礦井水流量(liàng)計的襯裏與電*產品型(xíng)號的選擇
點擊次(cì)數:2218 發布時間(jiān):2021-09-08 00:51:46
礦井水流量計電*材料的選擇
應(yīng)根據被測的流體的腐蝕性來選擇電(diàn)*的材料,請查有關腐蝕(shí)手冊,對於特殊流體應作(zuò)試(shì)驗
礦(kuàng)井水(shuǐ)流量計襯裏材料的選擇
應根據被測的流(liú)體的(de)腐蝕性來選擇襯裏的材料,請查有關腐蝕手冊,對於特殊流體應作試驗
礦(kuàng)井水流(liú)量計的具(jù)體分類
市場上通用型(xíng)產品和特(tè)殊型儀表(biǎo)從不(bú)同角度作如下分類。
礦井水流量計按(àn)激磁電流方式(shì)劃分,有直流(liú)激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方式(shì)的波形(xíng)見右圖(tú)。
按輸出信號連接和激磁(或電源)連線(xiàn)的製(zhì)式分類,有四線(xiàn)製和二線製。
按轉換器與(yǔ)傳感器組裝(zhuāng)方式分類,有分體型和一體(tǐ)型。
按流量傳感器與管道連接方式分類,有法蘭型(xíng)、夾持型(夾持型礦井(jǐng)水流量(liàng)計(jì))、衛生型(衛生型礦井(jǐng)水流量計)、插入(rù)型(插入式礦井水流量計)、螺紋連接(油任連接的高壓礦井水流量計)。注:
按流量(liàng)傳感器電*是否與被測液體接觸分類,有接觸型(xíng)和非接觸型。
按流量傳感器結構分類(lèi),有短管型和插入型(插入(rù)式礦井水流量計)。
按用途分類(lèi),有通用型、防爆型、衛生型、防侵水型和用於明渠流量測量的潛水型(明渠流量計)。
一、 礦井水流量計 按激(jī)磁電流(liú)方式分類
(1)、直流激磁(cí)
直流激磁礦井水流(liú)量計用於測量液體金屬流量,如(rú)常溫下汞(gǒng)和高溫下液態納、鋰、鉀等。在快中(zhōng)子增殖核反應堆(duī)一(yī)次回路中用於測量攝氏500餘度的熔融納流(liú)量,見(jiàn)到過有(yǒu)應用於DN300mm管道儀表的報道。幹法效驗流量值,與濕法(實流)效驗相比,精度可達3% 。除(chú)由電磁鐵值(zhí)流激磁產(chǎn)生次場外,也有用永久磁鐵磁場的較小口徑傳感器。
本(běn)類儀表在(zài)我國一般流程工業中應用還屬探索階段,20世紀60~70年(nián)代曾成功地應用(yòng)於測量電解槽常溫泵流(liú)量;有(yǒu)色(sè)冶金工業也(yě)曾試用(yòng)於測量熔鋅液(yè)流量,因鋅液在測量管內壁結垢及氧化鋅等原因,未使用成(chéng)功。
(2)、交流激磁
早(zǎo)期礦井水流量(liàng)計用於50Hz工頻市電激(jī)磁,產生正弦波交變磁場;采用交流激磁的理由是為了避免像用直流激磁時電磁表麵產生*化現象,但是由(yóu)於易受市電鎖引起的與(yǔ)流量信號同相(xiàng)應(yīng)各種感應噪聲(shēng)的疊加,形成零點漂移等,現在已漸被低頻矩(jǔ)形波激磁所代替。這些疊加(jiā)的(de)感應噪聲(shēng)是由以下一些原因產生的。
1)液體中渦電流(liú)產(chǎn)生與流量信號同相位噪聲,電*汙(wū)染形成的噪聲(shēng)和零點漂移(yí);
2)磁回路中鐵損偏移了激磁電流與磁場間相位,使原來在信號回路中變壓器效應所形成的正交(90°)噪聲相移,產生相同噪聲;
3)激磁線圈(quān)與信號線間以及激磁線圈與流體間的靜電感應噪聲。
但是(shì)交流激磁流量傳感器的磁感(gǎn)應強度通常涉及得較高(gāo),有較大信號電動勢(約為1mV 每1m/s,矩形(xíng)波(bō)激磁僅0.2~0.3mV)和較高信噪比的(de)優點(diǎn)。此外,在測量固液雙相(xiàng)的礦漿等流(liú)體時,低(dī)頻(pín)矩(jǔ)形波激磁方式在固體擦過電*表麵產生(shēng)尖峰(fēng)的漿液噪聲,會使輸出信號(hào)波動,工頻交流激磁的礦井水流量(liàng)計則不存在這一缺點。因此國內(nèi)外還有(yǒu)一些儀表製造廠(chǎng)繼續提供工頻或其他頻率交流激磁的礦井水流量計。
(3)、低頻矩形波激磁
自1975年低頻矩形波激磁方式(shì)發表以來,以(yǐ)其(qí)功耗小、零點穩定(dìng),電*汙染影響小等(děng)優點,得到很快發展,成(chéng)為迄今主要激磁(cí)方式。低頻矩形波激磁(cí)波形有“正-負”二值者,有“正-零-負-零”三值者,分別如右上圖中b、c所示。三值激磁用無(wú)激磁期(qī)間的信號改善零點穩定(dìng)性。流量信號在信號電壓(yā)基本恒(héng)定的區間(jiān)采樣取得(dé)。激磁頻率為市電(diàn)的 1/32 ~ 1/2 ,常用 1/8 ~1/4之間。小(xiǎo)口徑儀表用(yòng)較高頻率,大口(kǒu)徑儀表用較低頻(pín)率,由製造廠按所用傳感器口徑來(lái)設定。國外也有(yǒu)可由用戶設定頻率(lǜ)的儀(yí)表,例如商業名為“可編程鍵控儲存(Programmable Keyed Storage)礦井水(shuǐ)流(liú)量計”。
矩(jǔ)形波(bō)形波交變激磁(cí)雖不受慢的*化電壓變化影響,但由於穩定磁場短期間直流采用相對於急(jí)劇變(biàn)化的*化電壓,還會產生急劇的(de)輸出變化。此外流體中固體顆粒撞擊電*,其表麵氧(yǎng)化膜破損,表麵電位變化(huà)形(xíng)成尖峰狀噪聲,輸出呈(chéng)現大(dà)幅(fú)晃動。這一現(xiàn)象稱(chēng)作漿液噪聲(shēng),發生於高(gāo)濃度漿液或含土沙粒的液體,影(yǐng)響了低頻矩形波礦井水流量計的(de)應用。
頻率較高(gāo)的工頻激磁比低(dī)頻矩(jǔ)形波激磁抗漿液噪聲性能(néng)優越的原因;還可以用漿液(yè)噪聲頻率(lǜ)特性說明之。下圖是紙(zhǐ)漿漿液噪聲頻譜(pǔ)一例,低(dī)頻段噪聲電平大(dà),高頻段噪聲小,即所謂1/ ƒ特性。因此較高頻(pín)率(lǜ)激磁噪聲電平低(dī),可獲得較(jiào)高的S/N比的信號。
(4)、雙頻激磁
雙頻激磁是(shì)在低頻矩形波上疊加(jiā)高頻矩(jǔ)形波,如右圖所示的(de)用兩種頻率采(cǎi)樣和低通、高通濾波器,得到高頻和低頻兩種信號,合(hé)成後得流量信號,克(kè)服了(le)低頻矩形波激磁存在的漿液噪聲和流動噪聲,提高儀表的穩定性和響應性。快速響(xiǎng)應性可反映頻率高達1Hz的柱塞泵的流動狀況。
二、礦井水流(liú)量計(jì)按輸出(chū)信號連接分類
(1)、四線製
傳統礦(kuàng)井水流量計的輸出信號線和電源(yuán)線(或流量傳感器和傳感器間的激磁電流線)分別由2組各2根導線的四線製(zhì)組成,仍是當前的主要(yào)製式。
(2)、二線製
當前溫度、壓力/差壓、流量和物位等參量現場儀表趨(qū)向於輸出信號和電源共用導線的二線(xiàn)製(zhì)儀表發展。二線製儀表毋須(xū)市電(diàn)電源,而礦井水流量計常(cháng)裝在無市電供(gòng)給的偏僻場所,采用二線製可節省市電布線工程費用。
二線製礦井水流量計電源供給的設計思路上又分為零信號輸出電流(即4mA)供給(gěi)、大於零信號輸出供給和電池(或太陽(yáng)電池(chí))供給。
電池供電型礦井水流量計和電磁式水表適應配置於遠離城市配水池或郊外汙水處理後排放(fàng)點等市電引(yǐn)入困難的場所。有些型號儀表電池使用壽命一年,有些則長(zhǎng)達8~10年(nián)。
1993年日本修訂計量法規定DN350mm以下(xià)貿易證明用(yòng)水管儀(yí)表的(de)試(shì)用品種從傳統旋翼式(shì)水表擴展到電磁式水表。今後用作水表的礦井水流量計要符合水(shuǐ)表標準的要求,測量精度隻(zhī)需2%~5%,但礦井水流量計(jì)本體必須要帶積算顯示和舍友(yǒu)外接電源。例如愛知時計電機的SU係列電磁式水(shuǐ)表消耗功率僅2mW,內藏電池可用8年(nián)以上。
三、礦(kuàng)井水流(liú)量計按傳感器和轉換器組裝方式分類
(1)、分體型
分體型是礦井水流量計*普(pǔ)遍應用的形式,如右圖所(suǒ)展示的,傳感器接入管(guǎn)道,轉換器裝在儀表室或人們(men)易於接近的傳感器附近,相距數十到數百米。為防止(zhǐ)外界噪聲侵入,信號電纜通常采用雙層屏蔽。測量電導率較低液體而相聚(jù)超過30m時,為防止電纜部分電容造成信號衰減,內層屏蔽(bì)也有(yǒu)要求接上與芯線同電位低阻抗源(yuán)的屏蔽驅動。分離型轉換器可遠離現場惡劣(liè)環境,電子部(bù)件檢查、調整和參數設定就比較方便。
(2)、一體型
傳感器和轉換器組裝在一起(qǐ)直接輸出直流電流(或頻率)標準信號(hào),實際(jì)上成為(wéi)電磁流量(liàng)變送器。一體型(xíng)縮短了二者之間信號線和激磁線的連接長度,並使之物外接,隱(yǐn)蔽在儀表內部,從而(ér)減少信號衰(shuāi)減和空間電磁波噪聲侵入。同樣測量電路與分體型相比可測較低(dī)電導率的液體。取消了信號線和激磁線的布線(xiàn),簡化電氣連(lián)接,儀表價格和安裝費用均相對便宜(yí),較多采(cǎi)用(yòng)於(yú)小管徑儀表。隨著二線製儀表的商品化發展,一體型儀表將會(huì)有較快發展。但如果由(yóu)於管道布置限製,安裝在不易接近的場所,則維護不便。此外,轉(zhuǎn)換器電子部件裝於管道上,將(jiāng)受到流(liú)體(tǐ)溫度和管部震動(dòng)的較大限製。
四、礦井水流量計按流量傳感器與管(guǎn)道連接方式分類
(1) 法(fǎ)蘭連接
法蘭連接時傳統的連接方式,傳感器兩端有連(lián)接法蘭,與管道法蘭間用螺栓固定之,可單向安裝。大(dà)口徑(jìng)傳感器都采用本連(lián)接(jiē)方式。體積和重量都比夾裝連接方式大。
DN15~600mm 礦井水流量計的兩法蘭麵(miàn)間長度,國際標準化組織已製定標準(ISO 13359;1998)予以統一。
(2) 夾裝連接
夾裝連接時近年發展(zhǎn)的連接(jiē)方式,傳感器本身無法(fǎ)蘭,以(yǐ)較長的螺栓夾持在(zài)管道兩法蘭之間接(jiē)入(rù)管係。本方式傳感(gǎn)器體積(jī)小重量輕,對(duì)於(yú)不同壓力規範和標(biāo)準管係法蘭孔距適應性強;但隻適用於較小管徑(200mm一下),承受液(yè)體工作(zuò)壓力較低。
(3) 衛生型連接
右圖中式衛(wèi)生型連接(jiē)一例,與國際製酪聯(lián)合(hé)會IDF加持件相連接,實(shí)現快速拆卸和安裝,便於日常頻繁的清洗。
(4) 螺紋連接
下(xià)圖中式小口徑儀表螺紋連接(jiē)方式。該類儀表較多應用於醫藥、食品等工業和藥業配比注入等場所。螺紋連接(jiē)還有較多(duō)應用於石油、地質勘探等(děng)16~25MPa以上高壓注水或水泥漿液流量測量,螺紋形狀則為梯形。
五、礦井水流量計按流量(liàng)傳感器電*是否與被測液體(tǐ)接觸分類
(1) 接觸型電*
與液體(tǐ)接觸(chù)的電(diàn)*是EMF的傳統結構,通常為一對電*,大口徑(jìng)儀表業有用兩對(duì)電*。非滿管型EMF也有用3對(duì)電機(jī)或條形電*。
(2) 非(fēi)接觸型電*
大麵積電*緊貼襯裏(或絕緣測量管)外表麵,以電(diàn)容耦合方式檢拾流量信號,可測量比接觸型(xíng)電*的電容檢測方式的礦井(jǐng)水流量計簡稱電容式礦井水流量計,其原理看下圖。前置放大器置於傳感(gǎn)器內僅靠電*,激磁頻率比通常EMF高,為50/2Hz,也有超過100Hz者。本(běn)類儀表不會產生(shēng)電*鈍化、氧化和觸媒作用等電*表麵效應噪聲,也機(jī)會不存在流動(dòng)噪聲和漿液噪聲(shēng)。襯裏內表麵覆蓋油脂等非導電層或薄絕緣結構層也不會影響(xiǎng)測量;但覆蓋層若為導電膜則儀(yí)表將無指示(shì)。
國外有(yǒu)些儀表製造廠稱這類儀表為無電*礦井水流量計。
六、礦(kuàng)井水流(liú)量計按流量傳感(gǎn)器結(jié)構分(fèn)類
(1) 短管型
短管型(xíng)結構(gòu)即(jí)如傳統(tǒng)礦井水流量計的結構,流量傳感器帶有測量管段連接到管道係統中(zhōng)。
(2) 插入型(xíng)
插入型流量傳(chuán)感器實質上是電磁流速傳感(gǎn)器,激磁線圈和電*組(zǔ)裝成杆狀,從待測管道上開孔中插入,測得的(de)流速與轉換器預置的管道麵(miàn)積等係數(shù)相乘鹽酸求取流(liú)量。除單點的“點流速”外,還有側多點“徑流速”者。
本型儀表適用於大型管道(dào),因為是測量局部流速推算流體流量,測量精度(dù)遠低於短管(guǎn)型(xíng),通常僅用於過程控(kòng)製,不適宜應用於(yú)貿易核算計量。但(dàn)是價格相(xiàng)對(duì)便(biàn)宜。應用特點還可參閱插(chā)入式流量計。
七、礦井水流量計按用途分類
(1) 通用型
在冶金、石化、造紙、印染、紡(fǎng)織、給水、汙水處理等工(gōng)業一般較多采用分體型中、大口徑法(fǎ)蘭連接方式(shì);醫藥、生物、精細化工等工業常用微小口徑、小口徑儀表,一體(tǐ)型夾裝連接方式或螺紋連接方式適用場(chǎng)所較多。
(2) 防爆型
防爆型礦(kuàng)井水流量(liàng)計應(yīng)用於有易燃氣氛的場所。由於(yú)大部分礦(kuàng)井水流量計的幾次電流能量較大,通常設計成隔(gé)爆型、充砂型、澆封型和氣密(mì)型等。但是現在有些礦井水流量(liàng)計激磁功率大幅度降低,也(yě)有了本(běn)質安(ān)全型即以前所稱(chēng)安全火花型,流量傳感器部分和轉換部分有條件組成一體(tǐ),全部裝在危險區(qū)域內。
(3) 衛生型
乳酪、食品、醫藥、生物化學等工業要求定時通蒸(zhēng)汽滅菌,傳感(gǎn)器要(yào)便(biàn)於拆卸清洗,與管道連接部分要求用快速裝卸的衛生型(xíng)規定的結構,與液體接觸的材質應是無毒無害(hài)的。
(4) 耐潛水(shuǐ)型
本(běn)型傳感器應(yīng)用於安裝在地麵(miàn)下的窨井,可承受短時間水(shuǐ)侵沒,相當於外殼(ké)防護等級IP67或NEMA6;還有相當於防護等級IP68者,則可承受長期潛水。
(5) 潛水型
本型儀表用(yòng)於測量明渠或非滿管暗渠(qú)自由水麵自然流下的水路流量,如工業排水和下水等。傳感器(qì)裝(zhuāng)在明渠截流擋板下部,長期浸在水下(xià)。用於大流量時刻安裝多(duō)台與傳感器形狀相同的分流模型,以擴大流量。
測井小管徑井水流量計T型磁芯的(de)設計應用 深井水流量計算環節對於流量計特(tè)點分析與選型要點(diǎn) 在*端條件下深井水流量(liàng)計應配備隔膜密封(fēng) 礦井水流量計的襯(chèn)裏(lǐ)與電*產品型號的選擇 dn150深井水流(liú)量計在不同(tóng)溫度下的特性(xìng)變化研究 影響井水流量計(jì)誤差的因素及不確定度分析 因環境方麵(miàn)引起的礦井水流量計故障的主要(yào)原(yuán)因 分體式井(jǐng)水流量計在供水行業貿易結算計量應用 深井水流(liú)量計在纖維素浸漬工藝中的應(yīng)用 井水流量計的工作原理與(yǔ)應(yīng)用(yòng)案例分析 dn150深井(jǐng)水流量計,分體(tǐ)式井水流量計 深井(jǐng)水流量計,分體式井水流量(liàng)計 dn150深井水流(liú)量計(jì) 深井水流量計,dn150深井(jǐng)水流量計 關於礦(kuàng)井水專用流量計產品特點及(jí)應用維護的簡要介紹 淺析深井(jǐng)水管道流量計在測量中誤差分析與相(xiàng)應的解決(jué)方案 礦井水流量(liàng)計,深井水流量計 礦井水流量計價錢,礦井水流量計廠家(jiā) 礦井水流量計 分體式(shì)井水流(liú)量計 礦井水流量計價錢(qián) 礦井水流量計廠家 礦井水流量計,礦井水(shuǐ)流量計價錢 礦井水流量計,礦井水流量計廠家 井水流量計原理及測(cè)量深水井中(zhōng)的應用
應(yīng)根據被測的流體的腐蝕性來選擇電(diàn)*的材料,請查有關腐蝕(shí)手冊,對於特殊流體應作(zuò)試(shì)驗
材料 | 耐(nài) 腐 蝕(shí) 性 能 |
316L |
適用:1、生活用水,工業用水,原水井水,城(chéng)市汙水, 2、弱腐蝕性酸、堿、鹽溶液 |
哈氏合金B |
適(shì)用:1、鹽酸(濃度小於10%),一切濃度的氫氧化(huà)銨堿溶(róng)液 2、氫氧(yǎng)化鈉(濃度小於50%),一切濃度(dù)的氫氧化銨堿溶(róng)液 3、磷(lín)酸,有機酸 不適用:鹽酸 |
哈氏合金C |
適用(yòng):1、混酸如鉻酸與硫酸的混(hún)合溶液 2、氧(yǎng)化性鹽類如Fe++、Cu++、海水 不適用:鹽酸 |
鈦(Ti) |
適用:1、鹽,如:(1)氯化物(氯化物(wù)/鎂/鋁/鈣/銨/鈦等) (2)鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、次氯酸鹽、海(hǎi)水 2、濃(nóng)度小(xiǎo)於50%氫氯化鉀、氫氧化銨、氫氧化鋇堿溶(róng)液 不適(shì)用:鹽(yán)酸、硫酸(suān)、磷酸、氫氟(fú)酸,氰氧化(huà)鋇堿溶液 |
鉭(Ta) |
適用:1、鹽酸(濃度小於(yú)40%),稀硫酸和濃硫酸(不包括發煙硫(liú)酸) 2、二氧化(huà)氯(lǜ),氯化鎂,次氯酸,氰化鈉,乙酸(suān)鉛等 3、硝酸(包(bāo)括發煙硝酸)等氧化性酸,溫(wēn)度低於80℃的王水(shuǐ) 不適用:堿(jiǎn),氫(qīng)氟酸 |
鉑(Pt) |
適用:幾乎所有的酸、堿、鹽溶(róng)液(包括(kuò)發煙硫酸、發煙硝酸) 不適用:王水、銨鹽 |
應根據被測的流(liú)體的(de)腐蝕性來選擇襯裏的材料,請查有關腐蝕手冊,對於特殊流體應作試驗
襯裏材料 | 主要性能 | 適用範圈 |
聚四氛乙(yǐ)烯下E |
1.它是塑料中化學(xué)性能*穩定的一種(zhǒng)材料,能耐沸騰的鹽酸(suān)、硫 酸、硝酸和王水、也能耐濃堿和各(gè)種有機溶劑 .耐(nài)磨性和枯接性能差。 |
1.一40℃一+1 80℃ .酸、堿等強腐蝕性介質(zhì) .衛生(shēng)類介質(zhì)4.不適用於負壓管道 |
氧(yǎng)丁(dīng)橡膠〔〕PRENE |
1.有*好的彈性、高強的扯(chě)斷力、耐(nài)磨性能好 .耐(nài)一般低濃度酸、堿、鹽介質的腐蝕不耐氧化性介質的腐蝕 |
1.<65℃ .側一般水、汙水、泥漿、礦漿 |
聚全氛代乙丙烯 |
化學性能*穩定的一種材料(liào).可適用(yòng)於已知任何有機溶荊或(huò)試加 介質或在高沒下(xià)也不受影晌。 |
1.一40℃~180℃ .適用於(yú)強腐蝕介質3.衛生級介質 |
聚氛乙烯 |
適用於各種堿、鹽、硫酸、硝酸、磷酸等及它們的水溶液,不耐 濃硫酸、發煙硫酸、醋附類、醚類、鹵代經芳胺。 |
I。一25℃~70℃ .側一般水、汙水、泥漿、礦槳、煤漿 .一般(bān)酸、堿、鹽溶液 |
市場上通用型(xíng)產品和特(tè)殊型儀表(biǎo)從不(bú)同角度作如下分類。
礦井水流量計按(àn)激磁電流方式(shì)劃分,有直流(liú)激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方式(shì)的波形(xíng)見右圖(tú)。
按輸出信號連接和激磁(或電源)連線(xiàn)的製(zhì)式分類,有四線(xiàn)製和二線製。
按轉換器與(yǔ)傳感器組裝(zhuāng)方式分類,有分體型和一體(tǐ)型。
按流量傳感器與管道連接方式分類,有法蘭型(xíng)、夾持型(夾持型礦井(jǐng)水流量(liàng)計(jì))、衛生型(衛生型礦井(jǐng)水流量計)、插入(rù)型(插入式礦井水流量計)、螺紋連接(油任連接的高壓礦井水流量計)。注:
按流量(liàng)傳感器電*是否與被測液體接觸分類,有接觸型(xíng)和非接觸型。
按流量傳感器結構分類(lèi),有短管型和插入型(插入(rù)式礦井水流量計)。
按用途分類(lèi),有通用型、防爆型、衛生型、防侵水型和用於明渠流量測量的潛水型(明渠流量計)。
一、 礦井水流量計 按激(jī)磁電流(liú)方式分類
(1)、直流激磁(cí)
直流激磁礦井水流(liú)量計用於測量液體金屬流量,如(rú)常溫下汞(gǒng)和高溫下液態納、鋰、鉀等。在快中(zhōng)子增殖核反應堆(duī)一(yī)次回路中用於測量攝氏500餘度的熔融納流(liú)量,見(jiàn)到過有(yǒu)應用於DN300mm管道儀表的報道。幹法效驗流量值,與濕法(實流)效驗相比,精度可達3% 。除(chú)由電磁鐵值(zhí)流激磁產(chǎn)生次場外,也有用永久磁鐵磁場的較小口徑傳感器。
本(běn)類儀表在(zài)我國一般流程工業中應用還屬探索階段,20世紀60~70年(nián)代曾成功地應用(yòng)於測量電解槽常溫泵流(liú)量;有(yǒu)色(sè)冶金工業也(yě)曾試用(yòng)於測量熔鋅液(yè)流量,因鋅液在測量管內壁結垢及氧化鋅等原因,未使用成(chéng)功。
(2)、交流激磁
早(zǎo)期礦井水流量(liàng)計用於50Hz工頻市電激(jī)磁,產生正弦波交變磁場;采用交流激磁的理由是為了避免像用直流激磁時電磁表麵產生*化現象,但是由(yóu)於易受市電鎖引起的與(yǔ)流量信號同相(xiàng)應(yīng)各種感應噪聲(shēng)的疊加,形成零點漂移等,現在已漸被低頻矩(jǔ)形波激磁所代替。這些疊加(jiā)的(de)感應噪聲(shēng)是由以下一些原因產生的。
1)液體中渦電流(liú)產(chǎn)生與流量信號同相位噪聲,電*汙(wū)染形成的噪聲(shēng)和零點漂移(yí);
2)磁回路中鐵損偏移了激磁電流與磁場間相位,使原來在信號回路中變壓器效應所形成的正交(90°)噪聲相移,產生相同噪聲;
3)激磁線圈(quān)與信號線間以及激磁線圈與流體間的靜電感應噪聲。
但是(shì)交流激磁流量傳感器的磁感(gǎn)應強度通常涉及得較高(gāo),有較大信號電動勢(約為1mV 每1m/s,矩形(xíng)波(bō)激磁僅0.2~0.3mV)和較高信噪比的(de)優點(diǎn)。此外,在測量固液雙相(xiàng)的礦漿等流(liú)體時,低(dī)頻(pín)矩(jǔ)形波激磁方式在固體擦過電*表麵產生(shēng)尖峰(fēng)的漿液噪聲,會使輸出信號(hào)波動,工頻交流激磁的礦井水流量(liàng)計則不存在這一缺點。因此國內(nèi)外還有(yǒu)一些儀表製造廠(chǎng)繼續提供工頻或其他頻率交流激磁的礦井水流量計。
(3)、低頻矩形波激磁
自1975年低頻矩形波激磁方式(shì)發表以來,以(yǐ)其(qí)功耗小、零點穩定(dìng),電*汙染影響小等(děng)優點,得到很快發展,成(chéng)為迄今主要激磁(cí)方式。低頻矩形波激磁(cí)波形有“正-負”二值者,有“正-零-負-零”三值者,分別如右上圖中b、c所示。三值激磁用無(wú)激磁期(qī)間的信號改善零點穩定(dìng)性。流量信號在信號電壓(yā)基本恒(héng)定的區間(jiān)采樣取得(dé)。激磁頻率為市電(diàn)的 1/32 ~ 1/2 ,常用 1/8 ~1/4之間。小(xiǎo)口徑儀表用(yòng)較高頻率,大口(kǒu)徑儀表用較低頻(pín)率,由製造廠按所用傳感器口徑來(lái)設定。國外也有(yǒu)可由用戶設定頻率(lǜ)的儀(yí)表,例如商業名為“可編程鍵控儲存(Programmable Keyed Storage)礦井水(shuǐ)流(liú)量計”。
矩(jǔ)形波(bō)形波交變激磁(cí)雖不受慢的*化電壓變化影響,但由於穩定磁場短期間直流采用相對於急(jí)劇變(biàn)化的*化電壓,還會產生急劇的(de)輸出變化。此外流體中固體顆粒撞擊電*,其表麵氧(yǎng)化膜破損,表麵電位變化(huà)形(xíng)成尖峰狀噪聲,輸出呈(chéng)現大(dà)幅(fú)晃動。這一現(xiàn)象稱(chēng)作漿液噪聲(shēng),發生於高(gāo)濃度漿液或含土沙粒的液體,影(yǐng)響了低頻矩形波礦井水流量計的(de)應用。
頻率較高(gāo)的工頻激磁比低(dī)頻矩(jǔ)形波激磁抗漿液噪聲性能(néng)優越的原因;還可以用漿液(yè)噪聲頻率(lǜ)特性說明之。下圖是紙(zhǐ)漿漿液噪聲頻譜(pǔ)一例,低(dī)頻段噪聲電平大(dà),高頻段噪聲小,即所謂1/ ƒ特性。因此較高頻(pín)率(lǜ)激磁噪聲電平低(dī),可獲得較(jiào)高的S/N比的信號。
(4)、雙頻激磁
雙頻激磁是(shì)在低頻矩形波上疊加(jiā)高頻矩(jǔ)形波,如右圖所示的(de)用兩種頻率采(cǎi)樣和低通、高通濾波器,得到高頻和低頻兩種信號,合(hé)成後得流量信號,克(kè)服了(le)低頻矩形波激磁存在的漿液噪聲和流動噪聲,提高儀表的穩定性和響應性。快速響(xiǎng)應性可反映頻率高達1Hz的柱塞泵的流動狀況。
二、礦井水流(liú)量計(jì)按輸出(chū)信號連接分類
(1)、四線製
傳統礦(kuàng)井水流量計的輸出信號線和電源(yuán)線(或流量傳感器和傳感器間的激磁電流線)分別由2組各2根導線的四線製(zhì)組成,仍是當前的主要(yào)製式。
(2)、二線製
當前溫度、壓力/差壓、流量和物位等參量現場儀表趨(qū)向於輸出信號和電源共用導線的二線(xiàn)製(zhì)儀表發展。二線製儀表毋須(xū)市電(diàn)電源,而礦井水流量計常(cháng)裝在無市電供(gòng)給的偏僻場所,采用二線製可節省市電布線工程費用。
二線製礦井水流量計電源供給的設計思路上又分為零信號輸出電流(即4mA)供給(gěi)、大於零信號輸出供給和電池(或太陽(yáng)電池(chí))供給。
電池供電型礦井水流量計和電磁式水表適應配置於遠離城市配水池或郊外汙水處理後排放(fàng)點等市電引(yǐn)入困難的場所。有些型號儀表電池使用壽命一年,有些則長(zhǎng)達8~10年(nián)。
1993年日本修訂計量法規定DN350mm以下(xià)貿易證明用(yòng)水管儀(yí)表的(de)試(shì)用品種從傳統旋翼式(shì)水表擴展到電磁式水表。今後用作水表的礦井水流量計要符合水(shuǐ)表標準的要求,測量精度隻(zhī)需2%~5%,但礦井水流量計(jì)本體必須要帶積算顯示和舍友(yǒu)外接電源。例如愛知時計電機的SU係列電磁式水(shuǐ)表消耗功率僅2mW,內藏電池可用8年(nián)以上。
三、礦(kuàng)井水流(liú)量計按傳感器和轉換器組裝方式分類
(1)、分體型
分體型是礦井水流量計*普(pǔ)遍應用的形式,如右圖所(suǒ)展示的,傳感器接入管(guǎn)道,轉換器裝在儀表室或人們(men)易於接近的傳感器附近,相距數十到數百米。為防止(zhǐ)外界噪聲侵入,信號電纜通常采用雙層屏蔽。測量電導率較低液體而相聚(jù)超過30m時,為防止電纜部分電容造成信號衰減,內層屏蔽(bì)也有(yǒu)要求接上與芯線同電位低阻抗源(yuán)的屏蔽驅動。分離型轉換器可遠離現場惡劣(liè)環境,電子部(bù)件檢查、調整和參數設定就比較方便。
(2)、一體型
傳感器和轉換器組裝在一起(qǐ)直接輸出直流電流(或頻率)標準信號(hào),實際(jì)上成為(wéi)電磁流量(liàng)變送器。一體型(xíng)縮短了二者之間信號線和激磁線的連接長度,並使之物外接,隱(yǐn)蔽在儀表內部,從而(ér)減少信號衰(shuāi)減和空間電磁波噪聲侵入。同樣測量電路與分體型相比可測較低(dī)電導率的液體。取消了信號線和激磁線的布線(xiàn),簡化電氣連(lián)接,儀表價格和安裝費用均相對便宜(yí),較多采(cǎi)用(yòng)於(yú)小管徑儀表。隨著二線製儀表的商品化發展,一體型儀表將會(huì)有較快發展。但如果由(yóu)於管道布置限製,安裝在不易接近的場所,則維護不便。此外,轉(zhuǎn)換器電子部件裝於管道上,將(jiāng)受到流(liú)體(tǐ)溫度和管部震動(dòng)的較大限製。
四、礦井水流量計按流量傳感器與管(guǎn)道連接方式分類
(1) 法(fǎ)蘭連接
法蘭連接時傳統的連接方式,傳感器兩端有連(lián)接法蘭,與管道法蘭間用螺栓固定之,可單向安裝。大(dà)口徑(jìng)傳感器都采用本連(lián)接(jiē)方式。體積和重量都比夾裝連接方式大。
DN15~600mm 礦井水流量計的兩法蘭麵(miàn)間長度,國際標準化組織已製定標準(ISO 13359;1998)予以統一。
(2) 夾裝連接
夾裝連接時近年發展(zhǎn)的連接(jiē)方式,傳感器本身無法(fǎ)蘭,以(yǐ)較長的螺栓夾持在(zài)管道兩法蘭之間接(jiē)入(rù)管係。本方式傳感(gǎn)器體積(jī)小重量輕,對(duì)於(yú)不同壓力規範和標(biāo)準管係法蘭孔距適應性強;但隻適用於較小管徑(200mm一下),承受液(yè)體工作(zuò)壓力較低。
(3) 衛生型連接
右圖中式衛(wèi)生型連接(jiē)一例,與國際製酪聯(lián)合(hé)會IDF加持件相連接,實(shí)現快速拆卸和安裝,便於日常頻繁的清洗。
(4) 螺紋連接
下(xià)圖中式小口徑儀表螺紋連接(jiē)方式。該類儀表較多應用於醫藥、食品等工業和藥業配比注入等場所。螺紋連接(jiē)還有較多(duō)應用於石油、地質勘探等(děng)16~25MPa以上高壓注水或水泥漿液流量測量,螺紋形狀則為梯形。
五、礦井水流量計按流量(liàng)傳感器電*是否與被測液體(tǐ)接觸分類
(1) 接觸型電*
與液體(tǐ)接觸(chù)的電(diàn)*是EMF的傳統結構,通常為一對電*,大口徑(jìng)儀表業有用兩對(duì)電*。非滿管型EMF也有用3對(duì)電機(jī)或條形電*。
(2) 非(fēi)接觸型電*
大麵積電*緊貼襯裏(或絕緣測量管)外表麵,以電(diàn)容耦合方式檢拾流量信號,可測量比接觸型(xíng)電*的電容檢測方式的礦井(jǐng)水流量計簡稱電容式礦井水流量計,其原理看下圖。前置放大器置於傳感(gǎn)器內僅靠電*,激磁頻率比通常EMF高,為50/2Hz,也有超過100Hz者。本(běn)類儀表不會產生(shēng)電*鈍化、氧化和觸媒作用等電*表麵效應噪聲,也機(jī)會不存在流動(dòng)噪聲和漿液噪聲(shēng)。襯裏內表麵覆蓋油脂等非導電層或薄絕緣結構層也不會影響(xiǎng)測量;但覆蓋層若為導電膜則儀(yí)表將無指示(shì)。
國外有(yǒu)些儀表製造廠稱這類儀表為無電*礦井水流量計。
六、礦(kuàng)井水流(liú)量計按流量傳感(gǎn)器結(jié)構分(fèn)類
(1) 短管型
短管型(xíng)結構(gòu)即(jí)如傳統(tǒng)礦井水流量計的結構,流量傳感器帶有測量管段連接到管道係統中(zhōng)。
(2) 插入型(xíng)
插入型流量傳(chuán)感器實質上是電磁流速傳感(gǎn)器,激磁線圈和電*組(zǔ)裝成杆狀,從待測管道上開孔中插入,測得的(de)流速與轉換器預置的管道麵(miàn)積等係數(shù)相乘鹽酸求取流(liú)量。除單點的“點流速”外,還有側多點“徑流速”者。
本型儀表適用於大型管道(dào),因為是測量局部流速推算流體流量,測量精度(dù)遠低於短管(guǎn)型(xíng),通常僅用於過程控(kòng)製,不適宜應用於(yú)貿易核算計量。但(dàn)是價格相(xiàng)對(duì)便(biàn)宜。應用特點還可參閱插(chā)入式流量計。
七、礦井水流量計按用途分類
(1) 通用型
在冶金、石化、造紙、印染、紡(fǎng)織、給水、汙水處理等工(gōng)業一般較多采用分體型中、大口徑法(fǎ)蘭連接方式(shì);醫藥、生物、精細化工等工業常用微小口徑、小口徑儀表,一體(tǐ)型夾裝連接方式或螺紋連接方式適用場(chǎng)所較多。
(2) 防爆型
防爆型礦(kuàng)井水流量(liàng)計應(yīng)用於有易燃氣氛的場所。由於(yú)大部分礦(kuàng)井水流量計的幾次電流能量較大,通常設計成隔(gé)爆型、充砂型、澆封型和氣密(mì)型等。但是現在有些礦井水流量(liàng)計激磁功率大幅度降低,也(yě)有了本(běn)質安(ān)全型即以前所稱(chēng)安全火花型,流量傳感器部分和轉換部分有條件組成一體(tǐ),全部裝在危險區(qū)域內。
(3) 衛生型
乳酪、食品、醫藥、生物化學等工業要求定時通蒸(zhēng)汽滅菌,傳感(gǎn)器要(yào)便(biàn)於拆卸清洗,與管道連接部分要求用快速裝卸的衛生型(xíng)規定的結構,與液體接觸的材質應是無毒無害(hài)的。
(4) 耐潛水(shuǐ)型
本(běn)型傳感器應(yīng)用於安裝在地麵(miàn)下的窨井,可承受短時間水(shuǐ)侵沒,相當於外殼(ké)防護等級IP67或NEMA6;還有相當於防護等級IP68者,則可承受長期潛水。
(5) 潛水型
本型儀表用(yòng)於測量明渠或非滿管暗渠(qú)自由水麵自然流下的水路流量,如工業排水和下水等。傳感器(qì)裝(zhuāng)在明渠截流擋板下部,長期浸在水下(xià)。用於大流量時刻安裝多(duō)台與傳感器形狀相同的分流模型,以擴大流量。
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