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電(diàn)磁流量計簡介及安裝

日期:2017-10-27    來源:儀表網站    操作:返回列表

電(diàn)磁流量計

 
電(diàn)磁流量計(Electromagnetic Flowmeters,簡稱EMF)是20世紀50~60年代随着電(diàn)子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀表。 電(diàn)磁流量計是應用電(diàn)磁感應原理, 根據導電(diàn)流體(tǐ)通過外(wài)加磁場時感生(shēng)的電(diàn)動勢來測量導電(diàn)流體(tǐ)流量的一(yī)種儀器。

儀表介紹

結構

電(diàn)磁流量計的結構主要由磁路系統、測量導管、電(diàn)極、外(wài)殼、襯裏和轉換器等部分(fēn)組成。
磁路系統:其作用是産生(shēng)均勻的直流或交流磁場。直流磁路用永久磁鐵來實現,其優點是結構比較簡單,受交流磁場的幹擾較小(xiǎo),但它易使通過測量導管内的電(diàn)解質液體(tǐ)極化,使正電(diàn)極被負離(lí)子包圍,負電(diàn)極被正離(lí)子包圍,即電(diàn)極的極化現象,并導緻兩電(diàn)極之間内阻增大(dà),因而嚴重影響儀表正常工(gōng)作。當管道直徑較大(dà)時,永久磁鐵相應也很大(dà),笨重且不經濟,所以電(diàn)磁流量計一(yī)般采用交變磁場,且是50HZ工(gōng)頻(pín)電(diàn)源激勵産生(shēng)的。
測量導管:其作用是讓被測導電(diàn)性液體(tǐ)通過。爲了使磁力線通過測量導管時磁通量被分(fēn)流或短路,測量導管必須采用不導磁、低導電(diàn)率、低導熱率和具有一(yī)定機械強度的材料制成,可選用不導磁的不鏽鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等。
電(diàn)極:其作用是引出和被測量成正比的感應電(diàn)勢信号。電(diàn)極一(yī)般用非導磁的不鏽鋼制成,且被要求與襯裏齊平,以便流體(tǐ)通過時不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以防止沉澱物(wù)堆積在其上面而影響測量精度。
外(wài)殼:應用鐵磁材料制成,是分(fēn)配制度勵磁線圈的外(wài)罩,并隔離(lí)外(wài)磁場的幹擾。
襯裏:在測量導管的内側及法蘭密封面上,有一(yī)層完整的電(diàn)絕緣襯裏。它直接接觸被測液體(tǐ),其作用是增加測量導管的耐腐蝕性,防止感應電(diàn)勢被金屬測量導管管壁短路。襯裏材料多爲耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
轉換器:由液體(tǐ)流動産生(shēng)的感應電(diàn)勢信号十分(fēn)微弱,受各種幹擾因素的影響很大(dà),轉換器的作用就是将感應電(diàn)勢信号放(fàng)大(dà)并轉換成統一(yī)的标準信号并抑制主要的幹擾信号。其任務是把電(diàn)極檢測到的感應電(diàn)勢信号Ex經放(fàng)大(dà)轉換成統一(yī)的标準直流信号。

特點

1、測量不受流體(tǐ)密度、粘度、溫度、壓力和電(diàn)導率變化的影響;
2、測量管内無阻礙流動部件,無壓損,直管段要求較低。對漿液測量有獨特的适應性;
3、合理選擇傳感器襯裏和電(diàn)極材料,即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性;
4、轉換器采用新穎勵磁方式,功耗低、零點穩定、精确度高。流量範圍度可達150:1;
5、轉換器可與傳感器組成一(yī)體(tǐ)型或分(fēn)離(lí)型;
6、轉換器采用16位高性能微處理器,2x16LCD顯示,參數設定方便,編程可靠;
7、流量計爲雙向測量系統,内裝三個積算器:正向總量、反向總量及差值總量;可顯示正、反流量,并具有多種輸出:電(diàn)流、脈沖、數字通訊、HART;
8、轉換器采用表面安裝技術(SMT),具有自檢和自診斷功能;
9、測量精度不受流體(tǐ)密度、粘度、溫度、壓力和電(diàn)導率變化的影響,傳感器感應電(diàn)壓信号與平均流速呈線性關系,因此測量精度高。
10、測量管道内無阻流件,因此沒有附加的壓力損失;測量管道内無可動部件,因此傳感器壽命極長。
11、由于感應電(diàn)壓信号是在整個充滿磁場的空間中(zhōng)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,長度爲5倍的管道直徑。
12、轉換器采用最新最先進的單片機(MCU)和表面貼裝技術(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零點穩定,參數設定方便。點擊中(zhōng)文顯示LCD,顯示累積流量,瞬時流量、流速、流量百分(fēn)比等。
13、雙向測量系統,可測正向流量、反向流量。采用特殊的生(shēng)産工(gōng)藝和優質材料,确保産品的性能在長時候内保持穩定。

分(fēn)類

電(diàn)磁流量計的管道内沒有其他部件,所以除用于測量導電(diàn)流體(tǐ)的流量外(wài),還可用于測量各種粘度的不導電(diàn)液體(tǐ)(其中(zhōng)加入易電(diàn)離(lí)物(wù)質)的流量。在核能工(gōng)業中(zhōng)經常使用電(diàn)磁流量計。
電(diàn)磁流量計就顯示方式分(fēn)爲:分(fēn)體(tǐ)型電(diàn)磁流量計,一(yī)體(tǐ)型電(diàn)磁流量計。系列公稱通徑DN15~DN3000。
分(fēn)體(tǐ)型電(diàn)磁流量計是一(yī)種根據法拉第電(diàn)磁感應定律來測量管内導電(diàn)介質體(tǐ)積流量的感應式儀表,采用單片機嵌入式技術,實現數字勵磁,同時在電(diàn)磁流量計上采用CAN現場總線,屬國内首創,技術達到國内領先水平。
分(fēn)體(tǐ)型電(diàn)磁流量計在滿足現場顯示的同時,還可以輸出4~20mA電(diàn)流信号供記錄、調節和控制用,現已廣泛地應用于化工(gōng)、環保、冶金、醫藥、造紙(zhǐ)、給排水等工(gōng)業技術和管理部門。
分(fēn)體(tǐ)型電(diàn)磁流量計除可測量一(yī)般導電(diàn)液體(tǐ)的流量外(wài),還可測量液固兩相流,高粘度液流及鹽類、強酸、強堿液體(tǐ)的體(tǐ)積流量。
一(yī)體(tǐ)型電(diàn)磁流量計是根據法拉第電(diàn)磁感應定律制定,用來測量導電(diàn)流體(tǐ)的體(tǐ)積流量。由于獨特的特點已廣泛地應用于工(gōng)業上各種導電(diàn)液體(tǐ)的測量。主要用于化工(gōng)、造紙(zhǐ)、食品、紡織、冶金、環保、給排水等行業,與計算機配套可實現系統控制。
1.電(diàn)磁流量計沒有可動部件,也沒有阻流件,不會引起壓力損失,同時也不會引起磨損,阻塞等問題。
2.電(diàn)磁流量計是一(yī)體(tǐ)積流量測量儀表,在測量過程中(zhōng)不受被測介質的溫度、粘度、密度以及導電(diàn)率(在一(yī)定範圍内)的影響。
3.電(diàn)磁流量計的量程範圍寬,可達1:100。此外(wài),電(diàn)磁流量計隻與被測介質的平均流速成正比,而與軸對稱的流動狀态(層流或紊流)無關。
4.電(diàn)磁流量計無機械慣性,反應靈敏,可以測量瞬時脈動流量,而且線性好,因此可以将測量信号直接用轉換器線性的轉換成标準信号輸出。LD-T型可就地指示,LD型可遠距離(lí)傳送。

選購

口徑與量程的選擇
變送器口徑通常選用與管道系統相同的口徑。如果份道系統有待設計,則可根據流母範圍和流速來選擇口徑。
變送器的量程可以根據兩條原則來選擇:一(yī)是儀表滿量程大(dà)于預計的最大(dà)流量值,二是正常流值大(dà)于儀表滿量程的50%,以保證一(yī)定的測量精度。
襯裏選擇
電(diàn)磁流量計内襯材料正确選用方法
應根據被測介質的腐蝕性,磨損性和溫度來選擇内襯材料:
一(yī)、天然橡膠(軟橡膠)
1、較好的彈性,耐磨性和扯斷力
2、耐一(yī)般的弱酸、弱堿的腐蝕
3、 測水、污水
二、耐酸橡膠(硬橡膠)
可耐常溫下(xià)的鹽酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀的腐蝕,但不耐強氧化劑的腐蝕
測一(yī)般的酸、堿、鹽溶液
三、氯丁橡膠(Neoprene)
1、極好的彈性,高度的扯斷力,耐磨性能好
2、耐一(yī)般低濃度的酸堿、鹽溶液的腐蝕,但不耐氧化性介質的腐
<80℃;
測水、污水、泥漿和礦漿
四、聚胺脂橡膠(Polyurethane)
1、極好的耐磨性能
2、耐酸、堿性能差
<40℃
測中(zhōng)性強磨損的煤漿、泥漿和礦漿
五、聚四氟乙烯(PTFE)
1、耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸、王水、濃堿和各種有機溶劑
2、耐磨性能好,粘接性能差
-80~+180℃;
測濃度、濃堿強腐蝕性溶液及衛生(shēng)類介質
應用現場選型
1.了解工(gōng)藝參數
(1)了解被測液體(tǐ)名稱(由用戶提供)
(2)了解被測液體(tǐ)的最大(dà)流量、常用流量、最小(xiǎo)流量(由用戶提供)
(3)了解工(gōng)藝管徑(由用戶提供)
(4)了解介質溫度(由用戶提供)
(5)了解介質壓力(由用戶提供)
(6)了解被測流體(tǐ)的電(diàn)導率(由用戶提供)
(7)了解是否有負壓情況存在(由用戶提供)
2.初步選型
(1) 根據了解到的被測介質的名稱和性質,确定是否采用電(diàn)磁流量計(由業務員(yuán)确定)
注意:電(diàn)磁流量計隻能測量導電(diàn)液體(tǐ)流量,而氣體(tǐ)、油類和絕大(dà)多數有機物(wù)液體(tǐ)不在一(yī)般導電(diàn)液體(tǐ)之例
(2)根據了解到的被介質性質,确定電(diàn)極材料
注意;公司一(yī)般提供不鏽鋼、哈氏、钛和钽等四種電(diàn)極,選用哪種電(diàn)極應根據介質性質查相關資(zī)料手冊
(2)根據了解到的介質溫度确定采用橡膠還是四氟内襯(由營銷員(yuán)确定)
注意:橡膠耐溫不得超過80C;
四氟耐溫150C,瞬間可耐180C;
城市污水一(yī)般可采用橡膠内襯和不鏽鋼電(diàn)極
(3)根據了解到的介質壓力,選擇表體(tǐ)法蘭規格(由營銷員(yuán)确定)
注意:電(diàn)磁法蘭規格通常爲當口徑由DN10-250時,法蘭額定壓力≤1.6Mpa;
當口徑由DN250-1000時,法蘭額定壓力≤1.0Mpa;
當介質實際壓力高于上述管徑-壓力對應範圍時,爲特殊訂貨,但最高壓力不得超過6.4Mpa
(4)确定介質的電(diàn)導率
注意:(1)電(diàn)磁流量計的電(diàn)導率不得低于5uS/cm
(2)自來水的電(diàn)導率約爲幾十到上百個uS/cm,一(yī)般鍋爐軟水(去(qù)離(lí)子水)導電(diàn),純水(高度蒸餾水)不導電(diàn)
(3)氣體(tǐ)、油和絕大(dà)多數有機物(wù)液體(tǐ)的電(diàn)導率遠低于5uS/cm,不導電(diàn)。
3.了解用戶要求
(1)了解是組合式就地顯示還是分(fēn)體(tǐ)式遠傳顯示(由用戶提供)
注意:當爲分(fēn)體(tǐ)遠傳顯示時請了解最大(dà)距離(lí),分(fēn)離(lí)最大(dà)距離(lí)爲100米
(2)了解是否需要其它附加功能(由用戶提供)
注意:1、電(diàn)磁流量計本身帶有上下(xià)限流量報警、頻(pín)率和電(diàn)流輸出功能,無須另外(wài)特殊訂貨
2、電(diàn)磁流量計外(wài)殼密封防護等級有IP65和IP68兩種,當選擇潛水型IP68時屬于特殊訂貨
3、當電(diàn)磁流量計要和計算機連接時,需增加RS-485通訊口,屬于特殊訂貨
4.選型:通過上述步驟後,可最後确定電(diàn)磁流量計型号規格。

使用方法

電(diàn)磁流量計有兩個運行狀态:自動測量狀态和參數設置狀态。
  儀表通電(diàn)時,自動進入測量狀态。在自動測量狀态下(xià),電(diàn)磁流量計自動完成各測量功能并顯示相應的測量數據。在參數設置狀态下(xià),用戶使用四個面闆鍵,完成儀表參數設置。
  1、按鍵功能
1.1自動測量狀态下(xià)鍵功能
  下(xià)鍵:循環選擇屏幕下(xià)行顯示内容;
  上鍵:循環選擇屏幕上行顯示内容;
  複合鍵+确認鍵:進入參數設置狀态;
  确認鍵:返回自動測量狀态;
  測量狀态下(xià),LCD顯示器對比度的調節:小(xiǎo)液晶是通過“複合鍵+上鍵”或“複合鍵+下(xià)鍵”按數秒鍾;大(dà)液晶是通過調節大(dà)液晶背面的電(diàn)位器來實現。
  1.2參數設置狀态下(xià)鍵功能
  下(xià)鍵:光标處數字減1;
  上鍵:光标處數字加1;
  複合鍵+下(xià)鍵:光标左移;
  複合鍵+上鍵:光标右移;
  确認鍵:進入/退出子菜單;
  确認鍵:在任意狀态下(xià),連續按下(xià)兩秒鍾,返回自動測量狀态。
  注:1.使用“複合鍵”時,應先按下(xià)複合鍵再同時按住上“上鍵”或“下(xià)鍵”
  2.在參數設置狀态下(xià),3分(fēn)鍾内沒有按鍵操作,儀表自動返回測量狀态。
  3.流量零點修正的流向選擇,可将光标移至最左面的“+”或“—”用“上鍵”或“下(xià)鍵”切換使之與實際流向相反。
  4.流量的單位選擇,可将光标移至“流量量程設置”菜單的原顯示的流量單位下(xià),然後用“上鍵”或“下(xià)鍵”切換使之符合需要。
  2、參數設置功能鍵操作
  要進行電(diàn)磁流量計參數設定或修改,必須使流量計從測量狀态進入參數設置狀态。在測量狀态下(xià),按“複合鍵+确認鍵”出現狀态轉換密碼(0000),根據保密級别,按廠家提供的密碼對應修改。再按“複合鍵+确認鍵”後,則進入需要的參數設置狀态。
智能型電(diàn)磁流量計傳感器在工(gōng)藝管道上的安裝
1.智能型電(diàn)磁流量計測堵管在任何時刻必須完全注滿介質,不能在不滿管或空管的情況下(xià)正常工(gōng)作。在介質不滿管時,可采用擡高流量計後端出水管高度的方法使介質滿管,避免不滿管及氣體(tǐ)附着在電(diàn)極上。
2.管道内有真空會損壞流量計的内襯,需特别注意。
  3.流動的正方向應與流量計上箭頭所指的正方向一(yī)緻。
  4.智能型電(diàn)磁流量計即可在直管道上安裝,也可以在水平或傾斜管道上安裝,但要求二電(diàn)極的中(zhōng)心連線處于水平狀态。
  5.對于液、固兩相流體(tǐ),最好采用垂直安裝,使被測介質自上而下(xià)流動,可使流量計襯裏磨損均勻,延長使用壽命。
  6.流量計在管道法蘭附近确保有足夠的空間,以便安裝和維護。
  7.若測量管道有振動,在流量計的兩側應有固定的支座。
  8.測量介質爲重污染液體(tǐ)的,在旁路管道安裝流量計本體(tǐ),不中(zhōng)斷工(gōng)藝運行,即可排空與清流。
  9.安裝聚四氟乙烯内襯的流量計時,連接法蘭的螺栓應注意均勻擰緊,否則容易壓壞聚四氟乙烯内襯,最好用力矩扳手。

儀表安裝

方法

電(diàn)磁流量計簡單說是由流量傳感器變送器組成的。電(diàn)磁流量計的安裝要求是一(yī)定要安裝在管路的最低點或者管路的垂直段,但是一(yī)定是在滿管的情況下(xià),對直管段要求是前5D後3D,這樣才能保證電(diàn)磁流量計的使用和對精度的要求。
電(diàn)磁流量計的測量原理不依賴流量的特性,如果管路内有一(yī)定的湍流與漩渦産生(shēng)在非測量區内(如:彎頭、切向限流或上遊有半開(kāi)的截止閥)則與測量無關。如果在測量區内有穩态的渦流則會影響測量的穩定性和測量的精度,這時則應采取一(yī)些措施以穩定流速分(fēn)布:
1. 增加前後直管段的長度
2. 采用一(yī)個流量穩定器
3. 減少測量點的截面。
1.對外(wài)部環境的要求
1.1流量計應避免安裝在溫度變化很大(dà)或受到設備高溫輻射的場所,若必須安裝時,須有隔熱、通風的措施。
1.2流量計最好安裝在室内,若必須安裝于室外(wài),應避免雨水淋澆,積水受淹及太陽暴曬,須有防潮和防曬措施。
1.3流量計應避免安裝在含有腐蝕性氣體(tǐ)的環境中(zhōng),必須安裝時,須有通風措施。
1.4爲了安裝、維護、保養方便,在流量計周圍需有充裕的安裝空間。
1.5流量計安裝場所應避免有磁場及強振動源,如管道振動大(dà),在流量計兩邊應有固定管道的支座。
1. 2. 管道式電(diàn)磁流量計
2.1對直段的要求
爲了改善渦流與流場畸變的影響,流量計安裝的前、後直管段長度有一(yī)定要求,否則會影響測量精度(也可安裝整流器,盡量避免在靠近調節閥和半開(kāi)閥門之後安裝)。
2.2對工(gōng)藝管的要求
流量計對安裝點的上、下(xià)遊工(gōng)藝管有一(yī)定的要求,否則影響測量精度。
a上、下(xià)遊工(gōng)藝管的内徑與傳感器的内徑相同,并應滿足:0.98DN≤D≤1.05DN(式中(zhōng)DN:傳感器内徑,D:工(gōng)藝管内徑)
b工(gōng)藝管與傳感器必須同心,同軸偏差應不大(dà)于0.05DN
2.3旁通管的要求
爲了方便檢修流量計,最好爲流量計安裝旁通管,另外(wài),對重污染流體(tǐ)及流量計需清而流體(tǐ)不能停止的,必須安裝旁通管。
a方便流量計的檢修
b對重污染流體(tǐ)必須安裝
c流體(tǐ)不能停止而流量計需清洗
3.插入式電(diàn)磁流量計安裝要求
3.1對直管段的要求
入口/出口直管段:入口應≥10×DN;出口應≥5×DN
3.2對接地點要求
爲了使儀表可靠的工(gōng)作,提高測量精度,不受外(wài)界寄生(shēng)電(diàn)勢的幹擾/傳感器應有良好的接地,接地電(diàn)阻小(xiǎo)于10.(若金屬管道接地良好時,無須專設接地裝置)3.3 對安裝位置要求如圖所示
插入電(diàn)磁流量計根據現場管路情況不一(yī),不加裝球閥的流量計,應在不帶壓倒管路上安裝(即不帶壓安裝可選擇不加裝球閥的流量計),在管道上開(kāi)孔直徑50,準備把連接焊管焊接在管道的開(kāi)孔上;對于要求不斷流裝卸或不允許介質溢出的場合,須加裝球閥,即選擇帶球閥結構的插入式電(diàn)磁流量計;在管道上開(kāi)孔直徑50,準備把連接焊管焊接在管道的開(kāi)孔上。
插入式電(diàn)磁流量計選型
測量範圍 : 推薦使用範圍: 0.5m/s~10m/s連續可調 。最大(dà)使用範圍:0.2m/s~15m/s連續可調
信号輸出:1、開(kāi)關量可設爲: 脈沖輸出(最高1000HZ);高 /低流量報警;空管報警;流量方向示意;
故障報警;2、電(diàn)流輸出:4-20mA輸出
組态方式:1、通過三個手動鍵現場組态。 2、通過遙控器現場組态。 3、通過手操器進行現場組态。
記憶:EEPROM不會消失之記憶體(tǐ),無需電(diàn)池保存。

說明

電(diàn)磁流量計廣泛應用于污水,氟化工(gōng),生(shēng)産用水,自來水行業以及醫藥,鋼鐵等等諸多方面。由于原理決定了它隻能測導電(diàn)液體(tǐ)。雖說它在可靠性和穩定性方面都比其它種類的流量計要好許多,但客戶在實際使用過程中(zhōng),還是會發生(shēng)一(yī)些問題,下(xià)面我(wǒ)就電(diàn)磁流量計在選型和安裝上詳細說一(yī)下(xià):
一(yī),和其它流量計一(yī)樣,雖然電(diàn)磁流量計它的測量範圍比是30:1,比渦街流量計和差壓式流量計都要高,但也是有限制的,許多客戶定表時,常常把它和水表相比較,以爲可以測量很低的流速,一(yī)般情況下(xià),它隻能測0.1m/s.低于此流速電(diàn)磁流量計就很難正确測量。所以定貨初期對流量範圍比要搞清楚。定貨時不能按原先管道口徑來定貨,最好按你實際流量來定儀表口徑。
二,和其它流量計一(yī)樣,電(diàn)磁流量計對安裝前後直管道也有要求,隻不過比其它類流量計要求更低,但最關健一(yī)點要滿足:就是滿管,再滿管。不滿管的情況下(xià)容易引起流量計亂跳:
三,和其它流量計一(yī)樣,電(diàn)磁流量計也有防護等級,一(yī)般一(yī)體(tǐ)式的防護等級爲IP65,分(fēn)體(tǐ)式的爲IP68(針對傳感器而言),如果客戶對儀表安裝環境有要求,安裝地點在地下(xià)陰井或其它一(yī)些潮濕的地方,建議客戶選用分(fēn)體(tǐ)式的。以免選錯對儀表造成損害。
四,電(diàn)磁流量計可以測腐蝕性液體(tǐ),但定貨初期客戶要正确提供其它測量介質屬性,以免選型時對電(diàn)極選型上的錯誤,導緻傳感器在後期使用過程中(zhōng)報廢,給客戶帶來不便和經濟上的損失。
五,電(diàn)磁流量計雖說可靠性比較好,一(yī)般情況下(xià)不會損壞,但由于其原理決定,傳感器電(diàn)極表面一(yī)直和液體(tǐ)接觸,時間久了,電(diàn)極表面比較容易受污染。所以電(diàn)磁流量計一(yī)般情況下(xià),客戶有條件拆的情況下(xià),建議一(yī)年到一(yī)年半之間拆出來清洗一(yī)次電(diàn)極以保證流量計整機的測量精度。任何儀器儀表都是需要“保養”的,電(diàn)磁流量計也不例外(wài)。
六,在主管線是垂直管線時,一(yī)般情況下(xià),要求水流是自下(xià)而上,盡量不要自上而下(xià)。後者容易引起流量波動比較大(dà)。安裝除了滿管以外(wài),這點也是很重要的,其次就是前後直管道的距離(lí)了。
選擇便于維修,活動方便的地方。流量計應安裝在水泵後端,決不能在抽吸側安裝;閥門應安裝在流量下(xià)遊側。