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功能用途和適用范圍

插入式污水流量計(jì)用來(lái)測(cè)量輸送管道內(nèi)各種導(dǎo)電液體的體積流量。

傳感器具有以下特點(diǎn)：

◆ 傳感器內(nèi)無(wú)活動(dòng)部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠。

◆ 插入式結(jié)構(gòu)可在低壓或帶壓情況下不停水方便的安裝、拆卸。因此非常適用于現(xiàn)有管道的流體測(cè)量和便于儀表的維護(hù)、修理。

◆ 測(cè)量精度不受被測(cè)介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度、電導(dǎo)率（只要電導(dǎo)率大于5μs/cm）等物理參數(shù)變化的影響。

◆ 傳感器幾乎無(wú)壓力損失，能量損耗極低。

◆ 較一般污水流量計(jì)的制造成本和安裝費(fèi)用低。特別適于大中徑管道流量測(cè)量。

◆ 采用*的低頻方波勵(lì)磁。零點(diǎn)穩(wěn)定，抗力強(qiáng)，工作可靠。

◆ 流量測(cè)量范圍大。被測(cè)量管道內(nèi)的滿量程流速可以1m/s 至10m/s 任意設(shè)定，輸出信號(hào)與流量呈線性關(guān)系。

◆ 插入式污水流量計(jì)不僅有0~10mA◆DC 或4~20mA◆DC 標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，同時(shí)還1~5kHz 頻率輸出由于流量計(jì)（傳感器）具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，因而，已被廣泛應(yīng)用于化工、化纖、冶金、化肥、造紙、給排水、污水處理等工業(yè)部門(mén)和農(nóng)業(yè)灌溉水計(jì)量的導(dǎo)電液體流量測(cè)量和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制。

插入式污水流量計(jì)型式和組成

產(chǎn)品的型式為插入式。與管道通過(guò)安裝底座、球閥和壓緊螺母、定位螺釘連接。傳感器測(cè)量分測(cè)量管型和平面電極型兩種結(jié)構(gòu)型式。測(cè)量管型傳感器適于測(cè)量清潔介質(zhì)；平面電極型適于測(cè)量介質(zhì)中含有其它雜質(zhì)的液體流量測(cè)量。

主要技術(shù)性能

★適于測(cè)量管道通徑：200~2000mm；

★流速測(cè)量范圍：0~1 至0~10m/s，滿量程在1~10m/s 范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

★測(cè)量精確度:當(dāng)滿量程流速>1m/s 時(shí)，±1 5%。

★被測(cè)介質(zhì)導(dǎo)電率：大于50μs/cm。

★工作壓力：1.6Mpa。

★電極材料：含鉬不銹鋼0Cr118Ni12Mo2Ti、哈式合金c-276、鈦Ti 等。

★測(cè)量管（測(cè)量頭）材料：ABS

★被測(cè)介質(zhì)溫度：ABS60℃

★外殼防護(hù)等級(jí)：符合GB-08-84 標(biāo)準(zhǔn)IP68 的有關(guān)規(guī)定。

★傳感器輸出信號(hào)：0.209mVp-p/1m/s。

★傳感器與轉(zhuǎn)換器之間信號(hào)的傳輸距離50m（特殊要求請(qǐng)與廠方聯(lián)系）

★流量計(jì)輸出信號(hào)：直流電流：0~10mA 負(fù)載電阻為0~1kΩ；4~20mA 負(fù)載電阻為0~500Ω；

★頻率：1~5KHz 負(fù)載電阻為250~1.2kΩ。

工作原理

傳感器實(shí)際上是一種液體流速測(cè)量?jī)x表。它是應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律的原理制成的流速測(cè)量?jī)x表。圖1是插入式污水流量計(jì)基本工作原理的示意圖。

用一個(gè)長(zhǎng)桿將一個(gè)小的電磁流量傳感器插入到被測(cè)量管道中規(guī)定的位置，導(dǎo)電流體垂直流過(guò)傳感器的工作磁場(chǎng)時(shí)（轉(zhuǎn)換器向傳感器提供勵(lì)磁電流時(shí)，在勵(lì)磁線圈構(gòu)成的勵(lì)磁系統(tǒng)中便產(chǎn)生工作磁場(chǎng)），相當(dāng)于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中作切割磁力線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)由接觸流體的一對(duì)電極來(lái)檢測(cè)。電動(dòng)勢(shì)的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、兩極間距離L 和流體的平均流速呈正比。即

E=B·L·V(伏) ①

式中：E——感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，伏；

B——磁場(chǎng)強(qiáng)度，特斯拉；

L——兩電極間距離，米；

V——流過(guò)電磁流速傳感器的流速（亦即代表被測(cè)管道規(guī)定插入點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)流速），米/秒

K——系數(shù)。

插入式污水流量計(jì)規(guī)定插入點(diǎn)有兩種方法，一是插入到被測(cè)管道的中心軸線上；二是插入到管道內(nèi)壁約為管道0.121D 處，D 為管道直徑，一般小于DN400 的管道可插到被測(cè)管道的中心軸線上，此時(shí)電磁流速傳感器測(cè)量流速傳感器測(cè)量流速為管道流速，管道的平均流速應(yīng)由流速乘以一個(gè)系數(shù)K。

式中：n 是雷諾數(shù)指數(shù)，可有③式求得，

n=1.66lgRD

式中：RD——管道流體的雷諾數(shù)。

式中，K——等效粗糙度，管道內(nèi)壁突出物的平均高度。

大于DN400 的管道可插到距管內(nèi)壁約0.121D 處。此時(shí)電磁流速傳感器所測(cè)量的流速為平均流速，系數(shù)K=1。

被測(cè)量管道的流量可由下式表示

Q=B·V·A（米3/小時(shí)）

式中，A——圓管道截面積，米²。由①式代入②式，則得

由于插入式污水流量計(jì)工作磁場(chǎng)強(qiáng)度和兩電極的距離在制造時(shí)已經(jīng)確定，同時(shí)，被測(cè)管道的截面積也得出，所以，插入電磁流量傳感器的輸出電動(dòng)勢(shì)大小即可代表流量大小。

結(jié)構(gòu)

傳感器如圖2 所示，主要由測(cè)量頭（或測(cè)量管）、勵(lì)磁系統(tǒng)、插入桿、接線盒、安裝底座、密封定位機(jī)構(gòu)等組成。

測(cè)量頭（或測(cè)量管）：測(cè)量頭（測(cè)量管）處于管道被測(cè)流流速質(zhì)點(diǎn)處，用來(lái)檢測(cè)該點(diǎn)的流速。測(cè)量頭（或測(cè)量管）由絕緣材料制成的端頭或者導(dǎo)管，在其上裝有一對(duì)電極。除電頭或測(cè)量管內(nèi)壁外，其它部分與被測(cè)流體絕緣狀態(tài)。

勵(lì)磁系統(tǒng)：勵(lì)磁系統(tǒng)的作用是產(chǎn)生一個(gè)工作磁場(chǎng)。它由勵(lì)磁線圈和鐵芯所組成。它被絕緣密封到插入桿內(nèi)。

插入桿：由不銹鋼材料制成。測(cè)量頭東測(cè)量管固定在插入桿內(nèi)。勵(lì)磁引線和電極引線通過(guò)插入桿與被測(cè)介質(zhì)密封并連接到接線盒中。插入桿上焊有方向指示桿，用以在安裝時(shí)保證工作磁場(chǎng)、流速和電極連線三者互相垂直，符合法拉第電磁感應(yīng)定律的要求。

接線盒：接線盒位于傳感器上部。接線盒內(nèi)接線端子起傳感器和轉(zhuǎn)換器相互連接作用。

安裝底座：安裝底座是焊接在被測(cè)管道上，用來(lái)與安裝球閥連接、插入式污水流量計(jì)傳感器的部分。

密封機(jī)構(gòu)：由不銹鋼材料制成的壓緊螺紋座、壓緊螺母、橡膠墊圈和定位螺釘?shù)冉M成。用以密封插入電磁傳感器，使之能夠承受一定的工作壓力。

安裝和使用

1 安裝

1.1 安裝環(huán)境的選擇

①應(yīng)盡量遠(yuǎn)離具有強(qiáng)電磁場(chǎng)的設(shè)備，如大電機(jī)、大變壓器等。

②安裝場(chǎng)所不應(yīng)有強(qiáng)烈的震動(dòng)，管道固定牢靠。環(huán)境溫度應(yīng)變化不大。

③安裝環(huán)境應(yīng)便于安裝和維護(hù)。

1.2 安裝位置的選擇

①安裝位置必須保證管道內(nèi)始終充滿被測(cè)流體。

②選擇流體流動(dòng)脈沖小的地方。即應(yīng)遠(yuǎn)離泵和閥門(mén)、彎頭等局部阻力件。

③測(cè)量雙相（固、液或氣、液）流體時(shí)，應(yīng)選擇不易引起相分離的地方。

④應(yīng)避免測(cè)量部位出現(xiàn)負(fù)壓。

⑤被側(cè)管道直徑或周長(zhǎng)容易測(cè)量，并且橢圓度應(yīng)較小。

1.3 直管段長(zhǎng)度

傳感器安裝管道上游側(cè)直管段長(zhǎng)度應(yīng)大于或等于10D，下游側(cè)應(yīng)不小于5D。D 為被測(cè)管道通徑。

1.4 流量控制閥門(mén)和調(diào)節(jié)閥門(mén)流量控制閥門(mén)應(yīng)安裝在傳感器上游側(cè)的被測(cè)管道上，流量調(diào)節(jié)閥門(mén)應(yīng)安裝在傳感器下游側(cè)。測(cè)量時(shí)，通常流量控制閥門(mén)應(yīng)處于全開(kāi)狀態(tài)。

1.5 安裝底座的焊接

安裝底座與被測(cè)管道的焊接如圖3 所示。焊接的技術(shù)要求如下：

①安裝底座63 管子的軸線與被測(cè)管道的軸線相互垂直。其夾角為

②采用不銹鋼焊條平焊。焊后保證法蘭端面與管軸線平行，焊縫牢固，能承受1.6Mpa 壓力無(wú)滲漏現(xiàn)象。

③被測(cè)管道開(kāi)孔尺寸與安裝底座的通孔外徑一致。

2 傳感器安裝

2.1 安裝前傳感器的檢查

a 安裝前用酒精棉球或清潔的細(xì)紗布輕輕地，仔細(xì)地擦除傳感器測(cè)量頭部?jī)蓸O表面的油脂、灰塵等贓污物質(zhì)。但不得用堅(jiān)硬的東西損傷電極表面和絕緣材料。

b 安裝前用萬(wàn)用電表檢查傳感器，符合以下技術(shù)指標(biāo)：

①勵(lì)磁線圈阻值檢查：用萬(wàn)用電表測(cè)接線盒內(nèi)“X、Y”端子之間的電阻值約為40 左右。如所測(cè)阻值為無(wú)窮大，則線圈斷路；如阻值為零，則線圈短路。

②電極對(duì)端子之間電阻：接線盒內(nèi)端子“A、B”分別對(duì)測(cè)量頭或測(cè)量管內(nèi)的兩電極一個(gè)為零 。若一個(gè)為無(wú)窮大或全為無(wú)窮大，均是有故障。

③絕緣電阻檢查：勵(lì)磁線圈、信號(hào)端子與插入桿之間電阻為無(wú)窮大。端子C 對(duì)插入桿電阻為零 。

用萬(wàn)用電表測(cè)量接線端子“A、B”對(duì)“C”和“X、Y”對(duì)“C”之間電阻為無(wú)窮大，端子對(duì)“C”對(duì)插入桿之間的電阻為零 。端子“A、B”對(duì)端子“X”和“Y”之間電阻為無(wú)窮大。如出現(xiàn)測(cè)量與上述不一致時(shí)，請(qǐng)與本廠聯(lián)系。

3 被測(cè)管道內(nèi)徑的測(cè)量

3.1 在可以測(cè)量管道內(nèi)徑時(shí)，可應(yīng)用游標(biāo)卡尺或鋼卷尺，至少在管道內(nèi)四個(gè)互相之間大致相等角度的直徑上進(jìn)行側(cè)量。如果相鄰兩個(gè)直徑之差大于0.5%，則買(mǎi)測(cè)數(shù)目加倍，取所在直徑的算術(shù)平均值作為管道直徑。

3.2 當(dāng)不能直接測(cè)量管道內(nèi)徑時(shí)，可以通過(guò)測(cè)量管道周長(zhǎng)和壁厚來(lái)計(jì)算內(nèi)徑

式中：D——被測(cè)管道內(nèi)徑，米；L——管道外周長(zhǎng)，米；l——周長(zhǎng)修正值，米；e——管道壁厚，米。

使用此法管外表面應(yīng)仔細(xì)除去粗糙部分，若有任何如焊縫這種的高點(diǎn)，應(yīng)從周長(zhǎng)測(cè)值中減去各高點(diǎn)由下式計(jì)算的修正值：圖片7

4 傳感器的安裝

4.1 清理被測(cè)管安裝底座的焊渣和毛刺。

4.2 關(guān)掉上游流量控制閥門(mén)或采用低壓供水。

4.3 按圖3 所將DN50 球閥安裝到安裝底座上。注意球閥的長(zhǎng)空腔向上。檢查球閥是否能全開(kāi)全關(guān)。

如有問(wèn)題應(yīng)進(jìn)行修理。將壓緊螺紋座、壓緊螺母和橡膠密封圈安裝到球閥上。松開(kāi)定位螺釘和壓緊螺母，將傳感器插入桿通過(guò)球閥插入被測(cè)管道。插入深度由6.4.4 計(jì)算，并由游標(biāo)卡尺或鋼卷尺測(cè)量，符合要求后，上緊壓緊螺母和定位螺釘，同時(shí)應(yīng)注意傳感器方向標(biāo)志桿指向應(yīng)和流體流向一致。

4.4 用游標(biāo)卡尺或鋼卷尺測(cè)量傳感器電極至方向標(biāo)志桿之間的距離。設(shè)測(cè)得傳感器電極與其方向標(biāo)志桿的長(zhǎng)度為H，對(duì)于D≤400mm，插入深度可由下式計(jì)算插入深度可由下式計(jì)算插入深度E 為：

E=H-0.5D

對(duì)于D＞400mm 通徑時(shí)，

E=H-0.121D

需要更準(zhǔn)確找出插入深度時(shí)，可用下式計(jì)算管道直徑方向，內(nèi)壁到測(cè)量點(diǎn)的距離Y