液體管道流量計(jì)的基本概述
電磁流量計(jì)簡稱EMF,是20實(shí)踐50-60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。它是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的,用來測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。由于其的優(yōu)點(diǎn),目前已廣泛地被應(yīng)用于工業(yè)工程中各種導(dǎo)電液體的流量測量,如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì);各種易燃易爆介質(zhì);污水處理以及化工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中的各種漿液流量測量,形成了的應(yīng)用領(lǐng)域。
在結(jié)構(gòu)上,電磁流量計(jì)由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,如圖所示。傳感器安裝在工業(yè)過程管道上,它的作用是將流進(jìn)管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢信號,并通過傳輸線將次信號送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠(yuǎn)的地方,它將傳感器送來的流量信號進(jìn)行放大,并轉(zhuǎn)換成與流量信號成正比的標(biāo)準(zhǔn)電信號輸出,以進(jìn)行顯示,累計(jì)和調(diào)節(jié)控制。
液體管道流量計(jì)工作原理
電磁流量計(jì)測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律。液體管道流量計(jì)的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭于襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙向方波脈沖勵(lì)磁時(shí),將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場。此時(shí),如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管,將切割磁力線感應(yīng)出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B,測量管內(nèi)徑d與平均流速 的乘積、電動勢E(流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖,模擬電流信號,用于流量的測量和控制。
式中: E---------為電極間的信號電壓(v)
B---------磁通密度(T)
d---------測量管內(nèi)徑(m)
--------平均流速(m/s)
K---------常數(shù)
由于K為常數(shù),勵(lì)磁電流是恒流的,故B也是常數(shù),則由(1-1)式可知,體積流量Q與信號電壓E成正比,即流速感應(yīng)的信號電壓E與體積流量Q成線性關(guān)系。因此,只要測量出E就可確定流量Q,這就是電磁流量計(jì)的基本工作原理。
由(1-1)式可知,被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、導(dǎo)電率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結(jié)果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動(如層流或紊流)就不會影響測量結(jié)果的。因此說電磁流量計(jì)是一種真正的體積流量計(jì)。
液體管道流量計(jì)產(chǎn)品特點(diǎn)
1、內(nèi)部無阻流件,幾乎沒有壓力損失和流體阻塞情況。
2、無機(jī)械慣性,響應(yīng)快速,流量測量范圍寬(流速0.3~12m/s)穩(wěn)定性好,可以用于自動檢測、調(diào)節(jié)和程控系統(tǒng)。
3、測量電導(dǎo)率大于5u S/cm液體,測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化影響,傳感器感應(yīng)電壓信號與平均速呈線性關(guān)系,測量精度高。
4、精度等級:0.2級、0.5級、1.0級、1.5級。滿足不同用戶需求。
5、傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸,只要選擇合適電極與內(nèi)襯材料,即可耐腐蝕和耐磨損。
6、分常規(guī)型(壓力小于4.0MPa)與高壓型(壓力大于4.0MPa)。
7、電磁流量計(jì)系統(tǒng)分為簡單安裝型與在線安裝型。
8、采用EEPPOM存儲器,測量運(yùn)算數(shù)據(jù)存貯保護(hù)安全可靠。
9、采用單片機(jī)(MCU)和表面貼裝技術(shù)(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零點(diǎn)穩(wěn)定,中文菜單,參數(shù)設(shè)定方便。
10、帶4~20Ma,頻率、脈沖輸出,帶報(bào)警電平輸出,帶RS485通訊接口,Hart、ModBus協(xié)議。
11、高清晰度LCD背光顯示瞬時(shí)流量,累積流量(∑+、∑-、∑D)、流速、流量百分比、流量狀態(tài)(勵(lì)磁、流量、空管)等。
12、污水流量計(jì)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。
13、備有管道式、插入式等多種流量計(jì)型號。
14、防護(hù)等級:一體化結(jié)構(gòu)IP65、分體結(jié)構(gòu)IP68。
15、防爆等級:Exd Ⅱ BT4。
液體管道流量計(jì)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
1、公稱通徑:DN6-2200mm
2、公稱壓力:0.6、1.0、1.6、2.5、4.0MPa(高壓可根據(jù)用戶要求加工)
3、精度:±0.2% ±0.5%(示值誤差)
4、測量范圍(流量):0-1m/s至0-10m/s
5、介質(zhì)溫度:分體型-10℃~+80℃(PTFE和F46襯里-40℃~+180℃) 一體型-10℃~+80℃
6、環(huán)境溫度:-25℃~+60℃
7、環(huán)境濕度:5~99%RH(相對濕度)
8、介質(zhì)電導(dǎo)率:大于20μS/cm
9、安裝:一體型、分體型
10、外殼防護(hù)等級:傳感器IP65、IP68可選(IP65:塵密、防噴水型,即可允許水龍頭 從任何方向?qū)x表噴水;IP68:塵密、潛水型,能長期在水中工作)轉(zhuǎn)換器IP65
11、電極結(jié)構(gòu):三電極結(jié)構(gòu)、刮刀電極結(jié)構(gòu)
12、被測介質(zhì)溫度:氯丁橡膠襯里80℃,聚氨脂襯里80℃,聚四氟乙烯襯里180℃, 耐高溫橡膠襯里120℃
13、傳感器輸出信號:0-0.2mVp-p至0-2mVp-p
14、電極材料:不銹鋼OCrl8Nil2Mo2Ti、哈氏合金B(yǎng)、C、鈦Ti、鉭(Ta)、不銹鋼涂覆碳化鎢、特殊
15、防爆標(biāo)志:ExmⅡT4,ExmdⅡBT4
液體管道流量計(jì)儀表選型
1、量程范圍確認(rèn)
一般液體流量計(jì)被測介質(zhì)流速以2~4m/s為宜,在特殊情況下,流速應(yīng)不小于0.2m/s,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;對于粘滯流體,流速可選擇大于2m/s,較大的流速有助于自動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。
2、電磁流量計(jì)參考流量范圍
液體管道流量計(jì)內(nèi)襯材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性磨損性和溫度來選擇內(nèi)襯材料
液體管道流量計(jì)電極的選擇
應(yīng)根據(jù)被測流體的腐蝕性來選擇電極的材料,請查有關(guān)手冊,對于特殊流體應(yīng)作腐蝕性試驗(yàn)
液體管道流量計(jì)型譜
液體管道流量計(jì)的安裝
1、電磁流量計(jì)應(yīng)安裝在水平管道較低處和垂直向上處,避免安裝在管道的點(diǎn)和垂直向下處;
2、流量計(jì)應(yīng)安裝在管道上升處;
3、在開口排放管道安裝,應(yīng)安裝在管道的較低處;
4、若管道落差超過5m時(shí),在傳感器的下游安裝排氣閥;
5、流量計(jì)應(yīng)在傳感器的下游安裝控制閥和切斷閥,而不應(yīng)安裝在傳感器上游;
6、傳感器不能安裝在泵的進(jìn)出口處,應(yīng)安裝在泵的出口處;
7、在測量井內(nèi)安裝液體流量計(jì)的方式;
圖7備注:1.入口 2.溢流管 3. 入口柵 4.清洗孔 5.流量計(jì) 6.短管 7.出口 8.排放閥
如何正確選擇安裝節(jié)點(diǎn):
正確地選擇安裝點(diǎn)和正確安裝流量計(jì)都是非常重要的環(huán)節(jié),若在安裝環(huán)節(jié)失誤,輕者影響測量精度,重者會影響流量計(jì)的使用壽命,甚至?xí)p壞流量計(jì)。
選擇安裝位置時(shí)需特別注意:
非測量電極的軸線必須近似于水平方向;
測量管道內(nèi)必須充滿液體;
前方最少要有5×D(D為流量計(jì)內(nèi)徑)長度的直管段,后方最少要有3×D(D為流量計(jì)內(nèi)徑)長度的直管段;
流體的流動方向和流量計(jì)的箭頭方向一致;
管道內(nèi)要有真空會損壞流量計(jì)的內(nèi)襯,需特別注意;
在流量計(jì)附近應(yīng)無強(qiáng)電磁場;
在流量計(jì)附近應(yīng)有充裕的空間,以便安裝和維護(hù);
若測量管道有振動,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)之間的距離最少要有30×D(D電磁流量計(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;