氫硫酸流量計的襯里與電極與產(chǎn)品型號的選擇

氫硫酸流量計電極材料的選擇
應根據被測的流體的腐蝕性來(lái)選擇電極的材料，請查有關(guān)腐蝕手冊，對于特殊流體應作試驗

氫硫酸流量計襯里材料的選擇
應根據被測的流體的腐蝕性來(lái)選擇襯里的材料，請查有關(guān)腐蝕手冊，對于特殊流體應作試驗

氫硫酸流量計的具體分類(lèi)
市場(chǎng)上通用型產(chǎn)品和特殊型儀表從不同角度作如下分類(lèi)。
氫硫酸流量計按激磁電流方式劃分，有直流激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方式的波形見(jiàn)右圖。
按輸出信號連接和激磁(或電源)連線(xiàn)的制式分類(lèi)，有四線(xiàn)制和二線(xiàn)制。
按轉換器與傳感器組裝方式分類(lèi)，有分體型和一體型。
按流量傳感器與管道連接方式分類(lèi)，有法蘭型、夾持型(夾持型氫硫酸流量計)、衛生型(衛生型氫硫酸流量計)、插入型(插入式氫硫酸流量計)、螺紋連接(油任連接的高壓氫硫酸流量計)。注：
按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類(lèi)，有接觸型和非接觸型。
按流量傳感器結構分類(lèi)，有短管型和插入型(插入式氫硫酸流量計)。
按用途分類(lèi)，有通用型、防爆型、衛生型、防侵水型和用于明渠流量測量的潛水型(明渠流量計)。
一、 氫硫酸流量計 按激磁電流方式分類(lèi)
(1)、直流激磁
直流激磁氫硫酸流量計用于測量液體金屬流量，如常溫下汞和高溫下液態(tài)納、鋰、鉀等。在快中子增殖核反應堆一次回路中用于測量攝氏500余度的熔融納流量，見(jiàn)到過(guò)有應用于DN300mm管道儀表的報道。干法效驗流量值，與濕法(實(shí)流)效驗相比，精度可達3% 。除由電磁鐵值流激磁產(chǎn)生次場(chǎng)外，也有用永久磁鐵磁場(chǎng)的較小口徑傳感器。
本類(lèi)儀表在我國一般流程工業(yè)中應用還屬探索階段，20世紀60～70年代曾成功地應用于測量電解槽常溫泵流量；有色冶金工業(yè)也曾試用于測量熔鋅液流量，因鋅液在測量管內壁結垢及氧化鋅等原因，未使用成功。
(2)、交流激磁
早期氫硫酸流量計用于50Hz工頻市電激磁，產(chǎn)生正弦波交變磁場(chǎng)；采用交流激磁的理由是為了避免像用直流激磁時(shí)電磁表面產(chǎn)生極化現象，但是由于易受市電鎖引起的與流量信號同相應各種感應噪聲的疊加，形成零點(diǎn)漂移等，現在已漸被低頻矩形波激磁所代替。這些疊加的感應噪聲是由以下一些原因產(chǎn)生的。
1)液體中渦電流產(chǎn)生與流量信號同相位噪聲，電極污染形成的噪聲和零點(diǎn)漂移；
2)磁回路中鐵損偏移了激磁電流與磁場(chǎng)間相位，使原來(lái)在信號回路中變壓器效應所形成的正交(90°)噪聲相移，產(chǎn)生相同噪聲；
3)激磁線(xiàn)圈與信號線(xiàn)間以及激磁線(xiàn)圈與流體間的靜電感應噪聲。
但是交流激磁流量傳感器的磁感應強度通常涉及得較高，有較大信號電動(dòng)勢(約為1mV 每1m/s，矩形波激磁僅0.2～0.3mV)和較高信噪比的優(yōu)點(diǎn)。此外，在測量固液雙相的礦漿等流體時(shí)，低頻矩形波激磁方式在固體擦過(guò)電極表面產(chǎn)生尖峰的漿液噪聲，會(huì )使輸出信號波動(dòng)，工頻交流激磁的氫硫酸流量計則不存在這一缺點(diǎn)。因此國內外還有一些儀表制造廠(chǎng)繼續提供工頻或其他頻率交流激磁的氫硫酸流量計。
(3)、低頻矩形波激磁
自1975年低頻矩形波激磁方式發(fā)表以來(lái)，以其功耗小、零點(diǎn)穩定，電極污染影響小等優(yōu)點(diǎn)，得到很快發(fā)展，成為迄今主要激磁方式。低頻矩形波激磁波形有“正-負”二值者，有“正-零-負-零”三值者，分別如右上圖中b、c所示。三值激磁用無(wú)激磁期間的信號改善零點(diǎn)穩定性。流量信號在信號電壓基本恒定的區間采樣取得。激磁頻率為市電的 1/32 ～ 1/2 ，常用 1/8 ～1/4之間。小口徑儀表用較高頻率，大口徑儀表用較低頻率，由制造廠(chǎng)按所用傳感器口徑來(lái)設定。國外也有可由用戶(hù)設定頻率的儀表，例如商業(yè)名為“可編程鍵控儲存(Programmable Keyed Storage)氫硫酸流量計”。
矩形波形波交變激磁雖不受慢的極化電壓變化影響，但由于穩定磁場(chǎng)短期間直流采用相對于急劇變化的極化電壓，還會(huì )產(chǎn)生急劇的輸出變化。此外流體中固體顆粒撞擊電極，其表面氧化膜破損，表面電位變化形成尖峰狀噪聲，輸出呈現大幅晃動(dòng)。這一現象稱(chēng)作漿液噪聲，發(fā)生于高濃度漿液或含土沙粒的液體，影響了低頻矩形波氫硫酸流量計的應用。
頻率較高的工頻激磁比低頻矩形波激磁抗漿液噪聲性能優(yōu)越的原因；還可以用漿液噪聲頻率特性說(shuō)明之。下圖是紙漿漿液噪聲頻譜一例，低頻段噪聲電平大，高頻段噪聲小，即所謂1/ ƒ特性。因此較高頻率激磁噪聲電平低，可獲得較高的S/N比的信號。
(4)、雙頻激磁
雙頻激磁是在低頻矩形波上疊加高頻矩形波，如右圖所示的用兩種頻率采樣和低通、高通濾波器，得到高頻和低頻兩種信號，合成后得流量信號，克服了低頻矩形波激磁存在的漿液噪聲和流動(dòng)噪聲，提高儀表的穩定性和響應性?？焖夙憫钥煞从愁l率高達1Hz的柱塞泵的流動(dòng)狀況。
二、氫硫酸流量計按輸出信號連接分類(lèi)
(1)、四線(xiàn)制
傳統氫硫酸流量計的輸出信號線(xiàn)和電源線(xiàn)(或流量傳感器和傳感器間的激磁電流線(xiàn))分別由2組各2根導線(xiàn)的四線(xiàn)制組成，仍是當前的主要制式。
(2)、二線(xiàn)制
當前溫度、壓力/差壓、流量和物位等參量現場(chǎng)儀表趨向于輸出信號和電源共用導線(xiàn)的二線(xiàn)制儀表發(fā)展。二線(xiàn)制儀表毋須市電電源，而氫硫酸流量計常裝在無(wú)市電供給的偏僻場(chǎng)所，采用二線(xiàn)制可節省市電布線(xiàn)工程費用。
二線(xiàn)制氫硫酸流量計電源供給的設計思路上又分為零信號輸出電流(即4mA)供給、大于零信號輸出供給和電池(或太陽(yáng)電池)供給。
電池供電型氫硫酸流量計和電磁式水表適應配置于遠離城市配水池或郊外污水處理后排放點(diǎn)等市電引入困難的場(chǎng)所。有些型號儀表電池使用壽命一年，有些則長(cháng)達8～10年。
1993年日本修訂計量法規定DN350mm以下貿易證明用水管儀表的試用品種從傳統旋翼式水表擴展到電磁式水表。今后用作水表的氫硫酸流量計要符合水表標準的要求，測量精度只需2%～5%，但氫硫酸流量計本體必須要帶積算顯示和舍友外接電源。例如愛(ài)知時(shí)計電機的SU系列電磁式水表消耗功率僅2mW，內藏電池可用8年以上。
三、氫硫酸流量計按傳感器和轉換器組裝方式分類(lèi)
(1)、分體型
分體型是氫硫酸流量計最普遍應用的形式，如右圖所展示的，傳感器接入管道，轉換器裝在儀表室或人們易于接近的傳感器附近，相距數十到數百米。為防止外界噪聲侵入，信號電纜通常采用雙層屏蔽。測量電導率較低液體而相聚超過(guò)30m時(shí)，為防止電纜部分電容造成信號衰減，內層屏蔽也有要求接上與芯線(xiàn)同電位低阻抗源的屏蔽驅動(dòng)。分離型轉換器可遠離現場(chǎng)惡劣環(huán)境，電子部件檢查、調整和參數設定就比較方便。
(2)、一體型
傳感器和轉換器組裝在一起直接輸出直流電流(或頻率)標準信號，實(shí)際上成為電磁流量變送器。一體型縮短了二者之間信號線(xiàn)和激磁線(xiàn)的連接長(cháng)度，并使之物外接，隱蔽在儀表內部，從而減少信號衰減和空間電磁波噪聲侵入。同樣測量電路與分體型相比可測較低電導率的液體。取消了信號線(xiàn)和激磁線(xiàn)的布線(xiàn)，簡(jiǎn)化電氣連接，儀表價(jià)格和安裝費用均相對便宜，較多采用于小管徑儀表。隨著(zhù)二線(xiàn)制儀表的商品化發(fā)展，一體型儀表將會(huì )有較快發(fā)展。但如果由于管道布置限制，安裝在不易接近的場(chǎng)所，則維護不便。此外，轉換器電子部件裝于管道上，將受到流體溫度和管部震動(dòng)的較大限制。
四、氫硫酸流量計按流量傳感器與管道連接方式分類(lèi)
(1) 法蘭連接
法蘭連接時(shí)傳統的連接方式，傳感器兩端有連接法蘭，與管道法蘭間用螺栓固定之，可單向安裝。大口徑傳感器都采用本連接方式。體積和重量都比夾裝連接方式大。
DN15～600mm 氫硫酸流量計的兩法蘭面間長(cháng)度，國際標準化組織已制定標準(ISO 13359;1998)予以統一。
(2) 夾裝連接
夾裝連接時(shí)近年發(fā)展的連接方式，傳感器本身無(wú)法蘭，以較長(cháng)的螺栓夾持在管道兩法蘭之間接入管系。本方式傳感器體積小重量輕，對于不同壓力規范和標準管系法蘭孔距適應性強；但只適用于較小管徑(200mm一下),承受液體工作壓力較低。
(3) 衛生型連接
右圖中式衛生型連接一例，與國際制酪聯(lián)合會(huì )IDF加持件相連接，實(shí)現快速拆卸和安裝，便于日常頻繁的清洗。
(4) 螺紋連接
下圖中式小口徑儀表螺紋連接方式。該類(lèi)儀表較多應用于醫藥、食品等工業(yè)和藥業(yè)配比注入等場(chǎng)所。螺紋連接還有較多應用于石油、地質(zhì)勘探等16～25MPa以上高壓注水或水泥漿液流量測量，螺紋形狀則為梯形。
五、氫硫酸流量計按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類(lèi)
(1) 接觸型電極
與液體接觸的電極是EMF的傳統結構，通常為一對電極，大口徑儀表業(yè)有用兩對電極。非滿(mǎn)管型EMF也有用3對電機或條形電極。
(2) 非接觸型電極
大面積電極緊貼襯里(或絕緣測量管)外表面，以電容耦合方式檢拾流量信號，可測量比接觸型電極的電容檢測方式的氫硫酸流量計簡(jiǎn)稱(chēng)電容式氫硫酸流量計，其原理看下圖。前置放大器置于傳感器內僅靠電極，激磁頻率比通常EMF高，為50/2Hz，也有超過(guò)100Hz者。本類(lèi)儀表不會(huì )產(chǎn)生電極鈍化、氧化和觸媒作用等電極表面效應噪聲，也機會(huì )不存在流動(dòng)噪聲和漿液噪聲。襯里內表面覆蓋油脂等非導電層或薄絕緣結構層也不會(huì )影響測量；但覆蓋層若為導電膜則儀表將無(wú)指示。
國外有些儀表制造廠(chǎng)稱(chēng)這類(lèi)儀表為無(wú)電極氫硫酸流量計。
六、氫硫酸流量計按流量傳感器結構分類(lèi)
(1) 短管型
短管型結構即如傳統氫硫酸流量計的結構，流量傳感器帶有測量管段連接到管道系統中。
(2) 插入型
插入型流量傳感器實(shí)質(zhì)上是電磁流速傳感器，激磁線(xiàn)圈和電極組裝成桿狀，從待測管道上開(kāi)孔中插入，測得的流速與轉換器預置的管道面積等系數相乘鹽酸求取流量。除單點(diǎn)的“點(diǎn)流速”外，還有側多點(diǎn)“徑流速”者。
本型儀表適用于大型管道，因為是測量局部流速推算流體流量，測量精度遠低于短管型，通常僅用于過(guò)程控制，不適宜應用于貿易核算計量。但是價(jià)格相對便宜。應用特點(diǎn)還可參閱插入式流量計。
七、氫硫酸流量計按用途分類(lèi)
(1) 通用型
在冶金、石化、造紙、印染、紡織、給水、污水處理等工業(yè)一般較多采用分體型中、大口徑法蘭連接方式；醫藥、生物、精細化工等工業(yè)常用微小口徑、小口徑儀表，一體型夾裝連接方式或螺紋連接方式適用場(chǎng)所較多。
(2) 防爆型
防爆型氫硫酸流量計應用于有易燃氣氛的場(chǎng)所。由于大部分氫硫酸流量計的幾次電流能量較大，通常設計成隔爆型、充砂型、澆封型和氣密型等。但是現在有些氫硫酸流量計激磁功率大幅度降低，也有了本質(zhì)安全型即以前所稱(chēng)安全火花型，流量傳感器部分和轉換部分有條件組成一體，全部裝在危險區域內。
(3) 衛生型
乳酪、食品、醫藥、生物化學(xué)等工業(yè)要求定時(shí)通蒸汽滅菌，傳感器要便于拆卸清洗，與管道連接部分要求用快速裝卸的衛生型規定的結構，與液體接觸的材質(zhì)應是無(wú)毒無(wú)害的。
(4) 耐潛水型
本型傳感器應用于安裝在地面下的窨井，可承受短時(shí)間水侵沒(méi)，相當于外殼防護等級IP67或NEMA6；還有相當于防護等級IP68者，則可承受長(cháng)期潛水。
(5) 潛水型
本型儀表用于測量明渠或非滿(mǎn)管暗渠自由水面自然流下的水路流量，如工業(yè)排水和下水等。傳感器裝在明渠截流擋板下部，長(cháng)期浸在水下。用于大流量時(shí)刻安裝多臺與傳感器形狀相同的分流模型，以擴大流量。

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