电磁流量计

一、电磁流量计概述
电磁流量计由传感器和转换器两部分构成。它是基于法拉第电磁感应定律工作的，用来测量电导率大于5μS/cm导电液体的体积流量，是一种测量导电介质体积流量的感应式仪表。除可测量一般导电液体的体积流量外，还可用于测量强酸强碱等强腐蚀
液体和泥浆、矿浆、纸浆等均匀的液固两相悬浮液体的体积流量。广泛应用于石油、化工、冶金、轻纺、造纸、环保、食品等工业部门及市政管理，水利建设、河流疏浚等领域的流量计量。
二、电磁流量计产品特点
·DLT-LDG型电磁流量计采用当代电磁流量计新技术制造，具有以下特点：
·测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，线性测量原理能实现高度测量；

·测量管内无阻流件，压损极小，直管段要求低；

·公称通径DN10-DN2200覆盖范围宽，衬里和电极有多种选择，能满足测量多种导电流体的要求；

·转换器采用可编程频率低频矩形波励磁，提高了流量测量的稳定性，功率损耗小、零点稳定；

·转换器采用16位嵌入式微处理器，全数字处理，运算速度快，抗干扰能力强，测量可靠，度高，流量测量范围度可达1500：1；

·高清晰度背光LCD显示，全汉字菜单操作，使用方便，操作简单，易学易懂；

·具有RS485或RS232数字通讯信号输出；

·具有电导率测量功能，可以判别传感器是否空管；具有自检与自诊断功能；

·采用SMD器件和表面安装（SMT）技术，电路可靠性高；

·可用于相应的防爆场合。
三、电磁流量计用途及适用范围
DLT-LDG系列电磁流量计，可用来测量封闭管道中导电流体的体积流量。广泛应用于石油化工、钢铁冶金、给水排水、水利灌溉、水处理、环保污水测控、造纸、医药、食品等工农业生产工艺过程中的流量测量和控制。
使用环境条件
环境温度：传感器-25℃~+60℃ 转换器-10℃~+60℃
相对湿度：5%-95%
工作条件
流体高温度 一体型：70℃
分离型：聚四氟乙烯衬里 120℃
氯丁橡胶衬里 80℃ 高温橡胶120℃
聚氨酯橡胶衬里 70℃
流体电导率：≥5us/cm
四、电磁流量计技术性指标
6.1执行标准：JB/T9248-1999
6.2高流速： 15m/s
6.3公称通径：DN3、6、10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000
6.4 度： 0.5%、0.2%
6.5 公称压力： 4.0Mpa(DN10-150)
1.6Mpa（DN200-600）
1.0Mpa(DN700-1200)
0.6Mpa（DN400-2000）
其他规格和标准可按客户要求
6.6 材料：
电极形式和材料：
电极形式可分为标准型、刮刀型、可拆卸型、带接地电极。
电极及接地电极材料有含钼不锈钢、哈氏合金B、哈氏合金C、钛、钽、铂一铱合金、不锈钢涂覆碳化物7种。
法兰材料：碳钢、不锈钢
接地环材料：不锈钢
进门保护环材料：不锈钢、碳钢。
6.7 外壳保护：
IP65：
IP68：仅分离型氯丁橡胶和聚氨酯衬里的传感器，且不包括防爆结构。
6.8 防爆标准：
DN15-DN600 一体型防爆：mdⅡBT4
DN15-DN1600 分离型防爆，传感器和转换器安装在相应的危险区：mdⅡBT4
DN15-DN1600 分离型防爆，传感器安装在相应的危险区，转换器安装在安全区：mdⅡBT4。
6.9 连接电缆：分离型电磁流量计，传感器与转换器之间用信号电缆连接，电缆长度长应小于100m，本公司随表免费提供10m电缆，不足部分需要订货。
6.10 转换器性能：
供电电源：单相交流电 85-265 V， 45-63Hz，功率小于20W；直流供电11-40VD.C
转换器显示与编程操作：4个薄膜按键可设定选择全部参数，还可利用外接手操器或PC机 （RS485、RS232）对转换器设定编程；高清晰度背光LCD显示；空管检测；自诊断功能。
数字通讯：RS485、RS232、MODBUS、REMOTE，具有防雷击保护。
输出信号：
电流输出：双向两路，全隔离0-10 mA、 4-20mA；负载电阻：0-10mA是0-1.5k欧姆，4-20mA时是0-750欧姆。
频率输出：正向和反向流量输出，输出频率上限可在1-5000Hz范围内设定。带光电隔离的晶体管集电极双向输出。外接电源不大于35V，导通时集电极大电流为250 mA。
脉冲输出：正向和反向流量输出，输出脉冲上限可达5000CP/S。脉冲当量为0.001L-1.0m3/cp。脉冲宽度自动设置为20ms或方波。带光电隔离的晶体管集电极开路输出。外接电源不大于35V，导通时集电极大电流为250 mA 。
流向指示输出：本流量计可测正反方向的流体流动流量，并可以判断出流体流动的方向。规定显示正向流量时输出+10V高电平，反向流体流动输出OV的低电平。
报警输出：两路带光电隔离的晶体管集电极开路报警输出。外接电源不大于35V，导通时集电极大电流为250 mA。报警状态：流体空管、励磁短线、流量超限。
阻尼时间：0-100s间分档可选。
五、电磁流量计选型精要
电磁流量计选型指南
1 前言
众所周知，要做到用好仪表，要选好仪表。根据测量对象、测量介质参数和工作条件选择流量计的类型、规格和安装方式，是仪表选型的重要环节。
电磁流量计是运用法拉第电磁感应定律的原理，即导电物体在磁场中作切割磁力线运动时，导体中产生感应电动势，对于同一规格的电磁流量计流量大小与感应电动势成正比。由于电磁流量计的原理和结构决定的，其具有无压力损失、适用范围广、不受介质物理特性变化影响、量程比大、精度高和维护管理方便等优点，现在使用电磁流量计的企事业单位越来越多，其应用遍布各个行业。理论上，只要被测流体具备一定的导电性（导电率大于5 μ S/cm），就可以选用电磁流量计。
2 选择要点
2.1 精度等级和功能
根据测量要求和使用场合选择仪表精度等级，做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合，应该选择精度等级高些，如1 . 0级、0 . 5 级，或者更高等级；用于过程控制的场合，根据控制要求选择不同精度等级；有些仅仅是检测一下过程流量，无需做控制和计量的场合，可以选择精度等级稍低的，如1.5 级、2.5 级，甚至4 . 0 级，这时可以选用价格低廉的插入式电磁流量计。不同型号电磁流量计的功能差别也很大，简单的就只能测量单向流量，有的只输出模拟信号；多功能的可以双向流量测量、量程切换、上下限报警、空管报警、远程通信等等。选型者应该根据不同要求确定选用具有不同功能的流量计。
2.2 测量介质流速、仪表量程与口径
测量一般的介质时，电磁流量计的满度流量可以在测量介质流速0 . 5～12m/s 范围内选用，范围比较宽。选择仪表规格（口径）不一定与工艺管道相同，应视测量流量范围是否在流速范围内确定，即当管道流速偏低，不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准确度不能时，需要缩小仪表口径，从而提高管内流速，得到满意测量结果。测量导电性良好的液体，通常大流速不超过5m/s，经济流速范围在1.5m/s～3m/s。测量低电导率的流体，则尽可能选择低流速，原因是流速提高流动噪声会增加，从而导致流量信号输出晃动现象。测量易粘附、易沉积、积垢的流体，流速不低于2 m / s ，好提高到3 ～4 m / s ，这样可以避免粘附、沉积和结垢发生。测量磨损性强的浆液，则流速应低于2 ～3m/s，从而降低对电极和衬里的磨损。通常电磁流量计测量范围在20 倍以上；当需要时，可以选用带量程自动切换功能的仪表，其测量范围超过5 0 倍，甚至1 0 0 倍。
2.3 电极材料和接地环材料
电极对测量介质的耐腐蚀性决定选择什么电极材料，同时要求电极不能出现表面效应。也就是说，电极的耐腐蚀性是选择材料的重要依据，但是有时电极材料对被测介质有很好的耐腐蚀性，却不一定是适用材料，还要看是否产生电极表面效应。
2.3.1 电极材料
电磁流量计电极的耐腐蚀性要求，不允许腐蚀，但是极低的腐蚀在工程实际应用中还是存在的。腐蚀会破坏电极与衬里的密封，从而造成介质泄漏，轻则破坏绝缘，导致仪表不能使用，重则损坏整个流量传感器。常用的电极材料及适用介质见表1 。表1 列举的是工程上常见的，需要了解更多的腐蚀介质请查《腐蚀数据与选材手册》。手册资料上的数据大部分是在实验室条件下取得的，而实际使用的流体往往含有微量杂质，甚至是多种杂质混合液，他们的腐蚀性和单一介质的腐蚀性有着显著的差别。所以在重要场合使用时，有必要现场做腐蚀性试验。
2.3.2 电极表面效应
电极表面效应分为表面化学反应、电化学和极化现象、电极的触媒作用三个方面。表面化学反应如电极表面和介质接触后，形成氧化层或钝化膜，从而增加表面接触电阻，有的甚至产生绝缘层（例如钽被氧化生成绝缘层）。电化学过程产生的干扰电势，致使电解质在两电极表面形成不同极性，即产生极化。电化学电势产生变化的随机噪声，引起仪表输出波动，有时因电化学电势突变而使得输出信号产生尖峰脉冲。被测介质在电极的触媒作用下产生化学反应。例如铂电极电磁流量计在测量双氧水时会在电极表面产生气雾，流量为零时也会产生一个波动的输出信号。
2.3.3 接地环材料
在塑料管道或者有绝缘衬里的金属管道安装电磁流量计时，在传感器的两端需要安装接地环，其耐腐蚀性要求比电极低，如果腐蚀产生，则定期更换。如果被测介质导电率较低，可用金属短管代替接地环，确保接地效果。接地环材料应与电极相同，不然的话易产生电化学的极化电势。一般选用316L 或哈氏合金，从经济上考虑较少采用钽、铂等贵重金属。金属工艺管道和介质直接接触，接地线直接和金属管道或法兰连接，所以不需要接地环。
2.4 衬里材料
常用的衬里材料有各种橡胶、氟塑料和陶瓷等。但是耐磨性差，不能用于含有固体颗粒的浆液。氯丁橡胶价格低廉，用于非腐蚀或弱腐蚀液体，如工业供水、污水和弱酸碱液。聚氨酯橡胶有良好的耐磨性，适用于含有固体颗粒的浆液，如水煤浆。氧化铝陶瓷具有的耐磨性和耐腐蚀性能，使用于有腐蚀性的、含有固体颗粒的浆液，如腐蚀性矿浆。但是陶瓷的温度变化适应性差，温度剧变会损坏。同时陶瓷极易破碎，不适用有震动场所。粘结性不好的衬里材料不得用于负压或会产生负压的管道上。常用衬里材料适应性见表2 。
2.5 介质温度、压力及安装环境
由于电磁流量计本身结构（内衬材料和线圈）决定它不可能耐太高的温度，一般上限温度1 6 0 ℃，即便这样也要区分出常温型和高温型（110～160℃），以决定仪表结构采用传感器与转换器的连接是一体式还是分体式。介质高工作温度和低工作温度都在流量计规定的温度范围内。仪表按有限的几个压力等级制造，氟塑料具有良好的耐化学腐蚀，一般公称压力0.6 MPa、1.0 MPa、1.6 MPa、4.0 MPa 等，实际选型时尽可能按压力等级选，否则需提出特殊订货。
电磁流量计和大部分转换器都是现场安装仪表，根据安装环境不同要做好电磁流量计的外保护，一般有IP65防尘防喷水级、IP67 防尘防浸水级和IP68 防尘防潜水级，通常这些防护就足可以满足通用电磁流量计要求，另外潜水型多采用分体式结构。暴露在现场环境的传感器外壳和表体连接法兰也要防护环境的侵蚀，一般选用不锈钢外壳和法兰。被测介质属于易燃易爆或者仪表安装环境属于易燃易爆场所，仪表的选型和系统设计及安装都应符合防爆规程。
2.6 介质电导率
使用电磁流量计的先决条件是被测介质（各种液体）是导电的，至少不能低于阈值（下限值），导电率低于阈值会使测量误差过大甚至不能使用。实际使用的导电率要比产品供应商提供的阈值大，因为制造厂规定的阈值是在理想的使用状态下取的，而实际上常常受一些使用条件限制，比如导电均匀性、外界电磁干扰、连接信号线等影响。
一般工业水及水溶液的电导率大于1 0 0 μ S / c m ，酸、碱、盐溶液的电导率在100 μ S/cm～90 mS/cm，低度蒸馏水在10 μ S/cm 左右，都能正常使用电磁流量计。石油及其制品和有机溶剂电导率很低，一般不能使用电磁流量计。需要注意的是，一般从理化参考书上查到的电导率是纯液时的电导率，而工程实际使用的介质成分比较复杂，加上温度影响，往往和资料上的数据不完全一致，必要时可以取样测定。同时有些纯液电导率低而不能使用电磁流量计，但是实际上使用时会有些杂质，这类杂质的存在增加了电导率，以致电磁流量计可以使用，这种例子还不少，但是需要取样测定介质的导电率。
3 安装要求和注意事项
3.1 确保传感器内液体处于满管状态
传感器可以水平、倾斜或垂直安装，但是要求测量管内充满被测流体，不能有非满管或者气泡聚集在测量管内。如需倾斜安装，应安装在流体上升段；如垂直安装，应安装在流体流向是自下而上管段。如在敞口排放的水平管道安装，应管内流体不倒空。如在两水平段有落差5 m 以上的高段水平管道安装，防止上水平段管内液体倒空，在上水平段管末端设“门型”管凸起，并在“门型”管高点设自动排气装置。
3.2 传感器内液体流场稳定无漩涡，多介质混合均匀
仪表上游、下游应有足够的直管段，一般上游长度不少于10 倍管道通径，下游长度有3 倍管道通径。如果上游侧有两个弯头或非全开式阀门（如调节阀）等形式的阻流管件，上游直管段需要更长。如果现场条件不能满足，则在上游侧安装整流器，改善流体流场无漩涡。
为了有稳定的流场，流量计不应安装在泵的入口侧，应安装在泵的出口侧，并且尽可能地离泵远些。流量计安装在两种液体混合点下方，混合点至流量计距离要足够远，一般不少于30 倍管道通径，使得测点处介质是混合均匀的。
3.3 保护衬里不被损坏
安装电磁流量计时，不能用管棒或绳索穿过测量管进行搬运、吊装，以免损坏衬里。安装F4 衬里的流量计，法兰在拧紧时注意用力均匀，否则容易压坏衬里，好使用力矩扳手。在负压管道使用流量计，衬里要粘结牢固，粘结性不好的衬里不得用于负压管道，包括泵吸入侧管道。测量管道有振动，应该在流量计两侧管道安装固定支架，必要时用软性连接隔断震源。
3.4 避免电极周围沉积杂物
测量带颗粒的液体，好采用垂直安装，这样在液体停止流动时，固体颗粒不会在测量管内沉积。测量海水、原水，在电极区域会沉积污泥或生长生物，因此要定期清洗测量管，周期一般一年一次。故在大口径流量计附近管道上设人孔，在小口径管道上设手孔，方便对测量管进行人工清洗。
3.5 设置良好接地装置
一般传感器供货时已经设计了接地电极，但是当外界电磁场干扰较大时，电磁流量计应另行设置接地装置，接地线采用截面积大于4 m m 2 的多股铜线，接地线埋入潮湿地下1m，接地电阻小于10 Ω，不能和电机或其他设备共用地线。
4 结束语
总之，电磁流量计的选用较之其他流量仪表要复杂很多，以上几个方面是电磁流量计的选择和使用的要点，其中关键的是电极和衬里材料的正确选择。如果能正确选用和正确安装电磁流量计，既可以提高其使用寿命，又能做到既经济又准确地测量液体流量。
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