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      插入式電磁流量計

      添加時間:2019-02-16 16:40:39   瀏覽:

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      1. 插入式電磁流量計的功能用途和適用范圍

          插入式電磁流量傳感器(簡稱傳感器)和電磁流量轉換器(簡稱轉換器)配套組成插入式電磁流量計(簡稱流量計)用來測量輸送管道內各種導電液體的體積流量。

       

      傳感器具有以下特點:

      ◆ 傳感器內無活動部件,結構簡單,工作可靠。

      ◆ 插入式結構可在低壓或帶壓情況下不停水方便的安裝、拆卸。因此非常適用于現有管道的流體測量和便于儀表的維護、修理。

      ◆ 測量精度不受被測介質的溫度、壓力、密度、粘度、電導率(只要電導率大于50us/cm)等物理參數變化的影響。

      ◆ 傳感器幾乎無壓力損失,能量損耗極低。

      ◆ 較一般電磁流量計的制造成本和安裝費用低。特別適于大中徑管道流量測量。

      ◆ 采用先進的低頻方波勵磁。低點穩定,抗干擾能力強,工作可靠。

      ◆ 流量測量范圍大。被測量管道內的滿量程流速可以1m/s至10m/s任意設定,輸出信號與流量呈線性關系。

      ◆ 流量計不僅有0~10mA◆DC或4~20mA◆DC標準電流輸出,同時還1~5kHz頻率輸出

       

      由于流量計(傳感器)具有上述一系列優點,因而,已被廣泛應用于化工、化纖、冶金、化肥、造紙、給排水、污水處理等工業部門和農業灌溉水計量的導電液體流量測量和生產過程的自動控制。

      3. 產品的型式和組成

          產品的型式為插入式。與管道通過安裝底座、球閥和壓緊螺母、定位螺釘連接。傳感器測量分測量管型和平面電極型兩種結構型式。測量管型傳感器適于測量清潔介質;平面電極型適于測量介質中含有其它雜質的液體流量測量。

       

      4. 插入式電磁流量計技術參數

      4.1 適于測量管道通徑:

          200~2000mm;

      4.2 流速測量范圍:

          0~1至0~10m/s,滿量程在1~10m/s范圍內連續可調。

      4.3測量精確度

          當滿量程流速>1m/s時,±1.5%。

      4.4被測介質導電率:

          大于50μs/cm。

      4.5工作壓力:

         1.6Mpa。

      4.6電極材料:

         含鉬不銹鋼0Cr18Ni12Mo2Ti、哈式合金c-276、鈦Ti等。

      4.7測量管(測量頭)材料:

         ABS

      4.8被測介質很高溫度:

         ABS60℃

      4.9外殼防護等級:

         符合GB-08-84標準IP68的有關規定。

      4.10傳感器輸出信號:

         0.209mVp-p/1m/s。

      4.11傳感器與轉換器之間信號很大的傳輸距離50m(特殊要求請與廠方聯系)

      4.12流量計輸出信號:

      直流電流:0~10mA負載電阻為0~1kΩ;

                4~20mA負載電阻為0~500Ω;

      頻    率:1~5KHz負載電阻為250~1.2kΩ。

       

      5. 插入式電磁流量計工作原理及結構

      5.1工作原理

      傳感器實際上是一種液體流速測量儀表。它是應用法拉 電磁感應定律的原理制成的流速測量儀表。圖1是插入型電磁流量計基本工作原理的示意圖。

      用一個長桿將一個小的電磁流量傳感器插入到被測量管道中規定的位置,導電流體垂直流過傳感器的工作磁場時(轉換器向傳感器提供勵磁電流時,在勵磁線圈構成的勵磁系統中便產生工作磁場),相當于導體在磁場中作切割磁力線運動。根據法拉 電磁感應定律可知,在導體的兩端產生感應電動勢。此感應電動勢由接觸流體的一對電極來檢測。電動勢的大小與磁感應強度B、兩極間距離L和流體的平均流速呈正比。即 

      1.png

            B——磁場強度,特斯拉;                                                                                                                                                                             

            L——兩電極間距離,米;

            V——流過電磁流速傳感器的流速(亦即代表被測管道規定插入點的質點流速),米/秒

            K——系數。

       

      本廠插入電磁流速傳感器規定插入點有兩種方法,一是插入到被測管道的中心軸線上;二是插入到管道內壁約為管道0.121D處,D為管道直徑,一般小于DN400的管道可插到被測管道的中心軸線上,此時電磁流速傳感器測量流速傳感器測量流速為管道很大流速,管道的平均流速應由很大流速乘以一個系數K。

      image005.gif

      式中:n是雷諾數指數,可有③式求得,

            n=1.66lgRD

      式中:RD——管道流體的雷諾數。

      image007.gif

      式中,K——等效有效粗糙度,管道內壁突出物的平均高度。

      大于DN400的管道可插到距管內壁約0.121D處。此時電磁流速傳感器所測量的流速為平均流速,系數K=1。被測量管道的流量可由下式表示

      Q=B·V·A(米3/小時)

      式中,A——圓管道截面積,米2。由①式代入②式,則得

      image009.gif

      由于插入電磁流速傳感器工作磁場強度和兩電極的距離在制造時已經確定,同時,被測管道的截面積也得出,所以,插入電磁流量傳感器的輸出電動勢大小即可代表流量大小。

      5.2 結構

          傳感器如圖2所示,主要由測量頭(或測量管)、勵磁系統、插入桿、接線盒、安裝底座、密封定位機構等組成。

      image010.jpg

          測量頭(或測量管):測量頭(測量管)處于管道被測流流速質點處,用來檢測該點的流速。測量頭(或測量管)由絕緣材料制成的端頭或者導管,在其上裝有一對電極。除電極端頭或測量管內壁外,其它部分與被測流體絕緣狀態。

          勵磁系統:勵磁系統的作用是產生一個工作磁場。它由勵磁線圈和鐵芯所組成。它被絕緣密封到插入桿內。

          插入桿:由不銹鋼材料制成。測量頭東測量管固定在插入桿內。勵磁引線和電極引線通過插入桿與被測介質密封并連接到接線盒中。插入桿上焊有方向指示桿,用以在安裝時保證工作磁場、流速和電極連線三者互相垂直,符合法拉 電磁感應定律的要求。

          接線盒:接線盒位于傳感器上部。接線盒內接線端子起傳感器和轉換器相互連接作用。

          安裝底座:安裝底座是焊接在被測管道上,用來與安裝球閥連接、插入電磁流量計傳感器的部分。

      密封機構:由不銹鋼材料制成的壓緊螺紋座、壓緊螺母、橡膠墊圈和定位螺釘等組成。用以密封插入電磁傳感器,使之能夠承受一定的工作壓力。

       

      6插入式電磁流量計安裝和使用

       6.1安裝

          6.1.1安裝環境的選擇

          ①應盡量遠離具有強電磁場的設備,如大電機、大變壓器等。

          ②安裝場所不應有強烈的震動,管道固定牢靠。環境溫度應變化不大。

          ③安裝環境應便于安裝和維護。

          6.1.2安裝位置的選擇

          ①安裝位置必須保證管道內始終充滿被測流體。

          ②選擇流體流動脈沖小的地方。即應遠離泵和閥門、彎頭等局部阻力件。

          ③測量雙相(固、液或氣、液)流體時,應選擇不易引起相分離的地方。

          ④應避免測量部位出現負壓。

          ⑤被側管道直徑或周長容易測量,并且橢圓度應較小。

          6.1.3直管段長度

      傳感器安裝管道上游側直管段長度應大于或等于10D,下游側應不小于5D。D為被測管道通徑。

          6.1.4流量控制閥門和調節閥門

      流量控制閥門應安裝在傳感器上游側的被測管道上,流量調節閥門應安裝在傳感器下游側。測量時,通常流量控制閥門應處于全開狀態。

          6.1.5安裝底座的焊接

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      焊接的技術要求如下:

          ①安裝底座63管子的軸線與被測管道的軸線相互垂直。其夾角為

          ②采用不銹鋼焊條平焊。焊后保證法蘭端面與管軸線平行,焊縫牢固,能承受1.6Mpa壓力無滲漏現象。

          ③被測管道開孔尺寸與安裝底座的通孔外徑一致。

      6.2傳感器安裝

          6.2.1安裝前傳感器的檢查

          a安裝前用酒精棉球或清潔的細紗布輕輕地,仔細地擦除傳感器測量頭部兩極表面的油脂、灰塵等贓污物質。但不得用堅硬的東西損傷電極表面和絕緣材料。

          b安裝前用萬用電表檢查傳感器,符合以下技術指標:

          ①勵磁線圈阻值檢查:用萬用電表測接線盒內“X、Y”端子之間的電阻值約為40左右。如所測阻值為無窮大,則線圈斷路;如阻值為低,則線圈短路。

          ②電極對端子之間電阻:接線盒內端子“A、B”分別對測量頭或測量管內的兩電極一個為低。若一個為無窮大或全為無窮大,均是有故障。

          ③絕緣電阻檢查:勵磁線圈、信號端子與插入桿之間電阻為無窮大。端子C對插入桿電阻為低。用萬用電表測量接線端子“A、B”對“C”和“X、Y”對“C”之間電阻為無窮大,端子對“C”對插入桿之間的電阻為低。端子“A、B”對端子“X”和“Y”之間電阻為無窮大。

          如出現測量與上述不一致時,請與本廠聯系。

      6.3被測管道內徑的測量

      6.3.1在可以測量管道內徑時,可應用游標卡尺或鋼卷尺,至少在管道內四個互相之間大致相等角度的直徑上進行側量。如果相鄰兩個直徑之差大于0.5%,則買測數目加倍,取所在直徑的算術平均值作為管道直徑。

      6.3.2當不能直接測量管道內徑時,可以通過測量管道周長和壁厚來計算內徑

      image013.gif

      式中:D——被測管道內徑,米;L——管道外周長,米;l——周長修正值,米;e——管道壁厚,米。

      使用此法管外表面應仔細除去粗糙部分,若有任何如焊縫這種的高點,應從周長測值中減去各高點由下式計算的修正值:   

      image015.gif

           式中:a——高點高度;D——管道內徑。

      6.4傳感器的安裝

           6.4.1清理被測管安裝底座的焊渣和毛刺。

           6.4.2關掉上游流量控制閥門或采用低壓供水。

           6.4.3按圖3所將DN50球閥安裝到安裝底座上。注意球閥的長空腔向上。檢查球閥是否能全開全關。如有問題應進行修理。將壓緊螺紋座、壓緊螺母和橡膠密封圈安裝到球閥上。松開定位螺釘和壓緊螺母,將傳感器插入桿通過球閥插入被測管道。插入深度由6.4.4計算,并由游標卡尺或鋼卷尺測量,符合要求后,上緊壓緊螺母和定位螺釘,同時應注意傳感器方向標志桿指向應和流體流向一致。

      6.4.4用游標卡尺或鋼卷尺測量傳感器電極至方向標志桿之間的距離。設測得傳感器電極與其方向標志桿的長度為H,對于D≤400mm,插入深度可由下式計算插入深度可由下式計算插入深度E為:

      E=H-0.5D

      對于D>400mm通徑時,

      E=H-0.121D

      需要更準確找出插入深度時,可用下式計算管道直徑方向,內壁到測量點的距離Y

      image017.gif

      式中,R——管道內半徑。插入深度

             E=H-Y

      6.5電纜的敷設和接線

          電纜的敷設分明數和暗數兩種。采用哪種數設要視現場具體情況而定。

      image018.jpg

          圖4為傳感器和轉換器之間的電氣接線圖。由圖可知,傳感器和轉換器之間有兩根電纜。一根是轉換器向傳感器提供勵磁電流的勵磁線,一根是傳感器向轉換器輸出電動勢的信號線。

      電纜的敷設和接線必須注意以下幾點:

          ①信號電纜不應于外界大電流動力電纜近距離平行敷設。信號電纜一般應通過穿線鋼管與外界電纜電氣屏蔽。穿線鋼管應與大地線連接。

          ②明敷設時,信號電纜與動力電纜應有1米以上的距離。信號電纜與勵磁電纜也應保持一定距離。穿鋼管敷設時,勵磁電纜也應分別穿管。

          ③傳感器與轉換器的距離一般為50米,特殊情況需要延長電纜時,應與本廠聯系。本廠出廠所配信號電纜和勵磁電纜型號為RWP型雙芯聚抓乙烯絕緣屏蔽護套電纜,規格為2×32/0.2外徑ф8mm,長度為15米。如特殊要求,請在訂貨時向本廠注明。

          ④本廠不負責轉換器供電電源線和輸出電流與頻率電纜線。由于這兩種電纜要求的負載電流僅僅幾十到幾百個毫安,而且傳輸距離與現場到控制室距離有關,所以用戶可根據實際需要自行準備電源和輸出信號電纜。

          ⑤按圖4所示轉換器和傳感器端子標示符一一對應接好線。

      6.6接地

          傳感器產生的流量信號非常微弱,通常為微伏或毫伏級。因此,防止外界電干擾的影響是用好流量計的一個重要因素。接地是解決電干擾影響的一個很有效的措施。

      傳感器接地要求主要是被測介質接地。傳感器和轉換器的接地端(端子“C”和流量信號電纜的金屬屏蔽網相連接,并通過插人桿與被測介質連接。當被測管道是非金屬管道時,為了保證良好的接地,可將傳感器接地端子直接與大地加一接地線。要求接地用電阻應小于10Ω

      6.7使用前的準備工作

       ①安裝接線后,正式使用前應再次檢查安裝、接線是否正確。

       ②將傳感器上游流量控制閥門打開,再打開下游流量調節閥門,使流體排放數分鐘后,讓含在流體     中的氣體隨之排放。關閉下游流量調節閥門和上游流量控制閥門,讓管道內充滿流體,但不流動。

       ③用萬用電表檢查傳感器以下技術指標:
      A勵磁端子“X”、“Y”與接地端子“C”之間電阻為無窮大。
      B接地端子“C”與插入桿之間的電阻為低。
      C萬用電表定在x1KΩ檔,用黑試筆指端子“C”,紅筆分別指端子“A”、“B”,電阻值均為10~30KΩ,并且有充放電現象。

       ④檢查所提供的電源電壓和頻率應符合轉換器安裝使用說明書的規定,接通轉換器電源。

       ⑤用萬用電表直流電壓2.5V或10V檔測量傳感器接線端子“X”和“Y”之間的電壓,萬用電表指針有的1秒數次的低頻擺動現象。說明傳感器勵磁系統工作正常。

      6.8調整與使用

       ①如果被測管道流量大小已知,可根據被測管道內流量大小和轉換器安裝使用說明書量程設定方法,設定好流量量程。

       ②準備工作完成后,先打開傳感器上游流量控制閥門,再緩緩的打開下游流量調節閥門,觀察轉換器顯示流量應由小到大變化。如果顯示為負值,應斷電源將信號線“SIG1”和“SIG2”互換。

       ③根據實測流量重新按需要參照轉換器安裝使用說明書所述攤設定流量量程值和憾器系數。

       ④如果傳感器安裝在露天或埋在地下,接好崛器端子線后,可用本廠所附密撇將其密封。

       ⑤將傳感器上游流量控制閥門打開,于打開下游流量調節閥門,使流體排放數分鐘后,讓含有流體中的氣體隨之排放。關閉下游流量調節閥門和上游流量控制閥門,讓管道內充滿流體,但不流動,按轉換器安裝使用說明書所述的方法進行儀表調低。

      ⑥打開上游流量控制閥門,然后再緩緩開啟下游流量調節閥門,滿足要求后即可投入運行。流量計算公式

      式中:D——管道內徑,m;

            V——管道平均流速,m/s。

      7. 維護、修理和常見故障排除

          7.1 維護

          傳感器一般不需要定期維護。但對于被測介質容易使電極和測量頭(測量管)表面或內壁粘附結垢的情形,必須進行定期清洗。清洗周期視粘附結垢速度而定。在清洗電極和測量頭(測量管)時,一定要注意勿使絕緣材料和電極損傷。

          7.2 修理

          傳感器如有故障,可根據本說明 6.7條和 6.2.1條所述的檢查方法來確定傳感器勵磁系統的測量系統是否正常。如有故障,應與本廠聯系,一般用戶不可自己進行修理。

      傳感器拆卸時應注意關閉球閥。

         7.3常見故障排除見表。

      2.png

      8開箱與產品成套性

         用戶開箱時請按裝箱單核對傳感器的型號,檢查傳感器有無缺陷和損傷,傳感器的成套性包括:

       1. 插入式電磁流量傳感器                                 1臺

       2. DF型電磁流量轉換器                                   1臺

       3. 信號電纜RVVP型雙芯聚氯乙烯絕緣屏蔽                       2×15米

       4. 球閥Q41-16(DN50,PN1,6Ma)                              1只

       5. 安裝底座                                                   1件

       6. 隨機文件

           MGG型插入式電磁流量安裝使用說明書                         1份

           產品合格證                                                 1份

           產品檢驗單                                                 1份

           產品裝箱單                                                 1份

      9訂貨須知

          9.1 訂貨時請寫明被測介質名稱、工作壓力、介質溫度、流量(流速)范圍、管道通徑和被測管網情況等。

          9.2 如安裝現場需要電纜較長時,請在訂貨中注明。

      9.3 產品訂貨編碼

      C—X Y Z 0000

      X——型式:      1.直插式 2.斜插式

      Y——測量部材料:1.ABS    2.聚丙烯

      Z——電極材料: 1.含鉬不銹鋼    2.鈦    3.哈氏合金


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