電磁流量計

一✘·│▩、產品簡介及技術指標

1.1電磁流量計產品種類及適用範圍

電磁流量計由電磁流量感測器和電磁流量轉換器兩大部分組成▩▩₪│,主要分為兩大類₪·☁:一體型和分離型◕✘☁₪。

電磁流量計是基於法拉第電磁感應定律原理的流量儀表▩▩₪│,用於測量封閉管道中導電液體和漿液的體積流量◕✘☁₪。它廣泛應用於石油化工✘·│▩、鋼鐵冶金✘·│▩、給水排水✘·│▩、水利灌溉✘·│▩、水處理✘·│▩、環保汙水✘·│▩、造紙✘·│▩、醫藥✘·│▩、食品等工農業部門的生產過程的流量測量和控制◕✘☁₪。

電磁流量計產品分類圖

1.2產品特點

1.獨立性強▩▩₪│,測量不受液體密度✘·│▩、粘度✘·│▩、溫度壓力和電導率等物理量變化的影響◕✘☁₪。

2.結構簡單▩▩₪│,故障率低▩▩₪│,測量管內無活動及阻流部件▩▩₪│,不堵塞✘·│▩、無壓損◕✘☁₪。

3.適用範圍廣▩▩₪│,量程比寬▩▩₪│,適合導電液體▩▩₪│,含有纖維✘·│▩、固體顆粒和懸浮物的液體◕✘☁₪。

4.安裝要求低▩▩₪│,直管段要求低(前 5D 後 2D)◕✘☁₪。 

5.工作穩定可靠▩▩₪│,採用低頻方波勵磁▩▩₪│,功耗小▩▩₪│,零點穩定◕✘☁₪。

6.輸出訊號多樣性▩▩₪│,可輸出與流速成正比例的線性模擬訊號✘·│▩、數字訊號及報警訊號◕✘☁₪。

電磁流量計產品圖

1.3 工作原理(見圖 1-1)

流量計測量原理是基於法拉第電磁感應規律◕✘☁₪。流量計的測量管是一內襯絕緣材料的非導磁合金短管◕✘☁₪。兩隻電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上◕✘☁₪。其電極頭於襯裡內表面基本齊平◕✘☁₪。勵磁線圈由雙向方波脈衝勵磁時▩▩₪│,將在與測量管軸線垂直的方向上產生一磁通量密度為 B 的工作磁場◕✘☁₪。此時▩▩₪│,如果具有一定電導率的流體流經測量管▩▩₪│,將切割磁力線感應出電動勢 E◕✘☁₪。電動勢 E 正比於磁通量密度 B▩▩₪│,測量管內徑 d 與平均流速 V的乘積✘·│▩、電動勢 E(流量訊號)由電極檢出並透過電纜送至轉換器◕✘☁₪。轉換器將流量訊號放大處理後▩▩₪│,可顯示流體流量▩▩₪│,並能輸出脈衝▩▩₪│,模擬電流訊號▩▩₪│,用於流量的測量和控制◕✘☁₪。

電磁流量計原理計算公式

式中₪·☁:

E---------為電極間的訊號電壓(v)

B---------磁通密度(T)

d---------測量管內徑(m)

V--------平均流速(m/s)

K---------常數

由於 K 為常數▩▩₪│,勵磁電流是恆流的▩▩₪│,故 B 也是常數▩▩₪│,則由(1-1)式可知▩▩₪│,體積流量 Q 與訊號電壓 E 成正比▩▩₪│,即流速感應的訊號電壓 E 與體積流量 Q 成線性關係◕✘☁₪。因此▩▩₪│,只要測量出 E 就可確定流量 Q▩▩₪│,這就是電磁流量計的基本工作原理◕✘☁₪。

由(1-1)式可知▩▩₪│,被測流體介質的溫度✘·│▩、密度✘·│▩、壓力✘·│▩、導電率✘·│▩、液固兩相流體介質的液固成分比等引數不會影響測量結果◕✘☁₪。至於流動狀態只要符合軸對稱流動(如層流或紊流)就不會影響測量結果的◕✘☁₪。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量計◕✘☁₪。

電磁流量計工作原理圖


1.4 執行標準及技術引數

1.4.1 產品執行標準

產品效能符合電磁流量計行業標準 JB/T9248-2008 及 JJG1033-2007 要求◕✘☁₪。

1.4.2 主要技術指標

電磁流量計技術引數對照表


二✘·│▩、儀表選型與安裝

儀表的選型是儀表應用中非常重要的工作▩▩₪│,據有關資料統計▩▩₪│,儀表在實際應用中有 2/3 的故障是儀表的錯誤選型和錯誤安裝造成的▩▩₪│,請特別注意◕✘☁₪。具體注意事項如下₪·☁:

1.被測流體名稱和其化學效能◕✘☁₪。 

2.最大流量✘·│▩、最小流量和常用流量◕✘☁₪。推薦₪·☁:常用流量應選擇在 1~3m/s 流速段內▩▩₪│,如果不符▩▩₪│,請使用者調整所選儀表的口徑規格◕✘☁₪。

3.最高工作壓力◕✘☁₪。

4.最高工作溫度✘·│▩、最低工作溫度◕✘☁₪。

5.被測流體必須具備一定的導電性▩▩₪│,導電率≥5μs/cm◕✘☁₪。

6.最大流量和最小流量必須符合表 2-1 的資料◕✘☁₪。

7.實際最高工作壓力必須小於流量計的額定工作壓力(見感測器銘牌)◕✘☁₪。

8.最高工作溫度和最低工作溫度必須符合流量計規定的溫度要求(見感測器銘牌)◕✘☁₪。

9.確定是否有負壓情況存在◕✘☁₪。

10.電極和襯裡材料的選擇應滿足流體介質的化學效能◕✘☁₪。


2.1 公稱通徑與流量範圍

電磁流量計口徑流量範圍表


2.2 電極材料的選擇

電磁流量計電極材料選型表


2.3 襯裡材料的選擇

電磁流量計襯裡材料選型表


2.4 接地環的選擇

若與感測器連線的管道是絕緣性▩▩₪│,則推薦使用接地環或接地電極▩▩₪│,若被測介質是磨損的▩▩₪│,應選擇帶頸襯裡保護接地環◕✘☁₪。

聚四氟乙烯襯裡的感測器▩▩₪│,安裝使用時建議配備接地環▩▩₪│,其作用有二₪·☁:一是保護襯裡表面▩▩₪│,二 是具有良好接地◕✘☁₪。

電磁流量計接地環分類圖


2.5 外形和安裝尺寸▩▩₪│,見表 2-4

注₪·☁:除表 2-4 標準連線尺寸和公稱壓力以外▩▩₪│,可依據使用者要求▩▩₪│,根據使用者實際安裝位置尺寸▩▩₪│,管道公稱壓力進行非標準設計和製造◕✘☁₪。


2.5.1 轉換器的結構和外形尺寸(詳見轉換器部分)


2.5.2 電磁流量計(含感測器)外形及連線尺寸(見圖 2-2▩▩₪│,表 2-4)

電磁流量計外形圖一

電磁流量計外形圖二


常用規格電磁流量計外形尺寸和法蘭連線尺寸

電磁流量計外形尺寸表一

電磁流量計外形尺寸表二


2.6 儀表安裝

2.6.1 安裝須知

流量計的設計✘·│▩、試驗和供電均有安全規定▩▩₪│,使用者必須嚴格遵守本說明書的有關條款確保流量計的安全操作及執行◕✘☁₪。保證電磁流量計測量精度的必要條件如下₪·☁:

1.被測液體介質必須具有導電性◕✘☁₪。

2.被測液體介質必須充滿管道◕✘☁₪。

3.被測液體介質必須均勻▩▩₪│,以避免電導率的不均勻性(會產生嚴重干擾)▩▩₪│,如需動態加入化學物質▩▩₪│,應在儀表下游處注入◕✘☁₪。

4.電磁流量計系統必須良好接地◕✘☁₪。

5.流量計入口直管段至少 5 倍 DN (測量管道內徑)▩▩₪│,出口直管段至少 2 倍 DN◕✘☁₪。

6.在流量計附近▩▩₪│,避免強電磁場干擾▩▩₪│,避免安裝在大型電機或變壓器等裝置附近◕✘☁₪。


2.6.2 安全措施

為保障人身和裝置的安全▩▩₪│,須遵守以下條款₪·☁:

1.在選擇位置和安裝流量計之前▩▩₪│,必須認真閱讀完本說明書有關部分▩▩₪│,同時要考慮流量計✘·│▩、相關裝置和機身環境的安全要求◕✘☁₪。

2.應由具備一定儀表知識的人員進行儀表的安裝和維修◕✘☁₪。

3.正確安裝流量計感測器及配管▩▩₪│,保證密封安全可靠▩▩₪│,液體壓力不得超過銘牌上規定的最高工作壓力◕✘☁₪。

4.採取一定措施▩▩₪│,防止觸電事故◕✘☁₪。

5.流量計的吊裝裝置應符合安全規定◕✘☁₪。


2.6.3 安裝前的檢查

1.檢查法蘭✘·│▩、襯裡✘·│▩、殼體和出線套有無損傷◕✘☁₪。

2.開啟盒蓋✘·│▩、檢查接線印刷電路板有無鬆動或損壞◕✘☁₪。

3.檢查銘牌中型號編碼與訂貨編碼是否相符◕✘☁₪。


2.6.4 吊裝

流量計應採用正確吊裝方法進行吊裝▩▩₪│,吊裝裝置的安全載荷及防護措施應符合有關規定◕✘☁₪。禁止在轉換器箱體(一體式流量計)或接線盒(分離型流量計)處用繩拴接起吊儀表◕✘☁₪。

電磁流量計正確吊裝圖


2.6.5 正確選擇安裝位置

正確地選擇安裝位置和正確安裝流量計都是非常重要的環節▩▩₪│,若在安裝環節失誤▩▩₪│,輕者影響測量精度▩▩₪│,重者會影響流量計的使用壽命▩▩₪│,甚至會損壞流量計◕✘☁₪。選擇安裝位置時應注意以下問題₪·☁:

1.測量電極的軸線必須近似於水平方向(與水平線夾角一般為 10°以內)

電磁流量計安裝位置圖

2.測量管道內必須完全充滿液體◕✘☁₪。

3.流量計的前方最少要有 5×D(D 為流量計內徑)長度的直管段▩▩₪│,後方最少要有 2×D(D為流量計內徑)長度的直管段◕✘☁₪。

電磁流量計直管段安裝位置圖

4.流體的流動方向和流量計的箭頭方向一致◕✘☁₪。

5.管道內要有真空會損壞流量計的內襯▩▩₪│,需特別注意◕✘☁₪。

6.在流量計附近應無強電磁場▩▩₪│,儀表安裝場所的磁場強度應小於 400A/m(避免安裝在大型電機或變壓器等裝置附近)◕✘☁₪。

7.若測量管道有振動▩▩₪│,在流量計的兩邊應有固定的支座◕✘☁₪。

8.測量不同介質的混合液時▩▩₪│,混合點與流量計之間的距離最少要有 30×D(D 為流量計內徑)◕✘☁₪。

9.為方便今後流量計的清洗和維護▩▩₪│,應安裝旁通管道◕✘☁₪。

電磁流量計旁通管道安裝圖

10.安裝聚四氟乙烯內襯的流量計時▩▩₪│,連線兩法蘭的螺栓應注意均勻擰緊▩▩₪│,否則容易壓壞聚四氟乙烯內襯▩▩₪│,最好用力矩扳手◕✘☁₪。

11.儀表應避免強烈振動和過大的溫度變化▩▩₪│,同時要防止腐蝕性液體的滴漏對儀表造成損害◕✘☁₪。

12.如果安裝地點易受陽光曝曬▩▩₪│,應當增加遮蔽設施◕✘☁₪。

13.安裝感測器時▩▩₪│,應保證測量管與工藝管道同軸◕✘☁₪。對 50mm 及以下公稱通徑的感測器▩▩₪│,其軸線偏離不超過 2mm◕✘☁₪。DN65~DN150 其軸線偏離不超過 3mm▩▩₪│,≥DN200 其軸線偏離不超過 4mm◕✘☁₪。

14.法蘭之間加裝的法蘭墊圈▩▩₪│,應有良好的耐腐蝕效能▩▩₪│,該墊圈不得伸入管道內部◕✘☁₪。

15.緊固儀表螺栓✘·│▩、螺母▩▩₪│,其螺紋應完整無損▩▩₪│,潤滑良好◕✘☁₪。應依據法蘭尺寸✘·│▩、力矩大小採用力矩扳手緊固螺栓◕✘☁₪。

16.在感測器鄰近管道進行焊接或火焰切割時▩▩₪│,要採用隔離措施▩▩₪│,防止襯裡受熱▩▩₪│,且必須確認儀表未通電執行▩▩₪│,防止損壞儀表◕✘☁₪。


2.6.6 安裝方式

應安裝在水平管道較低處和垂直向上處▩▩₪│,避免安裝在管道的最高點和垂直向下處◕✘☁₪。

電磁流量計安裝方式圖一

應安裝在管道的上升處◕✘☁₪。

電磁流量計安裝方式圖二

在開口排放的管道安裝▩▩₪│,應安裝在管道較低處◕✘☁₪。若管道落差超過 5m▩▩₪│,在感測器的下游安裝排氣閥且感測器的下游應有一定的背壓◕✘☁₪。

電磁流量計安裝方式圖三

應在感測器的下游安裝控制閥和切斷閥▩▩₪│,而不應安裝在感測器上游◕✘☁₪。

電磁流量計安裝方式圖四

感測器絕對不能安裝在泵的進口處▩▩₪│,應安裝在泵的出口處◕✘☁₪。

電磁流量計安裝方式圖五

在測量井內安裝流量計的方式₪·☁:1.入口 2.溢流管 3. 清洗孔 4.入口柵 5. 短管 6.流量計 7.出口 8.排放閥

電磁流量計安裝方式圖六


2.6.7 接地要求

電磁流量計的接地是非常重要的▩▩₪│,若接地不好▩▩₪│,無法正常執行▩▩₪│,感測器部分應有良好的單獨接地線(銅芯截面積為 1.6mm2)▩▩₪│,接地電阻<10Ω ◕✘☁₪。

1.接地環

若與感測器連線的管道是絕緣性的▩▩₪│,則需用接地環▩▩₪│,應選擇其材質和電極的材質一樣▩▩₪│,若被測介質是磨損性的▩▩₪│,應選擇帶頸接地環◕✘☁₪。

電磁流量計接地環圖

2.接地方式

流量計在金屬管道上的安裝▩▩₪│,金屬管道內壁沒有絕緣塗層◕✘☁₪。

電磁流量計接地方式圖一

流量計在塑膠或內壁有絕緣塗料✘·│▩、油漆✘·│▩、內補等管道上安裝時▩▩₪│,應在感測器的兩端安裝接地環◕✘☁₪。

電磁流量計接地方式圖二

流量計在陰極保護管道上安裝▩▩₪│,防護電解腐蝕的管道一般在其壁和外壁是絕緣的▩▩₪│,安裝時注意接地環和管道上的法蘭應絕緣◕✘☁₪。

電磁流量計接地方式圖三


2.6.8 改變轉換器盒的方向

轉換器盒可以根據需要作四個不同方向的轉變◕✘☁₪。

1.一體型流量計的轉換器盒方向的改變 

① 取下固定轉換器盒的 4 個六角螺絲◕✘☁₪。

② 將轉換器盒轉到理想的方向▩▩₪│,旋轉時注意內部連線線◕✘☁₪。

③ 重新固定轉換器盒◕✘☁₪。


2.分體型流量計的接線盒方向的改變

① 取下固定接線盒的 4 個六角螺絲

② 將接線盒轉到理想的方向▩▩₪│,旋轉時注意內部連線線

③ 重新固定接線盒◕✘☁₪。

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