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管道式流量计

管道式电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总线,属国内首创,技术
管道式电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总线,属国内首创,技术达到国内领先水平。
 
应用领域
管道式电磁流量计在满足现场显示的同时,还可以输出4~20mA电流信号供记录、调节和控制用,现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。
性能特点
 
◆仪表结构简单、可靠,无可动部件,工作寿命长。
◆无截流阻流部件,不存在压力损失和流体堵塞现象。
◆无机械惯性,响应快速,稳定性好,可应用于自动检测、调节和程控系统。
◆测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响。
◆采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和Hc、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。
测量原理
电磁流量计是是基于法拉第电磁感应定律工作的,在与测量管道轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿着管道轴线流动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流量成正比关系,其计算公式为:
 
E=B*V*D*K
 
式中,E——感应电势;
 
K——与磁场分布及轴向长度有关的系数;
 
B——磁感应强度;
 
V——导电液体平均流速;
 
D——电极间距(管道直径);
 
传感器将感应电势E作为流量信号,传送到转换器,经放大器放大,变换,滤波等一系列数字处理后,用高亮液晶显示器显示瞬时流量和累积流量,转换器有4-20mA输出,报警输出,频率输出可以选择,并设有RS485通讯接口,并支持HART和MODBUS通讯协议。
 
技术参数
 
◆仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5级
◆测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。
◆流速范围:0.2~8m/s
◆工作压力:1.6MPa
◆环境温度:-40℃~+50℃
◆介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃
橡胶材质衬里≤65℃
◆防爆标志:ExmibdⅡBT4
◆防爆证号:GYB01349
◆外磁干扰:≤400A/m
◆外壳防护:一体化型: IP65;
分 离 型:传感器IP68(水下5米,仅限于橡胶衬里)
转换器IP65
◆输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω
◆通讯输出:RS485或CAN总线
 
仪表选型
量程范围确认
一般工业用电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,低流速应不小于0.2m/s,高应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
电磁流量计的量程Q应大于预计的大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜。
◆参考流量范围

口径(mm)

流量范围(m3/h)

口径(mm)

流量范围(m3/h)

φ15

0.06~6.36

φ450

57.23~5722.65

φ20

0.11~11.3

φ500

70.65~7065.00

φ25

0.18~17.66

φ600

101.74~10173.6

φ40

0.45~45.22

φ700

138.47~13847.4

φ50

0.71~70.65

φ800

180.86~18086.4

φ65

1.19~119.4

φ900

228.91~22890.6

φ80

1.81~180.86

φ1000

406.94~40694.4

φ100

2.83~282.60

φ1200

553.90~55389.6

φ150

6.36~635.85

φ1600

723.46~72345.6

φ200

11.3~1130.4

φ1800

915.62~91562.4

φ250

17.66~176.25.

φ2000

1130.4~113040.00

φ300

25.43~2543.40

φ2200

1367.78~136778.4

φ350

34.62~3461.85

φ2400

1627.78~162777.6

φ400

45.22~4521.6

φ2600

1910.38~191037.6

安装使用
1、管道式电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律的速度式电磁流量计。在阐述电磁流量计测量原理的基础上,设计了一种基于MSP430F149单片机的LDB型电磁流量计,电路以MSP430F149单片机为核心,从而简化了外围硬件电路的设计,实现了液体流量的测量和累积。文中给出了设计的总体框图,部分硬件电路和控制软件流程图。本文设计的LDB型电磁流量计已经投入生产,经实际应用表明,该设计具有高精度,低功耗和可靠性强等特点,基本满足设计要求。
2、电磁流量计能有效避开强电力设备,高频设备,强电源开关设备;避开高温热源和辐射源的影响,避开强烈震动场所和强腐蚀环境等,同时要考虑安装维修方便。
3、管道式电磁流量计具有保存每天24小时的流量数据、停电时间、零流量时间等多种数据及报警等功能。每天,只需一次、二次短信息就能获得一个测量点的一天24小时的测量数据,它也能根据用户的需求设定。采用电磁旋涡流量计和gsm网络相结合的技术,建立水流量监测系统的前期投资只是采用无线电台方式的1/3到1/5,系统建立后的运行费用每个点每天只是一到二次短信息的费用。省去了频率的使用费及使用中的电费及维护费用。
4、流量检测仪表的显示方式、通讯方式和数据存储是仪表的重要组成部分。传统电磁流量计在显示方式上一般采用LED 或段式LCD,只能显示数字、字母、汉字和一些粗糙的图案; 在数据存储方面,信息存储一般以二进制方式存储,不具有通用性且存储容量小;在通讯方式上,一般采用RS232 或RS485,其开放性不高。
5.传感器在垂直管道的安装
测量气体流量时,传感器可以安装在垂直管道上,流向不限。若被测气体中含有少量的液体,
气体流向应由下向上。
测量液体流量时,液体流向应由下向上:这样不会将液体重量额外附加在探头上。
6、传感器在水平管道的侧装
无论测量何种流体,传感器可以在水平管道上侧装,特别是测量过热蒸汽,饱和蒸汽和低温液体,
若条件允许最好采用侧装,这样流体的温度对放大器的影响较小。
7.传感器在水平管道的倒装
一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体、过热蒸汽。可用于测量饱和蒸汽,适用于测量
高温液体或需经常清洗管道的情况。
8.传感器在有保温层管道上的安装
测量高温蒸汽时,保温层最多不能超过支架高度的三分之一。
9.为了解决了上述不足,采用32 位的ARM 处理器和嵌入式Linux 操作系统研制出了具有信息化、图形化和网络化的电磁流量计。它采用T FT 彩色液晶屏显示方式,不仅可以显示流量数据还可以显示流量曲线,提高了显示的质量和内容; 通过JFFS2 文件系统采用文件的方式进行数据存储,且存储容量可达1MB。
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