一、儀表簡介:
高頻電磁流量計的測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響,傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系,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)無可動部件,因此傳感器壽命極長。由于感應電壓信號是在整個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:
電磁流量計根據(jù)法拉第電磁感應原理,在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當導電液體沿測量管軸線運動時,導電液體切割磁力線產(chǎn)生感應電勢,此感應電勢由兩個檢測電極檢出,數(shù)值大小與流量成正比例,其值為:E=KBVD式中:
E-感應電勢;
K-與磁場分布及軸向長度有關的系數(shù);
B-磁感應強度;
V-導電液體平均流速;
D-電極間距;(測量管內(nèi)直徑)
傳感器將感應電勢E作為流量信號,傳送到轉換器,經(jīng)放大,變換濾波用一系列的數(shù)字處理后,用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出,報警輸出及頻率輸出,并設有RS-485等通訊接口,并支持HART和MODBUS協(xié)議。
三、主要組成部分:
電磁流量計由傳感器和轉換器組成,傳感器安裝在測量管道上,轉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,轉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。防腐電磁流量計傳感器主要組成部分是:測量管、電極、勵磁線圈、鐵芯與磁軛殼體。
四、應用范圍:
高頻電磁流量計在滿足現(xiàn)場顯示的同時,還可以輸出4~20mA電流信號供記錄、調(diào)節(jié)和控制用,現(xiàn)已廣泛地應用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術和管理部門。電磁流量計除可測量一般導電液體的流量外,還可測量液固兩相流,高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體的體積流量。
五、*優(yōu)勢:
1、儀表結構簡單、可靠,無可動部件,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、無機械慣性,響應快速,穩(wěn)定性好,可應用于自動檢測、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不同介質(zhì)的需要。
6、備有管道式、插入式等多種流量計型號。
7、采用EEPROM存貯器,測量運算數(shù)據(jù)存貯保護安全可靠。
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:
1、儀表精度:管道式0.5級、1.0級;插入式2.5級。
2、測量介質(zhì):電導率大于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、防爆標志:ExmibdⅡBT4。
8、防爆證號:GYB01349。
9、外磁干擾:≤400A/m。
10、外殼防護:一體化型: IP65;
分 離 型: 傳感器IP68(水下5米,于橡膠襯里);轉換器IP65。
11、輸出信號:4~20mA.DC,負載電阻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:
一般工業(yè)用電磁流量計被測介質(zhì)流速以2~4m/s為宜,在特殊情況下,zui低流速應不小于0.2m/s,zui高應不大于8m/s。若介質(zhì)中含有固體顆粒,常用流速應小于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的范圍決定流量計口徑D的大小,其值由下式計算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道內(nèi)徑 V:流速(m/h)
電磁流量計的量程Q應大于預計的zui大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計滿量程刻度的50%為宜。
八、電磁流量計結構形式:
1、傳感器:
傳感器主要由測量導管、測量電極、勵磁線圈、鐵芯、磁軛和殼體組成。
a、測量導管:由不銹鋼導管、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:安裝在測量導管內(nèi)側壁,與軸流方向垂直,使測量液體產(chǎn)生信號的一對電極。
c、勵磁線圈:在測量導管內(nèi)產(chǎn)生磁場的上下兩個勵磁線圈。
d、鐵芯和磁軛:將勵磁線圈產(chǎn)生的磁場導入液體,并構成磁回路。
e、殼 體:儀表外包裝。
2、轉換器:即為智能二次表,其將流量信號放大處理,單片機運算后,可顯示流量、累計量,并能輸出脈沖、模擬電流等信號,用于流體流量的計量或控制。
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:傳感器和轉換器一體安裝。
b、分體型:傳感器和轉化器分離安裝,通過連接電纜形成流量計量系統(tǒng)。
c、為適應不同介質(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、按勵磁方式分類:
要產(chǎn)生一個均勻恒定的磁場,就需要選擇一種合適的勵磁方式。如按勵磁電流方式劃分,有直流勵磁、交流(工頻或其他頻率)勵磁、低頻矩形波勵磁和雙頻矩形波勵磁。
1、直流勵磁
直流勵磁方式用直流電或采用*磁鐵產(chǎn)生一個恒定的均勻磁場。這種直流勵磁變送器的zui大優(yōu)點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)生正負離子,在電場力的作用下,負離子跑向正極,正離子跑向負極,這將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍,嚴重影響儀表的正常工作。所以,直流勵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、交流勵磁
工業(yè)上使用的電磁流量計,大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式產(chǎn)生交變磁場,避免了直流勵磁電極表面的極化干擾。但是用交流勵磁會帶來一系列的電磁干擾問題(例如正交干擾、同相干擾、零點漂移等)?,F(xiàn)在交流勵磁正在被低頻方波勵磁所代替。
3、低頻方波勵磁
低頻方波勵磁波形有二值(正-負)和三值(正-零-負-零)兩種,其頻率通常為工頻的1/2~1/32。低頻方波勵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,排除直流勵磁的極化現(xiàn)象。
十、安裝時的注意事項。
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、流量計前方zui少要有5* D(D為流量計內(nèi)徑)長度的直管段,后方zui少要有3* D(D為流量計內(nèi)徑)長度的直管段;
4、流體的流動方向和流量計的箭頭方向*;
5、管道內(nèi)要有真空會損壞流量計的內(nèi)襯,需特別注意;
6、在流量計附近應無強電磁場;
7、在流量計附近應有充裕的空間,以便安裝和維護;
8、若測量管道有振動,在流量計的兩邊應有固定的支座測量不同介質(zhì)的混合液體時混合點與流量計之間的距離zui少要有30×D(D為流量計內(nèi)徑)長度為方便今后流量計的清洗和維護,應安裝旁通管道。
十一、接地保護時,必須注意以下幾點:
1、傳感器、轉換器應單獨接地,不要連在電動機、工藝管道上,接地電阻應小于10歐姆。
2、傳感器的測量管、外殼、屏蔽線、轉換器及二次儀表都要接地。
3、傳感器、轉換器的接地在現(xiàn)場,去二次儀表的屏蔽層在控制室一側接地,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應是一個獨立的接地點,不可以共用其他電氣設備的接地。
十二、對直管段安裝要求:
電磁流量計傳感器對安裝點的上下游直管段有一定的要求,否則會影響測量精度。
1、若傳感器安裝點的上游有漸縮管,傳感器上游應有不小于15D的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段。
2、若傳感器安裝點的上游有漸擴管,傳感器上游應有不小于18D的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段。
3、若傳感器安裝點的上游有90°彎頭或下形接頭,傳感器上游應有不小于20D的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段。
4、若傳感器安裝點的上游在同一平面上有二個90°彎頭,傳感器上游應有不小于25D的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段。
5、若傳感器安裝點的上游在不同平面上有二個90°彎頭,傳感器上游應有不小于40D的等徑直管段,下游應有不小于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,傳感器上游應有不小于50D的等徑直管段,下游應有不小于5D的等徑直管段。
特別注意
1、傳感器安裝點的上游較近處若裝有閥門,不斷地開關閥門,對傳感器的使用壽命影響極大,非常容易對傳感器造成*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,必須在傳感器的上下游2D處分別設置管道緊固裝置。
十三、主要技術數(shù)據(jù):
1、整機和傳感器技術數(shù)據(jù)
執(zhí)行標準 | 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℃(訂貨時注明) | |||
聚氨酯襯里 | 80℃ | ||||
聚四氟乙烯襯里 | 100℃;150℃(訂貨時注明) | ||||
聚全氟乙丙烯(F46) | |||||
加網(wǎng)PFA | |||||
信號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 | ||||
電極機構 | DN300—DN3000 | ||||
連接法蘭材料 | 碳鋼 | ||||
接地法蘭材料 | 不銹鋼1Crl8Ni9Ti | ||||
進口保護法蘭材料 | DN65—DNl50 | 不銹鋼1Crl8Ni9Ti | |||
DN200~DNl600 | 碳鋼十不銹鋼1Crl8Ni9Ti | ||||
外殼防護 | DNl5~DN3000分離型橡膠或聚氨酯襯里傳感器 | IP65或IP68 | |||
其他傳感器、——體型流量計和分離型轉換器 | IP65 | ||||
間距(分離型) | 轉換器距離傳感器一般不超過100m |