産品資料

硫酸流量計

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産品名稱: 硫酸流量計
産品型號: XT-LDE
産品展商: 翔騰儀表
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簡單介紹

硫酸流量計工作原理基于法拉第電磁感應定律,通過測量導電流體在磁場中的感應電動勢來推算流體流量。硫酸流量計励磁磁场、感应电动势采集电极、信号运算放大电路以及模数转换器都容易受到工作现场的电场和磁场辐射耦合,因此电磁耦合是流量测量中*主要的干扰方式; 其次被测液体的电化学反应和泥浆干扰是流量测量的另一噪声来源。


硫酸流量計  的詳細介紹
    硫酸流量計工作原理基于法拉第電磁感應定律,通過測量導電流體在磁場中的感應電動勢來推算流體流量。硫酸流量計励磁磁场、感应电动势采集电极、信号运算放大电路以及模数转换器都容易受到工作现场的电场和磁场辐射耦合,因此电磁耦合是流量测量中*主要的干扰方式; 其次被测液体的电化学反应和泥浆干扰是流量测量的另一噪声来源。
1. 1 微分干扰产生机理及对策 硫酸流量計中噪聲的産生機理及對策
    在现行的電磁流量計设计中,低频矩形波励磁方式结合了直流励磁和交流励磁两者的优点, 成为主要励磁方式之一。在低频励磁方式下, 其干扰主要表现为: 由励磁电流突变产生的微分干扰信号[ 1] 。理想励磁磁场信号为低频矩形波, 实际上随着励磁电流变化 ( dI /dt)在磁场上产生微分干扰信号, 随着电流的稳定, 干扰信号随之消失, 因此同步采样技术可以有效抑制微分干扰信号。实际设计中, 模数转化器使用 AD 公司的 24位 Sigma Delta模数转化器 AD7714。 AD7714 可以分别采用硬件和软件方式进行采样开始时间控制, 从而实现同步采样。采用软件方式时, 当控制寄存器中FSYNC位为逻辑 1时, 模数转换器处于复位状态; 向该位写逻辑 0时, 器件开始采样输入信号。在应用中,低频励磁信号由 M SP430单片机内部定时器产生, 同时产生采样信号。如图 1所示, 采样开始时间滞后励磁信号14 个周期。
1. 2 工频串模干扰产生机理及对策
    在硫酸流量計的工作现场存在大量工频信号, 叠加在励磁回路、 电极、 前端放大器的工频干扰噪声对流量的准确测量造成极大影响。其中辐射耦合到励磁回路的工频辐射磁场 (包括其谐波 )造成励磁磁场波动,影响流量测量。


    当流体流速较小时, 工频干扰信号与有效流量信号在同一数量级, 严重影响测量结果。已知工频耦合噪声基波频率为 50 Hz , 因此可以采用模拟或数字滤波器使滤波器带宽限制在 50 Hz以内以抑制噪声。在实际应用中使用 Sigma Delta模数转换器 AD7714内部包含的数字滤波模块, 数字滤波器相对模拟滤波器除具有灵活性高、参数设置方便等特点之外,还可以降低 A /D 转换期间引入的噪声。AD7714数字滤波器为 ( sinx /x )3低通滤波器, 其在频域的传递函数为:


式中: fs为采样频率; AD7714采样频率为 1912 kHz ; N为滤波采样个数; f 为数字滤波器响应频率。通过设定滤波采样个数可以改变数字滤波器的截止频率和一次陷波频率。在本设计中综合考虑模数转换速度和去除噪声性能, 设置 N 值使滤波器截止频率为 50 Hz, 滤波器频域响应如图 2所示, 滤波器对工频 50 Hz及其偶次谐波有很好的抑制作用。


    除使用数字滤波器外, 在 A /D输入端设置 RC模拟低通滤波器还可以带来其他作用。在实际测量观察到的流量信号中存在尖脉冲噪声, 可能使模数转换器饱和, 导致数字滤波器失效, 使用模拟滤波器可以提前剔除这些信号。
1. 3 共模干扰、 串扰产生机理及对策
    共模干扰的产生主要是由于电磁屏蔽缺陷、接地不佳、杂散电容等引起返回电流不平衡。共模干扰可能导致电路某些参考电位变化, 是造成電磁流量計零点漂移的原因之一; 同时共模信号产生很高的辐射电场使电路的电磁兼容性恶化。串扰是由于印刷电路板设计电磁兼容性考虑不足造成信号质量下降, 特别是高速走线和模拟电路易受到影响。对由共模干扰信号导致的参考电位变化, 应用中流量电压采用差分形式, 通过双绞线送入放大器, 前端放大器选用高共模抑制比、 低漂移、 高输入阻抗的运放, 可以有效抑制共模干扰。
    此外, 電磁流量計电路板设计符合电磁兼容性要求降低串扰对信号的影响: 使用满足功能要求的速率尽可能低的逻辑器件。选用在逻辑状态变换过程中输入电流消耗更小的元件。尽可能选择表面封装的元器件。合理安排元件布局, 模拟与数字部分隔离,防止数字信号影响模拟信号。适当配置去耦电容, 选择合适的电容容量, 去耦电容尽量靠近元器件。对于敏感信号回路, 如时钟信号、模拟输入信号严格控制回路面积。铺设地平面提供低阻抗信号回路, 加强屏蔽效果。
1. 4 其他干扰对策
    电化学极化电动势干扰是被测液体中电解质在感应电场作用下在电极表面极化产生的, 是電磁流量計零点漂移的主要原因之一。采用交流励磁方式可以有效地减小极化电动势, 此外在应用中微处理器运算时将两次流量电压采样值相减, 这样不但可以减小极化电动势, 而且可以补偿由共模干扰带来的零点漂移。
    泥浆干扰是在测量泥浆、纤维浆等固液两相特性液体时, 固体颗粒或者气泡与电极发生摩擦, 在电极表面的电化学电动势突然变化, 電磁流量計傳感器輸出信號输出尖峰脉冲状干扰。在低频励磁情况下, 泥浆干扰产生的尖脉冲数量级大, 极大地影响流量的准确测量,在实际设计中,采用多种信号处理混合方式抑制噪声,信号处理原理如图 3所示。


    流量計正常运行时,尖峰脉冲噪声出现的概率小,被测液体流速不会在短时间内变化,基于以上特性,对流量信号进行限幅滤波处理: 当前输入信号相对上周期输入信号超出噪声容限范围, 该信号被认为是噪声信号,不再进一步计算。滑动平均滤波是处理流量信号经常采用的信号处理办法,可以有效降低采样误差; 滑动平均滤波函数的脉冲响应时间是受滑动窗口数控制的, 如果能动态调整窗口数目,那么响应速度就会大大提高;在应用中使用改进的滑动平均滤波函数,通过响应时间控制器控制滑动窗口数,当响应时间超过设定值时,将窗口数设置为1,使輸出信號迅速变化,获得较好的动态性能。
硫酸流量計特點:
1、測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響;
2、測量管內無阻礙流動部件,無壓損,直管段要求較低;
3、系列公稱通徑DN6~DN3000。傳感器襯裏和電極材料有多種選擇;
4、轉換器采用新穎勵磁方式,功耗低、零點穩定、**度高。流量範圍度可達1500:1;
5、轉換器可與傳感器組成一體型或分離型;
6、轉換器采用16位高性能微處理器,2x16LCD顯示,參數設定方便,編程可靠;
7、電磁流量計为双向测量系统,内装三个积算器:正向总量、反向总量及差值总量;可显示.庄、反流量,并具有多种输出:电流、脉冲、数字通讯、HART;
8、轉換器采用表面安裝技術(SMT),具有自檢和自診斷功能;
硫酸流量計襯裏選擇

硫酸流量計電極選擇

硫酸流量計工作原理
電磁流量計的测量原理是基于法拉第电磁感应定律(如下图):导电液体在磁场中作切割磁力线运动时,导体中产生感应电势;

         测量流量时,导电性液体以速度V流过垂直于流动方向的磁场,导电性液体的流动感应出一个与平均流速成正比的电压,其感应电压信号通过二个或二个以上与液体 直接接触的电极捡出,并通过电缆送至转换器通过智能化处理,然后LCD显示或转换成标准信号4~20ma和0-1khz输出。
  量程范围确认
        一般工业用電磁流量計被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,*低流速应不小于0.2m/s,*高应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
       在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量計口徑D大小,其值由下式计算:                         
                                               Q=πD?V/4   
                          Q:流量(㎡/h)  D:管道内径   V:流速(m/h)

      電磁流量計的量程Q应大于预计的*大流量值,而正常的流量值以稍大于流量計满量程刻度的50%为宜。


 

XT-LDE系列硫酸流量計的結構:
一台完整的電磁流量計通常由六大部分組成(見圖1):
1、磁路系統:
用于产生磁场,通常有直流或交流磁场之分。一般電磁流量計都选择50HZ工频电源激励产生的交变磁场。
2、測量導管:
其作用是讓被測液體通過。爲了使磁力線通過測量導管時磁通量被分流或短路,測量導管必須采用不導磁、低導電率、低導熱率和具有一定機械強度的材料制成,可選用不導磁的不鏽鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等。
3、電極:
用于引出和被測量成正比的感應電勢信號。電極一般用非導磁的不鏽鋼制成,且被要求與襯裏齊平,以便流體通過時不受阻礙。它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以防止沈澱物堆積在其上面而影響測量精度。
4、外殼:
一般由鐵磁材料制成,是分配制度勵磁線圈的外罩,並隔離外磁場的幹擾。
5、內襯:
在測量導管的內側及法蘭密封面上,有一層完整的電絕緣襯裏。它直接接觸被測液體,其作用是增加測量導管的耐腐蝕性,防止感應電勢被金屬測量導管管壁短路。襯裏材料一般爲耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
6、轉換器:
由液體流動産生的感應電勢信號十分微弱,受各種幹擾因素的影響很大,轉換器的作用就是將感應電勢信號放大並轉換成統一的標准信號並抑制主要的幹擾信號。其任務是把電極檢測到的感應電勢信號Ex經放大轉換成統一的標准直流信號。

 

硫酸流量計主要技術參數:

執行標准

JB/T 9248—1999

公稱通徑

15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000

*高流速

15m/s

**度

DNl5~DN600

示值的:±0.35%(流速≥1m/s);±3mm/s(流速<0.99m/s)

DN700—DN3000

示值的±0.53%(流速≥0.83m/S);±4mm/s(流速<0.83m/S)

流體電導率

≥5uS/cm

公稱壓力

4.0MPa

1.6MPa

1.0MPa

0.6MPa

6.3、10MPa

DNl5~DN150

DNl5~DN600

DN200~DN1000

DN700~DN3000

特殊訂貨

環境溫度

傳感器

—25℃—十60℃

轉換器及一體型

—10℃—十60℃

襯裏材料

聚四氟乙烯、聚氯丁橡膠、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46)、加網PFA

*高流體溫度

—體型

70℃

分離型

聚氯丁橡膠襯裏

80℃;120℃(訂貨時注明)

聚氨酯襯裏

80℃

聚四氟乙烯襯裏

100℃;150℃(訂貨時注明)

聚全氟乙丙烯(F46)

加網PFA

信號電極和接地電極材料

不鏽鋼0Crl38Nil2M02Ti、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、鉑/銥合金、不鏽鋼塗覆碳化鎢

電極刮刀機構

DN300—DN3000

連接法蘭材料

碳鋼

接地法蘭材料

不鏽鋼1Crl8Ni9Ti

進口保護法蘭材料

DN65—DNl50

不鏽鋼1Crl8Ni9Ti

DN200~DNl600

碳鋼十不鏽鋼1Crl8Ni9Ti

外殼防護

DNl5~DN3000分離型橡胶或聚氨酯襯裏傳感器

IP65或IP68

其他傳感器、——體型流量計和分離型转换器

IP65

间距(分離型)

转换器距离傳感器一般不超过100m

XT-LDE系列硫酸流量計流量範圍:

口徑mm

流量範圍m3/h

口徑mm

流量範圍m3/h

φ15

0.061~6.361

φ450

57.231~5722.651

φ20

0.111~11.31

φ500

70.651~7065.001

φ25

0.181~17.661

φ600

101.741~10173.61

φ40

0.451~45.221

φ700

138.471~13847.41

φ50

0.711~70.651

φ800

180.861~18086.41

φ65

1.191~119.41

φ900

228.911~22890.61

φ80

1.811~180.861

φ1000

406.941~40694.41

φ100

2.831~282.601

φ1200

553.901~55389.61

φ150

6.361~635.851

φ1600

723.461~72345.61

φ200

11.31~1130.41

φ1800

915.621~91562.41

φ250

17.661~176.251

φ2000

1130.41~113040.001

φ300

25.431~2543.401

φ2200

1367.781~136778.41

φ350

34.621~3461.851

φ2400

1627.781~162777.61

φ400

45.221~4521.61

φ2600

1910.381~191037.61

硫酸流量計選型:
型號

口徑

 

XT-LDE

15~2600

 

 

代號

安裝形式

 

Y

一體式

F

分體式

 

代號

转换器型號

ZA

圓形

ZB

方形

 

代號

輸出信號

I.4

4~20mA

f

频率 1KHz

Rs

串行通訊(485)

C

控制輸出

 

 代號

防爆要求

 N

無防爆

EX

防爆(仅适用于分體式)

 

代號

介質溫度

T1

≤65℃

T2

≤120℃

T3

≤180℃(仅适用于分體式)

 

代號

內襯材質

NE

氯丁橡膠(≤65℃)

PTFE

聚四氟乙烯(≤189℃)

PVC

聚氯乙烯(≤70℃)

 

代號

電極材質

316L

不鏽鋼

HC

哈氏合金C

HB

哈氏合金B

Ti

Ta

 

 

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