硅酸鈉流量計是一種電磁感應式流量儀表,它由傳感器和智能信號轉換器組成。適用測量封閉管道中導電液體和漿液的體積流量,被廣泛應用于化工、化纖、食品、造紙、制糖、礦冶、給排水、環(huán)保、水利、鋼鐵、石油、制藥等工業(yè)領域中,用來測量各種酸、堿、鹽溶液,泥漿、礦漿、煤水漿、纖維漿、糖漿、石灰乳、污水、冷卻原水、給排水、鹽水、雙氧水、啤酒、麥汁、各種飲料、黑液、綠液等導電液體介質(zhì)的體積流量。
按安裝方式分為管道式和插入式兩種類型。每種形式均有一體式和分體式兩種結構,與變送器配合組裝輸出4~20mA,0~5v或0~1KHz的模擬信號,實現(xiàn)流量的測量。管道式一般適用于DN300口徑以下中小管道測量,插入式一般適用于較大口徑管道的測量。變送器又有普通型和智能型兩種形式詳見變送器說明。
電磁流量計采用*的基準平面電極測量技術,即在傳感器中設計了一對輔助電極作為整個線路的測量基準。這樣,KN20系列電磁流量計具有了優(yōu)于其它型號電磁流量計的特點:
第一:在安裝時不需要另加接地環(huán),便于安裝,且節(jié)省投資。
第二:*消除電氣噪聲的干擾,使測量信號更加穩(wěn)定,精確。
1 特點
電磁流量計由傳感器和轉換器兩部分組成,被測流體介質(zhì)電導率≥ 5μS/cm。
本產(chǎn)品采用當前電磁流量計的新技術制造,具有以下特點:
1.1 測量管內(nèi)無阻力及活動部件,因此無壓力損失,是一種典型的節(jié)能儀表。
1.2 由于感應信號是在整個充滿磁場的空間形成,它與管道截面上流速的平均值成正比。因此,對管道內(nèi)流速分布不敏感,要求流量計上、下游的直管段相對其它流量計短。
1.3 測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響。
1.4 合理地選擇電極及襯里材料,能夠達到測量各種腐蝕性、耐磨性導電介質(zhì)的使用要求。
1.5 轉換器采用新穎的勵磁方式,功耗低,零點穩(wěn)定,測量精度高,適于生產(chǎn)過程流量檢測和總量計量。流量測量范圍可達1500:1。
1.6 流量計具有自動流向鑒別,能測量雙向流。具有電流、頻率、脈沖和RS485數(shù)字通訊輸出。還有流量上下限報警和故障報警功能。
1.7 流量計能顯示瞬時流量、流速、流量百分比、正反累積流量、差值流量,方便讀數(shù)。內(nèi)有三級密碼設置功能,防止數(shù)據(jù)被隨意更改。
1.8 轉換器采用3行128×64帶背光LCD點陣簡體漢字顯示,參數(shù)設置方便。并具有FROM存貯設置參數(shù)和累計流量值,具有掉電保護功能。
1.9 轉換器采用表面安裝技術(SMT),具有自檢與自診斷功能,可靠性高。
1.10 具有適合滿足現(xiàn)場環(huán)境條件安裝的防爆型、沉浸型、衛(wèi)生型、分體型和一體型結構。
2 主要用途
電磁流量計廣泛用于化工、礦冶、給排水、造紙、醫(yī)藥、食品、石化、電力、輕工、農(nóng)用灌溉、水利等行業(yè)的管道中,導電液體和漿液的體積流量的測量。
3 正常工作條件
環(huán)境溫度 : 傳感器 -25℃~+60℃
轉換器 -10℃~+60℃
相對濕度: 5%~90%;
供電電源: 交流供電:頻率47~63Hz;電壓85~260V;諧波成分不大于5%;
直流供電:18~36V,紋波5%。
功 率: 小于20W。
工作原理
電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應定律。流量計的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。勵磁線圈由雙向方波脈沖勵磁時,將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場。此時,如果具有一定電導率的流體流經(jīng)測量管,將切割磁力線 感應出電動勢E。電動勢E正比于磁通量密度B,測量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動勢E(流量信號)由電極檢出并通過電纜送至轉換器。轉換器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖,模擬電流等信號,用于流量的控制和調(diào)節(jié)。
E=KBdv 式中: E--------為電極間的信號電壓(v) B--------磁通密度(T) d--------測量管內(nèi)徑(m) v--------平均流速(m/s) 式中k, d為常數(shù),由于勵磁電流是恒流的,故B也是常數(shù),則由E= KBdv可知,體積流量Q與信號電壓E-成正比,即流速感應的信號電壓E與體積Q成線性關系。因此,只要測量出E就可確定流量Q,這是電磁流量計的基本工作原理。 由E=KBdv可知,被測流體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導率、液固兩兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動(如層流或者紊流)就不會影響測量結果的。因此說電磁流量計是一種真正的體積流量計。對于制造商和用戶來說,只要用普通的水實際標定后就可以測量其他任何導電流體介質(zhì)的體積流量,而不需要任何修正。這是電磁流量計的一突出優(yōu)點,是其他任何流量計所沒有的。測量管內(nèi)無活動及阻流部件,因此幾乎沒有壓力損失,并且有*的可靠性。 |
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硅酸鈉流量計選型原則:
被測流體必須是導電性的液體或漿液,其電導率不小于5 μs/cm,被測流體不應含較多的鐵磁性物質(zhì)或氣泡,應根據(jù)被測流體的特性選擇合適的壓力等級、襯里材料、電極材料及儀表結構形式。
通徑的選擇
1.因LD電磁流量計具備150:1高范圍度,通常選擇儀表口徑與工藝管道相同。
2.若被測介質(zhì)含固體顆粒,推薦的流速范圍為1~3m/s,如實際流速過大,又不便改的,可選儀表通徑大于工藝管道通徑,以適當減小流量計測量管段的流體流速,減輕顆粒對電極和襯里的磨損。
3.若工藝管道中可能有沉積物,推薦流速為2~5m/s,如實際流速過小,又不便更改工藝管道的,可選儀表通徑小于工藝管道通徑,以適當增大流量計的流體流速,避免沉積物對儀表精確度的影響。
4.在流速太小而又要求高精確度計量的,可選小于工藝管道通徑的傳感器,使流速變大,保證較高精確度。
上述2、3、4項情況,流量計上、下游須裝異徑管。異徑管中心錐角應不大于15°,且異徑管上游至少有5倍工藝管道直徑的直管段。
為幫助選型,下表列出了幾個具有代表性流速對應的流量。任何流量對應流速也可快捷地利用本表算出:若已知流量值Q(m³/h),再由表中查出相應通徑下1m/s流速對應流量值Q1,則:對應流速V=Q/Q1(m/s)。
襯里材料的選擇
襯里材料 | 主要性能 | 適用范圍 |
聚四氟乙烯 | - 它是塑料中化學性能穩(wěn)定的一種材料;能耐
- 沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐濃
- 堿和各種有機溶劑,不耐三氧化氯、高溫三
- 氟化氧、高流速液氟、液氧、臭氧的腐蝕。
5.耐磨性能差。 6.抗負壓能力差。
| 1.100℃、150℃(特殊訂貨) 2.濃酸、堿等強腐蝕性介質(zhì) 3.衛(wèi)生類介質(zhì) |
聚氯丁橡膠 | 1.有好的彈性,高度的扯斷力,耐磨性能好。 2.耐一般低濃酸、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕,不耐氧化性介質(zhì)的腐蝕。 | 1.80℃、120℃(特殊訂貨) 2.一般水、污水、磨損性弱的泥漿、礦漿。 |
聚氨酯橡膠 | 1.有好的耐磨性(相對于天然橡膠的十倍) 2.耐酸、堿性能較差。 3.不能用于混合有機溶劑的水。 | 1.<80℃ 2.中性強磨損的礦漿、煤漿、泥漿等 |
電極材料的選擇
電極材料 | 耐蝕性能 |
含鉬不銹鋼 0Cr18Ni12Mo2Ti | 用于工業(yè)用水、生活用水、污水,具有弱腐蝕性的介質(zhì),可廣泛用于石油、化工、尿素、維尼綸等工業(yè)。 |
不銹鋼涂覆碳化鎢 | 用于無腐蝕性,強磨損性介質(zhì)。 |
哈氏合金B(yǎng)(HB) | 對沸點以下一切濃度的鹽酸有良好的耐蝕性,也耐硫酸、磷酸、氫氟酸、有機酸等非氧化性酸、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介質(zhì)的腐蝕,也耐氧化性的鹽類如Fe+++、Cu++或含其他氧化劑的腐蝕.如高于常溫的次酸鹽溶液、海水的腐蝕。 |
鈦(Ti) | 能耐海水、各種氯化物和次氯酸鹽、氧化性酸(包括發(fā)煙硝酸)、有機酸、堿等的腐蝕、不耐較純的還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕。但如果酸中含有氧化劑 (如硝酸、Fe+++、Cu++)時,則腐蝕大為降低。 |
鉭(Ta) | 具有優(yōu)良的耐腐蝕性,和玻璃很相似。除了氫氟酸、發(fā)煙硝酸、堿外,幾乎能耐一切化學介質(zhì)(包括鹽酸、硝酸、硫酸和王水)的腐蝕。 |
鉑銥合金 | 幾乎適用于所有化學物質(zhì),但不適用于王水和銨鹽。 |
電磁流量計的主要優(yōu)點如下:
1)電磁流量計的傳感器結構簡單,測量管內(nèi)沒有可動部件,也沒有任何阻礙流體流動的節(jié)流部件。所以當流體通過流量計時不會引起任何附加的壓力損失,是流量計中運行能耗低的流量儀表之一。
2)可測量贓污介質(zhì)、腐蝕性介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。這是由于儀表測量管內(nèi)部*流動部件,與被測流體接觸的只是測量管內(nèi)襯和電極,其材料可根據(jù)被測流體的性質(zhì)來選擇。例如,用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做內(nèi)襯,可測量各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì);采用耐磨橡膠做內(nèi)襯,就特別適合于測量帶有固體顆粒的、磨損較大的礦漿、水泥漿等液固兩相流以及各種帶纖維液體和紙漿等懸濁液體。
3)電磁流量計是一種體積流量測量儀表,在測量過程中,它不受被測介質(zhì)的溫度、粘度、密度以電導率(在一定范圍)的影響。因此,電磁流量計只需經(jīng)水標定后,就可心用來測量其它導電性液體的流量。
4)電磁流量計的輸出只與被測介質(zhì)的平均流速成正比,而與對稱分布下的流動狀態(tài)(層流或湍流)無關。所以電磁流量計的量程范圍極寬,其測量范圍度可達100:1,有的甚至達1000:1的可運行流量范圍。
5)電磁流量計無機械慣性,反應靈敏,可以測量瞬時脈動流量,也可測量正反兩個方向的流量。
6)工業(yè)用電磁流量計的口徑范圍極寬,從幾個毫米一直到幾米,而且國內(nèi)已有口徑達3m的實流校驗設備,為電磁流量計的應用和發(fā)展奠定了基礎。
電磁流量計目前仍然存在的主要不足如下。
1)不能用來測量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體。
2)不能用來測量電導率很低的液體介質(zhì),如對石油制品或有機溶劑等介質(zhì),目前電磁流量計還無能為力。
3)普通工業(yè)用電磁流量計由于測量管內(nèi)襯材料和電氣絕緣材料的限制,不能用于測量高溫介質(zhì);如未經(jīng)特殊處理,也不能用于低溫介質(zhì)的測量,以防止測量管外結露(結霜)破壞絕緣。
4)電磁流量計易受外界電磁干擾的影響。
流量范圍
口徑(mm) | 10 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 |
Qmin(m3/h) | 0.085 | 0.19 | 0.34 | 0.53 | 0.95 | 1.36 | 2.12 | 3.58 | 5.43 |
Qmax(m3/h) | 2.83 | 6.36 | 11.3 | 17.67 | 31.45 | 45.22 | 70.65 | 119.4 | 180.87 |
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口徑(mm) | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 | 450 |
Qmin(m3/h) | 8.48 | 13.25 | 19.08 | 33.91 | 53 | 76.3 | 103.85 | 135.65 | 171.68 |
Qmax(m3/h) | 282.6 | 441.6 | 635.9 | 1130.4 | 1766.3 | 2543.4 | 3461.9 | 4521.6 | 5722.6 |
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口徑(mm) | 500 | 550 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1000 | 1100 | 1200 |
Qmin(m3/h) | 211.95 | 256.46 | 305.21 | 415.42 | 542.60 | 686.72 | 847.80 | 1025.84 | 1220.83 |
Qmax(m3/h) | 7065 | 8548 | 10173 | 13847 | 18085 | 22890 | 28260 | 34194 | 40694 |
選型型譜
型譜 | 說明 |
XT-LDE | | 電磁流量計 |
傳感器 型號注1 | 01 | | 法蘭安裝型 |
01a | | 刮刀式電極法蘭安裝型 |
01b | | 三電極法蘭安裝型 |
02 | | 夾裝型 |
02a | | 四電極夾裝型 |
02b | | 卡箍快裝型 |
公稱管徑 | | (DNXX) | | (見注2) |
電極材料注3 | | 1 | | 不銹鋼 |
2 | | 哈氏合金B(yǎng) |
3 | | 哈氏合金C |
4 | | 鈦 |
5 | | 鉭 |
6 | | 不銹鋼涂覆碳化鎢 |
7 | | 鉑—銥合金 |
襯里材料注4 | | 1 | | 氯丁橡膠 |
2 | | 聚全氟乙丙烯(F46) |
3 | | 聚四氟乙烯(PTFE) |
4 | | 聚氨酯 |
最高 使用溫度 | | 0 | | ≤70℃ |
1 | | ≤100℃ |
2 | | ≤150℃ |
接地環(huán) 選項 | | 0 | | 無接地環(huán) |
1 | | 標準接地環(huán) |
防護等級 | | 0 | | IP65 |
1 | | IP68注5 |
結構形式 | | C | | 一體型 |
S | | 分體型 |
輸出信號 | | 0 | | 不需要 |
1 | | 4~20mA |
2 | | 0~10mA |
3 | | 有源頻率 |
4 | | 無源頻率 |
5 | | 4~20mA + 有源頻率 |
6 | | 4~20mA + 無源頻率 |
供電電源 | | 0 | | 直流24V |
1 | | 交流220V |
通訊接口 | | 0 | 不帶通訊接口 |
1 | RS485通訊(MODBUS RTU) |
2 | HART通訊注6 |
選型說明:
注1:01——法蘭安裝的流量計標準產(chǎn)品,適用于絕大多數(shù)場合;法蘭公稱口徑默認壓力標準見附表D,否則請訂貨時說明。
01a——為大口徑污水管道設計的產(chǎn)品,具有刮刀式電極結構以便用戶在線清除覆蓋在電極表面的淤泥,保證產(chǎn)品的正常使用;
01b——專為絕緣管道設計的,采用三電極結構,其中的一個接地電極保證被測介質(zhì)與傳感器本體保持等電位,使流量計安裝在絕緣管道時無需使用接地環(huán);
02——傳感器采用無法蘭設計,結構緊湊、重量輕。較短的測量管有利于清除管壁的污垢。采用全不銹鋼外殼的傳感器可滿足食品等行業(yè)的3A衛(wèi)生要求;
02a——專為絕緣管道設計的,采用四電極結構,其中的二個接地電極保證被測介質(zhì)與傳感器本體保持等電位,使流量計安裝在絕緣管道時無需使用接地環(huán);
02b——專為食品等需要經(jīng)常清洗管道的用戶設計的,傳感器采用食品行業(yè)常用的快裝式卡箍接頭與被測管道連接。
注2:公稱管徑尺寸系列包括DN10、DN15、DN20、DN25、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN600、DN700、DN800、DN900、DN1000、DN1200、DN1400、DN1600、DN1800、DN2000。
注3:按介質(zhì)的特性選擇電極材料,各種電極材料的耐腐蝕性能詳見表A。
注4:按介質(zhì)的腐蝕特性和溫度特性來選擇襯里材料,各種襯里材料性能詳見表B。
注5:僅適用于分體型氯丁橡膠和聚氨酯襯里的傳感器,且不包括防爆結構。
注6:僅適用于4-20mA電流輸出。