德国VSEVS1 0.1/16EP012V32W15/410...28VDC流量计联系同时我们还经营：热式气体质量流量计是利用传热原理,即流动中的流体与热源(流体中加热的物质或测量管外加热体)之间热量交换关系来测量流量的仪表，目前主要用于测量气体。热式流量仪表用得最多有两类，一是利用流动流体传递热量改变测量管壁温度分布的热传导分布效应的热分布式流量计，曾称量热式TMF;另外--类是利用热消散(冷却)效应的金氏定律TMF又由于结构上检测元件伸入测量管内,也称插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量计算如下:   如图所示，插入式热式气体质量流量计由两个电阻温度计组成传感器，一个测温探头，感受流体温度T2另一个电阻温度计由电路加热到温度T1用来测量流体带走的热量变化，亦称测速探头。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。当流体流经传感器时，由于测速探头的自身温度T1高于测温探头感受的温度即流体温度T2,流体便带走了测速探头上的一部分热量(高温向低温传递)，使T1下降。电路为保持△T恒定，便增加对测速探头的加热功率，使△T=T1-T2恒定。流体带走测速探头.上多少热量，电路便增加相应数量的电功率，两者之间存在着一个函数关系"。设对测速探头的加热功率为P1，流体的质量流量为Q,则根据流体流过测速探头时所带走的热量与对测速探头的加热功率相对应的原理，得到下列关系式: 式(1)中，PocQ   因此，可以通过测量加热功率P,来测量带走这部分热量的流体的质量流量。由于带走着部分热量的是流体的分子，所以，测速探头直接测量的是流体的质量流速pv,此时，只要乘上管道的横截面积，就可以得到流体的质量流量了。由于气体流过探头时带走热量和气体的质量流量成比例关系,也和探头间温差有关，流量越大，两探头之间温差越小，气体质量流量与温差之间的联系通过质量流速ρv建立"。 式中:Qm-质量流量，kg/s; Kv-测量头仪表系数; a-速度分布系数; B一阻塞系数; x-干扰系数; A-仪表表体(测量管道)的内橫截面积，m² ρv一质量流速，kg/(m²·S)。   基于_上述原理，对于大管径的流量测量来说,虽无相应的大管径标定装置来对流量计进行标定，但只要在标准口径的标定装置.上测定相应的质量流速，也就可方便地测量出大管径中流体的质量流量了。   由热式气体质量流量计中于两个传感器都是用性能稳定的金属铂材料通过特殊工艺密封在316L不锈钢管或抗酸、碱腐蚀的K2760哈氏合金或铂套管中制成，因此极为坚固,并不会污染被测流体或受被测流体污染，且其抗腐蚀性能相当好。涡街流量计系统具有八项功能,即瞬时流量及总流量显示(质量流量)、瞬时温度显示、瞬时压力显示、电池容量显示、密码设定、设定系统时钟、流量数据读取(通过专用的串口从仪表读取).(1)瞬时流量和总流量显示　　各个传感器发出的信号,经过放大和整形后,送入单片机处理,然后单片机将计算得到的瞬时流量送液晶显示器显示,在瞬时流量的基础上,每隔一个没定的时间进行累加,得到总流量,同时把这个数据送到液晶显示器显示.(2)密码设定　　仪表的密码分为制造商密码和用户密码两级.制造商在仪表使用前将仪表常数通过功能设定按钮输入仪表,通常这些常数是不能由用户随意改变的,因为它们关系到系统的正常运行和显示正确的流量.用户密码用于用户自己掌握仪表的同常使用,便于用户列仪表数据的管理.(3)瞬时压力、温度显示　　瞬时压力和瞬时温度是经过单片机处理后得到的被测对象的温度.压力数掘,通过该数据可以知道被测介质的工作情况,从而可以对某些参数进行人工调整.(4)设定系统时钟　　仪表内部设置了日历时钟,对流量数据按日期进行不断的储存,便于对使用情况进行监控,方便用户对自己的用量的了解.(5)流量数据读取　　流量数据可以直接从液晶显示器上面读取.由于系统设置了外接数据接口(即串口),可以很方便的实现对系统数据的读取,从而可以实现抄写系统数据的自动化,节省大量的人力.(6)电池容量显示　　当电池电压降到一定程度时,涡街流量计将不能正常工作,为了在仪表能在正常的电压下工作,通过软件措施将电池的电量显示在液晶显示器上,以便用户能及时更换电池.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。  气体涡轮流量计是速度式流量计量仪表的一种,其传统结构(图1)主要由壳体、叶轮支架、轴承支架、叶轮轴、轴承叶轮、导流整流器、计数装置组成。当被检测气体经过气体涡轮流量计时,气体在导流整流器中被整流和加速,然后推动叶轮进行旋转,叶轮转动的速度和进过流量计的流体流速成正比,通过一系列的减速,最后由计数装置对叶轮转动的圈数进行累加,达到流量计计量的目的。  但是通过多年的实践发现，仪表的精度除了受零部件加工精度的影响以外,和轴承选用也有很大的关系，仪表要想保持长时间的稳定运行,轴承必须有足够的使用寿命,但是,对于进行维修和维护的仪表进行故障统计分析,大多是由于轴承的失效造成了仪表的损坏,对其进行受力分析(图2)表明,传统型的流量计结构在轴承的设计方面是一个薄弱环节。  叶轮受到气流的冲击，气流对叶轮除了产生驱动叶轮旋转的推力外,还会产生一个垂直于叶轮的推力F推力，为了维持平衡，固定轴承会受到一个由轴承支架提供的反作用力F反推力。固定轴承为了支撑叶轮及轴系本身的重力会受到-个压力N反推力,浮动轴承由于阻止叶轮以固定轴承为支点进行旋转会得到一个压力T",因此，固定轴承处在一个最恶劣的工作环境之下,经过长时间的运转，在缺少润滑的情况下，固定轴承的使用寿命大打折扣。特别是在高速运转情况下,垂直于叶轮的推力F推力也会随着转速的提高而提高，固定轴承的使用状况随之更加恶化。事实也正是如此，在维修的气体涡轮流量计中，离叶轮较近的固定轴承损坏几乎占到了100%,轴承最后只剩下了内圈外圈,叶轮也因此波及,仪表不得不进行关键部件的更换，及时发现故障并进行排除还好，如果没有及时发现，造成经济上的损失我们将无法弥补。为了改善固定轴承的使用环境,轴承所承受的支撑力我们无法改变，但是，我们可以想办法改善固定轴承所受到的反作用力F反推力，因此,引入了气体推力轴承的设计。1）测量电磁流量计励磁线圈的电阻值，以确定励磁线圈是否有匝间短路（线路编号“7”和“8”之间的电阻），电阻值应在30欧姆之间和170欧姆。如果电阻与工厂记录相同，则认为线圈良好，并且不间接评估电磁流量计传感器的磁场强度。2）测量励磁线圈对地的绝缘电阻（测量编号“1”和“7”或“8”），以确定传感器是否潮湿，电阻值应大于20兆欧。3）测量电极和液体之间的接触电阻（测量数字“1”和“2”和“1”和“3”），并间接评估电极和衬里层表面的一般状况。如果电极表面和背衬层附着到沉积层，则沉积层是导电的还是绝缘的。它们之间的电阻应在1千欧和1兆欧之间，线号“1”和“2”以及“1”和“3”的电阻值应大致对称。4）关闭管道上的阀门，当电磁流量计充满液体且液体不流动时，检查整个机器的零点。根据需要进行适当调整。5）检查信号线和激励线各芯线的绝缘电阻，检查屏蔽层是否完好。6）使用GS8校准仪测试电磁流量计转换器的输出电流。当给定零流量时，输出电流应为：4.00 mA；当给定100%流量时，输出电流应为：20.00 mA。输出电流值的误差应优于1.5%。7）测试励磁电流值（转换器端子“7”和“8”之间），正负励磁电流应在规定范围内，约为137（5%）mA。针对传统电磁流量计用信号电缆的易受电磁干扰和内部产生较大噪音的性能缺陷，首先根据电磁流量计用信号电缆的特点及其运行环境要求设计了多种结构方案,而后综合考虑电缆抗电磁干扰水平、内部噪音水平、工艺的实现难度和制造成本等因素对相关设计方案进行反复筛选，最终确定了新型低噪音电磁流量计用信号电缆的结构。　　该新型电缆的结构如图1所示。导体为单股退火镀锡软铜线,以提高导体的导电性和防腐蚀性。在导体外绕包一层薄F4(聚四氟Z烯)半导电带,有利于降低导体和绝缘之间的摩擦起电噪音。绝缘采用材料较为纯净.介电常数较小具有一定弹性的聚丙烯绝缘级材料,并采用挤压式挤出,减小绝缘层与导体的向隙。采用对绞组作为信号传输线,由于在两根传输线上感应的电压接近相等,减小了电压差值，提高了信号传输稳定性;对绞组由两种不同颜色绝緣线芯组成,相邻线对对绞节距应不大于100mrmn。对绞分屏蔽纪(即对对绞组进行分屏蔽,每对对绞组外绕包两层聚酯带和--层厚0.04mm铝塑复合带绕包,内置-根7X0.26mm镀锡铜绞线作引流线)有利于对不同对绞组之间信号中音的抑制和隔离。对绞分屏敞组同心式绞合成缆，在对绞分廉蔽组间]填充非吸湿性材料,以保证缆芯圆整。在成缆缆芯外绕包两层聚酯带,再采用铝塑复合带绕包,内置镀锡铜线作引流线,以提高电缆电磁屏蔽能力。总屏敞层外挤包隔离层(隔离护套).隔离层采用绝缘级低密度聚乙烯材料。隔离层外采用铠装层，铠装材料为高导磁合金钢带.其为强磁材料,叮将外来的磁通大部分限制在铠装层的外表面上(仅布少部分能进.人被屏蔽的空间);铠装时对高导磁合金钢带采用纵包焊接,确保其形成.连续圆杜管;铠装层可提高电缆抗电您T扰水平以及对电缆进行加强，减少电缆振动引起的电动势。外护奈采用监色软PVC(聚氯乙烯)护层级电缆材料挤包,实现电缆防护。　　该新型低噪音电磁流量计用信号电缆通过开发新的结构和选用新的材料具有了高抗电磁干扰能力和优异的低噪音性能,可实现信号的高分辨率、高精度和稳定传输:a.通过采用绝缘线芯对绞、对绞铝箔分屏蔽、引流线设置、铝箔总屏蔽、全封闭钢合金铠装屏蔽等综合设计,对内外部电场和磁场形成有效的屏蔽隔离,抑制了内部串音,降低了信号传输的波动性,大大提高了电缆的抗电磁干扰水平,提高了电缆传输信号的准确性和可靠性。在实际工程安装中,电缆也不必穿金属管敷设，可降低工程成本。b.采用镀锡导体以及导体外设置F4半导电带,有利于降低导体和绝缘之间的摩擦起电噪音,同时电缆整体设计结构紧凑,尤其是钢合金铠装层的设计,使得电缆内部相对滑动少,一定程度上也减少了电缆内部摩擦起电噪音的产生,这样可以将原始噪音降低2~3个数量级,极大地提高了传输信号的分辨率和精度,减小了电磁流量计的计量误差,大大提高了电磁流量计的计量准确性、精确性和可靠性,完全可满足微量精确计量场合的使用要求。德国VSEVS1 0.1/16EP012V32W15/410...28VDC流量计联系电磁流量计电极对测量介质的耐腐是选择材料首先考虑的因素，其次考虑是否会产生钝化等表面效应和所形成的噪声。1.选择耐腐蚀材料电磁流量计电极的耐腐蚀性要求很高.常用金属材料有含钼耐酸钢Icr18Ni12Mo2Ti.哈氏合金.耐蚀镍基合金、B、C、钛、钽、铂铱合金,几乎可覆盖全部化学液。此外还有适用于浆液等的低噪声电极,它们是导电橡胶电极、导电氟塑料电极和多孔性陶瓷电极或包覆这些材料的金属电极。在原则上电极材料的选择应从使用者借鉴该介质在其他设备的应用实际和以往的经验来确定。有时后要做必要的实验,如现场取液体样品在实验室做待用材料的腐蚀性试验。最好的实验是现场挂片,这是最接近实际应用条件的腐蚀性试验,可以得出比较可靠能否适用的结论。2.避免电极表面效应电极的耐腐蚀性是选择材料的重要因素,但有时候电极材料对被测介质有很好的耐腐蚀性,却不一定就是适用的材料,还要避免产生电极表面效应。　　电极表面效应分为表面化学反应、电化学和极化现象以及电极的触媒作用三个方面。　　化学反应效应如电极表面与被测介质接触后,形成钝化膜或氧化层.他们对耐腐蚀性能可能起到积极保护作用,但也有可能增加表面接触电阻。例如钽与水接触就会被氧化生成绝缘层。　　对于避免或减轻电极表面效应的介质—电极材料匹配,还没有像腐蚀性那样有充足的资料可查,只有一些有限经验尚待在实践中积累。　　电磁流量计接地环连接在塑料管道或衬绝缘衬里金属管道的流量传感器两端,他们的耐腐蚀要求比电极低,充分有一定腐蚀定期更换。通常选用耐酸钢或哈氏合金。因体积大从经济上考虑较少采用钽铂等贵重金属。如金属工艺管道直接与流体接触就不需要接地环。1.环境条件  电磁流量计安装分为两种:一体式和分体式。(1)现场和环境较好的条件下，一般选用一体式，即传感器和转换器组装成一体。(2)分体式电磁流量计即传感器和转换器分开装于不同地点，一般出现以下情况时选用分体式:①环境温度或流量计转换器表面受辐射温度超过60℃;②管道振动较大的场合:③对传感器的铝壳严重腐蚀的场合:④现场湿度较大或有腐蚀性气体的场合:⑤流量计装在高空或不方便调试的场合。2.防爆及防护等级  根据环境要求，选择本安、隔爆型电磁流量计或普通型，并且满足一定的防护等级，按规范进行安装，提高仪表的安全性。3.电极材料  导电介质在电磁流量计管内通过时，在外加磁场的作用下产生感应电势，电极的作用就是把产生的电动势引出来,然后放大、输出标准信号。电极直接跟介质接触，因此，应根据介质的化学性质，选择合适的电极，以免出现腐蚀。常用的电极材质有钽、钛、316L、HC、铂铱合金、碳化钨等。4.接地环或接液环  电磁流量计的输出信号比较小，一般只有2.5~8mV,小流量时信号可能低至几微伏，外界稍有干扰就会影响测量精度。因此，仪表外壳、测量管、介质、仪表屏蔽线等要做好等电位连接，并进行可靠、单独接地。与介质连接的金属部.分，就叫接地环或接液环。接地环的材料选择--般考虑经济性和耐腐蚀性，对于大口径的金属管道上的电磁流量计，为了节约成本，可以不设接地环，将流量计的法兰和管道连起来然后再接地;如果电磁流量计用在小口径的管道上或用在非金属管道上，必须设置接地环。5.内衬材料  内衬主要作用是绝缘，预防电极短路，同时保护测量管不受介质腐蚀。常用的内衬材料包括:聚氨酯橡胶、PFA、天然软橡胶、EPDM橡胶，选择时应根据介质温度、腐蚀性、是否含有固体颗粒、耐磨性能等情况，选择合适的内衬，延.长仪表使用寿命。6.供电电源  一般厂家的电磁流量计采用四线制接线，信号线与电源线分开，可以采用交流220V电源供电，也可以采用直流24V电源供电。原则上采用直流24V安全电源供电，特别是在易燃易爆的环境。热式气体质量流量计是流量计发展历史的一次重大变革,使流量测量直接转变为质量流量的测量.根据测量时热式质量流量计所使用的流量测量元件的加工工艺的不同,常用的传感器探头可以分为：热线热式流量传感器、热敏电阻式传感器、半导体集成电路式传感器等.　　热式流量传感器探头对流体运动形态的影响较小,测量范围大,响应性能也很好,但是,这种类型的传感器探头对机械强度要求较高、在传感器材料选择上受到较大的限制；同时,加热温度仅能达到400~500℃.此外,由于流体中的微小颗粒容易粘附到热线上,抗污染腐蚀能力较差,易损坏使热线的特性发生不稳定性变化,热线一致性差,难以进行批量生产.　　半导体式传感器探头是以单晶硅为基体,使用硅微机械加工而成的微桥结构.半导体式传感器探头多用于0～25mL/min 的小流量气体的测量,在本课题中所需要测量的流量范围较大,不能满足使用要求.图2-2是典型的半导体式传感器探头结构.　　热电阻式传感器主要有两个探头：一个流量探头(Rp),一个温度探头(Rtc).目前,市场上所使用的大部分热式气体质量流量计传感器探头主要是基准铂电阻.工作的时候,两个探头以一定的机械结构固定于管道中,可以通过热源探头上电压信号量或者加热功率的改变来衡量流量的变化.工作中要求两个传感器探头对流量的响应尽可能的快,且要保证散热同步,传感器探头的灵敏度最高,这为传感器探头的设计增添了一定的难度.　　如图2-3铂电阻的典型结构所示,铂电阻在在管道内与流体进行热交换的过程中,铂电阻的表面和内部铂丝之间存在热阻,阻碍热量的交换.因此,必须从铂电阻元件的选择和传感器结构设计两方面进行设计,尽量减小铂电阻内部和表面的热阻.如果热阻较大,热敏电阻表面和内部就会存在很高的温度差高,出现流量探头和温度探头已经达到恒定温差的假象,会严重影响控制电路正常工作,使测量的结果与管道流量的实际状况出现较大偏差,所以减小探头的热阻是设计热电阻式传感器的关键.德国VSEVS1 0.1/16EP012V32W15/410...28VDC流量计联系