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熱水流量計
原理
FE20電磁流量計測量原理基于法拉第電磁感應定律：導電液體在磁場中切割磁力線運動時，導體中產生感應電勢，感應電勢為E:
E=KBVD 
式中：K--------儀表常數
式中：B--------磁感應強度
式中：V--------測量管截面內的平均流速
式中：D--------測量管道截面的內徑
測量流量時，導電性液體以速度V流過垂直于流量方向的磁場，導電性液體的流動感應出一個與平均流速成正比的電壓，其感應電壓信號通過二個或二個以上與液體直接接觸的感應電極檢出，并通過電纜送至轉換器通過其智能化處理，實現流體瞬時流量、積累流量的顯示及流量數據與控制系統(tǒng)之間的通訊。測量管內無活動及阻流部件，因此幾乎沒有壓力損失，并且有很高的可靠性。
結構
FE20電磁流量特點…優(yōu)勢
●電磁流量計是一種測量體積流量的儀表，測量的結果與流速分布，流量壓力，溫度，密度，粘度等物理參數無關
●測量管內無活動部件，便于維護管理，所以傳感器的使用壽命長；無阻流部件，因為無壓力損失
●被測液體電導率zui低可達5μS/cm，配合各種襯里材料，可適用于測量各種酸、堿、鹽溶液及泥漿、礦漿、紙漿等介質的流量，精-準度較高，
通常為±0.5% ±0.2%
●由于感應電壓信號時在整個充滿磁場的空間中形成的，是管道截面上的平均值，因此傳感器所需要的直管段較短，一般為前5D后3D
●傳感器部分只有內襯和電極與被測液體接觸，只要合理選擇電極和內襯材料，即可耐腐蝕和耐磨損，保證長期的使用
●雙向測量系統(tǒng)，可測量正向流量，反向流量
●高清晰度背光LCD顯示，漢英菜單操作，使用方便，操作簡單，易學易懂
●轉換器性能可靠、精度高、功耗低、零點穩(wěn)定、參數設定方便、LCD顯示，可以顯示累計流量、流速、流量百分比等參數
●采用16位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高，可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了測量的穩(wěn)定性，低功耗
●全數字量的處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高，流量測量范圍可達150:1
●超低EMI開關電源，使用電源電壓變化范圍大，抗EMC好
●具有RS485、RS232、HART和Modbus等數字通訊信號輸出
FE20電磁流量特點…局限性
●電磁流量計不能測量氣體、蒸汽以及含有大量氣體的液體
●電磁流量計目前還不能用來測量電導率很低的液體介質，被測液體介質的電導率無法低于5μS/cm，相當于蒸餾水的電導率
對于石油制品或者有機溶劑還無能為力
●測量管絕緣襯里受溫度的限制，電磁流量計還不能測量高溫液體，測量介質溫度≤180°C適用
●電磁流量計的測量原理是基于法拉第電磁感應定律，所以易受外界的電磁干擾源影響
熱水流量計
應用
用來測量導電性的液態(tài)介質，要求電導率應大于5μs/cm（自來水，原水的電導率約為100…5000μs/cm，可以用來測量各種酸、堿、鹽溶液及泥漿、礦漿、紙漿等介質的流量，但介質中不能含有較多的鐵屑鐵磁性物質和大量的氣泡，主要應用于石化、鋼鐵、電力、冶金、紡織、食品、制藥、造紙等行業(yè)及市政環(huán)保、水利等領域。
技術參數
公稱通徑（mm） | 管道式四氟襯里：DN10～DN600 | 流速范圍： | 0.3－12m/s |
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| 管道式橡膠襯里：DN40～DN1200(特殊規(guī)格可定制) | 電導率范圍： | 被測流體電導率≥5μs/cm |
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流動方向： | 正，反，凈流量 | 電流輸出： | 負載電阻 | 0～10mA：0～1.5KΩ |
量程比： | 150:1 | 4～20mA：0～750KΩ | ||
重復性誤差： | 測量值的±0.1% | 數字頻率輸出： | 輸出頻率上限可在1～5000Hz內設定帶光電 |
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精度等級： | 0.2%級&0.5%級 | 隔離的晶體管集電極開路雙向輸出。外接電 |
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被測介質溫度： | 普通橡膠襯里：－20～＋60℃ | 源≤35V導通時集電極zui大電流為250mA。 |
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高溫橡膠襯里：－20～＋90℃ | 供電電源： | AC220V、DC24V或3.6V鋰電池 |
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聚四氟乙稀襯里：－30～＋100℃ | 消耗總功率： | 小于20W |
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高溫型四氟襯里：－20～＋180℃ | 連接方式： | 流量計與配管之間可采用法蘭、卡箍連 |
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額定工作壓力: | DN10－DN80：≤2.5MPa | 接、螺紋連接 |
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DN80－DN150：≤1.6MPa | 環(huán)境濕度： | ＜90%r.h（非冷凝） |
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DN200－DN1200：≤1.0MPa | 防護等級： | IP65（特殊訂制IP68） |
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顯示單位： | m³/H、m³/M、m³/S、L/H、L/M、L/S、G/H、G/M | 環(huán)境溫度： | -25～+60℃(特殊工況下請咨詢工程師) |
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G/S(H=Hour M=Minute S=Second） | 要求直管段長度： | 上游≥5DN，下游≥3DN |
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執(zhí)行標準： | LVD 2006/95/EC&EMC 2004/108/EC | 執(zhí)行標準： | DIN EN 1092-1-2002 |
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EN 61326-1：:2006輻射標準（BS EN50081-1) | 銷售使用地標準（訂貨備注） |
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EN 61326-1：:2006抗干擾標準（BS EN50082-1) | 電氣連接方式： | M20*1.5 |
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EN 61010-1:2001設備安全要求：一般要求 | ||||
主要技術參數詳解
●適用介質：導電性的液體正常測量時導電率5μs/cm的液體,一般情況下蒸餾水的電導率為5μs/cm自來水的電導率為100μs/cm,其他酸堿鹽的電導率可參考下表：
液體名稱 | 電導率(S/cm) | 液體名稱 | 電導率(S/cm) |
鹽酸（40%） | 51.52×10﹣2 | 氯化-鉀（21%） | 28.10×10﹣2 |
硝酸（62%） | 49.04×10﹣2 | 碘化鉀（55%） | 42.26×10﹣3 |
磷酸（70%） | 14.73×10﹣2 | 硝酸鉀（22%） | 16.25×10﹣2 |
硫酸（85%） | 98.50×10﹣3 | 氫氧化鉀（42%） | 42.12×10﹣2 |
乙醇，酒精（95%） | 2.6×10﹣7 | 硫酸鉀（5%) | 45.80×10﹣3 |
醋酸（70%） | 2.35×10﹣4 | 碳酸鈉（15%） | 83.60×10﹣3 |
丙酸（70%） | 8.5×10﹣7 | 氯化鈉（26%） | 21.51×10﹣2 |
丁酸（70%） | 5.6×10﹣7 | 硝酸鈉（30%） | 16.06×10﹣2 |
甲酸，蟻酸（40%） | 98.4×10﹣4 | 氫氧化鈉（50%） | 82.00×10﹣3 |
氫-氟-酸（30%） | 34.11×10﹣2 | 硫酸鈉（15%） | 88.60×103﹣3 |
氫-碘酸(5%) | 13.32×10﹣2 | 氨水（30%） | 1.93×10﹣4 |
氯化銅(35%) | 69.9×10﹣3 | 氯化氨（25%） | 40.25×10﹣2 |
硝酸銅（35%） | 10.62×10﹣2 | 硝酸銨（50） | 36.33×10﹣2 |
硫酸銅（17.5%） | 45.80×10﹣3 | 硫酸氨（31%） | 23.21×10﹣2 |
●流速要求：0.3-12m/s
正常情況下選用電磁流量計時應使流速V處于1…4m/s的測量范圍比較理想；
(1)對于粘滯流體，流速可選擇大于2m/s，較大的流速有助于自動消除電極上附著的粘滯物的作用，有利于提高測量精度。
(2)對于粘度不高的液體(例如水)，選擇管道流速一般在1.5～3m／s。
(3)對粘度稍大或有沉積物的液體，選用傳感器口徑時應使流速不低于3～4m／s或更高些，以便用液體自清潔，防沉積(4)對于礦漿等磨損性強的液體，常用流速應不超過3m／s，以降低對襯里和電極的磨損。(5)對于低電導率液體，在選用傳惑器口徑時，盡可能使用較低流速不超過1m／s，流速提高，流動噪聲會增加，而出現輸出晃動。
在量程Q已確定的條件下，即可根據上述流速V的范圍決定流量計口徑D的大小
流速計算公式如下:
（1）V = 1273.24*Q/DN²
單位: V：[m/s], Q : [I/S], DN :[mm]
(2)V = 353.68 *Q/DN²
單位: V：[m/s], Q : [m³/h], DN :[mm]
注： Q:流量 DN：管道內徑 V：流速
●精度≤±0.2%,≤±0.5%再參比條件下 |
|
在進行精度標定時的參考條件如下: |
|
項目 | 參數 |
介質溫度 | 20℃±3℃ |
環(huán)境溫度 | 21℃±3℃ |
加壓 | 1bar |
供電電壓 | 24±1％ |
穩(wěn)定時間 | 25分鐘 |
直管段（入口） | 10×DN（DN≤1200/48″） |
5×DN（DN＞1200/48″） | |
直管段（出口） | 5×DN（DN≤1200/48″） 3×DN（DN＞1200/48″） |
流體狀態(tài) | 流量分布均勻 |
基本功能
防"雷擊"功能 | 采用防雷電保護設計電路，高效抗干擾電路，適用于各種惡劣環(huán)境 |
傳感器零點修正以及自動校零 | 見操作說明 |
故障自診斷功能并報警提示 | 能準確檢測出傳感器的磁勵回路、電極信號回路、轉換器等的故障并顯示報警 |
空、滿管檢測功能 | 采用電容式技術的空滿管檢測技術 |
瞬時流量和積累流量雙向測量功能 | 正反向流量均可精確測量 |
在線調整流向的功能 | 見操作說明 |
多種流量單位可供選擇 | m³/h, i/h, kg/h, m³/m, i/m |
阻尼時間設置功能 | 可調節(jié)變量0.5-199.5s |
小信號切除功能 | 設定范圍的0-10%之間可調節(jié)，低于選定值時無脈沖信號輸出 |
小流量切除功能 | 輸出設定范圍的0-10%之間可調節(jié)，低于選定值時，輸出的流量信號電平為0 |
多種輸出方式 | 4～20mA輸出、0～5KHz頻率輸出、脈沖輸出 |
顯示屏顯示內容 | 同時顯示瞬時流量百分比，瞬時實際流量值和累計值,流速 |
積累量清零功能 | 見操作說明 |
積累量預設值功能 | 見操作說明 |
多種勵磁頻率設置功能 | 6.25Hz、12.5Hz、25Hz |
寬范圍電源模式 | DC：18V～36V和AC：85V～265V |
電磁流量計選型
1、電磁流量計的正確選型需要詳細了解以下工藝參數： | |
流體名稱、成分、電導率 | 確定是否能用電磁流量計來測量 |
流體zui高溫度、zui低溫度、腐蝕性、磨損性、是否有負壓 | 確定是否能用電磁流量計、選擇何種內襯、電極材料 |
管道內外徑(mm)、常用流量、正常流量、zui小流量 | 確定選擇何種口徑的電磁流量計量 |
zui高操作壓力和zui底操作壓力 | 確定流量計的壓力等級 |
安裝要求 | 確定選擇一體型還是分體型結構，分體電纜長度 |
安裝環(huán)境 | 確定流量計的防護等級 |
●實際zui高工作壓力必須小于電磁流量計的額定工作壓力；
●zui低工作溫度和zui高工作溫度必須符合流量計量規(guī)定的溫度要求（詳見內襯材料表）；
●從經濟性考慮，可以選擇適當流速所對應的口徑的電磁流量計，相對減少投資（見流量范圍表）；
●根據測量目的、功能來合理選擇相應的精度等級；
●根據介質的腐蝕性來選擇電磁流量計的電極材料；
●根據介質的腐蝕性、磨損性、和溫度來選擇流量的內襯材料；
●根據安裝場合的要求及環(huán)境，來合理選擇使用一體型電磁流量計還是分體型電磁流量計。
- 電磁流量計口徑的選擇
公稱通徑(mm) | 可測流量范圍（m³/h） | 公稱通徑(mm) | 可測流量范圍（m³/h） | ||
zui小 | zui大 | zui小 | zui大 | ||
10 | 0.003 | 3 | 350 | 2.6 | 3460 |
15 | 0.005 | 6 | 400 | 3.39 | 4520 |
20 | 0.009 | 11 | 450 | 4.29 | 5730 |
25 | 0.014 | 17 | 500 | 5.3 | 7070 |
32 | 0.023 | 29 | 600 | 7.6 | 10180 |
40 | 0.035 | 45 | 700 | 14 | 13850 |
50 | 0.053 | 71 | 800 | 18 | 18100 |
65 | 0.089 | 119 | 900 | 23 | 22900 |
80 | 0.136 | 181 | 1000 | 28 | 28300 |
100 | 0.21 | 283 | 1100 | 41 | 40700 |
125 | 0.374 | 441 | 1200 | 55 | 55400 |
150 | 0.47 | 640 | 1400 | 64 | 63600 |
200 | 0.84 | 1130 | 1600 | 72 | 72400 |
250 | 1.32 | 1770 | 1800 | 92 | 91600 |
300 | 1.91 | 2540 | 2000 | 113 | 113100 |
- 電磁流量計轉換器
| FE20-D | FE20-A |
電源 | DC16V TO 36V | AC 86V TO 265V |
4-20mA | √ | √ |
脈沖或頻率 | √ | √ |
高低報警 | √ | √ |
RS485 | √ | √ |
HART | 選配 | 選配 |
Profibus-DP | 選配 | 選配 |
非線性修正 | √ | √ |
空管檢測 | √ | √ |
電極自清洗 | √ | √ |
自動校零 | √ | √ |
漿液流量監(jiān)測 | 選配 | 選配 |
???????
4.襯里的選擇 | ||
材料類型 | 主要性能 | 適用范圍 |
氯丁橡膠Neoprene | 耐磨性好，有*的彈性，高扯斷力耐一般低濃度酸堿鹽介質的腐蝕，不耐氧化性介質的腐蝕。 | <80°C，一般水，污水，泥漿，礦漿 |
聚氨酯橡膠 | 有*的耐磨性能，耐酸堿性能略差。 | <60°C，中性、強磨損的礦漿，煤漿、泥漿 |
Polyurethane | ||
聚四氟乙烯PTFE | 化學性能zui穩(wěn)定的一種材料，能耐沸騰的鹽酸、硫酸、硝酸和王水，濃堿和各種有機溶劑，不耐三氟化氯、高溫二氟化氧。 | 濃酸、堿等強腐蝕性介質，衛(wèi)生類介質（聚四氟乙稀襯里：－30～＋100℃；高溫型四氟襯里：－20～＋180℃） |
聚全氟乙丙烯（FEP）Fluororesin-46 | 別名：特氟隆 化學穩(wěn)定性、電絕緣性、潤滑性、不粘性和不燃性與PTFE相仿，F46材料強度、耐老化性、耐溫性能和低溫柔韌性優(yōu)于PTFE，與金屬粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有較強抗撕裂性能。 | <180°C，鹽酸、硫酸、王水和強氧化劑等，衛(wèi)生類介質 |
5.電極材料的選擇 | |
材質 | 耐腐蝕性能 |
316L | 對于硝酸、室溫下<5%的硫酸，沸騰的磷酸、堿溶液、在一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸等介質有較強的耐腐蝕性。 |
哈氏合金HB | 耐沸點下一切濃度的鹽酸、硫酸、氫-氟-酸有機酸等非氧化性酸、堿、非氯化性鹽酸。 不適用：硝酸 |
哈氏合金HC | 耐氧化性酸如：硝酸、混酸或鉻酸與硫酸的混合物及氧化性鹽類、海水。 不適用：鹽酸 |
鈦 | 適用：氯化物，如氯化鎂、氯化鈣、次氯酸鈉、亞氯酸鈉等；鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、海水、濃度小于50%氫氧化鉀等溶液 |
不適用：鹽酸，硫酸，磷酸，氫-氟酸等還原酸 | |
鉭 | 適用：具有優(yōu)良的耐蝕性,和玻璃很相似；除了氫-氟酸、發(fā)煙硫酸、堿外,幾乎能耐一切化學介質（包括沸點的鹽酸、硝酸和150℃的硫酸）的腐蝕。 不適用：堿，氫-氟酸 |
不銹鋼涂覆碳化鎢 | 適用：耐磨損性能好，可用于紙漿、污水，能抗固體顆粒干擾 |
不適用：無機酸、有機酸、氯化物 | |
6.流量計類型的選擇
分體型
分體型是電磁流量計較普遍的應用形式。傳感器單獨接在工藝管道上，轉換器安裝在相距數米或百余米的其他地方，中間用電纜相連接。分體型的流量計可以使得轉換器遠離環(huán)境比較惡劣的現場，也便于觀測和調整設定的參數。一體型
一體型是將轉換器和傳感器組裝在一起成為一個整體，連接線在儀表內部，使用比較簡便，由于不常用電纜，外界干擾也比較小。一體型的流量計一般用于小口徑的儀表，若傳感器安裝在高處或難于觀測的場合，高溫或有較大振動的場合，轉換器的電子元件較難承受，則不宜使用一體型的電磁流量計。
7.接地環(huán)的選擇
- 接地環(huán)的形式分普遍型和保護型，一般使用普遍型，若被測介質是磨損性的，宜使用帶頸的保護接地環(huán)，以保護進出口端的襯里，延長使用壽命。若口徑在200以下的電磁流量計，選用聚四乙烯襯里時，應選用接地環(huán)，以保證在與管道連接安裝時保護襯里不受損壞。
(2)接地環(huán)的材質應與被測介質的腐蝕性形適應，但比電極材質的要求低，因為它受到腐蝕后可以更換。接地環(huán)通常是不銹鋼或Hc合金的。
8、電磁流量計的防護等級的選擇 | |
IP65：防塵防噴水型 | 允許水從任何方向對傳感器噴水，噴水壓力為30KPa，出水量為12.5L/min。距離為3m |
IP67：防塵防侵水型 | 防短時間侵水，侵水1m的水中約30min后，外殼侵水量不至達到有害程度 |
IP68：防塵防潛水型 | 傳感器長期在水中工作 |
9.電磁流量計的特殊耐壓的選擇
傳感器的耐壓與其內徑有關。按國家有關標準規(guī)定，對于標準型鋼管及法蘭，其zui大耐壓如下：
口徑 | 耐壓 |
DN-10～80 | 4.0MPa |
DN-100～150 | 1.6MPa |
DN-200～1000 | 1.0MPa |
DN-1200～2000 | 0.6MPa |
DN-2200～3000 | 0.25MPa |
注：1.如果傳感器內流體的壓力超過上述zui大耐壓，就屬于加壓型，需要特殊定制
- 除了聚四乙烯襯里的傳感器以外，其他襯里的傳感器都可以工作在管道負壓的狀態(tài)下
10.衛(wèi)生型電磁流量計的選擇
食品、醫(yī)藥等行業(yè)要求電磁流量計與液體接觸的材料是無毒無害的，如襯里是聚四氟已烯，傳感器外殼與鏈接法蘭應是不銹鋼的。結構上要求便于拆卸和清洗滅菌，與管道連接的部位應能快速裝卸，如用活接頭連接，而不宜用法蘭鏈接。
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