石灰水管道流量计

石灰水管道流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。励磁线圈由双向方波脉冲励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时，如果具有一定电导率的流体流经测量管，将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B，测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势E（流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器。转换器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。
      石灰水管道流量计如按激磁电流方式划分，有直流激磁、交流（工频或其他频率）激磁、低频矩形波激磁和双频矩形波激磁。按输出信号连线和激磁（或电源）连线制式分类，有四线制和二线制。按转换器与传感器组装方式分类，有分离型和一体型。按流量传感器与管道连接方法分类，有法兰连接、法兰夹装连接、卫生型连接和螺纹连接。按流量传感器电极是否与被测液体接触分类，有接触型和非接触型。按流量传感器结构分类，有短管型和插入型。 按用途分类，有通用型、防爆型、卫生型、防侵水型和潜水型等
      石灰水管道流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的，电磁流量计用来测量导电液体体积流量的仪表。由于其独特的优点，电磁流量计目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；电磁流量计各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。
      石灰水管道流量计有许多优点，但若选型、安装、使用不当，将会引起误差增大，示值不稳定，甚至表体损坏。
（1）管内液体未充满由于背压不足或流量传感器安装位置不良，致使其测量管内液体未能充满，故障现象因不充满程度和流动状况有不同表现。若少量气体在水管管道中呈分层流或波状流，故障现象表现为误差增加，即流量测量值与实际值不符；若流动是气泡流或塞状流，故障现象除测量值与实际值不符外，还会因气相瞬间遮盖电极表面而出现输出晃动；若水平管道分层流动中流通截面积气相部分增大，即液体未满管程度增大，也会出现输出晃动，若液体未满管情况较严重，以致液面在电极以下，则会出现输出超满度现象。
（2）液体中含有固相液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体，可能产生的故障有；①浆液噪声；②电极表面玷污；③导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里；④衬里被磨损或被沉积物覆盖，流通截面积缩小。
      石灰水管道流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。具有其独特的优点，目前已广泛地被应用于工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；电磁流量计各种浆液流量测量，形成了独特的应用领域。是用来测量导电液体体积流量的仪表，根据法拉第电磁感应定律制成的。
      石灰水管道流量计由电磁流量传感器和转换器两部分组成。传感器安装在工业过程管道上，它的作用是将流进管道内的液体体积流量值线性地变换成感生电势信号，并通过传输线将此信号送到转换器。转换器安装在离传感器不太远的地方，它将传感器送来的流量信号进行放大，并转换成流量信号成正比的标准电信号输出，以进行显示，累积和调节控制。
石灰水管道流量计性能特点:
　　◆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转换器采用国际进的单片机（MCU）和表面贴装技术（SMT），性能可*，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。石灰水管道流量计内衬材料的选择
应根据被测介质的腐蚀性磨损性和温度来选择内衬材料

衬里材料	耐腐蚀性能	工作温度	适用范围
氯丁橡胶Ne	耐一般低浓度酸碱盐的腐蚀	-20～70℃	工业用水污水低浓度酸碱盐
聚氨酯橡胶PO	有的耐磨性能,专用于强磨损性浆液,不耐腐	-10～60℃	含固体颗粒的液体(水泥浆矿浆等)
聚全氟乙丙烯FEP	1耐热耐腐蚀性与PTFE相当 2机械强度高,抗磨损性能好 3内表光滑，不易粘附沉淀物 4有很好的耐负压,抗真空作用	-40～180℃	除砂浆等强磨损性介质外的所有流体。与PTFE一样,能用于饮料等有卫生要求的介质
聚四氟乙烯PTFE	几乎可以抵抗所有化学介质的腐蚀,抗磨损性能较差	-40～180℃	不能用于负压管道及磨损性较强的流体

石灰水管道流量计测量范围的选择

内径（mm）	10	15	20	25	32	40	50	65
Qmin（m3/h）	0.0283	0.0636	0.12	0.176	0.29	0.452	0.7	1.19
Qmax（m3/h）	4.24	9.54	16.96	26.5	43.42	67.85	106.0	179.0
内径（mm）	80	100	125	150	200	250	300	350
Qmin（m3/h）	1.8	2.82	4.41	6.36	11.3	17.6	25.4	34.6
Qmax（m3/h）	271.0	424.0	662.0	954.0	1690	2650	3810	5190
内径（mm）	400	450	500	550	600	700	800	900
Qmin（m3/h）	45.2	57.2	77.6	85.5	101.0	138.0	180.0	229.0
Qmax（m3/h）	6780	8570	10600	12800	15200	20700	27100	34300
内径（mm）	1000	1100	1200	1400	1600	1800	2000	2200
Qmin（m3/h）	282.0	342.0	407.0	554.1	732.7	916.0	1131.0	1368.4
Qmax（m3/h）	42400	51300	61000	83121	108566	137404	169635	205258

技术参数

公称通径（mm） （特殊规格可定制）	管道式四氟衬里：DN10～DN2600
	管道式橡胶衬里：DN40～DN2600
流动方向：	正，反，净流量
量程比：	1500：1
重复性误差：	测量值的±0.1%
精度等级：	管道式：0.5级，1.0级
被测介质温度：	普通橡胶衬里：－20～＋60℃
	高温橡胶衬里：－20～＋90℃
	聚四氟乙稀衬里：－30～＋100℃
	高温型四氟衬里：－20～＋180℃
额定工作压力： （高压可定制）	DN6－DN80：≤4.0MPa
	DN100－DN250：≤1.6MPa
	DN300－DN2600：≤1.0MPa
流速范围：	0.1－15m/s
电导率范围：	被测流体电导率≥5μs/cm
电流输出：	负载电阻	0～10mA：0～1.5kΩ
		4～20mA：0～750 kΩ
数字频率输出：	输出频率上限可在1～5000HZ内设定带光电隔离的晶体管集电极开路双向输出。外接电源≤35V导通时集电极Z大电流为250mA
供电电源：	AC220V或DC24V
要求直管段长度	上游≥5DN，下游≥2DN
连接方式：	流量计与配管之间均采用法兰连接，法兰连接尺寸应符合GB11988的规定
防爆等级：	mdIIBT4
防护等级：	IP65，特殊订制Z高可达IP68
环境温度：	－25～＋60℃
相对温度：	5%～95%
消耗总功率：	小于20W

 
石灰水管道流量计的基本原理
(一)测量原理
根据法拉第电磁感应定律，当一导体在磁场中运动切割磁力线时，在导体的两端即产生感生电势e，其方向由右手定则确定，其大小与磁场的磁感应强度B，导体在磁场内的长度L及导体的运动速度u成正比，如果B， L，u三者互相垂直，则
e＝Blu                          (3－35)
与此相仿．在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速u流动时，导电流体就切割磁力线．如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极(图3—17)则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间也特产生感生电动势：
e＝BD                           (3－36)
式中，  为管道截面上的平均流速．由此可得管道的体积流量为：
qv＝πDUˉ   ＝                          （3－37）
由上式可见，体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系，与磁场的磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关．这就是电磁流量计的测量原理．
需要说明的是，要使式（3—37）严格成立，必须使测量条件满足下列假定：
①磁场是均匀分布的恒定磁场；
②被测流体的流速轴对称分布；
③被测液体是非磁性的；
④被测液体的电导率均匀且各向同性。
图3－17    电磁流量计原理简图
1－磁极；2－电极；3－管道
(二)励磁方式
励磁方式即产生磁场的方式．由前述可知，为使式(3—37)严格成立，一个必须满足的条件就是要有一个均匀恒定的磁场．为此，就需要选择一种合适的励磁方式。目前，一般有三种励碰方式，即直流励磁、交流励磁和低频方波励磁．现分别予以介绍．
1．直流励磁
直流励磁方式用直流电产生磁场或采用磁铁，它能产生一个恒定的均匀磁场．这种直流励磁变送器的Z大优点是受交流电磁场干扰影响很小，因而可以忽略液体中的自感现象的影响．但是，使用直流磁场易使通过测量管道的电解质液体被极化，即电解质在电场中被电解，产生正负离子．在电场力的作用下，负离子跑向正极，正离子跑向负极．如图3—18所示．这样，将导致正负电极分别被相反极性的离子所包围，严重影响电磁流量计的正常工作．所以，直流励磁一般只用于测量非电解质液体，如液态金属等．
图3－18  直流励磁方式
2．交流励磁
目前，工业上使用的电磁流量计，大都采用工频(50Hz)电源交流励磁方式，即它的磁场是由正弦交变电流产生的，所以产生的磁场也是一个交变磁场．交变磁场变送器的主要优点是消除了电极表面的极化于扰．另外，由于磁场是交变的，所以输出信号也是交变信号，放大和转换低电平的交流信号要比直流信号容易得多．
如果交流磁场的磁感应强度为
B＝Bm sin  t                                    （3－38）
则电极上产生的感生电动势为
e＝Bm D  sin  t                                  （3－39）
被测体积流量为
qv= D                                     （3－40）
式中  Bm――磁场磁感应强度的Z大值；
――励磁电流的角频率，  ＝2  f；
t――时间；
f――电源频率．
由式(3－40)可知，当测量管内径D不变，磁感应强度Bm为一定值时，两电极上输出的感生电动势e与流量qv成正比．这就是交流磁场电磁流量变送器的基本工作原理．
值得注意的是，用交流磁场会带来一系列的电磁干扰问题．例如正交干扰．同相干扰等，这些干扰信号与有用的流量信号混杂在一起．因此，如何正确区分流量信号与干扰信号，并如何有效地YZ和排除各种干扰信号，就成为交流励磁电磁流量计研制的重要课题。
3．低频方波励磁
直流励磁方式和交流励滋方式各有优缺点，为了充分发挥它们的优点，尽量避免它们的缺点，70年代以来，人们开始采用低频方波励磁方式．它的励磁电流波形其频率通常为工频的1／4－l／10．
方波励磁电流波形
在半个周期内，磁场是恒稳的直流磁场，它具有直流励磁的特点，受电磁干扰影响很小．从整个时间过程看，方波信号又是一个交变的信号，所以它能克服直流励滋易产生的极化现象．因此，低频方波励磁是一种比较好的励磁方式，目前已在电磁流量计上广泛的应用．概括一下，电磁流量计具有如下几个优点：
①电磁流量计能避免交流磁场的正交电磁干扰；
②电磁流量计消除由分布电容引起的工频干扰；
③电磁流量计YZ交流磁场在管壁和流体内部引起的电涡流；
④电磁流量计排除直流励磁的极化现象．
石灰水管道流量计选型

型号										说明
XSLDE —	□	□	-□	□	□	□	□	□	-□
通径										10-2600mm
组合		S								一体型
电极材料			M							不锈钢
			T							Ti（钛）
			D							Ta（钽）
			H							哈氏合金
			P							Pt铂
			N							Ni镍
输出方式				0						无输出
				1						4-20mA/1-5KHz
				2						4-20mA
衬里材料					X					橡胶
					F					聚四氟乙烯
					P					聚乙烯
					J					聚氨酯橡胶
就地显示						0				无就地显示
						1				就地显示
通讯方式							0			无通讯
							1			RS485
							2			RS232
							3			Mobdus
							4			Hart
接地								0		无接地环
								1		有接地环
								2		有接地电极
上限流量									（n）	上限流量（量程）m3/h

例：选用一台就地显示型电磁流量计测量污水，用户管道为DN50，要求橡胶材料衬里，不锈钢电极，4～20mA输出，无通讯，上限流量为30m3/h。型号应为：XSLDE－50S－M1X100－30