液體硫磺流量計
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液體硫磺流量計產(chǎn)品概述
電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律來(lái)測量管內導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表，采用單片機嵌入式技術(shù)，實(shí)現數字勵磁，同時(shí)在流量計上采用CAN現場(chǎng)總線(xiàn)。在滿(mǎn)足現場(chǎng)顯示的同時(shí)，還可以輸出4～20mA電流信號供記錄、調節和控制用，現已廣泛地應用于化工、環(huán)保、冶金、醫藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門(mén)。
液體硫磺流量計的技術(shù)參數
電磁流量傳感器可以定義為:是使導電流動(dòng)液體產(chǎn)生感應電動(dòng)勢信號的裝置。
1、磁路系統
磁路系統331的作用是產(chǎn)生均勻的直流或者交流磁場(chǎng)。直流勵磁包括永磁場(chǎng)的恒定勵磁和直流電流勵磁的恒定磁場(chǎng)。本文中采用的交流勵磁，使用的是5Hz的低頻正弦波進(jìn)行勵磁。在非滿(mǎn)管電磁流量計傳感器的測量管上下有兩只勵磁繞組組成，非滿(mǎn)管電磁流量的轉換器勵磁電路產(chǎn)生勵磁電流，通往勵磁線(xiàn)圈，產(chǎn)生工作磁場(chǎng)。
2、電磁流量計的測量管
測量導管處于磁場(chǎng)之中，在傳感器的中心位置，流體從中通過(guò)，它必須能夠承擔流體介質(zhì)的工作壓力，還要能夠負擔勵磁線(xiàn)圈對測量電極的靜電屏蔽作用， 因此測量管的材質(zhì)必須是非導磁的，高電阻率、低導熱率并且具有一定的機械強度，一般采用不銹鋼、玻璃鋼、鋁及其他高強度材料。這里的測量管的材質(zhì)選用的是不銹鋼。
3、電磁流量傳感器的襯里
電磁流量計工作的基本條件之一，是測量管內壁除電極處外，其余地方的法向電流為零，這需要測量管壁絕緣，它可以保護感應電動(dòng)勢不被金屬管短路，因此，導電的金屬測量管內壁和法蘭端面襯以絕緣襯里，同時(shí)該絕緣襯里還使其具有耐腐、耐磨等性能，這里是用聚四氟乙烯作為絕緣襯里的材料，一般情況下， 襯里材料有聚四氟乙烯、橡膠、聚氯乙烯、聚氨酯橡膠、工業(yè)陶瓷等。這里用的聚四氟乙烯具有化學(xué)性能很穩定，耐沸騰的鹽酸、硫酸、王水和濃堿的腐蝕。
4、電磁流量傳感器的測量電極
電極直接與被測液體接觸，因此必須耐腐蝕、耐磨、結構上防漏、不導磁。三對測量電極材質(zhì)選擇316L，適用于工業(yè)廢水，以及弱腐蝕性的酸、堿、鹽溶液，且價(jià)格低廉。電極對測量介質(zhì)的耐腐蝕性是選擇材料首先考慮的因素，可以選擇除316L以外的金屬材料，如含鉬耐酸鋼，哈氏合金B、C，鈦、鉭、鉑銥合金等。接地電極選擇和測量電極相同的材質(zhì)，可以實(shí)現可靠地、穩定地將導電液體作為差動(dòng)流量信號的基準點(diǎn)與轉換器的信號連接起來(lái)，它與液體之間形成相近或大致相等的極化電位，儀表可以穩定輸出。
5、電磁流量傳感器中的差壓傳感器
差壓傳感器是一種用來(lái)測量?jì)蓚€(gè)壓力之間差值的傳感器，可以用于測量氣體流量、液位高低。差壓傳感器的測量原理有很多種，有電阻應變片式、半導體應變片式、壓阻式、電感式、電容式、諧振式和電容加速式。這里利用它可以測量液位高低的功能，實(shí)現液位的測量。液位高低測定方法，測量高低液面的壓差值， 再根據液體密度，換算出液位值。差壓傳感器的一端接在測量管道的底部，另一端接在測量管底部，當流體處于非滿(mǎn)管狀態(tài)下時(shí)，該差壓傳感器測量到液體和氣體之間的差壓信號后，經(jīng)過(guò)計算可以得到流體當前的液位值。應用在非滿(mǎn)管開(kāi)封電磁流量計中，需要注意的事項時(shí)，該差壓傳感器能夠測量的介質(zhì)是導電液體和氣體， 并且精度較高。否則，液位出現一些小的波動(dòng)的時(shí)候，差壓傳感器便無(wú)法感知，不能實(shí)現流體液位的準確測量一體式電磁流量計的傳感器主要由勵磁系統、測量管道、絕緣襯里、電極、外殼和干擾調整機構等構成，其具體結構隨著(zhù)測量導管口徑的大小而不同。
A勵磁系統
勵磁系統主要包括勵磁繞組和鐵芯，用以產(chǎn)生勵磁方式所規定波形的磁場(chǎng)。一般工業(yè)用電磁流量計的磁場(chǎng)大都用電磁鐵產(chǎn)生，磁場(chǎng)電源由轉換器提供。產(chǎn)生磁場(chǎng)的勵磁繞組和鐵芯、磁扼的結構形式根據測量導管口徑的不同，一般有以下三種常用結構形式。
(1)變壓器鐵芯型。它適用于直徑10mm以下的小口徑的電磁流量計傳感器，其結構如圖所示。這種結構通過(guò)測量導管的磁通較大，在同樣的流速下可得到較大的感應電勢。但當口徑較大時(shí)，不僅增加傳感器的體積和重量，造成制造和維護困難;而且由于兩電極間的距離較大，空間間隙也較大.湘磁磁通將明顯增加.電于擾較嚴重，使儀表工作不夠穩定。
(2)集中繞組型。它適用于口徑在10-100mm內的中等口徑傳感器，它由兩只串聯(lián)或并聯(lián)的無(wú)骨架馬鞍形勵磁繞組組成，上下各一只夾持在測量導管上。為了保證磁場(chǎng)均勻，一般在線(xiàn)圈的外面加一層用0.3-0.4mm厚的硅鋼片制成的磁扼，并在勵磁繞組中間加了一對極靴，如圖所示。
(3)分段繞制型。它適用于口徑大于100mm的傳感器，如圖所示。馬鞍形的勵磁線(xiàn)圈按余弦分布規律繞制，靠近電極部分的線(xiàn)圈繞得密一些，遠離電極部分的線(xiàn)圈繞得稀一些，以得到均勻磁場(chǎng)。線(xiàn)圈外加一層磁扼.但無(wú)需極靴。按此分段繞制的鞍形勵磁線(xiàn)圈放在測量導管上下兩側，使磁感應密度與管道橫截面平行，以保證測量的準確度。
分段繞組式勵磁系統可以減小流量計體積，保證磁場(chǎng)均勻.所以已被普遍采用。
B測量管道
由于測量導管處在磁場(chǎng)中，為了讓磁力線(xiàn)能順利地穿過(guò)測量導管進(jìn)人被測介質(zhì)而不被分流或短路，首先，測最導管必須是非導磁材料制成;其次，為了減小電渦流，測量導管一般應選用高阻抗材料，在滿(mǎn)足強度要求的前提下，管壁應盡最薄;第三，為了防止電極上的流最信號被金屬管壁所短路.在測量導管內側應有一完整的絕緣襯里。襯里材料應根據被測介質(zhì)，選擇其有耐腐蝕、耐腳損、耐高沮等性能的材料。常用材料有聚氨腸橡膠(60攝氏度).板丁橡膠(70攝氏度)、聚四氟乙?jiàn)? 120攝氏度 )等。
中小口徑電磁流量計的測勝導管用不導磁的不銹鋼(1Crl8Ni9Ti)或玻瑞鋼等制成;大口徑的側址導管用離心澆鑄的方法把橡膠、線(xiàn)圈和電極澆鑄在一起?？蓽p小因渦流引起的誤差。
C電極
電極直接與被測液體接觸，因此巴必須耐腐蝕、耐磨、結構上防配、不導磁。大多效電極采用不銹鋼(lCrl8Ni9Ti)制成.也有用含扣不銹鋼 (1CrI8Nil 2Mo2Ti)的;對腐蝕性較強的介質(zhì).采用欽、鉑、耐酸鋼涂授黃金等。電極通常加工成矩形或圓形.其結構如圖4-41所示。特殊悄況下。為邀免電極污染.可采用電容檢側型電磁流最計.將電極置于測址導管襯里外，不與流體介質(zhì)直接接觸. 所以有時(shí)也稱(chēng)其為無(wú)電極電磁流量計。它可用來(lái)測量電導率很低((5x10-6S/m)的液體、漿液、滴液、泥漿等的流量。
D干擾調整機構
對于正弦波勵磁的電進(jìn)流量計。傳感器應有干擾調整機構。它實(shí)際上是一個(gè)“變壓器調零”裝置.可以抑制由于“變壓器效應”而產(chǎn)生的正交干擾。
液體硫磺流量計選型
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，最低流速應不小于0.2m/s，最高應不大于8m/s。若介質(zhì)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(guò)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(dòng)消除電極上附著(zhù)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)
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(mǎn)量程刻度的50為宜。
液體硫磺流量計特點(diǎn)
1、全數字量處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高、流量測量范圍可達150:1;
2、超低EMI開(kāi)關(guān)電源，適用電源電壓變化范圍大，抗EMI性能好;
3、采用16位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高，可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了電磁流量計流量測量的穩定性，功耗低;
4、采用SMD器件和表面貼裝(SMT)技術(shù)，電磁流量計的電路可靠性高;
5、管道內無(wú)可動(dòng)部件，無(wú)阻流部件，測量中幾乎沒(méi)有附加壓力損失;
6、在現場(chǎng)可根據用戶(hù)實(shí)際需要在線(xiàn)修改量程;
7、測量結果與流速分布，流體壓力，溫度、密度、粘度等物理參數無(wú)關(guān);
8、高清晰度背光LCD顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂;
9、具有RS485、RS232、Hart和Modbus等數字通訊信號輸出;(選配)
10、具有自檢與自診斷功能;
11、小時(shí)總量計錄功能，以小時(shí)為單位記錄流量總量，適用于分時(shí)計量制(選配);
12、內部具有三個(gè)積算器可分別顯示正向累積量反向累積量及差值積算量，內部設有不掉電時(shí)鐘，可記錄16次掉電時(shí)間。(選配);
13、紅外手持操作器，115KHZ通訊速率，遠距離非接觸操作轉換器所有功能(選配)。
電磁流量計是根據法拉第電磁感應定律來(lái)測量管內導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表，采用單片機嵌入式技術(shù)，實(shí)現數字勵磁，同時(shí)在流量計上采用CAN現場(chǎng)總線(xiàn)。在滿(mǎn)足現場(chǎng)顯示的同時(shí)，還可以輸出4～20mA電流信號供記錄、調節和控制用，現已廣泛地應用于化工、環(huán)保、冶金、醫藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門(mén)。
液體硫磺流量計的技術(shù)參數
|
公稱(chēng)通徑(mm) (特殊規格可定制) |
管道式四氟襯里:DN10~DN600 |
| 管道式橡膠襯里:DN40~DN2200 | |
| 流動(dòng)方向 | 正，反，凈流量 |
| 量程比 | 150:1 |
| 重復性誤差 | 測量值的±0.1% |
| 精度等級 | 管道式:0.5級，1.0級 |
| 被測介質(zhì)溫度 | 普通橡膠襯里:-20~+60℃ |
| 高溫橡膠襯里:-20~+90℃ | |
| 聚四氟乙稀襯里:-30~+100℃ | |
| 高溫型四氟襯里:-20~+180℃ | |
|
額定工作壓力 (高壓可定制) |
DN10-DN150:≤1.6MPa |
| DN200-DN350:≤1.0MPa | |
| DN400-DN1000:≤0.6MPa | |
| DN450-DN2200:≤0.25MPa | |
| 流速范圍 | 0.1-15m/s |
| 電導率范圍 | 被測流體電導率≥5μs/cm |
| 信號輸出 | 4~20mA(負載電阻0~750Ω)，脈沖/頻率，控制電平 |
| 通訊輸出 | RS485,MODBUS協(xié)議，HART協(xié)議 |
| 供電電源 | AC220V或DC24V |
| 要求直管段長(cháng)度 | 上游≥5DN，下游≥2DN |
| 連接方式 | 流量計與配管之間均采用法蘭連接，法蘭符合國標:GB/T9115.1-2000 |
| 防爆等級 | ExdeiallBT4-T6 |
| 防護等級 | IP65，特殊訂制最高可達IP68 |
| 環(huán)境溫度 | -25~+60℃ |
| 相對溫度 | 5%~95% |
| 消耗總功率 | 小于20W |
1、磁路系統
磁路系統331的作用是產(chǎn)生均勻的直流或者交流磁場(chǎng)。直流勵磁包括永磁場(chǎng)的恒定勵磁和直流電流勵磁的恒定磁場(chǎng)。本文中采用的交流勵磁，使用的是5Hz的低頻正弦波進(jìn)行勵磁。在非滿(mǎn)管電磁流量計傳感器的測量管上下有兩只勵磁繞組組成，非滿(mǎn)管電磁流量的轉換器勵磁電路產(chǎn)生勵磁電流，通往勵磁線(xiàn)圈，產(chǎn)生工作磁場(chǎng)。
2、電磁流量計的測量管
測量導管處于磁場(chǎng)之中，在傳感器的中心位置，流體從中通過(guò)，它必須能夠承擔流體介質(zhì)的工作壓力，還要能夠負擔勵磁線(xiàn)圈對測量電極的靜電屏蔽作用， 因此測量管的材質(zhì)必須是非導磁的，高電阻率、低導熱率并且具有一定的機械強度，一般采用不銹鋼、玻璃鋼、鋁及其他高強度材料。這里的測量管的材質(zhì)選用的是不銹鋼。
3、電磁流量傳感器的襯里
電磁流量計工作的基本條件之一，是測量管內壁除電極處外，其余地方的法向電流為零，這需要測量管壁絕緣，它可以保護感應電動(dòng)勢不被金屬管短路，因此，導電的金屬測量管內壁和法蘭端面襯以絕緣襯里，同時(shí)該絕緣襯里還使其具有耐腐、耐磨等性能，這里是用聚四氟乙烯作為絕緣襯里的材料，一般情況下， 襯里材料有聚四氟乙烯、橡膠、聚氯乙烯、聚氨酯橡膠、工業(yè)陶瓷等。這里用的聚四氟乙烯具有化學(xué)性能很穩定，耐沸騰的鹽酸、硫酸、王水和濃堿的腐蝕。
4、電磁流量傳感器的測量電極
電極直接與被測液體接觸，因此必須耐腐蝕、耐磨、結構上防漏、不導磁。三對測量電極材質(zhì)選擇316L，適用于工業(yè)廢水，以及弱腐蝕性的酸、堿、鹽溶液，且價(jià)格低廉。電極對測量介質(zhì)的耐腐蝕性是選擇材料首先考慮的因素，可以選擇除316L以外的金屬材料，如含鉬耐酸鋼，哈氏合金B、C，鈦、鉭、鉑銥合金等。接地電極選擇和測量電極相同的材質(zhì)，可以實(shí)現可靠地、穩定地將導電液體作為差動(dòng)流量信號的基準點(diǎn)與轉換器的信號連接起來(lái)，它與液體之間形成相近或大致相等的極化電位，儀表可以穩定輸出。
5、電磁流量傳感器中的差壓傳感器
差壓傳感器是一種用來(lái)測量?jì)蓚€(gè)壓力之間差值的傳感器，可以用于測量氣體流量、液位高低。差壓傳感器的測量原理有很多種，有電阻應變片式、半導體應變片式、壓阻式、電感式、電容式、諧振式和電容加速式。這里利用它可以測量液位高低的功能，實(shí)現液位的測量。液位高低測定方法，測量高低液面的壓差值， 再根據液體密度，換算出液位值。差壓傳感器的一端接在測量管道的底部，另一端接在測量管底部，當流體處于非滿(mǎn)管狀態(tài)下時(shí)，該差壓傳感器測量到液體和氣體之間的差壓信號后，經(jīng)過(guò)計算可以得到流體當前的液位值。應用在非滿(mǎn)管開(kāi)封電磁流量計中，需要注意的事項時(shí)，該差壓傳感器能夠測量的介質(zhì)是導電液體和氣體， 并且精度較高。否則，液位出現一些小的波動(dòng)的時(shí)候，差壓傳感器便無(wú)法感知，不能實(shí)現流體液位的準確測量一體式電磁流量計的傳感器主要由勵磁系統、測量管道、絕緣襯里、電極、外殼和干擾調整機構等構成，其具體結構隨著(zhù)測量導管口徑的大小而不同。
A勵磁系統
勵磁系統主要包括勵磁繞組和鐵芯，用以產(chǎn)生勵磁方式所規定波形的磁場(chǎng)。一般工業(yè)用電磁流量計的磁場(chǎng)大都用電磁鐵產(chǎn)生，磁場(chǎng)電源由轉換器提供。產(chǎn)生磁場(chǎng)的勵磁繞組和鐵芯、磁扼的結構形式根據測量導管口徑的不同，一般有以下三種常用結構形式。
(1)變壓器鐵芯型。它適用于直徑10mm以下的小口徑的電磁流量計傳感器，其結構如圖所示。這種結構通過(guò)測量導管的磁通較大，在同樣的流速下可得到較大的感應電勢。但當口徑較大時(shí)，不僅增加傳感器的體積和重量，造成制造和維護困難;而且由于兩電極間的距離較大，空間間隙也較大.湘磁磁通將明顯增加.電于擾較嚴重，使儀表工作不夠穩定。
(2)集中繞組型。它適用于口徑在10-100mm內的中等口徑傳感器，它由兩只串聯(lián)或并聯(lián)的無(wú)骨架馬鞍形勵磁繞組組成，上下各一只夾持在測量導管上。為了保證磁場(chǎng)均勻，一般在線(xiàn)圈的外面加一層用0.3-0.4mm厚的硅鋼片制成的磁扼，并在勵磁繞組中間加了一對極靴，如圖所示。
(3)分段繞制型。它適用于口徑大于100mm的傳感器，如圖所示。馬鞍形的勵磁線(xiàn)圈按余弦分布規律繞制，靠近電極部分的線(xiàn)圈繞得密一些，遠離電極部分的線(xiàn)圈繞得稀一些，以得到均勻磁場(chǎng)。線(xiàn)圈外加一層磁扼.但無(wú)需極靴。按此分段繞制的鞍形勵磁線(xiàn)圈放在測量導管上下兩側，使磁感應密度與管道橫截面平行，以保證測量的準確度。
分段繞組式勵磁系統可以減小流量計體積，保證磁場(chǎng)均勻.所以已被普遍采用。
B測量管道
由于測量導管處在磁場(chǎng)中，為了讓磁力線(xiàn)能順利地穿過(guò)測量導管進(jìn)人被測介質(zhì)而不被分流或短路，首先，測最導管必須是非導磁材料制成;其次，為了減小電渦流，測量導管一般應選用高阻抗材料，在滿(mǎn)足強度要求的前提下，管壁應盡最薄;第三，為了防止電極上的流最信號被金屬管壁所短路.在測量導管內側應有一完整的絕緣襯里。襯里材料應根據被測介質(zhì)，選擇其有耐腐蝕、耐腳損、耐高沮等性能的材料。常用材料有聚氨腸橡膠(60攝氏度).板丁橡膠(70攝氏度)、聚四氟乙?jiàn)? 120攝氏度 )等。
中小口徑電磁流量計的測勝導管用不導磁的不銹鋼(1Crl8Ni9Ti)或玻瑞鋼等制成;大口徑的側址導管用離心澆鑄的方法把橡膠、線(xiàn)圈和電極澆鑄在一起?？蓽p小因渦流引起的誤差。
C電極
電極直接與被測液體接觸，因此巴必須耐腐蝕、耐磨、結構上防配、不導磁。大多效電極采用不銹鋼(lCrl8Ni9Ti)制成.也有用含扣不銹鋼 (1CrI8Nil 2Mo2Ti)的;對腐蝕性較強的介質(zhì).采用欽、鉑、耐酸鋼涂授黃金等。電極通常加工成矩形或圓形.其結構如圖4-41所示。特殊悄況下。為邀免電極污染.可采用電容檢側型電磁流最計.將電極置于測址導管襯里外，不與流體介質(zhì)直接接觸. 所以有時(shí)也稱(chēng)其為無(wú)電極電磁流量計。它可用來(lái)測量電導率很低((5x10-6S/m)的液體、漿液、滴液、泥漿等的流量。
D干擾調整機構
對于正弦波勵磁的電進(jìn)流量計。傳感器應有干擾調整機構。它實(shí)際上是一個(gè)“變壓器調零”裝置.可以抑制由于“變壓器效應”而產(chǎn)生的正交干擾。
液體硫磺流量計選型
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，最低流速應不小于0.2m/s，最高應不大于8m/s。若介質(zhì)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(guò)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(dòng)消除電極上附著(zhù)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)
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(mǎn)量程刻度的50為宜。
液體硫磺流量計特點(diǎn)
1、全數字量處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高、流量測量范圍可達150:1;
2、超低EMI開(kāi)關(guān)電源，適用電源電壓變化范圍大，抗EMI性能好;
3、采用16位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高，可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了電磁流量計流量測量的穩定性，功耗低;
4、采用SMD器件和表面貼裝(SMT)技術(shù)，電磁流量計的電路可靠性高;
5、管道內無(wú)可動(dòng)部件，無(wú)阻流部件，測量中幾乎沒(méi)有附加壓力損失;
6、在現場(chǎng)可根據用戶(hù)實(shí)際需要在線(xiàn)修改量程;
7、測量結果與流速分布，流體壓力，溫度、密度、粘度等物理參數無(wú)關(guān);
8、高清晰度背光LCD顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂;
9、具有RS485、RS232、Hart和Modbus等數字通訊信號輸出;(選配)
10、具有自檢與自診斷功能;
11、小時(shí)總量計錄功能，以小時(shí)為單位記錄流量總量，適用于分時(shí)計量制(選配);
12、內部具有三個(gè)積算器可分別顯示正向累積量反向累積量及差值積算量，內部設有不掉電時(shí)鐘，可記錄16次掉電時(shí)間。(選配);
13、紅外手持操作器，115KHZ通訊速率，遠距離非接觸操作轉換器所有功能(選配)。
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