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氫硫酸流量計(jì)的襯里與電*與產(chǎn)品型號(hào)的選擇

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氫硫酸流量計(jì)電*材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測(cè)的流體的腐蝕性來選擇電*的材料,請(qǐng)查有關(guān)腐蝕手冊(cè),對(duì)于特殊流體應(yīng)作試驗(yàn)

材料 耐 腐 蝕 性 能
316L  適用:1、生活用水,工業(yè)用水,原水井水,城市污水,
    2、弱腐蝕性酸、堿、鹽溶液
哈氏合金B(yǎng)  適用:1、鹽酸(濃度小于10%),一切濃度的氫氧化銨堿溶液
       2、氫氧化鈉(濃度小于50%),一切濃度的氫氧化銨堿溶液
    3、磷酸,有機(jī)酸
 不適用:鹽酸
哈氏合金C  適用:1、混酸如鉻酸與硫酸的混合溶液
     2、氧化性鹽類如Fe++、Cu++、海水
 不適用:鹽酸
鈦(Ti)  適用:1、鹽,如:(1)氯化物(氯化物/鎂/鋁/鈣/銨/鈦等)
          (2)鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、次氯酸鹽、海水
     2、濃度小于50%氫氯化鉀、氫氧化銨、氫氧化鋇堿溶液
 不適用:鹽酸、硫酸、磷酸、氫氟酸,氰氧化鋇堿溶液
鉭(Ta)  適用:1、鹽酸(濃度小于40%),稀硫酸和濃硫酸(不包括發(fā)煙硫酸)
       2、二氧化氯,氯化鎂,次氯酸,氰化鈉,乙酸鉛等
    3、硝酸(包括發(fā)煙硝酸)等氧化性酸,溫度低于80℃的王水
 不適用:堿,氫氟酸
鉑(Pt)  適用:幾乎所有的酸、堿、鹽溶液(包括發(fā)煙硫酸、發(fā)煙硝酸)
 不適用:王水、銨鹽

氫硫酸流量計(jì)襯里材料的選擇
應(yīng)根據(jù)被測(cè)的流體的腐蝕性來選擇襯里的材料,請(qǐng)查有關(guān)腐蝕手冊(cè),對(duì)于特殊流體應(yīng)作試驗(yàn)

襯里材料 主要性能 適用范圈
聚四氛乙烯下E 1.它是塑料中化學(xué)性能*穩(wěn)定的一種材料,能耐沸騰的鹽酸、硫
酸、硝酸和王水、也能耐濃堿和各種有機(jī)溶劑
.耐磨性和枯接性能差。
1.一40℃一+1 80℃
.酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)
.衛(wèi)生類介質(zhì)4.不適用于負(fù)壓管道
氧丁橡膠〔〕PRENE 1.有*好的彈性、高強(qiáng)的扯斷力、耐磨性能好
.耐一般低濃度酸、堿、鹽介質(zhì)的腐蝕不耐氧化性介質(zhì)的腐蝕
1.<65℃
.側(cè)一般水、污水、泥漿、礦漿
聚全氛代乙丙烯 化學(xué)性能*穩(wěn)定的一種材料.可適用于已知任何有機(jī)溶荊或試加
介質(zhì)或在高沒下也不受影晌。
1.一40℃~180℃
.適用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)3.衛(wèi)生級(jí)介質(zhì)
聚氛乙烯 適用于各種堿、鹽、硫酸、硝酸、磷酸等及它們的水溶液,不耐
濃硫酸、發(fā)煙硫酸、醋附類、醚類、鹵代經(jīng)芳胺。
I。一25℃~70℃
.側(cè)一般水、污水、泥漿、礦槳、煤漿
.一般酸、堿、鹽溶液
 

氫硫酸流量計(jì)的具體分類
市場(chǎng)上通用型產(chǎn)品和特殊型儀表從不同角度作如下分類。
氫硫酸流量計(jì)按激磁電流方式劃分,有直流激磁、交流(工頻或其他頻率)激磁、低頻矩形波激磁和雙頻矩形波激磁。幾種激磁方式的波形見右圖。
按輸出信號(hào)連接和激磁(或電源)連線的制式分類,有四線制和二線制。
按轉(zhuǎn)換器與傳感器組裝方式分類,有分體型和一體型。
按流量傳感器與管道連接方式分類,有法蘭型、夾持型(夾持型氫硫酸流量計(jì))、衛(wèi)生型(衛(wèi)生型氫硫酸流量計(jì))、插入型(插入式氫硫酸流量計(jì))、螺紋連接(油任連接的高壓氫硫酸流量計(jì))。注:
按流量傳感器電*是否與被測(cè)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(插入式氫硫酸流量計(jì))。
按用途分類,有通用型、防爆型、衛(wèi)生型、防侵水型和用于明渠流量測(cè)量的潛水型(明渠流量計(jì))。
一、 氫硫酸流量計(jì) 按激磁電流方式分類
(1)、直流激磁
直流激磁氫硫酸流量計(jì)用于測(cè)量液體金屬流量,如常溫下汞和高溫下液態(tài)納、鋰、鉀等。在快中子增殖核反應(yīng)堆一次回路中用于測(cè)量攝氏500余度的熔融納流量,見到過有應(yīng)用于DN300mm管道儀表的報(bào)道。干法效驗(yàn)流量值,與濕法(實(shí)流)效驗(yàn)相比,精度可達(dá)3% 。除由電磁鐵值流激磁產(chǎn)生次場(chǎng)外,也有用永久磁鐵磁場(chǎng)的較小口徑傳感器。
本類儀表在我國(guó)一般流程工業(yè)中應(yīng)用還屬探索階段,20世紀(jì)60~70年代曾成功地應(yīng)用于測(cè)量電解槽常溫泵流量;有色冶金工業(yè)也曾試用于測(cè)量熔鋅液流量,因鋅液在測(cè)量管內(nèi)壁結(jié)垢及氧化鋅等原因,未使用成功。
(2)、交流激磁
早期氫硫酸流量計(jì)用于50Hz工頻市電激磁,產(chǎn)生正弦波交變磁場(chǎng);采用交流激磁的理由是為了避免像用直流激磁時(shí)電磁表面產(chǎn)生*化現(xiàn)象,但是由于易受市電鎖引起的與流量信號(hào)同相應(yīng)各種感應(yīng)噪聲的疊加,形成零點(diǎn)漂移等,現(xiàn)在已漸被低頻矩形波激磁所代替。這些疊加的感應(yīng)噪聲是由以下一些原因產(chǎn)生的。
1)液體中渦電流產(chǎn)生與流量信號(hào)同相位噪聲,電*污染形成的噪聲和零點(diǎn)漂移;
2)磁回路中鐵損偏移了激磁電流與磁場(chǎng)間相位,使原來在信號(hào)回路中變壓器效應(yīng)所形成的正交(90&deg;)噪聲相移,產(chǎn)生相同噪聲;
3)激磁線圈與信號(hào)線間以及激磁線圈與流體間的靜電感應(yīng)噪聲。
但是交流激磁流量傳感器的磁感應(yīng)強(qiáng)度通常涉及得較高,有較大信號(hào)電動(dòng)勢(shì)(約為1mV 每1m/s,矩形波激磁僅0.2~0.3mV)和較高信噪比的優(yōu)點(diǎn)。此外,在測(cè)量固液雙相的礦漿等流體時(shí),低頻矩形波激磁方式在固體擦過電*表面產(chǎn)生尖峰的漿液噪聲,會(huì)使輸出信號(hào)波動(dòng),工頻交流激磁的氫硫酸流量計(jì)則不存在這一缺點(diǎn)。因此國(guó)內(nèi)外還有一些儀表制造廠繼續(xù)提供工頻或其他頻率交流激磁的氫硫酸流量計(jì)。
(3)、低頻矩形波激磁
自1975年低頻矩形波激磁方式發(fā)表以來,以其功耗小、零點(diǎn)穩(wěn)定,電*污染影響小等優(yōu)點(diǎn),得到很快發(fā)展,成為迄今主要激磁方式。低頻矩形波激磁波形有&ldquo;正-負(fù)&rdquo;二值者,有&ldquo;正-零-負(fù)-零&rdquo;三值者,分別如右上圖中b、c所示。三值激磁用無激磁期間的信號(hào)改善零點(diǎn)穩(wěn)定性。流量信號(hào)在信號(hào)電壓基本恒定的區(qū)間采樣取得。激磁頻率為市電的 1/32 ~ 1/2 ,常用 1/8 ~1/4之間。小口徑儀表用較高頻率,大口徑儀表用較低頻率,由制造廠按所用傳感器口徑來設(shè)定。國(guó)外也有可由用戶設(shè)定頻率的儀表,例如商業(yè)名為&ldquo;可編程鍵控儲(chǔ)存(Programmable Keyed Storage)氫硫酸流量計(jì)&rdquo;。
矩形波形波交變激磁雖不受慢的*化電壓變化影響,但由于穩(wěn)定磁場(chǎng)短期間直流采用相對(duì)于急劇變化的*化電壓,還會(huì)產(chǎn)生急劇的輸出變化。此外流體中固體顆粒撞擊電*,其表面氧化膜破損,表面電位變化形成尖峰狀噪聲,輸出呈現(xiàn)大幅晃動(dòng)。這一現(xiàn)象稱作漿液噪聲,發(fā)生于高濃度漿液或含土沙粒的液體,影響了低頻矩形波氫硫酸流量計(jì)的應(yīng)用。
頻率較高的工頻激磁比低頻矩形波激磁抗?jié){液噪聲性能優(yōu)越的原因;還可以用漿液噪聲頻率特性說明之。下圖是紙漿漿液噪聲頻譜一例,低頻段噪聲電平大,高頻段噪聲小,即所謂1/ &fnof;特性。因此較高頻率激磁噪聲電平低,可獲得較高的S/N比的信號(hào)。
(4)、雙頻激磁
雙頻激磁是在低頻矩形波上疊加高頻矩形波,如右圖所示的用兩種頻率采樣和低通、高通濾波器,得到高頻和低頻兩種信號(hào),合成后得流量信號(hào),克服了低頻矩形波激磁存在的漿液噪聲和流動(dòng)噪聲,提高儀表的穩(wěn)定性和響應(yīng)性??焖夙憫?yīng)性可反映頻率高達(dá)1Hz的柱塞泵的流動(dòng)狀況。
二、氫硫酸流量計(jì)按輸出信號(hào)連接分類
(1)、四線制
傳統(tǒng)氫硫酸流量計(jì)的輸出信號(hào)線和電源線(或流量傳感器和傳感器間的激磁電流線)分別由2組各2根導(dǎo)線的四線制組成,仍是當(dāng)前的主要制式。
(2)、二線制
當(dāng)前溫度、壓力/差壓、流量和物位等參量現(xiàn)場(chǎng)儀表趨向于輸出信號(hào)和電源共用導(dǎo)線的二線制儀表發(fā)展。二線制儀表毋須市電電源,而氫硫酸流量計(jì)常裝在無市電供給的偏僻場(chǎng)所,采用二線制可節(jié)省市電布線工程費(fèi)用。
二線制氫硫酸流量計(jì)電源供給的設(shè)計(jì)思路上又分為零信號(hào)輸出電流(即4mA)供給、大于零信號(hào)輸出供給和電池(或太陽電池)供給。
電池供電型氫硫酸流量計(jì)和電磁式水表適應(yīng)配置于遠(yuǎn)離城市配水池或郊外污水處理后排放點(diǎn)等市電引入困難的場(chǎng)所。有些型號(hào)儀表電池使用壽命一年,有些則長(zhǎng)達(dá)8~10年。
1993年日本修訂計(jì)量法規(guī)定DN350mm以下貿(mào)易證明用水管儀表的試用品種從傳統(tǒng)旋翼式水表擴(kuò)展到電磁式水表。今后用作水表的氫硫酸流量計(jì)要符合水表標(biāo)準(zhǔn)的要求,測(cè)量精度只需2%~5%,但氫硫酸流量計(jì)本體必須要帶積算顯示和舍友外接電源。例如愛知時(shí)計(jì)電機(jī)的SU系列電磁式水表消耗功率僅2mW,內(nèi)藏電池可用8年以上。
三、氫硫酸流量計(jì)按傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝方式分類
(1)、分體型
分體型是氫硫酸流量計(jì)*普遍應(yīng)用的形式,如右圖所展示的,傳感器接入管道,轉(zhuǎn)換器裝在儀表室或人們易于接近的傳感器附近,相距數(shù)十到數(shù)百米。為防止外界噪聲侵入,信號(hào)電纜通常采用雙層屏蔽。測(cè)量電導(dǎo)率較低液體而相聚超過30m時(shí),為防止電纜部分電容造成信號(hào)衰減,內(nèi)層屏蔽也有要求接上與芯線同電位低阻抗源的屏蔽驅(qū)動(dòng)。分離型轉(zhuǎn)換器可遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境,電子部件檢查、調(diào)整和參數(shù)設(shè)定就比較方便。
(2)、一體型
傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝在一起直接輸出直流電流(或頻率)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),實(shí)際上成為電磁流量變送器。一體型縮短了二者之間信號(hào)線和激磁線的連接長(zhǎng)度,并使之物外接,隱蔽在儀表內(nèi)部,從而減少信號(hào)衰減和空間電磁波噪聲侵入。同樣測(cè)量電路與分體型相比可測(cè)較低電導(dǎo)率的液體。取消了信號(hào)線和激磁線的布線,簡(jiǎn)化電氣連接,儀表價(jià)格和安裝費(fèi)用均相對(duì)便宜,較多采用于小管徑儀表。隨著二線制儀表的商品化發(fā)展,一體型儀表將會(huì)有較快發(fā)展。但如果由于管道布置限制,安裝在不易接近的場(chǎng)所,則維護(hù)不便。此外,轉(zhuǎn)換器電子部件裝于管道上,將受到流體溫度和管部震動(dòng)的較大限制。
四、氫硫酸流量計(jì)按流量傳感器與管道連接方式分類
(1) 法蘭連接
法蘭連接時(shí)傳統(tǒng)的連接方式,傳感器兩端有連接法蘭,與管道法蘭間用螺栓固定之,可單向安裝。大口徑傳感器都采用本連接方式。體積和重量都比夾裝連接方式大。
DN15~600mm 氫硫酸流量計(jì)的兩法蘭面間長(zhǎng)度,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織已制定標(biāo)準(zhǔn)(ISO 13359;1998)予以統(tǒng)一。
(2) 夾裝連接
夾裝連接時(shí)近年發(fā)展的連接方式,傳感器本身無法蘭,以較長(zhǎng)的螺栓夾持在管道兩法蘭之間接入管系。本方式傳感器體積小重量輕,對(duì)于不同壓力規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)管系法蘭孔距適應(yīng)性強(qiáng);但只適用于較小管徑(200mm一下),承受液體工作壓力較低。
(3) 衛(wèi)生型連接
右圖中式衛(wèi)生型連接一例,與國(guó)際制酪聯(lián)合會(huì)IDF加持件相連接,實(shí)現(xiàn)快速拆卸和安裝,便于日常頻繁的清洗。
(4) 螺紋連接
下圖中式小口徑儀表螺紋連接方式。該類儀表較多應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等工業(yè)和藥業(yè)配比注入等場(chǎng)所。螺紋連接還有較多應(yīng)用于石油、地質(zhì)勘探等16~25MPa以上高壓注水或水泥漿液流量測(cè)量,螺紋形狀則為梯形。
五、氫硫酸流量計(jì)按流量傳感器電*是否與被測(cè)液體接觸分類
(1) 接觸型電*
與液體接觸的電*是EMF的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu),通常為一對(duì)電*,大口徑儀表業(yè)有用兩對(duì)電*。非滿管型EMF也有用3對(duì)電機(jī)或條形電*。
(2) 非接觸型電*
大面積電*緊貼襯里(或絕緣測(cè)量管)外表面,以電容耦合方式檢拾流量信號(hào),可測(cè)量比接觸型電*的電容檢測(cè)方式的氫硫酸流量計(jì)簡(jiǎn)稱電容式氫硫酸流量計(jì),其原理看下圖。前置放大器置于傳感器內(nèi)僅靠電*,激磁頻率比通常EMF高,為50/2Hz,也有超過100Hz者。本類儀表不會(huì)產(chǎn)生電*鈍化、氧化和觸媒作用等電*表面效應(yīng)噪聲,也機(jī)會(huì)不存在流動(dòng)噪聲和漿液噪聲。襯里內(nèi)表面覆蓋油脂等非導(dǎo)電層或薄絕緣結(jié)構(gòu)層也不會(huì)影響測(cè)量;但覆蓋層若為導(dǎo)電膜則儀表將無指示。
國(guó)外有些儀表制造廠稱這類儀表為無電*氫硫酸流量計(jì)
六、氫硫酸流量計(jì)按流量傳感器結(jié)構(gòu)分類
(1) 短管型
短管型結(jié)構(gòu)即如傳統(tǒng)氫硫酸流量計(jì)的結(jié)構(gòu),流量傳感器帶有測(cè)量管段連接到管道系統(tǒng)中。
(2) 插入型
插入型流量傳感器實(shí)質(zhì)上是電磁流速傳感器,激磁線圈和電*組裝成桿狀,從待測(cè)管道上開孔中插入,測(cè)得的流速與轉(zhuǎn)換器預(yù)置的管道面積等系數(shù)相乘鹽酸求取流量。除單點(diǎn)的&ldquo;點(diǎn)流速&rdquo;外,還有側(cè)多點(diǎn)&ldquo;徑流速&rdquo;者。
本型儀表適用于大型管道,因?yàn)槭菧y(cè)量局部流速推算流體流量,測(cè)量精度遠(yuǎn)低于短管型,通常僅用于過程控制,不適宜應(yīng)用于貿(mào)易核算計(jì)量。但是價(jià)格相對(duì)便宜。應(yīng)用特點(diǎn)還可參閱插入式流量計(jì)。
七、氫硫酸流量計(jì)按用途分類
(1) 通用型
在冶金、石化、造紙、印染、紡織、給水、污水處理等工業(yè)一般較多采用分體型中、大口徑法蘭連接方式;醫(yī)藥、生物、精細(xì)化工等工業(yè)常用微小口徑、小口徑儀表,一體型夾裝連接方式或螺紋連接方式適用場(chǎng)所較多。
(2) 防爆型
防爆型氫硫酸流量計(jì)應(yīng)用于有易燃?xì)夥盏膱?chǎng)所。由于大部分氫硫酸流量計(jì)的幾次電流能量較大,通常設(shè)計(jì)成隔爆型、充砂型、澆封型和氣密型等。但是現(xiàn)在有些氫硫酸流量計(jì)激磁功率大幅度降低,也有了本質(zhì)安全型即以前所稱安全火花型,流量傳感器部分和轉(zhuǎn)換部分有條件組成一體,全部裝在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)。
(3) 衛(wèi)生型
乳酪、食品、醫(yī)藥、生物化學(xué)等工業(yè)要求定時(shí)通蒸汽滅菌,傳感器要便于拆卸清洗,與管道連接部分要求用快速裝卸的衛(wèi)生型規(guī)定的結(jié)構(gòu),與液體接觸的材質(zhì)應(yīng)是無毒無害的。
(4) 耐潛水型
本型傳感器應(yīng)用于安裝在地面下的窨井,可承受短時(shí)間水侵沒,相當(dāng)于外殼防護(hù)等級(jí)IP67或NEMA6;還有相當(dāng)于防護(hù)等級(jí)IP68者,則可承受長(zhǎng)期潛水。
(5) 潛水型
本型儀表用于測(cè)量明渠或非滿管暗渠自由水面自然流下的水路流量,如工業(yè)排水和下水等。傳感器裝在明渠截流擋板下部,長(zhǎng)期浸在水下。用于大流量時(shí)刻安裝多臺(tái)與傳感器形狀相同的分流模型,以擴(kuò)大流量。

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