熱水流量計

發布時間：2019-06-03 發布作者：

  熱水流量計根據法拉第電磁感應原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當導電液體沿測量管軸線運動時，導電液體切割磁力線產生感應電勢，此感應電勢由兩個檢測電極檢出，數值大小與流量成正比例，其值為：
    E=KBVD
    式中：
    E－感應電勢；
    K－與磁場分布及軸向長度有關的系數；
    B－磁感應強度；
    V－導電液體平均流速；
    D－電極間距；（測量管內直徑）
    傳感器將感應電勢E作為流量信號，傳送到轉換器，經放大，變換濾波用一系列的數字處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4～20mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協議。

熱水流量計特點
  ■全數字量處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高、流量測量范圍可達150：1；
  ■超低EMI開關電源，適用電源電壓變化范圍大，抗EMI性能好；
  ■采用16位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高，可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了流量測量的穩定性，功耗低；
  ■采用SMD器件和表面貼裝（SMT）技術，電路可靠性高；
  ■管道內無可動部件，無阻流部件，測量中幾乎沒有附加壓力損失；
  ■在現場可根據用戶實際需要在線修改量程；
  ■測量結果與流速分布，流體壓力，溫度、密度、粘度等物理參數無關；
  ■高清晰度背光LCD顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡單，易學易懂；
  ■具有RS485、RS232、Hart和Modbus等數字通訊信號輸出；（選配）
  ■具有自檢與自診斷功能；
  ■小時總量計錄功能，以小時為單位記錄流量總量，適用于分時計量制（選配）；
  ■內部具有三個積算器可分別顯示正向累積量反向累積量及差值積算量，內部設有不掉電時鐘，可記錄16次掉電時間。（選配）；
  ■紅外手持操作器，115KHZ通訊速率，遠距離非接觸操作轉換器所有功能（選配）。

熱水流量計的基本原理
(一)測量原理
    根據法拉第電磁感應定律，當一導體在磁場中運動切割磁力線時，在導體的兩端即產生感生電勢e，其方向由右手定則確定，其大小與磁場的磁感應強度B，導體在磁場內的長度L及導體的運動速度u成正比，如果B， L，u三者互相垂直，則
e＝Blu       (3－35)
與此相仿．在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速u流動時，導電流體就切割磁力線．如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極(圖3—17)則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間也特產生感生電動勢：
e＝BD        (3－36)
式中，為管道截面上的平均流速．由此可得管道的體積流量為：
qv＝πDUˉ＝   （3－37）
由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關．這就是電磁流量計的測量原理．
需要說明的是，要使式（3—37）嚴格成立，必須使測量條件滿足下列假定：
①磁場是均勻分布的恒定磁場；
②被測流體的流速軸對稱分布；
③被測液體是非磁性的；
④被測液體的電導率均勻且各向同性。
(二)勵磁方式
    勵磁方式即產生磁場的方式．由前述可知，為使式(3—37)嚴格成立，第一個必須滿足的條件就是要有一個均勻恒定的磁場．為此，就需要選擇一種合適的勵磁方式。目前，一般有三種勵碰方式，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁．現分別予以介紹．
1．直流勵磁
    直流勵磁方式用直流電產生磁場或采用*磁鐵，它能產生一個恒定的均勻磁場．這種直流勵磁變送器的大優點是受交流電磁場干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現象的影響．但是，使用直流磁場易使通過測量管道的電解質液體被極化，即電解質在電場中被電解，產生正負離子．在電場力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極．如圖3—18所示．這樣，將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響電磁流量計的正常工作．所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質液體，如液態金屬等．
圖3－18直流勵磁方式
直流勵磁方式.jpg

熱水流量計技術參數：

公稱通徑（mm）（特殊規格可定制）	管道式四氟襯里：DN10～DN600
公稱通徑（mm）（特殊規格可定制）	管道式橡膠襯里：DN40～DN2200
流動方向	正，反，凈流量
量程比	150：1
重復性誤差	測量值的±0.1%
精度等級	管道式：0.5級，1.0級
被測介質溫度	普通橡膠襯里：－20～＋60℃
	高溫橡膠襯里：－20～＋90℃
	聚四氟乙稀襯里：－30～＋100℃
	高溫型四氟襯里：－20～＋180℃
額定工作壓力（高壓可定制）	DN10－DN150：≤1.6MPa
	DN200－DN350：≤1.0MPa
	DN400－DN1000：≤0.6MPa
	DN450－DN2200：≤0.25MPa
流速范圍	0.1－15m/s
電導率范圍	被測流體電導率≥5μs/cm
信號輸出	4～20mA（負載電阻0～750Ω），脈沖/頻率，控制電平
通訊輸出	RS485,MODBUS協議，HART協議
供電電源	AC220V或DC24V
要求直管段長度	上游≥5DN，下游≥2DN
連接方式	流量計與配管之間均采用法蘭連接,符合國標GB/T9115.1-2000
防爆等級	ExdeiallBT4-T6
防護等級	IP65，特殊訂制*可達IP68
環境溫度	－25～＋60℃
相對溫度	5%～95%
消耗總功率	小于20W

MAT-LDE智能電磁流量計選型表：

型號	代碼	說明
MAT-LDE-		智能電磁流量計
通徑	□□□	10-2200mm
結構形式	S	一體型
結構形式	L	分體型
電極材料	M	不銹鋼
	T	Ti（鈦）
	D	Ta（鉭）
	H	哈氏合金
	P	Pt鉑
	N	Ni鎳
輸出方式	0	無輸出
	1	4-20mA/1-5KHz
	2	4-20mA
襯里材料	X	橡膠
	F	聚四氟乙烯
	P	聚乙烯
	J	聚氨酯橡膠
就地顯示	0	無就地顯示
	1	就地顯示
通訊方式	0	無通訊
	1	RS485
	2	RS232
	3	Modbus
	4	Hart
接地環	0	無接地環
	1	有接地環
	2	有接地電極
上限流量	（n）	上限流量（量程）m3/h

儀表口徑的確定：

內徑（mm）	10	15	20	25	32	40	50	65
Qmin（m3/h）	0.05	0.1	0.3	0.4	0.8	1.2	2	3
Qmax（m3/h）	3.5	8	15	22	35	55	95	150
內徑（mm）	80	100	125	150	200	250	300	350
Qmin（m3/h）	5	8	12	18	25	35	50	60
Qmax（m3/h）	220	350	550	800	1400	2200	3200	4500
內徑（mm）	400	450	500	550	600	700	800	900
Qmin（m3/h）	80	120	180	230	300	400	500	600
Qmax（m3/h）	5500	7500	9000	11000	13000	16600	21700	27468
內徑（mm）	1000	1100	1200	1400	1600	1800	2000	2200
Qmin（m3/h）	800	1000	1200	1600	2100	2700	3300	4000
Qmax（m3/h）	33900	41000	48800	66400	86800	109000	135000	164000

熱水流量計襯里材料的確定：

內襯材料	名稱	符號	性能	*工作溫度	適用液體
橡膠	氯丁橡膠	CR	耐磨性中等，耐一般低濃度的酸堿鹽的腐蝕	＜60℃	自來水、工業用水、海水
橡膠	聚氨酯橡膠	PU	極好的耐磨性能，耐酸堿性能較差	＜60℃	紙漿、礦漿等漿液
氟塑料	聚四氟乙烯	F4或PTFE	化學性能很穩定，耐沸騰的鹽酸、硫酸、王水、濃堿的腐蝕	＜160℃	腐蝕性強的酸堿鹽液體
	聚全氟乙丙烯譯名：特氟隆FEP	F46或FEP	化學性能等同于F4 抗壓、抗拉強度優于4	＜120℃	腐蝕性的酸堿鹽液體
	四氟乙烯和乙烯的共聚物	F40或ETFE	化學性能等同于F4 抗壓、抗拉強度優于4	＜120℃	腐蝕性的酸堿鹽液體
塑料	聚乙烯	PO	耐稀酸、堿、鹽的腐蝕	＜60℃	耐酸堿鹽液體的污水
塑料	聚苯硫醚	PPS	耐稀酸、堿、鹽的腐蝕	＜100℃	耐酸堿鹽液體的污水

電極、接地環材料的確定：

材料	耐腐蝕性能
316L	適用：1.生活用水，工業用水，原水井水，城市污水 2.弱腐蝕性酸、堿、鹽溶液
哈氏合金B	適用：1.鹽酸（濃度小于10%）等非氧化性酸 2.氫氧化鈉（濃度小于50%），一切濃度的氫氧化鈉堿溶液 3.磷酸，有機酸不適用：硝酸
哈氏合金C	適用：1.混酸和鉻酸與硫酸的混合溶液 2.氧化性鹽類如Fe+++、Cu++、海水 3.磷酸，有機酸不適用：鹽酸
鈦（Ti）	適用：1.鹽，如：⑴ 氯化物（氯化物/鎂/鋁/鈣/銨/鐵等） ⑵ 鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、次鋁酸鹽、海水 2.濃度小于50%氫氧化鉀、氫氧化銨、氫氧化鋇堿溶液不適用：鹽酸、硫酸、磷酸、*等還原性酸
鉭（Da）	適用：1.鹽酸（濃度小于40%），稀硫酸和濃硫酸（不包括發煙硫酸） 2.二氧化氯，氯化鐵、次氯酸、、乙酸等 3.硝酸（包括發煙硝酸）等氧化性酸，溫度低于80℃的王水不適用：堿、
鉑（Pt）	適用：幾乎所有的酸、堿、鹽溶液（包括發煙硫酸、發煙硝酸）不適用：王水、銨鹽
碳化物	適用：紙漿、污水、能抗固體顆粒干擾不適用：無機酸、有機酸、氯化物

軸對稱速度分布。假設流速的分布具有軸對稱分布。液體和電場中的感應電流是對稱的并且平行于液體的軸向。
均勻，恒定的分布磁場。假設磁場具有恒定且均勻的分布。如果這個假設是正確的，則可以通過運動產生的磁場中導電液體的影響忽略它，即感應電流對磁場分布的影響以及感應電流和感應電流之間相互作用的影響。具有液體流速的電磁力。在液態金屬的測量中這兩種效果都不可忽略。

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