德国VSEARG800-GV110N/X流量计工厂同时我们还经营:金属管浮子流量计与恒流阀组成的吹扫设备原理,如图1所示,以恒定人口压力为例: 弹性膜片受到向上的作用力为: P2A+P1a(1) 弹性膜片受到向下的作用力为: P3A+P2a+F(2) 在压力平衡状态时,即式(1)=式(2)时: P2A+P1a=P3A+P2a+F(3) 作为压力调节器膜片的压差P2-P3,我们可以得到: P2-P3=F/A-(a/A)(P1-P2)(4) 由于a<A,所以(a/A)(P1-P2)可以忽略不计,由于F和A都时恒定值,所以: C(恒定值)=P2-P3 当金属管浮子流量计测量介质是不可压缩的液体时,RE压力调节器可以适用于出口压力变化。对于式(4),由于P是恒 定的,P3是变化的,因此,P3变为:P3+△P,P2变为: P2+△P,所以: C(恒定值)=P2-P3为促使电磁流量计实际使用寿命增加,把故障实际发生率把控至最低范围,务必强化对电池流量计日常维护管理。一是,变送装置管内壁部位,需定期清理好结垢层,对绝缘衬里优良绝缘性起到良好保障作用;二是,生产运行期间,定期检查仪表,属于保证后续湿气与水下运动关键,特别是检查接线口好仪表端盖处密封性,以去吧仪表内部不会进入水与湿气;为确保仪表有极高的密封性,应时刻在壳体盖螺纹位置涂好润滑黄油,且需防止因碰撞而受损;三是,流量计实际运行期间,仪表零点务必要定期标定好,确保电磁流量计可实现有效接地;四是,电磁流量计实际使用部门应当为每个技术人员建立起短期与长期的培训计划,设定出具体的培训内容与要求,要根据相关技术人员的实际技能情况,制定有针对性的培训计划。从而促进仪表技术人员对电磁流量计实际期间故障问题的实时检查分析及排除能力,强化对电磁流量计日常的维修处理,以确保更好地使用电磁流量计。1、根据工艺设计资料和实际情况确认使用流量范围,在计算基础上确定流量计的口径。若涡街流量计选型过大,管道内介质的流速低于流量计工作的下限值,就会产生小流量时输出信号不稳定,大流量时输出信号稳定。2、流量计附近有大功率的电机或强电场时,容易引起干扰信号,有可能管道内无介质流通,但仅表有流量显示。动力线同流量计信号输出线并排走向靠近时,有可能使流量计输出信号偏小。管道内有正常流量,但传感器输出频率偏小很多。33流量计应单独接地,若接地不良,或管道振动.大,而引入干扰信号就会产生管道内无流量,但传感器有输出信号。3、流量计应单独接地,若接地不良,或管道振动.大,而引入干扰信号就会产生管道内无流量,但传感器有输出信号。4、流量计调节阀门应装在流量计下游,若阀门装在流量计上游,在小流量时产生射流,会引起流量值的偏差和稳定性。5、介质温度小于150℃时选一体型,高于150℃时或环境温度、温度都比较高时,应选用分体型。6、涡街流量计投用前,对管道应进行清洗,以冲掉管道内的铁锈、焊渣等杂物,防止击坏仪表。电磁流量计有着广泛应用,但是电磁流量计在使用过程中有很多因素会影响电磁流量计的测量结果不准确。结合实践经验,本文将导致电磁流量计产生故障的原因概括为:管内液体未充满、液体中含有固相、因材质与被测介质不匹配而引发的故障、因人为因素造成的故障等。1.管内液体未充满 管内液体未充满是导致电磁流量计产生误差的重要原因。导致管内液体未充满的原因有多种,比较常见的是背压不足或流量传感器安装位置不良,同时,管内液体未充满程度不同,其故障表现也有所不同,具体言之,若只有少量气体在水管管道中呈分层流或波状流,则故障现象表现为误差增加,即流量测量值与实际值不符;若流动状态呈现为气泡流或塞状流,除测量值与实际值不符外,还会因气相瞬间遮盖电表面而出现输出晃动等。因此,多种误差表现均指向管内液体未充满,在实践过程中,要正确辨别不同现象,理清其产生的实质原因。2.液体中含有固相 液体中含有固相,即:液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体,液体中一旦含有固相便会导致多种故障产生:浆液噪声;电极表面玷污;导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里;衬里被磨损或被沉积物覆盖,流通截面积缩小等。3.因材质与被测介质不匹配而引发的故障 因材质与被测介质不匹配而引发故障的电磁流量计与介质接触的零部件有电与接地环,匹配失当除耐腐蚀问题外,主要是电表面效应。德国VSEARG800-GV110N/X流量计工厂使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值(即下限值)。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用,通用型电磁流量计的阈值在10-4~(5×10-6)S/cm之间,视型号而异。一般电导率阈值为5×10-6S/cm=5μS /cm。 工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm,酸、碱、盐液的电导率在10-4~10-1S/cm之间,使用不存在问题, 低度蒸馏水为10-5S/cm 也不存在问题。石油制品和有机溶剂电导率过低就不能使用。表1列出若干液体的电导率。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低,认为不能使用,然而电磁流量计实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例,这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液,资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的,实际使用的水溶液可能用工业用水配比,电导率将比查得的要高,也有利于流量测量。电磁流量计施工安装注意事项1)满管要求: 测量液体时为保证测量精确,电磁流量计的管道必须充满液体.流体应该向上流动,当流体向下流动时,下流段的管道高于流量计.2)避免产生气泡: 若为二相流(含气体和液体),则会影响测量精度.要使流体中不含气泡,阀门应该安装在流量计下游.3)电磁流量计不能测量混相流体、分层流体、有气泡的流体,否则测量无法精准.该项目为被测介质为上游企业污水,不存在这个问题.4)电磁流量计对直管段长度有明确要求(D为流量计内径).对于90°弯头、T行三通、异径管、全开阀门等流体阻力件,离电磁流量计的电极中轴线至少5D直管段;对于不同开度阀门(比如调节阀),则上游侧直管段长度需要10D;一般传感器下游的直管段只需要3D即可.5)电磁流量计测量不同介质的混合液体时,混合点与流量计的距离至少要大于30D.6)电磁流量计安装可以水平、垂直和倾斜安装在管道上,测量流体方向与流量计上标识方向一致.水平安装时,电磁流量计的电极必须水平,法兰面与工艺管道轴线相垂直,垂直度允许偏差1°.7)电磁流量计安装时应该避免负压的产生,因此电磁流量计传感器的测量管道必须充满液体,必须有一定的背压.电磁流量计不应该安装在泵的进口,而应该安装在泵的出口后面.8)电磁流量计如果必须倾斜安装时,必须安装在流体上升管道,在开口排放的管道安装时,必须安装在管道的较低处.如图:1-入口 2-溢流口 3-入口 4–清洗口 5-流量计 6-短管 7-出口 8-排污口 9-排污阀1.一般要求:●供电电缆与电磁流量计信号电缆分开铺设,电缆槽分开,穿线管分开.●电缆进入一次表采用挠性防爆软管或者波纹管进行保护.护线帽和密封接头要拧紧,必要时加防水胶带做二次保护.穿线管检查是否有毛刺,如果穿线管较粗,则采用防火胶泥进行封堵.●电缆在入口处留出U型弯,同时穿线管出线口要低于表头,防止雨水进入表头.●动力电缆如果为单股铜芯则可以不用压线鼻子,但是必须标识零线,火线及接地线及来线位置.●信号电缆一般为多芯软线,必须压线鼻子或者涮锡,同时标识位号及来线位置.在系统侧电缆留有一定余量,屏蔽层在系统侧单侧接地.●无论供电电缆还是信号电缆,在接线前必须进行校线.●现场一次表入水口及出水口双侧接地.接地线采用绿,黄双色线,确保接地牢靠,同时接地极为等电位.2.详细接线说明: 电磁流量计接线一般有以下几种信号:供电接线,4~20mA信号输出,上限报警输出,下限报警输出,通讯信号等●电磁流量计一般采用220V交流供电或者24V直流供电.本项目污水流量计采用220V交流供电.●该电磁流量计为四线制,自控系统卡件接收4~20mA信号按照四线制方式连接.●上,下限报警输出均为二次表内集电极开路输出,为无源输出,自控系统DI卡输出24V.实际设计时报警信号不接入自控系统,在自控系统内对瞬时流量设置高,低限报警值.●通讯信号一般采用485通讯.采用两线制带屏蔽通讯专用电缆.●如果采用脉冲信号,则需要自控系统提供脉冲卡件.本项目从成本角度考虑采用4~20mA信号.电磁流量计有着广泛应用,但是电磁流量计在使用过程中有很多因素会影响电磁流量计的测量结果不准确。结合实践经验,本文将导致电磁流量计产生故障的原因概括为:管内液体未充满、液体中含有固相、因材质与被测介质不匹配而引发的故障、因人为因素造成的故障等。1.管内液体未充满 管内液体未充满是导致电磁流量计产生误差的重要原因。导致管内液体未充满的原因有多种,比较常见的是背压不足或流量传感器安装位置不良,同时,管内液体未充满程度不同,其故障表现也有所不同,具体言之,若只有少量气体在水管管道中呈分层流或波状流,则故障现象表现为误差增加,即流量测量值与实际值不符;若流动状态呈现为气泡流或塞状流,除测量值与实际值不符外,还会因气相瞬间遮盖电表面而出现输出晃动等。因此,多种误差表现均指向管内液体未充满,在实践过程中,要正确辨别不同现象,理清其产生的实质原因。2.液体中含有固相 液体中含有固相,即:液体中含有粉状、颗粒或纤维等固体,液体中一旦含有固相便会导致多种故障产生:浆液噪声;电极表面玷污;导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极或衬里;衬里被磨损或被沉积物覆盖,流通截面积缩小等。3.因材质与被测介质不匹配而引发的故障 因材质与被测介质不匹配而引发故障的电磁流量计与介质接触的零部件有电与接地环,匹配失当除耐腐蚀问题外,主要是电表面效应。 高流速时,电磁流量计中的流体为湍流,且雷诺数越大,流体小尺寸结构越小。但流体整体向前的流速不会因为湍流而减小,这样的情况下可知电磁流量计流体中的非导电物体的尺寸更小。当含水率不变,非导电物体物质半径变小后对电磁流量计的整体流速分布不变、对流量计的磁场分布影响较小。根据式(1)可知,电磁流量计中非导电物质的半径大小对流量计的权重函数是有影响的。 当电磁流量计中心横截面内含有M(M=0,1,2.,-.)个油泡时传感器的权重函数分布情况,本文算例设定M=3权重函数分布情况计算方式。图1为电磁流量计传感器截面内存在3个球形油泡时的结构模型图。其中,x轴与y轴与图1描述--致,图1中只显示了测量区域部分,测量区域流体中存在3个油泡。y正半轴、负半轴与管壁的交点是流量计的电极位置。 图1中3个油泡相互不重叠,此时传感器内部感应电势仍满足Laplace方程。为了对该问题进行求解,需建立2种坐标系,一种是以传感器中心为原点建立的二维直角坐标系(x,y),另一种是以各个油泡中心为原点建立的M个二维极坐标系(ri,θi)。首先在二维直角坐标系下对该问题进行求解(本例M=3),求解感应电势方程时需借用一个辅助的格林函数G,G满足Laplace方程且边界条件 式中,R为电磁流量计半径的长度值;მG/an为电势在半径方向上的导数;δ(θ)为电势G在流量计管壁处所满足的条件,其值仅在电极表面处不为0。当流体中存在油泡时,G表达式为 式中,R为测量管的半径;x与y分别表示测量区域中的位置。 当电磁流量计流体中存在3个油泡时,G=G+G1+G2+G3图2显示了流量计流体截面中存在3个不重叠的油泡时,流量计截面内部权重函数wy分布图;从式(2)以及仿真图中可以发现油泡所在位置权重函数值是0。当然,存在多个油泡分布在不同位置流体中时权重函数分布情况也可以用上述方法计算。 仿真实验中,设定不同大小的非导电物质对电磁流量计权重函数进行仿真,如图3所示为不同大小非导电物质对电磁流量计权重函数的影响。图3中左边的分别为权重函数分布图,右边分别为权重函数等势图,其中R单位为cm。从图3中可见,当电磁流量计中的非导电物质半径越来越小,对电磁流量计的权重函数的影响就越小。 为了更清楚地揭示电磁流量计的权重函数与流量计中非导电物质半径之间的关系,定义c为非导电物质对流量计权重函数的影响的评价指标式中,Wxy为含有油泡等非导电物质时电磁流量计在测量区域坐标(x,y)的权重函数;Wxy0为电磁流量计不含非导电物质时测量区域坐标(x,y)的权重函数;A为权重函数区域(测量区域)。 图4为不同大小非导电物质对流量计权重函数的影响分析图。图4中横轴为非导电物质半径,纵轴为权重函数的影响因子c。从仿真结果可以看出流体中的非导电物质半径较小时,对电磁流量计的权重函数影响越小。在本例中,当流体中非导电物质小于0.02R时,对电磁流量计的权重函数分布几乎没有影响。1.被测介质电导率 电磁流量计测量的流体必须是导电的,一般只要电导率超过阈值,即使变化也不影响测量值,但低于阈值将会增大测量误差;通常要求液体电导率不小于5μS/cm,去离子水电导率不小于20μS/cm。2.被测介质温度 电磁流量计一般只能用于工艺介质温度不高于180℃的场合。选型时,要根据被测工艺介质的温度范围,选择测量管内衬材料及传感器线圈的漆包线的耐温等级。常用测量管衬里材料有聚四氟乙烯(PTFE),适用温度范围-40~+180℃;氯丁橡胶(Neoprene),适用温度<65℃;聚氨酯橡胶(Polyurethane),适用温度<65℃;3.当被测液体为酸、碱、盐等高腐蚀性介质时 因为电磁流量计仅测量管衬里和电极与被测介质接触,所以只要选好这两者的材质即可。耐酸、碱等强腐蚀性介质的衬里常选用聚四氟乙烯(PTFE),耐磨损类如矿浆、结晶类介质的衬里可选用聚氨酯橡胶(Polyurethane)。对于电极材质的选,择,一般可查有关防腐蚀手册[2],对于混酸等成份复杂的介质,应做挂片试验。4.当被测液体为脏污流(两相,浆液等)介质时(1)当介质含有固体颗粒时,水平安装易使下半部内衬及电极磨损严重,这时选用垂直安装较好;衬里要选用高耐磨性材料,如陶瓷或聚氨酯橡胶;电极则采取--些结构措施以防磨损漏液。(2)测量会在管壁附着和沉淀的物质的流体时,应注意电极的污染。可选用刮刀式、可更换式。管壁的附着则可用提高流速以起到自清洗作用,或采取比较方便易清洗管道的连接方法。(3)含有非磁性颗粒或纤维的固液两相流时,如浆液擦过电极表面会产生尖峰噪声,使信号不稳,可选用市电交流激磁或双频激磁仪表。5.工艺介质的流速 仪表口径是根据管道内平均流速而定的,通常选用与管道相同的口径或略小些。一般工业输水管道经济流速为1.5~3m/s,易粘附沉积结垢物质则提高到3~4m/'s或更高,矿浆等磨蚀性强的为2~3m/s。电磁流量计的液体流速范围可在1~10m/s之间选用。原理上,上限流速并没有限制,满度流量的流速下限一般为1m/s,有些产品为0.5m/s,低于此流速,从测量准确度出发应改用小管径,以异径管连接到管道。但加装异径管要注意压力损失的问题。图1为流量计口径、流速与流量关系的曲线图,计算仪表口径时可参照。6.大口径时电磁流量计的选择 电磁流量计按安装形式可分为管道式和探头式。一般优先选用管道式电磁流量计;当工艺管径较大且考虑设备费用时,或安装时不允许管道停流的情况下,可选用探头式电磁流量计(精度可达0.5级)。(1)探头式可装配球阀,可在管道不停流情况下拆、装,利于仪表的在线安装和维护。(2)探头插入深度只需很短,对管道阻力小。--般在直管段足够长时,采用平均流速点测量法,这种方法的测量精度基.本不受雷诺系数变化的影响,探头的插人深度仅为R=0.121D;当直管段较短时,一般采用中心流速点测量法,插入深度R=0.5D(其中D为管道直径)。7.工艺管道材质 若连接仪表的管道是(相对于被测介质)金属导电性的,不需要接电环,若是绝缘性的,则要用接地环,可用普通型,它的材质应与被测介质的腐蚀性相适应。若被测介质是磨损性的,则宜选用带颈接地环,以保护进、出口端的衬里,延长使用寿命。8.安装仪表的工艺管道段的敷设位置 电磁流量计的安装形式可分为三种:一体型、分离型和潜水分离型(IP68)。一般情况选用一体型,它将流量计的传感部分和转换部分(表头)装于一体,便于安装使用;当管道敷设的位置较高不便观察或安装在环境差的场合,可采用分离型,分离长度一般不超过30m;当传感器需要安装在井下、水下的被测现场管道上时,需要选用潜水分离型。德国VSEARG800-GV110N/X流量计工厂电磁流量计传感器的接地 为了使电磁流量计可靠的工作,提高测量精度,不受外界寄生电势的干扰,传感器应有良好的单独接地线,接地电阻<10Ω.在连接传感器的管道内若涂有绝缘层或是非金属管道时,传感器两侧还应加装接地环.a、在金属管道上的接地方式:金属管道内避没有绝缘层,按下图接地.b、 在塑料管道上或有绝缘层、油漆管道上的接地方式:电磁流量计传感器上的两端面应加装接地环,使管内流动的被测介质与大地短接,具有零电位.否则,电磁流量计无法正常工作.使用电磁流量计的前提是被测液体必须是导电的,不能低于阈值(即下限值)。电导率低于阈值会产生测量误差直至不能使用,通用型电磁流量计的阈值在10-4~(5×10-6)S/cm之间,视型号而异。一般电导率阈值为5×10-6S/cm=5μS /cm。 工业用水及其水溶液的电导率大于10-4S/cm,酸、碱、盐液的电导率在10-4~10-1S/cm之间,使用不存在问题, 低度蒸馏水为10-5S/cm 也不存在问题。石油制品和有机溶剂电导率过低就不能使用。表1列出若干液体的电导率。从资料上查到有些纯液或水溶液电导率较低,认为不能使用,然而电磁流量计实际工作中会遇到因含有杂质而能使用的实例,这类杂质对增加电导率有利。对于水溶液,资料中的电导率是用纯水配比在实验室测得的,实际使用的水溶液可能用工业用水配比,电导率将比查得的要高,也有利于流量测量。电磁流量计是灌浆过程的主要工艺流程,为在施工中进行有效的控制,需对施工过程中的水和水泥浆液进行计量和控制。 钻孔、洗孔:灌浆施工首先要在岩层中自上而下分段进.行钻孔,待单孔终孔,用大量清水洗孔,至回水变清,无流量测量点,故不展开讨论。 简易压水试验:洗孔结束,下孔口管,密封孔口,以设计要求的压力向孔内送水,测定其相应的流量值,并据此计算岩体的透水率。计算结果关系到岩体渗透特性的评价以及灌浆成果资料整理。这一-测量点是十分重要和敏感的,准确是首要指标,水有一-定的电导率,满足电磁流量计的测量要求,需要重点考虑的是电磁流量计的口径,因为压水试验和灌浆用的是相同的电磁流量计. 灌浆:压水试验后,灌浆泵将一定水灰比(比如3:1,2:1,1:1,0.81,0.5:1)的水泥浆液压送到孔中,--部分进入裂隙而扩散,余下的浆液经回浆管返出孔外,流回到浆液搅拌机中,在规定的压力下,当注入率不大于0.4L/min时,继续灌注30min;或不大于1L/min,继续灌注60min,灌浆可以结束。每台钻孔设备都需要两台电磁流量计分别记录进、返浆流量,灌浆量就等于进浆量减去返浆量,现场管线与电磁流量计安装布置见图3。 由于现场灌浆泵泵量多为6m³/h(100L/min),故电磁流量计的量程选为100L/min,由电磁流量计的测量原理可知[4],其流速的下限由.同噪声或偏移的信噪比S/N(信号与噪声)来决定,上限则由测量管内衬里的磨损和配管的经济速度等来决定印。由于水泥浆液中带有水泥固体颗粒,考虑到对电磁流量计衬里和电极的磨损,选用流速≤5m/s,另一方面水泥浆液又具有易粘附、沉淀、结垢的特性,故电磁流量计测量管内的流速应不低于0.5m/s,以起到对电极和内衬的自清扫作用。一般当测量管内实际流速<0.1m/s时,感应电动势已变得十分微弱(零点几μV~几μV),此时噪声.的影响逐步变为主导,甚至淹没信号电动势4],由流速与相对误差的关系图(图4)可知,为了保证仪表的检测精度,流速应大于0.5m/s.故推荐使用流速范围为0.5~5m/s. 灌浆施工时吸浆量大小一般在0~100L/min,进、返浆,上电磁流量计相应的流量范围为30~100L/min,从流量、流速与口径三者关系表(表1)可知:电磁流量计口径选择DN25比较合适。DN25的测量范围是14.72~147.18L/min,同时DN25和现场灌浆管道口径一致,配套安装时,不需要变径。同时电磁流量计的时间常数也应该设置小一些,一般在1~3s,以提高测量的灵敏度。 封孔:待灌浆结束后,按照施工技术要求压浆封孔,无流量测量点,故不展开讨论。由金属管浮子流量计的工作原理我们知道:流体的流量与浮子在锥管中的高度有关,因此要实现对流量的测量,实际上取决于对浮子位置的测量。 本设计中采用美国公司生产的非接触式角位移磁阻传感器HMC1501代替传统的接触式角度传感器,HMC1501可以测量从磁铁发出的磁场的方向角。 设计中将一条形磁铁置于磁阻传感器上方,令磁阻传感器与锥管间距离为L,传感器距锥管底部高度为H,如图2.3所示。 当浮子位于高度H处时,小磁铁的转角为0。当流量变化时,浮子上下移动,其内嵌磁钢也随之上下移动,此时,置于磁阻传感器正上方的条形磁铁受到磁场作用发生转动,如图2.4,转动的角度即与浮子位置有关。 由上图可见当磁铁转过角度为θ时,金属管浮子流量计浮子在锥管中的位置h=H+Ltgθ,则根据式1.9可得:
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