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            氟硫酸流量计

            来源:作者:发表时间:2019-03-18

             

            电磁流量计(EMFM)的内管壁必须是不导电的,以防止产生的电动势短路。通常金属管内部衬有绝缘材料。衬里限制了被测流体的适用温度范围及其可靠性。提出了一种新结构,其中去除了绝缘衬里并用非绝缘材料代替。通过施加与流体流速成比例的电压在管壁上形成电位分布。电位分布由导电管壁决定。本文介绍了非绝缘管壁EMFM的理论分析和实验结果。

             

            氟硫酸流量计概述
                氟硫酸流量计是测量液体介质*的流量仪表,选型则是重中之重,它之所以应用非常广泛是因为它计量准确度高,故障少,安装方便,使用寿命长,安全性高,功能多,显示直观,设置简单。在水,污水,硫酸,盐酸,白酒,啤酒等无腐蚀性和有腐蚀性中有着大量应用。*我要告诉你们电磁流量计只能用于测量导电率大于5的有腐蚀和无腐蚀性液体。作为电磁流量计的生产厂家,要认真对待产品选型,根据用户现场条件和环境不同来综合考虑问题,才能最终选对型,选好型,此外产品的质量*重要,高质量产品才能做到计量准确。

               电磁流量计五大励磁技术之一:直流励磁技术:直流励磁技术是利用永磁体或通过直流电源给电磁流量传感器励磁绕组供电,来形成恒定的励磁磁场,其励磁波形如图2.4 所示。该技术具有方法简单可靠、受工频干扰影响小、流体中自感现象可忽略不计等特点。B=B0(常数) B t 2.4 直流励磁Fig.2.4 Direct current excitation 目前,直流励磁技术存在的*问题是直流感应电势在两电极表面形成固定的正负极性,从而引起被测流体介质电解,导致电极表面出现极化现象。这种现象的存在将使由流量信号感生的电势减弱, 电极间等效电阻增大,同时出现电极极化和电势漂移,以至严重影响信号转换放大部分的工作。其次, 直流励磁在电极间所产生的不均衡的电化学干扰电势叠加在直流流量信号中,不仅无法消除,而且还随着时间、流体介质特性以及流体流动状态等变化而变化。再次,直流放大器的零点漂移、噪声和稳定性等问题难以获得很好解决;谝陨显,直流励磁技术目前仅应用于导电率极高而又不产生极化效应的液态金属流量测量中。

               电磁流量计五大励磁技术之二:工频正弦波励磁技术:工频正弦波励磁技术是利用工频50Hz 正弦波电源给电磁流量传感器励磁绕组供电,使之形成正弦波励磁磁场,其励磁波形如图2.5 所示。其主要特点是能够基本消除电极表面极化现象,降低电极电化学电势影响和传感器内阻。B=BmSin ωt ω=2πf B t 2.5 工频正弦波励磁Fig.2.5 50Hz sine wave excitation 另外,输出流量信号仍然是工频正弦波信号,易于信号放大处理。尽管如此,工频正弦波励磁技术并非*,其在实际应用中会带来一系列电磁感应干扰和噪声。首先,电磁感应产生正交干扰(又称为变压器干扰电势)。该干扰的幅值与频率成正比,相位比流量信号相位滞后90.,且一般又远远大于流量信号。因此,如何克服正交干扰电势的影响是该技术应用的主要难题。其次,由电源电压幅值和频率波动所产生的电源性干扰。再次,存在电磁感应涡流效应、静电感应分布电容、杂散电流之间产生的同相干扰。这些干扰电势的频率和工频完全一致,并叠加在流量信号之中难以消除,以至于电磁流量计零点不稳定。因此,实际应用中必须采用相敏整流、线路补偿、自动正交抑制等措施,以消除与流量信号频率一致的工频干扰电压。

               电磁流量计五大励磁技术之三:低频矩形波励磁技术:低频矩形波励磁技术是一种介于直流励磁和工频交流励磁之间的励磁技术,其励磁波形如图2.6 2.7 所示。它不仅具有直流励磁技术不产生涡流效应、正交干扰、同相干扰等优点,还具有工频正弦波励磁技术不产生极化效应、流量信号便于放大处理等优点。然而,由于励磁线圈并非理想电阻, 励磁电流在上升和下降阶段存在的微分干扰使矩形波前后沿变平坦,而且在测量浆液等液固两相导电性流体时电极表面还会产生尖峰电势干扰。这些缺点限制了该励磁技术的广泛应用。

               电磁流量计五大励磁技术之四:三值低频矩形波励磁技术:三值低频矩形波励磁技术采用八分之一工频频率(6.25Hz)为周期,使励磁电流按照正零负零 正的规律变化,。此项励磁技术*特点是能够在零态时自动校正零点,具有零点稳定的特性。此外,该技术还可利用微处理器的逻辑判断功能和运算功能解决尖峰干扰电势的影响。三值低频矩形波励磁技术虽然具有良好的零点稳定性,但同样存在励磁电流积分干扰的影响, 且在测量泥浆、纸浆等含纤维或固体颗粒流体及低导电率流体流量时表现出明显不足。固体颗粒擦过电极表面时产生的低频尖峰噪声和流体流动噪声,往往导致电磁流量计的输出摆动,甚至影响仪表的正常工作。

               电磁流量计五大励磁技术之五:双频矩形波励磁技术:研究分析表明:干扰噪声具有1/f 的频谱特征,低频时幅值大,高频时幅值小。在测量低导电率液体流量时,电极电化学电势的定期变化将产生随着流量增加而频率增加的随机噪声,即流体流动噪声。这种噪声同样具有和尖峰噪声相类似的1/f 频谱特性,因此可通过提高励磁频率的方法降低尖峰噪声和流体流动噪声对流量检测的影响。为了解决测量泥浆、纸浆、矿浆等液固两相导电性流体时出现的尖峰噪声干扰,日本横河北辰电机株式会社精心总结各种励磁技术的特点,于1988 年提出双频矩形波励磁技术,其励磁波形如图2.9 所示。双频矩形波励磁技术虽然可以解决尖峰噪声干扰,但使转换器结构变得复杂,成本增加,同时增加了传感器功耗,不利于节能。图2.9 双频矩形波励磁Fig.2.9 Double frequence rectangle shapped wave excitation 由上面分析可知,传统正弦波励磁*的难题是无法彻底解决工频干扰问题,同时其正交干扰与励磁频率成正比,经;嵫兔涣髁啃藕;低频方波励磁很大程度解决了工频干扰和正交干扰,但又存在微分干扰的问题,同时仍然存在涡电流的影响;在低频励磁方式上改进的三值低频矩形波励磁改善了微分干扰状况,但不能解决其它一些干扰问题

             

            氟硫酸流量计技术参数

            适用管径

            DN15mm2600mm                                             

             

            电极材料

            316L(不锈钢)、HC(哈氏C)、HB(哈氏B)、Ti(钛)、Ta(钽)

             

            适用介质

            导电率>5us/cm的液体

             

            测量范围

            0110m/s(可扩展到15m/s)

             

            量程上限

            0.510m/s,推荐15m/s

            精度等级

            0.3级、0.5级、1.0级(随口径区分)

            输出信号

            420mADC,负载≤750Ω;0~3KHz,5V有源,可变脉宽,高端有效频率输出:RS485接口

            工作压力

            1.0MPa,1.6MPa,4.0MPa,16MPa(特殊)

            流体温度

            -20℃~80,80℃~130℃,130℃~180℃ 参考衬里材质

            环境温度

            传感器-40℃~80;转换器-15℃~50

            环境温度

            85%RH(20℃时)

            电缆出口尺寸

            M20×1.5

            供电电源

            220VAC±10%;50Hz±1Hz;24VDC±10%

              

            8

            外壳防护等级

            一体式:IP65分体式:传感器IP68转换器IP6

            接地环材质

            1Cr18Ni9Ti(不锈钢)、HC(哈氏C)、Ti()、Ta()、Cu()

            连接法兰

            国标GB9119-88(DIN2051,BS4504)

            电磁流量计流量范围查询

            内径(mm

            10

            15

            20

            25

            32

            40

            50

            65

            Qminm3/h

            0.0283

            0.0636

            0.12

            0.176

            0.29

            0.452

            0.7

            1.19

            Qmaxm3/h

            4.24

            9.54

            16.96

            26.5

            43.42

            67.85

            106.0

            179.0

            内径(mm

            80

            100

            125

            150

            200

            250

            300

            350

            Qminm3/h

            1.8

            2.82

            4.41

            6.36

            11.3

            17.6

            25.4

            34.6

            Qmaxm3/h

            271.0

            424.0

            662.0

            954.0

            1690

            2650

            3810

            5190

            内径(mm

            400

            450

            500

            550

            600

            700

            800

            900

            Qminm3/h

            45.2

            57.2

            77.6

            85.5

            101.0

            138.0

            180.0

            229.0

            Qmaxm3/h

            6780

            8570

            10600

            12800

            15200

            20700

            27100

            34300

            内径(mm

            1000

            1100

            1200

            1400

            1600

            1800

            2000

            2200

            Qminm3/h

            282.0

            342.0

            407.0

            554.1

            732.7

            916.0

            1131.0

            1368.4

            Qmaxm3/h

            42400

            51300

            61000

            83121

            108566

            137404

            169635

            205258

             

            氟硫酸流量计工作原理:

            根据法拉第电磁感应定律,在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速v流动时,导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明,只要管道内流速分布为轴对称分布,两电极之间产生感生电动势:

            e=KBDv 3-36

            式中,v为管道截面上的平均流速,k为仪表常数。由此可得管道的体积流量为:

            qv= πeD/4KB 3-37

            由上式可见,体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系,与磁场的磁感应强度B成反比,与其它物理参数无关.这就是电磁流量计的测量原理.

            需要说明的是,要使式(3—37)严格成立,必须使电磁流量计测量条件满足下列假定:

            磁场是均匀分布的恒定磁场;

            被测流体的流速轴对称分布;

            被测液体是非磁性的;

            被测液体的电导率均匀且各向同性。

             

            氟硫酸流量计技术参数

            ◆仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5

            ◆测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。

            ◆流速范围:0.28m/s

            ◆工作压力:1.6MPa

            ◆环境温度:-40℃~+50

            ◆介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180      

            橡胶材质衬里65

            ◆防爆标志:ExmibdBT4

            ◆防爆证号:GYB01349

            ◆外磁干扰:≤400A/m

            ◆外壳防护:一体化型: IP65;

            型:  传感器IP68(水下5米,仅限于橡胶衬里)

            转换器IP65

            ◆输出信号:420mA.DC,负载电阻0750Ω

            ◆通讯输出:RS485CAN总线

            ◆电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔

            ◆电源电压:90220V.AC、24±10%V.DC

            *功耗:≤10VA

             

            氟硫酸流量计选型谱:

            型号

            口径

             材质:球墨铸铁和不锈钢

            MAT-LDE

            15~2600

             

             

            代号

            电极材料

             

            K1

            316L

            K2

            HB

            K3

            HC

            K4

            K5

            K6

            铂合金

            K7

            不锈钢涂覆碳化钨

             

            代号

            内衬材料

             

            C1

            聚四氟乙烯(F4

            C2

            聚全氟乙丙烯(F46

            C3

            聚氟合乙烯(FS

            C4

            聚录丁橡胶

            C5

            聚氨脂橡胶

             

            代号

            功能

            E1

            0.3

            E2

            0.5

            E3

            1

            F1

            420Madc,负载≤750Ω

            F2

            0-3khz,5v有源,可变脉宽,输出高端有效频率

            F3

            RS485接口

            T1

            常温型

            T2

            高温型

            T3

            超高温型

            P1

            10MPa

            P2

            16MPa

            P3

            40MPa

            P4

            16MPa

            D1

            220VAC±10

            D2

            24VDC±10

            J1

            一体型结构

            J2

            分体型结构

            J3

            防爆一体型结构

            选型原则
                   被测流体必须是导电性的液体或浆液,其电导率不小于5 μs/cm,被测流体不应含较多的铁磁性物质或气泡,应根据被测流体的特性选择合适的压力等级、衬里材料、电极材料及仪表结构形式。
                    通径的选择
                    1.因LD电磁流量计具备150:1高范围度,通常选择仪表口径与工艺管道相同。
                    2.若被测介质含固体颗粒,推荐的流速范围为13m/s,如实际流速过大,又不便改的,可选仪表通径大于工艺管道通径,以适当减小流量计测量管段的流体流速,减轻颗粒对电极和衬里的磨损。
                    3.若工艺管道中可能有沉积物,推荐流速为2~5m/s,如实际流速过小,又不便更改工艺管道的,可选仪表通径小于工艺管道通径,以适当增大流量计的流体流速,避免沉积物对仪表精确度的影响。
                    4.在流速太小而又要求高精确度计量的,可选小于工艺管道通径的传感器,使流速变大,保证较高精确度。
                   上述2、3、4项情况,流量计上、下游须装异径管。异径管中心锥角应不大于15°,且异径管上游至少有5倍工艺管道直径的直管段。
                   为帮助选型,下表列出了几个具有代表性流速对应的流量。任何流量对应流速也可快捷地利用本表算出:若已知流量值Q(m3h),再由表中查出相应通径下1m/s流速对应流量值Q1,则:对应流速V=Q/Q1(m/s)。

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