一,、儀表概述:
分體式電磁流量計(jì)是電磁流量計(jì)zui普遍應(yīng)用的形式,,傳感器接入管道,轉(zhuǎn)換器裝在儀表室或人們易于接近的傳感器附近,,相距數(shù)十到數(shù)百米,。為防止外界噪聲侵入,信號(hào)電纜通常采用雙芯屏蔽線,。測(cè)量電導(dǎo)率較低液體而相聚超過(guò)30m時(shí),,為防止電纜部分電容造成信號(hào)衰減,內(nèi)層屏蔽也有要求接上與芯線同電位低阻抗源的屏蔽驅(qū)動(dòng),。分體流量轉(zhuǎn)換器可遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境,,電子部件檢查、調(diào)整和參數(shù)設(shè)定就比較方便,。
二,、測(cè)量原理:
分體式電磁流量計(jì)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,在與測(cè)量管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)電液體沿測(cè)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(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例,,其值為:E=KBVD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,;(測(cè)量管內(nèi)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,,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、應(yīng)用范圍:
分體式電磁流量計(jì)主要用于測(cè)量封閉管道中的導(dǎo)電液體和漿液中的體積流量,。如水,、污水、泥漿,、紙漿,、各種酸、堿、鹽溶液,、食品漿液等,,廣泛應(yīng)用于石油、化工,、冶金,、紡織、食品,、制藥,、造紙等行業(yè)以及環(huán)保、市政管理,,水利建設(shè)等領(lǐng)域,。
四、流量計(jì)結(jié)構(gòu)形式:
1,、傳感器:
傳感器主要由測(cè)量導(dǎo)管,、測(cè)量電極、勵(lì)磁線圈,、鐵芯,、磁軛和殼體組成。
a,、測(cè)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(cè)液體現(xiàn)場(chǎng)工況測(cè)量的載體,。
b,、測(cè)量電極:安裝在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)壁,與軸流方向垂直,,使測(cè)量液體產(chǎn)生信號(hào)的一對(duì)電極,。
c、勵(lì)磁線圈:在測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生磁場(chǎng)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(chǎng)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(guò)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(cè)量的要求,,傳感器的襯里和電極材料可以有多種選擇,。
五、性能特點(diǎn):
1,、流量的測(cè)量不受流體的密度,、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(cè)量精度高,。
2,、測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件,因此沒(méi)有附加的壓力損失,;測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件,,因此傳感器壽命極長(zhǎng)。
3,、由于感應(yīng)電壓信號(hào)是在整個(gè)充滿磁場(chǎng)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(zhǎng)度為5倍的管道直徑,。
4、傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測(cè)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。
5,、LD轉(zhuǎn)換器采用*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,參數(shù)設(shè)定方便,。點(diǎn)擊中文顯示LCD,,顯示累積流量、瞬時(shí)流量,、流速,、流量百分比等。
6,、測(cè)量系統(tǒng),,可測(cè)正向流量、反向流量,。采用特殊的生產(chǎn)工藝和材料,,確保產(chǎn)品的性能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。
7,、電磁流量計(jì)適用測(cè)量封閉管道中導(dǎo)電液體和漿液的體積流量,如潔凈水,、污水、各種酸堿鹽溶液,、泥漿,、礦漿、紙漿以及食品方面的液體等,。
六,、技術(shù)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(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,。
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,、主要優(yōu)缺點(diǎn)如下:
1,、傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,測(cè)量管內(nèi)沒(méi)有可動(dòng)部件,,也沒(méi)有任何阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件,。所以當(dāng)流體通過(guò)流量計(jì)時(shí)不會(huì)引起任何附加的壓力損失,是流量計(jì)中運(yùn)行能耗zui低的流量?jī)x表之一,。
2,、可測(cè)量贓污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量,。這是由于儀表測(cè)量管內(nèi)部*流動(dòng)部件,,與被測(cè)流體接觸的只是測(cè)量管內(nèi)襯和電極,其材料可根據(jù)被測(cè)流體的性質(zhì)來(lái)選擇,。例如,,用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做內(nèi)襯,可測(cè)量各種酸,、堿,、鹽等腐蝕性介質(zhì);采用耐磨橡膠做內(nèi)襯,就特別適合于測(cè)量帶有固體顆粒的,、磨損較大的礦漿,、水泥漿等液固兩相流以及各種帶纖維液體和紙漿等懸濁液體。
3,、是一種體積流量測(cè)量?jī)x表,,在測(cè)量過(guò)程中,,它不受被測(cè)介質(zhì)的溫度,、粘度、密度以電導(dǎo)率(在一定范圍)的影響,。因此,,電磁流量計(jì)只需經(jīng)水標(biāo)定后,就可心用來(lái)測(cè)量其它導(dǎo)電性液體的流量,。
4,、輸出只與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比,而與對(duì)稱分布下的流動(dòng)狀態(tài)(層流或湍流)無(wú)關(guān),。所以電磁流量計(jì)的量程范圍極寬,,其測(cè)量范圍度可達(dá)100:1,有的甚至達(dá)1000:1的可運(yùn)行流量范圍,。
5,、無(wú)機(jī)械慣性,反應(yīng)靈敏,,可以測(cè)量瞬時(shí)脈動(dòng)流量,,也可測(cè)量正反兩個(gè)方向的流量。
6,、口徑范圍極寬,,從幾個(gè)毫米一直到幾米,而且國(guó)內(nèi)已有口徑達(dá)3m的實(shí)流校驗(yàn)設(shè)備,,為電磁流量計(jì)的應(yīng)用和發(fā)展奠定了基礎(chǔ),。
目前仍然存在的主要不足如下:
1、不能用來(lái)測(cè)量氣體,、蒸汽以及含有大量氣體的液體,。
2、不能用來(lái)測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì),,如對(duì)石油制品或有機(jī)溶劑等介質(zhì),,目前電磁流量計(jì)還無(wú)能為力。
3,、普通工業(yè)用電磁流量計(jì)由于測(cè)量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制,,不能用于測(cè)量高溫介質(zhì);如未經(jīng)特殊處理,,也不能用于低溫介質(zhì)的測(cè)量,,以防止測(cè)量管外結(jié)露(結(jié)霜)破壞絕緣,。
4、電磁流量計(jì)易受外界電磁干擾的影響,。
八,、安裝環(huán)境的選擇:
為了使變送器工作穩(wěn)定,在選擇安裝環(huán)境時(shí)應(yīng)注意以下幾方面的要求:
1,、盡量避免鐵磁性物體及具體強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備(如大電機(jī),、大變壓器的等),以免磁場(chǎng)影響傳感器的工作磁場(chǎng)和流量信息,。
2,、應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處,不宜在潮濕,,易積水的地方安裝,。
3、應(yīng)盡量避免日曬雨淋,,避免環(huán)境溫度高于45℃及相對(duì)濕度大于95.9%,。
4、選擇便于維修,,活動(dòng)方便的地方,。
5、流量計(jì)應(yīng)安裝在水泵后端,,決不能在抽吸側(cè)安裝,;閥么應(yīng)安裝在流量計(jì)下游側(cè)。
九,、故障排除:
分體式磁流量計(jì)在運(yùn)行中會(huì)由于各種故障的發(fā)生會(huì)造成測(cè)量不準(zhǔn)的現(xiàn)象,,一般在運(yùn)行中電磁流量計(jì)產(chǎn)生的故障大概可分為兩類。一類為流量計(jì)本身故障,,元器件損壞引發(fā)的故障,;一類為外界條件的改變引起的故障,例如輸出不穩(wěn)定,、流動(dòng)無(wú)數(shù)次,、誤差過(guò)大等。下面介紹幾種簡(jiǎn)單的故障排除辦法:
a,、輸出不穩(wěn)定:1.流場(chǎng)不穩(wěn),;2.通過(guò)傳感器的液體中含有氣體、大固體塊,;3.電氣連接虛接,;4.接地不良;5.電極滲漏 解決方法:1.改造管道、或增加安裝假傳感器,;2.正?,F(xiàn)象;3.檢查接線,,接好線,;4.接好地線;5.修理傳感器,。
b,、液體流動(dòng)無(wú)輸出:1.與轉(zhuǎn)換器之間的信號(hào)傳輸電纜兩芯線接反;2.電源未接或接觸不良,;3.傳感器儀表管道,、外殼,、端面有滲漏,。解決辦法:1.倒線頭;2.接好電源,、保持接觸良好,;3.修理傳感器。
c,、液體不流動(dòng)有輸出:1.與轉(zhuǎn)換器之間信號(hào)傳輸電纜連接有斷路,;2.信號(hào)電纜到電極連接斷路;3.電極表面沾污或沉積絕緣層,;4.接地不良或斷路,。 解決方法:1.接好電纜線;2.打開(kāi)傳感器,、重新接上,;3.擦洗電極表面;4.接好地線,。
d,、誤差過(guò)大:1.零點(diǎn)過(guò)高;2.未*充滿液體,;3.供電電源畸變過(guò)大,;4.接地不良。 解決方法:1.重新調(diào)整零點(diǎn),;2.改善管道條件,,傳感器始終充滿液體;3.改善供電電源條件,,符合正常工作條件,;4.接好地線。
十、安裝注意事項(xiàng):
1,、分體式電磁流量計(jì)的傳感器應(yīng)垂直安裝,,并且流體自下而上流動(dòng),以滿足固,、液兩項(xiàng)處于混合的狀態(tài),。原因是如介質(zhì)中有固體物(泥沙、小石子顆粒等)容易發(fā)生沉淀的情況,。另外管路中有魚(yú)和雜草的情況魚(yú)在管路中的游動(dòng),,會(huì)造成流量計(jì)輸出的來(lái)回?cái)[動(dòng);掛在電極附近的雜草的來(lái)回?cái)[動(dòng)也會(huì)引起流量計(jì)的輸出不穩(wěn)定,。在流量計(jì)上游入口處設(shè)置金屬濾網(wǎng)擋住魚(yú)和雜草進(jìn)入測(cè)量管內(nèi),。
2、分體式電磁流量計(jì)防止負(fù)壓的管路設(shè)置操作不當(dāng)將引起傳感器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,。當(dāng)同時(shí)關(guān)閉流量計(jì)上,、下游的閥門(mén),若流體的溫度高于氣溫.冷卻后收縮,,使管內(nèi)壓力有形成負(fù)壓的危險(xiǎn),。負(fù)壓造成襯里與金屬導(dǎo)管剝離,引起電極泄漏,。
3,、在分體式電磁流量計(jì)附近加負(fù)壓防止閥,打開(kāi)閥門(mén)接通大氣壓,,以防止在傳感器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓,。分體式電磁流量計(jì)下游接有垂直管道時(shí),若用流量傳感器上游閥門(mén)來(lái)關(guān)閉或調(diào)節(jié)流量,,傳感器測(cè)量管內(nèi)將形成負(fù)壓,。為了防止負(fù)壓,需加背壓或使用下游閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)和關(guān)閉流量,。
4,、分體式電磁流量計(jì)適當(dāng)?shù)木S護(hù)空間,大口徑流量計(jì)往往安裝在儀表井內(nèi),,為了管道安裝,、接線、檢查和維護(hù)的方便,,需要留有適當(dāng)?shù)目臻g,。為了觀測(cè)、接線和維護(hù)的方便,,儀表安裝應(yīng)距地面有一定的高度,,以便于清洗,、安裝。