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一、儀表概述:
水泥漿流量計利用恒流低頻三值矩形波或雙頻矩形波勵磁,既有矩形波磁場的優點,又克服了正弦波磁場的缺點;還可以消除電源電壓波動、電源頻率變化及勵磁線圈阻抗變化所造成的誤差;并有*的零點穩定性和不受流體噪聲干擾影響。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。它主要用于測量封閉管道中的導電液體和漿液中的體積流量。
二、測量原理:
水泥漿流量計根據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生感應電勢,此感應電勢由兩個檢測電極檢出,數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;
B-磁感應強度;
V-導電液體平均流速;
D-電極間距;(測量管內直徑)
傳感器將感應電勢E作為流量信號,傳送到轉換器,經放大,變換濾波用一系列的數字處理后,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協議。
三、主要組成部分:
水泥漿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米內或100米內的場合,兩者間由屏蔽電纜連接稱為分離型電磁流計。智能型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、性能特點:
1、測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響。
2、測量管內無阻力部件,無壓力損失。
3、高可靠性的外插安裝方式,傳感器的安裝、維護無需拆卸測量管,因此較適合于無法長期停水的現場使用,而且可以在老管道上現場開口安裝。
4、 結構簡單,電磁流量計測量管可不用內襯,可靠性高。
5、公稱通徑范圍寬、適用于DN300~DN3000之間的所有口徑管道。
6、一體化接地電極,實現儀表良好接地。
7、轉換器采用表面安裝技術(SMT),具有自檢和自診斷功能。
8、適用于導電率大于5цs/cm導電流體的體積流量測量。
9、測量管內無活動及阻流部件、壓力損失小。
10、具有不同材質的襯里和電極有良好的防腐性能。
11、不受介質、密度、粘度、溫度、壓力和導電率的影響。
12、低頻矩形波勵磁、不易受干擾性、能穩定可靠。
13、轉換器耗能低、安裝簡單方便、用戶不需調試。
五、技術指標:
1、公稱通徑:(mm) DN10、15、20、25、32、40、50、65、80、100……2000;
2、zui高測量流速:10m/s;
3、精度表等級:DN10、15和700~2000流速≥1m/s ±0.5%R 流速<1m/s ±3mm/s:DN20~600 流速≥1m/s ±0.3%R 流速<1m/s ±2mm/s;
4、流體電導率:≥ 5μS/cm;
5、公稱壓力: DN10~DN50 4.0MPa;
DN65~DN150 1.6MPa;
DN200~DN1000 1.0MPa;
DN1200~DN2000 0.6MPa;
6、信號輸出形式:4~20mA電流輸出、
1~5000Hz 頻率輸出脈寬20ms脈沖輸出;
7、襯里材料:聚四氟乙烯(PTFE) 氯丁橡膠聚氨酯聚全氟乙丙烯(F46) 聚氯合乙烯(FS);
8、zui高流體溫度:聚四氟乙烯(PTFE) 分體型 100℃;
特殊訂貨150℃ 一體型70℃氯丁橡膠分體型 70℃;
特殊訂貨120℃ 一體型70℃聚全氟乙丙烯(F46) ;
分體型 100℃ 一體型70℃聚氯合乙烯(FS) ;
分體型 80℃ 一體型70℃聚氨酯;
分體型 45℃ 80℃訂貨時注明一體型70℃;
9、電極材料:不銹鋼、0Cr18Ni12Mo2Ti、哈氏合金B(Hb)、
哈氏合金(CHc)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉑/銥合金(Pa);
10、外殼防護等級:IP65、IP68;
11、 防爆等級:ExdIIBT4;
12、供電電源:電壓220VAC 50Hz; 24VDC;
13、分體型傳感器與轉換器的距離一般不超過100m。
六、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,為被測液體現場工況測量的載體。
b、測量電極:安裝在測量導管內側壁,與軸流方向垂直,使測量液體產生信號的一對電極。
c、勵磁線圈:在測量導管內產生磁場的上下兩個勵磁線圈。
d、鐵芯和磁軛:將勵磁線圈產生的磁場導入液體,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。
c、為適應不同介質測量的要求,傳感器的襯里和電極材料可以有多種選擇。
七、按勵磁方式分類:
要產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*磁鐵產生一個恒定的均勻磁場。這種直流勵磁變送器的zui大優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象的影響。但是使用直流磁場易使通過測量管道的電解質液體被極化,即電解質在電場中被電解,產生正負離子,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液體,如液態金屬流量(常溫下的汞和高溫下的液態鋼、鋰、鉀)等。
2、交流勵磁
工業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部引起的電渦流,排除直流勵磁的極化現象。
八、量程范圍確認:
一般工業用流量計被測介質流速以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=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道內徑 V:流速(m/h)
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。
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