智能型污水流量计

智能型污水流量计概述
电磁流量计按激磁方式分类:直流励磁;交流励磁;低频方波励磁，要产生一个均匀恒定的磁场，就需要选择一种合适的励磁方式。如按励磁电流方式划分，有直流励磁、交流(工频或其他频率)励磁、低频矩形波励磁和双频矩形波励磁。
1.直流励磁电磁流量计:直流励磁方式用直流电或采用永久磁铁产生一个恒定的均匀磁场。这种直流励磁变送器的最大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的影响。但是使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子，在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极，这将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响仪表的正常工作。所以，直流励磁一般只用于测量非电解质液体。
2.交流励磁电磁流量计:工业上使用的电磁流量计，大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式产生交变磁场，避免了直流励磁电极表面的极化干扰。但是用交流励磁会带来一系列的电磁干扰问题(例如正交干扰、同相干扰、零点漂移等)。现在交流励磁正在被低频方波励磁所代替。
3.低频方波励磁电磁流量计:低频方波励磁波形有二值(正-负)和三值(正-零-负-零)两种，其频率通常为工频的1/2~1/32。低频方波励磁能避免交流磁场的正交电磁干扰，消除由分布电容引起的工频干扰，抑制交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流，排除直流励磁的极化现象。

智能型污水流量计工作原理
传感器是根据法拉第电磁感应定律工作的，如工作原理图所示:
 
当导电液体沿测量管在交变磁场与磁力线成垂直方向运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势。在与测量管轴线和磁力线相互垂直的管壁上安装了一对检测电极，将这个感应电势检出。
则有:
E=BVD
式中:E-感应电势;
B-磁感应强度;
D-电极间的距离，与测量管内径相等;
V-测量管内被测流体的平均流速。
式中磁场B是恒定不变的，D为一常数，则感应电动势E与被测流体的平均流速V成正比。通过测量管横截面上的瞬时体积流量Q与流速V之间的关系为:

 
智能型污水流量计特点
1、仪表结构简单、可靠、无可动部件，工作寿命长.
2、无截流阻流部件，不存在压力损失和流体堵塞现象.
3、无机械惯性，响应快速，稳定性好，可应用于自动检测、调节和程控系统.
4、测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理理参数的影响.
5、采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和HC、HB、316L、Ti 等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要.
6、备有管道式、插入式等多种流量计型号.
7、采用EEPROM存贮器，测量运算数据存贮保护安全可靠.
8、具备一体化和分离型两种形式.
9、高清晰LCD背光显示.
 
智能型污水流量计技术参数

 
智能型污水流量计选型注意事项
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完全充满介质，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这一流速范围内，这也是仪表最佳测量范围。
传感器选型
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，最优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:

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
 
智能型污水流量计口径、流速、流量对照表


智能型污水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。

 
智能型污水流量计内衬材料的选择
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

 
智能型污水流量计选型

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。
智能型电磁流量计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。
 
智能型污水流量计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℃;
 
智能型污水流量计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;
1.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;
2.注意管道液体流动方向与传感器的标识一致;
3.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;
4.尽可能避开附近的大电机、大变压器等，以免引起电磁干扰;
5.选择振动较小的位置安装传感器;
6.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;
7.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

图1:为了日后系统及流量计的检修维护方便，条件允许应如此图安装旁通管道;
图2:安在泵的抽吸侧，会因管道出现负压而损坏传感器内衬，所以应安装在泵出口侧 处，而且N点距离泵尽可能远些;
图3:流量计应尽可能安装在阀门的上游侧处，不应安装在下游侧处， 如受现场条件限制必须安装在d点,在阀门未全开时，d点距离阀门至少10D。
图4:此图中的e处、f处是优先选择安装点， g处是管道最高点易积聚气泡不宜安装，h处于下降管段，可能出现非满管情况，故更不宜安装。
图5:水平管道应安装在稍稍上升的管道区，如图i处;
图6:当流量计安装在如图示的落差管上时，如落差高度超过5米时，应在流量计的下游的最高处，如图j 处，安装排气阀;
图7:当敞口灌入或排放，流量计应安装在管道的低段区，如图k处。
③接地
本公司生产的管段式传感器均是三电极式，其中底部的电极是接液电极，也就是通常说的接地电极，这样在非金属绝缘管道或有绝缘内衬的金属管道上安装传感器时，一般情况下无需另加接地环。
出厂时仪表配2根接地线，安装时要求在与仪表两端连接的法兰上各钻一个M5×10的螺孔，把接地线用M5×8不锈钢螺丝牢靠固定在两边法兰上。如下图示。
通常情况下无需单独外加接地线，但传感器上有预留的接地点，以备在特殊环境下如安装环境有较大干扰时，通过该处外加接地线保证整个仪表可靠、良好接地以减少干扰，接地线可采用截面大于4mm2 的多股铜线，接地电阻应小于10Ω，且不能接在电机、变频器或其它大电器设备的公共地线上，如下图示。

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