滿管式智能電磁流量計的結(jié)構(gòu)
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滿管式智能電磁流量計的結(jié)構(gòu)
滿管式智能電磁流量計的結(jié)構(gòu) 滿管式智能電磁流量計必須在測量管道中充滿被測流體。體積流量由管道的面積與流體的流速相乘得出。這種流量計主要由測量管道、勵磁線圈、測量電極和變送器組成。下面介紹這些部件的功能和要求。 1)測量管道 磁場必須透過管擘穿向
滿管式智能電磁流量計的結(jié)構(gòu) 滿管式智能電磁流量計必須在測量管道中充滿被測流體。體積流量由管道的面積與流體的流速相乘得出。這種流量計主要由測量管道、勵磁線圈、測量電極和變送器組成。下面介紹這些部件的功能和要求。
1)測量管道 磁場必須透過管擘穿向流體。這里,測量管道僅允許采用非導(dǎo)磁材料制作。 被測流體感應(yīng)出的電壓不允許與導(dǎo)電的管壁形成短路,這就需要測量管道采用絕緣材料制作,如陶瓷或塑料;或者在非導(dǎo)磁的金屬管道內(nèi)壁上鋪加絕緣內(nèi)襯層。管道內(nèi)壁與流體接觸,內(nèi)襯材料必須具有足夠的抗腐蝕能力。
智能電磁流量計測量管道的外形如圖3 9所示(如三氧化二鋁陶瓷測量管道和鉑陶瓷金屬電極)。表3 1給出各種測量管道材料的性能。
2)測量電極
測量電扳直接與被測流體接觸,因此,它采用的材料也必須具有足夠的抗腐蝕能力,并保證在與被測流體接觸時具有良好的導(dǎo)電性能。常用的電極材料是不銹鋼、鉻鎳合金,其次是鉑、鉭、鈦和鋯金屬。在陶瓷測量管道的流量計中采用陶瓷金屬混合材料制作的電極(CERMET電極)。另外,新型的電極結(jié)構(gòu)(見圖3.10)更換很容易。
正確選擇材料(不僅考慮抗化學(xué)反應(yīng),而且還要考慮良好的導(dǎo)電性能)能決定智能電磁流量計的測量性能。
極低導(dǎo)電率的被測流體或在管壁上導(dǎo)電能力差的沉積絕緣物,影響了測量的正常進(jìn)行。這時應(yīng)采用由電容獲取感應(yīng)電壓信號的電磁流量計。這種電極是在內(nèi)襯或非導(dǎo)電管道內(nèi)的大面積電容極板。圖3.11是電容式電磁流量計的原理圖(嵌入式組合電磁流量計,采用三氧化二鋁陶瓷測量管道)。 與流體接觸的電極不同,大面積電容電極的優(yōu)點有: ·被測流體的雖小導(dǎo)電率為0.05us/cm(電磁流量計廠商建議:導(dǎo)電率在0.3us/cm左右); ·在測量管道內(nèi)壁上有絕緣沉淀物時不會引起測量故障; ·不需要選擇與被測流體要求相關(guān)的電極材料; ·在測量不均勻的流體時能平穩(wěn)顯示。 3)勵磁線圈 在管道上電磁線圈的安裝與電極軸相垂直,該線圈由變送器提供供電電流,并產(chǎn)生方波磁場。磁場形式(測量管道中磁場強(qiáng)度的空間分布)受電磁流量計顯示器線性度和流速分布的影響。電磁線圈由智能電磁流量計的外殼保護(hù)。 4)變送器 從微伏級到毫伏級的感應(yīng)電壓信號直接送測量變送器處理變送器的主要任務(wù)是把感應(yīng)電壓信號U變換成標(biāo)準(zhǔn)的電信號。
變送器結(jié)構(gòu)圖如圖3 12所示。其主要功能有: ·電壓信號放大,變送器的輸入放大器必須具有很高的輸入阻抗,以防止電極的內(nèi)阻耐測量精度的影響; ·把放大的電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量; ·電壓信號濾波,消除大于1/10流量信號的干擾電壓,對此,需使用快速傅氏變換(FFT)的數(shù)字信號處理技術(shù); ·標(biāo)定相應(yīng)的工作參數(shù)(測量范圍終值、測量傳感器標(biāo)稱值和毫伏級輸出量程等); ·把標(biāo)定的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成過程所需的標(biāo)準(zhǔn)輸出信號,如模擬量輸出信號采用4mA - 20mA信號或把體積單位換算成脈沖計數(shù)信號,并通過計算機(jī)接口直接向過程控制系統(tǒng)傳送; ·輸出數(shù)據(jù); ·在現(xiàn)場顯示器上顯示流量值和累計值; ·在方波磁場的電磁流量計中測量變送器兼有供電的功能。 (流量計:智能電磁流量計)
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