一、硝酸流量計(jì)原理 :
硝酸流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理,在與測(cè)量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極,當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管軸線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),此感應(yīng)電勢(shì)由兩個(gè)檢測(cè)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(shì);
K-與磁場(chǎng)分布及軸向長(zhǎng)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(cè)量管內(nèi)直徑)
傳感器將感應(yīng)電勢(shì)E作為流量信號(hào),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(shí)流量和累積流量。轉(zhuǎn)換器有4~20mA輸出,報(bào)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。
硝酸流量計(jì)不但可測(cè)量一般導(dǎo)電液體的體積流量外,還可用于測(cè)量強(qiáng)酸強(qiáng)堿等強(qiáng)腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環(huán)保、食品等工業(yè)部門及市政管理,水利建設(shè)、河流疏浚等領(lǐng)域的流量計(jì)量。
硝酸流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)主要由磁路系統(tǒng)、測(cè)量導(dǎo)管、電極、外殼、襯里和轉(zhuǎn)換器等部分組成。
磁路系統(tǒng):其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場(chǎng)。直流磁路用*磁鐵來(lái)實(shí)現(xiàn),其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,受交流磁場(chǎng)的干擾較小,但它易使通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管內(nèi)的電解質(zhì)液體極化,使正電極被負(fù)離子包圍,負(fù)電極被正離子包圍,即電極的極化現(xiàn)象,并導(dǎo)致兩電極之產(chǎn)蝗內(nèi)阻增大,因而嚴(yán)重影響儀表正常工作。當(dāng)管道直徑較大時(shí),*磁鐵相應(yīng)也很大,笨重且不經(jīng)濟(jì),所以電磁流量計(jì)一般采用交變磁場(chǎng),且是50HZ工頻電源激勵(lì)產(chǎn)生的。
測(cè)量導(dǎo)管:其作用是讓被測(cè)導(dǎo)電性液體通過(guò)。為了使磁力線通過(guò)測(cè)量導(dǎo)管時(shí)磁通量被分流或短路,測(cè)量導(dǎo)管必須采用不導(dǎo)磁、低導(dǎo)電率、低導(dǎo)熱率和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的材料制成,可選用不導(dǎo)磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強(qiáng)度塑料、鋁等。
電極:其作用是引出和被測(cè)量成正比的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)。電極一般用非導(dǎo)磁的不銹鋼制成,且被要求與襯里齊平,以便流體通過(guò)時(shí)不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆積在其上面而影響測(cè)量精度。
外殼:應(yīng)用鐵磁材料制成,是分配制度勵(lì)磁線圈的外罩,并隔離外磁場(chǎng)的干擾。
襯里:在測(cè)量導(dǎo)管的內(nèi)側(cè)及法蘭密封面上,有一層完整的電絕緣襯里。它直接接觸被測(cè)液體,其作用是增加測(cè)量導(dǎo)管的耐腐蝕性,防止感應(yīng)電勢(shì)被金屬測(cè)量導(dǎo)管管壁短路。襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
轉(zhuǎn)換器:由液體流動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)十分微弱,受各種干擾因素的影響很大,轉(zhuǎn)換器的作用就是將感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)并抑制主要的干擾信號(hào)。其任務(wù)是把電極檢測(cè)到的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)Ex經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)。
二、硝酸流量計(jì)選型:
1、根據(jù)一體型和分離型河道污水流量計(jì)的特點(diǎn),選擇合適的類型。一體型河道污水流量計(jì)安裝敷線方便,精度中等,不宜在地面以下安裝,以防轉(zhuǎn)換器被水淹沒(méi)。分離型河道污水流量計(jì),精確度較高,轉(zhuǎn)換器與傳感器異地安裝,更適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較差(如有害、有毒、易受水淹沒(méi)等場(chǎng)所)的場(chǎng)合,但安裝、敷線較嚴(yán)格,否則易引入干擾信號(hào)。
2、選擇合適的電極形式。對(duì)于不產(chǎn)生結(jié)晶、結(jié)疤、不沾污電極的介質(zhì),可用標(biāo)準(zhǔn)電極,否則用刮刀式清垢電極或有清洗連接裝置的電極。對(duì)于測(cè)污泥場(chǎng)合,還可選用可換式電極。
3、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性選擇電極材料。
電極材料 | 代號(hào) | 耐腐蝕性能 |
316L不銹鋼 | V | 1適用于工業(yè)、生活用水,原水井水,城市污水等中性溶液 |
哈氏合金C | HC | 1適用于耐氧化性酸,如硝酸、混酸、鉻酸與硫酸的混合物 |
哈氏合金B | HB | 1對(duì)于非氧化酸、堿、鹽如硫酸、磷酸、氫氟酸有良好的腐蝕性 |
鈦 | Ti | 耐海水,各種氯化物忽然次氯酸鹽及多種氫氧化物的腐蝕 |
鉭 | Ta | 除了氫氟酸外,幾乎能耐一切化學(xué)介質(zhì)的腐蝕。但價(jià)格昂貴 |
鉑 | Pt | 適用所有的酸堿鹽溶液(發(fā)煙硫酸及硝酸) |
碳化鎢 | W | 具有優(yōu)異的耐磨性能,于泥漿、紙漿等磨損性介質(zhì) |
4、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、磨損性及溫度來(lái)選擇襯里材料。
襯里材料 | 耐腐蝕性能 | 工作溫度 | 適用范圍 |
氯丁橡膠Ne | 耐一般低濃度酸堿鹽的腐蝕 | -20~70℃ | 工業(yè)用水污水低濃度酸堿鹽 |
聚氨酯橡膠PO | 有*的耐磨性能,于強(qiáng)磨損性漿液,不耐腐 | -10~60℃ | 含固體顆粒的液體(水泥漿礦漿等) |
聚全氟乙丙烯FEP | 1耐熱耐腐蝕性與PTFE相當(dāng) | -40~180℃ | 除砂漿等強(qiáng)磨損性介質(zhì)外的所有流體。與PTFE一樣,能用于飲料等有衛(wèi)生要求的介質(zhì) |
聚四氟乙烯PTFE | 幾乎可以抵抗所有化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,抗磨損性能較差 | -40~180℃ | 不能用于負(fù)壓管道及磨損性較強(qiáng)的流體 |
5、硝酸流量計(jì)防護(hù)等級(jí)。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB4208-1984約同于電工委員會(huì)IEC標(biāo)準(zhǔn)(IEC529-7B),外殼防護(hù)等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)為:IP65為防噴水型,即可允許水從任何方向?qū)x表噴水,噴水壓力為30Kpa。出水量為0.75m3/h,噴水口離儀表距離為3m;IP67為防浸水型,即儀表可全部浸入水中,zui高點(diǎn)應(yīng)在水下至少150cm,持續(xù)時(shí)間至少30min。IP68為潛水型,能*在水下工作。根據(jù)以上規(guī)定,在地下安裝易被水淹的儀表應(yīng)選IP68,儀表在地上安裝的宜選IP65。
6、根據(jù)連接儀表管道的絕緣性選擇接地。
7、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的zui高壓力選擇河道污水流量計(jì)的公稱壓力。對(duì)于介質(zhì)壓力為10MPa、16MPa、25MPa、32MPa幾個(gè)等級(jí)的流量測(cè)量,應(yīng)選用高壓型河道污水流量計(jì)。其zui大口徑為100mm
三、硝酸流量計(jì)優(yōu)勢(shì):
1.傳感器zui重要的部件-線圈作*化的設(shè)計(jì),并通過(guò)zui嚴(yán)格的實(shí)流試驗(yàn),切實(shí)保證產(chǎn)品的測(cè)量精度
2.信號(hào)電極作*的靜電屏蔽處理,保證小信號(hào)不會(huì)受線圈的干擾,保證低流速的測(cè)量精度
3.線圈與外界作隔離處理,保證線圈*的絕緣強(qiáng)度,也就保證傳感器的*測(cè)量精度
4.傳感器所有的焊接工藝都采用氬弧焊工藝,雖然成本較高,但能保證焊接的可靠性(焊接是傳感器的zui主要的生產(chǎn)工藝),特別是安裝線圈后的zui后一道焊接工序,用氬弧焊工藝能保證已安裝的線圈不被損傷
5.采用接地電極結(jié)構(gòu),形成一個(gè)平衡電極平面,保證整個(gè)測(cè)量平均速度的過(guò)程都被限制在平衡電極平面之內(nèi)進(jìn)行,能很好的消除電氣噪聲干擾,提供精確的測(cè)量結(jié)果
6.采用定制的雙層屏蔽電纜
7.可編程頻率低頻矩形波勵(lì)磁,提高了流量測(cè)量的穩(wěn)定性,功率損耗低
8.特殊介質(zhì)測(cè)量(如漿液)采用高頻勵(lì)磁,消除雜波干擾
9.采用16位嵌入式微處理器,運(yùn)算速度快,精度高
10.全數(shù)字處理,抗*力強(qiáng),測(cè)量可靠,精度高
11.超低EMI開關(guān)電源,適用電源電壓變化范圍大,抗EMC性能好
12.用單塊電路板完成所有功能設(shè)計(jì),采用SMD器件和表面帖裝SMT)技術(shù),電路可靠性高
13.高清晰度背光中文LCD顯示,顯示累積流量、瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等
14.菜單操作,使用方便,操作簡(jiǎn)單,易學(xué)易懂
15.雙向測(cè)量系統(tǒng),內(nèi)部具有三個(gè)積算器可分別顯示正向累計(jì)量、反向累計(jì)量及差值積算量
16.具有自檢與自診斷功能,并在屏幕上顯示
四、硝酸流量計(jì)參考流量范圍:
口徑(mm) | 流量范圍(m3/h) | 口徑(mm) | 流量范圍(m3/h) |
φ15 | 0.06~6.36 | φ450 | 57.23~5722.65 |
φ20 | 0.11~11.3 | φ500 | 70.65~7065.00 |
φ25 | 0.18~17.66 | φ600 | 101.74~10173.6 |
φ40 | 0.45~45.22 | φ700 | 138.47~13847.4 |
φ50 | 0.71~70.65 | φ800 | 180.86~18086.4 |
φ65 | 1.19~119.4 | φ900 | ?228.91~22890.6 |
φ80 | 1.81~180.86 | φ1000 | ?406.94~40694.4 |
φ100 | 2.83~282.60 | φ1200 | 553.90~55389.6 |
φ150 | 6.36~635.85 | φ1600 | 723.46~72345.6 |
φ200 | 11.3~1130.4 | φ1800 | 915.62~91562.4 |
φ250 | 17.66~176.25. | φ2000 | 1130.4~113040.00 |
φ300 | 25.43~2543.40 | φ2200 | 1367.78~136778.4 |
φ350 | 34.62~3461.85 | φ2400 | 1627.78~162777.6 |
φ400 | 45.22~4521.6 | φ2600 | 1910.38~191037.6 |
備注:(300口徑以上建議使用插入式)
五、硝酸流量計(jì)選型:
型號(hào) | 口徑 | |||||
WKDC1501 | 15~2600 | |||||
代號(hào) | 電極材料 | |||||
K1 | 316L | |||||
K2 | HB | |||||
K3 | HC | |||||
K4 | 鈦 | |||||
K5 | 鉭 | |||||
K6 | 鉑合金 | |||||
K7 | 不銹鋼涂覆碳化鎢 | |||||
代號(hào) | 內(nèi)襯材料 | |||||
C1 | 聚四氟乙烯F4 | |||||
C2 | 聚全氟乙丙烯F46 | |||||
C3 | 聚氟合乙烯FS | |||||
C4 | 聚錄丁橡膠 | |||||
C5 | 聚氨脂橡膠 | |||||
代號(hào) | 功能 | |||||
E1 | 0.3級(jí) | |||||
E2 | 0.5級(jí) | |||||
E3 | 1級(jí) | |||||
F1 | 4-20Madc,負(fù)載≤750Ω | |||||
F2 | 0-3khz,5v有源,可變脈寬,輸出有效頻率 | |||||
F3 | RS485接口 | |||||
T1 | 常溫型 | |||||
T2 | 高溫型 | |||||
T3 | 超高溫型 | |||||
P1 | 1.0MPa | |||||
P2 | 1.6MPa | |||||
P3 | 4.0MPa | |||||
P4 | 16MPa | |||||
D1 | 220VAC±10% | |||||
D2 | 24VDC±10% | |||||
J1 | 一體型結(jié)構(gòu) | |||||
J2 | 分體型結(jié)構(gòu) | |||||
J3 | 防爆一體型結(jié)構(gòu) |
六、硝酸流量計(jì)安裝要求
1)、環(huán)境選擇
流量計(jì)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備,如大型電機(jī)、大型變壓器、大型變頻器等。安裝場(chǎng)所不應(yīng)有強(qiáng)烈震動(dòng),管道固定牢靠,環(huán)境溫度變化不大(防止固液兩相變化)。安裝環(huán)境應(yīng)便于安裝和維護(hù)。
2)、位置選擇
流量計(jì)安裝位置必須保證管道內(nèi)始終充滿被測(cè)液體。
選擇液體流動(dòng)脈沖小的地方,應(yīng)遠(yuǎn)離泵和閥門、彎頭等局部阻力件。
測(cè)量雙相(固、液和氣、液)液體時(shí),應(yīng)選擇不易引起相分離的地方。
被測(cè)管道內(nèi)徑或周長(zhǎng)容易測(cè)量,并且橢圓度應(yīng)較小。
3)、直管段長(zhǎng)度
流量計(jì)安裝管道上游側(cè)直管段長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于10D,下游側(cè)應(yīng)不小于5D(D為被測(cè)管道通徑)。
4)、 流量控制閥門和調(diào)節(jié)閥門
流量計(jì)的流量控制閥門應(yīng)安裝在傳感器上游側(cè)的被測(cè)管道內(nèi),流量調(diào)節(jié)閥門應(yīng)安裝在傳感器下游側(cè)。