智能型污水流量計

智能型污水流量計概述
電磁流量計按激磁方式分類:直流勵磁;交流勵磁;低頻方波勵磁，要產生一個均勻恒定的磁場，就需要選擇一種合適的勵磁方式。如按勵磁電流方式劃分，有直流勵磁、交流(工頻或其他頻率)勵磁、低頻矩形波勵磁和雙頻矩形波勵磁。
1.直流勵磁電磁流量計:直流勵磁方式用直流電或采用永久磁鐵產生一個恒定的均勻磁場。這種直流勵磁變送器的最大優點是受交流電磁場干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現象的影響。但是使用直流磁場易使通過測量管道的電解質液體被極化，即電解質在電場中被電解，產生正負離子，在電場力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極，這將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響儀表的正常工作。所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質液體。
2.交流勵磁電磁流量計:工業上使用的電磁流量計，大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式產生交變磁場，避免了直流勵磁電極表面的極化干擾。但是用交流勵磁會帶來一系列的電磁干擾問題(例如正交干擾、同相干擾、零點漂移等)?，F在交流勵磁正在被低頻方波勵磁所代替。
3.低頻方波勵磁電磁流量計:低頻方波勵磁波形有二值(正-負)和三值(正-零-負-零)兩種，其頻率通常為工頻的1/2~1/32。低頻方波勵磁能避免交流磁場的正交電磁干擾，消除由分布電容引起的工頻干擾，抑制交流磁場在管壁和流體內部引起的電渦流，排除直流勵磁的極化現象。

智能型污水流量計工作原理
傳感器是根據法拉第電磁感應定律工作的，如工作原理圖所示:
 
當導電液體沿測量管在交變磁場與磁力線成垂直方向運動時，導電液體切割磁力線產生感應電勢。在與測量管軸線和磁力線相互垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，將這個感應電勢檢出。
則有:
E=BVD
式中:E-感應電勢;
B-磁感應強度;
D-電極間的距離，與測量管內徑相等;
V-測量管內被測流體的平均流速。
式中磁場B是恒定不變的，D為一常數，則感應電動勢E與被測流體的平均流速V成正比。通過測量管橫截面上的瞬時體積流量Q與流速V之間的關系為:

 
智能型污水流量計特點
1、儀表結構簡單、可靠、無可動部件，工作壽命長.
2、無截流阻流部件，不存在壓力損失和流體堵塞現象.
3、無機械慣性，響應快速，穩定性好，可應用于自動檢測、調節和程控系統.
4、測量精度不受被測介質的種類及其溫度、粘度、密度、壓力等物理理參數的影響.
5、采用聚四氟乙烯或橡膠材質襯里和HC、HB、316L、Ti 等電極材料的不同組合可適應不同介質的需要.
6、備有管道式、插入式等多種流量計型號.
7、采用EEPROM存貯器，測量運算數據存貯保護安全可靠.
8、具備一體化和分離型兩種形式.
9、高清晰LCD背光顯示.
 
智能型污水流量計技術參數

 
智能型污水流量計選型注意事項
選型的第一步就是對儀表將來的運行現場情況要有具體的、詳細的、明確的了解，主要包括以下幾點:
①測介質成分，以及該介質的電導率 (參見附表2)。電磁流量計既可以測電導率大于5uS/cm液體還可以測液固兩相流，如水煤漿，礦漿，污水，泥漿，紙漿等，如被測介質中含有大量的鐵磁性固體物質、氣泡或直徑很大的固體顆粒，測量都會受影響，甚至不能測量。一般情況要求氣泡或固體顆粒的體積含量不超過5%，固體顆粒的直徑不大于3mm。
②測量管在任何時刻必須完全充滿介質，電磁流量計在非滿管或空管的情況下不能正常工作。
③現場系統管道的最大壓力不能超過儀表的額定壓力(見傳感器部分)。
④測介質的溫度范圍以及環境溫度范圍，要符合儀表說明書的要求。
⑤現場系統管道的最大流速、最小流速,以及正常流速范圍。最大流速不超過10m/s;為了保證測量精度，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這一流速范圍內，這也是儀表最佳測量范圍。
傳感器選型
傳感器的選型主要考慮因素有:傳感器的種類、口徑、壓力、電極材料、內襯材料、防護等級、尺寸大小、連接法蘭等。
①口徑的選擇:如果是新建的項目或設計，在選擇口徑時，應遵循的原則就是:保證正常流速在0.3m/s---10m/s范圍內即可，最優選擇是正常流量在下面的《口徑、流速、流量的關系表》的斜體紅色數值范圍內。當然，新工程剛上馬，系統流速處于較低狀態，隨著系統的正常運行，流速會處于較高狀態，這時只要更改現場儀表的量程就能適應，不需要更換儀表。如果現場流速過低，而且現場條件允許的話，可以通過在傳感器的前后加裝變徑管，以滿足要求，加裝變徑管應注意以下問題:
第一，為了加裝變徑管后不過多影響流速場的分布，不影響儀表的測量精度，能把變徑管視為直管段的一部分，要求變徑管的中心錐角α不大于15°，越小越好，如下圖

第二，加裝變徑管后會產生一定的壓力損失，壓力損失為
δP=ρ/200ξ1 V22+ξ2 V22+ξ3 V12)
δP---損失的壓力，單位MPa
ρ---被測介質密度，單位Kg/m3
ξ1 、ξ3---分別是漸縮管、漸擴管的系數，該值與雷諾數有關，例如:
α=8°時，ξ1、ξ3的值:

ξ2 =0.02 傳感器管系數
V1、V2--- 分別是變徑管前方系統管道流速、傳感器管道流速，單位m/s
 
智能型污水流量計口徑、流速、流量對照表


智能型污水流量計電極材料的選擇
針對不同的被測介質，考慮到其腐蝕性不同，應選擇不同的電極材料，下表是常用電極和其耐腐性能,詳見附表1。

 
智能型污水流量計內襯材料的選擇
如電極一樣，對于不同的介質，由于其腐蝕性、溫度、磨損性不同，所以要有針對性的選擇內襯材料，下表是常用襯里材料的性能及其適用范圍，詳見附表1

 
智能型污水流量計選型

傳感器額定壓力、防護等級、尺寸大小
④傳感器口徑的不同，對應的額定壓力也不同;傳感器結構的不同，對應的防護等級及尺寸大小也不同，詳細情況見下面的說明和圖表。
關于防護等級的說明:IP65為防水型，即可允許水龍頭從任何方向對儀表噴水，噴水壓力為0.3MPa。出水量為12. 5L/min,噴水口離儀表距離3m。IP67為防浸水型，即儀表可短時間全部浸入水中，試驗時最高點應在水下至少150cm，持續時間至少為30min。IP68為潛水型，應能長期在水中工作，其侵入的最大深度由制造廠與用戶協商。
智能型電磁流量計分為一體式和分體式兩大類，一體式的傳感器防護等級為IP65,分體式的傳感器防護等級為IP68，分體式的轉換器防護等級為IP65?，F場對儀表的防護等級要求較高的，如安裝在地面以下的，有可能受到水淹沒的，或儀表安裝在水下的，用戶就必須選用分體式的。
⑤連接法蘭的選擇:
除特殊情況外，一般應選公制法蘭，與之相配對的法蘭也按公制制造，法蘭標準為國標GB9119,一般都符合所選的儀表耐壓標準。如現場有特殊法蘭或超過儀表耐壓等級，可特殊訂貨。
 
智能型污水流量計轉換器選型注意事項
轉換器選型針對分體式電磁流量計而言，分為壁掛式或盤裝式二種，根據現場實際情況，主要考慮以下幾點。
輸出信號的選擇:
①模擬信號輸出:包括4-20mA 輸出、0-20mA 輸出、0-24mA 輸出、0-5V輸出、0-6V輸出、1-5V輸出，共6種，用戶可根據自己的需要，任選一種，切記:這6種輸出只能選取其中的一種，不能同時選取二種輸出。
數字通訊:RS485輸出。詳細參數見說明書。
頻率/脈沖輸出:該脈沖輸出類型可由用戶定義，一種可定義為量程對應1KHz頻率，量程內流量對應的頻率按比例減小;另一種可定義為一個脈沖代表一定(1.0m3、0.1m3 、0.01m3 三種)的累計流量。詳細情況見說明書。
工作環境
②工作環境溫度:-10℃-+55℃;
 
智能型污水流量計安裝點及安裝環境的選取
①選取要點:
系統正常運行時測量管必須保證滿管。如出現非滿管，流量計就不能正常工作，讀數可能是忽大忽小的隨機數;
傳感器上游要有一定的直管段，但其長度與其它流量儀表(如超聲波流量計)相比較要求較低。上游如有90°彎頭、T形管、同心異徑管、全開閘閥等擾流件，一般要求離電極中心線(不是傳感器進口斷面)有5倍直徑(5D)長度的直管段，如是上游有閘閥且沒有全部打開，一般要求10D長度的直管段;下游直管段長度一般為2D-3D,或更短;
1.安裝傳感器時盡量保持電極水平位置，以免氣泡覆蓋電極而出現讀數不穩;條件允許傳感器應安在自下而上流動的立管上，這樣管內不易存氣，同時保證工作時是滿管，而且無沉積物生成，還可以減少液體內固體顆粒及雜質對內襯的磨損;
2.注意管道液體流動方向與傳感器的標識一致;
3.盡可能避免測量管出現負壓，如傳感器不可安裝在泵的抽吸側;
4.盡可能避開附近的大電機、大變壓器等，以免引起電磁干擾;
5.選擇振動較小的位置安裝傳感器;
6.測量不同液體的混合介質時，傳感器應安裝在混合點的上游，如安裝在下游，必須裝在混合已經均勻或化學反應充分完成段;
7.盡可能避開周圍環境高濃度腐蝕性氣體;如是一體機要避免雨淋或浸沒以及陽光直照，環境的相對濕度和溫度要符合儀表說明書的要求;
②現場傳感器安裝位置的典型案例

圖1:為了日后系統及流量計的檢修維護方便，條件允許應如此圖安裝旁通管道;
圖2:安在泵的抽吸側，會因管道出現負壓而損壞傳感器內襯，所以應安裝在泵出口側 處，而且N點距離泵盡可能遠些;
圖3:流量計應盡可能安裝在閥門的上游側處，不應安裝在下游側處， 如受現場條件限制必須安裝在d點,在閥門未全開時，d點距離閥門至少10D。
圖4:此圖中的e處、f處是優先選擇安裝點， g處是管道最高點易積聚氣泡不宜安裝，h處于下降管段，可能出現非滿管情況，故更不宜安裝。
圖5:水平管道應安裝在稍稍上升的管道區，如圖i處;
圖6:當流量計安裝在如圖示的落差管上時，如落差高度超過5米時，應在流量計的下游的最高處，如圖j 處，安裝排氣閥;
圖7:當敞口灌入或排放，流量計應安裝在管道的低段區，如圖k處。
③接地
本公司生產的管段式傳感器均是三電極式，其中底部的電極是接液電極，也就是通常說的接地電極，這樣在非金屬絕緣管道或有絕緣內襯的金屬管道上安裝傳感器時，一般情況下無需另加接地環。
出廠時儀表配2根接地線，安裝時要求在與儀表兩端連接的法蘭上各鉆一個M5×10的螺孔，把接地線用M5×8不銹鋼螺絲牢靠固定在兩邊法蘭上。如下圖示。
通常情況下無需單獨外加接地線，但傳感器上有預留的接地點，以備在特殊環境下如安裝環境有較大干擾時，通過該處外加接地線保證整個儀表可靠、良好接地以減少干擾，接地線可采用截面大于4mm2 的多股銅線，接地電阻應小于10Ω，且不能接在電機、變頻器或其它大電器設備的公共地線上，如下圖示。

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