德國VSEVS1 0.1/16EP012V32W15/410...28VDC流量計聯系同時我們還經營：熱式氣體質量流量計是利用傳熱原理,即流動中的流體與熱源(流體中加熱的物質或測量管外加熱體)之間熱量交換關系來測量流量的儀表，目前主要用于測量氣體。熱式流量儀表用得最多有兩類，一是利用流動流體傳遞熱量改變測量管壁溫度分布的熱傳導分布效應的熱分布式流量計，曾稱量熱式TMF;另外--類是利用熱消散(冷卻)效應的金氏定律TMF又由于結構上檢測元件伸入測量管內,也稱插入型或侵入型。插入型的工作原理及流量計算如下:   如圖所示，插入式熱式氣體質量流量計由兩個電阻溫度計組成傳感器，一個測溫探頭，感受流體溫度T2另一個電阻溫度計由電路加熱到溫度T1用來測量流體帶走的熱量變化，亦稱測速探頭。T1高于T2。并保持△T恒定,即△T=T1-T2。當流體流經傳感器時，由于測速探頭的自身溫度T1高于測溫探頭感受的溫度即流體溫度T2,流體便帶走了測速探頭上的一部分熱量(高溫向低溫傳遞)，使T1下降。電路為保持△T恒定，便增加對測速探頭的加熱功率，使△T=T1-T2恒定。流體帶走測速探頭.上多少熱量，電路便增加相應數量的電功率，兩者之間存在著一個函數關系"。設對測速探頭的加熱功率為P1，流體的質量流量為Q,則根據流體流過測速探頭時所帶走的熱量與對測速探頭的加熱功率相對應的原理，得到下列關系式: 式(1)中，PocQ   因此，可以通過測量加熱功率P,來測量帶走這部分熱量的流體的質量流量。由于帶走著部分熱量的是流體的分子，所以，測速探頭直接測量的是流體的質量流速pv,此時，只要乘上管道的橫截面積，就可以得到流體的質量流量了。由于氣體流過探頭時帶走熱量和氣體的質量流量成比例關系,也和探頭間溫差有關，流量越大，兩探頭之間溫差越小，氣體質量流量與溫差之間的聯系通過質量流速ρv建立"。 式中:Qm-質量流量，kg/s; Kv-測量頭儀表系數; a-速度分布系數; B一阻塞系數; x-干擾系數; A-儀表表體(測量管道)的內橫截面積，m² ρv一質量流速，kg/(m²·S)。   基于_上述原理，對于大管徑的流量測量來說,雖無相應的大管徑標定裝置來對流量計進行標定，但只要在標準口徑的標定裝置.上測定相應的質量流速，也就可方便地測量出大管徑中流體的質量流量了。   由熱式氣體質量流量計中于兩個傳感器都是用性能穩定的金屬鉑材料通過特殊工藝密封在316L不銹鋼管或抗酸、堿腐蝕的K2760哈氏合金或鉑套管中制成，因此極為堅固,并不會污染被測流體或受被測流體污染，且其抗腐蝕性能相當好。渦街流量計系統具有八項功能,即瞬時流量及總流量顯示(質量流量)、瞬時溫度顯示、瞬時壓力顯示、電池容量顯示、密碼設定、設定系統時鐘、流量數據讀取(通過專用的串口從儀表讀取).(1)瞬時流量和總流量顯示　　各個傳感器發出的信號,經過放大和整形后,送入單片機處理,然后單片機將計算得到的瞬時流量送液晶顯示器顯示,在瞬時流量的基礎上,每隔一個沒定的時間進行累加,得到總流量,同時把這個數據送到液晶顯示器顯示.(2)密碼設定　　儀表的密碼分為制造商密碼和用戶密碼兩級.制造商在儀表使用前將儀表常數通過功能設定按鈕輸入儀表,通常這些常數是不能由用戶隨意改變的,因為它們關系到系統的正常運行和顯示正確的流量.用戶密碼用于用戶自己掌握儀表的同常使用,便于用戶列儀表數據的管理.(3)瞬時壓力、溫度顯示　　瞬時壓力和瞬時溫度是經過單片機處理后得到的被測對象的溫度.壓力數掘,通過該數據可以知道被測介質的工作情況,從而可以對某些參數進行人工調整.(4)設定系統時鐘　　儀表內部設置了日歷時鐘,對流量數據按日期進行不斷的儲存,便于對使用情況進行監控,方便用戶對自己的用量的了解.(5)流量數據讀取　　流量數據可以直接從液晶顯示器上面讀取.由于系統設置了外接數據接口(即串口),可以很方便的實現對系統數據的讀取,從而可以實現抄寫系統數據的自動化,節省大量的人力.(6)電池容量顯示　　當電池電壓降到一定程度時,渦街流量計將不能正常工作,為了在儀表能在正常的電壓下工作,通過軟件措施將電池的電量顯示在液晶顯示器上,以便用戶能及時更換電池.電磁流量計有著廣泛應用，但是電磁流量計在使用過程中有很多因素會影響電磁流量計的測量結果不準確。結合實踐經驗，本文將導致電磁流量計產生故障的原因概括為：管內液體未充滿、液體中含有固相、因材質與被測介質不匹配而引發的故障、因人為因素造成的故障等。1.管內液體未充滿　　管內液體未充滿是導致電磁流量計產生誤差的重要原因。導致管內液體未充滿的原因有多種，比較常見的是背壓不足或流量傳感器安裝位置不良，同時，管內液體未充滿程度不同，其故障表現也有所不同，具體言之，若只有少量氣體在水管管道中呈分層流或波狀流，則故障現象表現為誤差增加，即流量測量值與實際值不符；若流動狀態呈現為氣泡流或塞狀流，除測量值與實際值不符外，還會因氣相瞬間遮蓋電表面而出現輸出晃動等。因此，多種誤差表現均指向管內液體未充滿，在實踐過程中，要正確辨別不同現象，理清其產生的實質原因。2.液體中含有固相　　液體中含有固相，即：液體中含有粉狀、顆?；蚶w維等固體，液體中一旦含有固相便會導致多種故障產生：漿液噪聲；電極表面玷污；導電沉積層或絕緣沉積層覆蓋電極或襯里；襯里被磨損或被沉積物覆蓋，流通截面積縮小等。3.因材質與被測介質不匹配而引發的故障　　因材質與被測介質不匹配而引發故障的電磁流量計與介質接觸的零部件有電與接地環，匹配失當除耐腐蝕問題外，主要是電表面效應。  氣體渦輪流量計是速度式流量計量儀表的一種,其傳統結構(圖1)主要由殼體、葉輪支架、軸承支架、葉輪軸、軸承葉輪、導流整流器、計數裝置組成。當被檢測氣體經過氣體渦輪流量計時,氣體在導流整流器中被整流和加速,然后推動葉輪進行旋轉,葉輪轉動的速度和進過流量計的流體流速成正比,通過一系列的減速,最后由計數裝置對葉輪轉動的圈數進行累加,達到流量計計量的目的。  但是通過多年的實踐發現，儀表的精度除了受零部件加工精度的影響以外,和軸承選用也有很大的關系，儀表要想保持長時間的穩定運行,軸承必須有足夠的使用壽命,但是,對于進行維修和維護的儀表進行故障統計分析,大多是由于軸承的失效造成了儀表的損壞,對其進行受力分析(圖2)表明,傳統型的流量計結構在軸承的設計方面是一個薄弱環節。  葉輪受到氣流的沖擊，氣流對葉輪除了產生驅動葉輪旋轉的推力外,還會產生一個垂直于葉輪的推力F推力，為了維持平衡，固定軸承會受到一個由軸承支架提供的反作用力F反推力。固定軸承為了支撐葉輪及軸系本身的重力會受到-個壓力N反推力,浮動軸承由于阻止葉輪以固定軸承為支點進行旋轉會得到一個壓力T",因此，固定軸承處在一個最惡劣的工作環境之下,經過長時間的運轉，在缺少潤滑的情況下，固定軸承的使用壽命大打折扣。特別是在高速運轉情況下,垂直于葉輪的推力F推力也會隨著轉速的提高而提高，固定軸承的使用狀況隨之更加惡化。事實也正是如此，在維修的氣體渦輪流量計中，離葉輪較近的固定軸承損壞幾乎占到了100%,軸承最后只剩下了內圈外圈,葉輪也因此波及,儀表不得不進行關鍵部件的更換，及時發現故障并進行排除還好，如果沒有及時發現，造成經濟上的損失我們將無法彌補。為了改善固定軸承的使用環境,軸承所承受的支撐力我們無法改變，但是，我們可以想辦法改善固定軸承所受到的反作用力F反推力，因此,引入了氣體推力軸承的設計。1）測量電磁流量計勵磁線圈的電阻值，以確定勵磁線圈是否有匝間短路（線路編號“7”和“8”之間的電阻），電阻值應在30歐姆之間和170歐姆。如果電阻與工廠記錄相同，則認為線圈良好，并且不間接評估電磁流量計傳感器的磁場強度。2）測量勵磁線圈對地的絕緣電阻（測量編號“1”和“7”或“8”），以確定傳感器是否潮濕，電阻值應大于20兆歐。3）測量電極和液體之間的接觸電阻（測量數字“1”和“2”和“1”和“3”），并間接評估電極和襯里層表面的一般狀況。如果電極表面和背襯層附著到沉積層，則沉積層是導電的還是絕緣的。它們之間的電阻應在1千歐和1兆歐之間，線號“1”和“2”以及“1”和“3”的電阻值應大致對稱。4）關閉管道上的閥門，當電磁流量計充滿液體且液體不流動時，檢查整個機器的零點。根據需要進行適當調整。5）檢查信號線和激勵線各芯線的絕緣電阻，檢查屏蔽層是否完好。6）使用GS8校準儀測試電磁流量計轉換器的輸出電流。當給定零流量時，輸出電流應為：4.00 mA；當給定100%流量時，輸出電流應為：20.00 mA。輸出電流值的誤差應優于1.5%。7）測試勵磁電流值（轉換器端子“7”和“8”之間），正負勵磁電流應在規定范圍內，約為137（5%）mA。針對傳統電磁流量計用信號電纜的易受電磁干擾和內部產生較大噪音的性能缺陷，首先根據電磁流量計用信號電纜的特點及其運行環境要求設計了多種結構方案,而后綜合考慮電纜抗電磁干擾水平、內部噪音水平、工藝的實現難度和制造成本等因素對相關設計方案進行反復篩選，最終確定了新型低噪音電磁流量計用信號電纜的結構?！　≡撔滦碗娎|的結構如圖1所示。導體為單股退火鍍錫軟銅線,以提高導體的導電性和防腐蝕性。在導體外繞包一層薄F4(聚四氟Z烯)半導電帶,有利于降低導體和絕緣之間的摩擦起電噪音。絕緣采用材料較為純凈.介電常數較小具有一定彈性的聚丙烯絕緣級材料,并采用擠壓式擠出,減小絕緣層與導體的向隙。采用對絞組作為信號傳輸線,由于在兩根傳輸線上感應的電壓接近相等,減小了電壓差值，提高了信號傳輸穩定性;對絞組由兩種不同顏色絕緣線芯組成,相鄰線對對絞節距應不大于100mrmn。對絞分屏蔽紀(即對對絞組進行分屏蔽,每對對絞組外繞包兩層聚酯帶和--層厚0.04mm鋁塑復合帶繞包,內置-根7X0.26mm鍍錫銅絞線作引流線)有利于對不同對絞組之間信號中音的抑制和隔離。對絞分屏敞組同心式絞合成纜，在對絞分廉蔽組間]填充非吸濕性材料,以保證纜芯圓整。在成纜纜芯外繞包兩層聚酯帶,再采用鋁塑復合帶繞包,內置鍍錫銅線作引流線,以提高電纜電磁屏蔽能力?？偲脸▽油鈹D包隔離層(隔離護套).隔離層采用絕緣級低密度聚乙烯材料。隔離層外采用鎧裝層，鎧裝材料為高導磁合金鋼帶.其為強磁材料,叮將外來的磁通大部分限制在鎧裝層的外表面上(僅布少部分能進.人被屏蔽的空間);鎧裝時對高導磁合金鋼帶采用縱包焊接,確保其形成.連續圓杜管;鎧裝層可提高電纜抗電您T擾水平以及對電纜進行加強，減少電纜振動引起的電動勢。外護奈采用監色軟PVC(聚氯乙烯)護層級電纜材料擠包,實現電纜防護?！　≡撔滦偷驮胍綦姶帕髁坑嬘眯盘栯娎|通過開發新的結構和選用新的材料具有了高抗電磁干擾能力和優異的低噪音性能,可實現信號的高分辨率、高精度和穩定傳輸:a.通過采用絕緣線芯對絞、對絞鋁箔分屏蔽、引流線設置、鋁箔總屏蔽、全封閉鋼合金鎧裝屏蔽等綜合設計,對內外部電場和磁場形成有效的屏蔽隔離,抑制了內部串音,降低了信號傳輸的波動性,大大提高了電纜的抗電磁干擾水平,提高了電纜傳輸信號的準確性和可靠性。在實際工程安裝中,電纜也不必穿金屬管敷設，可降低工程成本。b.采用鍍錫導體以及導體外設置F4半導電帶,有利于降低導體和絕緣之間的摩擦起電噪音,同時電纜整體設計結構緊湊,尤其是鋼合金鎧裝層的設計,使得電纜內部相對滑動少,一定程度上也減少了電纜內部摩擦起電噪音的產生,這樣可以將原始噪音降低2~3個數量級,極大地提高了傳輸信號的分辨率和精度,減小了電磁流量計的計量誤差,大大提高了電磁流量計的計量準確性、精確性和可靠性,完全可滿足微量精確計量場合的使用要求。德國VSEVS1 0.1/16EP012V32W15/410...28VDC流量計聯系電磁流量計電極對測量介質的耐腐是選擇材料首先考慮的因素，其次考慮是否會產生鈍化等表面效應和所形成的噪聲。1.選擇耐腐蝕材料電磁流量計電極的耐腐蝕性要求很高.常用金屬材料有含鉬耐酸鋼Icr18Ni12Mo2Ti.哈氏合金.耐蝕鎳基合金、B、C、鈦、鉭、鉑銥合金,幾乎可覆蓋全部化學液。此外還有適用于漿液等的低噪聲電極,它們是導電橡膠電極、導電氟塑料電極和多孔性陶瓷電極或包覆這些材料的金屬電極。在原則上電極材料的選擇應從使用者借鑒該介質在其他設備的應用實際和以往的經驗來確定。有時后要做必要的實驗,如現場取液體樣品在實驗室做待用材料的腐蝕性試驗。最好的實驗是現場掛片,這是最接近實際應用條件的腐蝕性試驗,可以得出比較可靠能否適用的結論。2.避免電極表面效應電極的耐腐蝕性是選擇材料的重要因素,但有時候電極材料對被測介質有很好的耐腐蝕性,卻不一定就是適用的材料,還要避免產生電極表面效應?！　‰姌O表面效應分為表面化學反應、電化學和極化現象以及電極的觸媒作用三個方面?！　』瘜W反應效應如電極表面與被測介質接觸后,形成鈍化膜或氧化層.他們對耐腐蝕性能可能起到積極保護作用,但也有可能增加表面接觸電阻。例如鉭與水接觸就會被氧化生成絕緣層?！　τ诒苊饣驕p輕電極表面效應的介質—電極材料匹配,還沒有像腐蝕性那樣有充足的資料可查,只有一些有限經驗尚待在實踐中積累?！　‰姶帕髁坑嫿拥丨h連接在塑料管道或襯絕緣襯里金屬管道的流量傳感器兩端,他們的耐腐蝕要求比電極低,充分有一定腐蝕定期更換。通常選用耐酸鋼或哈氏合金。因體積大從經濟上考慮較少采用鉭鉑等貴重金屬。如金屬工藝管道直接與流體接觸就不需要接地環。1.環境條件  電磁流量計安裝分為兩種:一體式和分體式。(1)現場和環境較好的條件下，一般選用一體式，即傳感器和轉換器組裝成一體。(2)分體式電磁流量計即傳感器和轉換器分開裝于不同地點，一般出現以下情況時選用分體式:①環境溫度或流量計轉換器表面受輻射溫度超過60℃;②管道振動較大的場合:③對傳感器的鋁殼嚴重腐蝕的場合:④現場濕度較大或有腐蝕性氣體的場合:⑤流量計裝在高空或不方便調試的場合。2.防爆及防護等級  根據環境要求，選擇本安、隔爆型電磁流量計或普通型，并且滿足一定的防護等級，按規范進行安裝，提高儀表的安全性。3.電極材料  導電介質在電磁流量計管內通過時，在外加磁場的作用下產生感應電勢，電極的作用就是把產生的電動勢引出來,然后放大、輸出標準信號。電極直接跟介質接觸，因此，應根據介質的化學性質，選擇合適的電極，以免出現腐蝕。常用的電極材質有鉭、鈦、316L、HC、鉑銥合金、碳化鎢等。4.接地環或接液環  電磁流量計的輸出信號比較小，一般只有2.5~8mV,小流量時信號可能低至幾微伏，外界稍有干擾就會影響測量精度。因此，儀表外殼、測量管、介質、儀表屏蔽線等要做好等電位連接，并進行可靠、單獨接地。與介質連接的金屬部.分，就叫接地環或接液環。接地環的材料選擇--般考慮經濟性和耐腐蝕性，對于大口徑的金屬管道上的電磁流量計，為了節約成本，可以不設接地環，將流量計的法蘭和管道連起來然后再接地;如果電磁流量計用在小口徑的管道上或用在非金屬管道上，必須設置接地環。5.內襯材料  內襯主要作用是絕緣，預防電極短路，同時保護測量管不受介質腐蝕。常用的內襯材料包括:聚氨酯橡膠、PFA、天然軟橡膠、EPDM橡膠，選擇時應根據介質溫度、腐蝕性、是否含有固體顆粒、耐磨性能等情況，選擇合適的內襯，延.長儀表使用壽命。6.供電電源  一般廠家的電磁流量計采用四線制接線，信號線與電源線分開，可以采用交流220V電源供電，也可以采用直流24V電源供電。原則上采用直流24V安全電源供電，特別是在易燃易爆的環境。熱式氣體質量流量計是流量計發展歷史的一次重大變革,使流量測量直接轉變為質量流量的測量.根據測量時熱式質量流量計所使用的流量測量元件的加工工藝的不同,常用的傳感器探頭可以分為：熱線熱式流量傳感器、熱敏電阻式傳感器、半導體集成電路式傳感器等.　　熱式流量傳感器探頭對流體運動形態的影響較小,測量范圍大,響應性能也很好,但是,這種類型的傳感器探頭對機械強度要求較高、在傳感器材料選擇上受到較大的限制；同時,加熱溫度僅能達到400~500℃.此外,由于流體中的微小顆粒容易粘附到熱線上,抗污染腐蝕能力較差,易損壞使熱線的特性發生不穩定性變化,熱線一致性差,難以進行批量生產.　　半導體式傳感器探頭是以單晶硅為基體,使用硅微機械加工而成的微橋結構.半導體式傳感器探頭多用于0～25mL/min 的小流量氣體的測量,在本課題中所需要測量的流量范圍較大,不能滿足使用要求.圖2-2是典型的半導體式傳感器探頭結構.　　熱電阻式傳感器主要有兩個探頭：一個流量探頭(Rp),一個溫度探頭(Rtc).目前,市場上所使用的大部分熱式氣體質量流量計傳感器探頭主要是基準鉑電阻.工作的時候,兩個探頭以一定的機械結構固定于管道中,可以通過熱源探頭上電壓信號量或者加熱功率的改變來衡量流量的變化.工作中要求兩個傳感器探頭對流量的響應盡可能的快,且要保證散熱同步,傳感器探頭的靈敏度最高,這為傳感器探頭的設計增添了一定的難度.　　如圖2-3鉑電阻的典型結構所示,鉑電阻在在管道內與流體進行熱交換的過程中,鉑電阻的表面和內部鉑絲之間存在熱阻,阻礙熱量的交換.因此,必須從鉑電阻元件的選擇和傳感器結構設計兩方面進行設計,盡量減小鉑電阻內部和表面的熱阻.如果熱阻較大,熱敏電阻表面和內部就會存在很高的溫度差高,出現流量探頭和溫度探頭已經達到恒定溫差的假象,會嚴重影響控制電路正常工作,使測量的結果與管道流量的實際狀況出現較大偏差,所以減小探頭的熱阻是設計熱電阻式傳感器的關鍵.德國VSEVS1 0.1/16EP012V32W15/410...28VDC流量計聯系

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