流量计测量原理乃基于法拉第电磁感应规律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。其电极头于衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双向方波脉冲励磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时,如果具有一定电导率的流体流经测量管,将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B,测量管内径d与平均流速 V 的乘积、电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后,可显示流体流量,并能输出脉冲,模拟电流信号,用于流量的控制和调节。
E?KBdV
B式中: E---------为电极间的信号电压(v)
励磁线圈 B---------磁通密度(T)
d---------测量管内径(m)
测量管V --------平均流速(m/s) (内径d) K---------常数 方波电极 由于K为常数,励磁电流是恒流的,故B也
E=KBdV是常数,则由(2-1)式可知,体积流量Q与信号
电压E成正比,即流速感应的信号电压E与体积流速V流量Q成线性关系。因此,只要测量出E就可确
励磁线圈定流量Q,这就是电磁流量计的基本工作原理。 (2-1)式可知,被测流体介质的温度、密度、压力、导电率、液固两相流体介质的液固成分比等参数不会影
图2-1 工作原理响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动(如层
流或紊流)就不会影响测量结果的。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量计。
在本产品中采用90年代世界最新技术。利用恒流低频三值矩形波或双频矩形波励磁。既有矩形波磁场的优点,又克服了正弦波磁场的缺点;同时还可以消除电源电压波动、电源频率变化及励磁线圈阻抗变化所造成的误差;同时还克服了励磁电路大功率晶体管的发热问题,使励磁线圈的温升极小,几乎没有温升发热现象,完全不必担心励磁线圈会被烧毁的危险,并有极好的零点稳定性和不受流体噪声干扰影响。从而使产品具有高可靠性,高稳定性的特点。
除此之外,在本产品中还把励磁线圈设计成具有产生非均匀磁场分布的特点,从而使传感器作成小型轻量化,同时可对非轴对称流动所产生的误差起到一定的补偿作用。
3.技术性能和流量计的正确选型 3.1执行标准
MAGYN智能电磁流量计执行标准JB/T9248-1999和本公司企业标准Q/TCEP07-2010
3.2 环境条件
环境温度:分体型:传感器-25℃~+70℃ 转换器-10℃~+50℃ 一体型 -10℃~+50℃ 相对湿度:5%~95%RH(无结霜)。 机械振动:频率55HZ,振幅0.55mm. 环境电磁场:≤400A/m。
- 5 -
大气环境:避免有强烈腐蚀性的大气环境,安装位置应有足够的通风,并防止雨水流进接线管。
3.3 工作条件
a. 流体介质最高温度:
一体型 +80℃ 分离型: 橡胶衬里、聚氨酯衬里 +80℃
聚四氟乙烯衬里 +100℃
b. 流体电导率: ≥5μs/cm c. 公称压力:
0.6MPa(DN1200-DN2400) 10.0MPa(DN15-DN100) 1.0MPa(DN700-DN1000) 16.0MPa(DN25-DN50) 1.6MPa(DN200-DN600) 25.0MPa(DN25-DN80) 4.0MPa(DN15-DN150) 32.0MPa(DN25-DN80) 6.4MPa(DN15-DN100) d.电源 100~240VAC 47~63HZ
24VDC(±5%)
3.4 技术参数
流速范围:1.0~10.0m/s 0.3~1.0m/s(准确度等级比1.0~10m/s区段低一级) 测量范围:详见附录五
准 确 度:±1.0% ±0.5% ±0.3% 重 复 性:0.33% 0.17% 0.10%
工作压力:不大于其公称压力(详见3.3工作条件) 流体温度:不大于其额定工作温度(详见3.3工作条件) 防护等级:IP68(仅分体型流量计的橡胶或聚氨酯衬里传感器) 水下5m(DN15~DN2400) IP65(其它)
电极材料:不锈钢、哈氏合金、钛、钽、铂铱合金、碳化钨 内衬材料:聚四氟乙烯、聚氨酯、合成橡胶 法兰材料:碳钢。可特殊订货(不锈钢) 测量导管: 不锈钢1Cr18Ni9Ti
输出信号:标准电流4~20mA/0~10mA任选、频率1~5000Hz 通 讯:RS485 报 警:常开
工作电源:DC24V 10VA/AC220V 10VA 50Hz
防爆等级: ExdeiaⅡCT4(ⅡC仅含H2),防爆证号:GYB101400
3.5正确选型
仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作,据有关资料表明,仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表的错误选型和错误安装造成的,请特别注意。 3.5.1 收集数据
a 被测流体名称和其化学性能;
b 最大流量、最小流量和常用流量;
- 6 -
建议:常用流量应选择在1~3m/s流速段内,如果不符,请用户调正所选仪表的口径规格; c 最高工作压力;
d 最高工作温度、最低工作温度。
3.5.2 被测流体必须具备一定的导电性、导电率≥5μs/cm。 3.5.3 最大流量和最小流量必须符合附录B的数据。
3.5.4 实际最高工作压力必须小于流量计的额定工作压力(见传感器铭牌)。
3.5.5 最高工作温度和最低工作温度必须符合流量计规定的温度要求(见传感器铭牌)。 3.5.6 确定是否有负压情况存在。
3.5.7 电极和衬里材料的选择应满足流体介质的化学性能。
3.6 公称通径与流量范围(详见附录五) 3.7 电极材料的选择
电极材料 不锈钢 耐蚀性能 用水、污水或无机、有机酸腐蚀性介质的测量。 能耐氧化性酸、如硝酸、混酸或硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化的盐类 哈氏合金 如Fe++、Cu++下或其他氧化剂的腐蚀。如高于常温的次氯酸盐溶液、海水 的腐蚀。 碳化钨 用于无腐蚀性、强磨损性介质。 能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硝酸)、有机酸碱 钛 等腐蚀;不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀。但如酸中含有氧化 剂时,耐腐蚀性大为降低。 具有优良的耐腐蚀性,和玻璃很相似。除了氢氟酸、发烟酸、碱外,几乎能 钽 耐一切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和175℃以下的硫酸)腐蚀。在碱中 不耐腐。 铂/铱 蒙耐尔 对于各种酸的耐腐蚀性能较好,耐碱和各类盐的腐蚀,但不耐王水腐蚀。 一种镍-铜合金、耐所有的碱。 3.8衬里材料的选择
衬里材料 主要性能 ?化学性能稳定、能耐各种酸、碱、盐溶液和各种有机溶剂;聚四氟乙烯 不耐三氟化氯、高温三氟氟化氧、高流速液氧、臭氧的腐蚀 ?耐磨性能一般 聚氨酯 ?耐腐蚀性能一般 ?耐磨性能优良 ?有极好的弹性、高度扯断力、耐磨性能好 ?耐一般低浓度酸、碱、盐溶液;不耐氧化性介质的腐蚀 适用范围 ?-80℃~+120℃ ?浓酸、碱等强腐蚀介质 ?<80℃ ?能用于强磨损性介质 ?<80℃ ?中性强磨损的矿浆、煤浆、泥浆 合成橡胶 3.9接地环的选择
若与传感器连接的管道是绝缘性,则需用接地环,若被测介质是磨损的,应选择带颈衬里保
护接地环。
聚四氟乙烯衬里的传感器,出厂时均配有接地环,其作用有二:一是保护衬里表面,
- 7 -
二是有良好接地。
带颈保护环
4 外形和安装尺寸
注:除以下标准连接尺寸和公称压力以外,可依据用户要求,根据用户实际安装位置尺寸,管道公称压力进行非标准设计和制造。
4.1转换器的结构外型尺寸(详见转换器部分)
4.2电磁流量计(含传感器)外形及连接尺寸(见图4-2,表4-1)
147242.514075HHD1DH195n-dOn-dOn-dOD1D1L1DL1L1D
a一体型电磁流量计 图4-2a一体型电磁流量计
DN100) (≥DN100)
图4-2b一体型电磁流量计
(≥DN100)
Dn-dOD1图4-2C分离型电磁流量计 (≥DN100)
b注:仪表长度L1含衬里 L1=L+2S+5(允差)
L:表4-1中仪表理论长度。 Sl:接地环,S=6mm
BL1H
图4-2d一体型电磁流量计(DN25~DN80)
- 8 -
CD1n-LDJmPHL1B
图3 中压电磁流量传感器外形尺寸和法兰联接尺寸图
表4-1常用规格电磁流量计外形尺寸和法兰联接尺寸
欧标体系:JB/T81-94=GB9119-2000=HG20592(20593板式平焊((FF/RF/MM);20595带颈对焊
(FF/RF/MM/RJ)) JB/T82.4-94环连接面(RJ)= HG20592之环连接面(RJ);其钢环HG20612-97
PN 0.25 / 0.6 / 1.0 / 1.6 / 2.5 / 4.0 / 6.3 / 10.0 / 16 / 25MPa 美标体系:SH3406-96 = HG20615(20616带颈平焊;20617带颈对焊(FF/RF/MM/RJ))
PN 1.0Class75 / 2.0Class150 / 5.0Class300 / 6.8Class450 / 11Class600 / 15Class900 / 26Class1500 / 42MPaClass2500MPa
GB/T 9115.1-2000平、凸面(FF/RF)对焊:
欧标体系(1.0 / 1.6 / 2.5 / 4.0 / 6.3 / 10 / 16 /MPa)= JB/T81-94=GB9119==HG20592 美标体系(2.0 / 5.0 / 11 / 15 / 26 / 42MPa)
GB/T 9115.2-2000 凹凸面对焊:
欧标体系(1.6 / 2.5 / 4.0 / 6.3 / 10 / 16 /MPa) 美标体系(5.0 / 11 / 15 / 26 MPa)
GB/T 9115.4-2000 环连接面(RJ)对焊:
无欧标体系
美标体系(2.0 / 5.0 / 11 / 15 / 26 / 42MPa)
GB/T 9116.1-2000平、凸面(FF/RF)平焊:
欧标体系(1.6 / 2.5 / 4.0 / 6.3 / 10 / 16 /MPa) 美标体系(5.0 / 11 / 15 / 26 MPa)
GB/T 9116.2-2000 凹凸面平焊:
欧标体系(1.6 / 2.5 / 4.0 / 6.3 / 10 / 16 /MPa) 美标体系(5.0 / 11 / 15 / 26 MPa)
GB/T 9116.4-2000 环连接面(RJ)平焊:
无欧标体系
美标体系(2.0 / 5.0 / 11 / 15 / 26 / 42MPa)
- 9 -