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    水流量計如何選型

    點擊次數:224 發布時間:2021-09-09 01:37:04
    水流量計如何選型?流量計在選型時要充分考慮各方面的因素,以保證應用。為幫助大家解決流量計如何選型的問題,金湖凱銘儀表有限公司匯總了以下內容,以供參考。
    在流量計如何選型的問題中,不同種類的流量計選型方法和參照因素也不相同,要根據其具體的作用和性能來參考選擇。

    1、電磁流量計


    電磁流量計的基本概述
    電磁流量計簡稱EMF,是20實踐50-60年代隨著電子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀表。它是根據法拉第電磁感應定律制成的,用來測量導電液體體積流量的儀表。由于其獨特的優點,目前已廣泛地被應用于工業工程中各種導電液體的流量測量,如各種酸、堿、鹽等腐蝕性介質;各種易燃易爆介質;污水處理以及化工、食品、醫藥等工業中的各種漿液流量測量,形成了獨特的應用領域。
    在結構上,電磁流量計由電磁流量傳感器和轉換器兩部分組成,如圖所示。傳感器安裝在工業過程管道上,它的作用是將流進管道內的液體體積流量值線性地變換成感生電勢信號,并通過傳輸線將次信號送到轉換器。轉換器安裝在離傳感器不太遠的地方,它將傳感器送來的流量信號進行放大,并轉換成與流量信號成正比的標準電信號輸出,以進行顯示,累計和調節控制。
    電磁流量計結構圖
     
    電磁流量計產品特點
    1、內部無阻流件,幾乎沒有壓力損失和流體阻塞情況。
    2、無機械慣性,響應快速,流量測量范圍寬(流速0.3~12m/s)穩定性好,可以用于自動檢測、調節和程控系統。
    3、測量電導率大于5u S/cm液體,測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化影響,傳感器感應電壓信號與平均速呈線性關系,測量精度高。
    4、精度等級:0.2級、0.5級、1.0級、1.5級。滿足不同用戶需求。
    5、傳感器部分只有內襯和電極與被測液體接觸,只要選擇合適電極與內襯材料,即可耐腐蝕和耐磨損。
    6、分常規型(壓力小于4.0MPa)與高壓型(壓力大于4.0MPa)。
    7、插入式電磁流量計系統分為簡單安裝型與在線安裝型。
    8、采用EEPPOM存儲器,測量運算數據存貯保護安全可靠。
    9、采用國際先進單片機(MCU)和表面貼裝技術(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零點穩定,中文菜單,參數設定方便。
    10、帶4~20Ma,頻率、脈沖輸出,帶報警電平輸出,帶RS485通訊接口,Hart、ModBus協議。
    11、高清晰度LCD背光顯示瞬時流量,累積流量(∑+、∑-、∑D)、流速、流量百分比、流量狀態(勵磁、流量、空管)等。
    12、采用聚四氟乙烯或橡膠材質襯里和HC、HB、316L、Ti等電極材料的不同組合可適應不同介質的需要。
    13、備有管道式、插入式等多種流量計型號。
    14、防護等級:一體化結構IP65、分體結構IP68。
    15、防爆等級:Exd Ⅱ BT4。
     
    電磁流量計的測量原理
    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,在導體的兩端將產生感應電動勢e,其方向由右手定則確定,其大小與磁場的磁感應強度B,導體在磁場內的有效長度L及導體 垂直于磁場的運動速度u成正比。如果B、L、u三者互相垂直,則
    e=BLu
    與此相似,如果在磁感應強度為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運動時,導電液體就切割磁力線,如果在管道截面上垂直于磁場的 直徑兩側安裝一對電極(如圖所示)
    電磁流量計工作原理圖
    ,則可以證明,只要管道內流速分布為與軸對稱分布,則兩電極間將產生感生電勢
    e=κBDū
    式中,ū是管道截面上的平均流速(m/s);κ是常系數,無量綱;D是測量管直徑(m);B是磁感應強度(T)。
    由此可得通過管道的體積流量
    電磁流量計工作原理公式
    由上式可知,當測量管結構一定時,體積流量qν與比值e/B成正比,面與流體的狀態和物性參數無關,測量比值e/B即可得到體積流量值qν。當磁感應強度B為恒定值時,體積流量qν與感生 電勢e成正比。B是直流磁場或正弦波交流磁場或其它類型磁場的磁感應強度。它由電磁流量計的勵磁系統提供。勵磁系統可以給電磁流量傳感器提供多種形式的磁場波形。不同的磁場波形,直接決定了電磁 流量傳感器工作磁場的特征,也基本上決定了電磁流量計流量信號的處理方法,對電磁流量計的工作性能有很大的影響。所以,自電磁流量計進入商用化以來,勵磁方式始終是人們研究電磁流量計的熱點問題。從電磁流量計開始應用的直流勵磁到現在雙頻方波勵磁,已使用過多種方式的勵磁技術。

    2、渦街流量計


    渦街流量計產品概述
    渦街流量計是根據卡門渦街原理研究生產的,主要用于工業管道介質流體的流量測量,如氣體、液體、蒸氣等多種介質。其特點是壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響。無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小。儀表參數能長期穩定。渦街流量計采用壓電應力式傳感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內工作。有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出,容易與計算機等數字系統配套使用,是一種比較先進、理想的測量儀器。
    渦街流量計也稱之為旋渦流量計或卡門渦街流量計。綜合吸收發達國家先進技術和總結多年研究生產經驗的基礎上進行精心設計的產品,實現了產品智能化、標準化、系列化、通用化、生產模具化、確保產品質量的美觀性。該產品具有電路先進、功耗微低、量程比寬、結構簡單、阻力損失小、堅固耐用、用途廣、使用壽命長、工作穩定、便于安裝調試等特點。
     
    渦街流量計的特點
    1、安裝簡便,維護十分方便;
    2、結構簡單牢固,無可動部件,長期運行十分可靠;
    3、量程范圍寬,量程比可達1:15;
    4、壓力損失小,運行費用低,更具節能意義;
    5、應用范圍廣,液體、氣體、蒸汽均可測量;
    6、檢定周期長,一般為兩年;
    7、在一定雷諾數范圍內,輸出信號不受被測介質物理性質和組分變化的影響,儀表系數僅與旋渦發生體的形狀和尺寸有關,調換配件后一般無須重新標定儀表系數;
    8、可現場顯示,也可遠距離傳輸,還可與計算機控制系統聯網;
    9、檢測探頭不直接接觸被測介質,性能更穩定。 
    10、壓力損失小,量程范圍大,精度高,在測量工況體積流量時幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等參數的影響;
    11、無可動機械零件,因此可靠性高,維護量小;
    12、采用壓電應力式傳感器,儀表參數能長期穩定,可在-20℃~+250℃的工作溫度范圍內工作;
    13、有模擬標準信號,也有數字脈沖信號輸出,容易與計算機等數字系統配套使用,是一種比較先進、理想的流量儀表。
     
    渦街流量計的工作原理
    在流體中設置非流線型旋渦發生體(阻流體),則從旋渦發生體兩側交替地產生兩列有規則的旋渦,這種旋渦稱為卡曼渦街,如圖(一)所示。
    渦街流量計工作原理圖
    旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。設旋渦的發生頻率為f,被測介質來流的平均速度為V,旋渦發生體迎流面寬度為d,表體通徑為D,根據卡曼渦街原理,有如下關系式:
    f=StV/d   公式(1)
    式中:
    f-發生體一側產生的卡門旋渦頻率
    St-斯特羅哈爾數(無量綱數)
    V-流體的平均流速
    d-旋渦發生體的寬度
    由此可見,通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數(St)是無因次未知數,
    圖(二)表示斯特羅哈爾數(St)與雷諾數(Re)的關系。
    渦街流量計工作原理圖
    在曲線表中St=0.17的平直部分,漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率f就可以求得管內流體的流速,由流速V求出體積流量。所測得的脈沖數與體積量之比,稱為儀表常數(K),見式(2)
    K=N/Q(1/m³)   公式(2)
    式中:K=儀表常數(1/m³)。
    N=脈沖個數 
    Q=體積流量(m³)

    3、渦輪流量計


    渦輪流量計產品概述
    LWGY系列渦輪流量傳感器(以下簡稱傳感器)基于力矩平衡原理,屬于速度式流量儀表。傳感器具有結構簡單、輕巧、精度高、重復性好、反應靈敏,安裝維護使用方便等特點,廣泛用于石油、化工、冶金、供水、造紙等行業,是流量計量和節能的理想儀表。
    傳感器與顯示儀表配套使用,適用于測量封閉管道中與不銹鋼1Cr18Ni9Ti、2Cr13及剛玉Al2O3、硬質合金不起腐蝕作用,且無纖維、顆粒等雜質的液體。若與具有特殊功能的顯示儀表配套,還可以進行定量控制、超量報警等。選用本產品的防爆型式(ExmIIT6),可在有爆炸危險的環境中使用。
    傳感器適用于在工作溫度下粘度小于5×10-6m2/s的介質,對于粘度大于5×10-6m2/s的液體,要對傳感器進行實液標定后使用。
    如用戶需用特殊形式的傳感器,可協商訂貨,需防爆型傳感器時,在訂貨中加以說明。
     
    渦輪流量計產品特點
    1、無可動部件,長期穩定,結構簡單便于安裝和維護;
    2、高精度,一般可達±1%R、±0.5%R,高精度型可達±0.2%R;
    3、重復性好,短期重復性可達0.05%~0.2%
    4、輸出脈沖頻率信號,適用總量計量及與計算機連接,無零點漂移,抗干擾能力強;
    5、可獲得很高的頻率信號(3~4kHz),信號分辨力強;
    6、范圍度款,中大口徑可達1:20,小口徑為1:10;
    7、結構緊湊輕巧,安裝維護方便,流通能力大;
    8、適用高壓測量,儀表表體上不必開孔,易制成高壓型儀表;
    9、專用型傳感器類型多,可根據用戶特殊需要設計為各類專用型傳感器,例如低溫型、雙向型、井下型、混砂專用型等;
    10、可制成插入型,適用于大口徑測量,壓力損失小,價格低,可不斷流取出,安裝維護方便。
     
    渦輪流量計工作原理
    流體流經傳感器殼體,由于葉輪的葉片與流向有一定的角度,流體的沖力使葉片具有轉動力矩,克服摩擦力矩和流體阻力之后葉片旋轉,在力矩平衡后轉速穩定,在一定的條件下,轉速與流速成正比,由于葉片有導磁性,它處于信號檢測器(由永久磁鋼和線圈組成)的磁場中,旋轉的葉片切割磁力線,周期性的改變著線圈的磁通量,從而使線圈兩端感應出電脈沖信號,此信號經過放大器的放大整形,形成有一定幅度的連續的矩形脈沖波,可遠傳至顯示儀表,顯示出流體的瞬時流量或總量。在一定的流量范圍內,脈沖頻率f與流經傳感器的流體的瞬時流量Q成正比,流量方程為:
    渦輪流量計工作原理圖
    式中:
    f——脈沖頻率[Hz]
    k——傳感器的儀表系數[1/m3],由校驗單給出。
    Q——流體的瞬時流量(工作狀態下)[m3/h]
    3600——秒時換算系數
    每臺傳感器的儀表系數由制造廠填寫在檢定證書中,k值設入配套的顯示儀表中,便可顯示出瞬時流量和累積總量。

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