氨水流量計原理

氨水流量計原理

江蘇奧科儀表有限公司

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一、氨水流量計原理概述：

氨水流量計根據法拉第電磁感應定律來測量管內導電介質體積流量的感應式儀表，流量計采用了單片機嵌入式技術，實現數字勵磁，同時在電磁流量計上采用CAN現場總線，技術達到國內ling先水平。
堿水流量表是由傳感器和轉換器兩部分構成。它是基于法拉第電磁感應定律工作的，用來測量電導率大于5μS/cm導電液體的體積流量，是一種測量導電介質體積流量的感應式儀表。除可測量一般導電液體的體積流量外，還可用于測量強酸強堿等強腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。廣泛應用于石油、化工、冶金、輕紡、造紙、環保、食品等工業部門及市政管理，水利建設、河流疏浚等領域的流量計量。

二、氨水流量計產品細節：

從細節看品質

1、顯示部分：

·液晶背光顯示

·瞬時流量、累計流量計、流量棒圖、流量百分比

·一鍵查詢凈累計值、正向累計值、負向累計值、當前電導率等效值

·多單位可切換(L、m3、Kg、t/s、min、h)

·485通訊遠傳讀取數據

2、打標方面：

·激光雕刻型防護后蓋，告別說明書，直接對照端子配線接線

3、傳感器(本體)方面：

·升級款加厚型高強度法蘭(防脫落襯里、防翻邊、防漏水)

·選用優質電極，標準3電極，優于市面常規兩電極，測量更準確

·接地螺絲直接與本體對接，有效解決電干擾、良好接地，保障人身安全

4、性能方面：

·進口貼片元器件，防水塵涂覆保護，標準IP65(防水塵)等級

·高級抗干擾電路設計，防浪涌、數值更穩定。

三、氨水流量表計量性能要求：

1、準確度等級：
流量計在規定的流量范圍內準確度等級、zui大允許誤差應符合表1的規定。流量計誤差表示使用相對示值誤差。
準確度等級和zui大允許誤差

2、引用誤差 ：

對于用于瞬時流量指示的流量計誤差表示也可使用引用誤差，其zui大允許誤差系列應符合表1規定，其檢定結果的標書中不再給出準確等級，而使用其zui大允許誤差表示，且還應在zui大允許誤差后標注FS，如±0.5%FS。
3、誤差表示方法和選取原則 ：
在一臺流量計的一次檢定中，應按照準確度等級和引用誤差之中的一種給出流量計誤差表示方法；對于使用相對示值誤差和引用誤差組合表示誤差的流量計，一次檢定中也應統一使用一種方法表示其誤差。
4、重復性 ：
流量計的重復性不得超過相應準確度等級規定的zui大允許誤差絕對值的1/3。

四、氨水流量表技術參數：

五、氨水流量表選型七大要素：

1、應用概況：

大口徑儀表較多應用于給排水工程。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場所，如測量造紙工業紙漿液和黑液、有色冶金業的礦漿、選煤廠的煤漿、化學工業的強腐蝕液以及鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制和監漏，長距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫藥工業、食品工業、生物工程等有衛生要求的場所。

2、精度等級和功能

市場上通用型EMF的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡單。精度高的儀表基本誤差為(±0.5%～±1%)R，精度低的儀表則為(±1.5%～±2.5%)FS，兩者價格相差1～2倍。因此測量精度要求不很高的場所(例如非貿易核算僅以控制為目的，只要求高可靠性和優良重復性的場所)選用高精度儀表在經濟上是不合算的。 有些型號儀表聲稱有更高的精確度，基本誤差僅(±0.2%～±0.3%)R，但有嚴格的安裝要求和參比條件，例如環境溫度20～22℃，前后置直管段長度要求分別大于10D,3D(通常為5D,2D)甚至提出流量傳感器要與前后置直管組成一體在流量標準裝置上作實流校準，以減少夾裝不善的影響。因此在多種型號選擇比較時不要單純只看高指標，要詳細閱讀制造廠樣本或說明書做綜合分析。 市場上EMF的功能差別也很大，簡單的就只是測量單向流量，只輸出模擬信號帶動后位儀表;多功能儀表有測雙向流、量程切換、上下限流量報警、空管和電源切斷報警、小信號切除、流量顯示和總量計算、自動核對和故障自診斷、與上位機通信和運動組態等。有些型號儀表的串行數字通信功能可選多種通信接口和專用芯片(ASIC)，以連接HART協議系統、PROFTBUS、Modbus、CONFIG、FF現場總線等。

3、流速、滿度流量、范圍度和口徑

選定儀表口徑不一定與管徑相同，應視流量而定。流程工業輸送水等粘度不同的液體，管道流速一般是經濟流速1.5～3m/s。EMF用在這樣的管道上，傳感器口徑與管徑相同即可。 EMF滿度流量時液體流速可在1～10m/s范圍內選用，范圍是比較寬的。上限流速在原理上是不受限制的，然而通常建議不超過5m/s，除非襯里材料能承受液流沖刷，實際應用很少超過7m/s，超過10m/s則更為罕見。滿度流量的流速下限一般為1m/s，有些型號儀表則為0.5m/s。

有些新建工程運行初期流量偏低或在流速偏低的管系，從測量精度角度考慮，儀表口徑應改用小于管徑，以異徑管連接之。用于有易粘附、沉積、結垢等物質的流體，選用流速不低于2m/s，提高到3～4m/s或以上，起到自清掃、防止粘附沉積等作用。用于礦漿等磨耗性強的流體，常用流速應低于2～3m/s ，以降低對襯里和電極的磨損。 在測量接近閾值的低電導液體，盡可能選定較低流速(小于0.5～1m/s)，因流速提高流動噪聲會增加，而出現輸出晃動現象。 EMF的范圍度是比較大的，通常不低于20，帶有量程自動切換功能的儀表，可超過50～100。國內可以提供的定型產品的口徑從10mm到3000mm，隨然實際應用還是以中小口徑居多，但與大部分其他原理流量儀表(如容積式、渦輪式、渦街式或科里奧利質量式等)相比，大口徑儀表占有較大比重。

4、液體電導率

使用EMF的前提是被測液體必須是導電的，不能低于閾值(即下限值)。電導率低于閾值會產生測量誤差直至不能使用，超過閾值即使變化也可以測量，示值誤差變化不大，通用型EMF的閾值在10-4～(5×10-6)S/cm之間，視型號而異。使用時還取決于傳感器和轉換器間流量信號線長度及其分布電容，制造廠使用說明書中通常規定電導率相對應的信號線長度。非接觸電容耦合大面積電極的儀表則可測電導率低至5×10-8S/cm的液體。

工業用水及其水溶液的電導率大于10-4S/cm，酸、堿、鹽液的電導率在10-4～10-1S/cm之間，使用不存在問題，低度蒸餾水為10-5S/cm也不存在問題。石油制品和有機溶劑電導率過低就不能使用。表1列出若干液體的電導率。從資料上查到有些純液或水溶液電導率較低，認為不能使用，然而實際工作中會遇到因含有雜質而能使用的實例，這類雜質對增加電導率有利。對于水溶液，資料中的電導率是用純水配比在實驗室測得的，實際使用的水溶液可能用工業用水配比，電導率將比查得的要高，也有利于流量測量。

根據使用經驗，實際應用的液體電導率要比儀表制造廠規定的閾值至少大一個數量級。因為制造廠儀表規范規定的下限值是在各種使用條件較好狀態下可測量的最低值。是受到一些使用條件限制，如電導率均勻性、連接信號線、外界噪聲等，否則會出現輸出晃動現象等。我們就多次遇到測量低度蒸餾水或去離子水，其電導率接近閾值5×10-6S/cm，使用時出現輸出晃動。

5、液體中含有混入物

混入成泡狀流的微小氣泡仍可正常工作，但測得的是含氣泡體積的混合體積流量;如氣體含量增加到形成彈(塊)狀流，因電極可能被氣體蓋住使電路瞬時斷開，出現輸出晃動甚至不能正常工作。含有非鐵磁性顆粒或纖維的固液雙相流體同樣可測得二相的體積流量。固體含量較高的流體，如鉆井泥漿、鉆探固井水泥漿、紙漿等實際上已屬非牛頓流體。由于固體在載體液中一起流動，兩者之間有滑動，速度上有差別，單相液體校驗的儀表用于固液雙相流體會產生附加誤差。雖然還未見到EMF應用于固液雙相流體中固形物影響的系統實驗報告，但國外有報告稱固形物含量有14%時誤差在3%范圍以內;

我國黃河水利委員會水利科學研究所的實驗報告稱，測量高沙含量水的流量，含沙量體積比17%～40%(沙中值粒徑0.35mm)，儀表測量誤差小于3%。 在漿液內有較大顆粒擦過電極表面，在頻率較低的矩形激磁的EMF中會產生尖峰狀漿液噪聲，使流量信號不穩，就要選用較高頻率的儀表或有較強抑制漿液噪聲能力的儀表，也可選用市電交流激磁的儀表或雙頻激磁的儀表。 含有鐵磁性物質的流體對通常的EMF，因測量管內磁導率受鐵磁體的不同含量而變化，會產生測量誤差。但在磁路中置有磁通檢測線圈補償的EMF，可減小混入鐵磁體的影響。

對含有礦石顆粒的礦漿應用，應注意對傳感器襯里的磨損程度，測量管內徑擴大會產生附加誤差。這種場合應選用耐磨性較好的陶瓷襯里或聚氨酯橡膠襯里，同時建議傳感器安裝在垂直管道上，使管道磨損均勻，消除水平安裝下半部局部磨損嚴重的缺點。也可以在傳感器進口端加裝噴嘴形護套，相對延長使用期。

6 、附著和沉淀

測量易在管壁附著和沉淀物質的流體時，若附著的是比液體電導率高的導電物質，信號電勢將被短路而不能工作，若是非導電層則首先應注意電極的污染，譬如選用不易附著尖形或半球形突出電極、可更換式電極、清垢電極等。電極可在傳感器外定期手動刮出沉垢。國外產品曾有電極上裝超聲波換能器，以清除表面垢層，但現已少見。也有暫時斷開測量電路，在電極簡短時間內流過低壓大電流，焚燒清除附著油脂類附著層。易產生附著的場所可提高流速以達到自清掃的目的，還可以采取較方便的易清洗的管道連接，可不拆卸清洗傳感器。 非接觸型電極 EMF附著非導電膜層，儀表仍能工作，但若為高導電層則同樣不能工作。

7、與流體接觸零部件材料的選擇

與流體接觸的傳感器零部件有襯里(或絕緣材料制成的測量管)、電極、接地環和密封墊片，其材料的耐腐蝕性、耐磨耗性和使用溫度上限等影響儀表對流體的適應性。由于零部件少，形狀簡單，材料選擇靈活，電磁流量傳感器對流體的適應性強。

氨水流量計選型小結：

氨水流量表等級和功能根據測量要求和使用場合選擇儀表精度等級，做到經濟核算。比如用于貿易結算、產品交接和能源計量的場合，應該選擇精度等級較高的流量計，如0.5級、1.0級或者更高的等級。用于過程測控的場合，根據控制要求選擇不同精度等級。有一些僅僅是檢測一下過程流量，無需做精確控制和計量的場合，可以選擇精度等級較低的流量計?？偟膩碚f現場的需求是選擇儀表的wei一標準。

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4、沒有一種所謂完美的流量計，針對于特定的工況總有一種zui合適的流量計！
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