电磁流量计(Eletromagnetic Flowmeters,简称EMF)是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的,用来测量导电液体体积流量的仪表。
简介
采用电磁感应原理测量介质流体流速的流量计。它在管道的两侧加一个磁场,被测介质流过管道就切割磁力线,在两个检测电极上产生感应电势,其大小正比于流体的运动速度。电磁流量计的特点是没有可动部件和凸出于流体中的零件,具有很高的可靠性,可以用于测量酸、碱、盐溶液、煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、橡胶乳、合成纤维浆和感光乳胶等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。
电磁流量计密封性能好,还可用于自来水和地下水道系统。而且测量过程不与流体接触,适于制药、生物化学和食品工业。这种流量计还可检测血液流量。它的量程比约为100:1,精度一般为1%,高精度电磁流量计可达0.1%(均方误差)。由于这种传感器必须保持管道内电阻和测量电路阻抗之间有一定比例关系,因此在制造上有一定困难。当被测介质的电导率约为10欧姆·厘米时就开始产生困难,电导率更低时就产生原理性困难。当电导率为10欧姆·厘米时,就达到导电介质和电介质之间的“分界线”,热噪声电平随内阻的增大而显著增加。
电磁流量计是高精度、高可靠和使用寿命长的流量仪表,所以在设计产品结构、选材、制定工艺、生产装配和出厂测试等过程中每一个环节我们都非常细致讲究,还自行设计了一套中国最先进的,专用于电磁流量计的生产设备和流量实流标定装置,从而在软件和硬件上都能切实保证产品长期的高质量。电磁流量计特别设计了带背光宽温的中文液晶显示器,功能齐全实用、显示直观、操作使用方便,可以减少其他电磁流量计英文菜单所带来的不便。另外我们独家设计4-6多电极结构,进一步保证了测量精度并且任何时候无需接地环,减轻了仪表体积和安装维护的麻烦。
特点
测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响,传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系,因此测量精度高。
测量管道内无阻流件,因此没有附加的压力损失;测量管道内无可动部件,因此传感器寿命极长。
由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的,是管道载面上的平均值,因此传感器所需的直管段较短,长度为5倍的管道直径。
传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触,只要合理选择电极和内衬材料,即可耐腐蚀和耐磨损。
LDE转换器采用国际最新最先进的单片机(MCU)和表面贴装技术(SMT),性能可靠,精度高,功耗低,零点稳定,参数设定方便。点击中文显示LCD,显示累积流量,瞬时流量、流速、流量百分比等。
双向测量系统,可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和优质材料,确保产品的性能在长时候内保持稳定。
技术参数
仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5级。
测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。
流速范围:0.2~8m/s。
工作压力:1.6MPa。
环境温度:-40℃~+50℃。
介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃。
橡胶材质衬里≤65℃。
防爆标志:ExmibdⅡBT4。
防爆证号:GYB01349。
外磁干扰:≤400A/m。
外壳防护:一体化型:IP65。
分离型:传感器IP68(水下5米,仅限于橡胶衬里);转换器IP65。
输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω。
通讯输出:RS485或CAN总线。
电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔。
电源电压:90~220V.AC、24±10%V.DC。
最大功耗:≤10VA。
变送器是由励磁电路、信号滤波放大电路、A/D采样电路、微处理器电路、D/A电路、变送电路等组成。
应用指南
电磁流量计的特点是没有可动部件,具有很高的可靠性,可以用于测量酸、碱、盐溶液、煤浆、矿浆、砂浆灰泥、纸浆、树脂、橡胶乳、合成纤维浆和感光乳胶等各种悬浮物、气化汽和粘性物质的流量。电磁流量计现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。电磁流量计密封性能好,还可用于自来水和地下水道系统。电磁流量计测量过程不与流体接触,适于制药、生物化学和食品工业。电磁流量计还可检测血液流量。
安装环境要求
一、传感器安装环境的选择
电磁流量传感器外壳防护等级一般是IP65(国际GB4208外壳防护等级——防尘防碰水级),其安装场所的选择请安装环境的主要要求是:
(1)传感器应安装在干燥通风的地方,避免潮湿、容易积水受淹的场所,还应尽量避免阳光直射和雨水直接淋浇。
(2)应尽可能避免安装在周围环境温度过高的地方。一体型结构的电磁流量计还受制于电子元器件环境温度,要低些。
(3)安装传感器的管道上应无较强的漏电流,应尽可能地远离有强电磁场的设备,如大机电、大变压器等,以免引起电磁场干扰。
(4)安装传感器的管道或地面不应有强烈的震动,特别是一体型仪表.
5)安装传感器的地点要考虑工作人员现场维修的空间。
二、转换器安装环境的选择
转换器作为现场指示用的现场安装仪表,它的安装场所一般应选择:
周围环境温度在-10~45℃间;
空气的相对湿度≤85%;
安装地点无强烈震动;
周围空气不含有腐蚀性气体;
转换器应尽量安装在室内。安装在室外时,还应采取防日晒雨淋的措施。
维护与保养
日常维护
仅需对仪表作周期性直观检查,检查仪表周围环境,扫除尘垢,确保不进水和其他物质,检查接线是否良好,检查仪表附近有否新装强电磁场设备或有新装电线横跨仪表。若是测量介质容易沾污电极或在测量管壁内沉淀、结垢、应定期作清垢、清洗。
故障查找
流量计开始投运或正常投运一段时间后发现仪表工作不正常,应首先检查流量计外部情况,如电源是否良好、管道是否泄露或处于非满管状态、管道内是否有气泡、信号电缆是否损坏、转换器输出信号(即后位仪表输入回路)是否开路。切记盲目拆修流量计。
传感器检查
测试设备:500MΩ绝缘电阻测试仪一台,万用表一只。
测试步骤:
(1)在管道充满介质的情况下,用万用表测量接线端子A、B与C之间的电阻值,A-C、B-C之间的阻值应大至相等。若差异在1倍以上,可能是电极出现渗漏、测量管外壁或接线盒内有冷凝水吸附。
(2)在衬里干燥情况下,用MΩ表测A-C、B-C之间的绝缘电阻(应大于200MΩ)。再用万用表测量端子A、B与测量管内二只电极的电阻(应呈短路连通状态)。若绝缘电阻很小,说明电极渗漏,应将整套流量计返厂维修。若绝缘有所下降但仍有50MΩ以上且步骤(1)的检查结果正常,则可能是测量管外壁受潮,可用热风机对外壳内部进行烘干。
(3)用万用表测量X、Y之间的电阻,若超过200Ω,则励磁线圈及其引出线可能开路或接触不良。拆下端子板检查。
(4)检查X、Y与C之间的绝缘电阻,应在200MΩ以上,若有所下降,用热风对外壳内部进行烘干处理。实际运行时,线圈绝缘性下降将导致测量误差增大、仪表输出信号不稳定。
(5)如判定传感器有故障,请与电磁流量计生产厂家联系,一般现场无法解决,需到厂家维修。
转换器检查
如判定是转换器故障,经检查外部原因没问题的情况下,请与电磁流量计生产厂家联系,厂家一般会采取更换线路板的方式解决。
维护
电极的维护
1.在使用电磁流量计之前,要先用标准的PH值溶液来标定电磁流量计。标定之后在操作之前,大家一定要注意先用蒸馏水把电磁流量计的电极清洗一遍,然后再用测液清洗再一次清洗电极。
2.如果不使用电磁流量计,要取下电磁流量计电极的时候,大家要注意不要让电极的触感器与硬物碰撞了,否则只要是出现损伤都会影响到电极的使用的。
3.使用电磁流量计结束之后,大家要把电磁流量计的电极套给套上,里面少放一些饱和溶液,只要保证电极的球泡是湿润的就可以了,但是记住不要放在蒸馏水中浸泡。
4.平常要注意电极保持干净,不要让它的两边输出出现了短路的情况,不然的话会使得测量不准确,影响电磁流量计的使用的。
其实,维护电磁流量计电极的方法还有很多,大家在使用过程中要多加注意,不要因为自己一点小小的疏忽造成了电磁流量计日后无法正常使用。
常规故障及解决方法
(一)、在测量的液体中如果含有气泡的现象,会导致测量偏差或者出现小规模的波动。
故障判别方法:当遇到测量有晃动时,应立即切断电源,此时仪表依然有显示并且显示极其不稳定就说明是由液体中含有过多的气泡造成,再使用万用表测量电极电阻会发现要比正常时高得多。
故障解决方法:1:电磁流量计应安装在液体自下而上的管道或者在管线的最低点直接采用U型管安装。2:在电磁流量计的上游安装集气包还有排气阀。
(二)、非满管现象,非满管时可以看到液体中含有气泡。
故障判别方法:和上述(一)液体有气泡的方法一样,这时电极电阻会明显的偏高,在条件允许的情况下可以到后端看看液体的排放口,如果排放出的液体明显不充满的话就应该判断电磁流量计的安装非满管。
故障解决方法:可以将电磁流量计的安装管路采用U型的方法进行安装。
(三)、电极腐蚀现象,购买普通的电磁流量计的电极正常都是不耐酸不耐碱的,很容易被腐蚀掉。
故障判别方法:在排除气泡和信号有干扰的情况下测量的显示值会产生晃动,数据传到传感器而消失。
故障解决方法:遇到此种现象需更换电极。
软件抗干扰技术
为保证电磁流量计的正常工作,保证其测量精度,其必须具备较强的抗干扰能力和容错能力,具有完善的应用程序。目前人们所研制出来的软件抗干扰技术有数字滤波技术、程控放大器技术、微处理器硬件故障自诊断技术等,在此我们均会对其进行一一的介绍。
电磁流量计的数字滤波技术,数字滤波技术是智能仪器中最常采用的技术,能够完成模拟滤波器不能完成的功能,很轻易解决脉冲干扰剔除、数字电路毛刺干扰消除、A/D转换器的抗工频能力以及输进微处理器数字的可靠性题目。
电磁流量计的程控放大器技术,程控放大器技术即解决电磁流量计量程自动转换题目,同时利用增益控制方法有效削弱微分干扰峰值使放大器过载的题目,便于流量信号电势处理,进步抗微分干扰的能力。
电磁流量计的微处理器硬件故障自诊断技术,微处理器硬件故障自诊断技术是采用软件容错设计,插入式电磁流量计极大地进步硬件系统的可靠性,从而进步整个电磁流量计的抗干扰能力。具体包括CPU自诊断,定时器诊断,中断功能诊断,RAM诊断,A/D通道诊断和校正,D/A通道诊断,数字I/O口通道的诊断等部分,涉及到插入式电磁流量计的关键部件。
上述各种抗干扰措施是解决输进、输出通道中的各种干扰,但当干扰噪声通过三总线等作用到微处理器本身,CPU将不能按正常状态执行程序,导致插入式电磁流量计整个工作混乱,为了进步微处理器自身的抗干扰能力采用硬件和软件相配合的多种抗干扰措施。多种复位方式解决失控的CPU最简单的方法,掉电保护技术,软件指令冗余措施,软件陷阱抗干扰方法也是排除插入式电磁流量计微处理器失控的有效方法。
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