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ZEF電磁流量計(jì)
工作原理傳感器是利用法拉第電磁感應(yīng)定律制成的,當(dāng)導(dǎo)電液體沿測(cè)量管在交變磁場(chǎng)中作與磁力線垂直方向運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì),在與測(cè)量管軸線和磁力線相互垂直的管壁上安裝了一對(duì)電極,該電極把產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)檢出。此感應(yīng)電勢(shì)與流量成正比,測(cè)出該感應(yīng)電勢(shì)就可導(dǎo)出通過(guò)傳感器的流量,如圖(5.1)所示。此流量信號(hào)(感應(yīng)電勢(shì))輸入轉(zhuǎn)換器經(jīng)放大轉(zhuǎn)換成與流量信號(hào)成正比的標(biāo)準(zhǔn)直流電流信號(hào)0~10mA或(4-20)mA和O-10kHz頻率輸出,由此實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量。
5.2流量方程式
E=BDV (1)
Q=3600V=3600××=×E (2)
式中:E-----感應(yīng)電勢(shì)(V);
V-------流體通過(guò)測(cè)量管內(nèi)電極平面時(shí)的平均流速(m/s);
D-------測(cè)量管內(nèi)徑(mm);
B-------磁感應(yīng)強(qiáng)度(T);
Q-------流量值(m3/h);
A------測(cè)量管面積(m2);
5.3結(jié)構(gòu)
傳感器主要有測(cè)量管、勵(lì)磁系統(tǒng)、電極、外殼和接線盒等組成。如圖(5.2)所示。
測(cè)量管:測(cè)量管處于整個(gè)傳感器的中心位置,被測(cè)流體從測(cè)量管通過(guò)。測(cè)量管由不導(dǎo)磁的耐酸不銹鋼管與法蘭焊接而成,內(nèi)襯絕緣襯里。
勵(lì)磁系統(tǒng):勵(lì)磁系統(tǒng)的作用是產(chǎn)生一個(gè)工作磁場(chǎng),它由勵(lì)磁線圈和磁軛等組成。
電極:電極與被測(cè)介質(zhì)接觸,檢出流量信號(hào),因此電極材料應(yīng)根據(jù)被測(cè)介質(zhì)腐蝕性能選用合適材料。
外殼:外殼起支撐、保護(hù)、密封作用。
接線盒:接線盒位于傳感器的頂部,接線盒內(nèi)有接線板起傳感器和轉(zhuǎn)換器相互連線作用。
圖5.2 l法蘭2接線盒3外殼4磁軛 5勵(lì)磁線圈
6電極7接地螺栓 8絕緣襯里9測(cè)量管10底座
ZEF電磁流量計(jì)
安裝和使用
6.1安裝
6.1.1安裝環(huán)境的選擇
(1)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備。如大電機(jī)、大變壓器等。
(2)安裝場(chǎng)所不應(yīng)有強(qiáng)烈震動(dòng),環(huán)境溫度變化不大。
(3)便于安裝、維修的場(chǎng)所。
6.1.2安裝位置的選擇
(1)傳感器上流向標(biāo)志與管道內(nèi)被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)的方向必須一致。
(2)安裝位置必須保正測(cè)量管內(nèi)始終充滿被測(cè)介質(zhì)。
(3)選擇流體流動(dòng)脈沖較小的地方,即應(yīng)遠(yuǎn)離泵和局部阻力件(閥門、彎頭等)。
(4)測(cè)量雙相流體時(shí),應(yīng)選擇不易引起相分離的地點(diǎn)。
(5)應(yīng)盡量避免安裝在管內(nèi)呈現(xiàn)負(fù)壓的地方。
(6)當(dāng)被測(cè)介質(zhì)容易使電極、測(cè)量管內(nèi)壁產(chǎn)生粘附、結(jié)垢時(shí),建議測(cè)量管內(nèi)流速不低于2m/s,此時(shí)可采用比工藝管徑略小的漸縮管。為在工藝管道不中斷流量情況下清洗電極和測(cè)量管,傳感器可采用并聯(lián)安裝,并帶清洗口。
(7)當(dāng)被測(cè)介質(zhì)容易使襯里磨損時(shí),建議測(cè)量管內(nèi)流速不高于3 m/s,此時(shí)可采用比工藝管徑略大的直管段,直管段前加漸擴(kuò)管。
6.1.3上游直管段要求
傳感器對(duì)上游直管段要求見(jiàn)表2,傳感器對(duì)下游沒(méi)有直管段要求,下游非直管段不會(huì)影響流量計(jì)的測(cè)量精度。當(dāng)上游和下游直管段通徑與傳感器通徑不一致時(shí)應(yīng)安裝漸擴(kuò)管或漸縮管,其圓錐角應(yīng)小于15°(優(yōu)先選取7~8°)然后與管道相連。
表2傳感器上游側(cè)最小直管段要求
注:L為傳感器公稱通徑的倍數(shù),D為傳感器公稱通徑。
6 .l .4水平安裝
傳感器水平安裝時(shí)應(yīng)取兩電極為水平位置,這樣一旦介質(zhì)中含有氣泡或者沉淀物質(zhì)時(shí),氣泡不會(huì)吸附在電極附近造成轉(zhuǎn)換器輸人端開(kāi)路,沉淀物也不會(huì)復(fù)蓋電極造成零漂等現(xiàn)象。如圖(6.1)
圖6.1傳感器水平安裝時(shí)電極位置圖
為保證傳感器測(cè)量管內(nèi)始終充滿被測(cè)介質(zhì),傳感器位置應(yīng)略低于管道的高度,或者使傳感器具有一定的正壓。
6.1 5垂直安裝
對(duì)液固兩相介質(zhì)垂直安裝較為合理,一則可以防止被測(cè)介質(zhì)相分離,二
則可以使傳感器內(nèi)測(cè)量管四周的襯里磨損比較均勻。在垂直安裝時(shí),介質(zhì)流動(dòng)方向應(yīng)該自下而上,這樣才能確保傳感器內(nèi)測(cè)量管始終充滿被測(cè)介質(zhì)。
6.1.6傳感器在管線上的安裝
1.安裝現(xiàn)場(chǎng)與位置按需要進(jìn)行,但是電極軸線應(yīng)盡量近似水平(電極軸線與水平面的銳角不能超過(guò)于45°),以避免氣泡覆蓋電極而出現(xiàn)輸出晃動(dòng)。
2.測(cè)量管必須*充滿被測(cè)介質(zhì)。
3.注意流動(dòng)方向。
4.流量計(jì)直管段必須保證上游段10D,下游段5D(D為管道內(nèi)徑)。
5.漩渦狀或螺旋狀的流體,要求增加上、下游直管段或安裝流體直管段。
6.在流量計(jì)附近,應(yīng)避免強(qiáng)電磁場(chǎng)。
7.對(duì)磨損性介質(zhì),最好垂直安裝。
8.不同液體的混合介質(zhì),在混合點(diǎn)的上游或者適當(dāng)距離的下游,最小30D安裝流量計(jì)。
9.注意以下情況
a.避免由附帶氣體引起的測(cè)量誤差以及由真空引起的對(duì)非粘合性PTFE和橡膠襯里的損害,參見(jiàn)圖1。
b.開(kāi)口排放的管道,應(yīng)將流量計(jì)安裝在低段,參見(jiàn)圖2。
c.對(duì)管道落差超過(guò)5m的地方,應(yīng)在流量計(jì)下游安裝空氣閥(真空),參見(jiàn)圖6.1。
d.對(duì)于長(zhǎng)管線,一般在流量計(jì)下游安裝控制閥,參見(jiàn)圖4。
e.不能在泵抽吸側(cè)安裝流量計(jì),參見(jiàn)圖5。
f.不能安裝在自由振動(dòng)的管道上。
g.傳感器安裝在地下。
圖6.2 管道最高點(diǎn) (在測(cè)量管道中有空氣泡-故障檢測(cè)) | 圖6.3 開(kāi)口注入或者排放 (在管道的低區(qū)段安裝儀表) |
圖6.4落差管超過(guò)5m(16h)長(zhǎng)時(shí) 在測(cè)量計(jì)的下游安裝空氣閥(真空) | 圖6.5 長(zhǎng)管線,在流量計(jì)的下游安裝控制閥 |
圖6.6 絕不能在泵抽吸側(cè)安裝流量計(jì) |
6.1.7 在絕緣管道上的安裝
傳感器安裝在絕緣管道上時(shí),兩端應(yīng)安裝金屬短管或接地法蘭如圖4.5,然后用導(dǎo)線將傳感器、金屬短管或接地法蘭連接一起接地。對(duì)于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)不能使用金屬短管或接地法蘭時(shí)可在絕緣管道上打孔安裝接地電極如圖6.7。
塑料管道或襯膠管道 金屬短管
圖6.7 傳感器在絕緣管道上安裝示意圖一
6.2外形尺寸和安裝尺寸
傳感器外形尺寸和安裝尺寸見(jiàn)圖6.7和表3.
6.3電纜的敷設(shè)
現(xiàn)場(chǎng)電纜的敷設(shè)有明敷設(shè)和暗敷設(shè)兩種,采用哪一種要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況而定。
圖6.8為傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的電氣接線圖,由圖可知傳感器與轉(zhuǎn)換器之間有兩根電纜。一根是轉(zhuǎn)換器向傳感器提供激磁電源的電源線,一根是傳感器想轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)線。電纜敷設(shè)和接線時(shí)必須注意一下幾點(diǎn):
信號(hào)線纜不應(yīng)與大電流的動(dòng)力線平行敷設(shè)。
傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的電氣連接必須按圖6.8.
傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的距離一般為100米之內(nèi)。本廠產(chǎn)品出廠時(shí)共有15米信號(hào)電纜和15米勵(lì)磁電纜,入長(zhǎng)度不夠時(shí),請(qǐng)采用RVVP型雙芯聚氯乙烯絕緣屏蔽護(hù)套線,規(guī)格為2*32/0.2電纜線外徑為Φ8,或者在訂貨時(shí)向本廠著名,由本廠提供。
圖6.8 傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的接線標(biāo)示圖
表3 傳感器外形尺寸和安裝尺寸
通徑 | L | L1 | H | H1 | D | D1 | b | N-Φ | 螺栓 | 重量 |
10 | 140 | 76 | 245 | 65 | 95 | 65 | 14 | 4-Φ14 | M12 | 4 |
15 | 200 | 76 | 225 | 70 | 95 | 65 | 14 | 4-Φ14 | M12 | 5 |
20 | 200 | 76 | 235 | 75 | 105 | 75 | 16 | 4-Φ14 | M12 | 6 |
25 | 200 | 76 | 235 | 75 | 115 | 85 | 16 | 4-Φ14 | M12 | 7 |
32 | 200 | 76 | 250 | 85 | 140 | 100 | 18 | 4-Φ18 | M16 | 8 |
40 | 200 | 76 | 260 | 95 | 150 | 110 | 18 | 4-Φ18 | M16 | 9 |
50 | 200 | 76 | 270 | 100 | 165 | 125 | 20 | 4-Φ18 | M16 | 10 |
65 | 250 | 76 | 285 | 110 | 185 | 145 | 22 | 8-Φ18 | M16 | 12 |
80 | 250 | 76 | 295 | 120 | 200 | 160 | 24 | 8-Φ18 | M16 | 14 |
100 | 250 | 100 | 316 | 130 | 220 | 180 | 26 | 8-Φ18 | M16 | 15 |
125 | 250 | 140 | 330 | 145 | 250 | 210 | 26 | 8-Φ18 | M16 | 18 |
150 | 300 | 170 | 350 | 285 | 240 | 65 | 28 | 8-Φ22 | M20 | 23 |
200 | 250 | 230 | 420 | 190 | 340 | 295 | 24 | 8-Φ22 | M20 | 27 |
250 | 450 | 280 | 295 | 220 | 395 | 350 | 26 | 12-Φ22 | M20 | 38 |
300 | 500 | 290 | 540 | 240 | 445 | 400 | 28 | 12-Φ22 | M20 | 48 |
350 | 550 | 300 | 550 | 285 | 505 | 460 | 28 | 16-Φ22 | M20 | 65 |
400 | 600 | 360 | 635 | 305 | 565 | 515 | 30 | 16-Φ26 | M24 | 80 |
450 | 600 | 360 | 720 | 326 | 615 | 565 | 30 | 20-Φ26 | M24 | 100 |
500 | 600 | 360 | 750 | 335 | 670 | 620 | 32 | 20-Φ26 | M24 | 120 |
600 | 600 | 356 | 825 | 410 | 780 | 725 | 36 | 20-Φ30 | M27 | 210 |
700 | 700 | 440 | 950 | 470 | 895 | 840 | 36 | 24-Φ30 | M27 | 300 |
800 | 800 | 500 | 1080 | 530 | 1015 | 950 | 38 | 24-Φ33 | M30 | 400 |
900 | 900 | 550 | 1175 | 575 | 1115 | 1050 | 42 | 28-Φ33 | M30 | 500 |
1000 | 1000 | 610 | 1285 | 670 | 1230 | 1160 | 44 | 28-Φ36 | M33 | 700 |
1200 | 1200 | 730 | 1500 | 750 | 1405 | 1340 | 40 | 32-Φ33 | M30 | 850 |
1400 | 1400 | 800 | 1700 | 840 | 1630 | 1540 | 44 | 36-Φ36 | M33 | 1100 |
1600 | 1600 | 900 | 2100 | 975 | 1830 | 1760 | 48 | 40-Φ36 | M33 | 1500 |
1800 | 1800 | 1000 | 2600 | 1300 | 2045 | 1970 | 50 | 44-Φ39 | M36 | 1900 |
2000 | 2000 | 1100 | 2800 | 1400 | 2265 | 2180 | 54 | 48-Φ42 | M39 | 2300 |
2200 | 2200 | 2475 | 2390 | 60 | 52-Φ42 | M39 | 2850 | |||
2400 | 2400 | 2885 | 2500 | 62 | 56-Φ48 | M42 | 3330 | |||
2600 | 2600 | 2905 | 2810 | 64 | 60-Φ48 | M42 | 3895 | |||
2800 | 2800 | 3115 | 3020 | 68 | 64-Φ48 | M42 | 4950 | |||
3000 | 3000 | 3315 | 3220 | 70 | 68-Φ48 | M42 | 5600 |
6.4 接地
傳感產(chǎn)生的流量信號(hào)非常微弱,通常為微伏和毫伏級(jí),因此防止外界電磁干擾的影響是用好流量計(jì)的一個(gè)重要要求。
傳感器的接地要求有以下兩個(gè)方面:
被測(cè)介質(zhì):傳感器和轉(zhuǎn)換器的接地端子和流量信號(hào)線的屏蔽層必須與被測(cè)介質(zhì)相通。
接地:A、以大地為零電位,減少外界干擾。一般情況下工藝管道都是金屬管,本身都是接地的。但在外界電磁場(chǎng)干擾較大的情況下尤其是管道上雜散漏電流較大時(shí),應(yīng)另行設(shè)置接地裝置,接地線采用總界面大于4mm2的多股銅線,但必須注意,傳感器的接地線決不能接在電機(jī)或其他電力設(shè)備的公共地線上,以免漏電流的影響。接地電阻應(yīng)小于10Ω。
B、當(dāng)工藝管道為金屬管道時(shí),應(yīng)保證前后管道與傳感器外殼接觸電阻幾乎為零。
6.5安裝中的注意事項(xiàng)
(1)在搬運(yùn)和吊裝傳感器時(shí),應(yīng)該將吊索套在傳感器兩端法蘭旁頸部位
置,切勿在測(cè)量管內(nèi)插入管棒進(jìn)行吊裝以免損壞襯里。
(2)安裝前,傳感器內(nèi)的電極用酒精棉花或清潔的細(xì)紗布自己擦除電極表面由于手摸原因造成的油脂性沾污物質(zhì)。
(3)安裝前用萬(wàn)用表檢查以下幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo):
(A)勵(lì)磁線圈阻值:勵(lì)磁線圈組織在20~80Ω范圍內(nèi)。即用萬(wàn)用表測(cè)量接線盒內(nèi)X、Y間的阻值。如電阻值為無(wú)窮大或?yàn)榱慵闯霈F(xiàn)斷路或短路現(xiàn)象。
(B)電極阻值:信號(hào)端子A和B分別于對(duì)應(yīng)電極導(dǎo)通。電阻值近似為零。
(C)絕緣電阻:勵(lì)磁線圈,信號(hào)端子與外殼之間的電阻應(yīng)為無(wú)窮大。即用萬(wàn)用表測(cè)量接線盒內(nèi)X、Y、A、B分別于外殼之間應(yīng)為不導(dǎo)通。
如出現(xiàn)異常現(xiàn)象請(qǐng)與本廠聯(lián)系。
安裝時(shí)密封墊圈的內(nèi)徑應(yīng)與測(cè)量管襯里內(nèi)徑一致。必須保證接線盒內(nèi)的干燥,否則儀表可能會(huì)產(chǎn)生計(jì)量誤差。
6.6運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作
(1)在安裝接線后正式投入運(yùn)行前應(yīng)再次檢查安裝、接線是否正確。
(2)將傳感器前閥門打開(kāi),傳感器后閥門關(guān)閉,讓傳感器內(nèi)充滿被測(cè)介質(zhì)。
(3)用萬(wàn)用表檢查以下幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo):
(A)勵(lì)磁線圈端子X(jué)、Y與外殼之間的電阻值應(yīng)為無(wú)窮大。
(B)接線盒內(nèi)端子C與傳感器外殼、前后管道應(yīng)為同點(diǎn)位,即電阻值為零。
(C)把萬(wàn)用表定為*1kΩ檔測(cè)量信號(hào)端子A和B分別與C端子間電阻值約為3~10kΩ而且有充放電現(xiàn)象。
(4)將轉(zhuǎn)換器接通電源。
(5)用萬(wàn)用表直流電壓檔2.5V或10V檔,測(cè)量勵(lì)磁線圈X、Y端子時(shí),萬(wàn)用表指針出現(xiàn)低頻擺動(dòng)現(xiàn)象,說(shuō)明流量計(jì)勵(lì)磁系統(tǒng)正常。
(6)準(zhǔn)備工作完畢后,先打開(kāi)傳感器上游閥門,再緩緩打開(kāi)下游閥門,觀察轉(zhuǎn)換器時(shí)流量顯示應(yīng)向達(dá)的方向變化,說(shuō)明信號(hào)線接線方向正確。否則,應(yīng)切斷電源,將信號(hào)線A與B接線位置互換。
(7)打開(kāi)傳感器前后閥門,排液數(shù)分鐘,排除管內(nèi)氣體。
(8)關(guān)閉傳感器下游閥門,再關(guān)上上游閥門,使傳感器內(nèi)充滿被測(cè)介質(zhì),然后進(jìn)行配套調(diào)整,傳感器與轉(zhuǎn)換器配套零點(diǎn)調(diào)整和儀表系數(shù)設(shè)定請(qǐng)?jiān)旈嗈D(zhuǎn)換器說(shuō)明書(shū)。
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