电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当一个导体在磁场内运动时,在与磁场方向、运动方向相互垂直方向的导体两端,会产生感应电动势。
电动势的大小与导体运动速度和磁场的磁感应强度大小成正比。
技术参数
公称通径(mm):管道式四氟衬里:DN10~DN600
管道式橡胶衬里:DN40~DN1200
流动方向:正,反,净流量
量程比:150:1
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:≤1.6MPa DN100-DN250:≤1.0MPa
DN300-DN1200:≤0.6MPa
电导率范围:被测流体电导率≥5μs/cm
结构:
主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里以及转换器等部分组成。
1、磁路系统:
其作用就是产生均匀的直流或交流磁场。
直流磁路是用*磁铁来实现,具有结构比较简单,受交流磁场的干扰比较小;
但它容易使通过测量导管内的电解质液体极化,使正电极被负离子包围,负电极被正离子包围,即电极的极化现象;
并导致两电极之产蝗内阻增大,因而严重影响仪表正常工作。
当管道直径较大时,磁铁相应也很大,笨重且不经济,所以电磁流量计一般采用交变磁场,且是50HZ工频电源激励产生的。
2、测量导管:
其作用是让被测导电性液体通过。
为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路,测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成;
可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。
3、电极:
其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。
电极一般用非导磁的不锈钢制成,且被要求与衬里齐平,以便流体通过时不受阻碍。
它的安装位置宜在管道的垂直方向,以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。
4、衬里:
在测量导管的内侧及法兰密封面上,有一层完整的电绝缘衬里。
它直接接触被测液体,其作用是增加测量导管的耐腐蚀性,防止感应电势被金属测量导管管壁短路。
衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
5、转换器:
由液体流动产生的感应电势信号十分微弱,受各种干扰因素的影响很大;
转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。
其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号。
超声波流量计是通过检测流体流动对超声束(或超声脉冲)的作用以测量流量的仪表,目的是解决一些测量困难的问题。超声波流量计,集计算机和传感器技术于一身,将声学的研究成果与现代电子技术结合在一起,可以用于多种液体的测量。
噪声的来源分析
在超声波流量计测量系统中,构成噪声源物质的类型很多。如:
(1)流量计安装环境中可能存在的较大的电场和磁场干扰;
(2)靠近水泵安装时的水泵带来的接近于超声波信号的噪音;
(3)操作人员随身携带的通信系统;
(4)电源中的高次谐波;
(5)电路板上高频晶体振荡器所带来的噪声干扰。对于从外界来的噪声干扰源,主要采用降低电路对噪声的敏感度、减少噪声拾取、切断噪声耦合路径的办法解决,而对于来自于系统内部,如电路板上的噪声源,则采取信号地、数字地分离、多点接地、合理布线的方法解决。
典型的噪声路径框图如图1所示。可以看出,一个噪声问题的产生必须具备三个要素,首先,必须有噪声源;其次,必须有对噪声敏感的接收器;第三,必须有一个将噪声从源头传送到接收器的耦合路径。因而要解决噪声问题就必须从这三个方面着手解决。
超声波流量计改良措施
1、滤波
因为超声波信号的频率大致为1Mhz,由运放和电容等器件构成的有源滤波器的带宽较小,最大在几百千赫兹,在这个频率附近不易采用,而若采用专用集成的滤波电路造价又偏高,因此这里采用了简单易行的由电感和电容组成的LC 滤波器。
由L和C组成并联谐振,将谐振频率设在1.5MHz,由L1、C1 以及 L2、C2组成串联谐振,整个形成T型网路,实现了带通滤波。
除了设计信号处理中的滤波电路外,对所有进出屏蔽盒的导线都实施了滤波措施。在导线穿透屏蔽体的地方,使用了馈通电容,并且在导线和电路端的地之间又连接了一个短引脚的云母电容。
2、 屏蔽
在本次设计中采用了以铝为材料的壳体,对处于内部的仪器形成电场和磁场的保护层。众所周知,理想的屏蔽体应是一个封闭的、连续的导电壳体,没有开孔和接缝。然而实际使用中却因为要布线,很难达到真正的屏蔽。通过对屏蔽的不连续性对磁场感应电流影响的分析,这里没有采用矩形缝隙走线,而采用了在屏蔽盒多个面上开小孔的策略,并且使进出屏蔽体的导线的屏蔽层都360°连接到屏蔽盒上。这样做的好处是直接改善了系统对于电场和磁场的忍耐能力,增强了性能。
3、平衡电路
平衡电路是用于产生相同和相反信号的电路,将这些信号送入两个导线;电路的平衡特性越好,信号的散射就越小;它的噪声抑制特性也越好。
平衡电路抵消干扰信号的能力,是建立在信号波形和幅值严格对称,同、反相端电路增益严格一致的基础上的,理论上,理想的平衡放大器对感应噪声具有无穷大的抑制比,可以将干扰信号完全抵消,但在实际应用中,平衡电路由于增益误差等原因,抗干扰能力不可能达到理想值,甚至会产生一些新的失真和噪音。但即使这样,相对于单端电路只能采用加强屏蔽和进行电源滤波来降低干扰来讲,平衡电路仍不失为一种主动式、积极有效的抗干扰措施,在恶劣电磁环境、长距离传输时优势非常明显。
在孔板流量计使用阶段,其工艺管道需要多次的吹扫,就要频繁拆装孔板流量计。若是孔板尺寸是一样,稍不注意就会出现差错,调换孔板流量计就会出现正常现象。孔板流量计的上下游面装反,在安装的时候要确定管道内的介质流向以及孔板流量计的方向,不然就会导致测量值有所偏低。是因为粗心而导致,在安装孔板时,要使孔板流量计上标有“+”的面处在流向的上游侧。导压管路的主要作用是用来传递孔板流量计所产生的差压信号,导压管的敷设长度应该在3到20米之间的距离,导压管如果太短,其流量计的流量测量波动就会变大;如果太长的话,就会产生测量滞后现象。
在工业生产过程当中,大部分气体测量都是采用标准节流孔板流量计与差压变送器来配套所使用,尽管差压变送器的精度较高可以达到0.075,但是因为各方面的原因,其测量的误差也是很大的,将差压变送器所用在工业计量当中使用时,这个问题会更加的明显。所以在查找测量误差所产生的原因与所克服的办法,都是具有很重要的意义,孔板流量计主要是由导压管、孔板、差压变送器所组成的,孔板流量计的节流装置元件会将介质的流量转换成差压,差压在经过导压管路传递所送到差压变送器膜盒正负压室,正负压室的隔离膜片是通过硅油填充液将差压传递给测量的膜片,可以使测量膜片左右偏移。
孔板流量计其上下游面会受损或是孔板法兰垫片凸出管道内,在运输孔板流量计或是在施工人员在安装流量计的过程当中,会造成上下游面受损坏或是法兰垫凸出管道,会致使流量计有测量的误差。施工人员在安装孔板流量计之前应该仔细检查孔板片,若是发现孔板片上下游面受到损坏,应该及时更换。标准孔板流量计的设计是通过大量的实验所得出,它不需要实际标定就可以直接使用,孔板流量计在安装过程当中有可能会出现不规范甚至是错误的情况,从而就会导致流量计测量误差的产生。孔板流量计其前后直管段有不符合要求的,前后直管段是为了保证管道内流体的流动稳定,但是因为工艺管道上常常会有分叉、拐弯等阻力件的出现,会使流体因稳定的现象变为扰动,从而导致了其测量的误差。可以用前后直管段要求合理的设计节流装置的安装位置即可。