王水電磁流量計的基本測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律,即導(dǎo)體在磁場中做切割磁力線運動時,在其兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,如圖所示。流量計的測量管是由內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管制作,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(nèi)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(chǎn)生磁通量密度為B的工作磁場,此時,如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管,將切割磁力線,并感應(yīng)出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B,測量管內(nèi)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(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)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、模擬電流等信號,用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
其原理公式為:
E=KBDV
式中:
E -------- 為電極間的信號電壓(v)
B -------- 磁通密度(T)
D -------- 測量管內(nèi)徑(m)
V -------- 平均流速(m/s)
K -------- 儀表系數(shù)
式中k, D為常數(shù),由于勵磁電流是恒流,故B也是常數(shù),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(yīng)的信號電壓E與體積Q成線性關(guān)系。因此,只要測量出E就可確定流量Q,這是電磁流量計的基本工作原理。
由E=KBDV可知,被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結(jié)果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動(如層流或者紊流)就不會影響測量結(jié)果。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量計。只要用普通的水實際標定后,就可以測量其他任何導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量,而不需要任何修正。這是電磁流量計的一突出優(yōu)點,是其他任何流量計所沒有的。測量管內(nèi)無活動及阻流部件,因此幾乎沒有壓力損失,并且有*的可靠性。
電磁流量計性能特點
◆儀表結(jié)構(gòu)簡單、可靠,無可動部件,工作壽命長。
◆無截流阻流部件,不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象。
◆無機械慣性,響應(yīng)快速,穩(wěn)定性好,可應(yīng)用于自動檢測、調(diào)節(jié)和程控系統(tǒng)。
◆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。
◆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(yīng)不同介質(zhì)的需要。
◆備有管道式、插入式等多種流量計型號。
◆采用EEPROM存貯器,測量運算數(shù)據(jù)存貯保護安全可靠。
◆具備一體化和分離型兩種型式。
◆高清晰度LCD背光顯示。
電磁流量計技術(shù)參數(shù)
◆儀表精度:管道式0.5級、1.0級;插入式2.5級
◆測量介質(zhì):電導(dǎo)率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。
◆流速范圍:0.2~8m/s
◆工作壓力:1.6MPa
◆環(huán)境溫度:-40℃~+50℃
◆介質(zhì)溫度:聚四氟乙烯襯里≤180℃
橡膠材質(zhì)襯里≤65℃
◆防爆標志:ExmibdⅡBT4
◆外磁干擾:≤400A/m
◆外殼防護:一體化型: IP65;
分 離 型: 傳感器IP68(水下5米,僅限于橡膠襯里)
轉(zhuǎn)換器IP65
◆輸出信號:4~20mA.DC,負載電阻0~750Ω
◆通訊輸出:RS485或CAN總線
◆電氣連接:M20×1.5內(nèi)螺紋,φ10電纜孔
◆電源電壓:90~220V.AC、24±10%V.DC
◆最大功耗:≤10VA
電磁流量計精確度曲線
DN15—DN600精確度曲線 DN700—DN3000精確度曲線
選用要點:
王水電磁流量計應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程,中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所,如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強腐蝕液體以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏,長距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場所。
1、根據(jù)一體型和分離型電磁流量計的特點,選擇合適的類型。一體型電磁流量計安裝敷線方便,精度中等,不宜在地面以下安裝,以防轉(zhuǎn)換器被水淹沒。分離型電磁流量計,精確度較高,轉(zhuǎn)換器與傳感器異地安裝,更適合現(xiàn)場環(huán)境比較差(如有害、有毒、易受水淹沒等場所)的場合,但安裝、敷線較嚴格,否則易引入干擾信號。
2、選擇合適的電極形式。對于不產(chǎn)生結(jié)晶、結(jié)疤、不沾污電極的介質(zhì),可用標準電極,否則用刮刀式清垢電極或有清洗連接裝置的電極。對于測污泥場合,還可選用可換式電極。
3、根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性選擇電極材料。
液體流量計電極選擇:
4、根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性、磨損性及溫度來選擇襯里材料。
5、液體流量計防護等級。根據(jù)國標GB4208-1984約同于國際電工委員會IEC標準(IEC529-7B),外殼防護等級的標準為:IP65為防噴水型,即可允許水龍頭從任何方向?qū)x表噴水,噴水壓力為30Kpa。出水量為0.75m3/h,噴水口離儀表距離為3m;IP67為防浸水型,即儀表可全部浸入水中,最高點應(yīng)在水下至少150cm,持續(xù)時間至少30min。IP68為潛水型,能長期在水下工作。根據(jù)以上規(guī)定,在地下安裝易被水淹的儀表應(yīng)選IP68,儀表在地上安裝的宜選IP65。
6、根據(jù)連接儀表管道的絕緣性選擇接地。
7、根據(jù)被測介質(zhì)的最高壓力選擇電磁流量計的公稱壓力。對于介質(zhì)壓力為10MPa、16MPa、25MPa、32MPa幾個等級的流量測量,應(yīng)選用高壓型電磁流量計。其最大口徑為100mm。 電磁流量計主要技術(shù)數(shù)據(jù): 整機和傳感器技術(shù)數(shù)據(jù) 執(zhí)行標準 | JB/T 9248—1999 | 公稱通徑 | 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 | 最高流速 | 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(dǎo)率 | ≥5uS/cm? | 公稱壓力 | 4.0MPa | 1.6MPa | 1.0MPa | 0.6MPa | 6.3、10MPa | DNl5~DN150 | DNl5~DN600 | DN200~DN1000 | DN700~DN3000 | 特殊訂貨 | 環(huán)境溫度 | 傳感器 | —25℃—十60℃ | 轉(zhuǎn)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 | 最高流體溫度 | —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 | 電極刮刀機構(gòu) | 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(zhuǎn)換器 | IP65 | 間距(分離型) | 轉(zhuǎn)換器距離傳感器一般不超過100m |
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轉(zhuǎn)換器技術(shù)數(shù)據(jù) 電源 | 交流 | 85—265V,45—400Hz | 直流 | 11—40V | 操作鍵和顯示 | 按鍵式 | 4個薄膜按鍵可設(shè)定選擇全部參數(shù),也可利用PC機(RS232)對轉(zhuǎn)換器設(shè)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(shù)的選擇和復(fù)位,利用PC機(RS232)對轉(zhuǎn)換器設(shè)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(nèi)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lmA; | 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。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(yīng)正向和反向流量,頻率0~800Hz,上限1—800Hz可選,每檔IHz; | 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(guān)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(tài)、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(guān)輸出,可吸收250mA的電流,耐壓35V.(與脈沖輸出不隔離) |
| 數(shù)字通訊 |
| RS232,RS485,HART |
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襯里的選擇
襯里材料 | 主要性能? | 最高介質(zhì)溫度 | 適用范圍 | —體型 | 分離型 |
| 聚四氟乙烯(F4) | 是化學(xué)性能穩(wěn)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。不耐高流速液氟、液氧、自氧的腐蝕。 | 70℃ | 100℃ 150℃ (需特殊訂貨) | 1、濃酸、堿等強腐蝕性介質(zhì)。 2、衛(wèi)生類介質(zhì)。 | 聚全氟乙丙烯(F46) | 同F(xiàn)4,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℃ |
| 聚氯丁橡膠 | 1、有好的彈性,高度的扯斷力,耐磨性能好。2、耐一般低濃度酸、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕,不耐氧化介質(zhì)的腐蝕。 | 80℃ 120℃ (需特殊訂貨) | 水、污水、弱磨損性的泥漿礦漿。 | 聚氨酯橡膠 | 1、耐磨性能*。 2、耐腐蝕性能較差。 | 80℃ | 中性強磨損的礦漿、煤漿、泥漿 |
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進口保護法蘭和接地法蘭(或接地環(huán))的選擇 法蘭種類 | 適 用 范 圍 | 接地法蘭(或接地環(huán)) | 適用于非導(dǎo)體管道,如塑料管道,但有接地電極的傳感器不需要。 | 進口保護法蘭 | 當(dāng)介質(zhì)有強磨損性時選用。 |
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電磁流量計電極的選擇
電極材料 | 耐蝕及耐磨性能 | 不銹鋼0Crl8Nil2M02Ti | 用于工業(yè)用水、生活用水、污水等具有弱腐蝕性的介質(zhì),適用于石油、化工、鋼鐵等工業(yè)部門及,市政、環(huán)保等領(lǐng)域。 | 哈氏合金B(yǎng) | 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(zhì)的腐蝕,也耐氧化性鹽類如:Fe,”、、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 | 鈦 | 能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氧化性酸(包括發(fā)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。 | 鉭 | 具有優(yōu)良的耐蝕性和玻璃很相似。除了氫氟酸、發(fā)煙硫酸、堿外,幾乎能耐——切化學(xué)介質(zhì)(包括沸點的鹽酸、硝酸和l 50℃以下的硫酸)的腐蝕。在堿中刁;耐蝕。 | 鉑/鈦合金 | 幾乎能耐——切化學(xué)介質(zhì),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(zhì)。 | 注: 由于介質(zhì)種類繁多,其腐蝕性又受溫度、濃度、流速等復(fù)雜因素影響而變化,故本表僅供參考。用戶應(yīng)根據(jù)實際情況自己做出選擇,必要時應(yīng)做擬選材料的耐腐試驗,如掛片試驗。 |
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電磁流量計儀表選型:
1.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,流速應(yīng)不小于0.2m/s,最高應(yīng)不大于8m/s。若介質(zhì)中含有固體顆粒,常用流速應(yīng)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)
2.電磁流量計的量程Q應(yīng)大于預(yù)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。
3.XT-LDE系列電磁流量計參考流量范圍: 口徑 (DN) | 流 量 范 圍 (m)3/h | 口徑 (DN) | 流 量 范 圍 (m)3/h | 口徑 (DN) | 流 量 范 圍 (m)3/h |
15 | 0.4~6.0 | 150 | 40~600 | 700 | 900~12000 |
20 | 0.6~12 | 200 | 60~1000 | 800 | 1000~16000 |
25 | 1.0~15 | 250 | 100~1600 | 900 | 1200~20000 |
32 | 1.0~25 | 300 | 160~2500 | 1000 | 1600~25000 |
40 | 2.5~40 | 350 | 200~3000 | 1200 | 2500~30000 |
50 | 4~60 | 400 | 250~4000 | 1400 | 3000~50000 |
65 | 6~120 | 450 | 300~5000 | 1600 | 4000~60000 |
80 | 10~160 | 500 | 400~6000 | 1800 | 5000~80000 |
100 | 16~250 | 550 | 500~8000 | 2000 | 6000~100000 |
125 | 25~400 | 600 | 6000~10000 | 2200 | 7000~120000 |
4.一體式電磁流量計外形尺寸圖:
通徑 (DN) | L (mm) | H (mm) | 通徑 (DN) | L (mm) | H (mm) | |
15 | 200 | 299 | 200 | 350 | 517 |
20 | 200 | 304 | 250 | 400 | 585 |
25 | 200 | 312 | 300 | 500 | 627 |
32 | 200 | 321 | 350 | 500 | 681 |
40 | 200 | 340 | 400 | 500 | 741 |
50 | 200 | 353 | 450 | 550 | 779 |
65 | 200 | 369 | 500 | 550 | 834 |
80 | 200 | 375 | 600 | 600 | 725 |
100 | 250 | 404 | 700 | 700 | 810 |
125 | 250 | 432 | 800 | 800 | 920 |
150 | 300 | 461 | 900 | 900 | 1020 |
200 | 350 | 517 | 1000 | 1000 | 1120 |
5.王水電磁流量計選型表:
XT-LDE | 電磁流量計 |
口徑 (mm) | 15 | DN15 |
20 | DN20 |
… | … |
2600 | DN2600 |
安裝方式 | Y | 一體式 |
F | 分體式式 |
輸出信號 | I | 4~20mA |
H | 4~20mA+HART協(xié)議 |
F | 頻率 |
R | RS485通訊 |
襯里材質(zhì) | N | 氯丁橡膠(65℃以下) |
F | 聚四氟乙烯(160℃以下) |
P | 聚氟乙烯(70℃) |
電極材質(zhì) | 3L | 316L |
HB | 哈氏合金B(yǎng) |
HC | 哈氏合金C |
Ti | 鈦 |
Ta | 鉭 |
By | 鉑銥合金 |
壓力等級 | 1 | PN1.6 |
2 | PN2.5 |
4 | PN4.0 |
6 | PN6.3 |
9 | PN16 |
供電方式 | D | DC 24V |
A | AC 220V |
附加選項 | C | 插入式 |
B | 防爆(ExII CT6) |
1、傳感器安裝在金屬管道上的接地:
電磁流量計并不要求非單獨設(shè)置接地裝置不可,尤其是小口徑電磁流量計傳感器,但單獨設(shè)置接地裝置有利于儀表的可靠運行。因為,一般金屬管道都與大地連通,流動介質(zhì)通過金屬管道與大地電氣連接,所以這一點一般均能滿足。
2、電磁流量計傳感器安裝在塑料管道或內(nèi)壁有絕緣涂層、襯里、涂層的金屬管道上的接地
當(dāng)傳感器安裝在絕緣管道上時,兩端必須安裝金屬短管或接地環(huán),然后用導(dǎo)線連接,與流體“導(dǎo)通”,見圖8-1。假如流體的腐蝕性很強,安裝金屬短管和接地環(huán)材料時,可以以在傳感器兩端的絕緣管道上打孔安裝接地電極。接地電極采用耐腐蝕合金制成,用導(dǎo)線與傳感器的接地螺釘連接。
3、傳感器安裝在陰極保護管道上的接地
具有陰極防腐蝕保護的管道上的傳感器應(yīng)與管道絕緣。傳感器安裝必須注意以下幾點:(見圖8-2)
a、電磁流量計傳感器必須與陰極防保護的管道絕緣,以保證流動介質(zhì)中的電勢不影響測量結(jié)果。
b、傳感器的兩端面需裝合適的接地環(huán),傳感器和接地環(huán)必須與管道法蘭絕緣,兩側(cè)接地環(huán)應(yīng)與傳感器互相連接,而與管道間沒有電氣連接。
c、兩側(cè)管道法蘭用載面積為16mm2¬¬¬銅線繞過傳感器連接起來
d、穿過法蘭的連接螺栓應(yīng)采用絕緣材料制造的襯套和墊圈,使螺栓與法蘭隔離(見圖8-3)