电磁流量计的主要优点如下:
1)硫酸钙流量计的传感器结构简单,测量管内没有可动部件,也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失,是流量计中运行能耗低的流量仪表之一。
2)可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部*流动部件,与被测流体接触的只是测量管内衬和电极,其材料可根据被测流体的性质来选择。例如,用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬,可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;采用耐磨橡胶做内衬,就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。
3)电磁流量计是一种体积流量测量仪表,在测量过程中,它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率(在一定范围)的影响。因此,电磁流量计只需经水标定后,就可心用来测量其它导电性液体的流量。
4)电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比,而与对称分布下的流动状态(层流或湍流)无关。所以电磁流量计的量程范围极宽,其测量范围度可达100:1,有的甚至达1000:1的可运行流量范围。
5)电磁流量计无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,也可测量正反两个方向的流量。
6)工业用电磁流量计的口径范围极宽,从几个毫米一直到几米,而且国内已有口径达3m的实流校验设备,为电磁流量计的应用和发展奠定了基础。
电磁流量计目前仍然存在的主要不足如下。
1)不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。
2)不能用来测量电导率很低的液体介质,如对石油制品或有机溶剂等介质,目前电磁流量计还无能为力。
3)普通工业用电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制,不能用于测量高温介质;如未经特殊处理,也不能用于低温介质的测量,以防止测量管外结露(结霜)破坏绝缘。
4)电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。
电磁流量计型式及结构
1、按用途分类(见表1)
表1
种类 | 用途 |
普通型 | 在通常环境下使用 |
防爆型 | 在爆炸性气体的环境下使用 |
卫生型 | 使用在有卫生要求的条件下 |
沉浸型 | 符合GB4208防护等级IP68 |
2 按组合型式分类
按转换器和传感器的组合型式分类有:分体型和一体型。
3 主要结构
电磁流量计由传感器和转换器两部分组成(如下图所示)。
传感器主要由测量管、电极、励磁线圈、绝缘衬里、壳体等部分组成。
一体式结构图 分体式结构图
1、转换器;2、励磁线圈;3、法兰;4、绝缘衬里;5、电极;6、测量管;7、外壳 8、接线盒
 污水型电磁流量计/Φ100mm
|  自流型电磁流量计/Φ100mm
|  防腐型电磁流量计/Φ150mm
|
优点: 1、杂物、纤维不影响测量 2、四氟耐腐蚀内衬 3、抗菌防粘型电极 4、正反计量累计流量 5、智能自我疹断功能 | 优点: 1、磁场强度增加5倍 2、擅长测量超低流速流量 3、输入阻抗高达15兆欧姆 4、内置大型磁钢 5、大电流励磁 | 优点: 1、四电极机构安全接地 2、哈氏C合金电极 3、四氟内衬耐强酸强碱 4、不锈钢外壳延长寿命 5、密度换算功能,轻易算质量 |
 潜水型电磁流量计/Φ200mm
|  高温型电磁流量计/Φ300mm
|  小口径电磁流量计/Φ10mm
|
优点: 1、桔红潜水漆包用10年 2、防护等级:IP68 3、全密封灌胶工艺,点滴不漏 | 优点: 1、耐高温达200度 2、选用高温漆包线圈 3、采用网骨架内衬 | 优点: 1、最小流量可测到20.0L/h 2、耐高压的外插式电极 3、反应灵敏,零点稳定 |
电磁流量计特点
◆测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响;
◆测量管内*流动部件,无压损,直管段要求较低;
◆系列公称通径DN10~DN600。传感器衬里和电极材料有多种选择;
◆转换器采用新颖励磁方式,功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围度可达150:1;
◆转换器可与传感器组成一体型或分体型;
◆转换器采用1 6位高性能微处理器,2X16LCD显示,参数设定方便,编程可靠;
◆流量计为双向测量系统,内装三个积算器:正向总量、反向总量及差值总量;可显示正、反向流量 ,并具有多种输出:电流、脉冲、数字通讯、HART;
◆转换器采用表面安装技术(SMT),具有自检和自诊断功能;
◆橡胶和聚氨酯衬里传感器为本质沉浸结构;
◆防爆型仪表可用于相应的防爆场所;
电磁流量计技术指标
◆口径
四氟衬里口径: DN10(F46) DN15(F46) DN15~DN600
橡胶衬里口径: 40 50 65 80 100 125 150 200 250
300 350 400 500 600
◆公称压力 DN10~50 ≤PN4.0MPa
DN65~150 ≤PN1.6MPa
DN200~600 ≤PN1.0MPa
◆环境温度
传感器:-25℃~+60℃
转换器及一体型:-10℃~+60℃
流体的最高温度 分离型 一体型
聚四氟乙烯
橡胶
F46
PFA
◆流动方向:正向、反向及差值总量
◆流量测量范围:对应流速 0.3~1.5m/s的流量为0.0283~15200m³/h
◆量程比:150:1
◆准确度等级:1.0级 0.5级
◆电导率范围:≥5μs/cm(一般200~800ms/cm)
◆电极材料:316L、Ti、钽(Ta)、哈氏合金、铂、涂覆碳化钨
◆电源:85~265V,45~63Hz
◆脉冲频率:0~1KHz,光电隔离OCT,外接电源≤35V,导电时,及电极最大电流为25mA
◆防护等级:IP65,潜水型IP68
◆连接方式:法兰连接,采用HG20592~2009标准(碳钢、不锈钢)
◆直管段:前直管段≥10D
后直管段≥5D ◆消耗总功率:<20W
选型的第一步就是对仪表将来的运行现场情况要有具体的、详细的、明确的了解,主要包括以下几点: ①测介质成分,以及该介质的电导率 (参见附表2)。电磁流量计既可以测电导率大于5uS/cm液体还可以测液固两相流,如水煤浆,矿浆,污水,泥浆,纸浆等,如被测介质中含有大量的铁磁性固体物质、气泡或直径很大的固体颗粒,测量都会受影响,甚至不能测量。一般情况要求气泡或固体颗粒的体积含量不超过5%,固体颗粒的直径不大于3mm。 ②测量管在任何时刻必须*充满介质,电磁流量计在非满管或空管的情况下不能正常工作。 ③现场系统管道的最大压力不能超过仪表的额定压力(见传感器部分)。 ④测介质的温度范围以及环境温度范围,要符合仪表说明书的要求。 ⑤现场系统管道的最大流速、最小流速,以及正常流速范围。最大流速不超过10m/s;为了保证测量精度,最小流速最好大于等于0.3m/s;正常流速最好在1.5m/s-3.0m/s这流速范围内,这也是仪表最佳测量范围。 |
传感器的选型主要考虑因素有:传感器的种类、口径、压力、电极材料、内衬材料、防护等级、尺寸大小、连接法兰等。 ①口径的选择:如果是新建的项目或设计,在选择口径时,应遵循的原则就是:保证正常流速在0.3m/s---10m/s范围内即可,*选择是正常流量在下面的《口径、流速、流量的关系表》的斜体红色数值范围内。当然,新工程刚上马,系统流速处于较低状态,随着系统的正常运行,流速会处于较高状态,这时只要更改现场仪表的量程就能适应,不需要更换仪表。如果现场流速过低,而且现场条件允许的话,可以通过在传感器的前后加装变径管,以满足要求,加装变径管应注意以下问题: 第一,为了加装变径管后不过多影响流速场的分布,不影响仪表的测量精度,能把变径管视为直管段的一部分,要求变径管的中心锥角α不大于15°,越小越好,如下图
 第二,加装变径管后会产生一定的压力损失,压力损失为 ΔP=ρ/200ξ1 V22+ξ2 V22+ξ3 V12) ΔP---损失的压力,单位MPa ρ---被测介质密度,单位Kg/m3 ξ1 、ξ3---分别是渐缩管、渐扩管的系数,该值与雷诺数有关,例如: α=8°时,ξ1、ξ3的值: d1/d2 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 | 2.0 | ξ1 | 0.018 | 0.023 | 0.0255 | 0.028 | 0.03 | 0.0308 | 0.0315 | 0.0323 | 0.0332 | ξ2 | 0.01 | 0.02 | 0.07 | 0.15 | 0.26 | 0.43 | 0.64 | 0.9 | 1.25 |
ξ2 =0.02 传感器管系数 V1、V2--- 分别是变径管前方系统管道流速、传感器管道流速,单位m/s
②电磁流量计电极材料的选择:针对不同的被测介质,考虑到其腐蚀性不同,应选择不同的电极材料,下表是常用电极和其耐腐性能,详见附表1。 材料 | 耐腐蚀性能 | 耐酸钢 (1Cr18Ni9Ti) | 对硝酸、冷磷酸及其它无机酸,多种盐及碱溶液,有机酸,海水等耐腐蚀性强。对硫酸、盐酸、氢氟酸,对沸腾的蚁酸、草酸、工业铬酸、氢酸钠、氯、溴、碘等介质化学稳定性差,不耐腐蚀 | 含钼不锈钢 (0Cr18Ni12Mo2Ti) | 用于工业用水、生活用水、污水,硝酸、室温下小于5%的硫酸、沸腾的磷酸、蚁酸、碳酸、碱溶液和各种中性溶液,一定压力下的亚硫酸、海水、醋酸等,也可用于石油、化工、尿素 、维尼纶等工业 | 哈氏合金B(Hb) | 对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐腐蚀性,也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氧化性酸、碱、非氧化盐液的腐蚀 | 哈氏合金C(Hc) | 能耐氧化性酸,如硝酸、混酸或铬酸与硫酸的混合物的腐蚀,也耐氧化性的盐类如含三价铁离子、二价铜离子,或其它氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐、海水的腐蚀 | 钽 (Ti) | 具有优良的耐腐蚀性,和玻璃很相似。除氢氟酸、发烟硫酸碱外,几乎能耐一切化学介质如盐酸、硝酸、王水的腐蚀 | 铂-铱合金 | 几乎适用于所有化学物质,但不适用于王水和铵盐。 |
③内衬材料的选择:如电极一样,对于不同的介质,由于其腐蚀性、温度、磨损性不同,所以要有针对性的选择内衬材料,下表是常用衬里材料的性能及其适用范围,详见附表1 内衬材料 | 主要性能 | 适用范围 | 聚四氟乙烯(PTFE) | 它是塑料中化学性能稳定的一种材料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓碱和有机溶剂 耐磨性和粘结性差 | -40℃-+180℃> 酸、碱等强腐蚀性介质 卫生类介质 | 氯丁橡胶 | 有好的弹性,高强的扯断力,耐磨性能好 耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀,不耐氧化性介质的腐蚀 | 1.小于80℃ 2.测一般水、污水、泥浆、矿浆 | 聚氨酯橡胶 | 有好的耐磨性能(相当于天然橡胶的十倍) 耐酸、碱性能差 不能用于混有有机溶剂的水 | 1.小于70℃ 2.中型强磨损的矿浆、煤浆、泥浆 | 耐酸橡胶(硬橡胶) | 可耐常温下的盐酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾。 忌强氧化剂。 | 1.小于25℃-+90℃ 2.一般的酸、碱、盐溶液 | 合成橡胶 | 密封性好 良好的耐磨性,高度的扯断力 | 小于80℃ 一般水、污水、泥浆 |
电磁流量计选型 | 通径(mm) | 流量范围(m3/h) | 口径(mm) | 口径(mm) | 流量范围(m3/h) | XT-LDE15 | DN15 | 0.32-6.36 | XT-LDE/LCD450 | DN450 | 286.13-5722.65 | XT-LDE20 | DN20 | 0.57-11.30 | XT-LDE/LCD500 | DN500 | 353.25-7065.00 | XT-LDE25 | DN25 | 0.88-17.66 | XT-LDE/LCD600 | DN600 | 508.68-10173.60 | XT-LDE32 | DN32 | 1.45-28.94 | XT-LDE/LCD700 | DN700 | 692.37-13847.40 | XT-LDE40 | DN40 | 2.26-45.22 | XT-LDE/LCD800 | DN800 | 904.32-18086.40 | XT-LDE50 | DN50 | 3.53-70.65 | XT-LDE/LCD900 | DN900 | 1144.53-22890.60 | XT-LDE65 | DN65 | 5.97-119.40 | XT-LDE/LCD1000 | DN1000 | 1413.00-28260.00 | XT-LDE80 | DN80 | 9.04-180.86 | XT-LDE/LCD1200 | DN1200 | 2034.72-40694.40 | XT-LDE100 | DN100 | 14.13-282.60 | XT-LDE/LCD1400 | DN1400 | 2769.48-55389.60 | XT-LDE125 | DN125 | 22.08-441.56 | XT-LDE/LCD1600 | DN1600 | 3617.28-72345.60 | XT-LDE150 | DN150 | 31.79-635.85 | XT-LDE/LCD1800 | DN1800 | 4578.12-91562.40 | XT-LDE/LCD200 | DN200 | 56.52-1130.40 | XT-LDE/LCD2000 | DN2000 | 5652.00-113040.00 | XT-LDE/LCD250 | DN250 | 88.31-1766.25 | XT-LDE/LCD2200 | DN2200 | 6838.92-136778.40 | XT-LDE/LCD300 | DN300 | 127.17-2543.40 | XT-LDE/LCD2400 | DN2400 | 8138.88-162777.60 | XT-LDE/LCD350 | DN350 | 173.09-3461.85 | XT-LDE/LCD2600 | DN2600 | 9551.88-191037.60 | XT-LDE/LCD400 | DN400 | 226.08-4521.60 | | | | | | 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 | 0.6MPa | P2 | 1.0MPa | P3 | 1.6MPa | P4 | 4.0MPa | 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 | 电磁流量计传感器额定压力、防护等级、尺寸大小 ④传感器口径的不同,对应的额定压力也不同;传感器结构的不同,对应的防护等级及尺寸大小也不同,详细情况见下面的说明和图表。 关于防护等级的说明:IP65为防水型,即可允许水龙头从任何方向对仪表喷水,喷水压力为0.3MPa。出水量为12. 5L/min,喷水口离仪表距离3m。IP67为防浸水型,即仪表可短时间全部浸入水中,试验时最高点应在水下至少150cm,持续时间至少为30min。IP68为潜水型,应能长期在水中工作,其侵入的最大深度由制造厂与用户协商。 电磁流量分为一体式和分体式两大类,一体式的传感器防护等级为IP65,分体式的传感器防护等级为IP68,分体式的转换器防护等级为IP65。现场对仪表的防护等级要求较高的,如安装在地面以下的,有可能受到水淹没的,或仪表安装在水下的,用户就必须选用分体式的。⑤连接法兰的选择: 除特殊情况外,一般应选公制法兰,与之相配对的法兰也按公制制造,法兰标准为国标GB9119,一般都符合所选的仪表耐压标准。如现场有特殊法兰或超过仪表耐压等级,可特殊订货。 转换器选型注意事项 转换器选型针对分体式电磁流量计而言,分为壁挂式或盘装式二种,根据现场实际情况,主要考虑以下几 点。 输出信号的选择: ①模拟信号输出:包括4-20mA 输出、0-20mA 输出、0-24mA 输出、0-5V输出、0-6V输出、1-5V输出,共6种,用户可根据自己的需要,任选一种,切记:这6种输出只能选取其中的一种,不能同时选取二种输出。 数字通讯:RS485输出。详细参数见说明书。 频率/脉冲输出:该脉冲输出类型可由用户定义,一种可定义为量程对应1KHz频率,量程内流量对应的频率按比例减小;另一种可定义为一个脉冲代表一定(1.0m3、0.1m3 、0.01m3 三种)的累计流量。详细情况见说明书。 工作环境 ②工作环境温度:-10℃-+55℃; 防护等级: 安装点及安装环境的选取 ①选取要点: 系统正常运行时测量管必须保证满管。如出现非满管,流量计就不能正常工作,读数可能是忽大忽小的随机数; 传感器上游要有一定的直管段,但其长度与其它流量仪表(如超声波流量计)相比较要求较低。上游如有90°弯头、T形管、同心异径管、全开闸阀等扰流件,一般要求离电极中心线(不是传感器进口断面)有5倍直径(5D)长度的直管段,如是上游有闸阀且没有全部打开,一般要求10D长度的直管段;下游直管段长度一般为2D-3D,或更短; ◆安装传感器时尽量保持电极水平位置,以免气泡覆盖电极而出现读数不稳;条件允许传感器应安在自下而上流动的立管上,这样管内不易存气,同时保证工作时是满管,而且无沉积物生成,还可以减少液体内固体颗粒及杂质对内衬的磨损; ◆注意管道液体流动方向与传感器的标识一致; ◆尽可能避免测量管出现负压,如传感器不可安装在泵的抽吸侧; ◆尽可能避开附近的大电机、大变压器等,以免引起电磁干扰; ◆选择振动较小的位置安装传感器; ◆测量不同液体的混合介质时,传感器应安装在混合点的上游,如安装在下游,必须装在混合已经均匀或化学反应充分完成段; ◆尽可能避开周围环境高浓度腐蚀性气体;如是一体机要避免雨淋或浸没以及阳光直照,环境的相对湿度和温度要符合仪表说明书的要求; ②现场传感器安装位置的典型案例
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