耐酸堿液體流量計(jì)-艾博格自動(dòng)化科淮安有限公司
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詳細(xì)說明
耐酸堿液體流量計(jì)具有保存每天２４小時(shí)的流量數(shù)據(jù)、停電時(shí)間、零流量時(shí)間等多種數(shù)據(jù)及報(bào)警等功能。每天，只需一次、二次短信息就能獲得一個(gè)測量點(diǎn)的一天２４小時(shí)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(jì)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(tái)方式的１／３到１／５，系統(tǒng)建立后的運(yùn)行費(fèi)用每個(gè)點(diǎn)每天只是一到二次短信息的費(fèi)用。省去了頻率的使用費(fèi)及使用中的電費(fèi)及維護(hù)費(fèi)用。
耐酸堿液體流量計(jì)是基于法拉第電磁感應(yīng)定律的速度式電磁流量計(jì)。在闡述電磁流量計(jì)測量原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于MSP430F149單片機(jī)的LDB型電磁流量計(jì)，電路以MSP430F149單片機(jī)為核心，從而簡化了外圍硬件電路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了液體流量的測量和累積。文中給出了設(shè)計(jì)的總體框圖，部分硬件電路和控制軟件流程圖。本文設(shè)計(jì)的LDB型電磁流量計(jì)已經(jīng)投入生產(chǎn)，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明，該設(shè)計(jì)具有高精度，低功耗和可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，基本滿足設(shè)計(jì)要求。
耐酸堿液體流量計(jì)流量檢測儀表的顯示方式、通訊方式和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是儀表的重要組成部分。傳統(tǒng)電磁流量計(jì)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(chǔ)方面，信息存儲(chǔ)一般以二進(jìn)制方式存儲(chǔ)，不具有通用性且存儲(chǔ)容量小； 在通訊方式上，一般采用RS 232 或RS 485，其開放性不高。
耐酸堿液體流量特點(diǎn)
1中英文菜單自由切換，寬高清晰度LCD背光顯示
2的片機(jī)（MCU）和表面貼裝技術(shù)（SMT）
3性能可靠，精度高，功耗低，零點(diǎn)穩(wěn)定，參數(shù)設(shè)定方便
4顯示正反向累計(jì)流量，瞬時(shí)流量，流速，流量百分比等
5雙向測量系統(tǒng)，可測正向流量，反向流量
6報(bào)警功能：空管，勵(lì)磁，流量上下限
7頻率輸出4-20mA信號(hào)，流向輸出，累積量脈沖輸出，RS485輸出
8采用的制造工藝，性能穩(wěn)定，
9輸出端口，輸入端口均設(shè)有安全防雷保護(hù)
10自行調(diào)節(jié)，流量上下限可自行設(shè)置
11小信號(hào)切除
12采用高效，高穩(wěn)定度PWM波勵(lì)磁恒流源
13阻尼系數(shù)可選
14短電后數(shù)據(jù)*保存
15專業(yè)設(shè)計(jì)4-6多電極結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步保證了測量精度并且任何時(shí)候無需接地環(huán)，減輕了儀表體積和安裝維護(hù)的麻煩。
16儀表系數(shù)即流量的測量不受流體的密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響，傳感器感應(yīng)電壓信號(hào)與平均流速呈線性關(guān)系，因此測量精度高（0.3-0.5%），量程比寬（1：1500）。
17測量管道內(nèi)無阻流件，因此沒有附加的壓力損失，具有顯著的節(jié)能意義。
電極，接地環(huán)材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測流體的腐蝕性來選擇電極的材料，請(qǐng)查有關(guān)腐蝕手冊(cè)，對(duì)于特殊流體應(yīng)作試驗(yàn)
| 材料 | 耐腐蝕性能 |
| 含鉬不銹鋼（Ocr18Ni12Mo2Ti） | 硝酸、室溫下 <5%硫酸、沸騰的磷酸、蟻酸、堿溶液、在一定壓力下的亞硫酸、海水、醋酸 |
| 哈氏合金 C 哈氏合金 B（HC、HB） | 耐氧化性酸、氧化性鹽、耐海水、耐非氧化懷酸，非氧化性鹽、堿、常溫硫酸 |
| 鈦 (Ti) | 海水、各種氯化物和次氯鹽酸、氯化性酸（包括發(fā)煙硝酸）、有機(jī)酸、堿 |
| 鉭 (Ta) | 除氫發(fā)煙硫酸、堿外的其余化學(xué)介質(zhì)、包括沸點(diǎn)的鹽酸。硝酸和 <175℃ |
| 鉑（Pt） | 各種酸、堿、鹽、不包括王水 |
襯里材料說明
應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性，磨損性和溫度來選擇內(nèi)襯材料
| 內(nèi)襯材料 | 名稱 | 符號(hào) | 性能 | 工作溫度 | 適用液體 |
| 橡膠 | 氯丁橡膠 | 耐磨性中等，耐一般低濃度的酸堿鹽的腐蝕 | <80℃ | 自來水、工業(yè)用水、海水 | |
| 聚胺脂橡膠 | *的耐磨性能，耐酸堿性能較差 | 60<℃ | 紙漿、礦漿等漿液 | ||
| 氟塑料 | 聚四氟乙烯 | F4或PTFE | 化學(xué)性能很穩(wěn)定、耐沸騰的鹽酸、硫酸、王水、濃堿的腐蝕 | 180<℃ | 腐蝕性強(qiáng)的酸堿鹽液體 |
| 四氟乙烯和六氟丙烯譯名：特氟隆 FEP | F46或FEP | 化學(xué)性能略遜于 F4 | 腐蝕性的酸堿鹽液體 | ||
| 塑料 | 四氟乙烯和乙烯 | F4或ETFE | 化學(xué)性能略遜于 F4 | 腐蝕性的酸堿鹽液體 | |
| 聚乙烯 | PO | 化學(xué)性能穩(wěn)定 | 60<℃ | 污水 | |
| 聚苯硫醚 | PPS | 150<℃ | 熱水 |
耐酸堿液體流量計(jì)技術(shù)特點(diǎn)
1 口徑選擇
流量計(jì)口徑與工藝管道相同即可。若在下面兩種情況下：
① 管道內(nèi)流速偏低，不能滿足流量計(jì)對(duì)流速范圍的要求或在此流速下不能獲得高測量精度。
② 介質(zhì)容易粘附管壁，影響流量計(jì)正常使用。
則可以選擇流量計(jì)口徑小于工藝管道，但要做好變徑。
2 接地環(huán)選擇（接液環(huán)）
a 標(biāo)準(zhǔn)接地環(huán)：在塑料及陰極保護(hù)管道上，傳感器兩側(cè)必須安裝接地環(huán)。（見圖a）
b 帶頸保護(hù)環(huán)：若介質(zhì)磨損性較強(qiáng)，應(yīng)選用帶頸保護(hù)環(huán)以保護(hù)襯里。（見圖b）
c 接地環(huán)材質(zhì)為不銹鋼1Cr18Ni9Ti，特殊要求訂貨時(shí)另行說明。
3 外殼防護(hù)等級(jí)選擇
一體式流量計(jì)的外殼防護(hù)等級(jí)為IP65，分體式流量計(jì)的傳感器部分為IP68，轉(zhuǎn)換器部分為IP6
4 分體式的確定
在積水、腐蝕、高溫、低溫、強(qiáng)烈振動(dòng)、維護(hù)不便等惡劣環(huán)境，須選用分體式流量計(jì)。轉(zhuǎn)換器與傳感器之間只需用一根電纜連接，具體長度訂貨時(shí)向制造商確定，否則出廠只配5米。
其它情況選用一體式流量計(jì)即可。
無法確定時(shí)可向制造商咨詢。
5 輸出信號(hào)的確定
流量計(jì)可選擇單獨(dú)輸出4~20mADC或0~1kHz或RS485，也可同時(shí)選用三種信號(hào)的各種合。另外選擇4～20mA輸出時(shí)，還可選配HART通訊。
6 量程（刻度流量）的確定
量程應(yīng)大于實(shí)際使用的大流量，常用流量在量程的1/3~4/5范圍內(nèi)（大于量程的1/2）。
流量計(jì)可在測量范圍內(nèi)修改量程，以滿足用戶現(xiàn)場使用的方便，減少備件貯存。
■ 傳感器部分
□ 適用管徑：DN15～DN1000，其它口徑為非標(biāo)，可按用戶要求訂制。
□ 測量管內(nèi)襯材質(zhì)：F46（聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯），P0（聚稀烴），PUR（聚氨酯）
□ 電極材質(zhì)：316L、Hc（哈氏合金c）、Hb（哈氏合金b）、Ti（鈦）、Ta（鉭）
□ 工作壓力：DN15～DN80口徑：4.0MPa(標(biāo)準(zhǔn)）
DN100～DN150口徑：1.6MPa(標(biāo)準(zhǔn)）
DN200～DN1000口徑：1.0MPa(標(biāo)準(zhǔn)）
超過上述壓力標(biāo)準(zhǔn)的為非標(biāo)型，可按用戶要求訂制。
□ 流體溫度：P0襯：-20℃～80℃；PUR襯：0～50℃
F46襯：-40℃～130℃（寬溫型）、130℃～180℃（高溫型）
□ 工藝連接法蘭：本冊(cè)法蘭標(biāo)準(zhǔn)為GB/T9119－2000，也可按用戶要求訂制其它標(biāo)準(zhǔn)法蘭。
□ 接地環(huán)材質(zhì)：304、321、316、Hc、Ti、Cu
■ 轉(zhuǎn)換器部分
□ 測量范圍：流速0.1～10m/s，各口徑流量＝管橫截面積×流速
□ 精度等級(jí)：0.3級(jí)、0.5級(jí)（流速≥0.5m/s），1.0級(jí)（流速＜0.5m/s），2.0級(jí)（流速＜0.2m/s）
□ 導(dǎo)電率：＞5μs/cm
□ 輸出信號(hào)：4～20mADC，負(fù)載≤750Ω
0～1000Hz脈沖輸出，有源24V，＞10mA
RS485
HART
□ 工作電源：220VAC±10%，50Hz±1Hz；24VDC±10%
□ 功 耗：＜7W
□ 防爆等級(jí)：Exd(ia)iaqⅡCT6，Exd(ia)iaqⅡBT4
□ 外殼防護(hù)：一體式：IP65；分體式：傳感器IP68、 轉(zhuǎn)換器IP65
□ 環(huán)境溫度：-25℃～60℃（防爆型至50℃）
□ 環(huán)境濕度：≤85%RH（20℃時(shí)）
□ 電氣接口尺寸：M20×1.5，1/2NPT（電纜外徑Φ6～Φ10）
電磁流量計(jì)大流量參考表
口徑（mm） | 大流量（m3/h） | ||||||||||
10 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.6 | 2 | 25 | |
15 | 0.6 | 0.8 | 1 | 1.2 | 1.6 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6 |
20 | 1.2 | 1.6 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 |
25 | 1.6 | 2 | 2.5 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 |
40 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 30 | 40 |
50 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 |
65 | 12 | 16 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 |
80 | 16 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | 160 |
100 | 25 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | 160 | 200 | 250 |
125 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | 160 | 200 | 250 | 300 | 400 |
150 | 50 | 60 | 80 | 100 | 120 | 160 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 |
200 | 100 | 120 | 160 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 | 1000 |
250 | 160 | 200 | 250 | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1600 |
300 | 250 | 300 | 400 | 500 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1600 | 2000 | 2500 |
350 | 300 | 400 | 500 | 6300 | 800 | 1000 | 1200 | 1600 | 2000 | 2500 | 3000 |
400 | 400 | 500 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1600 | 2000 | 2500 | 3000 | 4000 |
500 | 600 | 800 | 1000 | 1200 | 1600 | 2000 | 2500 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 |
600 | 800 | 1000 | 1200 | 1600 | 2000 | 2500 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 8000 |
700 | 1200 | 1600 | 2000 | 2500 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 8000 | 10000 | 12000 |
800 | 1600 | 2000 | 2500 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 8000 | 10000 | 12000 | 16000 |
900 | 2000 | 2500 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 8000 | 10000 | 12000 | 16000 | 20000 |
1000 | 2500 | 3000 | 4000 | 5000 | 6000 | 8000 | 10000 | 12000 | 16000 | 20000 | 25000 |
1200 | 4000 | 5000 | 5000 | 8000 | 10000 | 12000 | 16000 | 20000 | 25000 | 30000 | |
耐酸堿液體流量計(jì)結(jié)構(gòu)形式：
1、傳感器：
傳感器主要由測量導(dǎo)管、測量電極、勵(lì)磁線圈、鐵芯、磁軛和殼體組成。
a、測量導(dǎo)管：由不銹鋼導(dǎo)管、襯里和連接法蘭組合而成，為被測液體現(xiàn)場工況測量的載體。
b、測量電極：安裝在測量導(dǎo)管內(nèi)側(cè)壁，與軸流方向垂直，使測量液體產(chǎn)生信號(hào)的一對(duì)電極。
c、勵(lì)磁線圈：在測量導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生磁場的上下兩個(gè)勵(lì)磁線圈。
d、鐵芯和磁軛：將勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場導(dǎo)入液體，并構(gòu)成磁回路。
e、殼 體：儀表外包裝。
2、轉(zhuǎn)換器：即為智能二次表，其將流量信號(hào)放大處理,單片機(jī)運(yùn)算后，可顯示流量、累計(jì)量，并能輸出脈沖、模擬電流等信號(hào)，用于流體流量的計(jì)量或控制。
3、產(chǎn)品組裝形式：其分為一體型和分體型兩種形式。
a、一體型：傳感器和轉(zhuǎn)換器一體安裝。
b、分體型：傳感器和轉(zhuǎn)化器分離安裝，通過連接電纜形成流量計(jì)量系統(tǒng)。
c、為適應(yīng)不同介質(zhì)測量的要求，傳感器的襯里和電極材料可以有多種選擇。
耐酸堿液體流量計(jì)測量原理：
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明，只要管道內(nèi)流速分布為軸對(duì)稱分布，兩電極之間產(chǎn)生感生電動(dòng)勢： e=KBDv (3-36) 式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為： qv= πeD/4KB (3-37)
由上式可見，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比與其它物理參數(shù)無關(guān).這就是電磁流量計(jì)的測量原理.
需要說明的是，要使式(3—37)嚴(yán)格成立，必須使電磁流量計(jì)測量條件滿足下列假定： ①磁場是均勻分布的恒定磁場; ②被測流體的流速軸對(duì)稱分布; ③被測液體是非磁性的; ④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
技術(shù)參數(shù)
| 公稱口徑: 電極材質(zhì): 精度等級(jí): 內(nèi)襯材料: 電極形式: 介質(zhì)電導(dǎo)率: 流速范圍: 介質(zhì)溫度: 額定壓力: 連接法蘭: 法蘭材質(zhì): 外殼材質(zhì): 輸出信號(hào): 電纜接口: 防護(hù)等級(jí): 防爆等級(jí): 安裝型式: 電源電壓: 功耗: | DN10-DN2000 Mo2Ti,Hc,Hb,Ta,Pt ±0.5%,±1.0%(按口徑分) 聚四氟乙烯、氯丁橡膠、聚氨酯橡膠、耐酸橡膠 固定式、可拆卸式 正常測量不低于5μs/cm 0.2～11m/s可選 25℃～180℃ 0.25Mpa-32Mpa 按國標(biāo)GB9115-88（DIN2051，BS4504） 碳鋼、不銹鋼 碳鋼、不銹鋼 4-20mA電流、0-1kHz頻率、RS485 PG10 傳感器：IP65、IP67、IP68 Exmdib DIIBT4 一體型／分體型 185VAC-265VAC，18VDC-36VDC ≤15W |
選型表
| 型號(hào)選擇及說明 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
安裝要求：
1）、環(huán)境選擇
流量計(jì)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離具有強(qiáng)電磁場的設(shè)備，如大型電機(jī)、大型變壓器、大型變頻器等。安裝場所不應(yīng)有強(qiáng)烈震動(dòng)，管道固定牢靠，環(huán)境溫度變化不大（防止固液兩相變化）。安裝環(huán)境應(yīng)便于安裝和維護(hù)。
2）、位置選擇
流量計(jì)安裝位置必須保證管道內(nèi)始終充滿被測液體。
選擇液體流動(dòng)脈沖小的地方，應(yīng)遠(yuǎn)離泵和閥門、彎頭等局部阻力件。
測量雙相（固、液和氣、液）液體時(shí)，應(yīng)選擇不易引起相分離的地方。
被測管道內(nèi)徑或周長容易測量，并且橢圓度應(yīng)較小。
3）、直管段長度
流量計(jì)安裝管道上游側(cè)直管段長度應(yīng)大于或等于10D，下游側(cè)應(yīng)不小于5D（D為被測管道通徑）。
4）、 流量控制閥門和調(diào)節(jié)閥門
流量計(jì)的流量控制閥門應(yīng)安裝在傳感器上游側(cè)的被測管道內(nèi)，流量調(diào)節(jié)閥門應(yīng)安裝在傳感器下游側(cè) 
