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E+H 80M50系列质量流量计应用原理与资料

来源:上海颖哲工业自动化设备有限公司徐小姐   2011年05月26日 15:48  

德国恩德斯豪斯endress+hauser的仪器仪表在范围内处于地位。而流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础,这是流量测量的里程碑。

销售代表:徐 :         :

其中德国恩德斯豪斯E+H的流量计有E+H超声波流量计,endress+hauser电磁流量计#E+H恩德斯豪斯涡街流量计#e+h插入式电磁流量计等等处于优势的霸首地位!

  我国开展近代流量测量技术的工作比较晚,早期所需的流量仪表均从国外进口。 而其中德国恩德斯豪斯E+H流量计占有*的很大一部分!
流量测量是研究物质量变的科学,质量互变规律是事物发展的基本规律,因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体,凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体,只要知道这三个参数就可计算其具有的能量,在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础,因此流量和压力、温度仪表一样得到zui广泛的应用。
流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。
一德国恩德斯豪斯E+H流量计大致用在以下大领域
工业生产过程
  E+H恩德斯豪斯50W系列电磁流量计流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一,它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域,是发展工农业生产,节约能源,改进产品质量,提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中,流量仪表有两大功用:作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。
  二恩德斯豪斯E+H涡街流量计在能源计量领域应用
  能源分为一次能源(煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气)、二次能源(电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽)及载能工质(压缩空气、氧、氮、氢、水)等。能源计量是科学管理能源,实现节能降耗,提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分,水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计,它们是能源管理和经济核算*的工具。
  三E+H质量流量计在环境保护工程领域应用
  烟气,废液、污水等的排放严重污染大气和水资源,严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策,环境保护将是21世纪的zui大课题。空气和水的污染要得到控制,必须加强管理,而管理的基础是污染量的定量控制。
  我国是以煤为主要能源的国家,全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是*污染的重要项目,每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计,组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难,它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则,气体组分变化不定,流速范围大,脏污,灰尘,腐蚀,高温,无直管段等。这时德国恩德斯豪斯E+H涡街流量计质量流量计发挥重大作用
  恩德斯豪斯E+H 超声波流量计在交通运输
  有五种方式:铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之,但应用并不普遍。随着环保问题的突出,管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计,它是控制、分配和调度的眼睛,亦是安全监没和经济核算的*工具。等等涉及多种大型行业!
 德国恩德斯豪斯E+H流量计有如下特点:
1精度高:在3%~100%的量程范围准确度为0.2%。
2节能:一次测量元件毕托巴传感器是Φ20~Φ50不锈钢制成,截面积很小,在介质管道中几乎无压力损失,使运行成本大大减小,与孔板等节流装置相比较有明显的节能效果。
3安装简便:只需在管道合适位置上打一相当的孔,把一次元件毕托巴插入管道中心,即可方便地进行安装。
4无需维护:一次测量元件毕托巴本身无需维护,只需按计量器具定期检定要求对差压变送器进行零点和满度的检验以及二次表输入相应的电流进行检验。
5测量流量范围广气体流速在4m/s以上,液体流速在0.2m/s以上的介质都可以测量。对低流速、小流量、大管径测量效果尤佳。
6介质管道横截面形状适用范围广E+H涡街流量计流量计对介质管道截面的几何形状无要求,圆形、椭圆形、长方形、方形、棱形、三角形、梯形等均适用。
7可靠性高因德国endress+hauser 的传感器变送器,结构设计合理,导压管内介质不流动,杂物不容易进去,所以能长时间保持测量精度。
8耐高温高压可耐介质zui高温度650℃,喷涂Al2O3涂层可耐zui高温度1300℃,耐介质zui高压力32MPa。
9不要求直管段清华大学几十年吹风实验积累了各种工况下弯管段到15倍管径之间修正系数数据库,只要用户提供直管段长度,即可在风洞实验室模拟现场工况,并配选相应的数据计算模型,以保证测量精度。 等等一系列优势特点
恩德斯豪斯德国E+H流量计种类按照目前zui流行、zui广泛的分类法,即分为:恩德斯豪斯E+H电磁流量计、E+Hendress+hauser流体振荡流量计中的E+H涡街流量计、恩德斯豪斯E+H质量流量计和endress+hauser恩德斯豪斯插入式流量计、探针式流量计,来分别阐述各种流量计的原理、特点、应用概况及国内外的发展情况。
  按流量计机构原理分有容积式流量计、叶轮式流量计、差压式流量计、变面积式流量计、动量式流量计、冲量式流量计、电磁流量计、超声波流量计、质量流量计、流体振荡式流量计、转子流量计。
差压式流量计是根据安装于管道中流量检测件产生的差压,已知的流体条件和检测件与管道的几何尺寸来计算流量的仪表。
  差压式流量计由一次装置(检测件)和二次装置(差压转换和流量显示仪表)组成。通常以检测件形式对差压式流量计分类,如孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计等。
  二次装置为各种机械、电子、机电一体式差压计,差压变送器及流量显示仪表。它已发展为三化(系列化、通用化及标准化)程度很高的、种类规格庞杂的一大类仪表,它既可测量流量参数,也可测量其它参数(如压力、物位、密度等)。
  E+H差压式流量计的检测件按其作用原理可分为:节流装置、水力阻力式、离心式、动压头式、动压头增益式及射流式几大类。
  检测件又可按其标准化程度分为二大类:标准的和非标准的。
  所谓标准检测件是只要按照标准文件设计、制造、安装和使用,无须经实流标定即可确定其流量值和估算测量误差。
  非标准检测件是成熟程度较差的,尚未列入标准中的检测件。
  (3)压力损失较低。
Endress+hauser恩德斯豪斯E+H涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类,它采用多叶片的转子(涡轮)感受流体平均流速,从而推导出流量或总量的仪表。
一般它由传感器和显示仪两部分组成,也可做成整体式。
  恩德斯豪斯E+H涡轮流量计和容积式流量计、科里奥利质量流量计称为流量计中三类重复性、精度*的产品,作为类型流量计之一,其产品已发展为多品种、多系列批量生产的规模。
  优点:
  (1)高精度,在所有流量计中,属于zui的流量计;
  (2)重复性好;
  (3)元零点漂移,抗干扰能力好;
  (4)范围度宽;
  (5)结构紧凑。
  缺点:
  (1)不能长期保持校准特性;
  (2)流体物性对流量特性有较大影响。
  应用概况:
 恩德斯豪斯E+H涡轮流量计在以下一些测量对象获得广泛应用:石油、有机液体、无机液、液化气、天然气和低温流体统在欧洲和美国,涡轮流量计在用量上是仅次于孔板流量计的天然计量仪表,仅荷兰在天然气管线上就采用了2600多台各种尺寸,压力从0.8~6.5MPa的气体涡轮流量计,它们已成为优良的天然气计量仪表。
E+Hendress+hauser电磁流量计是根据法拉弟电磁感应定律制成的一种测量导电性液体的仪表。
  

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电磁流量计有一系列优良特性,可以解决其它流量计不易应用的问题,如脏污流、腐蚀流的测量。
  70、80年代电磁流量在技术上有重大突破,使它成为应用广泛的一类流量计,在流量仪表中其使用量百分数不断上升。
  优点:
  (1)测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等:
  (2)不产生流量检测所造成的压力损失,节能效果好:
  (3)所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的明显影响:
  (4)流量范围大,口径范围宽:
  (5)可应用腐蚀性流体。
  缺点:
  (1)不能测量电导率很低的液体,如石油制品;
  (2)不能测量气体、蒸汽和含有较大气泡的液体;
  (3)不能用于较高温度。
  应用概况:
  恩德斯豪斯E+H 10P系列电磁流量计应用领域广泛,大口径仪表较多应用于给排水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品工业、生物化学等有卫生要求的场所。
  技术参数:
  仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5级
  测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。
  流速范围:0.2~8m/s
  工作压力:1.6MPa
  环境温度:-40℃~+50℃
  介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃
  橡胶材质衬里≤65℃
  防爆标志:ExmibdⅡBT4
  防爆证号:GYB01349
  外磁干扰:≤400A/m
  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
  输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω
  通讯输出:RS485或CAN总线
  电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔
  电源电压:90~220V. AC、24±10%V.DC
  zui大功耗:≤10VA
恩德斯豪斯E+H涡街流量计70W系列

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 Endress+hauser  E+H涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。
  涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热敏式、振动体式、光电式及超声式等。
   Endress+hauser  E+H涡街流量计是属于zui年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。
  优点:
  (1)结构简单牢固;
  (2)适用流体种类多;
  (3)精度较高;
  (4)范围度宽;
  (5)压损小。
  缺点:
  (1)不适用于低雷诺数测量;
  (2)需较长直管段;
  (3)仪表系数较低(与涡轮流量计相比);
  (4)仪表在脉动流、多相流中尚缺乏应用经验。
Endress+hauser  E+H超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表。
  根据对信号检测的原理超声流量计可分为传播速度差法(直接时差法、时差法、相位差法和频差法)、波束偏移法、多普勒法、互相关法、空间滤法及噪声法等。
  恩德斯豪斯E+H超声流量计和电磁流量计一样,因仪表流通通道未设置任何阻碍件,均属*流量计,是适于解决流量测量困难问题的一类流量计,特别在大口径流量测量方面有较突出的优点,近年来它是发展迅速的一类流量计之一。
  优点:
  (1)可做非接触式测量;
  (2)为无流动阻挠测量,无压力损失;
  (3)可测量非导电性液体,对无阻挠测量的电磁流量计是一种补充。
  缺点:
  (1)传播时间法只能用于清洁液体和气体;而多普勒法只能用于测量含有一定量悬浮颗粒和气泡的液体; (2)多普勒法测量精度不高。
  应用概况:
  (1)传播时间法应用于清洁、单相液体和气体。典型应用有工厂排放液、:怪液、液化天然气等;
  (2)气体应用方面在高压天然气领域已有使用良好的经验;
  (3)多普勒法适用于异相含量不太高的双相流体,例如:未处理污水、工厂排放液、脏流程液;通常不适用于非常清洁的液体。
超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速,从而换算成流量。根据检测的方式,可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种
  非接触式仪表,适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态,不产生附加阻力,仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。
  *,目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题,这是因为一般流量计随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难,造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点,超声波流量计均可避免。因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流,仪表造价基本上与被测管道口径大小无关,而其它类型的流量计随着口径增加,造价大幅度增加,故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。被认为是较好的大管径流量测量仪表,多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量,故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中,用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量,比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体测量。管径的适用范围从2cm到5m,从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。
  另外,超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响,又可制成非接触及便携式测量仪表,故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。另外,鉴于非接触测量特点,再配以合理的电子线路,一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。超声波流量计具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展,现已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质,不同场合和不同管道条件的流量测量。
  恩德斯豪斯E+H超声波流量计目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制,以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外,超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为,一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米,而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右,被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量zui大也是10-3数量级.若要求测量流速的准确度为1%,则对声速的测量准确度需为10-5~10-6数量级,因此必须有完善的测量线路才能实现,这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。
  恩德斯豪斯E+H超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量,并将其发射到被测流体中,接收器接收到的超声波信号,经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。
  恩德斯豪斯E+H超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应,采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上,使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播,然后由接收换能器接收,并经压电元件变为电能,以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应,而接收换能器则是利用压电效应。


  E+H恩德斯豪斯endress+hauser超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片,沿厚度振动。薄片直径超过厚度的10倍,以保证振动的方向性。压电元件材料多采用锆钛酸铅。为固定压电元件,使超声波以合适的角度射入到流体中,需把元件故人声楔中,构成换能器整体(又称探头)。声楔的材料不仅要求强度高、耐老化,而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近1。常用的声楔材料是有机玻璃,因为它透明,可以观察到声楔中压电元件的组装情况。另外,某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。
   E+H恩德斯豪斯endress+hauser超声波流量计的电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。
  根据对信号检测的原理,目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括:直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型,如图所示。其中以噪声法原理及结构zui简单,便于测量和携带,价格便宜但准确度较低,适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的,故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差,准确度较高, E+H恩德斯豪斯endress+hauser所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同,传播速度差拨又分为:Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的,低流速时,灵敏度很低适用性不大.多普勒法是利用声学多普勒原理,通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普
   E+H恩德斯豪斯endress+hauser勒频移来确定流体流量的,适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。相关法是利用相关技术测量流量,原理上,此法的测量准确度与流体中的声速无关,因而与流体温度,浓度等无关,因而测量准确度高,适用范围广。但相关器价格贵,线路比较复杂。在微处理机普及应用后,这个缺点可以克服。噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理,通过检测噪声表示流速或流量值。其方法简单,设备价格便宜,但准确度低。
   E+H恩德斯豪斯endress+hauser以上几种方法各有特点,应根据被测流体性质.流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定,故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装方法的选择原则一般是:当流体沿管轴平行流动时,选用Z法;当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时,采用V法或X法。当流场分布不均匀而表前直管段又较短时,也可采用多声道(例如双声道或四声道)来克服流速扰动带来的流量测量误差。多普勒法适于测量两相流,可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病,因而得以迅速发展。随着工业的发展及节能工作的开展,煤油混合(COM)、 E+H恩德斯豪斯endress+hauser煤水泥合(CWM)燃料的输送和应用以及燃料油加水助燃等节能方法的发展,都为多普勒超声波流量计应用开辟广阔前景。
   E+H恩德斯豪斯endress+hauser流量计的种类很多,一般市场上用得比较广泛的有:电磁流量计、涡街流量计、涡轮流量计、孔板流量计、V锥流量计、金属转子流量计、玻璃转子流量计、旋进旋涡流量计、椭圆齿轮流量计、均速管流量计、超声波流量计等。它们的安装条件对直管段的要求V锥流量计是zui低,而电磁、涡街、孔板等对直管段要求就较高,一般是前5D后3D,对于流量计前端有弯头、阀门等的直管段要求就更高,zui高要求直管段是前50D后5D,因此在选购流量计时一定要考虑流量计现场安装的环境、位置等因素,从而选择更加适合现场工矿的流量计。

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