科技的飛速進步也同時帶動了儀表儀器行業(yè)的發(fā)展,雖然污水流量計的測量原理比較簡單,運用的是電磁感應技術(shù),但是污水流量計真正的大規(guī)模應用于生產(chǎn)實踐還是從是20世紀50~60年代隨著電子技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的。近來來隨著集成電路及數(shù)字技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,污水流量計也進入了一個發(fā)展的快速跟進期,其產(chǎn)品的應用的{**}域越來越多,越來越廣泛。
(一)污水流量計介紹
能源計量用流量計往往跟企業(yè)的效益有直接的聯(lián)系,是進行貿(mào)易結(jié)算的依據(jù),進行能源的科學管理、提高經(jīng)濟效益的重要手段。污水流量計是一種根據(jù)法拉第電磁感應定律來測量管內(nèi)導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表,采用單片機嵌入式技術(shù),實現(xiàn)數(shù)字勵磁,同時在污水流量計上采用CAN現(xiàn)場總線。它是由直接接觸管道介質(zhì)的傳感器和上端信號轉(zhuǎn)換器兩部分構(gòu)成,是基于法拉第電磁感應定律工作的,用來測量電導率大于5μs/cm的導電液體的流量,同時也是一種測量導電介質(zhì)流量的儀表。除了可以測量一般導電液體的流量外,還可以用于測量強酸、強堿等強腐蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體,如泥漿、礦漿、紙漿等。
(二)污水流量計的工作原理
污水流量計測量原理是基于法拉第電磁感應定律。流量計的流量管內(nèi)壁襯上了{**}緣材料,是一種非導磁合金短管。兩只電極沿著管徑方向穿通管壁從而固定在測量管上。它的電極頭與襯里內(nèi)表面基本上是齊平的。歷次線圈由雙向方波脈沖勵磁時,將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為B的工作磁場。這個時候,如果具有一定電導率的流體經(jīng)過測量管時,將會切割磁力線感應出電動勢E。電動勢E與磁通量彌補B成正比關(guān)系,測量管內(nèi)徑d與平均流速v的乘積。電動勢E(流量信號)由電極檢測出并通過電纜送{**}轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將接收到的流量信號放大進行處理后,即可顯示流體流量,同時能輸出脈沖,模擬電流信號,用于流量的調(diào)節(jié)和控制。
E=KBdv,式中:E-電極間的信號電壓(v);B-磁通密度(T);d-測量管內(nèi)徑(m);V-平均流速(m/s)。K,d為常數(shù),由于勵磁電流是保持恒流的,故B也是常數(shù),則由E=KBdv可知,體積流量Q與信號電壓E成正比,即流速感應的信號電壓E與體積Q成線性關(guān)系。因此只要測量出E就可以確定流量Q,這就是污水流量計的基本工作原理。
(三)污水流量計的分類
污水流量計的種類:一體式、插入式、分體式。
效驗方法:管道標定。
工作原理:是根據(jù)法拉第電磁感應原理,再與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當導電液體沿測量管軸線運動時,導電液體切割磁力線產(chǎn)生感應電勢。主要有在線和離線校驗兩種。
在線校驗:采用外夾式超聲波流量計對污水流量計測量的管道進行比對校驗,驗證污水流量計是否偏差過大。這種方法{**}度偏低,只能定性的判定結(jié)果。
離線檢驗:就是在標定裝置上進行檢驗,一般介質(zhì)為水。標定裝置有容積式標準裝置、稱重式標準裝置兩大類。通過標定就可以準確地得出被測的污水流量計{**}度了。
按流量傳感器與管道連接方式分類,有螺紋連接(油任連接的高壓污水流量計)、夾持型(污水流量計)、法蘭型、衛(wèi)生型(污水流量計)、插入型(污水流量計)。按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類,有分體型和一體型。
按流量傳感器電極是否與被測液體接觸分類,有接觸型和非接觸型。
按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類,有短管型和插入型(污水流量計)。
按用途分類,有防侵水型、防爆型、衛(wèi)生型、通用型和用于明渠流量測量的潛水型(明渠流量計)。
污水流量計按激磁電流方式分為直流激磁,交流激磁,低頻矩形波激磁,雙頻激磁。
污水流量計按輸出信號連接和激磁(或電源)連線制式分為四線制,二線制。
污水流量計是應用導電體在磁場中運動產(chǎn)生感應電動勢,而感應電動勢又和流量大小成正比,通過測電動勢來反映管道流量的原理而制成的。其測量{**}度和靈敏度都較高。工業(yè)上多用以測量水、礦漿等介質(zhì)的流量。可測較大管徑達2m,而且壓損極小。但導電率低的介質(zhì),如氣體、蒸汽等則不能應用。
污水流量計造價較高,且信號易受外磁場干擾,影響了在工業(yè)管流測量中的廣泛應用。為此,產(chǎn)品在不斷改進更新,向微機化發(fā)展。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,流動工質(zhì)的溫度、壓力等運行參數(shù)不斷提高,在高溫高壓的情況下,由于材質(zhì)和結(jié)構(gòu)等方面的原因,直接式質(zhì)量流量計的應用遇到困難,而間接式質(zhì)量流量計由于密度計受濕度和壓力適用范圍的限制,往往也不好實際應用。因此,在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用的是溫度壓力補償式質(zhì)量流量計?砂阉醋饕环N間接式質(zhì)量流量計,不是配用密度計,而是利用溫度、壓力與密度間的關(guān)系,用溫度、壓力信號經(jīng)函數(shù)運算為密度信號,與容積流量相乘而得到質(zhì)量流量.目前溫度、壓力補償式質(zhì)量流量計雖已實用化,但當被測介質(zhì)參數(shù)變化范圍很大或很迅速時,正確地補償將很困難或不可能,因此進一步研究在實際生產(chǎn)中適用的質(zhì)量流量計和密度計還是一個課題。
(四)污水流量計的量程范圍
一般工業(yè)用污水流量計被測介質(zhì)流速以2-4m/s為宜,在特殊情況下,較低流速應不小于0.2m/s,較高應不大于8m/s。若介質(zhì)中含有固體顆粒,為防止襯里和電極的過分磨擦,常用流速應小于3m/s,對于污水流量計粘滯流體,流速可選擇大于2m/s,較大的流速有助于自動消除電極上附著的粘滯物的作用,有利于提高測量{**}度。
污水流量計的{**}勢在于其對液體有比較強的適應性,與其它類型的儀表相比有更多的適應性和準確度,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,它的應用范圍尤其廣,它幾乎是測量液體流量的{**}選儀表,如測漿用的漿污水流量計,污水處理的污水流量計、自來水計量用的水流量計等產(chǎn)品在各種不同的工業(yè)環(huán)境中都得到了大量的應用.