硝酸钠流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双方波脉冲励磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时,如果具有一定电导率的流体流经测量管。将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B,测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势E(流量信号)由电极检出并通过电缆送至转换器。转化器将流量信号放大处理后,可显示流体流量,并能输出脉冲,模拟电流等信号,用于流量的控制和调节。
广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、造纸、环保、食品等工业部门及市政管理、水利建设、河流疏浚等领域的流量计量。
硝酸钠流量计的主要优点如下:
1)电磁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。
选用要点:
应用领域广泛。大口径仪表较多应用于给排水工程,中小口径常用于固液双相等难测流体或高要求场所,如测量造纸工业纸浆液和黑液、有色冶金业的矿浆、选煤厂的煤浆、化学工业的强腐蚀液体以及钢铁工业高炉风口冷却水控制和监漏,长距离管道煤的水力输送的流量测量和控制。小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物工程等有卫生要求的场所。
1、根据一体型和分离型电磁流量计的特点,选择合适的类型。一体型电磁流量计安装敷线方便,精度中等,不宜在地面以下安装,以防转换器被水淹没。分离型电磁流量计,精确度较高,转换器与传感器异地安装,更适合现场环境比较差(如有害、有毒、易受水淹没等场所)的场合,但安装、敷线较严格,否则易引入干扰信号。
2、选择合适的电极形式。对于不产生结晶、结疤、不沾污电极的介质,可用标准电极,否则用刮刀式清垢电极或有清洗连接装置的电极。对于测污泥场合,还可选用可换式电极。
3、根据被测介质的腐蚀性选择电极材料。
液体流量计电极选择:

4、根据被测介质的腐蚀性、磨损性及温度来选择衬里材料。

5、液体流量计防护等级。根据国标GB4208-1984约同于国际电工委员会IEC标准(IEC529-7B),外壳防护等级的标准为:IP65为防喷水型,即可允许水龙头从任何方向对仪表喷水,喷水压力为30Kpa。出水量为0.75m3/h,喷水口离仪表距离为3m;IP67为防浸水型,即仪表可全部浸入水中,最高点应在水下至少150cm,持续时间至少30min。IP68为潜水型,能长期在水下工作。根据以上规定,在地下安装易被水淹的仪表应选IP68,仪表在地上安装的宜选IP65。
6、根据连接仪表管道的绝缘性选择接地。
7、根据被测介质的最高压力选择电磁流量计的公称压力。对于介质压力为10MPa、16MPa、25MPa、32MPa几个等级的流量测量,应选用高压型电磁流量计。其最大口径为100mm。
技术性能指标1 执行标准 JB/T9248-1999;
2 公称通径(mm) DN10、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;
3 最高测量流速 10m/s;
4 精度表(表2 )
通径(mm) | 流速(m/s) | 基本误差 |
DN10,15,700~2000 | ≥1m/s | ±0.5%R |
<1m/s | ±3mm/s |
DN20~600 | ≥1m/s | ±0.3%R |
<1m/s | ±2mm/s |
表2
5 流体电导率 ≥ 5μS/cm;
6 公称压力 DN10~DN50 4.0MPa; DN65~DN150 1.6MPa;
DN200~DN1000 1.0MPa; DN1200~DN2000 0.6MPa。
7 最高流体温度(表3)
衬里材料 | 分体型 | 一体型 |
聚四氟乙烯(PTFE) | 100℃;特殊订货150℃ | 70℃ |
氯丁橡胶 | 70℃;特殊订货120℃ |
聚全氟乙丙烯(F46) | 100℃ |
聚氯合乙烯(FS) | 80℃ |
聚氨酯 | 45℃;80℃订货时注明 |
表3
8 衬里材料 聚四氟乙烯(PTFE) 氯丁橡胶 聚氨酯 聚全氟乙丙烯(F46)
聚氯合乙烯(FS)。
9 电极材料 不锈钢、0Cr18Ni12Mo2Ti、哈氏合金B(Hb)、哈氏合金C(Hc)、钛(Ti)、钽(Ta)、铂/铱合金(Pa)
10 外壳防护等级 IP65、IP68
11 防爆标志 一体型、DN10~DN600 mdⅡBT4
分体型、DN10~DN1200 mⅡBT4
12 供电电源 电压220VAC 50Hz; 24VDC
13 分体型 传感器与转换器的距离 一般不超过100m。超过100m时,应特殊订货。
 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 |
选型1.量程的确认
(1)、仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作,仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表的错误选型和错误安装造成的,需特别注意工况。
(2)、根据被测流体名称、最高温度、正常工作温度、低温度选择衬里和电极的材质。
(3)、根据最大流量、正常流量、最小流量选择管径的大小。
(4)、量程应大于预计的最大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满刻度的50%为宜。
(5)、最高工作压力:实录最高工作压力必须小于流量计的额定工作压力。
(6)、附加功能及其它附属要求的选择:厂家决定生产要求。
(7)、测洁净水时,经济流速是1.5-3m/s,测易结晶的溶液时,应适当的地提高流速,3-4m/s为宜,起到自清扫,防止粘附沉积等作用,测测桨等磨等磨耗性流体时,应适当降低流速,1.0-2m/s为宜,以降低对内衬和电极的磨损。实际应用很少超过7m/s,超过10m/s则更为罕见。流速低于0.5m/s时最好采用缩管方式提高流速。
(8)、实际应用中,分体距离愈短愈好,电缆线过长,受其分布电容的影响,很容易造成信号干扰,一般不超过100米。
衬里的材质选择
衬里材料 | 主要性能 | 适用范围 |
氯丁橡胶 | 耐磨性好,有好的弹性,高扯断力,耐一般低浓度酸碱盐介质的腐蚀。 | <80℃、一般水、污水、泥浆、矿浆。 |
聚氨脂橡胶 Polyurethane | 有好的耐磨性能,耐酸碱性能略差。 | <60℃、中性强磨损的矿浆、煤浆、泥浆。 |
四氟乙烯 F4(或PTFE) | 它是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,浓碱和各种有机溶剂。 | <180℃、浓酸、碱等强腐蚀性介质,卫生类介质。 |
聚全氟乙丙烯 F46 | 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、不粘性和不燃性与PTFE相仿,但F46材料强度、耐老化性、耐温性能和低温柔韧性优于PTFE。与金属粘接性能好,耐磨性好于PTFE,具有较好的抗撕裂性能。 | <180℃盐酸、硫酸、王水和强氧化剂等,卫生类介质。 |
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。 | 浓酸、碱等强腐蚀性介质,卫生类介质。 |
电极材质的选择
应根据被测介质的腐蚀性、磨耗性,由用户选定,对一般介质,可查有关磨蚀手册,选定电极材质;对混酸等成分介质,应做挂片试验。
材质 | 耐磨蚀性能 |
316L | 对于硝酸、室温下<5%的硫酸,沸腾的硝酸、碱溶液;在一定的压力下的亚硝酸、海水、醋酸等介质有较强的耐蚀性。 |
哈氏合金HB | 耐沸点以下一切尝试的盐酸、硫酸、氢氟酸等氧化性酸、碱、非氯化性盐酸。 |
哈氏合金HC | 耐氧化性酸如:硝酸、混酸或铬酸与硫酸的混合物及氧化性盐类、海水等。 |
钛Ti | 能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硝酸)、有机酸、碱等的腐蚀,有耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含氧化剂(如硝酸和含有Fe、Cu离子的介质)时则腐蚀大为降低。 |
钽Ta | 具有优良的耐腐蚀性和玻璃很相似,除了氢氟酸、浓硫酸外,几乎能耐一世化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和175℃以下的硫酸)的腐蚀,在碱中不耐蚀。 |
铂/铱合金 | 几乎能耐一切化学介质,但不适用于王水和铵盐。 |
不锈钢涂覆碳化钨 | 用于无腐蚀性,强磨损的介质。 |
选型
◆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,流速应不小于0.2m/s,最高应不大于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应大于预计的最大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜。
◆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 |
型谱:企标 | 分隔线 | 型号 | 通径代码 | 结构形式 | 电极材料 | 内衬材料 | 额定压力(MPa) | 供电电源 | 输出 | 温度 | 接地环/接地电极 | 仪表量程 | 说明 |
XT | | | | | | | | | | | | | 企标 |
| − | | | | | | | | | | | | 无定义 |
| LDE | | | | | | | | | | | 智能电磁流量计 |
| -XXX | | | | | | | | | | 例100表示DN100 |
| 无 | | | | | | | | | 管道一体型 |
Z | | | | | | | | | 管道分体型 |
C | | | | | | | | | 插入一体型 |
CF | | | | | | | | | 插入分体型 |
| L | | | | | | | | 316L |
Pt | | | | | | | | 铂Pt |
HB | | | | | | | | 哈氏B |
Ta | | | | | | | | 钽 |
Ti | | | | | | | | 钛 |
HC | | | | | | | | 哈氏C |
W | | | | | | | | 其它 |
| L | | | | | | | 氯丁橡胶 |
J | | | | | | | 聚胺指橡胶 |
S | | | | | | | F4 |
Y | | | | | | | F46 |
P | | | | | | | F.S |
| 4.0 | | | | | | DN10-400 |
1.6 | | | | | | DN10-600 |
1.0 | | | | | | DN10-1000 |
0.6 | | | | | | DN10-2000 |
0.25 | | | | | | DN10-2200 |
| E1 | | | | | AC220V |
E2 | | | | | DC24V |
E3 | | | | | 电池供电 |
| I1 | | | | 4-20mA |
I2 | | | | 0-3KHz |
I3 | | | | RS-485 |
I4 | | | | HART |
| T1 | | | 常温≤80℃ |
T2 | | | 高温≥80℃ |
| A | | 无 |
B | | 有(若连接传感器的管道内涂有绝缘层或非金属管道时) |
| XXX | 2000表示输出20mA对应的最大流量为2000m3/h |
XT | - | LDE | -XXX | Z | L | J | 4.0 | E1 | I1 | T1 | A | XXX | 完整选型 |