管道式流量计结构原理-江苏铭宇仪表科技有限公司

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管道式流量计详细资料：

管道式流量计结构原理

MY-LDE管道式流量计是一种智能型的电磁感应式流量仪表，电磁流量计其基于法拉第电磁感应定律的测量原理。即当导电液体流过LDBE电磁流量计时，导体中会产生感应电动势。导电液体以速度V流过垂直于流动方向磁场，导电性液体流动感应出一个与平均流速成正比的电压，并通过电缆传送至转换器智能化处理，然后LCD显示测量值或转换成标准信号4～20mA输出。

管道式流量计结构原理

二、工作原理：
管道式流量计的根据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，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例，其值为：E=KBVD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；（测量管内直径）
传感器将感应电势E作为流量信号，传送到转换器，经放大，变换滤波用一系列的数字处理后，用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4～20mA输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485等通讯接口，并支持HART和MODBUS协议。
三、产品应用：
管道式电磁流量计有着广泛的用途，在满足现场监测显示的同时可输出标准电流信号（4-20mA）符合HART通讯D?议，供记录、调节、控制用；可关泛应用于化工、环保、轻纺、冶金、矿山、医药、造纸、给水、食品、制糖、酿造等行业工艺管道内导电介质的液体流量计量；除测量一般导电液体外，根据用户特殊需要，还可测量导电的液固两相流，高黏度液体及盐类、强酸、强碱等液体的流量。

四、电磁流量计结构组成：
1、传感器：
传感器主要由测量导管、测量电极、励磁线圈、铁芯、磁轭和壳体组成。
a、测量导管：由不锈钢导管、衬里和连接法兰组合而成，为被测液体现场工况测量的载体。
b、测量电极：安装在测量导管内侧壁，与轴流方向垂直，使测量液体产生信号的一对电极。
c、励磁线圈：在测量导管内产生磁场的上下两个励磁线圈。
d、铁芯和磁轭：将励磁线圈产生的磁场导入液体，并构成磁回路。
e、壳体：仪表外包装。
2、转换器：
即为智能二次表，其将流量信号放大处理??单片机运算后，可显示流量、累计量，并能输出脉冲、模拟电流等信号，用于流体流量的计量或控制。
3、产品组装形式：
其分为一体型和分体型两种形式。
a、一体型：传感器和转换器一体安装。
b、分体型：传感器和转化器分离安装，通过连接电缆形成流量计量系统。
c、为适应不同介质测量的要求，传感器的衬里和电极材料可以有多种选择。
五、性能特点：
1、仪表结构简单、可靠，无可动部件，工作寿命长。
2、无截流阻流部件，不存在压力损失和流体堵塞现象。
3、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。
4、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。
5、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。
6、备有管道式、插入式等多种流量计型号。
7、采用EEPROM存贮器，测量运算数据存贮保护安全可靠。
8、具备一体化和分离型两种型式。
9、高清晰度LCD背光显示。

六、主要技术参数：
1、仪表精度：管道式0.5级、1.0级；插入式2.5级。
2、测量介质：电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。
3、流速范围：0.2～8m/s。
4、工作压力：1.6MPa。
5、环境温度：-40℃～+50℃。
6、介质温度：聚四氟乙烯衬里≤180℃；橡胶材质衬里≤65℃。
7、防爆标志：ExmibdⅡBT4。
8、防爆证号：GYB01349。
9、外磁干扰：≤400A/m。
10、外壳防护：一体化型： IP65；
分离型：传感器IP68（水下5米，于橡胶衬里）；转换器IP65。
11、输出信号：4～20mA.DC，负载电阻0～750Ω
12、通讯输出：RS485或CAN总线
13、电气连接：M20×1.5内螺纹，φ10电缆孔
14、电源电压：90～220V.AC、24±10%V.DC
15、Z大功耗：≤10VA

七、按励磁方式分类：
要产生一个均匀恒定的磁场，就需要选择一种合适的励磁方式。如按励磁电流方式划分，有直流励磁、交流（工频或其他频率）励磁、低频矩形波励磁和双频矩形波励磁。
1、直流励磁
直流励磁方式用直流电或采用*磁铁产生一个恒定的均匀磁场。这种直流励磁变送器的Z大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的影响。但是使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子，在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极，这将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响仪表的正常工作。所以，直流励磁一般只用于测量非电解质液体，如液态金属流量（常温下的汞和高温下的液态钢、锂、钾）等。
2、交流励磁
工业上使用的电磁流量计，大都采用工频（50Hz）电源交流励磁方式产生交变磁场，避免了直流励磁电极表面的极化干扰。但是用交流励磁会带来一系列的电磁干扰问题（例如正交干扰、同相干扰、零点漂移等）。现在交流励磁正在被低频方波励磁所代替。
3、低频方波励磁
低频方波励磁波形有二值（正-负）和三值（正-零-负-零）两种，其频率通常为工频的1/2~1/32。低频方波励磁能避免交流磁场的正交电磁干扰，消除由分布电容引起的工频干扰，抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流，排除直流励磁的极化现象。

八、安装时的注意事项。
1、非测量电极的轴线必须近似于水平方向；
2、测量管道内必须*充满液体；
3、流量计前方Z少要有5* D(D为流量计内径)长度的直管段，后方Z少要有3* D(D为流量计内径)长度的直管段；
4、流体的流动方向和流量计的箭头方向*；
5、管道内要有真空会损坏流量计的内衬，需特别注意；
6、在流量计附近应无强电磁场；
7、在流量计附近应有充裕的空间，以便安装和维护；
8、若测量管道有振动，在流量计的两边应有固定的支座测量不同介质的混合液体时混合点与流量计之间的距离Z少要有30×D(D为流量计内径)长度为方便今后流量计的清洗和维护，应安装旁通管道。
九、接地保护时，必须注意以下几点：
1、传感器、转换器应单独接地，不要连在电动机、工艺管道上，接地电阻应小于10欧姆。
2、传感器的测量管、外壳、屏蔽线、转换器及二次仪表都要接地。
3、传感器、转换器的接地在现场，去二次仪表的屏蔽层在控制室一侧接地，切勿多端接地，以免因电位不同而引入干扰。
4、传感器安装在金属管道上，可将传感器的接地导线按制造厂的要求连接在管道法兰上，形成可靠的接地回路仪表的接地点应是一个独立的接地点，不可以共用其他电气设备的接地。

十、安装环境的选择：
为了使变送器工作稳定，在选择安装环境时应注意以下几方面的要求：
1、尽量避免铁磁性物体及具体强电磁场的设备（如大电机、大变压器的等），以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信息。
2、应尽量安装在干燥通风之处，不宜在潮湿，易积水的地方安装。
3、应尽量避免日晒雨淋，避免环境温度高于45℃及相对湿度大于95.9%。
4、选择便于维修，活动方便的地方。
5、流量计应安装在水泵后端，决不能在抽吸侧安装；阀么应安装在流量计下游侧。

十一、安装要求：
管道式电磁流量计的测量不依赖流量的特性，如果管路内有一定的湍流与漩涡产生在非测量区内（如：弯头、切向限流或上游有半开的截止阀）则与测量无关。如果在测量区内有稳态的涡流则会影响测量的稳定性和测量的精度，这时则应采取一些措施以稳定流速分布：
1、增加前后直管段的长度；
2、采用一个流量稳定器；
3、减少测量点的截面。

十二、整机和传感器技术数据：

执行标准	JB／T 9248—1999
公称通径	15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000
Z高流速	15m／s
精确度	DNl5～DN600	示值的：±0.3％(流速≥1m／s)；±3mm／s(流速<1m／s)
	DN700—DN3000	示值的±0.5％(流速≥0.8m／S)；±4mm／s(流速<0.8m／S)
流体电导率	≥5uS／cm
公称压力	4.0MPa	1.6MPa	1.0MPa	0.6MPa	6.3、10MPa
	DNl5～DN150	DNl5～DN600	DN200～DN1000	DN700～DN3000	特殊订货
环境温度	传感器	—25℃—十60℃
	转换器及一体型	—10℃—十60℃
衬里材料	聚四氟乙烯、聚氯丁橡胶、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46)、加网PFA
Z高流体温度	—体型	70℃
	分离型	聚氯丁橡胶衬里	80℃；120℃(订货时注明)
		聚氨酯衬里	80℃
		聚四氟乙烯衬里	100℃；150℃(订货时注明)
		聚全氟乙丙烯(F46)
		加网PFA
信号电极和接地电极材料	不锈钢0Crl8Nil2M02Ti、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、铂／铱合金、不锈钢涂覆碳化钨
电极机构	DN300—DN3000
连接法兰材料	碳钢
接地法兰材料	不锈钢1Crl8Ni9Ti
进口保护法兰材料	DN65—DNl50		不锈钢1Crl8Ni9Ti
	DN200～DNl600		碳钢十不锈钢1Crl8Ni9Ti
外壳防护	DNl5～DN3000分离型橡胶或聚氨酯衬里传感器			IP65或IP68
	其他传感器、——体型流量计和分离型转换器			IP65
间距(分离型)	转换器距离传感器一般不超过100m

十三、转换器技术数据：

电源	交流	85—265V，45—400Hz
电源	直流	11—40V
操作键和显示	按键式	4个薄膜按键可设定选择全部参数，也可利用PC机(RS232)对转换器设定编程； 3行LCD宽视角、宽温、带背光显示；第1行显示流量值；第2行显示流量单位；第3行显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。
操作键和显示	磁键式	2个磁键用于显示参数的选择和复位，利用PC机(RS232)对转换器设定编程； 2行LCD宽视角、宽温、带背光显示：第1行:磁键选择:显示流量百分比、正向总量、反向总量、差值总量、报警、流速。第2行：显示流量。
内部积算器	正向总量、反向总量及差值总量。
输出信号	单向模拟输出	全隔离，负载≤600D．(20mA时)；上限：0—21mA可选，每档lmA；下限：0—21mA可选，每档1mA；正、反向流量输出方式编程。
	双向模拟输出	下限限制为。或4mA，其他同单向模拟输出。
	双向脉冲输出	两路输出分别对应正向和反向流量,频率0～800Hz,上限1—800Hz可选,每档IHz；方波或选定脉宽，选定脉宽上限2．5S，每档1ms；无源隔离晶体管开关输出，可吸收250mA的电流，耐压35V。
	双路报警输出	可报警(编程)高／低流量、空管、故障状态、正，，反向流量、模拟量超量程、脉冲量超量程、脉冲小信号切除，输出极性可选；带隔离保护的晶体管开关输出,可吸收250mA的电流,耐压35V.(与脉冲输出不隔离)
数字通讯		RS232，RS485，HART

十四、衬里的选择：

衬里材料	主要性能	Z高介质温度		适用范围
衬里材料	主要性能	—体型	分离型
聚四氟乙烯(F4)	是化学性能Z稳定的一种塑料，能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水，也能耐浓碱和各种有机溶剂。不耐高流速液氟、液氧、自氧的腐蚀。	70℃	100℃150℃(需特殊订货)	1、浓酸、碱等强腐蚀性介质。2、卫生类介质。
聚全氟乙丙烯(F46)	同F4，耐磨性、抗负压能力高于F4。		同上
聚氟合乙烯(Fs)	适用温度上限较聚四氟乙烯低，但成本也较低。		80℃
聚氯丁橡胶	1、有*的弹性，高度的扯断力，耐磨性能好。2、耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀，不耐氧化介质的腐蚀。		80℃120℃(需特殊订货)	水、污水、弱磨损性的泥浆矿浆。
聚氨酯橡胶	1、耐磨性能*。 2、耐腐蚀性能较差。		80℃	中性强磨损的矿浆、煤浆、泥浆

十五、进口保护法兰和接地法兰(或接地环)的选择：

法兰种类	适用范围
接地法兰(或接地环)	适用于非导体管道，如塑料管道，但有接地电极的传感器不需要。
进口保护法兰	当介质有强磨损性时选用。

十六、电极的选择：

电极材料	耐蚀及耐磨性能
不锈钢0Crl8Nil2M02Ti	用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质，适用于石油、化工、钢铁等工业部门及，市政、环保等领域。
哈氏合金B	对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性，也耐硫酸、磷酸、有机酸等非氯化性酸、碱，非氧化性盐液的腐蚀。
哈氏合金C	能耐非氧化性酸，如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀，也耐氧化性盐类如：Fe，"、、Cu"下或含其他氧化剂的腐蚀，如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀
钛	能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀，但如酸中含有氧化剂(如硝酸、Fc＋＋、Cu＋＋)时，则腐蚀大为降低。
钽	具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。发烟硫酸、碱外，几乎能耐——切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和l 50℃以下的硫酸)的腐蚀。在碱中刁；耐蚀。
铂／钛合金	几乎能耐——切化学介质，但不适用于王水和铵盐。
不锈钢涂覆碳化钨	用于无腐蚀性，强磨损性的介质。
注：由于介质种类繁多，其腐蚀性又受温度、浓度、流速等复杂因素影响而变化，故本表仅供参考。用户应根据实际情况自己做出选择，必要时应做拟选材料的耐腐试验，如挂片试验。

十七、正确选型：

仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作，有关资料表明，仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表的错误选型或错误的安装而造成的，请特别注意。

1、收集数据：

被测流体成份；
Z大流量、Z小流量；
Z高工作压力；
Z高温度、Z低温度；

2、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，Z低流速应不小于0.2m/s，Z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Z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。

3、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

十八、管道式电磁流量计的选型型谱：

型号	口径	管道式电磁流量计（铭宇自控）材质：球墨铸铁和不锈钢
MY-LDE	15~2600
		代号	电极材料
		K1	316L
		K2	HB
		K3	HC
		K4	钛
		K5	钽
		K6	铂合金
		K7	不锈钢涂覆碳化钨
			代号	内衬材料
			C1	聚四氟乙烯F4
			C2	聚全氟乙丙烯F46
			C3	聚氟合乙烯FS
			C4	聚录丁橡胶
			C5	聚氨脂橡胶
				代号	功能
				E1	0.3级
				E2	0.5级
				E3	1级
				F1	4－20Madc,负载≤750Ω
				F2	0-3khz,5v有源，可变脉宽，输出有效频率
				F3	RS485接口
				T1	常温型
				T2	高温型
				T3	超高温型
				P1	1．0MPa
				P2	1．6MPa
				P3	4．0MPa
				P4	16MPa
				D1	220VAC±10％
				D2	24VDC±10％
				J1	一体型结构
				J2	分体型结构
				J3	防爆一体型结构
MY-LDE	100	K1	C1	E2F1T1	P1D1J1	中伟管道式电磁流量计