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水流量计如何选型

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水流量计如何选型
点击次数: 发布时间:2016-06-16
水流量计如何选型?流量计在选型时要充分考虑各方面的因素,以保证应用。为帮助大家解决流量计如何选型的问题,金湖凯铭仪表有限公司汇总了以下内容,以供参考。
在流量计如何选型的问题中,不同种类的流量计选型方法和参照因素也不相同,要根据其具体的作用和性能来参考选择。

1、电磁流量计


电磁流量计的基本概述
电磁流量计简称EMF,是20实践50-60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。它是根据法拉第电磁感应定律制成的,用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点,目前已广泛地被应用于工业工程中各种导电液体的流量测量,如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;各种易燃易爆介质;污水处理以及化工、食品、医药等工业中的各种浆液流量测量,形成了独特的应用领域。
在结构上,电磁流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成,如图所示。传感器安装在工业过程管道上,它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号,并通过传输线将次信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方,它将传感器送来的流量信号进行放大,并转换成与流量信号成正比的标准电信号输出,以进行显示,累计和调节控制。
电磁流量计结构图
 
电磁流量计产品特点
1、内部无阻流件,几乎没有压力损失和流体阻塞情况。
2、无机械惯性,响应快速,流量测量范围宽(流速0.3~12m/s)稳定性好,可以用于自动检测、调节和程控系统。
3、测量电导率大于5u S/cm液体,测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化影响,传感器感应电压信号与平均速呈线性关系,测量精度高。
4、精度等级:0.2级、0.5级、1.0级、1.5级。满足不同用户需求。
5、传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触,只要选择合适电极与内衬材料,即可耐腐蚀和耐磨损。
6、分常规型(压力小于4.0MPa)与高压型(压力大于4.0MPa)。
7、插入式电磁流量计系统分为简单安装型与在线安装型。
8、采用EEPPOM存储器,测量运算数据存贮保护安全可靠。
9、采用国际先进单片机(MCU)和表面贴装技术(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,中文菜单,参数设定方便。
10、带4~20Ma,频率、脉冲输出,带报警电平输出,带RS485通讯接口,Hart、ModBus协议。
11、高清晰度LCD背光显示瞬时流量,累积流量(∑+、∑-、∑D)、流速、流量百分比、流量状态(励磁、流量、空管)等。
12、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。
13、备有管道式、插入式等多种流量计型号。
14、防护等级:一体化结构IP65、分体结构IP68。
15、防爆等级:Exd Ⅱ BT4。
 
电磁流量计的测量原理
根据法拉第电磁感应定律,当一导体在磁场中运动切割磁力线时,在导体的两端将产生感应电动势e,其方向由右手定则确定,其大小与磁场的磁感应强度B,导体在磁场内的有效长度L及导体 垂直于磁场的运动速度u成正比。如果B、L、u三者互相垂直,则
e=BLu
与此相似,如果在磁感应强度为B的均匀磁场中,垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道,当导电液体在管道中以流速u运动时,导电液体就切割磁力线,如果在管道截面上垂直于磁场的 直径两侧安装一对电极(如图所示)
电磁流量计工作原理图
,则可以证明,只要管道内流速分布为与轴对称分布,则两电极间将产生感生电势
e=κBDū
式中,ū是管道截面上的平均流速(m/s);κ是常系数,无量纲;D是测量管直径(m);B是磁感应强度(T)。
由此可得通过管道的体积流量
电磁流量计工作原理公式
由上式可知,当测量管结构一定时,体积流量qν与比值e/B成正比,面与流体的状态和物性参数无关,测量比值e/B即可得到体积流量值qν。当磁感应强度B为恒定值时,体积流量qν与感生 电势e成正比。B是直流磁场或正弦波交流磁场或其它类型磁场的磁感应强度。它由电磁流量计的励磁系统提供。励磁系统可以给电磁流量传感器提供多种形式的磁场波形。不同的磁场波形,直接决定了电磁 流量传感器工作磁场的特征,也基本上决定了电磁流量计流量信号的处理方法,对电磁流量计的工作性能有很大的影响。所以,自电磁流量计进入商用化以来,励磁方式始终是人们研究电磁流量计的热点问题。从电磁流量计开始应用的直流励磁到现在双频方波励磁,已使用过多种方式的励磁技术。

2、涡街流量计


涡街流量计产品概述
涡街流量计是根据卡门涡街原理研究生产的,主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。其特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小。仪表参数能长期稳定。涡街流量计采用压电应力式传感器,可靠性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的测量仪器。
涡街流量计也称之为旋涡流量计或卡门涡街流量计。综合吸收发达国家先进技术和总结多年研究生产经验的基础上进行精心设计的产品,实现了产品智能化、标准化、系列化、通用化、生产模具化、确保产品质量的美观性。该产品具有电路先进、功耗微低、量程比宽、结构简单、阻力损失小、坚固耐用、用途广、使用寿命长、工作稳定、便于安装调试等特点。
 
涡街流量计的特点
1、安装简便,维护十分方便;
2、结构简单牢固,无可动部件,长期运行十分可靠;
3、量程范围宽,量程比可达1:15;
4、压力损失小,运行费用低,更具节能意义;
5、应用范围广,液体、气体、蒸汽均可测量;
6、检定周期长,一般为两年;
7、在一定雷诺数范围内,输出信号不受被测介质物理性质和组分变化的影响,仪表系数仅与旋涡发生体的形状和尺寸有关,调换配件后一般无须重新标定仪表系数;
8、可现场显示,也可远距离传输,还可与计算机控制系统联网;
9、检测探头不直接接触被测介质,性能更稳定。 
10、压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响;
11、无可动机械零件,因此可靠性高,维护量小;
12、采用压电应力式传感器,仪表参数能长期稳定,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作;
13、有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较先进、理想的流量仪表。
 
涡街流量计的工作原理
在流体中设置非流线型旋涡发生体(阻流体),则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡,这种旋涡称为卡曼涡街,如图(一)所示。
涡街流量计工作原理图
旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f,被测介质来流的平均速度为V,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,根据卡曼涡街原理,有如下关系式:
f=StV/d   公式(1)
式中:
f-发生体一侧产生的卡门旋涡频率
St-斯特罗哈尔数(无量纲数)
V-流体的平均流速
d-旋涡发生体的宽度
由此可见,通过测量卡门涡街分离频率便可算出瞬时流量。其中,斯特罗哈尔数(St)是无因次未知数,
图(二)表示斯特罗哈尔数(St)与雷诺数(Re)的关系。
涡街流量计工作原理图
在曲线表中St=0.17的平直部分,漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速,由流速V求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比,称为仪表常数(K),见式(2)
K=N/Q(1/m³)   公式(2)
式中:K=仪表常数(1/m³)。
N=脉冲个数 
Q=体积流量(m³)

3、涡轮流量计


涡轮流量计产品概述
LWGY系列涡轮流量传感器(以下简称传感器)基于力矩平衡原理,属于速度式流量仪表。传感器具有结构简单、轻巧、精度高、重复性好、反应灵敏,安装维护使用方便等特点,广泛用于石油、化工、冶金、供水、造纸等行业,是流量计量和节能的理想仪表。
传感器与显示仪表配套使用,适用于测量封闭管道中与不锈钢1Cr18Ni9Ti、2Cr13及刚玉Al2O3、硬质合金不起腐蚀作用,且无纤维、颗粒等杂质的液体。若与具有特殊功能的显示仪表配套,还可以进行定量控制、超量报警等。选用本产品的防爆型式(ExmIIT6),可在有爆炸危险的环境中使用。
传感器适用于在工作温度下粘度小于5×10-6m2/s的介质,对于粘度大于5×10-6m2/s的液体,要对传感器进行实液标定后使用。
如用户需用特殊形式的传感器,可协商订货,需防爆型传感器时,在订货中加以说明。
 
涡轮流量计产品特点
1、无可动部件,长期稳定,结构简单便于安装和维护;
2、高精度,一般可达±1%R、±0.5%R,高精度型可达±0.2%R;
3、重复性好,短期重复性可达0.05%~0.2%
4、输出脉冲频率信号,适用总量计量及与计算机连接,无零点漂移,抗干扰能力强;
5、可获得很高的频率信号(3~4kHz),信号分辨力强;
6、范围度款,中大口径可达1:20,小口径为1:10;
7、结构紧凑轻巧,安装维护方便,流通能力大;
8、适用高压测量,仪表表体上不必开孔,易制成高压型仪表;
9、专用型传感器类型多,可根据用户特殊需要设计为各类专用型传感器,例如低温型、双向型、井下型、混砂专用型等;
10、可制成插入型,适用于大口径测量,压力损失小,价格低,可不断流取出,安装维护方便。
 
涡轮流量计工作原理
流体流经传感器壳体,由于叶轮的叶片与流向有一定的角度,流体的冲力使叶片具有转动力矩,克服摩擦力矩和流体阻力之后叶片旋转,在力矩平衡后转速稳定,在一定的条件下,转速与流速成正比,由于叶片有导磁性,它处于信号检测器(由永久磁钢和线圈组成)的磁场中,旋转的叶片切割磁力线,周期性的改变着线圈的磁通量,从而使线圈两端感应出电脉冲信号,此信号经过放大器的放大整形,形成有一定幅度的连续的矩形脉冲波,可远传至显示仪表,显示出流体的瞬时流量或总量。在一定的流量范围内,脉冲频率f与流经传感器的流体的瞬时流量Q成正比,流量方程为:
涡轮流量计工作原理图
式中:
f——脉冲频率[Hz]
k——传感器的仪表系数[1/m3],由校验单给出。
Q——流体的瞬时流量(工作状态下)[m3/h]
3600——秒时换算系数
每台传感器的仪表系数由制造厂填写在检定证书中,k值设入配套的显示仪表中,便可显示出瞬时流量和累积总量。

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