礦漿流量計(jì)-*-江蘇長(zhǎng)順儀表有限公司
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礦漿流量計(jì)工作原理:
流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在流量計(jì)中,測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。
流量計(jì)在結(jié)構(gòu)上,電磁流量計(jì)由電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器安裝在工業(yè)過(guò)程管道上,它的作用是將流進(jìn)管道內(nèi)的液體體積流量值線性地變換成感生電勢(shì)信號(hào),并通過(guò)傳輸線將此信號(hào)送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器安裝在離傳感器不太遠(yuǎn)的地方,它將傳感器送來(lái)的流量信號(hào)進(jìn)行放大,并轉(zhuǎn)換成流量信號(hào)成正比的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出,以進(jìn)行顯示,累積和調(diào)節(jié)控制。
電磁流量計(jì)的基本原理
(一)測(cè)量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí),在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感生電勢(shì)e,其方向由右手定則確定,其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度L及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度u成正比,如果B, L,u三者互相垂直,則
e=Blu (3-35)
與此相仿.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中,垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道,當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速u流動(dòng)時(shí),導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極(圖3—17)則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布,兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì):
e=BD (3-36)
式中,為管道截面上的平均流速.由此可得管道的體積流量為:
qv=πDUˉ= (3-37)
由上式可見(jiàn),體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和測(cè)量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,與其它物理參數(shù)無(wú)關(guān).這就是電磁流量計(jì)的測(cè)量原理.
需要說(shuō)明的是,要使式(3—37)嚴(yán)格成立,必須使測(cè)量條件滿足下列假定:
①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng);
②被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布;
③被測(cè)液體是非磁性的;
④被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
由式(3-40)可知,當(dāng)測(cè)量管內(nèi)徑D不變,磁感應(yīng)強(qiáng)度Bm為一定值時(shí),兩電極上輸出的感生電動(dòng)勢(shì)e與流量qv成正比.這就是交流磁場(chǎng)電磁流量變送器的基本工作原理.
值得注意的是,用交流磁場(chǎng)會(huì)帶來(lái)一系列的電磁干擾問(wèn)題.例如正交干擾.同相干擾等,這些干擾信號(hào)與有用的流量信號(hào)混雜在一起.因此,如何正確區(qū)分流量信號(hào)與干擾信號(hào),并如何有效地抑制和排除各種干擾信號(hào),就成為交流勵(lì)磁電磁流量計(jì)研制的重要課題。
低頻方波勵(lì)磁
直流勵(lì)磁方式和交流勵(lì)滋方式各有優(yōu)缺點(diǎn),為了充分發(fā)揮它們的優(yōu)點(diǎn),盡量避免它們的缺點(diǎn),70年代以來(lái),人們開(kāi)始采用低頻方波勵(lì)磁方式.它的勵(lì)磁電流波形如圖3—19所示,其頻率通常為工頻的1/4-l/10.
圖3-19方波勵(lì)磁電流波形
從圖3-19可見(jiàn),在半個(gè)周期內(nèi),磁場(chǎng)是恒穩(wěn)的直流磁場(chǎng),它具有直流勵(lì)磁的特點(diǎn),受電磁干擾影響很小.從整個(gè)時(shí)間過(guò)程看,方波信號(hào)又是一個(gè)交變的信號(hào),所以它能克服直流勵(lì)滋易產(chǎn)生的極化現(xiàn)象.因此,低頻方波勵(lì)磁是一種比較好的勵(lì)磁方式,目前已在電磁流量計(jì)上廣泛的應(yīng)用.概括一下,電磁流量計(jì)具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
①電磁流量計(jì)能避免交流磁場(chǎng)的正交電磁干擾;
②電磁流量計(jì)消除由分布電容引起的工頻干擾;
③電磁流量計(jì)抑制交流磁場(chǎng)在管壁和流體內(nèi)部引起的電渦流;
④電磁流量計(jì)排除直流勵(lì)磁的極化現(xiàn)象.
優(yōu)勢(shì)及*賣點(diǎn):
1.傳感器zui重要的部件-線圈作*化的設(shè)計(jì),并通過(guò)zui嚴(yán)格的實(shí)流試驗(yàn),切實(shí)保證產(chǎn)品的測(cè)量精度
2.信號(hào)電極作*的靜電屏蔽處理,保證小信號(hào)不會(huì)受線圈的干擾,保證低流速的測(cè)量精度
3.線圈與外界作隔離處理,保證線圈*的絕緣強(qiáng)度,也就保證傳感器的*測(cè)量精度
4.傳感器所有的焊接工藝都采用氬弧焊工藝,雖然成本較高,但能保證焊接的可靠性(焊接是傳感器的zui主要的生產(chǎn)工藝),特別是安裝線圈后的zui后一道焊接工序,用氬弧焊工藝能保證已安裝的線圈不被損傷
5.采用接地電極結(jié)構(gòu),形成一個(gè)平衡電極平面,保證整個(gè)測(cè)量平均速度的過(guò)程都被限制在平衡電極平面之內(nèi)進(jìn)行,能很好的消除電氣噪聲干擾,提供精確的測(cè)量結(jié)果
6.采用定制的雙層屏蔽電纜
7.可編程頻率低頻矩形波勵(lì)磁,提高了流量測(cè)量的穩(wěn)定性,功率損耗低
8.特殊介質(zhì)測(cè)量(如漿液)采用高頻勵(lì)磁,消除雜波干擾
9.采用16位嵌入式微處理器,運(yùn)算速度快,精度高
10.全數(shù)字處理,抗*力強(qiáng),測(cè)量可靠,精度高
11.超低EMI開(kāi)關(guān)電源,適用電源電壓變化范圍大,抗EMC性能好
12.用單塊電路板完成所有功能設(shè)計(jì),采用SMD器件和表面帖裝SMT)技術(shù),電路可靠性高
13.高清晰度背光中文LCD顯示,顯示累積流量、瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等
14.菜單操作,使用方便,操作簡(jiǎn)單,易學(xué)易懂
15.雙向測(cè)量系統(tǒng),內(nèi)部具有三個(gè)積算器可分別顯示正向累計(jì)量、反向累計(jì)量及差值積算量
16.具有自檢與自診斷功能,并在屏幕上顯示
17.*的防雷設(shè)計(jì)
解剖圖:
選用要點(diǎn):
電磁流量計(jì)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。大口徑儀表較多應(yīng)用于給排水工程,中小口徑常用于固液雙相等難測(cè)流體或高要求場(chǎng)所,如測(cè)量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強(qiáng)腐蝕液體以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監(jiān)漏,長(zhǎng)距離管道煤的水力輸送的流量測(cè)量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等有衛(wèi)生要求的場(chǎng)所。
1、根據(jù)一體型和分離型電磁流量計(jì)的特點(diǎn),選擇合適的類型。一體型電磁流量計(jì)安裝敷線方便,精度中等,不宜在地面以下安裝,以防轉(zhuǎn)換器被水淹沒(méi)。分離型電磁流量計(jì),精確度較高,轉(zhuǎn)換器與傳感器異地安裝,更適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較差(如有害、有毒、易受水淹沒(méi)等場(chǎng)所)的場(chǎng)合,但安裝、敷線較嚴(yán)格,否則易引入干擾信號(hào)。
2、選擇合適的電極形式。對(duì)于不產(chǎn)生結(jié)晶、結(jié)疤、不沾污電極的介質(zhì),可用標(biāo)準(zhǔn)電極,
3、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性選擇電極材料。
電極選擇:
SUS316L不銹鋼電極 |
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4、根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的腐蝕性、磨損性及溫度來(lái)選擇襯里材料。
橡膠襯里示意圖 | PO襯里示意圖 | 四氟襯里示意圖 |
流量范圍:
公稱通徑(mm) | 可測(cè)量流量范圍(m3/h) | 有效測(cè)量流量范圍(m3/h) | 公稱通徑(mm) | 可測(cè)量流量范圍(m3/h) | 有效測(cè)量流量范圍(m3/h) |
10 | 0.0142~3.3912 | 0.0848~2.826 | 300 | 12.717~3052 | 76.302~2543 |
15 | 0.0318~7.6302 | 0.1908~6.3585 | 350 | 17.31~4154 | 103.86~3461 |
20 | 0.0566~13.5648 | 0.3392~11.304 | 400 | 22.61~5425 | 135.65~4521 |
25 | 0.0883~21.195 | 0.5298~17.6625 | 450 | 28.62~6867 | 171.68~5722 |
32 | 0.1447~34.7258 | 0.8682~29.9382 | 500 | 35.33~8478 | 211.95~7065 |
40 | 0.2261~54.2592 | 1.3565~45.216 | 600 | 50.87~12208 | 305.2~10173 |
50 | 0.3533~84.78 | 2.1195~70.65 | 700 | 69.24~16616 | 415.4~13847 |
65 | 0.5970~143.28 | 3.5819~119.39 | 800 | 90.44~21703 | 542.6~18086 |
80 | 0.9044~217.03 | 5.4259~180.86 | 900 | 114.46~27468 | 686.7~22890 |
100 | 1.413 ~339.12 | 8.478~282.6 | 1000 | 141.3~33912 | 847.8~28260 |
125 | 2.2079~529.87 | 13.2468~441.56 | 1200 | 203.5~48833 | 1221~40694 |
150 | 3.1793~763 | 19.0755~635.85 | 1400 | 277~66467 | 1662~55389 |
200 | 5.652~1356 | 33.912~1130.4 | 1600 | 361.8~86814 | 2171~72345 |
250 | 8.8313~2119 | 52.9875~1766 | 1800 | 457.9~109874 | 2747~91562 |
電極材料的選擇:
材料 | 代號(hào) | 耐腐蝕性能 |
316L不銹鋼 | V | 1、適用于工業(yè)、生活用水,原水井水,城市污水等中性溶液 2、弱腐蝕性酸、堿、鹽介質(zhì)如碳酸、醋酸等 |
哈氏合金C | HC | 1、適用于耐氧化性酸,如硝酸、混酸、鉻酸與硫酸的混合物 2、耐氧化性鹽類或其它氧化劑環(huán)境的腐蝕如Fe、Cu 3、對(duì)海水、堿溶液,氧化物溶液有*的耐腐蝕性 4、不適用:鹽酸 |
哈氏合金B(yǎng) | HB | 1、對(duì)于非氧化酸、堿、鹽如硫酸、磷酸、氫氟酸有良好的腐 蝕性 2、不適用:硝酸 |
鈦 | Ti | 耐海水,各種氯化物忽然次氯酸鹽及多種氫氧化物的腐蝕 |
鉭 | Ta | 除了氫氟酸外,幾乎能耐一切化學(xué)介質(zhì)的腐蝕。但價(jià)格昂貴 |
鉑 | Pt | 適用所有的酸堿鹽溶液(發(fā)煙硫酸及硝酸) |
碳化鎢 | W | 具有優(yōu)異的耐磨性能,于泥漿、紙漿等磨損性介質(zhì) |
襯里材料的選擇:
襯里材料 | 耐腐蝕性能 | 工作溫度 | 適用范圍 |
氯丁橡膠Ne | 耐一般低濃度酸堿鹽的腐蝕 | -20~70℃ | 工業(yè)用水污水低濃度酸堿鹽 |
聚氨酯橡膠PO | 有*的耐磨性能,于強(qiáng)磨損性漿液,不耐腐 | -10~60℃ | 含固體顆粒的液體(水泥漿礦漿等) |
聚全氟乙丙烯FEP | 1耐熱耐腐蝕性與PTFE相當(dāng) 2機(jī)械強(qiáng)度高,抗磨損性能好 3內(nèi)表光滑,不易粘附沉淀物 4有很好的耐負(fù)壓,抗真空作用 | -40~180℃ | 除砂漿等強(qiáng)磨損性介質(zhì)外的所有流體。與PTFE一樣,能用于飲料等有衛(wèi)生要求的介質(zhì) |
聚四氟乙烯PTFE | 幾乎可以抵抗所有化學(xué)介質(zhì)的腐蝕,抗磨損性能較差 | -40~180℃ | 不能用于負(fù)壓管道及磨損性較強(qiáng)的流體 |
車間