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智能电磁流量计说明书/江苏中伟
发布时间:2016/11/1   点击次数:255次
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一、仪表简介:

智能电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总线,属国内*,技术达到国内先进水平。 流量计除可测量一般导电液体的流量外,还可测量液固两相流,高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。

二、工作原理:

智能电磁流量计根据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流量成正比例,其值为:E=KBVD式中:
E-感应电势;
K-与磁场分布及轴向长度有关的系数;
B-磁感应强度;
V-导电液体平均流速;
D-电极间距;(测量管内直径)
传感器将感应电势E作为流量信号,传送到转换器,经放大,变换滤波用一系列的数字处理后,用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出,报警输出及频率输出,并设有RS-485等通讯接口,并支持HART和MODBUS协议。

三、应用范围:

智能电磁流量计主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。如水、污水、泥浆、纸浆、各种酸、碱、盐溶液、食品浆液等,广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理,水利建设等领域。

四、独特优势:   

1、仪表结构简单、可靠,无可动部件,工作寿命长;

2、无截流阻流部件,不存在压力损失和流体堵塞现象;

3、无机械惯性,响应快速,稳定性好,可应用于自动检测、调节和程控系统;

4、测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响;

5、采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和Hc、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要;

6、备有管道式、插入式等多种流量计型号;

7、采用EEPROM存贮器,测量运算数据存贮保护安全可靠;

8、具备一体化和分离型两种型式;

9、高清晰度LCD背光显示。

五、性能指标:

仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5级;

测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体;

流速范围:0.2~8m/s;

工作压力:1.6MPa;

环境温度:-40℃~+50℃;

介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃。      

橡胶材质衬里≤65℃;

防爆标志:ExmibdⅡBT4;

防爆证号:GYB01349;

外磁干扰:≤400A/m;

外壳防护:一体化型: IP65;

分 离 型:  传感器IP68(水下5米,于橡胶衬里)转换器IP65;

输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω;

通讯输出:RS485或CAN总线;

电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔;

电源电压:90~220V.AC、24±10%V.DC;

zui大功耗:≤10VA。

六、安装地点的选择:

为了使变送器工作稳定,在选择安装地点时应注意以下几方面的要求:

1、尽量避免铁磁性物体及具体强电磁场的设备(如大电机、大变压器的等),以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信息。

2、应尽量安装在干燥通风之处,不宜在潮湿,易积水的地方安装。

3、应尽量避免日晒雨淋,避免环境温度高于45℃及相对湿度大于95.9%。

4、选择便于维修,活动方便的地方。

5、流量计应安装在水泵后端,决不能在抽吸侧安装;阀门应安装在流量计下游侧。

七、结构形式:
1、传感器:
传感器主要由测量导管、测量电极、励磁线圈、铁芯、磁轭和壳体组成。
a、测量导管:由不锈钢导管、衬里和连接法兰组合而成,为被测液体现场工况测量的载体。
b、测量电极:安装在测量导管内侧壁,与轴流方向垂直,使测量液体产生信号的一对电极。
c、励磁线圈:在测量导管内产生磁场的上下两个励磁线圈。
d、铁芯和磁轭:将励磁线圈产生的磁场导入液体,并构成磁回路。
e、壳体:仪表外包装。
2、转换器:
即为智能二次表,其将流量信号放大处理¾¬单片机运算后,可显示流量、累计量,并能输出脉冲、模拟电流等信号,用于流体流量的计量或控制。
3、产品组装形式:
其分为一体型和分体型两种形式。
a、一体型: 传感器和转换器一体安装。
b、分体型:传感器和转化器分离安装,通过连接电缆形成流量计量系统。
c、为适应不同介质测量的要求,传感器的衬里和电极材料可以有多种选择。

八、主要优点如下:

1、流量计的传感器结构简单,测量管内没有可动部件,也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失,是流量计中运行能耗zui低的流量仪表之一。

2、可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件,与被测流体接触的只是测量管内衬和电极,其材料可根据被测流体的性质来选择。例如,用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬,可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;采用耐磨橡胶做内衬,就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。

3、是一种体积流量测量仪表,在测量过程中,它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率(在一定范围)的影响。因此,电磁流量计只需经水标定后,就可心用来测量其它导电性液体的流量。

 4、流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比,而与对称分布下的流动状态(层流或湍流)无关。所以电磁流量计的量程范围极宽,其测量范围度可达100:1,有的甚至达1000:1的可运行流量范围。

5、无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,也可测量正反两个方向的流量。

6、工业用电磁流量计的口径范围极宽,从几个毫米一直到几米,而且国内已有口径达3m的实流校验设备,为电磁流量计的应用和发展奠定了基础。

九、目前仍然存在的主要不足。

1、不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。

2、不能用来测量电导率很低的液体介质,如对石油制品或有机溶剂等介质,目前电磁流量计还无能为力。

3、由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制,不能用于测量高温介质;如未经特殊处理,也不能用于低温介质的测量,以防止测量管外结露(结霜)破坏绝缘。

4、易受外界电磁干扰的影响。

十、如何正确选择电磁流量计安装点:
1、选择充满液体的直管段,如管路的垂直段(流向由下向上为宜)或充满液体的水平管道(整个管路中zui低处为宜),在安装与测量过程中,不得出现非满管情况;
2、智能电磁流量计测量位置应选在上游大于5D和下游有3D直管段处;
3、测量点选择应尽可能远离泵,阀门等设备,避免其对测量的干扰;

4、测量点选择应尽可能远离大功率电台,强磁场干扰源等。

十一、安装须知:

1、测量电极的轴线必须近似于水平方向;

2、测量管道内必须完全充满液体;

3、流量计的前方zui少要有5×D(D为流量计内径)长度的直管段,后方zui少要有3×D(D为流量计内径)长度的直管段;为方便安装和拆卸,可在电磁流量计后加装管道伸缩节; 

4、流体的流动方向和流量计的箭头方向一致;
5、管道内要有真空会损坏流量计的内衬,需特别注意;
6、在流量计附近应无强电磁场;
7、在流量计附近应有充裕的空间,以便安装和维护;
8、若测量管道有振动,在电磁流量计的两边应有固定的支座;
9、测量不同介质的混合液体时混合点与流量计之间的距离zui少要有30×D(D为流量计内径)长度;
10、为方便今后流量计的清洗和维护,应安装旁通管道,并且保证电磁流量计前5D后3D直管段;

11、如安装聚四氟乙烯内衬的流量计时,连接两法兰的螺栓应用力矩扳手匀拧紧,否则容易压坏聚四氟乙烯内衬。

安装要求:
1、流量计应安装在水平管道较低处和垂直向上处,避免安装在管道的zui高点和垂直处;

2、电磁流量计应安装在管道上上升处;
3、电磁流量计在开口排放管道安装,应安装在管道的较低处;
4、若管道落差超过5m时,在电磁流量计的下游安装排气阀;

5、应在传感器的下游安装控制阀和切断阀,而不应安装在电磁流量计上游;;

6、电磁流量计不能安装在泵的进出口处,应安装在泵的出口处;

7、在测量井内安装流量计的方式。

十二、安装时的注意事项。
1、非测量电极的轴线必须近似于水平方向;
2、测量管道内必须完全充满液体;
3、流量计前方zui少要有5* D(D为流量计内径)长度的直管段,后方zui少要有3* D(D为流量计内径)长度的直管段;
4、流体的流动方向和流量计的箭头方向一致;
5、管道内要有真空会损坏流量计的内衬,需特别注意;
6、在流量计附近应无强电磁场;
7、在流量计附近应有充裕的空间,以便安装和维护;
8、若测量管道有振动,在流量计的两边应有固定的支座测量不同介质的混合液体时混合点与流量计之间的距离zui少要有30×D(D为流量计内径)长度为方便今后流量计的清洗和维护,应安装旁通管道。

十三、接地保护时,必须注意以下几点: 
1、传感器、转换器应单独接地,不要连在电动机、工艺管道上,接地电阻应小于10欧姆。 
2、传感器的测量管、外壳、屏蔽线、转换器及二次仪表都要接地。 
3、传感器、转换器的接地在现场,去二次仪表的屏蔽层在控制室一侧接地,切勿多端接地,以免因电位不同而引入干扰。 
4、传感器安装在金属管道上,可将传感器的接地导线按制造厂的要求连接在管道法兰上,形成可靠的接地回路仪表的接地点应是一个独立的接地点,不可以共用其他电气设备的接地。

十四、整机和传感器技术数据:

执行标准

JB/T 9248—1999

公称通径

15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000

zui高流速

15m/s

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)

流体电导率

≥5uS/cm。

公称压力

4.0MPa

1.6MPa

1.0MPa

0.6MPa

6.3、10MPa

DNl5~DN150

DNl5~DN600

DN200~DN1000

DN700~DN3000

特殊订货

环境温度

传感器

—25℃—十60℃

转换器及一体型

—10℃—十60℃

衬里材料

聚四氟乙烯、聚氯丁橡胶、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46)、加网PFA

zui高流体温度

体型

70

分离型

聚氯丁橡胶衬里

80;120℃(订货时注明)

聚氨酯衬里

80

聚四氟乙烯衬里

100;150℃(订货时注明)

聚全氟乙丙烯(F46)

加网PFA

信号电极和接地电极材料

不锈钢0Crl8Nil2M02Ti、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、铂/铱合金、不锈钢涂覆碳化钨

电极机构

DN300—DN3000

连接法兰材料

碳钢

接地法兰材料

不锈钢1Crl8Ni9Ti

进口保护法兰材料

DN65—DNl50

不锈钢1Crl8Ni9Ti

DN200~DNl600

碳钢十不锈钢1Crl8Ni9Ti

外壳防护

DNl5~DN3000分离型橡胶或聚氨酯衬里传感器

IP65或IP68

其他传感器、——体型流量计和分离型转换器

IP65

间距(分离型)

转换器距离传感器一般不超过100m

十五、转换器技术数据:

电源

交流

85—265V,45—400Hz

直流

11—40V

操作键和显示

按键式

4个薄膜按键可设定选择全部参数,也可利用PC机(RS232)对转换器设定编程;

3行LCD宽视角、宽温、带背光显示;

第1行显示流量值;

第2行显示流量单位;

第3行显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。

磁键式

2个磁键用于显示参数的选择和复位,利用PC机(RS232)对转换器设定编程;

2行LCD宽视角、宽温、带背光显示:

第1行:磁键选择:显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。

第2行:显示流量。

内部积算器

正向总量、反向总量及差值总量。

输出信号

单向模拟输出

全隔离,负载≤600D.(20mA时);

上限:0—21mA可选,每档lmA;

下限:0—21mA可选,每档1mA;

正、反向流量输出方式编程。

双向模拟输出

下限限制为。或4mA,其他同单向模拟输出。

双向脉冲输出

两路输出分别对应正向和反向流量,频率0~800Hz,上限1—800Hz可选,每档IHz;

方波或选定脉宽,选定脉宽上限2.5S,每档1ms;

无源隔离晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V。

双路报警输出

可报警(编程)高/低流量、空管、故障状态、正,,反向流量、模拟量超量程、脉冲量超量程、脉冲小信号切除,输出极性可选;

带隔离保护的晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V.(与脉冲输出不隔离)

数字通讯

 

RS232,RS485,HART

十六、衬里的选择:

衬里材料

主要性能

zui高介质温度

适用范围

体型

分离型

 

聚四氟乙烯(F4)

是化学性能zui稳定的一种塑料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓碱和各种有机溶剂。不耐高流速液氟、液氧、自氧的腐蚀。

70

100 150℃(需特殊订货)

1、浓酸、碱等强腐蚀性介质。 2、卫生类介质。

聚全氟乙丙烯(F46)

同F4,耐磨性、抗负压能力高于F4。

同上

 

聚氟合乙烯(Fs)

适用温度上限较聚四氟乙烯低,但成本也较低。

80

 

聚氯丁橡胶

1、有极好的弹性,高度的扯断力,耐磨性能好。2、耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀,不耐氧化介质的腐蚀。

80 120℃(需特殊订货)

水、污水、弱磨损性的泥浆矿浆。

聚氨酯橡胶

1、耐磨性能极强。

2、耐腐蚀性能较差。

80

中性强磨损的矿浆、煤浆、泥浆

十七、进口保护法兰和接地法兰(或接地环)的选择:

法兰种类

适 用 范 围

接地法兰(或接地环)

适用于非导体管道,如塑料管道,但有接地电极的传感器不需要。

进口保护法兰

当介质有强磨损性时选用。

十八、电极的选择:

电极材料

耐蚀及耐磨性能

不锈钢0Crl8Nil2M02Ti

用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质,适用于石油、化工、钢铁等工业部门及,市政、环保等领域。

哈氏合金B

对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性,也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氯化性酸、碱,非氧化性盐液的腐蚀。

哈氏合金C

能耐非氧化性酸,如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化性盐类如:Fe,”、、Cu”下或含其他氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀

能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂(如硝酸、Fc++、Cu++)时,则腐蚀大为降低。

具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。除了氢氟酸、发烟硫酸、碱外,几乎能耐——切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和l 50℃以下的硫酸)的腐蚀。在碱中刁;耐蚀。

铂/钛合金

几乎能耐——切化学介质,但不适用于王水和铵盐。

不锈钢涂覆碳化钨

用于无腐蚀性,强磨损性的介质。

注: 由于介质种类繁多,其腐蚀性又受温度、浓度、流速等复杂因素影响而变化,故本表仅供参考。用户应根据实际情况自己做出选择,必要时应做拟选材料的耐腐试验,如挂片试验。

十九、正确选型:

仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作,有关资料表明,仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表的错误选型或错误的安装而造成的,请特别注意。

1、收集数据:

被测流体成份;
zui大流量、zui小流量;
zui高工作压力;
zui高温度、zui低温度;

2、量程范围确认:

一般工业用电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,zui低流速应不小于0.2m/s,zui高应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。

在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:

Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)

电磁流量计的量程Q应大于预计的zui大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50为宜。

 
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