德國(guó)VSEVHM02-2/流量計(jì)選型樣本同時(shí)我們還經(jīng)營(yíng)：容積式流量計(jì)主要用來(lái)測(cè)量不含固體雜質(zhì)的高粘度液體，例如油類、冷凝液、樹(shù)脂和液態(tài)食品等粘稠流體的流璧，而且測(cè)量準(zhǔn)確，精度可達(dá)士0.2%，而其他流量計(jì)很難測(cè)量高粘度介質(zhì)的流量。橢圓齒輪流量計(jì)是最常用的一種容積式流量計(jì).如圖3-13所示。1.工作原理 橢圓齒輪流量計(jì)的測(cè)量部分是由兩個(gè)互相嚙合的橢圓形齒輪A和B以及軸、殼體等組成。橢圓齒輪與殼體之間形成測(cè)量室。如圖3-14所示?！ ‘?dāng)被測(cè)流體流經(jīng)橢圓齒輪流量計(jì)時(shí)，由于要克服儀表阻力必然引起壓力損失，從而在其人口和出口之間產(chǎn)生壓力差 . 在此壓力差的作用下，產(chǎn)生作用力矩使橢圓齒輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng) . 由于 P1>P2，P1、P2共同作用產(chǎn)生的合力矩使A輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng). 而B(niǎo)輪上的合力矩為零，此時(shí)A輪帶動(dòng) B 輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).A為主動(dòng)輪.B為從動(dòng)輪. 在圖3-14(b) 所示中間位置時(shí)，A輪和B輪都為主動(dòng)輪.在圖3-14(c)所示位置時(shí)，A輪上的合力矩為零，而B(niǎo)輪上的合力矩最大.B 輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)B為主動(dòng)輪 .A 為從動(dòng)輪。如此循環(huán)往復(fù)，將被測(cè)介質(zhì)以橢圓齒輪與殼體之間的月牙形容積為單位，依次由進(jìn)口排至出口。橢圓齒輪流量計(jì)旋轉(zhuǎn)一周排出的被測(cè)介質(zhì)體積量是月牙形容積的 4 倍。橢圓齒輪流量計(jì)的體積流量Q為:Q=4nv2(3-7)式中:n為橢圓齒輪的旋轉(zhuǎn)速度;V2為橢圓齒輪與殼體間形成的月牙形測(cè)量室的容積。2.使用特點(diǎn) 橢圓齒輪流量計(jì)適用于潔凈的高粘液體的流量測(cè)量，其測(cè)量精度高，壓力損失小，安裝使用方便，可以不需要直管段。但被測(cè)介質(zhì)中不能含有固體顆粒，更不能夾雜機(jī)械物，否則會(huì)引起齒輪磨損甚至損壞。所以為了保護(hù)流量計(jì)，必須加裝過(guò)濾器?！ E圓齒輪流盤計(jì)在啟用或停運(yùn)時(shí)，應(yīng)緩慢開(kāi)、關(guān)閥門，否則易損壞齒輪，另外，流量計(jì)的溫度變化不能太劇烈，否則會(huì)使齒輪卡死。電磁流量計(jì)傳感器得到的測(cè)量信號(hào)很弱，一般為微伏、毫伏級(jí)別，要進(jìn)行精確測(cè)量就需要對(duì)其進(jìn)行放大處理。前置放大電路的作用就是把傳感器得到的微弱的流量信號(hào)放大，同時(shí)還可以抑制變送器兩電極對(duì)地之間存在的同相干擾。前面提到放大電路輸入阻抗Ri和信號(hào)源內(nèi)阻R5組成分壓電路如圖2.10。 為了降低電磁流量計(jì)信號(hào)源內(nèi)阻的影響，放大電路要采用高輸入阻抗。同時(shí)為了解決供電電源干擾耦合到輸入回路所帶來(lái)的工頻干擾以及勵(lì)磁磁場(chǎng)的交變變化所產(chǎn)生的其它干擾(共模干擾)，我們采用差分電路來(lái)減少共模干擾的影響。線路如圖2.11該電路特點(diǎn)是一個(gè)差分電路，只對(duì)兩信號(hào)差值進(jìn)行放大，它的差分能力用抑制比來(lái)表示。兩個(gè)輸入對(duì)地電位相異時(shí)的增益和電位相同時(shí)的增益之比即稱為“抑制比"，理想上抑制比可以無(wú)窮大。這樣我們就能用這個(gè)電路測(cè)量傳感器兩個(gè)電極之間的電位，這樣兩電極對(duì)地的干擾電壓(同相干擾)可以在放大時(shí)受到抑制。綜合起來(lái)，此電路具有放大放大差模信號(hào)、抑制共模信號(hào)、輸入阻抗高、輸出阻抗低、失調(diào)小、溫漂小、線性好和增益穩(wěn)定可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。 電磁流量計(jì)電路由三個(gè)放大器組成A1、A2、R1、R2和RG組成的第一級(jí)放大電路為同相放大電路，該電路實(shí)際是兩電壓跟隨器，它們兩個(gè)反相端由恐相連，具有非常高的輸入阻抗，適合放大微信號(hào)；R3、R4、R5、R6和A3組成第二級(jí)基本差動(dòng)放大器，它可以消除第一級(jí)的共模信號(hào)，整個(gè)電路通過(guò)對(duì)RG的改變來(lái)調(diào)整放大倍數(shù)?！ “凑詹钅：凸材］斎氲亩x，可將VI1和VI2表示為： 令運(yùn)算放大器A1、A2、A3的輸入失調(diào)電壓分別為VI01、VI02、VI03，A1和A2相互失調(diào)電壓為VI0，失調(diào)電流為VI0；其中VI0=VI01-VI02,這樣簡(jiǎn)化得到圖2.12。電磁流量計(jì)未輸出流量信號(hào)故障問(wèn)題，通常是因電纜或電源故障、管道內(nèi)部沒(méi)有充滿流體介質(zhì)、液體相反流動(dòng)方向等因素所致。對(duì)于以上可能會(huì)引發(fā)故障問(wèn)題因素，需對(duì)儀表的電源供電與電纜連接情況做好細(xì)致檢查，并對(duì)管道內(nèi)部測(cè)量流體的介質(zhì)流動(dòng)方向正確與否、管道是否充滿等實(shí)施細(xì)致檢查。電磁流量計(jì)具體運(yùn)行期間，需確保儀表內(nèi)部所測(cè)定流體流動(dòng)為正確方向，要和殼體上方箭頭方向相一致。流體介質(zhì)并沒(méi)有充滿管道大部分是因傳感裝置安裝位置或者測(cè)量管網(wǎng)位置并未與設(shè)計(jì)安裝實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)相吻合。如圖1所示,c、d位置處為傳感裝置最佳安置位置；細(xì)致檢查傳感裝置器件完整性、測(cè)量管道內(nèi)壁期間，需注重對(duì)傳感裝置重點(diǎn)零部件、各個(gè)接線端完好性的檢查。儀表若未輸出流量信號(hào)，也會(huì)因轉(zhuǎn)換裝置故障問(wèn)題所致，可及時(shí)將線路板替換好，做好轉(zhuǎn)換裝置故障排查工作。較低流量與儀器參數(shù)設(shè)定期間，小信號(hào)較高切除設(shè)定，流量一邊會(huì)有不顯示現(xiàn)象產(chǎn)生。對(duì)此，務(wù)必注重對(duì)此方面故障問(wèn)題的檢查分析及有效排除，及時(shí)做好相關(guān)零部件更換處理，保證整個(gè)儀器可維持良好運(yùn)行狀態(tài)。1.被測(cè)介質(zhì)電導(dǎo)率 電磁流量計(jì)測(cè)量的流體必須是導(dǎo)電的，一般只要電導(dǎo)率超過(guò)閾值，即使變化也不影響測(cè)量值，但低于閾值將會(huì)增大測(cè)量誤差;通常要求液體電導(dǎo)率不小于5μS/cm，去離子水電導(dǎo)率不小于20μS/cm。2.被測(cè)介質(zhì)溫度 電磁流量計(jì)一般只能用于工藝介質(zhì)溫度不高于180℃的場(chǎng)合。選型時(shí)，要根據(jù)被測(cè)工藝介質(zhì)的溫度范圍，選擇測(cè)量管內(nèi)襯材料及傳感器線圈的漆包線的耐溫等級(jí)。常用測(cè)量管襯里材料有聚四氟乙烯(PTFE)，適用溫度范圍-40~+180℃;氯丁橡膠(Neoprene)，適用溫度<65℃;聚氨酯橡膠(Polyurethane),適用溫度<65℃;3.當(dāng)被測(cè)液體為酸、堿、鹽等高腐蝕性介質(zhì)時(shí) 因?yàn)殡姶帕髁坑?jì)僅測(cè)量管襯里和電極與被測(cè)介質(zhì)接觸，所以只要選好這兩者的材質(zhì)即可。耐酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的襯里常選用聚四氟乙烯(PTFE)，耐磨損類如礦漿、結(jié)晶類介質(zhì)的襯里可選用聚氨酯橡膠(Polyurethane)。對(duì)于電極材質(zhì)的選，擇，一般可查有關(guān)防腐蝕手冊(cè)[2]，對(duì)于混酸等成份復(fù)雜的介質(zhì)，應(yīng)做掛片試驗(yàn)。4.當(dāng)被測(cè)液體為臟污流(兩相，漿液等)介質(zhì)時(shí)(1)當(dāng)介質(zhì)含有固體顆粒時(shí)，水平安裝易使下半部?jī)?nèi)襯及電極磨損嚴(yán)重，這時(shí)選用垂直安裝較好;襯里要選用高耐磨性材料，如陶瓷或聚氨酯橡膠;電極則采取--些結(jié)構(gòu)措施以防磨損漏液。(2)測(cè)量會(huì)在管壁附著和沉淀的物質(zhì)的流體時(shí)，應(yīng)注意電極的污染?？蛇x用刮刀式、可更換式。管壁的附著則可用提高流速以起到自清洗作用，或采取比較方便易清洗管道的連接方法。(3)含有非磁性顆?；蚶w維的固液兩相流時(shí)，如漿液擦過(guò)電極表面會(huì)產(chǎn)生尖峰噪聲，使信號(hào)不穩(wěn)，可選用市電交流激磁或雙頻激磁儀表。5.工藝介質(zhì)的流速 儀表口徑是根據(jù)管道內(nèi)平均流速而定的，通常選用與管道相同的口徑或略小些。一般工業(yè)輸水管道經(jīng)濟(jì)流速為1.5~3m/s,易粘附沉積結(jié)垢物質(zhì)則提高到3~4m/'s或更高，礦漿等磨蝕性強(qiáng)的為2~3m/s。電磁流量計(jì)的液體流速范圍可在1~10m/s之間選用。原理上，上限流速并沒(méi)有限制，滿度流量的流速下限一般為1m/s,有些產(chǎn)品為0.5m/s,低于此流速，從測(cè)量準(zhǔn)確度出發(fā)應(yīng)改用小管徑，以異徑管連接到管道。但加裝異徑管要注意壓力損失的問(wèn)題。圖1為流量計(jì)口徑、流速與流量關(guān)系的曲線圖，計(jì)算儀表口徑時(shí)可參照。6.大口徑時(shí)電磁流量計(jì)的選擇 電磁流量計(jì)按安裝形式可分為管道式和探頭式。一般優(yōu)先選用管道式電磁流量計(jì);當(dāng)工藝管徑較大且考慮設(shè)備費(fèi)用時(shí),或安裝時(shí)不允許管道停流的情況下，可選用探頭式電磁流量計(jì)(精度可達(dá)0.5級(jí))。(1)探頭式可裝配球閥，可在管道不停流情況下拆、裝，利于儀表的在線安裝和維護(hù)。(2)探頭插入深度只需很短，對(duì)管道阻力小。--般在直管段足夠長(zhǎng)時(shí)，采用平均流速點(diǎn)測(cè)量法，這種方法的測(cè)量精度基.本不受雷諾系數(shù)變化的影響，探頭的插人深度僅為R=0.121D;當(dāng)直管段較短時(shí)，一般采用中心流速點(diǎn)測(cè)量法，插入深度R=0.5D(其中D為管道直徑)。7.工藝管道材質(zhì) 若連接儀表的管道是(相對(duì)于被測(cè)介質(zhì))金屬導(dǎo)電性的，不需要接電環(huán)，若是絕緣性的，則要用接地環(huán)，可用普通型，它的材質(zhì)應(yīng)與被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性相適應(yīng)。若被測(cè)介質(zhì)是磨損性的，則宜選用帶頸接地環(huán)，以保護(hù)進(jìn)、出口端的襯里，延長(zhǎng)使用壽命。8.安裝儀表的工藝管道段的敷設(shè)位置 電磁流量計(jì)的安裝形式可分為三種:一體型、分離型和潛水分離型(IP68)。一般情況選用一體型，它將流量計(jì)的傳感部分和轉(zhuǎn)換部分(表頭)裝于一體，便于安裝使用;當(dāng)管道敷設(shè)的位置較高不便觀察或安裝在環(huán)境差的場(chǎng)合，可采用分離型，分離長(zhǎng)度一般不超過(guò)30m;當(dāng)傳感器需要安裝在井下、水下的被測(cè)現(xiàn)場(chǎng)管道上時(shí)，需要選用潛水分離型。電磁流量計(jì)是一種測(cè)量導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)儀表，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)顯示的同時(shí)，可輸出標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)，供記錄、調(diào)節(jié)、控制使用，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)自動(dòng)控制，并可實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳送。電磁流量計(jì)具有精度高、靈敏度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在供水企業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景，特別是在大口徑、安裝環(huán)境好的工廠、居民區(qū)等場(chǎng)所，雖然智能電磁流量計(jì)的使用已經(jīng)非常成熟。但是，仍有一些問(wèn)題需要注意。一、信號(hào)傳輸問(wèn)題： 一體式智能電磁流量計(jì)在區(qū)域管網(wǎng)中運(yùn)行時(shí)，可以為城市供水調(diào)度提供一定的決策信息。因此，用戶對(duì)電磁流量信號(hào)的實(shí)時(shí)性和連續(xù)性提出了更高的要求。如果智能電磁流量計(jì)能完成儀器本身信號(hào)的自動(dòng)轉(zhuǎn)換和無(wú)線傳輸，減少數(shù)據(jù)采集的兼容或相互轉(zhuǎn)換等困擾，那將為企業(yè)的使用提供便利，也將為儀表的推廣應(yīng)用增加更大的優(yōu)勢(shì)。二、電源問(wèn)題： 目前電磁流量計(jì)不自帶電源，造成了室外安裝不方便，一旦斷電，將造成用作結(jié)算水表的流量計(jì)數(shù)據(jù)缺失，這樣對(duì)其斷電時(shí)段缺失水量的計(jì)量與推算也就提出了新的問(wèn)題。若電磁流量計(jì)能自帶電源，就能從根本上解決這一問(wèn)題，也將促進(jìn)其在結(jié)算水表中的推廣應(yīng)用。三、防雷問(wèn)題： 一體式智能電磁流量計(jì)在雷雨天氣覆蓋較廣的地區(qū)防雷是個(gè)重要的工作。在嚴(yán)格做好接地、電源保護(hù)后，在空曠地區(qū)安裝的電磁流量計(jì)被雷擊的概率還是很高。所以簡(jiǎn)單有效的辦法是提高流量計(jì)自身的防雷性能，如不能根本性解決，則應(yīng)對(duì)其內(nèi)部電路進(jìn)行分離保護(hù)，這樣即使雷擊損壞，也能降低更換成本。 電磁流量計(jì)供電電壓?jiǎn)栴}是最主要的問(wèn)題，也是此次儀表更換的最大困難。電磁流量計(jì)A是DC24V供電回路，兩線制;電磁流量計(jì)B是AC220V供電,四線制。將B表安裝在現(xiàn)場(chǎng)就意味現(xiàn)場(chǎng)要接一條AC220V的供電線，電纜設(shè)計(jì)之初肯定留有一定的余量(參照SH30822019石油化工儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)范余量要求)。但是AC220V供電設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)并不是很多,想找到一根備用的AC220V電源線或許不是那么容易。 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)電磁流量計(jì)A的安裝位置附近并沒(méi)有AC220V供電設(shè)備，距離太遠(yuǎn)的設(shè)備如果現(xiàn)場(chǎng)重新配管施工AC220V電纜線路,因涉及動(dòng)火作業(yè)或者挖掘作業(yè),在投用裝置里面有很大的風(fēng)險(xiǎn)，而且工期太久。所以AC220V電源通過(guò)備用電纜的想法走不通。進(jìn)一步現(xiàn)場(chǎng)核查發(fā)現(xiàn)，電磁流量計(jì)A非直拉電纜，中間有接線箱，接線箱內(nèi)有多部?jī)x表通過(guò)一根16P本安電纜接至中控室，該16P本安電纜有6P備用線,其余10P電纜所接儀表為電磁流量計(jì)A和3臺(tái)液位開(kāi)關(guān)、6臺(tái)閥位回訊?，F(xiàn)考慮通過(guò)這根16P的電纜中的1P走AC220V電源。接線箱到儀表端重新敷設(shè)一根臨時(shí)電源線約15m,16P電纜到現(xiàn)場(chǎng)機(jī)柜間,將AC220V的1P備用線從端子柜通過(guò)一對(duì)端子排重新引出，加接電源線接至電源柜。該方案可行性分析如下: 1)16P本安電纜中液位開(kāi)關(guān)信號(hào)、閥位回訊信號(hào)都是通斷的開(kāi)關(guān)信號(hào),抗干擾能力強(qiáng)。電磁流量計(jì)B最大功率為75W,電流不大,且AC220V的電壓波形好，比較穩(wěn)定,對(duì)DC24V負(fù)載造成串?dāng)_的影響考慮可以接受。 2)AC220V電源信號(hào)走原本安電纜路徑.是不符合規(guī)范的。綜合客觀實(shí)際要求，只能最大限度地滿足規(guī)范又要考慮現(xiàn)實(shí)情況。根據(jù)HG-T20512-2014儀表配管配線設(shè)計(jì)規(guī)范中7.1.3(見(jiàn)表3)和7.1.5(見(jiàn)表4)要求,可以知道儀表信號(hào)電纜與電力電纜平行敷設(shè)最小間距都是50mm。此處是該次故障處理沒(méi)辦法克服只能容缺的地方。 3)機(jī)柜間電纜布線,因是在投用盤柜施工，同一柜子儀表在線的同時(shí)進(jìn)行布線接線，施工安全尤為重要。考慮采取充足準(zhǔn)備，提前加工,盡量減少盤柜內(nèi)動(dòng)作，由有經(jīng)驗(yàn)的接線員接線,禁止攜帶對(duì)講機(jī)進(jìn)入機(jī)柜間等措施。確保機(jī)柜間電纜布線接線安全。 綜合分析，該方案的可行性可以接受。根據(jù)流量計(jì)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能，智能金屬管浮子流量計(jì)的硬件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案如圖2.1所示：本系統(tǒng)主要分為三部分：信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊以及輸出和顯示模塊，下面將對(duì)這三個(gè)模塊進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。(1)信號(hào)采集模塊：此模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集功能，系統(tǒng)中核心要采集的是流量信號(hào)，除此之外，還需要采集溫度和壓力信號(hào)。這是因?yàn)楫?dāng)被測(cè)流體為蒸汽時(shí)，其密度隨溫度和壓力的變化而變化。為了準(zhǔn)確計(jì)算出流體的流量，必須要考慮溫度和壓力變化對(duì)流體密度的影響。因此，設(shè)計(jì)中要實(shí)現(xiàn)流量、溫度以及壓力三種信號(hào)的采集。(2)信號(hào)處理模塊：信號(hào)處理模塊的基本功能是實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大、濾波以及A/D轉(zhuǎn)換。此外，系統(tǒng)中采用微控制器MSP430F149對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行計(jì)算、補(bǔ)償，線性化等智能化處理。(3)輸出及顯示模塊：設(shè)計(jì)中使用E2PR0M保存累積流量值以及儀表參數(shù)值，并將流量信號(hào)轉(zhuǎn)換為4?20mA工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。同時(shí)，使用LCD實(shí)時(shí)顯示瞬時(shí)流量和累積流量，最后將金屬管浮子流量計(jì)測(cè)量結(jié)果通過(guò)CAN總線傳送給上位機(jī)顯示。 渦街流量計(jì)是基于流體力學(xué)中著名的“卡門渦街”研制的。在流動(dòng)的流體中放置- -非流線型柱形體,稱旋渦發(fā)生體,當(dāng)流體沿旋渦發(fā)生體繞流時(shí),會(huì)在渦街發(fā)生體下游產(chǎn)生兩列不對(duì)稱但有規(guī)律的交替旋渦列,這就是所謂的卡門渦街,如圖1所示。 大量的實(shí)驗(yàn)和理論證明:穩(wěn)定的渦街發(fā)生頻率ƒ與來(lái)流速度v1及旋渦發(fā)生體的特征寬度d有如下確定關(guān)系叫: 式中St為斯特羅哈數(shù),與雷諾數(shù)和d相關(guān)。 當(dāng)雷諾數(shù)Re在一定范圍內(nèi)(3 X102~2 X105)時(shí)(4],St為一常數(shù),對(duì)于三角柱形旋渦發(fā)生體約為0.16 雷諾數(shù)的定義為 式中S為管道的橫截面積。 由高精度氣體渦街流量計(jì)的測(cè)量原理可知,通過(guò)測(cè)量旋渦發(fā)生頻率僅能得到旋渦發(fā)生體附近的流速vI,由式(3)可知在橫截面積一定的情況下,流體的流量Q與流體的平均流速v成正比,因此要精確計(jì)量流體的流量必須找到`v與v1的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 根據(jù)流體力學(xué)理論,在充分發(fā)展的湍流狀態(tài)下，流體的速度分布有如下關(guān)系式川: 式中:vp為到管壁距離為y的P點(diǎn)的速度;y為點(diǎn)到管壁處的距離;Vmax:為管道中的最大流速,通常取管道中心的速度;R為管道的半徑;n為雷諾數(shù)的函數(shù)。 表1中給出了部分雷諾數(shù)與n的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 由于旋渦發(fā)生體的位置固定,因此當(dāng)雷諾數(shù)一定時(shí)v1與`v有固定的比例關(guān)系換言之,當(dāng)雷諾數(shù)Re變化時(shí),二者的比值也發(fā)生變化， 圖3給出了不同雷諾數(shù)下充分發(fā)展的湍流的流速分布,如圖所示Re越大,流速分布越平滑,即旋渦發(fā)生體附近的流速越接近平均流速,故ƒ( Re)應(yīng)為單調(diào)遞減函數(shù)。圖4給出了3臺(tái)50mm口徑，寬度14 mm三角形旋渦發(fā)生體的氣體渦銜流量計(jì),在20℃,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,不同雷諾數(shù)下的K值曲線。如圖所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析基本一致,因此渦銜流量計(jì)的測(cè)量原理即決定了儀表系數(shù)的非線性特性。若要提高渦街流量計(jì)的計(jì)量精度,必須針對(duì)不同的流速分布對(duì)K值進(jìn)行修正。德國(guó)VSEVHM02-2/流量計(jì)選型樣本智能電磁流量計(jì)測(cè)量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，因此測(cè)量精度高。測(cè)量管道內(nèi)無(wú)阻流件，因此沒(méi)有附加的壓力損失；測(cè)量管道內(nèi)無(wú)可動(dòng)部件，因此傳感器壽命極長(zhǎng)。只有當(dāng)滿管時(shí)才能獲得準(zhǔn)確的測(cè)量，避免以下安裝位置：1.管道高點(diǎn)安裝（易聚集氣泡）2.直接安裝在一根向下的管線的敞開(kāi)出口前。3.智能電磁流量計(jì)注意不要在泵的入口側(cè)安裝流量管,以避免抽壓而造成的對(duì)流量管襯里的破壞.當(dāng)使用往復(fù)、橫膈膜或柱塞泵時(shí)需要在安裝脈沖節(jié)氣閥.4.當(dāng)向下管道長(zhǎng)度超過(guò)5m時(shí)，在傳感器后安裝一個(gè)虹吸管或一個(gè)放氣閥。以避免低壓而可能造成的對(duì)測(cè)量管襯里的破壞。保證滿管，減少含氣量?！ “惭b方位通常分為垂直安裝和水平安裝： 安裝方位：適宜的方位可幫助避免氣體的累積和測(cè)量管內(nèi)的殘?jiān)娣e?！ 〈怪卑惭b；這種方位對(duì)易自排空管道系統(tǒng)很理想，并可不加空管檢測(cè)電極?！ ∷桨惭b：測(cè)量電極平面必須水平，這樣可以防止由于夾帶的氣泡而產(chǎn)生的電極短時(shí)間絕緣。注意：空管檢測(cè)功能僅當(dāng)測(cè)量裝置為水平安裝及變送器外殼向上時(shí)能正確工作。如果振動(dòng)非常劇烈，應(yīng)將傳感器和變送器分開(kāi)安裝。 基座，支撐：如果公稱直徑為DN≥350，在能忍受足夠負(fù)載的基座上安裝變送器。注意不允許利用外框承住傳感器的重量。這會(huì)使外框變形并破壞內(nèi)部勵(lì)磁線圈。如果可能，安裝傳感器避免例如閥門，三通，彎頭等組件。 保證以下所需的進(jìn)口和出口直管段以確保測(cè)量精度：入口長(zhǎng)度>10×DN出口長(zhǎng)度>5×DN傳感器及變送器接地傳感器處于管道中心位置 智能電磁流量計(jì)接地：傳感器及介質(zhì)必須有相同的電勢(shì)用來(lái)保證測(cè)量精度及避免電極地腐蝕破壞。等電勢(shì)通過(guò)在傳感器內(nèi)裝地參考電極保證。如果介質(zhì)在無(wú)襯里并接地地金屬管中流動(dòng)，它可通過(guò)連接到變送器外殼而滿足接地要求。對(duì)于分離型地接地同上一樣。電磁流量計(jì)的特點(diǎn) 電磁流量計(jì)的原理決定了其具備如下特點(diǎn):1.傳感器內(nèi)既沒(méi)有葉輪，也沒(méi)有旋渦發(fā)生體和探頭，因而也就從根本.上避免了回收水中的雜物、泥沙等對(duì)葉輪的纏、卡及對(duì)旋渦發(fā)生體和探頭的包圍等因素造成的計(jì)量不準(zhǔn)或計(jì)量停止的現(xiàn)象。2.測(cè)量不受被測(cè)液體的密度、粘度、溫度、壓力和導(dǎo)電率變化的影響,.所以特別適用于尾礦回收水這種泥沙濃度隨回收水t多少而變化的液體的測(cè)量。3.傳感器電極結(jié)構(gòu)多樣化，可根據(jù)不同的應(yīng)用條件選擇叮拆卸式、固定式和刮刀式電極，特別是刮刀式電極，可在不停被測(cè)介質(zhì)的情況下對(duì)電極進(jìn)行清理，應(yīng)用起來(lái)非常方便.4.安裝方便，可水平、垂直或傾斜任意角度安裝，對(duì)下游直管段要求較低，且襯里和電極有多種材料可供選擇，所以有耐腐蝕和耐磨等特點(diǎn)。5.儀表采用了:態(tài)方波勵(lì)磁技術(shù)，先進(jìn)的小信號(hào)處理技術(shù)和軟件技術(shù)，抗干擾性能強(qiáng)，精度穩(wěn)定可靠。6.儀表不能測(cè)址氣體、油品、有機(jī)溶劑等不導(dǎo)電介質(zhì)。電磁流量計(jì)應(yīng)用與效果我們?cè)诎惭b使用過(guò)程中,除了滿足常規(guī)的要求外,著重強(qiáng)調(diào)了如下幾點(diǎn):1.選擇的安裝地點(diǎn)保證了電磁流量計(jì)在計(jì)量時(shí)傳感器內(nèi)時(shí)刻注滿介質(zhì)，且上游有5D,下游有2D以上的直管段,有足夠的安裝檢修空間;2.安裝流量計(jì)時(shí)做了面積約2m²的接地網(wǎng),.接地網(wǎng)離地面要有足夠的深度，并在掩埋接地網(wǎng)時(shí)撒了部分工業(yè)用NaCI以確保傳感器接地電阻小于102;3.由于安裝地點(diǎn)離電機(jī)和配電盤較近,為防止電磁干擾,我們把整個(gè)一體式流量計(jì)用鐵箱全部罩住進(jìn)行了屏蔽，并將屏蔽鐵箱單獨(dú)可靠接地(抄讀數(shù)字時(shí)打開(kāi)鐵箱讀數(shù));4.在使用過(guò)程中,每半年清理一次傳感器電極,以防止上面的污垢影響信號(hào)的輸出。在電磁流量計(jì)安裝過(guò)程中,確保： 流動(dòng)方向與傳感器上的流動(dòng)箭頭方向一致(如果存在)?！ ∷蟹ㄌm螺栓都已緊固到最大扭矩值。 儀表安裝不存在機(jī)械應(yīng)力(扭轉(zhuǎn),彎曲),法蘭型/夾持型的配對(duì)法蘭保持軸對(duì)稱與平行條件,且使用適當(dāng)?shù)膲|圈。 墊圈未伸入流動(dòng)區(qū),否則可能導(dǎo)致漩渦, 從而影響儀表的精度。 管路不會(huì)在儀表上產(chǎn)生任何力或力矩。 顯示面向用戶?！ ‰娎|接頭中的保護(hù)塞只能在接線時(shí)拆除?！ ∵h(yuǎn)程安裝的轉(zhuǎn)換器一定要安裝在基本無(wú)振動(dòng)的位置?！ ∞D(zhuǎn)換器不可直接暴露在陽(yáng)光中(配有一個(gè)遮陽(yáng)裝置) 。推薦的安裝條件 電磁流量計(jì)管道必須始終充滿介質(zhì)?！ ‰姌O軸最好水平安裝,反之,則與水平方向夾角不超過(guò)45°(圖1) 管路稍微傾斜,以便排氣,參見(jiàn)圖2?！ 〈嬖谀p時(shí)應(yīng)垂直安裝,流向向上,最大3m/s(圖3) 閥門和關(guān)閉裝置應(yīng)安裝在下游?！ ?duì)于自由流進(jìn)流出管道,應(yīng)提供合適的反轉(zhuǎn)管,確保管路始終充滿介質(zhì)(圖4) 對(duì)于自由流出管道,不要在最高點(diǎn)或者向下的管路上安裝儀表(傳感器管道可能會(huì)排空或者處出現(xiàn)氣泡),(圖5)渦輪流量計(jì)采用雙排液晶現(xiàn)場(chǎng)顯示,具有機(jī)構(gòu)緊湊、讀數(shù)直觀清晰、可靠性高、不受外界電源干擾、抗雷擊、成本低等明顯優(yōu)點(diǎn)。廣泛用于測(cè)量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質(zhì)合金不起腐蝕作用，且無(wú)纖維、顆粒等雜質(zhì)?！ u輪流量計(jì)結(jié)構(gòu)為防爆設(shè)計(jì)，可以顯示流量總量，瞬時(shí)流量和流量滿度百分比。電池采用長(zhǎng)效鋰電池，單功能積算表電池使用壽命可達(dá)5年以上，多功能顯示表電池使用壽命也可達(dá)到12個(gè)月以上。渦輪流量計(jì)的特點(diǎn)： 1、準(zhǔn)確度高,一般可達(dá)±1%R、±0.5%R，高精度型可達(dá)±0.2%R?！?、重復(fù)性好,短期重復(fù)性可達(dá)0.05%~0.2%，正是由于具有良好的重復(fù)性，如經(jīng)常校準(zhǔn)或在線校準(zhǔn)可得到較高的準(zhǔn)確度,在貿(mào)易結(jié)算中是優(yōu)先選用的流量計(jì)。 3、輸出脈沖頻率信號(hào)，適于總量計(jì)量及與計(jì)算機(jī)連接，無(wú)零點(diǎn)漂移，抗干擾能力強(qiáng)?！ ?、可獲得很高的頻率信號(hào)（3-4kHz），信號(hào)分辨力強(qiáng)?！ ?、范圍度寬，中大口徑可達(dá)1:20，小口徑為1:10?！ ?、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧,安裝維護(hù)方便，流通能力大 7、適用高壓測(cè)量,儀表表體上不必開(kāi)孔,易制成高壓型儀表?！ ?、可制成插入型,適用于大口徑測(cè)量,壓力損失小，價(jià)格低，可不斷流取出，安裝維護(hù)方便?！ u輪流量計(jì)可以顯示的流量單位眾多,有立方米，加侖，升，標(biāo)準(zhǔn)立方米,標(biāo)準(zhǔn)升等，可以設(shè)定固定壓力、溫度參數(shù)對(duì)氣體進(jìn)行補(bǔ)償，對(duì)壓力和溫度參數(shù)變化不大的場(chǎng)合，可使用該儀表進(jìn)行固定補(bǔ)償積算。渦街流量計(jì)系統(tǒng)具有八項(xiàng)功能,即瞬時(shí)流量及總流量顯示(質(zhì)量流量)、瞬時(shí)溫度顯示、瞬時(shí)壓力顯示、電池容量顯示、密碼設(shè)定、設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘、流量數(shù)據(jù)讀取(通過(guò)專用的串口從儀表讀取).(1)瞬時(shí)流量和總流量顯示 各個(gè)傳感器發(fā)出的信號(hào),經(jīng)過(guò)放大和整形后,送入單片機(jī)處理,然后單片機(jī)將計(jì)算得到的瞬時(shí)流量送液晶顯示器顯示,在瞬時(shí)流量的基礎(chǔ)上,每隔一個(gè)沒(méi)定的時(shí)間進(jìn)行累加,得到總流量,同時(shí)把這個(gè)數(shù)據(jù)送到液晶顯示器顯示.(2)密碼設(shè)定 儀表的密碼分為制造商密碼和用戶密碼兩級(jí).制造商在儀表使用前將儀表常數(shù)通過(guò)功能設(shè)定按鈕輸入儀表,通常這些常數(shù)是不能由用戶隨意改變的,因?yàn)樗鼈冴P(guān)系到系統(tǒng)的正常運(yùn)行和顯示正確的流量.用戶密碼用于用戶自己掌握儀表的同常使用,便于用戶列儀表數(shù)據(jù)的管理.(3)瞬時(shí)壓力、溫度顯示 瞬時(shí)壓力和瞬時(shí)溫度是經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理后得到的被測(cè)對(duì)象的溫度.壓力數(shù)掘,通過(guò)該數(shù)據(jù)可以知道被測(cè)介質(zhì)的工作情況,從而可以對(duì)某些參數(shù)進(jìn)行人工調(diào)整.(4)設(shè)定系統(tǒng)時(shí)鐘 儀表內(nèi)部設(shè)置了日歷時(shí)鐘,對(duì)流量數(shù)據(jù)按日期進(jìn)行不斷的儲(chǔ)存,便于對(duì)使用情況進(jìn)行監(jiān)控,方便用戶對(duì)自己的用量的了解.(5)流量數(shù)據(jù)讀取 流量數(shù)據(jù)可以直接從液晶顯示器上面讀取.由于系統(tǒng)設(shè)置了外接數(shù)據(jù)接口(即串口),可以很方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的讀取,從而可以實(shí)現(xiàn)抄寫系統(tǒng)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化,節(jié)省大量的人力.(6)電池容量顯示 當(dāng)電池電壓降到一定程度時(shí),渦街流量計(jì)將不能正常工作,為了在儀表能在正常的電壓下工作,通過(guò)軟件措施將電池的電量顯示在液晶顯示器上,以便用戶能及時(shí)更換電池. 渦街流量計(jì)是基于流體力學(xué)中著名的“卡門渦街”研制的。在流動(dòng)的流體中放置- -非流線型柱形體,稱旋渦發(fā)生體,當(dāng)流體沿旋渦發(fā)生體繞流時(shí),會(huì)在渦街發(fā)生體下游產(chǎn)生兩列不對(duì)稱但有規(guī)律的交替旋渦列,這就是所謂的卡門渦街,如圖1所示。 大量的實(shí)驗(yàn)和理論證明:穩(wěn)定的渦街發(fā)生頻率ƒ與來(lái)流速度v1及旋渦發(fā)生體的特征寬度d有如下確定關(guān)系叫: 式中St為斯特羅哈數(shù),與雷諾數(shù)和d相關(guān)。 當(dāng)雷諾數(shù)Re在一定范圍內(nèi)(3 X102~2 X105)時(shí)(4],St為一常數(shù),對(duì)于三角柱形旋渦發(fā)生體約為0.16 雷諾數(shù)的定義為 式中S為管道的橫截面積。 由高精度氣體渦街流量計(jì)的測(cè)量原理可知,通過(guò)測(cè)量旋渦發(fā)生頻率僅能得到旋渦發(fā)生體附近的流速vI,由式(3)可知在橫截面積一定的情況下,流體的流量Q與流體的平均流速v成正比,因此要精確計(jì)量流體的流量必須找到`v與v1的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 根據(jù)流體力學(xué)理論,在充分發(fā)展的湍流狀態(tài)下，流體的速度分布有如下關(guān)系式川: 式中:vp為到管壁距離為y的P點(diǎn)的速度;y為點(diǎn)到管壁處的距離;Vmax:為管道中的最大流速,通常取管道中心的速度;R為管道的半徑;n為雷諾數(shù)的函數(shù)。 表1中給出了部分雷諾數(shù)與n的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 由于旋渦發(fā)生體的位置固定,因此當(dāng)雷諾數(shù)一定時(shí)v1與`v有固定的比例關(guān)系換言之,當(dāng)雷諾數(shù)Re變化時(shí),二者的比值也發(fā)生變化， 圖3給出了不同雷諾數(shù)下充分發(fā)展的湍流的流速分布,如圖所示Re越大,流速分布越平滑,即旋渦發(fā)生體附近的流速越接近平均流速,故ƒ( Re)應(yīng)為單調(diào)遞減函數(shù)。圖4給出了3臺(tái)50mm口徑，寬度14 mm三角形旋渦發(fā)生體的氣體渦銜流量計(jì),在20℃,一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,不同雷諾數(shù)下的K值曲線。如圖所示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論分析基本一致,因此渦銜流量計(jì)的測(cè)量原理即決定了儀表系數(shù)的非線性特性。若要提高渦街流量計(jì)的計(jì)量精度,必須針對(duì)不同的流速分布對(duì)K值進(jìn)行修正。德國(guó)VSEVHM02-2/流量計(jì)選型樣本
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