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海水流量计

简要描述:

海水流量计采用世界新技术,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;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;并有极好的零点稳定性和不受流体噪声干扰影响。

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一、仪表概述:

海水流量计采用世界新技术,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;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;并有极好的零点稳定性和不受流体噪声干扰影响。

二、测量原理:
海水流量计根据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流量成正比例,其值为:E=KBVD式中:
E-感应电势;
K-与磁场分布及轴向长度有关的系数;
B-磁感应强度;
V-导电液体平均流速;
D-电极间距;(测量管内直径)
传感器将感应电势E作为流量信号,传送到转换器,经放大,变换滤波用一系列的数字处理后,用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出,报警输出及频率输出,并设有RS-485等通讯接口,并支持HART和MODBUS协议。

三、应用场合:
主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量。如水、污水、泥浆、纸浆、各种酸、碱、盐溶液、食品浆液等,广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理,水利建设等领域。

四、主要组成部分:
流量计主要由传感器和转换器组成,传感器安装在测量管道上,转换器可以与传感器组合连接在一起称为一体型电磁流量计,转换器被安装在离传感器30米内或100米内的场合,两者间由屏蔽电缆连接称为分离型电磁流计。防腐电磁流量计传感器主要组成部分是:测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体。
五、性能特点:
1、布局容易,无可动部件,使用寿命长;
2、体积小,重量轻,安设方便,维护量小;
3、有截止阀分体插入式电磁流量计实现了不断流即可安设,拆卸,方便用户维护、磨练;
4、测量时不受被测管道材质的影响;
5、不必要衬里,不必要接地环。
六、技术指标:
1、仪表精度:管道式0.5级;插入式1.5级;
2、测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体;
3、流速范围:0.2~8m/s;
4、工作压力:1.6MPa;
5、环境温度:-40℃~+50℃;
6、介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃。      
7、橡胶材质衬里≤65℃;
8、防爆标志:ExmibdⅡBT4;
9、防爆证号:GYB01349;
10、外磁干扰:≤400A/m;
11、输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω;
12、通讯输出:RS485或CAN总线;
13、电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔;
14、电源电压:90~220V.AC、24±10%V.DC;
15、zui大功耗:≤10VA。

七、安装要求:
1、安装环境的选择:
a、应尽量远离具有强电磁场的设备,如大电机、大变压器等。
b、安装场所不应有强烈的震动,管道固定牢靠。环境温度应变化不大。
c、安装环境应便于安装和维护。
2、安装位置的选择:
a、位置必须保证管道内始终充满被测流体。
b、选择流体流动脉冲小的地方。即应远离泵和阀门、弯头等局部阻力件。
c、测量双相(固、液或气、液)流体时,应选择不易引起相分离的地方。
d、应避免测量部位出现负压。
e、被侧管道直径或周长容易测量,并且椭圆度应较小。
3、直管段长度:
传感器安装管道上游侧直管段长度应大于或等于10D,下游侧应不小于5D。D为被测管道通径。
4、流量控制阀门和调节阀门:
流量控制阀门应安装在传感器上游侧的被测管道上,流量调节阀门应安装在传感器下游侧。测量时,通常流量控制阀门应处于全开状态。
5、安装底座的焊接的要求如下:
a、安装底座63管子的轴线与被测管道的轴线相互垂直。其夹角为90°
b、采用焊条平焊。焊后保证法兰端面与管轴线平行,焊缝牢固,能承受1.6Mpa压力无渗漏现象。
c、被测管道开孔尺寸与安装底座的通孔外径一致。
6、安装方式:
a、垂直安装:传感器插入管道时应与管道断面的垂直直径夹角小于5°,适用于测量管道振动小的清洁介质。
b、倾斜安装:其传感器的轴线与被测管道的轴线夹角为45°,适用于大管径且测量介质中含有其它杂质的液体流量测量,该安装方式水阻小,不宜缠挂。
c、插入式电磁流量传感器插入点有两种方法:一是插入到被测管道的中心轴线上,二是插入到管道内壁为管道的0.25D处。
7、传感器的安装:
a、清理被测管安装底座的焊渣和毛刺。
b、关掉上游流量控制阀门或采用低压供水。
c、将DN50球阀安装到安装底座上。注意球阀的长空腔向上,检查球阀是否能全开全关、将压紧螺纹座、压紧螺母和橡胶密封圈安装到球阀上。松开定位螺母。将传感器插入杆通过球阀插入被测管道,同时应注意传感器方向标志杆指向应和流体流向一致。
八、故障排除:
流量计在运行中会由于各种故障的发生会造成测量不准的现象,一般在运行中电磁流量计产生的故障大概可分为两类。一类为流量计本身故障,元器件损坏引发的故障;一类为外界条件的改变引起的故障,例如:输出不稳定、流动无数次、误差过大等。下面介绍几种简单的故障排除办法:
a、输出不稳定:1.流场不稳;2.通过传感器的液体中含有气体、大固体块;3.电气连接虚接;4.接地不良;5.电极渗漏 解决方法:1.改造管道、或增加安装假传感器;2.正常现象;3.检查接线,接好线;4.接好地线;5.修理传感器。
b、液体流动无输出:1.与转换器之间的信号传输电缆两芯线接反;2.电源未接或接触不良;3.传感器仪表管道、外壳、端面有渗漏。解决办法:1.倒线头;2.接好电源、保持接触良好;3.修理传感器。
c、液体不流动有输出:1.与转换器之间信号传输电缆连接有断路;2.信号电缆到电极连接断路;3.电极表面沾污或沉积绝缘层;4.接地不良或断路。 解决方法:1.接好电缆线;2.打开传感器、重新接上;3.擦洗电极表面;4.接好地线。
d、误差过大:1.零点过高;2.未完全充满液体;3.供电电源畸变过大;4.接地不良。 解决方法:1.重新调整零点;2.改善管道条件,传感器始终充满液体;3.改善供电电源条件,符合正常工作条件;4.接好地线。

九、地点的选择:
为了使变送器工作稳定,在选择安装地点时应注意以下几方面的要求:
1、尽量避免铁磁性物体及具体强电磁场的设备(如大电机、大变压器的等),以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信息。
2、应尽量安装在干燥通风之处,不宜在潮湿,易积水的地方安装。
3、应尽量避免日晒雨淋,避免环境温度高于45℃及相对湿度大于95.9%。
4、选择便于维修,活动方便的地方。
5、流量计应安装在水泵后端,决不能在抽吸侧安装;阀么应安装在流量计下游侧。

十、安装注意事项:
1、传感器应垂直安装,并且流体自下而上流动,以满足固、液两项处于混合的状态。原因是如介质中有固体物(泥沙、小石子颗粒等)容易发生沉淀的情况。另外管路中有鱼和杂草的情况鱼在管路中的游动,会造成流量计输出的来回摆动;挂在电极附近的杂草的来回摆动也会引起流量计的输出不稳定。在流量计上游入口处设置金属滤网挡住鱼和杂草进入测量管内。
2、防止负压的管路设置操作不当将引起传感器内产生负压。当同时关闭流量计上、下游的阀门,若流体的温度高于气温.冷却后收缩,使管内压力有形成负压的危险。负压造成衬里与金属导管剥离,引起电极泄漏。
3、在流量计附近加负压防止阀,打开阀门接通大气压,以防止在传感器内产生负压。插入式电磁流量计下游接有垂直管道时,若用流量传感器上游阀门来关闭或调节流量,传感器测量管内将形成负压。为了防止负压,需加背压或使用下游阀门来调节和关闭流量。
4、适当的维护空间,大口径流量计往往安装在仪表井内,为了管道安装、接线、检查和维护的方便,需要留有适当的空间。为了观测、接线和维护的方便,仪表安装应距地面有一定的高度,以便于清洗、安装。

十一、接地保护时,必须注意以下几点: 
1、传感器、转换器应单独接地,绝对不要连在电动机、工艺管道上,接地电阻应小于10欧姆。 
2、传感器的测量管、外壳、屏蔽线、转换器及二次仪表都要接地。 
3、传感器、转换器的接地在现场,去二次仪表的屏蔽层在控制室一侧接地,切勿多端接地,以免因电位不同而引入干扰。 
4、传感器安装在金属管道上,可将传感器的接地导线按制造厂的要求连接在管道法兰上,形成可靠的接地回路仪表的接地点应是一个独立的接地点,不可以共用其他电气设备的接地。

十二、整机和传感器技术数据:

执行标准

JB/T 9248—1999

公称通径

15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000

zui高流速

15m/s

精确度

DNl5~DN600

示值的:±0.3%(流速≥1m/s);±3mm/s(流速<1m/s)

DN700—DN3000

示值的±0.5%(流速≥0.8m/S);±4mm/s(流速<0.8m/S)

流体电导率

≥5uS/cm

公称压力

4.0MPa

1.6MPa

1.0MPa

0.6MPa

6.3、10MPa

DNl5~DN150

DNl5~DN600

DN200~DN1000

DN700~DN3000

特殊订货

环境温度

传感器

—25℃—十60℃

转换器及一体型

—10℃—十60℃

衬里材料

聚四氟乙烯、聚氯丁橡胶、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46)、加网PFA

zui高流体温度

—体型

70℃

分离型

聚氯丁橡胶衬里

80℃;120℃(订货时注明)

聚氨酯衬里

80℃

聚四氟乙烯衬里

100℃;150℃(订货时注明)

聚全氟乙丙烯(F46)

加网PFA

信号电极和接地电极材料

不锈钢0Crl8Nil2M02Ti、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、铂/铱合金、不锈钢涂覆碳化钨

电极机构

DN300—DN3000

连接法兰材料

碳钢

接地法兰材料

不锈钢1Crl8Ni9Ti

进口保护法兰材料

DN65—DNl50

不锈钢1Crl8Ni9Ti

DN200~DNl600

碳钢十不锈钢1Crl8Ni9Ti

外壳防护

DNl5~DN3000分离型橡胶或聚氨酯衬里传感器

IP65或IP68

其他传感器、——体型流量计和分离型转换器

IP65

间距(分离型)

转换器距离传感器一般不超过100m

十三、转换器技术数据:

电源

交流

85—265V,45—400Hz

直流

11—40V

操作键和显示

按键式

4个薄膜按键可设定选择全部参数,也可利用PC机(RS232)对转换器设定编程;

3行LCD宽视角、宽温、带背光显示;

第1行显示流量值;

第2行显示流量单位;

第3行显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。

磁键式

2个磁键用于显示参数的选择和复位,利用PC机(RS232)对转换器设定编程;

2行LCD宽视角、宽温、带背光显示:

第1行:磁键选择:显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。

第2行:显示流量。

内部积算器

正向总量、反向总量及差值总量。

输出信号

单向模拟输出

全隔离,负载≤600D.(20mA时);

上限:0—21mA可选,每档lmA;

下限:0—21mA可选,每档1mA;

正、反向流量输出方式编程。

双向模拟输出

下限限制为。或4mA,其他同单向模拟输出。

双向脉冲输出

两路输出分别对应正向和反向流量,频率0~800Hz,上限1—800Hz可选,每档IHz;

方波或选定脉宽,选定脉宽上限2.5S,每档1ms;

无源隔离晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V。

双路报警输出

可报警(编程)高/低流量、空管、故障状态、正,,反向流量、模拟量超量程、脉冲量超量程、脉冲小信号切除,输出极性可选;

带隔离保护的晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V.(与脉冲输出不隔离)

数字通讯

 

RS232,RS485,HART

十四、进口保护法兰和接地法兰(或接地环)的选择:

法兰种类

适 用 范 围

接地法兰(或接地环)

适用于非导体管道,如塑料管道,但有接地电极的传感器不需要。

进口保护法兰

当介质有强磨损性时选用。

十五、电极的选择:

电极材料

耐蚀及耐磨性能

不锈钢0Crl8Nil2M02Ti

用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质,适用于石油、化工、钢铁等工业部门及,市政、环保等领域。

哈氏合金B

对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性,也耐硫酸、磷酸、有机酸等非氯化性酸、碱,非氧化性盐液的腐蚀。

哈氏合金C

能耐非氧化性酸,如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化性盐类如:Fe,"、、Cu"下或含其他氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀

能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。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(如硝酸、Fc++、Cu++)时,则腐蚀大为降低。

具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。除了发烟硫酸、碱外,几乎能耐——切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和l 50℃以下的硫酸)的腐蚀。在碱中刁;耐蚀。

铂/钛合金

几乎能耐——切化学介质,但不适用于王水和铵盐。

不锈钢涂覆碳化钨

用于无腐蚀性,强磨损性的介质。

注: 由于介质种类繁多,其腐蚀性又受温度、浓度、流速等复杂因素影响而变化,故本表仅供参考。用户应根据实际情况自己做出选择,必要时应做拟选材料的耐腐试验,如挂片试验。

十六、正确选型:
仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作,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或错误的安装而造成的,请特别注意。
1、收集数据:
被测流体成份;
zui大流量、zui小流量;
zui高工作压力;
zui高温度、zui低温度;
2、量程范围确认:
一般工业用电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,zui低流速应不小于0.2m/s,zui高应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
电磁流量计的量程Q应大于预计的zui大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50为宜。

3、参考流量范围:

口径mm

流量范围m3/h

口径mm

流量范围m3/h

φ15

0.06~6.36

φ450

57.235722.65

φ20

0.1111.3

φ500

70.657065.00

φ25

0.1817.66

φ600

101.7410173.6

φ40

0.4545.22

φ700

138.4713847.4

φ50

0.7170.65

φ800

180.8618086.4

φ65

1.19119.4

φ900

228.9122890.6

φ80

1.81180.86

φ1000

406.9440694.4

φ100

2.83282.60

φ1200

553.9055389.6

φ150

6.36635.85

φ1600

723.4672345.6

φ200

11.31130.4

φ1800

915.6291562.4

φ250

17.66176.25.

φ2000

1130.4113040.00

φ300

25.432543.40

φ2200

1367.78136778.4

φ350

34.623461.85

φ2400

1627.78162777.6

φ400

45.224521.6

φ2600

1910.38191037.6

十八、选型一览表:

型号

口径

 (江苏森恩)材质:球墨铸铁和不锈钢

LDE

15~2000

 

 

代号

安装形式

 

Y

一体式

F

分体式

 

代号

转换器形式

ZA

圆形转换器

ZB

方形转换器(仅适用于分体式)

 

代号

供电形式

AC

(交流)220V AC 50Hz(90~245V AC 50Hz)

DC

(直流)24V DC (20~36V DC)

LD

锂电池供电(不带信号输出)

 

代号

输出信号

 

I

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

是否带球阀

N

不带球阀

Q

带球阀

 

代号

电极材质

316L

不锈钢

 

代号

配线(适用于分体式)

10

10米引线(标配)

15

15米引线

以此类推

十八、设计及订货须知:
1、介质:名称、成分、状态、导电性或电导率;
2、工作状态zui高、正常、zui低温度(℃);
3、工作状态zui高、正常、zui低压力(Mpa);
4、管道内外径(DN),zui小、正常、zui大流量(m3/h);
5、腐蚀性、磨损性,是否有负压;
6、安装要求及环境:一体还是分体,信号输出,通讯方式,供电电源;
7、安装环境:防护等级和防爆要求。

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