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          電磁流量計

          發布時間:2020-12-02     瀏覽次數:
          電磁流量計

          一、電磁流量計概述:
                ZHLD電磁流量計的測量原理是依據法拉第電磁感應定律來實現對流體的體積流量進行測量的,其主要由流量傳感器(測量管、電極、勵磁線圈、磁軛殼體)與流量轉換器兩部分組成。電磁流量計主要用于測量封閉管道中具有大于5μs/cm電導率以及滿管狀態下的導電液體或漿液的體積流量(包括對酸、堿、鹽等強腐蝕性的液體的體積流量的測量),為適應于不同的工作環境與工作領域,電磁流量計按安裝要求分管道式電磁流量計與插入式電磁流量計兩種;按照顯示要求又分為一體式電磁流量計與分體式電磁流量計兩種。由于電磁流量計具有高精度、高可靠性與使用壽命長等特點而被廣泛應用于石油、化工、冶金、紡織、食品、制藥、造紙等行業以及環保、市政管理及水利建設等領域。
          二、電磁流量計的工作原理:

                 電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應定律。流量計的測量管是一內襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭與襯里內表面基本齊平。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時,將在與測量管軸線垂直的方向上產生一磁通量密度為B的工作磁場。此時,如果具有一定電導率的流體流經測量管,將切割磁力線感應出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B、測量管內徑d與平均流速V的乘積,電動勢E(流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉換器。轉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,摸擬電流等信號,用于流量的控制和調節。


          式中K,d為常數,由于勵磁電流是恒流的,故B也是常數,則由E=KBdV可知,體積流量Q與信號電壓E成正比,即流速感應的信號電壓E與體積流量Q成線性關系。因此,只要測量出E就可確定流量Q。這就足電磁流量計的基本工作原理。
                 由E=KBdV可知,被測流體介質的溫度、壓力、電導率、液固兩相流體介質的液固成分比等參數不會影響測量結果。至于流動狀態只要符合軸對稱流動(如層流或紊流)就不會影響測量結果的。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量計。對于制造廠和用戶來說,只要用普通的水實際標定后就可測量其他任何導電流體介質的體積流量,而不需作任何修正,這是電磁流量計的一突出優點,是其他任何流量計所沒有的。測量管內無活動及阻流部件,因此幾乎沒有壓力損失,并具有很高的可靠性。

          三、電磁流量計產品特點:
          1、可編程頻率低頻矩形波勵磁,提高了流量測量的穩定性,功率損耗低;
          2、采用16位嵌入式微處理器,運算速度快,精度高;
          3、全數字量處理,抗干擾能力強,測量可靠,精度高,流量測量范圍度可達150:1;
          4、超低EMI開關電源,適用電源電壓變化范圍大,抗EMC性能好;
          5、轉換器中英文切換菜單,全英文或者全漢字菜單操作,使用方便,操作簡單,易學易懂;
          6、高清晰度背光LCD顯示;
          7、具有雙向流量測量、雙向總量累計功能,電流、頻率具備雙向輸出功能;
          8、內部具有三個積算器可分別顯示正向累計量、反向累計量及差值積算量;
          9、具有RS485RS232數字通訊信號輸出,可帶HART協議功能;
          10、具有電導率測量功能,可判別傳感器是否空管;
          11、轉換器具有恒流勵磁電流范圍大,可與不同公司、不同類型的電磁流量傳感器配套使用;
          12、具有自檢與自診斷功能;
          13、采用SMD器件和表面安裝(SMT)技術,電路可靠性高;
          14、儀表內部設計有不掉電時鐘,可記錄16次掉電時間。
          四、電磁流量計主要技術數據:
          1、整機和傳感器技術數據

          執行標準  
          公稱通徑(DN) 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
          最高流速 15m/s
          精確度 DN10~DN600 示值的:±0.5%(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)
          流體導電率 ≥5uS/cm
          公稱壓力 4.0MPa 1.6MPa 1.0MPa 0.6MPa 6.3、10MPa
          DN10~DN80 DN100~DN150 DN200~DN1000 DN1200~DN2000 特殊訂貨
          環境溫度 傳感器 -25℃~+60℃
          轉換器及一體式 -10℃~+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PFA
          最高流體溫度 一體式 70℃
          分體式 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PFA
          信號電極和接地電極材料 不銹鋼316L、哈氏合金C、哈氏合金B、鈦、鉭、鉑/銥合金、不銹鋼涂覆碳化鎢
          電極刮刀機構 DN300~DN3000
          連接法蘭材料 碳鋼 不銹鋼
          接地法蘭材料 不銹鋼1Crl8Ni9Ti
          進口保護法蘭材料 DN65~DN150 不銹鋼1Crl8Ni9Ti
          DN200~DN1600 碳鋼+不銹鋼1Crl8Ni9Ti
          外殼防護 DN10~DN3000分體式橡膠或聚氨酯襯里傳感器 IP65或IP68
          其他傳感器、一體式流量計和分體式轉換器 IP65
          間距(分體式) 轉換器距離傳感器一般不超過100m

          2、轉換器技術數據

          電源 交流 85~265V,45~400Hz
          直流 11~40V
          鋰電池  
          操作鍵和顯示 按鍵式
          4個薄膜按鍵可設定選擇全部參數,也可利用PC機(RS232)對轉換器設定編程;
          3行LCD寬視角、寬溫、帶背光顯示;
          第1行顯示流量值;
          第2行顯示流量單位;
          第3行顯示流量百分比、正向總量、反向總量、差值總量、報警、流速。
          磁鍵式
          2個磁鍵用于顯示參數的選擇和復位,利用PC機(RS232)對轉換器設定編程;
          2行LCD寬視角、寬溫、帶背光顯示:
          第1行:磁鍵選擇:顯示流量百分比、正向總量、反向總量、差值總量、報警、流速。
          第2行:顯示流量。
          內部積算器 正向總量、反向總量及差值總量。
          輸出信號 單向模擬輸出
          全隔離,負載≤600D.(20mA時);
          上限:0~21mA可選,每檔1mA;
          下限:0~21mA可選,每檔1mA;
          正、反向流量輸出方式編程。
           
          雙向模擬輸出 下限限制為0或4mA,其他同單向模擬輸出。
          雙向脈沖輸出
          兩路輸出分別對應正向和反向流量,頻率0~800Hz,上限1~800Hz可選,每檔1Hz;
          方波或選定脈寬,選定脈寬上限2.5S,每檔1ms;
          無源隔離晶體管開關輸出,可吸收250mA的電流,耐壓35V。
           
          雙路報警輸出
          可報警(編程)高/低流量、空管、故障狀態、正反向流量、模擬量超量程、脈沖量超量程、脈沖小信號切除,輸出極性可選;
          帶隔離保護的晶體管開關輸出,可吸收250mA的電流,耐壓35V.(與脈沖輸出不隔離)
           
          數字通訊   RS232,RS485,HART等

          3、襯里選擇

          襯里材料 主要性能 最高介質溫度 適用范圍
          一體式 分體式  
          聚四氟乙烯(PTFE) 是化學性能最穩定的一種塑料,能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐濃堿和各種有機溶劑。不耐三氟化氯、高溫三氟化氯、高流速液氟、液氧、自氧的腐蝕。用于正壓管道。 70℃ 100℃ 150℃ (需特殊訂貨) 1、濃酸、堿等強腐蝕性介質。 2、衛生類介質。
          聚全氟乙丙烯(F46) 同F4,耐磨性、抗負壓能力高于F4。 同上  
          聚氟合乙烯(Fs) 適用溫度上限較聚四氟乙烯低,但成本也較低。 80℃  
          橡膠NE 1、有極好的彈性,高度的扯斷力,耐磨性能好。2、耐一般弱腐蝕介質,不耐氯化介質的腐蝕。用于正壓管道。 -20~60℃ 水、污水、弱磨損性的泥漿礦漿。
          聚氨酯橡膠PU 1、耐磨性能極強。2、耐腐蝕性能較差。 80℃ 中性強磨損的礦漿、煤漿、泥漿

          4、進口保護法蘭和接地法蘭(或接地環)的選擇

          法蘭種類 適用范圍
          接地法蘭(或接地環) 適用于非導體管道,如塑料管道、有襯里的管道,但有接地電極的傳感器不需要,為降低成本和使用效果,國內電磁流量計廠家一般用增加一個接地電極代替接地環。
          進口保護法蘭 當介質有強磨損性時選用。

          5、電極選擇

          電極材料 耐蝕及耐磨性能
          不銹鋼0Cr18Ni12Mo2Ti 用于工業用水、生活用水、污水等具有弱腐蝕性的介質,適用于石油化工、鋼鐵等工業部門及市政、環保等領域。
          哈氏合金B 對沸點以下的一切濃度的鹽酸有良好的耐蝕性,也耐硫酸、磷酸、氫氟酸、有機酸等非氯化性酸、堿,非氧化性鹽液的腐蝕。
          哈氏合金C 能耐非氧化性酸,如硝酸、混酸、或鉻酸與硫酸的混合介質的腐蝕,也耐氧化性鹽類如:Fc++、Cu++下或含其他氧化劑的腐蝕,如高于常溫的次氯酸鹽溶液、海水的腐蝕
          能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氧化性酸(包括發煙硫酸)、有機酸、堿的腐蝕。不耐較純的還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕,但如酸中含有氧化劑(如硝酸、Fc++、Cu++)時,則腐蝕大為降低。
          具有優良的耐蝕性和玻璃很相似。除了氫氟酸、發煙硫酸、堿外,幾乎能耐一切化學介質(包括沸點的鹽酸、硝酸和150℃以下的硫酸)的腐蝕。在堿中不耐蝕。
          鉑銥合金 幾乎能耐一切化學介質,但不適用于王水和銨鹽。
          不銹鋼涂覆碳化鎢 用于無腐蝕性,強磨損性的介質。
          注: 由于介質種類繁多,其腐蝕性又受溫度、濃度、流速等復雜因素影響而變化,故本表僅供參考。用戶應根據實際情況自己做出選擇,必要時應做擬選材料的耐腐試驗,如掛片試驗。

          五、ZHLD系列電磁流量計儀表選型要求:
          ◆量程范圍確認
                  一般工業用電磁流量計被測介質流速以2~4m/s為宜,在保證流速在0.5m/s以上的情況下精度可達到0.5%(DN15~DN300,DN300以上通常1.0級),在特殊情況下,最低流速應不小于0.2m/s,最高應不大于8m/s。若介質中含有固體顆粒,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=π (D/2)²V×3600
          Q:流量(m³/h) D:管道內徑(mm) V:流速(m/s)
          電磁流量計的量程Q應大于預計的最大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計滿量程刻度的50%為宜。
          ◆ZHLD系列電磁流量計參考流量范圍(精度0.5級 1.0級)

          口徑mm 流量范圍m³/h 口徑mm 流量范圍m³/h
          DN10 0.16~2.5 DN400 250~4000
          DN15 0.4~6 DN500 400~6000
          DN20 0.6~12 DN600 600~10000
          DN25 1.0~16 DN700 800~12000
          DN32 1.6~25 DN800 1000~16000
          DN40 2.5~40 DN900 1200~20000
          DN50 4.0~60 DN1000 1600~25000
          DN65 6.0~120 DN1200 2500~30000
          DN80 10~160 DN1400 3000~50000
          DN100 16~250 DN1600 3000~60000
          DN125 25~400 DN1800 5000~60000
          DN150 40~600 DN2000 6000~100000
          DN200 60~1000 DN2200 6800~110000
          DN250 100~1600 DN2400 8200~130000
          DN300 160~2500 DN2600 9500~153000
          DN350 200~3000  DN2800 11000~177000 

          六、ZHLD系列電磁流量計選型譜

          型號 口徑  
          ZHLD 10~2600
              代號 安裝形式  
          Y 一體式
          F 分體式
            代號 轉換器型號
          ZA 圓形
          ZB 方形(僅適用于分體式)
            代號 供電形式
          AC (交流)220V AC 50Hz(90~245V AC 50Hz)
          DC (直流)24V DC (20~36V DC)
          LD 鋰電池供電(不帶信號輸出)
            代號 輸出信號(可多選)
            I 4~20mA
            F 頻率 1KHz
            Rs 串行通訊(RS485)
            H HART協議
            C 控制輸出
               代號 防爆要求
           N 無防爆
           EX 防爆
            代號 介質溫度
          T1 ≤65℃
          T2 ≤120℃
          T3 ≤180℃(僅適用于分體式)
            代號 內襯材質
          NE 氯丁橡膠(≤65℃)
          PVC 聚氯乙烯(≤70℃)
          PU 聚氨酯 耐磨(≤80℃)
          PTFE 聚四氟乙烯(≤180℃)
            代號 電極材質
          316L 不銹鋼
          HC 哈氏合金C
          Ti
          Ta
          Pt

          七、選擇電磁流量計需要提供的現場技術參數及條件:
          1、管道的尺寸及材質
          2、測量的介質名稱及物理特性
          3、正常工作溫度、最高工作溫度
          4、正常工作壓力、最高工作壓力
          5、流體的正常流速、最高最低流速
          6、儀表供電方式及信號輸出要求
          7、現場工況環境是否需要隔爆
          8、傳感器的防護等級要求
          9、現場是否有可以滿足電磁流量計安裝的前后直管段
          八、電磁流量計的安裝要求:

          1、對外部環境的要求
          a.流量計應避免安裝在溫度變化很大或受到設備高溫輻射的場所,若必須安裝時須有隔熱、通風的措施。
          b.流量計最好安裝在室內,若必須安裝于室外,應避免雨水淋澆,積水受淹及太陽曝曬,須有防潮和防曬措施。
          C.流量計應避免安裝在含有腐蝕性氣體的環境中,必須安裝時,須有通風措施。
          d.為了安裝、維護、保養方便,在流量計周圍需有充裕的安裝空間。
          e.流量計安裝場所應避免有強磁場及強振動源,如管道振動大,在流量計兩邊應有固定管道的支座。
          2、對直管段的要求
               為了改善渦流與流場畸變的影響,流量計安裝的前、后直管段長度有一定要求,否則會影響測量精度(也可安裝整流器,盡量避免在靠近調節閥和半開閥門之后安裝)。

          3、對工藝管的要求
                  流量計對安裝點的上、下游工藝管有一定的要求,否則影響測量精度。
          a 、 上 、 下 游 工 藝 管 的 內 徑 與 傳 感 器 的 內 徑 相 同 , 并 應 滿 足 :0.98DN≤D≤1.05DN(式中DN:傳感器內徑,D:工藝管內徑)
          b、工藝管與傳感器必須同心,同軸偏差應不大于0.05DN
          4、旁通管的要求
                 為了方便檢修流量計,最好為流量安裝旁通管,另外,對重污染流體及流量計需清洗而流體不能停止的,必須安裝旁通管。
          5、流量計在管線上的安裝要求
          6、傳感器的接地
                 為了使儀表可靠的工作,提高測量精度,不受外界寄生電勢的干擾,傳感器應有良好的單獨接地線,接地電阻<10Ω。在連接傳感器的管道內若涂有絕緣層或是非金屬管道時,傳感器兩側還應加裝接地環或內置接地電極。
          a、在金屬管道上的接地方式:金屬管道內避沒有絕緣層,按下圖接地。
          b、在塑料管道上或有絕緣層、油漆管道上的接地方式:傳感器上的兩端面應加裝接地環或內置接地電極,使管內流動的被測介質與大地短接,具有零電位。否則,電磁流量計無法正常工作。
          7、流量計安裝時注意事項
          a.安裝尺寸一定要計算準確,否則容易泄露或安裝不上。
          b.流體流向必須與傳感器表體上的流向箭頭保持一致。
          C.流量計的電極軸線必須近似水平,否則影響測量精度。
          d.傳感器兩邊的法蘭必須保持平行否則容易泄露。
          e.為了壁免在安裝后形成旋渦流動,應保證工藝配管、流量計同軸連接不能錯開。
          f.安裝流量計時,嚴禁在緊靠流量計法蘭處電焊施工,以免燒傷流量計襯里。
          g.對不同性質的工藝管道,應采用相應的接地方式(見傳感器接地)
          h.對于腐蝕性介質,最好應垂直安裝,被測介質自下往上流動,這樣可以避免固體顆粒在流量計管中沉積,使襯里腐蝕均勻,延長使用壽命。
          i.對于測量管口徑大于200mm,為安裝方便,可采用伸縮頭安裝。

           

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