硝酸鈉流量計(jì)測(cè)量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計(jì)的測(cè)量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測(cè)量管上。其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵(lì)磁線圈由雙方波脈沖勵(lì)磁時(shí),將在與測(cè)量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場(chǎng)。此時(shí),如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測(cè)量管。將切割磁力線感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)E。電動(dòng)勢(shì)E正比于磁通量密度B,測(cè)量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動(dòng)勢(shì)E(流量信號(hào))由電極檢出并通過(guò)電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)化器將流量信號(hào)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(hào),用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環(huán)保、食品等工業(yè)部門(mén)及市政管理、水利建設(shè)、河流疏浚等領(lǐng)域的流量計(jì)量。
硝酸鈉流量計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
1)電磁流量計(jì)的傳感器結(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)電磁流量計(jì)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)電磁流量計(jì)的輸出只與被測(cè)介質(zhì)的平均流速成正比,而與對(duì)稱(chēng)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)電磁流量計(jì)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)工業(yè)用電磁流量計(jì)的口徑范圍極寬,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)。
電磁流量計(jì)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。
選用要點(diǎn):
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(cè)流體或高要求場(chǎng)所,如測(cè)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(qiáng)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(zhǎng)距離管道煤的水力輸送的流量測(cè)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(chǎng)所。
1、根據(jù)一體型和分離型電磁流量計(jì)的特點(diǎn),選擇合適的類(lèi)型。一體型電磁流量計(jì)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(méi)。分離型電磁流量計(jì),精確度較高,轉(zhuǎn)換器與傳感器異地安裝,更適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較差(如有害、有毒、易受水淹沒(méi)等場(chǎng)所)的場(chǎng)合,但安裝、敷線較嚴(yán)格,否則易引入干擾信號(hào)。
2、選擇合適的電極形式。對(duì)于不產(chǎn)生結(jié)晶、結(jié)疤、不沾污電極的介質(zhì),可用標(biāo)準(zhǔn)電極,否則用刮刀式清垢電極或有清洗連接裝置的電極。對(duì)于測(cè)污泥場(chǎng)合,還可選用可換式電極。
3、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性選擇電極材料。
液體流量計(jì)電極選擇:
4、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、磨損性及溫度來(lái)選擇襯里材料。
5、液體流量計(jì)防護(hù)等級(jí)。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB4208-1984約同于國(guó)際電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)(IEC529-7B),外殼防護(hù)等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)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(diǎn)應(yīng)在水下至少150cm,持續(xù)時(shí)間至少30min。IP68為潛水型,能長(zhǎng)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(cè)介質(zhì)的最高壓力選擇電磁流量計(jì)的公稱(chēng)壓力。對(duì)于介質(zhì)壓力為10MPa、16MPa、25MPa、32MPa幾個(gè)等級(jí)的流量測(cè)量,應(yīng)選用高壓型電磁流量計(jì)。其最大口徑為100mm。
技術(shù)性能指標(biāo)1 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn) JB/T9248-1999;
2 公稱(chēng)通徑(mm) DN10、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;
3 最高測(cè)量流速 10m/s;
4 精度表(表2 )
通徑(mm) | 流速(m/s) | 基本誤差 |
DN10,15,700~2000 | ≥1m/s | ±0.5%R |
<1m/s | ±3mm/s |
DN20~600 | ≥1m/s | ±0.3%R |
<1m/s | ±2mm/s |
表2
5 流體電導(dǎo)率 ≥ 5μS/cm;
6 公稱(chēng)壓力 DN10~DN50 4.0MPa; DN65~DN150 1.6MPa;
DN200~DN1000 1.0MPa; DN1200~DN2000 0.6MPa。
7 最高流體溫度(表3)
襯里材料 | 分體型 | 一體型 |
聚四氟乙烯(PTFE) | 100℃;特殊訂貨150℃ | 70℃ |
氯丁橡膠 | 70℃;特殊訂貨120℃ |
聚全氟乙丙烯(F46) | 100℃ |
聚氯合乙烯(FS) | 80℃ |
聚氨酯 | 45℃;80℃訂貨時(shí)注明 |
表3
8 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)。
9 電極材料 不銹鋼、0Cr18Ni12Mo2Ti、哈氏合金B(yǎng)(Hb)、哈氏合金C(Hc)、鈦(Ti)、鉭(Ta)、鉑/銥合金(Pa)
10 外殼防護(hù)等級(jí) IP65、IP68
11 防爆標(biāo)志 一體型、DN10~DN600 mdⅡBT4
分體型、DN10~DN1200 mⅡBT4
12 供電電源 電壓220VAC 50Hz; 24VDC
13 分體型 傳感器與轉(zhuǎn)換器的距離 一般不超過(guò)100m。超過(guò)100m時(shí),應(yīng)特殊訂貨。
污水型電磁流量計(jì)/Φ100mm
| 自流型電磁流量計(jì)/Φ100mm
| 防腐型電磁流量計(jì)/Φ150mm
|
優(yōu)點(diǎn): 1、雜物、纖維不影響測(cè)量 2、四氟耐腐蝕內(nèi)襯 3、抗菌防粘型電極 4、正反計(jì)量累計(jì)流量 5、智能自我疹斷功能 | 優(yōu)點(diǎn): 1、磁場(chǎng)強(qiáng)度增加5倍 2、擅長(zhǎng)測(cè)量超低流速流量 3、輸入阻抗高達(dá)15兆歐姆 4、內(nèi)置大型磁鋼 5、大電流勵(lì)磁 | 優(yōu)點(diǎn): 1、四電極機(jī)構(gòu)安全接地 2、哈氏C合金電極 3、四氟內(nèi)襯耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿 4、不銹鋼外殼延長(zhǎng)壽命 5、密度換算功能,輕易算質(zhì)量 |
潛水型電磁流量計(jì)/Φ200mm
| 高溫型電磁流量計(jì)/Φ300mm
| 小口徑電磁流量計(jì)/Φ10mm
|
優(yōu)點(diǎn): 1、桔紅潛水漆包用10年 2、防護(hù)等級(jí):IP68 3、全密封灌膠工藝,點(diǎn)滴不漏 | 優(yōu)點(diǎn): 1、耐高溫達(dá)200度 2、選用高溫漆包線圈 3、采用網(wǎng)骨架內(nèi)襯 | 優(yōu)點(diǎn): 1、最小流量可測(cè)到20.0L/h 2、耐高壓的外插式電極 3、反應(yīng)靈敏,零點(diǎn)穩(wěn)定 |
選型1.量程的確認(rèn)
(1)、儀表的選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作,儀表在實(shí)際應(yīng)用中有2/3的故障是儀表的錯(cuò)誤選型和錯(cuò)誤安裝造成的,需特別注意工況。
(2)、根據(jù)被測(cè)流體名稱(chēng)、最高溫度、正常工作溫度、低溫度選擇襯里和電極的材質(zhì)。
(3)、根據(jù)最大流量、正常流量、最小流量選擇管徑的大小。
(4)、量程應(yīng)大于預(yù)計(jì)的最大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計(jì)滿刻度的50%為宜。
(5)、最高工作壓力:實(shí)錄最高工作壓力必須小于流量計(jì)的額定工作壓力。
(6)、附加功能及其它附屬要求的選擇:廠家決定生產(chǎn)要求。
(7)、測(cè)潔凈水時(shí),經(jīng)濟(jì)流速是1.5-3m/s,測(cè)易結(jié)晶的溶液時(shí),應(yīng)適當(dāng)?shù)牡靥岣吡魉伲?-4m/s為宜,起到自清掃,防止粘附沉積等作用,測(cè)測(cè)槳等磨等磨耗性流體時(shí),應(yīng)適當(dāng)降低流速,1.0-2m/s為宜,以降低對(duì)內(nèi)襯和電極的磨損。實(shí)際應(yīng)用很少超過(guò)7m/s,超過(guò)10m/s則更為罕見(jiàn)。流速低于0.5m/s時(shí)最好采用縮管方式提高流速。
(8)、實(shí)際應(yīng)用中,分體距離愈短愈好,電纜線過(guò)長(zhǎng),受其分布電容的影響,很容易造成信號(hào)干擾,一般不超過(guò)100米。
襯里的材質(zhì)選擇
襯里材料 | 主要性能 | 適用范圍 |
氯丁橡膠 | 耐磨性好,有好的彈性,高扯斷力,耐一般低濃度酸堿鹽介質(zhì)的腐蝕。 | <80℃、一般水、污水、泥漿、礦漿。 |
聚氨脂橡膠 Polyurethane | 有好的耐磨性能,耐酸堿性能略差。 | <60℃、中性強(qiáng)磨損的礦漿、煤漿、泥漿。 |
四氟乙烯 F4(或PTFE) | 它是化學(xué)性能穩(wěn)定的一種材料,能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水,濃堿和各種有機(jī)溶劑。 | <180℃、濃酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),衛(wèi)生類(lèi)介質(zhì)。 |
聚全氟乙丙烯 F46 | 化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、潤(rùn)滑性、不粘性和不燃性與PTFE相仿,但F46材料強(qiáng)度、耐老化性、耐溫性能和低溫柔韌性?xún)?yōu)于PTFE。與金屬粘接性能好,耐磨性好于PTFE,具有較好的抗撕裂性能。 | <180℃鹽酸、硫酸、王水和強(qiáng)氧化劑等,衛(wèi)生類(lèi)介質(zhì)。 |
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。 | 濃酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),衛(wèi)生類(lèi)介質(zhì)。 |
電極材質(zhì)的選擇
應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、磨耗性,由用戶選定,對(duì)一般介質(zhì),可查有關(guān)磨蝕手冊(cè),選定電極材質(zhì);對(duì)混酸等成分介質(zhì),應(yīng)做掛片試驗(yàn)。
材質(zhì) | 耐磨蝕性能 |
316L | 對(duì)于硝酸、室溫下<5%的硫酸,沸騰的硝酸、堿溶液;在一定的壓力下的亞硝酸、海水、醋酸等介質(zhì)有較強(qiáng)的耐蝕性。 |
哈氏合金HB | 耐沸點(diǎn)以下一切嘗試的鹽酸、硫酸、氫氟酸等氧化性酸、堿、非氯化性鹽酸。 |
哈氏合金HC | 耐氧化性酸如:硝酸、混酸或鉻酸與硫酸的混合物及氧化性鹽類(lèi)、海水等。 |
鈦Ti | 能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氧化性酸(包括發(fā)煙硝酸)、有機(jī)酸、堿等的腐蝕,有耐較純的還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕,但如酸中含氧化劑(如硝酸和含有Fe、Cu離子的介質(zhì))時(shí)則腐蝕大為降低。 |
鉭Ta | 具有優(yōu)良的耐腐蝕性和玻璃很相似,除了氫氟酸、濃硫酸外,幾乎能耐一世化學(xué)介質(zhì)(包括沸點(diǎn)的鹽酸、硝酸和175℃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(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(wú)腐蝕性,強(qiáng)磨損的介質(zhì)。 |
選型
◆量程范圍確認(rèn)
一般工業(yè)用電磁流量計(jì)被測(cè)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(guò)分磨擦;對(duì)于粘滯流體,流速可選擇大于2m/s,較大的流速有助于自動(dòng)消除電極上附著的粘滯物的作用,有利于提高測(cè)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(jì)口徑D的大小,其值由下式計(jì)算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道內(nèi)徑 V:流速(m/h)
電磁流量計(jì)的量程Q應(yīng)大于預(yù)計(jì)的最大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計(jì)滿量程刻度的50%為宜。
◆參考流量范圍
口徑(mm) | 流量范圍(m3/h) | 口徑(mm) | 流量范圍(m3/h) |
φ15 | 0.06~6.36 | φ450 | 57.23~5722.65 |
φ20 | 0.11~11.3 | φ500 | 70.65~7065.00 |
φ25 | 0.18~17.66 | φ600 | 101.74~10173.6 |
φ40 | 0.45~45.22 | φ700 | 138.47~13847.4 |
φ50 | 0.71~70.65 | φ800 | 180.86~18086.4 |
φ65 | 1.19~119.4 | φ900 | 228.91~22890.6 |
φ80 | 1.81~180.86 | φ1000 | 406.94~40694.4 |
φ100 | 2.83~282.60 | φ1200 | 553.90~55389.6 |
φ150 | 6.36~635.85 | φ1600 | 723.46~72345.6 |
φ200 | 11.3~1130.4 | φ1800 | 915.62~91562.4 |
φ250 | 17.66~176.25. | φ2000 | 1130.4~113040.00 |
φ300 | 25.43~2543.40 | φ2200 | 1367.78~136778.4 |
φ350 | 34.62~3461.85 | φ2400 | 1627.78~162777.6 |
φ400 | 45.22~4521.6 | φ2600 | 1910.38~191037.6 |
型譜:企標(biāo) | 分隔線 | 型號(hào) | 通徑代碼 | 結(jié)構(gòu)形式 | 電極材料 | 內(nèi)襯材料 | 額定壓力(MPa) | 供電電源 | 輸出 | 溫度 | 接地環(huán)/接地電極 | 儀表量程 | 說(shuō)明 |
XT | | | | | | | | | | | | | 企標(biāo) |
| − | | | | | | | | | | | | 無(wú)定義 |
| LDE | | | | | | | | | | | 智能電磁流量計(jì) |
| -XXX | | | | | | | | | | 例100表示DN100 |
| 無(wú) | | | | | | | | | 管道一體型 |
Z | | | | | | | | | 管道分體型 |
C | | | | | | | | | 插入一體型 |
CF | | | | | | | | | 插入分體型 |
| L | | | | | | | | 316L |
Pt | | | | | | | | 鉑Pt |
HB | | | | | | | | 哈氏B |
Ta | | | | | | | | 鉭 |
Ti | | | | | | | | 鈦 |
HC | | | | | | | | 哈氏C |
W | | | | | | | | 其它 |
| L | | | | | | | 氯丁橡膠 |
J | | | | | | | 聚胺指橡膠 |
S | | | | | | | F4 |
Y | | | | | | | F46 |
P | | | | | | | F.S |
| 4.0 | | | | | | DN10-400 |
1.6 | | | | | | DN10-600 |
1.0 | | | | | | DN10-1000 |
0.6 | | | | | | DN10-2000 |
0.25 | | | | | | DN10-2200 |
| E1 | | | | | AC220V |
E2 | | | | | DC24V |
E3 | | | | | 電池供電 |
| I1 | | | | 4-20mA |
I2 | | | | 0-3KHz |
I3 | | | | RS-485 |
I4 | | | | HART |
| T1 | | | 常溫≤80℃ |
T2 | | | 高溫≥80℃ |
| A | | 無(wú) |
B | | 有(若連接傳感器的管道內(nèi)涂有絕緣層或非金屬管道時(shí)) |
| XXX | 2000表示輸出20mA對(duì)應(yīng)的最大流量為2000m3/h |
XT | - | LDE | -XXX | Z | L | J | 4.0 | E1 | I1 | T1 | A | XXX | 完整選型 |