
3、無機(jī)械慣性,響應(yīng)快速,穩(wěn)定性好,可應(yīng)用于自動(dòng)檢測、調(diào)節(jié)和程控系統(tǒng)。
4、測量精度不受被測介質(zhì)的種類及其溫度、粘度、密度、壓力等物理量參數(shù)的影響。
5、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。
6、備有管道式、插入式等多種流量計(jì)型號(hào)。
7、采用EEPROM存貯器,測量運(yùn)算數(shù)據(jù)存貯保護(hù)安全可靠。
8、具備一體化和分離型兩種型式。
9、高清晰度LCD背光顯示。
六、性能指標(biāo):
1、儀表精度:管道式0.5級(jí)、1.0級(jí);插入式2.5級(jí)。
2、測量介質(zhì):電導(dǎo)率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。
3、流速范圍:0.2~8m/s。
4、工作壓力:1.6MPa。
5、環(huán)境溫度:-40℃~+50℃。
6、介質(zhì)溫度:聚四氟乙烯襯里≤180℃;橡膠材質(zhì)襯里≤65℃。
7、防爆標(biāo)志:ExmibdⅡBT4。
8、防爆證號(hào):GYB01349。
9、外磁干擾:≤400A/m。
10、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。
11、輸出信號(hào):4~20mA.DC,負(fù)載電阻0~750Ω
12、通訊輸出:RS485或CAN總線
13、電氣連接:M20×1.5內(nèi)螺紋,φ10電纜孔
14、電源電壓:90~220V.AC、24±10%V.DC
15、zui大功耗:≤10VA
七、量程范圍確認(rèn):
一般工業(yè)用電磁流量計(jì)被測介質(zhì)流速以2~4m/s為宜,在特殊情況下,zui低流速應(yīng)不小于0.2m/s,zui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zui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。
八、電磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)形式:
1、傳感器:
傳感器主要由測量導(dǎo)管、測量電極、勵(lì)磁線圈、鐵芯、磁軛和殼體組成。
a、測量導(dǎo)管:由不銹鋼導(dǎo)管、襯里和連接法蘭組合而成,為被測液體現(xiàn)場工況測量的載體。
b、測量電極:安裝在測量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)壁,與軸流方向垂直,使測量液體產(chǎn)生信號(hào)的一對(duì)電極。
c、勵(lì)磁線圈:在測量導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生磁場的上下兩個(gè)勵(lì)磁線圈。
d、鐵芯和磁軛:將勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場導(dǎo)入液體,并構(gòu)成磁回路。
e、殼 體:儀表外包裝。
2、轉(zhuǎn)換器:即為智能二次表,其將流量信號(hào)放大處理,單片機(jī)運(yùn)算后,可顯示流量、累計(jì)量,并能輸出脈沖、模擬電流等信號(hào),用于流體流量的計(jì)量或控制。
3、產(chǎn)品組裝形式:其分為一體型和分體型兩種形式。
a、一體型:傳感器和轉(zhuǎn)換器一體安裝。
b、分體型:傳感器和轉(zhuǎn)化器分離安裝,通過連接電纜形成流量計(jì)量系統(tǒng)。
c、為適應(yīng)不同介質(zhì)測量的要求,傳感器的襯里和電極材料可以有多種選擇。
九、按勵(lì)磁方式分類:
要產(chǎn)生一個(gè)均勻恒定的磁場,就需要選擇一種合適的勵(lì)磁方式。如按勵(lì)磁電流方式劃分,有直流勵(lì)磁、交流(工頻或其他頻率)勵(lì)磁、低頻矩形波勵(lì)磁和雙頻矩形波勵(lì)磁。
1、直流勵(lì)磁
直流勵(lì)磁方式用直流電或采用*磁鐵產(chǎn)生一個(gè)恒定的均勻磁場。這種直流勵(lì)磁變送器的zui大優(yōu)點(diǎn)是受交流電磁場干擾影響很小,因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響。但是使用直流磁場易使通過測量管道的電解質(zhì)液體被極化,即電解質(zhì)在電場中被電解,產(chǎn)生正負(fù)離子,在電場力的作用下,負(fù)離子跑向正極,正離子跑向負(fù)極,這將導(dǎo)致正負(fù)電極分別被相反極性的離子所包圍,嚴(yán)重影響儀表的正常工作。所以,直流勵(lì)磁一般只用于測量非電解質(zhì)液體,如液態(tài)金屬流量(常溫下的汞和高溫下的液態(tài)鋼、鋰、鉀)等。
2、交流勵(lì)磁
工業(yè)上使用的電磁流量計(jì),大都采用工頻(50Hz)電源交流勵(lì)磁方式產(chǎn)生交變磁場,避免了直流勵(lì)磁電極表面的極化干擾。但是用交流勵(lì)磁會(huì)帶來一系列的電磁干擾問題(例如正交干擾、同相干擾、零點(diǎn)漂移等)?,F(xiàn)在交流勵(lì)磁正在被低頻方波勵(lì)磁所代替。
3、低頻方波勵(lì)磁
低頻方波勵(lì)磁波形有二值(正-負(fù))和三值(正-零-負(fù)-零)兩種,其頻率通常為工頻的1/2~1/32。低頻方波勵(lì)磁能避免交流磁場的正交電磁干擾,消除由分布電容引起的工頻干擾,抑制交流磁場在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流,排除直流勵(lì)磁的極化現(xiàn)象。
十、安裝時(shí)的注意事項(xiàng)。
1、非測量電極的軸線必須近似于水平方向;
2、測量管道內(nèi)必須*充滿液體;
3、流量計(jì)前方zui少要有5* D(D為流量計(jì)內(nèi)徑)長度的直管段,后方zui少要有3* D(D為流量計(jì)內(nèi)徑)長度的直管段;
4、流體的流動(dòng)方向和流量計(jì)的箭頭方向*;
5、管道內(nèi)要有真空會(huì)損壞流量計(jì)的內(nèi)襯,需特別注意;
6、在流量計(jì)附近應(yīng)無強(qiáng)電磁場;
7、在流量計(jì)附近應(yīng)有充裕的空間,以便安裝和維護(hù);
8、若測量管道有振動(dòng),在流量計(jì)的兩邊應(yīng)有固定的支座測量不同介質(zhì)的混合液體時(shí)混合點(diǎn)與流量計(jì)之間的距離zui少要有30×D(D為流量計(jì)內(nèi)徑)長度為方便今后流量計(jì)的清洗和維護(hù),應(yīng)安裝旁通管道。
十一、接地保護(hù)時(shí),必須注意以下幾點(diǎn):
1、傳感器、轉(zhuǎn)換器應(yīng)單獨(dú)接地,不要連在電動(dòng)機(jī)、工藝管道上,接地電阻應(yīng)小于10歐姆。
2、傳感器的測量管、外殼、屏蔽線、轉(zhuǎn)換器及二次儀表都要接地。
3、傳感器、轉(zhuǎn)換器的接地在現(xiàn)場,去二次儀表的屏蔽層在控制室一側(cè)接地,切勿多端接地,以免因電位不同而引入干擾。
4、傳感器安裝在金屬管道上,可將傳感器的接地導(dǎo)線按制造廠的要求連接在管道法蘭上,形成可靠的接地回路儀表的接地點(diǎn)應(yīng)是一個(gè)獨(dú)立的接地點(diǎn),不可以共用其他電氣設(shè)備的接地。
十二、對(duì)直管段安裝要求:
電磁流量計(jì)傳感器對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定的要求,否則會(huì)影響測量精度。
1、若傳感器安裝點(diǎn)的上游有漸縮管,傳感器上游應(yīng)有不小于15D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
2、若傳感器安裝點(diǎn)的上游有漸擴(kuò)管,傳感器上游應(yīng)有不小于18D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
3、若傳感器安裝點(diǎn)的上游有90°彎頭或下形接頭,傳感器上游應(yīng)有不小于20D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
4、若傳感器安裝點(diǎn)的上游在同一平面上有二個(gè)90°彎頭,傳感器上游應(yīng)有不小于25D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
5、若傳感器安裝點(diǎn)的上游在不同平面上有二個(gè)90°彎頭,傳感器上游應(yīng)有不小于40D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
6、流量調(diào)節(jié)閥或壓力調(diào)節(jié)閥盡量安裝在傳感器的下游5D以外,若必須安裝在傳感器的上游,傳感器上游應(yīng)有不小于50D的等徑直管段,下游應(yīng)有不小于5D的等徑直管段。
特別注意
1、傳感器安裝點(diǎn)的上游較近處若裝有閥門,不斷地開關(guān)閥門,對(duì)傳感器的使用壽命影響極大,非常容易對(duì)傳感器造成*性損壞。
2、傳感器盡量避免在架空的非常長的管道上安裝傳感器,這樣時(shí)間一長,由于傳感器的下垂非常容易造成傳感器與法蘭間的密封泄漏,若不得已安裝時(shí),必須在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。
十三、主要技術(shù)數(shù)據(jù):
1、整機(jī)和傳感器技術(shù)數(shù)據(jù)
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) | JB/T 9248—1999 | ||||
公稱通徑 | 10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000 | ||||
zui高流速 | 15m/s | ||||
精確度 | DNl5~DN600 | 示值的:±0.3%(流速≥1m/s);±3mm/s(流速<1m/s) | |||
DN700—DN3000 | 示值的±0.5%(流速≥0.8m/S);±4mm/s(流速<0.8m/S) | ||||
流體電導(dǎo)率 | ≥5uS/cm | ||||
公稱壓力 | 4.0MPa | 1.6MPa | 1.0MPa | 0.6MPa | 6.3、10MPa |
DNl0~DN80 | DN100~DN150 | DN200~DN1000 | DN1200~DN2000 | 特殊訂貨 | |
環(huán)境溫度 | 傳感器 | —25℃—十60℃ | |||
轉(zhuǎn)換器及一體型 | —10℃—十60℃ | ||||
襯里材料 | 聚四氟乙烯、聚氯丁橡膠、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46)、加網(wǎng)PFA | ||||
zui高流體溫度 | —體型 | 70℃ | |||
分離型 | 聚氯丁橡膠襯里 | 80℃;120℃(訂貨時(shí)注明) | |||
聚氨酯襯里 | 80℃ | ||||
聚四氟乙烯襯里 | 100℃;150℃(訂貨時(shí)注明) | ||||
聚全氟乙丙烯(F46) | |||||
加網(wǎng)PFA | |||||
信號(hào)電極和接地電極材料 | 不銹鋼0Crl8Nil2M02Ti、哈氏合金C、哈氏合金B(yǎng)、鈦、鉭、鉑/銥合金、不銹鋼涂覆碳化鎢 | ||||
電極機(jī)構(gòu) | DN300—DN3000 | ||||
連接法蘭材料 | 碳鋼 | ||||
接地法蘭材料 | 不銹鋼1Crl8Ni9Ti | ||||
進(jìn)口保護(hù)法蘭材料 | DN65—DNl50 | 不銹鋼1Crl8Ni9Ti | |||
DN200~DNl600 | 碳鋼十不銹鋼1Crl8Ni9Ti | ||||
外殼防護(hù) | DNl5~DN3000分離型橡膠或聚氨酯襯里傳感器 | IP65或IP68 | |||
其他傳感器、——體型流量計(jì)和分離型轉(zhuǎn)換器 | IP65 | ||||
間距(分離型) | 轉(zhuǎn)換器距離傳感器一般不超過100m |