電磁流量計

電磁流量計

新型流量測量儀表
電磁流量計(Eletromagnetic Flowmeters,簡稱EMF)是20世紀50~60年代随着電子技術的發展而迅速發展起來的新型流量測量儀表。電磁流量計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。[1]
    中文名:電磁流量計 外文名:Electromagnetic flowmeter 用途: 壓力:0.6Mpa、1.0Mpa更高壓力 輸出功能:4-20ma、0-10V、RS232、485等 材質:碳鋼、304、316L不鏽鋼

簡介

采用電磁感應原理測量介質流體流速的流量計。它在管道的兩側加一個磁場,被測介質流過管道就切割磁力線,在兩個檢測電極上産生感應電勢,其大小正比于流體的運動速度。電磁流量計的特點是沒有可動部件和凸出于流體中的零件,具有很高的可靠性,可以用于測量酸、堿、鹽溶液、煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹脂、橡膠乳、合成纖維漿和感光乳膠等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質的流量。

電磁流量計密封性能好,還可用于自來水和地下水道系統。而且測量過程不與流體接觸,适于制藥、生物化學和食品工業。這種流量計還可檢測血液流量。它的量程比約為100:1,精度一般為1%,高精度電磁流量計可達0.1%(均方誤差)。由于這種傳感器必須保持管道内電阻和測量電路阻抗之間有一定比例關系,因此在制造上有一定困難。當被測介質的電導率約為10歐姆·厘米時就開始産生困難,電導率更低時就産生原理性困難。當電導率為10歐姆·厘米時,就達到導電介質和電介質之間的“分界線”,熱噪聲電平随内阻的增大而顯著增加。

電磁流量計是高精度、高可靠和使用壽命長的流量儀表,所以在設計産品結構、選材、制定工藝、生産裝配和出廠測試等過程中每一個環節我們都非常細緻講究,還自行設計了一套中國最先進的,專用于電磁流量計的生産設備和流量實流标定裝置,從而在軟件和硬件上都能切實保證産品長期的高質量。電磁流量計特别設計了帶背光寬溫的中文液晶顯示器,功能齊全實用、顯示直觀、操作使用方便,可以減少其他電磁流量計英文菜單所帶來的不便。另外我們獨家設計4-6多電極結構,進一步保證了測量精度并且任何時候無需接地環,減輕了儀表體積和安裝維護的麻煩。

特點

測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響,傳感器感應電壓信号與平均流速呈線性關系,因此測量精度高。

測量管道内無阻流件,因此沒有附加的壓力損失;測量管道内無可動部件,因此傳感器壽命極長。

由于感應電壓信号是在整個充滿磁場的空間中形成的,是管道載面上的平均值,因此傳感器所需的直管段較短,長度為5倍的管道直徑。

傳感器部分隻有内襯和電極與被測液體接觸,隻要合理選擇電極和内襯材料,即可耐腐蝕和耐磨損。

LDE轉換器采用國際最新最先進的單片機(MCU)和表面貼裝技術(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零點穩定,參數設定方便。點擊中文顯示LCD,顯示累積流量,瞬時流量、流速、流量百分比等。

雙向測量系統,可測正向流量、反向流量。采用特殊的生産工藝和優質材料,确保産品的性能在長時候内保持穩定。

技術參數

儀表精度:管道式0.5級、1.0級;插入式2.5級。

測量介質:電導率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。

流速範圍:0.2~8m/s。

工作壓力:1.6MPa。

環境溫度:-40℃~+50℃。

介質溫度:聚四氟乙烯襯裡≤180℃。

橡膠材質襯裡≤65℃。

防爆标志:ExmibdⅡBT4。

防爆證号:GYB01349。

外磁幹擾:≤400A/m。

外殼防護:一體化型:IP65。

分離型:傳感器IP68(水下5米,僅限于橡膠襯裡);轉換器IP65。

輸出信号:4~20mA.DC,負載電阻0~750Ω。

通訊輸出:RS485或CAN總線。

電氣連接:M20×1.5内螺紋,φ10電纜孔。

電源電壓:90~220V.AC、24±10%V.DC。

最大功耗:≤10VA。

變送器是由勵磁電路、信号濾波放大電路、A/D采樣電路、微處理器電路、D/A電路、變送電路等組成。

應用指南

電磁流量計的特點是沒有可動部件,具有很高的可靠性,可以用于測量酸、堿、鹽溶液、煤漿、礦漿、砂漿灰泥、紙漿、樹脂、橡膠乳、合成纖維漿和感光乳膠等各種懸浮物、氣化汽和粘性物質的流量。電磁流量計現已廣泛地應用于化工、環保、冶金、醫藥、造紙、給排水等工業技術和管理部門。電磁流量計密封性能好,還可用于自來水和地下水道系統。電磁流量計測量過程不與流體接觸,适于制藥、生物化學和食品工業。電磁流量計還可檢測血液流量。

安裝環境要求

一、傳感器安裝環境的選擇

電磁流量傳感器外殼防護等級一般是IP65(國際GB4208外殼防護等級——防塵防碰水級),其安裝場所的選擇請安裝環境的主要要求是:

(1)傳感器應安裝在幹燥通風的地方,避免潮濕、容易積水受淹的場所,還應盡量避免陽光直射和雨水直接淋澆。

(2)應盡可能避免安裝在周圍環境溫度過高的地方。一體型結構的電磁流量計還受制于電子元器件環境溫度,要低些。

(3)安裝傳感器的管道上應無較強的漏電流,應盡可能地遠離有強電磁場的設備,如大機電、大變壓器等,以免引起電磁場幹擾。

(4)安裝傳感器的管道或地面不應有強烈的震動,特别是一體型儀表.

5)安裝傳感器的地點要考慮工作人員現場維修的空間。

二、轉換器安裝環境的選擇

轉換器作為現場指示用的現場安裝儀表,它的安裝場所一般應選擇:

周圍環境溫度在-10~45℃間;

空氣的相對濕度≤85%;

安裝地點無強烈震動;

周圍空氣不含有腐蝕性氣體;

轉換器應盡量安裝在室内。安裝在室外時,還應采取防日曬雨淋的措施。

維護與保養

日常維護

僅需對儀表作周期性直觀檢查,檢查儀表周圍環境,掃除塵垢,确保不進水和其他物質,檢查接線是否良好,檢查儀表附近有否新裝強電磁場設備或有新裝電線橫跨儀表。若是測量介質容易沾污電極或在測量管壁内沉澱、結垢、應定期作清垢、清洗。

故障查找

流量計開始投運或正常投運一段時間後發現儀表工作不正常,應首先檢查流量計外部情況,如電源是否良好、管道是否洩露或處于非滿管狀态、管道内是否有氣泡、信号電纜是否損壞、轉換器輸出信号(即後位儀表輸入回路)是否開路。切記盲目拆修流量計。

傳感器檢查

測試設備:500MΩ絕緣電阻測試儀一台,萬用表一隻。

測試步驟:

(1)在管道充滿介質的情況下,用萬用表測量接線端子A、B與C之間的電阻值,A-C、B-C之間的阻值應大至相等。若差異在1倍以上,可能是電極出現滲漏、測量管外壁或接線盒内有冷凝水吸附。

(2)在襯裡幹燥情況下,用MΩ表測A-C、B-C之間的絕緣電阻(應大于200MΩ)。再用萬用表測量端子A、B與測量管内二隻電極的電阻(應呈短路連通狀态)。若絕緣電阻很小,說明電極滲漏,應将整套流量計返廠維修。若絕緣有所下降但仍有50MΩ以上且步驟(1)的檢查結果正常,則可能是測量管外壁受潮,可用熱風機對外殼内部進行烘幹。

(3)用萬用表測量X、Y之間的電阻,若超過200Ω,則勵磁線圈及其引出線可能開路或接觸不良。拆下端子闆檢查。

(4)檢查X、Y與C之間的絕緣電阻,應在200MΩ以上,若有所下降,用熱風對外殼内部進行烘幹處理。實際運行時,線圈絕緣性下降将導緻測量誤差增大、儀表輸出信号不穩定。

(5)如判定傳感器有故障,請與電磁流量計生産廠家聯系,一般現場無法解決,需到廠家維修。

轉換器檢查

如判定是轉換器故障,經檢查外部原因沒問題的情況下,請與電磁流量計生産廠家聯系,廠家一般會采取更換線路闆的方式解決。

維護

電極的維護

1.在使用電磁流量計之前,要先用标準的PH值溶液來标定電磁流量計。标定之後在操作之前,大家一定要注意先用蒸餾水把電磁流量計的電極清洗一遍,然後再用測液清洗再一次清洗電極。

2.如果不使用電磁流量計,要取下電磁流量計電極的時候,大家要注意不要讓電極的觸感器與硬物碰撞了,否則隻要是出現損傷都會影響到電極的使用的。

3.使用電磁流量計結束之後,大家要把電磁流量計的電極套給套上,裡面少放一些飽和溶液,隻要保證電極的球泡是濕潤的就可以了,但是記住不要放在蒸餾水中浸泡。

4.平常要注意電極保持幹淨,不要讓它的兩邊輸出出現了短路的情況,不然的話會使得測量不準确,影響電磁流量計的使用的。

其實,維護電磁流量計電極的方法還有很多,大家在使用過程中要多加注意,不要因為自己一點小小的疏忽造成了電磁流量計日後無法正常使用。

常規故障及解決方法

(一)、在測量的液體中如果含有氣泡的現象,會導緻測量偏差或者出現小規模的波動。

故障判别方法:當遇到測量有晃動時,應立即切斷電源,此時儀表依然有顯示并且顯示極其不穩定就說明是由液體中含有過多的氣泡造成,再使用萬用表測量電極電阻會發現要比正常時高得多。

故障解決方法:1:電磁流量計應安裝在液體自下而上的管道或者在管線的最低點直接采用U型管安裝。2:在電磁流量計的上遊安裝集氣包還有排氣閥。

(二)、非滿管現象,非滿管時可以看到液體中含有氣泡。

故障判别方法:和上述(一)液體有氣泡的方法一樣,這時電極電阻會明顯的偏高,在條件允許的情況下可以到後端看看液體的排放口,如果排放出的液體明顯不充滿的話就應該判斷電磁流量計的安裝非滿管。

故障解決方法:可以将電磁流量計的安裝管路采用U型的方法進行安裝。

(三)、電極腐蝕現象,購買普通的電磁流量計的電極正常都是不耐酸不耐堿的,很容易被腐蝕掉。

故障判别方法:在排除氣泡和信号有幹擾的情況下測量的顯示值會産生晃動,數據傳到傳感器而消失。

故障解決方法:遇到此種現象需更換電極。

軟件抗幹擾技術

為保證電磁流量計的正常工作,保證其測量精度,其必須具備較強的抗幹擾能力和容錯能力,具有完善的應用程序。目前人們所研制出來的軟件抗幹擾技術有數字濾波技術、程控放大器技術、微處理器硬件故障自診斷技術等,在此我們均會對其進行一一的介紹。

電磁流量計的數字濾波技術,數字濾波技術是智能儀器中最常采用的技術,能夠完成模拟濾波器不能完成的功能,很輕易解決脈沖幹擾剔除、數字電路毛刺幹擾消除、A/D轉換器的抗工頻能力以及輸進微處理器數字的可靠性題目。

電磁流量計的程控放大器技術,程控放大器技術即解決電磁流量計量程自動轉換題目,同時利用增益控制方法有效削弱微分幹擾峰值使放大器過載的題目,便于流量信号電勢處理,進步抗微分幹擾的能力。

電磁流量計的微處理器硬件故障自診斷技術,微處理器硬件故障自診斷技術是采用軟件容錯設計,插入式電磁流量計極大地進步硬件系統的可靠性,從而進步整個電磁流量計的抗幹擾能力。具體包括CPU自診斷,定時器診斷,中斷功能診斷,RAM診斷,A/D通道診斷和校正,D/A通道診斷,數字I/O口通道的診斷等部分,涉及到插入式電磁流量計的關鍵部件。

上述各種抗幹擾措施是解決輸進、輸出通道中的各種幹擾,但當幹擾噪聲通過三總線等作用到微處理器本身,CPU将不能按正常狀态執行程序,導緻插入式電磁流量計整個工作混亂,為了進步微處理器自身的抗幹擾能力采用硬件和軟件相配合的多種抗幹擾措施。多種複位方式解決失控的CPU最簡單的方法,掉電保護技術,軟件指令冗餘措施,軟件陷阱抗幹擾方法也是排除插入式電磁流量計微處理器失控的有效方法。

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