酸性污水流量計的基本概述
酸性污水流量計簡稱EMF,是20實踐50-60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的新型流量測量儀表。它是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的,用來測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。由于其的優(yōu)點,目前已廣泛地被應(yīng)用于工業(yè)工程中各種導(dǎo)電液體的流量測量,如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì);各種易燃易爆介質(zhì);污水處理以及化工、食品、醫(yī)藥等工業(yè)中的各種漿液流量測量,形成了的應(yīng)用領(lǐng)域。
在結(jié)構(gòu)上,酸性污水流量計由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成,如圖所示。傳感器安裝在工業(yè)過程管道上,它的作用是將流進管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢信號,并通過傳輸線將次信號送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠的地方,它將傳感器送來的流量信號進行放大,并轉(zhuǎn)換成與流量信號成正比的標準電信號輸出,以進行顯示,累計和調(diào)節(jié)控制。
酸性污水流量計工作原理
酸性污水流量計測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)規(guī)律。酸性污水流量計的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭于襯里內(nèi)表面基本齊平。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時,將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場。此時,如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管,將切割磁力線感應(yīng)出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B,測量管內(nèi)徑d與平均流速 的乘積、電動勢E(流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖,模擬電流信號,用于流量的測量和控制。
式中: E---------為電極間的信號電壓(v)
B---------磁通密度(T)
d---------測量管內(nèi)徑(m)
--------平均流速(m/s)
K---------常數(shù)
由于K為常數(shù),勵磁電流是恒流的,故B也是常數(shù),則由(1-1)式可知,體積流量Q與信號電壓E成正比,即流速感應(yīng)的信號電壓E與體積流量Q成線性關(guān)系。因此,只要測量出E就可確定流量Q,這就是酸性污水流量計的基本工作原理。
由(1-1)式可知,被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、導(dǎo)電率、液固兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結(jié)果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動(如層流或紊流)就不會影響測量結(jié)果的。因此說酸性污水流量計是一種體積流量計。
酸性污水流量計產(chǎn)品特點
1、內(nèi)部無阻流件,幾乎沒有壓力損失和流體阻塞情況。
2、無機械慣性,響應(yīng)快速,流量測量范圍寬(流速0.3~12m/s)穩(wěn)定性好,可以用于自動檢測、調(diào)節(jié)和程控系統(tǒng)。
3、測量電導(dǎo)率大于5u S/cm液體,測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化影響,傳感器感應(yīng)電壓信號與平均速呈線性關(guān)系,測量精度高。
4、精度等級:0.2級、0.5級、1.0級、1.5級。滿足不同用戶需求。
5、傳感器部分只有內(nèi)襯和電極與被測液體接觸,只要選擇合適電極與內(nèi)襯材料,即可耐腐蝕和耐磨損。
6、分常規(guī)型(壓力小于4.0MPa)與高壓型(壓力大于4.0MPa)。
7、插入式酸性污水流量計系統(tǒng)分為簡單安裝型與在線安裝型。
8、酸性污水流量計采用EEPPOM存儲器,測量運算數(shù)據(jù)存貯保護安全可靠。
9、酸性污水流量計采用單片機(MCU)和表面貼裝技術(shù)(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零點穩(wěn)定,中文菜單,參數(shù)設(shè)定方便。
10、帶4~20Ma,頻率、脈沖輸出,帶報警電平輸出,帶RS485通訊接口,Hart、ModBus協(xié)議。
11、高清晰度LCD背光顯示瞬時流量,累積流量(∑+、∑-、∑D)、流速、流量百分比、流量狀態(tài)(勵磁、流量、空管)等。
12、酸性污水流量計采用聚四氟乙烯或橡膠材質(zhì)襯里和HC、HB、316L、Ti等電極材料的不同組合可適應(yīng)不同介質(zhì)的需要。
13、備有管道式、插入式等多種流量計型號。
14、防護等級:一體化結(jié)構(gòu)IP65、分體結(jié)構(gòu)IP68。
15、防爆等級:Exd Ⅱ BT4。
酸性污水流量計的主要技術(shù)數(shù)據(jù)
1、公稱通徑:DN6-2200mm
2、公稱壓力:0.6、1.0、1.6、2.5、4.0MPa(高壓可根據(jù)用戶要求加工)
3、精度:±0.2% ±0.5%(示值誤差)
4、測量范圍(流量):0-1m/s至0-10m/s
5、介質(zhì)溫度:分體型-10℃~+80℃(PTFE和F46襯里-40℃~+180℃) 一體型-10℃~+80℃
6、環(huán)境溫度:-25℃~+60℃
7、環(huán)境濕度:5~99%RH(相對濕度)
8、介質(zhì)電導(dǎo)率:大于20μS/cm
9、安裝:一體型、分體型
10、外殼防護等級:傳感器IP65、IP68可選(IP65:塵密、防噴水型,即可允許水龍頭 從任何方向?qū)x表噴水;IP68:塵密、潛水型,能長期在水中工作)轉(zhuǎn)換器IP65
11、電極結(jié)構(gòu):三電極結(jié)構(gòu)、刮刀電極結(jié)構(gòu)
12、被測介質(zhì)高溫度:氯丁橡膠襯里高80℃,聚氨脂襯里高80℃,聚四氟乙烯襯里高180℃, 耐高溫橡膠襯里高120℃
13、傳感器輸出信號:0-0.2mVp-p至0-2mVp-p
14、電極材料:不銹鋼OCrl8Nil2Mo2Ti、哈氏合金B(yǎng)、C、鈦Ti、鉭(Ta)、不銹鋼涂覆碳化鎢、特殊
15、防爆標志:ExmⅡT4,ExmdⅡBT4
酸性污水流量計儀表選型
1、量程范圍確認
一般酸性污水流量計被測介質(zhì)流速以2~4m/s為宜,在特殊情況下,低流速應(yīng)不小于0.2m/s,高應(yīng)不大于8m/s。若介質(zhì)中含有固體顆粒,常用流速應(yīng)小于3m/s,防止襯里和電極的過分磨擦;對于粘滯流體,流速可選擇大于2m/s,較大的流速有助于自動消除電極上附著的粘滯物的作用,有利于提高測量精度。
在量程Q已確定的條件下,即可根據(jù)上述流速V的范圍決定流量計口徑D的大小,其值由下式計算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道內(nèi)徑 V:流速(m/h)
酸性污水流量計的量程Q應(yīng)大于預(yù)計的大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計滿量程刻度的50為宜。
2、酸性污水流量計參考流量范圍
酸性污水流量計內(nèi)襯材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性磨損性和溫度來選擇內(nèi)襯材料
酸性污水流量計電極的選擇
應(yīng)根據(jù)被測流體的腐蝕性來選擇電極的材料,請查有關(guān)手冊,對于特殊流體應(yīng)作腐蝕性試驗
流量計主要優(yōu)點:
1)電磁流量計的傳感器結(jié)構(gòu)簡單,測量管內(nèi)沒有可動部件,也沒有任何阻礙流體流動的節(jié)流部件。所以當(dāng)流體通過流量計時不會引起任何附加的壓力損失,是流量計中運行能耗低的流量儀表之一。
2)可測量贓污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測量管內(nèi)部流動部件,與被測流體接觸的只是測量管內(nèi)襯和電極,其材料可根據(jù)被測流體的性質(zhì)來選擇。例如,用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做內(nèi)襯,可測量各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì);采用耐磨橡膠做內(nèi)襯,就特別適合于測量帶有固體顆粒的、磨損較大的礦漿、水泥漿等液固兩相流以及各種帶纖維液體和紙漿等懸濁液體。
3)電磁流量計是一種體積流量測量儀表,在測量過程中,它不受被測介質(zhì)的溫度、粘度、密度以電導(dǎo)率(在一定范圍)的影響。因此,電磁流量計只需經(jīng)水標定后,就可心用來測量其它導(dǎo)電性液體的流量。
4)電磁流量計的輸出只與被測介質(zhì)的平均流速成正比,而與對稱分布下的流動狀態(tài)(層流或湍流)無關(guān)。所以電磁流量計的量程范圍寬,其測量范圍度可達100:1,有的甚至達1000:1的可運行流量范圍。
5)電磁流量計無機械慣性,反應(yīng)靈敏,可以測量瞬時脈動流量,也可測量正反兩個方向的流量。
6)工業(yè)用電磁流量計的口徑范圍極寬,從幾個毫米一直到幾米,而且國內(nèi)已有口徑達3m的實流校驗設(shè)備,為電磁流量計的應(yīng)用和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
電磁流量計目前仍然存在的主要不足如下。
1)不能用來測量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體。
2)不能用來測量電導(dǎo)率很低的液體介質(zhì),如對石油制品或有機溶劑等介質(zhì),目前電磁流量計還無能為力。
3)普通工業(yè)用電磁流量計由于測量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制,不能用于測量高溫介質(zhì);如未經(jīng)特殊處理,也不能用于低溫介質(zhì)的測量,以防止測量管外結(jié)露(結(jié)霜)破壞絕緣。
4)電磁流量計易受外界電磁干擾的影響。
流量計安裝注意事項:
1、傳感器應(yīng)垂直安裝,并且流體自下而上流動,以滿足固、液兩項處于混合的狀態(tài)。原因是如介質(zhì)中有固體物(泥沙、小石子顆粒等)容易發(fā)生沉淀的情況。另外管路中有魚和雜草的情況魚在管路中的游動,會造成流量計輸出的來回擺動;掛在電極附近的雜草的來回擺動也會引起流量計的輸出不穩(wěn)定。在流量計上游入口處設(shè)置金屬濾網(wǎng)擋住魚和雜草進入測量管內(nèi)。
2、防止負壓的管路設(shè)置操作不當(dāng)將引起傳感器內(nèi)產(chǎn)生負壓。當(dāng)同時關(guān)閉流量計上、下游的閥門,若流體的溫度高于氣溫.冷卻后收縮,使管內(nèi)壓力有形成負壓的危險。負壓造成襯里與金屬導(dǎo)管剝離,引起電極泄漏。
3、在流量計附近加負壓防止閥,打開閥門接通大氣壓,以防止在傳感器內(nèi)產(chǎn)生負壓。流量計下游接有垂直管道時,若用流量傳感器上游閥門來關(guān)閉或調(diào)節(jié)流量,傳感器測量管內(nèi)將形成負壓。為了防止負壓,需加背壓或使用下游閥門來調(diào)節(jié)和關(guān)閉流量。
4、適當(dāng)?shù)木S護空間,大口徑流量計往往安裝在儀表井內(nèi),為了管道安裝、接線、檢查和維護的方便,需要留有適當(dāng)?shù)目臻g。為了觀測、接線和維護的方便,儀表安裝應(yīng)距地面有一定的高度,以便于清洗、安裝。