河水流量计
发布日期:2017-12-12

河水流量计

  河道水流量计是高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表,所以在设计产品结构、选材、制定工艺、生产装配和出厂测试等过程中每一个环节我们都非常细致讲究,还自行设计了一套中国最先进的,专用于电磁流量计的生产设备和流量实流标定装置,从而在软件和硬件上都能切实保证产品长期的高质量。
      河道水流量计传感器最重要的部件-线圈作最优化的设计,并通过最严格的实流试验,切实保证产品的测量精度,信号电极作彻底的静电屏蔽处理,保证小信号不会受线圈的干扰,保证低流速的测量精度,线圈与外界作隔离处理,保证线圈长期的绝缘强度,也就保证传感器的长期测量精度。不受流体方向影响,正、反向均可准确计量。安装位置介质不满管时,可采取抬高流量半后端管路的方法,使其满管,严禁在管道最高点和出水口安装流量计。至于流动状态只要符合轴对称流动(如层流或者紊流)就不会影响测量结果的。
      河道水流量计宽量程比(0.3m/s-10m/s),满量程流速范围宽。小信号切除功能,用户可通过显示器面板设置切除干扰性小流量。空管判断,在工作状态下,当流量计测量管道空管时,流量计汉字显示空管。
  一、河道水流量计的选用原则
  污水流量计的选用,主要是变送器的正确选用,而转换器只需要与之配套就可以。
  1、口径与量程的选择
  变送器口径通常选用与管道系统相同的口径,如果管道系统有待设计,则可根据流量范围和流速来选择口径.对于电磁流量计来说,流速以2~4m/s较为适宜。在特殊情况下,如液体中带有固体颗粒,考虑到磨损的情况,可选常用流速≤3m/s,对于易附管的流体,可选用流速≥2m/s。流速确定以后,可根据qv=D2来确定变送器口径。
  变送器的量程可以根据两条原则来选择:一是仪表满量程大于预计的最大流量值;二是正常流量大于仪表满量程的50%,以保证一定的测量精度。
  2、温度和压力的选择
  污水流量计能测量的流体压力与温度是有一定限制的,选用时,使用压力必须低于该流量计规定的工作压力。目前,国内生产的污水流量计的工作压力规格为:小于50mm口径,工作压力为1.6MPa;900mm口径,工作压力为1MPa;大于1000mm口径,工作压力为0.6MPa。
  如对变送器耐压有特殊要求,则可与生产厂家具体磋商
  污水流量计的工作温度取决于所用的衬里材料,一般为5~70℃,如做特殊处理,可以超过上述范围,变送器允许被测介质温度为-40~+130℃。
  3、内衬材料与电极树料的选择
  变送器的内衬材料及电极材料必须根据介质的物理化学性质来正确选择,否则仪表会由于衬里和电极的腐蚀而很快损坏,而且腐蚀性很强的介质一旦泄漏容易引起事故。因此,必须根据生产过程中的具体测量介质,慎重地选择电极与衬里的材料。
  二、河道水流量计的安装
  要保证污水流量计的测量精度,正确的安装是很重要的。
  ①变送器应安装在室内干燥通风处,避免安装在环境温度过高的地方,不应受强烈振动,尽量避开具有强烈磁场的设备,如大电机,变压器等.避免安装在有腐蚀性气体的场合,安装地点便于检修,这是保证变送器正常运行的环境条件。
  ②为了保证变送器测量管内充满被测介质,变迭器最好垂直安装,流向自下而上,尤其是对于液固两相流,必须垂直安装。若现场只允许水平安装,则必须保证两电极在同一水平面。
  ③变送器两端应装阀门和旁路。
  ④电磁流量变送器的电极所测出的几毫伏交流电势,是以变送器内液体电位为基础的。为了使液体电位稳定并位变送器与流体保持等电位,以保证稳定地进行测量,变送器外壳与金属管两端应有良好的接地,转换器外壳也应接地。接地电阻不能大于10,不能与其它电器设备的接地线共用。如果不能保证变送器外壳与金属管道良好接触,应用金属导线将它们连接起来,再可靠接地。
  ⑤为了避免干扰信号,变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输,不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内,信号电缆长度一般不得超过30m。
  ⑥转换器安装地点应避免交、直流强磁场和振动,环境温度为-20~50℃,不含有腐蚀性气体,相对湿度不大于80%。
  ⑦为了避免流速分相对测量的影响,流量调节阀应设置在变送器下游。对于小口径的变送器来说,因为从电极中心到流量计进口端的距离已相当于好几倍直径D的长度,所以对上游直管可以不做规定,但对口径较大的流量计,一般上游应有5D以上的直管段,下游一般不做直管段要求。
      河道水流量计传感器必须单独接地,保持等电位,以保证稳定地进行测量,变送器外壳与金属管两端应有良好的接地,转换器外壳也应接地。接地电阻<10Ω。为了避免干扰信号,变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输,不允许把信号电缆和电源线平行放在同一电缆钢管内敷设。也许在没有这种干扰的环境里,不接地并不影响流量计准确测量,但是一旦环境改变,即造成流量计不能准确稳定地工作,所以我们在安装时最好做好传感器接地保护,给电磁流量计创造一个良好的工作环境。
河道水流量计特点:
1、管道式电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的速度式电磁流量计。在阐述电磁流量计测量原理的基础上,设计了一种基于MSP430F149单片机的LDB型电磁流量计,电路以MSP430F149单片机为核心,从而简化了外围硬件电路的设计,实现了液体流量的测量和累积。文中给出了设计的总体框图,部分硬件电路和控制软件流程图。本文设计的LDB型电磁流量计已经投入生产,经实际应用表明,该设计具有高精度,低功耗和可靠性强等特点,基本满足设计要求。
2、管道式电磁流量计具有保存每天24小时的流量数据、停电时间、零流量时间等多种数据及报警等功能。每天,只需一次、二次短信息就能获得一个测量点的一天24小时的测量数据,它也能根据用户的需求设定。采用电磁旋涡流量计和GSM网络相结合的技术,建立水流量监测系统的前期投资只是采用无线电台方式的1/3到1/5,系统建立后的运行费用每个点每天只是一到二次短信息的费用。省去了频率的使用费及使用中的电费及维护费用。
3、流量检测仪表的显示方式、通讯方式和数据存储是仪表的重要组成部分。传统电磁流量计在显示方式上一般采用LED 或段式LCD,只能显示数字、字母、汉字和一些粗糙的图案; 在数据存储方面,信息存储一般以二进制方式存储,不具有通用性且存储容量小; 在通讯方式上,一般采用RS 232 或RS 485,其开放性不高。
4、电磁流量计能有效避开强电力设备,高频设备,强电源开关设备;避开高温热源和辐射源的影响,避开强烈震动场所和强腐蚀环境等,同时要考虑安装维修方便。
5.传感器在垂直管道的安装 测量气体流量时,传感器可以安装在垂直管道上,流向不限。若被测气体中含有少量的液体,气体流向应由下向上。
测量液体流量时,液体流向应由下向上:这样不会将液体重量额外附加在探头上。
6、传感器在水平管道的侧装 无论测量何种流体,传感器可以在水平管道上侧装,特别是测量过热蒸汽,饱和蒸汽和低温液体 若条件允许最好采用侧装,这样流体的温度对放大器的影响较小。
7.传感器在水平管道的倒装
一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体、过热蒸汽。可用于测量饱和蒸汽,适用于测量高温液体或需经常清洗管道的情况。
8.传感器在有保温层管道上的安装
测量高温蒸汽时,保温层最多不能超过支架高度的三分之一。
9.为了解决了上述不足,采用32 位的ARM 处理器和嵌入式Linux 操作系统研制出了具有信息化、图形化和网络化的电磁流量计。它采用T FT 彩色液晶屏显示方式,不仅可以显示流量数据还可以显示流量曲线,提高了显示的质量和内容; 通过JFFS2 文件系统采用文件的方式进行数据存储,且存储容量可达1 MB。
 
  河道水流量计常见故障分析
  电磁流量计是一种高精密的流量测量仪表,在使用操作的时候也需要严谨一些,不然就会产生不可避免的误差,那么都有哪些原因会使电磁流量计产生误差呢?
  1、通过管道的液体中含有固相液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体,可能产生的故障有:
   ①浆液噪声;
   ②电极表面玷污;
   ③导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里;
   ④衬里被磨损或被沉积物覆盖,流通截面积缩小。
  2、管内液体未充满由于背压不足或流量传感器安装位置不良,致使其测量管内液体未能充满,故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现:如出现少量气体在水管管道中呈分层流或波状流,故障现象表现为误差增加,即流量测量值与实际值不符;如出现若流动是气泡流或塞状流,故障现象除测量值与实际值不符外,还会因气相瞬间遮盖电极表面而出现输出晃动;
  如出现若水平管道分层流动中流通截面积气相部分增大,即液体未满管程度增大,也会出现输出晃动;如出现若液体未满管情况较严重,以致液面在电极以下,则会出现输出超满度现象。
  3、有可能结晶的液体,电磁流量计应慎用有些易结晶化工物料在温度正常的情况下能正常测量,由于输送流体的导管都有良好的伴热保温,在保温工作时不会结晶,但是电磁流量传感器的测量管难以实施伴热保温,因此,流体流过测量管时易因降温而引起内壁结上一层固体。由于改用其他原理的流量计测量也同样存在结晶问题,所以在无其他更好方法的情况下,可选用测量管长度非常短的一种“环形”(oring)电磁流量计传感器,并将流量计的上游管道伴热保温予以强化。在管道连接方法上,考虑流量传感器拆装方便,在一旦结晶时能方便地拆下维护。
  4、电极和接地环材质选择不当引发的问题因材质与被测介质不匹配而引发故障的电磁流量计与介质接触的零部件有电极与接地环,匹配失当除耐腐蚀问题外,主要是电极表面效应。
  表面效应应有:
   ①化学反应(表面形成鈍话膜等);
   ②电化学和极化现象(产生电势);
   ③触媒作用(电极表面生成气雾等)。
  此外接地环也有这些效应,但影响程度要小一些。

流量计特点

电磁流量计由传感器和转换器两部分组成,被测流体介质电导率≥ 5μS/cm。

本产品采用当前电磁流量计的新技术制造,具有以下特点:

1.1 测量管内无阻力及活动部件,因此无压力损失,是一种典型的节能仪表。

1.2 由于感应信号是在整个充满磁场的空间形成,它与管道截面上流速的平均值成正比。因此,对管道内流速分布不敏感,要求流量计上、下游的直管段相对其它流量计短。

1.3 测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响。

1.4 合理地选择电极及衬里材料,能够达到测量各种腐蚀性、耐磨性导电介质的使用要求。

1.5 转换器采用新颖的励磁方式,功耗低,零点稳定,测量精度高,适于生产过程流量检测和总量计量。流量测量范围可达1500:1。

1.6 流量计具有自动流向鉴别,能测量双向流。具有电流、频率、脉冲和RS485数字通讯输出。还有流量上下限报警和故障报警功能。

1.7 流量计能显示瞬时流量、流速、流量百分比、正反累积流量、差值流量,方便读数。内有三级密码设置功能,防止数据被随意更改。

1.8 转换器采用3行128×64带背光LCD点阵简体汉字显示,参数设置方便。并具有FROM存贮设置参数和累计流量值,具有掉电保护功能。

1.9 转换器采用表面安装技术(SMT),具有自检与自诊断功能,可靠性高。

1.10 具有适合满足现场环境条件安装的防爆型、沉浸型、卫生型、分体型和一体型结构。

流量计选型

正确地选用电磁流量计是保证用好电磁流量计的前提条件。选用什么种类的电磁流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定,使电磁流量计的通径、流量范围、衬里材料、电极材料和输出电流等,都能适应被测流体的性质和流量的要求。

可测量的流体常见介质电导率表

液 体 电导率(μs/cm)
各 种 酸 10×104~801×104
碱 液 8×104 ~30×104
蒸 馏 水 0.01~5
水及饮料 200~800
啤 酒 600~800
麦 芽 汁 500~1000
牛 奶 200~300
水 果 酱 400~1000

由电磁流量计的工作原理可知,能选用电磁流量计测量流量的流体必须是导电的,严格的说,除了高温流体之外,只要电导率大于5μ/cm的任何流体都可以选用相应的电磁流量计来测量流量,因此不导电的气体、蒸汽、油类、丙酮等物质不能选用电磁流量计来测量流量。

传感器口径的确定

流量计使用流速好在0.1~15m/s范围内,此时流量计口径可选择与用户管道口径一致。当流速低于0.1m/s时,应采用缩管方式提高流速。

一体型或分离型的选择

一体型:现场环境较好的情况下,一般都选用一体型,即传感器和转换器组装成一体。

分离型:即传感器和转换器分开装于不同的地点,一般出现以下情况时选用分离型:

⑴ 环境温度或流量计转换器表面受辐射温度超过60oC.

⑵ 管道震动较大的场合。

⑶ 会对传感器的铝壳严重腐蚀的场合。

⑷ 现场温度较高或有腐蚀性气体的场合。

⑸ 流量计装在高空或井下等调试不方便的场合。

订货时应注明传感器和转换器之间的距离,一般不能超过100m,转换器为墙挂式安装。

污水流量计电极、接地环材料的选择

应根据被测流体的腐蚀性来选择电极的材料,请查有关腐蚀手册,对于特殊流体应作试验。

材  耐 腐 蚀 性 

含钼不锈钢

(OCr18Ni12Mo2Ti)

硝酸、温室下<5%硫酸、沸腾的磷酸、蚁酸、碱溶液、在一定压力下的亚硫酸、海水、醋酸

哈氏合金C

哈氏合金B

(HC HB)

耐氧化性酸、氧化性盐、耐海水、耐非氧化性酸、非氧化性盐、碱、常温硫酸

钛(Ti)

海水、各种氯化物和次氯酸盐、氯化性酸(包括发烟硝酸)、有机酸、碱

钽(Ta)

除氢氟酸、发烟硫酸、碱外的其余化学介质、包括沸点的盐酸。硝酸和<175oC硫酸

铂(Pt)

各种酸、碱、盐不包括王水

流量计的接线

●若采用分体安装,连接的信号电缆采用定制的专用电缆线,电缆线越短越好
●励磁电缆可选用YZ中型橡套电缆,其长度和信号电缆一样
●信号电缆必须与其它的电源电缆严格分开,不能敷设在同一根管子内,不能平等敷设,不能绞合在一起,应分别单独穿在钢管内
●信号电缆和励磁电缆尽可能短,不能将多余的电缆卷在一起,应将多余的电缆剪掉,并重新焊好接头,电缆进入传感器电气接口时,在端口处做成U型,这样可以防止雨水渗透到传感器中。

安装要求

为了准确计量,在选择安装位置时应注意以下几点要求:

⑴ 传感器既可在垂直管道上安装,也可以在水平或倾斜管道上安装,但要求二电极的中心连线处于水平状态。

⑵ 介质在管道中应满管流动,避免由气穴而产生电极断路。

⑶ 对于液固两相流体,好采用垂直安装,使传感器衬里磨损均匀,延长使用寿命。

 

⑷ 在流量计安装位置介质不满管时,可采取抬高流量半后端管路的方法,使其满管,严禁在管道高点和出水口安装流量计。

选型表
型号
口径
 
LDE
15~2600
   
代号
安装形式
 
Y
一体式
F
分体式
 
代号
转换器型号
ZA
圆形
ZB
方形
 
代号
输出信号
I.4
4~20mA
f
频率 1KHz
Rs
串行通讯(485)
C
控制输出
 
代号
防爆要求
N
无防爆
EX
防爆(仅适用于分体式)
 
代号
介质温度
T1
≤65℃
T2
≤120℃
T3
≤180℃(仅适用于分体式)
 
代号
内衬材质
NE
氯丁橡胶(≤65℃)
PTFE
聚四氟乙烯(≤189℃)
PVC
聚氯乙烯(≤70℃)
 
代号
电极材质
316L
不锈钢
HC
哈氏合金C
HB
哈氏合金B
Ti
Ta

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