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關(guān)于工業(yè)污水流量計的特點與應(yīng)用領(lǐng)域

點擊次數(shù):2113 發(fā)布時間:2020-12-24 03:07:52
工業(yè)污水流量計廣泛應(yīng)用于各類導(dǎo)電介質(zhì)的計量,如清水、污水、液態(tài)酸、堿、鹽、液態(tài)有機化工產(chǎn)品、食品工業(yè)中的醬油、醋及酒類等?;煊袎K狀果肉的蘋果醬、混有沙石的混凝土,這些漿狀混合物也可以計量,只是各種腐蝕性強的介質(zhì)需配置耐腐蝕的工程材料,如橡膠、聚四氟乙烯、尼龍等做流量計的內(nèi)襯?;煊袣馀莺凸虘B(tài)物質(zhì)的醬料需采用特殊的計算方法來減少計量的誤差。
一般的工業(yè)污水流量計由于電路復(fù)雜、勵磁功率較大,整機功耗需15~25V·A,因而需市電(AC220V)或?qū)S玫陌踩娫?DC24V)供電。隨著電子技術(shù)突飛猛進的發(fā)展,電磁流量電信號的處理已由2~3mV精密到0.1mV,動態(tài)分辨率可以低至±0.00003mV,這種新技術(shù)功耗*低,完全可以電池供電。由此產(chǎn)生了電磁水表的概念——一種僅計量清水、內(nèi)部采用鋰電池供電的長壽命智能型工業(yè)污水流量計,由于市場定位和使用要求不同,兩者存在較大的區(qū)別,大致的區(qū)別表現(xiàn)在以下幾個方面。
1  應(yīng)用領(lǐng)域
(1)工業(yè)污水流量計使用廣泛,適用于工業(yè)生產(chǎn)中各種導(dǎo)電介質(zhì)的流量連續(xù)計量和生產(chǎn)工藝控制領(lǐng)域、科學(xué)研究的計量測控領(lǐng)域。
(2)電磁水表以計量清水、原水為主。在市政領(lǐng)域得到廣泛使用,主要解決水源和城鄉(xiāng)供水的計量、統(tǒng)計、分析、結(jié)算功能。
2  精度
(1)工業(yè)污水流量計的精度通常為±0.5%,高精度的可達到±0.2%、±0.3%。
(2)電磁水表的精度一般為Ⅱ級(Q2~Q4±2%,Q1~Q2±5%),高精度的可達到I級(Q2~Q4±1%,Q1~Q2±3%)。
3  口徑
(1)工業(yè)污水流量計生產(chǎn)廠商大都可以提供DN20~DN500的產(chǎn)品,規(guī)模較大的專業(yè)廠商可以提供DN10~DN3000的工業(yè)污水流量計,DN25~DN600規(guī)格的應(yīng)用數(shù)量*多。(2)市場應(yīng)用*多的電磁水表口徑在DN50~DN300,少數(shù)先進的跨國專業(yè)廠商能生產(chǎn)DN25~DN800口徑的全系列電磁水表。
4 量程范圍(計量流速范圍)及量程遷移
(1)工業(yè)污水流量計的介質(zhì)流速測量范圍通常為0.4~12m/s,通常用Qmax和Qmin來定義計量范圍,Qmax/Qmin(量程比)一般在20~25范圍,Qmin~Qmax應(yīng)保證精度。如DN100的0.5級表,在量程比20的情況下,在10m3/h(Qmin)至200m3/h(Qmax)流量范圍內(nèi),均應(yīng)保證±0.5%的精度。作為工業(yè)污水流量計,考慮使用的經(jīng)濟性,常將Qmax選在6.5~8.5m/s流速范圍內(nèi),如上述Qmax為200m3/h的DN100工業(yè)污水流量計,其Qmax流速為7.07m/s。廠商可以自行規(guī)定各種口徑的Qmax流速,例如某型DN100工業(yè)污水流量計,其0.5級產(chǎn)品的Qmax為200m3/h,Qmax/Qmin≥25;Qmax的流速為7.07m/s,在8~200m3/h量程范圍內(nèi)的誤差小于±0.3%。所謂“量程遷移”,是指該臺工業(yè)污水流量計在某種工藝現(xiàn)場,其流量計量范圍要調(diào)整到4~80m3/h,且其電流輸出的4mA對應(yīng)流量是4m3/h,20mA輸出時對應(yīng)的測量值為80m3/h。即將這臺工業(yè)污水流量計的計量范圍由標稱的10~200m3/h,通過菜單改變參數(shù),“遷移”至4~80m3/h。當然,經(jīng)過這樣的量程遷移4~10m3/h流量段的測量精度將超出±0.5%的精度要求。通常,工業(yè)污水流量計的計量上限流量點,可“遷移”的流速范圍為1~10m/s。選用工業(yè)污水流量計的口徑,要兼顧經(jīng)濟流速2.5~4.5m3/h和工藝要求。
(2)電磁水表的*高測量流速可達15m/s,通常電磁水表的流量點Q3選在12.5~13.5m/s流速上。電磁水表的量程范圍參照冷水水表標準,是一種強制執(zhí)行的標準。眾所周知,冷水水表的流量范圍可由Q1(*小流量)、Q2(分界流量)、Q3(常用流量)、Q4(*大流量)來表述,一般情況下,其流量計量特性可由量程比Q3/Q1(R值),Q4/Q3=1.25,Q2/Q1=1.6來反映。目前跨國先進專業(yè)廠商的電磁水表,其Q3/Q1可達400。如西門子Ⅱ級DN100電磁水表,Q3=250m3/h(流速為13.48m/s),Q4=312.5m3/h(流速為16.85m/s),Q3/Q1=400,R2/Q1=1.6,Q2=1.0m3/h,Q1=0.63m3/h。電磁水表沒有“量程遷移”的概念,它的計量范圍在始動流量QS至*大流量Q4之間,選用電磁水表的口徑,主要應(yīng)考慮滿足經(jīng)濟流速。
5重復(fù)性
(1)對于工業(yè)污水流量計,重復(fù)性是重要的技術(shù)指標之一,其重復(fù)性指標通常為精度的1/3,例如0.5級精度的工業(yè)污水流量計,其重復(fù)性應(yīng)優(yōu)于±0.16%;0.2級表的重復(fù)性應(yīng)優(yōu)于±0.06%。
(2)電磁水表并不把重復(fù)性作為一項考核的質(zhì)量指標,它僅是一項設(shè)計和實驗指標。電磁水表*重要的技術(shù)指標為精度,低的始動流量,Q1流量點和量程比(Q3/Q1)。當然,對于流量計來講,兩者均能保證長期連續(xù)的穩(wěn)定運行是十分重要的。
6供電方式(功耗)
(1)通常工業(yè)污水流量計的處理速率快、處理精度高,控制要求快速、穩(wěn)定、準確。因工業(yè)污水流量計和外界信息交流方式復(fù)雜(輸出4~20mA電流信號、0~10KC頻率信號、RS-485通信、開關(guān)量控制等),隔離程度高,因而電子線路多用大量的高速電子元件,功耗可達15~25V·A,這必須由市電(AC220V)和專用外電源(DC24V)供電。因而抗干擾、光電隔離、電磁隔離等防止電源的強電磁沖擊等技術(shù)措施十分必要。
(2)電磁水表的采樣速率比較慢,電子線路由先進的低功耗、超低功耗的集成電路為主,計算方法為特殊的高效省電方式,因而功耗*低,可以由內(nèi)部電池來連續(xù)長期供電。這要求電磁水表的電池工作壽命至少為5~6年,現(xiàn)在也有8~10年的產(chǎn)品。對于電磁水表而言,降低功耗、提高電池工作壽命是一項難度很大的挑戰(zhàn)。
7采樣速率
(1)工業(yè)污水流量計的計量實時性要滿足工業(yè)控制的工藝要求,其特點為精準及高速,因而采樣處理速率普遍要求高于100ms/次。
(2)電磁水表的采樣速率在1~30s/次范圍,就可以得到計量的流量數(shù)據(jù),況且采樣速率低,功耗也越低;通常采樣速率在15s/次時,內(nèi)部配備的電池可保證連續(xù)計量6年。
8管道結(jié)構(gòu)與測量直管段
(1)工業(yè)污水流量計可以由市電供電,因而電子元器件和電子線路的選擇受功耗的影響小,選擇范圍廣;數(shù)百毫安的勵磁電流使傳感器的信號輸出幅度也較大,因而不必對流體額外加速以增強信號幅值。工業(yè)污水流量計的測量腔為直管,工藝簡單,加工成本低,是工業(yè)污水流量計測量腔體的普遍設(shè)計方式。直管結(jié)構(gòu)幾乎不會引起被測流場的紊亂,測量的流速基本為經(jīng)濟流速(*高流速低于8m/s左右),高速采樣率又可及時修正各種流場變化帶來的誤差,所以工業(yè)污水流量計的直管段為前5D和后3D就可以滿足計量的精度要求。
(2)電磁水表使用內(nèi)裝的鋰電池供電,降低功耗、延長工作壽命是其設(shè)計任務(wù)的關(guān)鍵,因而只能采用較低的勵磁電流(通常它的勵磁電流僅為工業(yè)污水流量計的1/10,甚至更低),這樣傳感器的有效輸出信號幅值就很微弱。電磁水表研發(fā)人員通常用兩種方法來增強信號:一是提高信號的放大倍數(shù);二是將測量段縮徑,人為提高介質(zhì)流速,這將大幅提升流量信號。因此,電磁水表的測量腔體幾乎都采用縮徑工藝,一般縮徑為原標稱口徑的70%~80%,縮徑率以不顯著影響儀表的壓損并且不顯著改變流場的穩(wěn)定為原則。
電磁水表的縮徑工藝加大了制造難度,增大了壓力損失,太大的縮徑也會擾亂流場的穩(wěn)定,因此制造商要綜合考慮縮徑和流場穩(wěn)定對計量的影響。
電磁水表的采樣速率比較慢,信號又很微弱,這樣計算處理需要的穩(wěn)定時間比較長,這也需要遠比工業(yè)污水流量計更穩(wěn)定的流速,考慮到縮徑的因素,一般電磁水表的前后直管段選擇要比工業(yè)污水流量計嚴格。為保證計量精度,電磁水表通常需要前10D和后5D的直管段。

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