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一、儀表概述:
熱水流量計是為供水企業(yè)水計量貿(mào)易專門設(shè)計的,具有防水、防腐、防干擾、防雷擊的能力。特別設(shè)計了帶背光寬溫的中文液晶顯示器,功能齊全實用、顯示直觀、操作使用方便,可以減少其他電磁流量計英文菜單所帶來的不便。另外我們*設(shè)計4-6多電極結(jié)構(gòu),進(jìn)一步保證了測量精度并且任何時候無需接地環(huán),減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。
二、測量原理:
熱水流量計根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)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(dāng)導(dǎo)電液體沿測量管軸線運(yùn)動時,導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢由兩個檢測電極檢出,數(shù)值大小與流量成正比例,其值為:E=KBVD式中:
E-感應(yīng)電勢;
K-與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù);
B-磁感應(yīng)強(qiáng)度;
V-導(dǎo)電液體平均流速;
D-電極間距;(測量管內(nèi)直徑)
傳感器將感應(yīng)電勢E作為流量信號,傳送到轉(zhuǎn)換器,經(jīng)放大,變換濾波用一系列的數(shù)字處理后,用帶背光的點(diǎn)陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出,報警輸出及頻率輸出,并設(shè)有RS-485等通訊接口,并支持HART和MODBUS協(xié)議。
三、應(yīng)用場合:
熱水流量計主要用于測量導(dǎo)電液體的體積流量。在滿足現(xiàn)場顯示的同時,還可以輸出4~20mA電流信號供記錄、調(diào)節(jié)和控制用,現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門。
四、結(jié)構(gòu)形式:
1、傳感器:
傳感器主要由測量導(dǎo)管、測量電極、勵磁線圈、鐵芯、磁軛和殼體組成。
a、測量導(dǎo)管:由不銹鋼導(dǎo)管、襯里和連接法蘭組合而成,為被測液體現(xiàn)場工況測量的載體。
b、測量電極:安裝在測量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)壁,與軸流方向垂直,使測量液體產(chǎn)生信號的一對電極。
c、勵磁線圈:在測量導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生磁場的上下兩個勵磁線圈。
d、鐵芯和磁軛:將勵磁線圈產(chǎn)生的磁場導(dǎo)入液體,并構(gòu)成磁回路。
e、殼 體:儀表外包裝。
2、轉(zhuǎn)換器:即為智能二次表,其將流量信號放大處理,單片機(jī)運(yùn)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(chǎn)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(zhuǎn)換器一體安裝。
b、分體型:傳感器和轉(zhuǎn)化器分離安裝,通過連接電纜形成流量計量系統(tǒng)。
c、為適應(yīng)不同介質(zhì)測量的要求,傳感器的襯里和電極材料可以有多種選擇。
五、性能特點(diǎn):
1、儀表結(jié)構(gòu)簡單、可靠,無可動部件,工作壽命長。
2、無截流阻流部件,不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象。
3、無機(jī)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)。
4、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。
5、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。
6、備有管道式、插入式等多種流量計型號。
7、采用EEPROM存貯器,測量運(yùn)算數(shù)據(jù)存貯保護(hù)安全可靠。
8、具備一體化和分離型兩種型式。
9、高清晰度LCD背光顯示。
六、技術(shù)指標(biāo):
1、儀表精度:管道式0.5級、1.0級;插入式2.5級。
2、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。
3、流速范圍:0.2~8m/s。
4、工作壓力:1.6MPa。
5、環(huán)境溫度:-40℃~+50℃。
6、介質(zhì)溫度:聚四氟乙烯襯里≤180℃;橡膠材質(zhì)襯里≤65℃。
7、防爆標(biāo)志:ExmibdⅡBT4。
8、防爆證號:GYB01349。
9、外磁干擾:≤400A/m。
10、外殼防護(hù):一體化型: IP65。
分 離 型: 傳感器IP68(水下5米,于橡膠襯里)轉(zhuǎn)換器IP65。
11、輸出信號:4~20mA.DC,負(fù)載電阻0~750Ω。
12、通訊輸出:RS485或CAN總線。
13、電氣連接:M20×1.5內(nèi)螺紋,φ10電纜孔。
14、電源電壓:90~220V.AC、24±10%V.DC。
15、zui大功耗:≤10VA。
七、安裝環(huán)境的選擇:
為了使變送器工作穩(wěn)定,在選擇安裝環(huán)境時應(yīng)注意以下幾方面的要求:
1、盡量避免鐵磁性物體及具體強(qiáng)電磁場的設(shè)備(如大電機(jī)、大變壓器的等),以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信息。
2、應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處,不宜在潮濕,易積水的地方安裝。
3、應(yīng)盡量避免日曬雨淋,避免環(huán)境溫度高于45℃及相對濕度大于95.9%。
4、選擇便于維修,活動方便的地方。
5、流量計應(yīng)安裝在水泵后端,決不能在抽吸側(cè)安裝;閥么應(yīng)安裝在流量計下游側(cè)。
八、計量性能要求:
1、準(zhǔn)確度等級
流量計在規(guī)定的流量范圍內(nèi)準(zhǔn)確度等級、zui大允許誤差應(yīng)符合表1的規(guī)定。流量計誤差表示使用相對示值誤差。
準(zhǔn)確度等級和zui大允許誤差準(zhǔn)確度等級
準(zhǔn)確度等級 | 0.2 | (0.25) | (0.3) | 0.5 |
zui大允許誤差 | ±0.2% | (±0.25%) | (±0.3%) | ±0.5% |
準(zhǔn)確度等級 | 1.0 | 1.5 | 2.5 | / |
zui大允許誤差 | ±1.0% | ±1.5% | ±2.5% | / |
注:優(yōu)先采用不帶括號的等級 |
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2、引用誤差
對于用于瞬時流量指示的流量計誤差表示也可使用引用誤差,其zui大允許誤差系列應(yīng)符合表1規(guī)定,其檢定結(jié)果的標(biāo)書中不再給出準(zhǔn)確等級,而使用其zui大允許誤差表示,且還應(yīng)在zui大允許誤差后標(biāo)注FS,如±0.5%FS。
3、誤差表示方法和選取原則
在一臺流量計的一次檢定中,應(yīng)按照準(zhǔn)確度等級和引用誤差之中的一種給出流量計誤差表示方法;對于使用相對示值誤差和引用誤差組合表示誤差的流量計,一次檢定中也應(yīng)統(tǒng)一使用一種方法表示其誤差。
4、重復(fù)性
流量計的重復(fù)性不得超過相應(yīng)準(zhǔn)確度等級規(guī)定的zui大允許誤差值的1/3。
九、引特點(diǎn):
1、測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響,傳感器感應(yīng)電壓信號與平均流速呈線性關(guān)系,因此測量精度高。
2、測量管道內(nèi)無阻流件,因此沒有附加的壓力損失;測量管道內(nèi)無可動部件,因此傳感器壽命極長。
3、由于感應(yīng)電壓信號是在整個充滿磁場的空間中形成的,是管道載面上的平均值,因此傳感器所需的直管段較短,長度為5倍的管道直徑。
4、傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸,只要合理選擇電極和內(nèi)襯材料,即可耐腐蝕和耐磨損。
5、轉(zhuǎn)換器采用的單片機(jī)(MCU)和表面貼裝技術(shù)(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零點(diǎn)穩(wěn)定,參數(shù)設(shè)定方便。點(diǎn)擊中文顯示LCD,顯示累積流量,瞬時流量、流速、流量百分比等。
6、雙向測量系統(tǒng),可測正向流量、反向流量。采用特殊的生產(chǎn)工藝和材料,確保產(chǎn)品的性能在長時候內(nèi)保持穩(wěn)定。
十、按勵磁方式分類:
要產(chǎn)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(chǎn)生一個恒定的均勻磁場。這種直流勵磁變送器的zui大優(yōu)點(diǎn)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(xiàn)象的影響。但是使用直流磁場易使通過測量管道的電解質(zhì)液體被極化,即電解質(zhì)在電場中被電解,產(chǎn)生正負(fù)離子,在電場力的作用下,負(fù)離子跑向正極,正離子跑向負(fù)極,這將導(dǎo)致正負(fù)電極分別被相反極性的離子所包圍,嚴(yán)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(zhì)液體,如液態(tài)金屬流量(常溫下的汞和高溫下的液態(tài)鋼、鋰、鉀)等。
2、交流勵磁
工業(yè)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(chǎn)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(diǎn)漂移等)?,F(xiàn)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(fù))和三值(正-零-負(fù)-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(nèi)部引起的電渦流,排除直流勵磁的極化現(xiàn)象。
十一、量程范圍確認(rèn):
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,zui低流速應(yīng)不小于0.2m/s,zui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)
電磁流量計的量程Q應(yīng)大于預(yù)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。
十二、安裝注意事項:
1、流量計的傳感器應(yīng)垂直安裝,并且流體自下而上流動,以滿足固、液兩項處于混合的狀態(tài)。原因是如介質(zhì)中有固體物(泥沙、小石子顆粒等)容易發(fā)生沉淀的情況。另外管路中有魚和雜草的情況魚在管路中的游動,會造成流量計輸出的來回擺動;掛在電極附近的雜草的來回擺動也會引起流量計的輸出不穩(wěn)定。在流量計上游入口處設(shè)置金屬濾網(wǎng)擋住魚和雜草進(jìn)入測量管內(nèi)。
2、防止負(fù)壓的管路設(shè)置操作不當(dāng)將引起傳感器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。當(dāng)同時關(guān)閉流量計上、下游的閥門,若流體的溫度高于氣溫.冷卻后收縮,使管內(nèi)壓力有形成負(fù)壓的危險。負(fù)壓造成襯里與金屬導(dǎo)管剝離,引起電極泄漏。
3、在流量計附近加負(fù)壓防止閥,打開閥門接通大氣壓,以防止在傳感器內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓。流量計下游接有垂直管道時,若用流量傳感器上游閥門來關(guān)閉或調(diào)節(jié)流量,傳感器測量管內(nèi)將形成負(fù)壓。為了防止負(fù)壓,需加背壓或使用下游閥門來調(diào)節(jié)和關(guān)閉流量。
4、適當(dāng)?shù)木S護(hù)空間,大口徑流量計往往安裝在儀表井內(nèi),為了管道安裝、接線、檢查和維護(hù)的方便,需要留有適當(dāng)?shù)目臻g。為了觀測、接線和維護(hù)的方便,儀表安裝應(yīng)距地面有一定的高度,以便于清洗、安裝。