管道式電磁流量計是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表,采用單片機嵌入式技術(shù),實現(xiàn)數(shù)字勵磁,同時在電磁流量計上采用CAN現(xiàn)場總線,屬創(chuàng),技術(shù)達到國內(nèi)水平。
應(yīng)用領(lǐng)域
管道式電磁流量計在滿足現(xiàn)場顯示的同時,還可以輸出4~20mA電流信號供記錄、調(diào)節(jié)和控制用,現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門。
性能特點
◆儀表結(jié)構(gòu)簡單、可靠,無可動部件,工作壽命長。
◆無截流阻流部件,不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象。
◆無機械慣性,響應(yīng)快速,穩(wěn)定性好,可應(yīng)用于自動檢測、調(diào)節(jié)和程控系統(tǒng)。
◆測量精度不受被測介質(zhì)的種類及其溫度、粘度、密度、壓力等物理量參數(shù)的影響。
◆采用聚四氟乙烯或橡膠材質(zhì)襯里和Hc、Hb、316L、Ti等電極材料的不同組合可適應(yīng)不同介質(zhì)的需要。
測量原理
電磁流量計是是基于法拉第電磁感應(yīng)定律工作的,在與測量管道軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當導(dǎo)電液體沿著管道軸線流動時,導(dǎo)電液體切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電勢,此感應(yīng)電勢由兩個檢測電極檢出,數(shù)值大小與流量成正比關(guān)系,其計算公式為:
E=B*V*D*K
式中,E——感應(yīng)電勢;
K——與磁場分布及軸向長度有關(guān)的系數(shù);
B——磁感應(yīng)強度;
V——導(dǎo)電液體平均流速;
D——電極間距(管道直徑);
傳感器將感應(yīng)電勢E作為流量信號,傳送到轉(zhuǎn)換器,經(jīng)放大器放大,變換,濾波等一系列數(shù)字處理后,用高亮液晶顯示器顯示瞬時流量和累積流量,轉(zhuǎn)換器有4-20mA輸出,報警輸出,頻率輸出可以選擇,并設(shè)有RS485通訊接口,并支持HART和MODBUS通訊協(xié)議。
技術(shù)參數(shù)
◆儀表精度:管道式0.5級、1.0級;插入式2.5級
◆測量介質(zhì):電導(dǎo)率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。
◆流速范圍:0.2~8m/s
◆工作壓力:1.6MPa
◆環(huán)境溫度:-40℃~+50℃
◆介質(zhì)溫度:聚四氟乙烯襯里≤180℃
橡膠材質(zhì)襯里≤65℃
◆防爆標志:ExmibdⅡBT4
◆防爆證號:GYB01349
◆外磁干擾:≤400A/m
◆外殼防護:一體化型: IP65;
分 離 型:傳感器IP68(水下5米,于橡膠襯里)
轉(zhuǎn)換器IP65
◆輸出信號:4~20mA.DC,負載電阻0~750Ω
◆通訊輸出:RS485或CAN總線
儀表選型
◆量程范圍確認
一般工業(yè)用電磁流量計被測介質(zhì)流速以2~4m/s為宜,在特殊情況下,低流速應(yīng)不小于0.2m/s,高應(yīng)不大于8m/s。若介質(zhì)中含有固體顆粒,常用流速應(yīng)小于3m/s,防止襯里和電極的過分磨擦;對于粘滯流體,流速可選擇大于2m/s,較大的流速有助于自動消除電極上附著的粘滯物的作用,有利于提高測量精度。
在量程Q已確定的條件下,即可根據(jù)上述流速V的范圍決定流量計口徑D的大小,其值由下式計算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道內(nèi)徑 V:流速(m/h)
電磁流量計的量程Q應(yīng)大于預(yù)計的大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計滿量程刻度的50%為宜。
◆參考流量范圍 口徑(mm) | 流量范圍(m3/h) | 口徑(mm) | 流量范圍(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 |
安裝使用
1、管道式電磁流量計是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的速度式電磁流量計。在闡述電磁流量計測量原理的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種基于MSP430F149單片機的LDB型電磁流量計,電路以MSP430F149單片機為核心,從而簡化了外圍硬件電路的設(shè)計,實現(xiàn)了液體流量的測量和累積。文中給出了設(shè)計的總體框圖,部分硬件電路和控制軟件流程圖。本文設(shè)計的LDB型電磁流量計已經(jīng)投入生產(chǎn),經(jīng)實際應(yīng)用表明,該設(shè)計具有高精度,低功耗和可靠性強等特點,基本滿足設(shè)計要求。
2、電磁流量計能有效避開強電力設(shè)備,高頻設(shè)備,強電源開關(guān)設(shè)備;避開高溫熱源和輻射源的影響,避開強烈震動場所和強腐蝕環(huán)境等,同時要考慮安裝維修方便。
3、管道式電磁流量計具有保存每天24小時的流量數(shù)據(jù)、停電時間、零流量時間等多種數(shù)據(jù)及報警等功能。每天,只需一次、二次短信息就能獲得一個測量點的一天24小時的測量數(shù)據(jù),它也能根據(jù)用戶的需求設(shè)定。采用電磁旋渦流量計和gsm網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的技術(shù),建立水流量監(jiān)測系統(tǒng)的前期投資只是采用無線電臺方式的1/3到1/5,系統(tǒng)建立后的運行費用每個點每天只是一到二次短信息的費用。省去了頻率的使用費及使用中的電費及維護費用。
4、流量檢測儀表的顯示方式、通訊方式和數(shù)據(jù)存儲是儀表的重要組成部分。傳統(tǒng)電磁流量計在顯示方式上一般采用LED 或段式LCD,只能顯示數(shù)字、字母、漢字和一些粗糙的圖案; 在數(shù)據(jù)存儲方面,信息存儲一般以二進制方式存儲,不具有通用性且存儲容量小;在通訊方式上,一般采用RS232 或RS485,其開放性不高。
5.傳感器在垂直管道的安裝
測量氣體流量時,傳感器可以安裝在垂直管道上,流向不限。若被測氣體中含有少量的液體,
氣體流向應(yīng)由下向上。
測量液體流量時,液體流向應(yīng)由下向上:這樣不會將液體重量額外附加在探頭上。
6、傳感器在水平管道的側(cè)裝
無論測量何種流體,傳感器可以在水平管道上側(cè)裝,特別是測量過熱蒸汽,飽和蒸汽和低溫液體,
若條件允許采用側(cè)裝,這樣流體的溫度對放大器的影響較小。
7.傳感器在水平管道的倒裝
一般情況下不推薦用此安裝方法。此安裝方法不適用于測量一般氣體、過熱蒸汽??捎糜跍y量飽和蒸汽,適用于測量
高溫液體或需經(jīng)常清洗管道的情況。
8.傳感器在有保溫層管道上的安裝
測量高溫蒸汽時,保溫層最多不能超過支架高度的三分之一。
9.為了解決了上述不足,采用32 位的ARM 處理器和嵌入式Linux 操作系統(tǒng)研制出了具有信息化、圖形化和網(wǎng)絡(luò)化的電磁流量計。它采用T FT 彩色液晶屏顯示方式,不僅可以顯示流量數(shù)據(jù)還可以顯示流量曲線,提高了顯示的質(zhì)量和內(nèi)容; 通過JFFS2 文件系統(tǒng)采用文件的方式進行數(shù)據(jù)存儲,且存儲容量可達1MB。