智能型污水流量計(jì)概述
電磁流量計(jì)按激磁方式分類:直流勵(lì)磁;交流勵(lì)磁;低頻方波勵(lì)磁，要產(chǎn)生一個(gè)均勻恒定的磁場(chǎng)，就需要選擇一種合適的勵(lì)磁方式。如按勵(lì)磁電流方式劃分，有直流勵(lì)磁、交流(工頻或其他頻率)勵(lì)磁、低頻矩形波勵(lì)磁和雙頻矩形波勵(lì)磁。
1.直流勵(lì)磁電磁流量計(jì):直流勵(lì)磁方式用直流電或采用磁鐵產(chǎn)生一個(gè)恒定的均勻磁場(chǎng)。這種直流勵(lì)磁變送器的是受交流電磁場(chǎng)干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現(xiàn)象的影響。但是使用直流磁場(chǎng)易使通過(guò)測(cè)量管道的電解質(zhì)液體被極化，即電解質(zhì)在電場(chǎng)中被電解，產(chǎn)生正負(fù)離子，在電場(chǎng)力的作用下，負(fù)離子跑向正極，正離子跑向負(fù)極，這將導(dǎo)致正負(fù)電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴(yán)重影響儀表的正常工作。所以，直流勵(lì)磁一般只用于測(cè)量非電解質(zhì)液體。
2.交流勵(lì)磁電磁流量計(jì):工業(yè)上使用的電磁流量計(jì)，大都采用工頻(50Hz)電源交流勵(lì)磁方式產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，避免了直流勵(lì)磁電極表面的極化干擾。但是用交流勵(lì)磁會(huì)帶來(lái)一系列的電磁干擾問(wèn)題(例如正交干擾、同相干擾、零點(diǎn)漂移等)?，F(xiàn)在交流勵(lì)磁正在被低頻方波勵(lì)磁所代替。
3.低頻方波勵(lì)磁電磁流量計(jì):低頻方波勵(lì)磁波形有二值(正-負(fù))和三值(正-零-負(fù)-零)兩種，其頻率通常為工頻的1/2~1/32。低頻方波勵(lì)磁能避免交流磁場(chǎng)的正交電磁干擾，消除由分布電容引起的工頻干擾，抑制交流磁場(chǎng)在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流，排除直流勵(lì)磁的極化現(xiàn)象。
智能型污水流量計(jì)工作原理
傳感器是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律工作的，如工作原理圖所示:
當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管在交變磁場(chǎng)與磁力線成垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。在與測(cè)量管軸線和磁力線相互垂直的管壁上安裝了一對(duì)檢測(cè)電極，將這個(gè)感應(yīng)電勢(shì)檢出。
則有:
E=BVD
式中:E—感應(yīng)電勢(shì);
B—磁感應(yīng)強(qiáng)度;
D —電極間的距離，與測(cè)量管內(nèi)徑相等;
V —測(cè)量管內(nèi)被測(cè)流體的平均流速。
式中磁場(chǎng)B是恒定不變的，D為一常數(shù)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與被測(cè)流體的平均流速V成正比。通過(guò)測(cè)量管橫截面上的瞬時(shí)體積流量Q與流速V之間的關(guān)系為:
智能型污水流量計(jì)特點(diǎn)
1、儀表結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、無(wú)可動(dòng)部件，工作壽命長(zhǎng).
2、無(wú)截流阻流部件，不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象.
3、無(wú)機(jī)械慣性，響應(yīng)快速，穩(wěn)定性好，可應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和程控系統(tǒng).
4、測(cè)量精度不受被測(cè)介質(zhì)的種類及其溫度、粘度、密度、壓力等物理理參數(shù)的影響.
5、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.
6、備有管道式、插入式等多種流量計(jì)型號(hào).
7、采用EEPROM存貯器，測(cè)量運(yùn)算數(shù)據(jù)存貯保護(hù)安全可靠.
8、具備一體化和分離型兩種形式.
9、高清晰LCD背光顯示.
智能型污水流量計(jì)技術(shù)參數(shù)
| 適用管徑 | DN25~DN2600(DN25以下為非標(biāo)) (執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):JB/T9248-1999) |
| 電極材料 | 316L(不銹鋼)、HC(哈氏C)、HB(哈氏B)、Ti(鈦)、Ta(鉭) |
| 適用介質(zhì) | 導(dǎo)電率>5us/cm的液體 |
| 測(cè)量范圍 | 0.1~10m/s(可擴(kuò)展到15m/s) |
| 量程上限 | 0.5~10m/s,推薦1~5m/s |
| 精度等級(jí) | 0.3級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)(隨口徑區(qū)分) |
| 輸出信號(hào) | 4~20mADC,負(fù)載≤750Ω;0~3KHz,5V有源，可變脈寬，有效頻率輸出:RS485接口 |
| 工作壓力 | 1.0MPa,1.6MPa,4.0MPa,16MPa(特殊) |
| 流體溫度 | -20℃~80℃,80℃~130℃，130℃~180℃ 參考襯里材質(zhì) |
| 環(huán)境溫度 | 傳感器-40℃~80℃;轉(zhuǎn)換器-15℃~50℃ |
| 環(huán)境溫度 | ≤85%RH(20℃時(shí)) |
| 電纜出口尺寸 | M20×1.5 |
| 供電電源 | 220VAC±10%;50Hz±1Hz;24VDC±10% |
| 功 耗 | ≤8W |
| 外殼防護(hù)等級(jí) | 一體式:IP65分體式:傳感器IP68轉(zhuǎn)換器IP65 |
| 接地環(huán)材質(zhì) | 1Cr18Ni9Ti(不銹鋼)、HC(哈氏C)、Ti(鈦)、Ta(鉭)、Cu(銅) |
| 連接法蘭 | 國(guó)標(biāo)GB9119-88(DIN2051,BS4504) |
智能型污水流量計(jì)選型注意事項(xiàng)
選型的步就是對(duì)儀表將來(lái)的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)情況要有具體的、詳細(xì)的、明確的了解，主要包括以下幾點(diǎn):
①測(cè)介質(zhì)成分，以及該介質(zhì)的電導(dǎo)率 (參見附表2)。電磁流量計(jì)既可以測(cè)電導(dǎo)率大于5uS/cm液體還可以測(cè)液固兩相流，如水煤漿，礦漿，污水，泥漿，紙漿等，如被測(cè)介質(zhì)中含有大量的鐵磁性固體物質(zhì)、氣泡或直徑很大的固體顆粒，測(cè)量都會(huì)受影響，甚至不能測(cè)量。一般情況要求氣泡或固體顆粒的體積含量不超過(guò)5%，固體顆粒的直徑不大于3mm。
②測(cè)量管在任何時(shí)刻必須*充滿介質(zhì)，電磁流量計(jì)在非滿管或空管的情況下不能正常工作。
③現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)管道的壓力不能超過(guò)儀表的額定壓力(見傳感器部分)。
④測(cè)介質(zhì)的溫度范圍以及環(huán)境溫度范圍，要符合儀表說(shuō)明書的要求。
⑤現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)管道的流速、最小流速,以及正常流速范圍。流速不超過(guò)10m/s;為了保證測(cè)量精度，最小流速大于等于0.3m/s;正常流速在1.5m/s-3.0m/s這速范圍內(nèi)，這也是儀表測(cè)量范圍。
傳感器選型
傳感器的選型主要考慮因素有:傳感器的種類、口徑、壓力、電極材料、內(nèi)襯材料、防護(hù)等級(jí)、尺寸大小、連接法蘭等。
①口徑的選擇:如果是新建的項(xiàng)目或設(shè)計(jì)，在選擇口徑時(shí)，應(yīng)遵循的原則就是:保證正常流速在0.3m/s---10m/s范圍內(nèi)即可，選擇是正常流量在下面的《口徑、流速、流量的關(guān)系表》的斜體紅色數(shù)值范圍內(nèi)。當(dāng)然，新工程剛上馬，系統(tǒng)流速處于較低狀態(tài)，隨著系統(tǒng)的正常運(yùn)行，流速會(huì)處于較高狀態(tài)，這時(shí)只要更改現(xiàn)場(chǎng)儀表的量程就能適應(yīng)，不需要更換儀表。如果現(xiàn)場(chǎng)流速過(guò)低，而且現(xiàn)場(chǎng)條件允許的話，可以通過(guò)在傳感器的前后加裝變徑管，以滿足要求，加裝變徑管應(yīng)注意以下問(wèn)題:
，為了加裝變徑管后不過(guò)多影響流速場(chǎng)的分布，不影響儀表的測(cè)量精度，能把變徑管視為直管段的一部分，要求變徑管的中心錐角α不大于15°，越小越好，如下圖
第二，加裝變徑管后會(huì)產(chǎn)生一定的壓力損失，壓力損失為
ΔP=ρ/200ξ1 V22+ξ2 V22+ξ3 V12)
ΔP---損失的壓力，單位MPa
ρ---被測(cè)介質(zhì)密度，單位Kg/m3
ξ1 、ξ3---分別是漸縮管、漸擴(kuò)管的系數(shù)，該值與雷諾數(shù)有關(guān)，例如:
α=8°時(shí)，ξ1、ξ3的值:
| d1/d2 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 |
| ξ1 | 0.018 | 0.023 | 0.0255 | 0.028 | 0.03 | 0.0308 | 0.0315 | 0.0323 | 0.0332 |
| ξ2 | 0.01 | 0.02 | 0.07 | 0.15 | 0.26 | 0.43 | 0.64 | 0.9 | 1.25 |
ξ2 =0.02 傳感器管系數(shù)
V1、V2--- 分別是變徑管前方系統(tǒng)管道流速、傳感器管道流速，單位m/s
智能型污水流量計(jì)口徑、流速、流量對(duì)照表
智能型污水流量計(jì)電極材料的選擇
針對(duì)不同的被測(cè)介質(zhì)，考慮到其腐蝕性不同，應(yīng)選擇不同的電極材料，下表是常用電極和其耐腐性能,詳見附表1。
| 材料 | 耐腐蝕性能 |
| 耐酸鋼 (1Cr18Ni9Ti) | 對(duì)硝酸、冷磷酸及其它無(wú)機(jī)酸，多種鹽及堿溶液,有機(jī)酸，海水等耐腐蝕性強(qiáng)。對(duì)硫酸、鹽酸、氫氟酸，對(duì)沸騰的蟻酸、草酸、工業(yè)鉻酸、氫酸鈉、氯、溴、碘等介質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性差，不耐腐蝕 |
| 含鉬不銹鋼 (0Cr18Ni12Mo2Ti) | 用于工業(yè)用水、生活用水、污水，硝酸、室溫下小于5%的硫酸、沸騰的磷酸、蟻酸、碳酸、堿溶液和各種中性溶液，一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸等，也可用于石油、化工、尿素 、維尼綸等工業(yè) |
| 哈氏合金B(yǎng)(Hb) | 對(duì)沸點(diǎn)以下的一切濃度的鹽酸有良好的耐腐蝕性，也耐硫酸、磷酸、氫氟酸、有機(jī)酸等非氧化性酸、堿、非氧化鹽液的腐蝕 |
| 哈氏合金C(Hc) | 能耐氧化性酸，如硝酸、混酸或鉻酸與硫酸的混合物的腐蝕，也耐氧化性的鹽類如含三價(jià)鐵離子、二價(jià)銅離子，或其它氧化劑的腐蝕，如高于常溫的次氯酸鹽、海水的腐蝕 |
| 鉭 (Ti) | 具有優(yōu)良的耐腐蝕性，和玻璃很相似。除氫氟酸、發(fā)煙硫酸堿外，幾乎能耐一切化學(xué)介質(zhì)如鹽酸、硝酸、王水的腐蝕 |
| 鉑-銥合金 | 幾乎適用于所有化學(xué)物質(zhì)，但不適用于王水和銨鹽。 |
智能型污水流量計(jì)內(nèi)襯材料的選擇
如電極一樣，對(duì)于不同的介質(zhì)，由于其腐蝕性、溫度、磨損性不同，所以要有針對(duì)性的選擇內(nèi)襯材料，下表是常用襯里材料的性能及其適用范圍，詳見附表1
| 內(nèi)襯材料 | 主要性能 | 適用范圍 |
| 聚四氟乙烯(PTFE) | 它是塑料中化學(xué)性能的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐濃堿和有機(jī)溶劑 耐磨性和粘結(jié)性差 | -40℃-+180℃> 酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì) 衛(wèi)生類介質(zhì) |
| 氯丁橡膠 | 有的彈性，高強(qiáng)的扯斷力，耐磨性能好 耐一般低濃度酸、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕，不耐氧化性介質(zhì)的腐蝕 | 1.小于80℃
2.測(cè)一般水、污水、泥漿、礦漿 |
| 聚氨酯橡膠 | 有的耐磨性能(相當(dāng)于天然橡膠的十倍) 耐酸、堿性能差 不能用于混有有機(jī)溶劑的水 | 1.小于70℃
2.中型強(qiáng)磨損的礦漿、煤漿、泥漿（泥漿流量計(jì)） |
| 耐酸橡膠(硬橡膠) | 可耐常溫下的鹽酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鉀。 忌強(qiáng)氧化劑。 | 1.小于25℃-+90℃
2.一般的酸、堿、鹽溶液 |
| 合成橡膠 | 密封性好 良好的耐磨性，高度的扯斷力 | 小于80℃ 一般水、污水、泥漿 |
智能型污水流量計(jì)選型
| 型 號(hào) | 口 徑 |
| KM-LDE | 25~2600 |
| B1 | 316L |
| B2 | HB |
| B3 | HC |
| B4 | 鈦 |
| B5 | 鉭 |
| B6 | 鉑合金 |
| B7 | 不銹鋼涂覆碳化鎢 |
| 代號(hào) | 內(nèi)襯材料 |
| C1 | 聚四氟乙烯F4 |
| C2 | 聚全氟乙丙烯F46 |
| C3 | 聚氟合乙烯FS |
| C4 | 聚錄丁橡膠 |
| C5 | 聚氨脂橡膠 |
| 代號(hào) | 功能 |
| E1 | 0.3級(jí) |
| E2 | 0.5級(jí) |
| E3 | 1級(jí) |
| F1 | 4-20mA 負(fù)載≤750Ω |
| F2 | 0-3khz5v有源，可變脈寬，輸出有效頻率 |
| F3 | RS485接口 |
| T1 | 常溫型 |
| T2 | 高溫型 |
| T3 | 超高溫型 |
| P1 | 1.0MPa |
| P2 | 1.6MPa |
| P3 | 4.0MPa |
| P4 | 16MPa |
| D1 | 220VAC±10% |
| D2 | 24VDC±10% |
| 1 | 一體型結(jié)構(gòu) |
| 2 | 分體型結(jié)構(gòu) |
| 3 | 防爆型一體結(jié)構(gòu) |
傳感器額定壓力、防護(hù)等級(jí)、尺寸大小
④傳感器口徑的不同，對(duì)應(yīng)的額定壓力也不同;傳感器結(jié)構(gòu)的不同，對(duì)應(yīng)的防護(hù)等級(jí)及尺寸大小也不同，詳細(xì)情況見下面的說(shuō)明和圖表。
關(guān)于防護(hù)等級(jí)的說(shuō)明:IP65為防水型，即可允許水龍頭從任何方向?qū)x表噴水，噴水壓力為0.3MPa。出水量為12. 5L/min,噴水口離儀表距離3m。IP67為防浸水型，即儀表可短時(shí)間全部浸入水中，試驗(yàn)時(shí)點(diǎn)應(yīng)在水下至少150cm，持續(xù)時(shí)間至少為30min。IP68為潛水型，應(yīng)能長(zhǎng)期在水中工作，其侵入的深度由制造廠與用戶協(xié)商。
智能型電磁流量計(jì)分為一體式和分體式兩大類，一體式的傳感器防護(hù)等級(jí)為IP65,分體式的傳感器防護(hù)等級(jí)為IP68，分體式的轉(zhuǎn)換器防護(hù)等級(jí)為IP65?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)儀表的防護(hù)等級(jí)要求較高的，如安裝在地面以下的，有可能受到水淹沒的，或儀表安裝在水下的，用戶就必須選用分體式的。
⑤連接法蘭的選擇:
除特殊情況外，一般應(yīng)選公制法蘭，與之相配對(duì)的法蘭也按公制制造，法蘭標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)標(biāo)GB9119,一般都符合所選的儀表耐壓標(biāo)準(zhǔn)。如現(xiàn)場(chǎng)有特殊法蘭或超過(guò)儀表耐壓等級(jí)，可特殊訂貨。
智能型污水流量計(jì)轉(zhuǎn)換器選型注意事項(xiàng)
轉(zhuǎn)換器選型針對(duì)分體式電磁流量計(jì)而言，分為壁掛式或盤裝式二種，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，主要考慮以下幾點(diǎn)。
輸出信號(hào)的選擇:
①模擬信號(hào)輸出:包括4-20mA 輸出、0-20mA 輸出、0-24mA 輸出、0-5V輸出、0-6V輸出、1-5V輸出，共6種，用戶可根據(jù)自己的需要，任選一種，切記:這6種輸出只能選取其中的一種，不能同時(shí)選取二種輸出。
數(shù)字通訊:RS485輸出。詳細(xì)參數(shù)見說(shuō)明書。
頻率/脈沖輸出:該脈沖輸出類型可由用戶定義，一種可定義為量程對(duì)應(yīng)1KHz頻率，量程內(nèi)流量對(duì)應(yīng)的頻率按比例減小;另一種可定義為一個(gè)脈沖代表一定(1.0m3、0.1m3 、0.01m3 三種)的累計(jì)流量。詳細(xì)情況見說(shuō)明書。
工作環(huán)境
②工作環(huán)境溫度:-10℃-+55℃;
智能型污水流量計(jì)安裝點(diǎn)及安裝環(huán)境的選取
①選取要點(diǎn):
系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)測(cè)量管必須保證滿管。如出現(xiàn)非滿管，流量計(jì)就不能正常工作，讀數(shù)可能是忽大忽小的隨機(jī)數(shù);
傳感器上游要有一定的直管段，但其長(zhǎng)度與其它流量?jī)x表(如超聲波流量計(jì))相比較要求較低。上游如有90°彎頭、T形管、同心異徑管、全開閘閥等擾流件，一般要求離電極中心線(不是傳感器進(jìn)口斷面)有5倍直徑(5D)長(zhǎng)度的直管段，如是上游有閘閥且沒有全部打開，一般要求10D長(zhǎng)度的直管段;下游直管段長(zhǎng)度一般為2D-3D,或更短;
1.安裝傳感器時(shí)盡量保持電極水平位置，以免氣泡覆蓋電極而出現(xiàn)讀數(shù)不穩(wěn);條件允許傳感器應(yīng)安在自下而上流動(dòng)的立管上，這樣管內(nèi)不易存氣，同時(shí)保證工作時(shí)是滿管，而且無(wú)沉積物生成，還可以減少液體內(nèi)固體顆粒及雜質(zhì)對(duì)內(nèi)襯的磨損;
2.注意管道液體流動(dòng)方向與傳感器的標(biāo)識(shí)一致;
3.盡可能避免測(cè)量管出現(xiàn)負(fù)壓，如傳感器不可安裝在泵的抽吸側(cè);
4.盡可能避開附近的大電機(jī)、大變壓器等，以免引起電磁干擾;
5.選擇振動(dòng)較小的位置安裝傳感器;
6.測(cè)量不同液體的混合介質(zhì)時(shí)，傳感器應(yīng)安裝在混合點(diǎn)的上游，如安裝在下游，必須裝在混合已經(jīng)均勻或化學(xué)反應(yīng)充分完成段;
7.盡可能避開周圍環(huán)境高濃度腐蝕性氣體;如是一體機(jī)要避免雨淋或浸沒以及陽(yáng)光直照，環(huán)境的相對(duì)濕度和溫度要符合儀表說(shuō)明書的要求;
②現(xiàn)場(chǎng)傳感器安裝位置的典型案例
圖1:為了日后系統(tǒng)及流量計(jì)的檢修維護(hù)方便，條件允許應(yīng)如此圖安裝旁通管道;
圖2:安在泵的抽吸側(cè)，會(huì)因管道出現(xiàn)負(fù)壓而損壞傳感器內(nèi)襯，所以應(yīng)安裝在泵出口側(cè) 處，而且N點(diǎn)距離泵盡可能遠(yuǎn)些;
圖3:流量計(jì)應(yīng)盡可能安裝在閥門的上游側(cè)處，不應(yīng)安裝在下游側(cè)處， 如受現(xiàn)場(chǎng)條件限制必須安裝在d點(diǎn),在閥門未全開時(shí)，d點(diǎn)距離閥門至少10D。
圖4:此圖中的e處、f處是優(yōu)先選擇安裝點(diǎn)， g處是管道點(diǎn)易積聚氣泡不宜安裝，h處于下降管段，可能出現(xiàn)非滿管情況，故更不宜安裝。
圖5:水平管道應(yīng)安裝在稍稍上升的管道區(qū)，如圖i處;
圖6:當(dāng)流量計(jì)安裝在如圖示的落差管上時(shí)，如落差高度超過(guò)5米時(shí)，應(yīng)在流量計(jì)的下游的處，如圖j 處，安裝排氣閥;
圖7:當(dāng)敞口灌入或排放，流量計(jì)應(yīng)安裝在管道的低段區(qū)，如圖k處。
③接地
本公司生產(chǎn)的管段式傳感器均是三電極式，其中底部的電極是接液電極，也就是通常說(shuō)的接地電極，這樣在非金屬絕緣管道或有絕緣內(nèi)襯的金屬管道上安裝傳感器時(shí)，一般情況下無(wú)需另加接地環(huán)。
出廠時(shí)儀表配2根接地線，安裝時(shí)要求在與儀表兩端連接的法蘭上各鉆一個(gè)M5×10的螺孔，把接地線用M5×8不銹鋼螺絲牢靠固定在兩邊法蘭上。如下圖示。
通常情況下無(wú)需單獨(dú)外加接地線，但傳感器上有預(yù)留的接地點(diǎn)，以備在特殊環(huán)境下如安裝環(huán)境有較大干擾時(shí)，通過(guò)該處外加接地線保證整個(gè)儀表可靠、良好接地以減少干擾，接地線可采用截面大于4mm2 的多股銅線，接地電阻應(yīng)小于10Ω，且不能接在電機(jī)、變頻器或其它大電器設(shè)備的公共地線上，如下圖示。
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