一、仪表概述:
电磁式能量计(能量表)是一种测量冷热变换系统中载热流体所释放的冷热量的计量仪表。使用了可靠性良好的智能电磁流量计作为流量测量,采用良好稳定性的温度传感器做温度测量,使该冷热能表具有良好的测量性能。应用于民用住宅小区、写字楼和企事业单位集中供冷热、供暖、空调等热量的计量。
二、测量原理:
电磁式能量计(能量表)根据法拉第电磁感应原理,在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极,当导电液体沿测量管轴线运动时,导电液体切割磁力线产生感应电势,此感应电势由两个检测电极检出,数值大小与流量成正比例,其值为:E=KBVD式中:
E-感应电势;
K-与磁场分布及轴向长度有关的系数;
B-磁感应强度;
V-导电液体平均流速;
D-电极间距;(测量管内直径)
传感器将感应电势E作为流量信号,传送到转换器,经放大,变换滤波用一系列的数字处理后,用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出,报警输出及频率输出,并设有RS-485等通讯接口,并支持HART和MODBUS协议。
三、电磁式能量计(能量表)主要功能
采用16位单片机做数据运算、PT100热电阻做温度测量,电磁流量计做流量测量。
测量精度不受载热流体粘度、密度、压力和电导率、流体分布等参数变化的影响。
测量管内无阻力部件、无压损、不受恶劣水质影响。
测量流量范围宽,流速可在1m/s ~ 10m/s范围内任意设定。
大屏幕液晶背光源全中文显示方式,在强光和无光情况下均可清晰读数。
具有累积热量、累积流量、瞬时冷热量、瞬时流量、进水温度、出水温度、温差等数据同时显示功能、可查询显示流速、停电记录等参数。
采用随机温变化的热焓热修正法,保证在不同水温下计量。
具有直流信号和频率信号输出功能,而且此功能可在热量和流量参数间切换。
具有批处理(定量输出)、当量脉冲输出、键控直接清零功能。
具有RS-485(RS-232、M-BUS及HART可选)数字通讯输出,方便实现远程通讯。
电磁式能量计(能量表)具有密码保护功能,无密码者无法修改工作参数。
四、性能特点:
1、电磁流量计的传感器结构简单,测量管内没有可动部件,也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失,是流量计中运行能耗良好的流量仪表。
2、可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件,与被测流体接触的只是测量管内衬和电极,其材料可根据被测流体的性质来选择。例如,用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬,可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质;采用耐磨橡胶做内衬,适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。
3、电磁流量计是一种体积流量测量仪表,在测量过程中,它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率(在一定范围)的影响。因此,电磁流量计需经水流标定后,用来测量其它导电性液体的流量。
4、电磁流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比,而与对称分布下的流动状态(层流或湍流)无关。所以电磁流量计的量程范围极宽,其测量范围度可达100:1,有的甚至达1000:1的可运行流量范围。
5、电磁流量计无机械惯性,反应灵敏,可以测量瞬时脉动流量,也可测量正反两个方向的流量。
五、目前仍然存在的主要不足如下。
1、不能用来测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体。
2、不能用来测量电导率很低的液体介质,如对石油制品或有机溶剂等介质。
3、电磁流量计由于测量管内衬材料和电气绝缘材料的限制,不能用于测量高温介质;如未经特殊处理,也不能用于低温介质的测量,以防止测量管外结露(结霜)破坏绝缘。
4、电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。
六、技术指标:
仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5级;
测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体;
流速范围:0.2~8m/s;
工作压力:1.6MPa;
环境温度:-40℃~+50℃;
介质温度:聚四氟乙烯衬里≤130℃。
橡胶材质衬里≤65℃;
外磁干扰:≤400A/m;
外壳防护:一体化型: IP65;
分 离 型: 传感器IP68(水下5米,仅限于橡胶衬里)转换器IP65;
输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω;
通讯输出:RS485或CAN总线;
电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔;
电源电压:90~220V.AC、24±10%V.DC;
功耗:≤10VA。
七、安装地点的选择:
为了使变送器工作稳定,在选择安装地点时应注意以下几方面的要求:
1、尽量避免铁磁性物体及具体强电磁场的设备(如大电机、大变压器的等),以免磁场影响传感器的工作磁场和瞬时流量稳定性。
2、应尽量安装在干燥通风之处,不宜在潮湿,易积水的地方安装。
3、应尽量避免日晒雨淋,避免环境温度高于45℃及相对湿度大于95.9%。
4、选择便于维修,活动方便的地方。
5、流量计应安装在水泵后端,不能在抽吸侧安装;阀门应安装在流量计下游侧。
八、结构形式:
1、传感器:
传感器主要由测量导管、测量电极、励磁线圈、铁芯、磁轭和壳体组成。
a、测量导管:由不锈钢导管、衬里和连接法兰组合而成,为被测液体现场工况测量的载体。
b、测量电极:安装在测量导管内侧壁,与轴流方向垂直,使测量液体产生信号的一对电极。
c、励磁线圈:在测量导管内产生磁场的上下两个励磁线圈。
d、铁芯和磁轭:将励磁线圈产生的磁场导入液体,并构成磁回路。
e、壳体:仪表外包装。
2、转换器:
为智能二次表,其将流量信号放大处理,单片机运算后,可显示流量、累计量,并能输出脉冲、模拟电流等信号,用于流体流量的计量或控制。
3、产品组装形式:
其分为一体型和分体型两种形式。
a、一体型: 传感器和转换器一体安装。
b、分体型:传感器和转化器分离安装,通过连接电缆形成流量计量系统。
c、为适应不同介质测量的要求,传感器的衬里和电极材料可以有多种选择。
九、安装注意事项:
1、测量电极的轴线必须近似于水平方向;
2、测量管道内必须完全充满液体;
3、流量计的前方zui少要有5×D(D为流量计内径)长度的直管段,后方zui少要有3×D(D为流量计内径)长度的直管段;为方便安装和拆卸,可在电磁流量计后加装管道伸缩节;
4、流体的流动方向和流量计的箭头方向*;
5、管道内要有真空会损坏流量计的内衬,需特别注意;
6、在智能电磁流量计附近应无强电磁场;
7、在流量计附近应有充裕的空间,以便安装和维护;
8、若测量管道有振动,在电磁流量计的两边应有固定的支座;
9、测量不同介质的混合液体时混合点与流量计之间的距离要有30×D(D为流量计内径)长度;
10、为方便流量计的清洗和维护,应安装旁通管道,并且保证流量计前5D后3D直管段;
11、如安装聚四氟乙烯内衬的流量计时,连接两法兰的螺栓应用力矩扳手匀拧紧,否则容易压坏聚四氟乙烯内衬。
十、接地保护时,必须注意以下几点:
1、传感器、转换器应单独接地,不要连在电动机、工艺管道上,接地电阻应小于10欧姆。
2、传感器的测量管、外壳、屏蔽线、转换器及二次仪表都要接地。
3、传感器、转换器的接地在现场,去二次仪表的屏蔽层在控制室一侧接地,切勿多端接地,以免因电位不同而引入干扰。
4、传感器安装在金属管道上,可将传感器的接地导线按制造厂的要求连接在管道法兰上,形成可靠的接地回路仪表的接地点应是一个独立的接地点,不可以共用其他电气设备的接地。
十一、主要技术数据:
1、整机和传感器技术数据
执行标准 |
JB/T 9248—1999 |
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公称通径 |
10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000 |
||||
zui高流速 |
15m/s |
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*度 |
DNl5~DN600 |
示值的:±0.3%(流速≥1m/s);±3mm/s(流速<1m/s) |
|||
DN700—DN3000 |
示值的±0.5%(流速≥0.8m/S);±4mm/s(流速<0.8m/S) |
||||
流体电导率 |
≥5uS/cm |
||||
公称压力 |
4.0MPa |
1.6MPa |
1.0MPa |
0.6MPa |
6.3、10MPa |
DNl0~DN80 |
DN100~DN150 |
DN200~DN1000 |
DN1200~DN2000 |
特殊订货 |
|
环境温度 |
传感器 |
—25℃—十60℃ |
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转换器及一体型 |
—10℃—十60℃ |
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衬里材料 |
聚四氟乙烯、聚氯丁橡胶、聚氨酯、聚全氟乙丙烯(F46)、加网PFA |
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流体温度 |
—体型 |
70℃ |
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分离型 |
聚氯丁橡胶衬里 |
80℃;120℃(订货时注明) |
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聚氨酯衬里 |
80℃ |
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聚四氟乙烯衬里 |
100℃;150℃(订货时注明) |
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聚全氟乙丙烯(F46) |
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加网PFA |
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信号电极和接地电极材料 |
不锈钢0Crl8Nil2M02Ti、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、铂/铱合金、不锈钢涂覆碳化钨 |
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电极机构 |
DN300—DN3000 |
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连接法兰材料 |
碳钢 |
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接地法兰材料 |
不锈钢1Crl8Ni9Ti |
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进口保护法兰材料 |
DN65—DNl50 |
不锈钢1Crl8Ni9Ti |
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DN200~DNl600 |
碳钢十不锈钢1Crl8Ni9Ti |
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外壳防护 |
DNl5~DN3000分离型橡胶或聚氨酯衬里传感器 |
IP65或IP68 |
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其他传感器、——体型流量计和分离型转换器 |
IP65 |
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间距(分离型) |
转换器距离传感器一般不超过100m |
2、转换器技术数据
电源 |
交流 |
85—265V,45—400Hz |
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直流 |
11—40V |
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操作键和显示 |
按键式 |
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磁键式 |
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内部积算器 |
正向总量、反向总量及差值总量。 |
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输出信号 |
单向模拟输出 |
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双向模拟输出 |
下限限制为。或4mA,其他同单向模拟输出。 |
||||||
双向脉冲输出 |
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双路报警输出 |
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数字通讯 |
|
RS232,RS485,HART |
3、衬里的选择
衬里材料 |
主要性能 |
介质温度 |
适用范围 |
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—体型 |
分离型 |
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聚四氟乙烯(F4) |
是化学性能zui稳定的一种塑料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓碱和各种有机溶剂。不耐高流速液氟、液氧、自氧的腐蚀。 |
70℃ |
100℃ 150℃ (需特殊订货) |
1、浓酸、碱等强腐蚀性介质。 2、卫生类介质。 |
聚全氟乙丙烯(F46) |
同F4,耐磨性、抗负压能力高于F4。 |
同上 |
|
|
聚氟合乙烯(Fs) |
适用温度上限较聚四氟乙烯低,但成本也较低。 |
80℃ |
|
|
聚氯丁橡胶 |
1、有极好的弹性,高度的扯断力,耐磨性能好。2、耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀,不耐氧化介质的腐蚀。 |
80℃ 120℃ (需特殊订货) |
水、污水、弱磨损性的泥浆矿浆。 |
|
聚氨酯橡胶 |
1、耐磨性能极强。 |
80℃ |
中性强磨损的矿浆、煤浆、泥浆 |
4、进口保护法兰和接地法兰(或接地环)的选择
法兰种类 |
适 用 范 围 |
接地法兰(或接地环) |
适用于非导体管道,如塑料管道,但有接地电极的传感器不需要。 |
进口保护法兰 |
当介质有强磨损性时选用。 |
5、电极的选择
电极材料 |
耐蚀及耐磨性能 |
不锈钢0Crl8Nil2M02Ti |
用于工业用水、生活用水、污水等具有弱腐蚀性的介质,适用于石油、化工、钢铁等工业部门及,市政、环保等领域。 |
哈氏合金B |
对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐蚀性,也耐硫酸、磷酸、有机酸等非氯化性酸、碱,非氧化性盐液的腐蚀。 |
哈氏合金C |
能耐非氧化性酸,如硝酸、混酸、或铬酸与硫酸的混合介质的腐蚀,也耐氧化性盐类如:Fe,”、、Cu”下或含其他氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐溶液、海水的腐蚀 |
钛 |
能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、氧化性酸(包括发烟硫酸)、有机酸、碱的腐蚀。不耐较纯的还原性酸(如硫酸、盐酸)的腐蚀,但如酸中含有氧化剂(如硝酸、Fc++、Cu++)时,则腐蚀大为降低。 |
钽 |
具有优良的耐蚀性和玻璃很相似。除了发烟硫酸、碱外,几乎能耐——切化学介质(包括沸点的盐酸、硝酸和l 50℃以下的硫酸)的腐蚀。在碱中刁;耐蚀。 |
铂/钛合金 |
几乎能耐——切化学介质,但不适用于王水和铵盐。 |
不锈钢涂覆碳化钨 |
用于无腐蚀性,强磨损性的介质。 |
注: 由于介质种类繁多,其腐蚀性又受温度、浓度、流速等复杂因素影响而变化,故本表仅供参考。用户应根据实际情况自己做出选择,必要时应做拟选材料的耐腐试验,如挂片试验。 |
十二、正确选型:
仪表的选型是仪表应用中重要的工作,有关资料表明,仪表在实际应用中有2/3的故障是仪表的错误选型或错误的安装而造成的,请特别注意。
1、收集数据:
被测流体成份;
流量范围;
工作压力;
工作温度;
2、量程范围确认:
一般工业用智能电磁流量计被测介质流速以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的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
电磁流量计的量程Q应大于预计的流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50为宜。
3、参考流量范围:
口径mm |
流量范围m3/h |
口径mm |
流量范围m3/h |
φ15 |
0.06~6.36 |
φ450 |
57.23~5722.65 |
φ20 |
0.11~11.3 |
φ500 |
70.65~7065.00 |
φ25 |
0.18~17.66 |
φ600 |
101.74~10173.6 |
φ40 |
0.45~45.22 |
φ700 |
138.47~13847.4 |
φ50 |
0.71~70.65 |
φ800 |
180.86~18086.4 |
φ65 |
1.19~119.4 |
φ900 |
228.91~22890.6 |
φ80 |
1.81~180.86 |
φ1000 |
406.94~40694.4 |
φ100 |
2.83~282.60 |
φ1200 |
553.90~55389.6 |
φ150 |
6.36~635.85 |
φ1600 |
723.46~72345.6 |
φ200 |
11.3~1130.4 |
φ1800 |
915.62~91562.4 |
φ250 |
17.66~176.25. |
φ2000 |
1130.4~113040.00 |
φ300 |
25.43~2543.40 |
φ2200 |
1367.78~136778.4 |
φ350 |
34.62~3461.85 |
φ2400 |
1627.78~162777.6 |
φ400 |
45.22~4521.6 |
φ2600 |
1910.38~191037.6 |
4、选型一览表:
型号 |
口径 |
传感器壳体材质:碳钢和不锈钢 |
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JMLDEN |
15~2600 |
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|
|
代号 |
安装形式 |
|
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Y |
一体式 |
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F |
分体式 |
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代号 |
电极材质 |
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K1 |
316L不锈钢 |
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K2 |
哈氏合金B |
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K3 |
哈氏合金C |
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K4 |
钛 |
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K5 |
钽 |
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K6 |
铂合金 |
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K7 |
不锈钢涂覆碳化钨 |
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代号 |
输出信号 |
|||||||
F1 |
4~20mA,负载≤750Ω |
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F2 |
0-3khz,5v有源,可变脉宽,输出有效频率 |
||||||||
F3 |
RS485接口 |
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F4 |
控制输出 |
||||||||
|
代号 |
防爆要求 |
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N |
无防爆 |
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EX |
防爆型 |
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代号 |
测量精度 |
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E1 |
0.3级 |
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E2 |
0.5级 |
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E3 |
≤1级 |
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|
代号 |
内衬材质 |
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C1 |
聚四氟乙烯F4 |
||||||||
C2 |
聚全氟乙丙烯F46 |
||||||||
C3 |
聚氟合乙烯FS |
||||||||
C4 |
聚录丁橡胶 |
||||||||
C5 |
聚氨脂橡胶 |
||||||||
|
代号 |
功能 |
|||||||
T1 |
≤65℃ |
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T2 |
≤120℃ |
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T3 |
≤180℃ |
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P1 |
1.0MPa |
||||||||
P2 |
1.6Mpa |
||||||||
P3 |
4.0Mpa |
||||||||
P4 |
16Mpa |
||||||||
D1 |
220VAC±10% |
||||||||
D2 |
24VDC±10% |
十三、设计及订货须知:
1、测量介质:名称、成分、状态、导电性或电导率;
2、工作状态温度范围(℃);
3、工作状态压力范围(Mpa);
4、管道内外径(DN),流量范围(m3/h);
5、腐蚀性、磨损性,是否有负压;
6、安装要求及环境:一体还是分体,信号输出,通讯方式,供电电源;
7、安装环境:防护等级和防爆要求。
售后服务:
1、经金马仪表厂所销售的仪表系列产品,确保一年内提供同等价位的产品及备品备件的销售。
2、我公司所提供的产品在一年内如出现产品质量问题(易损件或辅件除外)免费维修,并为需方正常使用提供技能培训。
3、因我公司所提供的产品出现质量问题,经我厂技术部核实,厂家将派遣技术人员赶赴现场处理。
4、三包期外,产品返公司进行维修或派员到用户现场进行维修。
5、金马仪表厂欢迎您前来考察指导,期待与您的合作!