插入式污水流量计

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功能用途和适用范围

插入式污水流量计用来测量输送管道内各种导电液体的体积流量。

传感器具有以下特点：

◆ 传感器内无活动部件，结构简单，工作可靠。

◆ 插入式结构可在低压或带压情况下不停水方便的安装、拆卸。因此非常适用于现有管道的流体测量和便于仪表的维护、修理。

◆ 测量精度不受被测介质的温度、压力、密度、粘度、电导率（只要电导率大于5μs/cm）等物理参数变化的影响。

◆ 传感器几乎无压力损失，能量损耗极低。

◆ 较一般污水流量计的制造成本和安装费用低。特别适于大中径管道流量测量。

◆ 采用*的低频方波励磁。零点稳定，抗力强，工作可靠。

◆ 流量测量范围大。被测量管道内的满量程流速可以1m/s 至10m/s 任意设定，输出信号与流量呈线性关系。

◆ 插入式污水流量计不仅有0~10mA◆DC 或4~20mA◆DC 标准电流输出，同时还1~5kHz 频率输出由于流量计（传感器）具有上述一系列优点，因而，已被广泛应用于化工、化纤、冶金、化肥、造纸、给排水、污水处理等工业部门和农业灌溉水计量的导电液体流量测量和生产过程的自动控制。

插入式污水流量计型式和组成

产品的型式为插入式。与管道通过安装底座、球阀和压紧螺母、定位螺钉连接。传感器测量分测量管型和平面电极型两种结构型式。测量管型传感器适于测量清洁介质；平面电极型适于测量介质中含有其它杂质的液体流量测量。

主要技术性能

★适于测量管道通径：200~2000mm；

★流速测量范围：0~1 至0~10m/s，满量程在1~10m/s 范围内连续可调。

★测量精确度:当满量程流速>1m/s 时，±1 5%。

★被测介质导电率：大于50μs/cm。

★工作压力：1.6Mpa。

★电极材料：含钼不锈钢0Cr118Ni12Mo2Ti、哈式合金c-276、钛Ti 等。

★测量管（测量头）材料：ABS

★被测介质温度：ABS60℃

★外壳防护等级：符合GB-08-84 标准IP68 的有关规定。

★传感器输出信号：0.209mVp-p/1m/s。

★传感器与转换器之间信号的传输距离50m（特殊要求请与厂方联系）

★流量计输出信号：直流电流：0~10mA 负载电阻为0~1kΩ；4~20mA 负载电阻为0~500Ω；

★频率：1~5KHz 负载电阻为250~1.2kΩ。

工作原理

传感器实际上是一种液体流速测量仪表。它是应用法拉第电磁感应定律的原理制成的流速测量仪表。图1是插入式污水流量计基本工作原理的示意图。

用一个长杆将一个小的电磁流量传感器插入到被测量管道中规定的位置，导电流体垂直流过传感器的工作磁场时（转换器向传感器提供励磁电流时，在励磁线圈构成的励磁系统中便产生工作磁场），相当于导体在磁场中作切割磁力线运动。根据法拉第电磁感应定律可知，在导体的两端产生感应电动势。此感应电动势由接触流体的一对电极来检测。电动势的大小与磁感应强度B、两极间距离L 和流体的平均流速呈正比。即

E=B·L·V(伏) ①

式中：E——感应电动势，伏；

B——磁场强度，特斯拉；

L——两电极间距离，米；

V——流过电磁流速传感器的流速（亦即代表被测管道规定插入点的质点流速），米/秒

K——系数。

插入式污水流量计规定插入点有两种方法，一是插入到被测管道的中心轴线上；二是插入到管道内壁约为管道0.121D 处，D 为管道直径，一般小于DN400 的管道可插到被测管道的中心轴线上，此时电磁流速传感器测量流速传感器测量流速为管道流速，管道的平均流速应由流速乘以一个系数K。

式中：n 是雷诺数指数，可有③式求得，

n=1.66lgRD

式中：RD——管道流体的雷诺数。

式中，K——等效粗糙度，管道内壁突出物的平均高度。

大于DN400 的管道可插到距管内壁约0.121D 处。此时电磁流速传感器所测量的流速为平均流速，系数K=1。

被测量管道的流量可由下式表示

Q=B·V·A（米3/小时）

式中，A——圆管道截面积，米²。由①式代入②式，则得

由于插入式污水流量计工作磁场强度和两电极的距离在制造时已经确定，同时，被测管道的截面积也得出，所以，插入电磁流量传感器的输出电动势大小即可代表流量大小。

结构

传感器如图2 所示，主要由测量头（或测量管）、励磁系统、插入杆、接线盒、安装底座、密封定位机构等组成。

测量头（或测量管）：测量头（测量管）处于管道被测流流速质点处，用来检测该点的流速。测量头（或测量管）由绝缘材料制成的端头或者导管，在其上装有一对电极。除电头或测量管内壁外，其它部分与被测流体绝缘状态。

励磁系统：励磁系统的作用是产生一个工作磁场。它由励磁线圈和铁芯所组成。它被绝缘密封到插入杆内。

插入杆：由不锈钢材料制成。测量头东测量管固定在插入杆内。励磁引线和电极引线通过插入杆与被测介质密封并连接到接线盒中。插入杆上焊有方向指示杆，用以在安装时保证工作磁场、流速和电极连线三者互相垂直，符合法拉第电磁感应定律的要求。

接线盒：接线盒位于传感器上部。接线盒内接线端子起传感器和转换器相互连接作用。

安装底座：安装底座是焊接在被测管道上，用来与安装球阀连接、插入式污水流量计传感器的部分。

密封机构：由不锈钢材料制成的压紧螺纹座、压紧螺母、橡胶垫圈和定位螺钉等组成。用以密封插入电磁传感器，使之能够承受一定的工作压力。

安装和使用

1 安装

1.1 安装环境的选择

①应尽量远离具有强电磁场的设备，如大电机、大变压器等。

②安装场所不应有强烈的震动，管道固定牢靠。环境温度应变化不大。

③安装环境应便于安装和维护。

1.2 安装位置的选择

①安装位置必须保证管道内始终充满被测流体。

②选择流体流动脉冲小的地方。即应远离泵和阀门、弯头等局部阻力件。

③测量双相（固、液或气、液）流体时，应选择不易引起相分离的地方。

④应避免测量部位出现负压。

⑤被侧管道直径或周长容易测量，并且椭圆度应较小。

1.3 直管段长度

传感器安装管道上游侧直管段长度应大于或等于10D，下游侧应不小于5D。D 为被测管道通径。

1.4 流量控制阀门和调节阀门流量控制阀门应安装在传感器上游侧的被测管道上，流量调节阀门应安装在传感器下游侧。测量时，通常流量控制阀门应处于全开状态。

1.5 安装底座的焊接

安装底座与被测管道的焊接如图3 所示。焊接的技术要求如下：

①安装底座63 管子的轴线与被测管道的轴线相互垂直。其夹角为

②采用不锈钢焊条平焊。焊后保证法兰端面与管轴线平行，焊缝牢固，能承受1.6Mpa 压力无渗漏现象。

③被测管道开孔尺寸与安装底座的通孔外径一致。

2 传感器安装

2.1 安装前传感器的检查

a 安装前用酒精棉球或清洁的细纱布轻轻地，仔细地擦除传感器测量头部两极表面的油脂、灰尘等赃污物质。但不得用坚硬的东西损伤电极表面和绝缘材料。

b 安装前用万用电表检查传感器，符合以下技术指标：

①励磁线圈阻值检查：用万用电表测接线盒内“X、Y”端子之间的电阻值约为40 左右。如所测阻值为无穷大，则线圈断路；如阻值为零，则线圈短路。

②电极对端子之间电阻：接线盒内端子“A、B”分别对测量头或测量管内的两电极一个为零 。若一个为无穷大或全为无穷大，均是有故障。

③绝缘电阻检查：励磁线圈、信号端子与插入杆之间电阻为无穷大。端子C 对插入杆电阻为零 。

用万用电表测量接线端子“A、B”对“C”和“X、Y”对“C”之间电阻为无穷大，端子对“C”对插入杆之间的电阻为零 。端子“A、B”对端子“X”和“Y”之间电阻为无穷大。如出现测量与上述不一致时，请与本厂联系。

3 被测管道内径的测量

3.1 在可以测量管道内径时，可应用游标卡尺或钢卷尺，至少在管道内四个互相之间大致相等角度的直径上进行侧量。如果相邻两个直径之差大于0.5%，则买测数目加倍，取所在直径的算术平均值作为管道直径。

3.2 当不能直接测量管道内径时，可以通过测量管道周长和壁厚来计算内径

式中：D——被测管道内径，米；L——管道外周长，米；l——周长修正值，米；e——管道壁厚，米。

使用此法管外表面应仔细除去粗糙部分，若有任何如焊缝这种的高点，应从周长测值中减去各高点由下式计算的修正值：图片7

4 传感器的安装

4.1 清理被测管安装底座的焊渣和毛刺。

4.2 关掉上游流量控制阀门或采用低压供水。

4.3 按图3 所将DN50 球阀安装到安装底座上。注意球阀的长空腔向上。检查球阀是否能全开全关。

如有问题应进行修理。将压紧螺纹座、压紧螺母和橡胶密封圈安装到球阀上。松开定位螺钉和压紧螺母，将传感器插入杆通过球阀插入被测管道。插入深度由6.4.4 计算，并由游标卡尺或钢卷尺测量，符合要求后，上紧压紧螺母和定位螺钉，同时应注意传感器方向标志杆指向应和流体流向一致。

4.4 用游标卡尺或钢卷尺测量传感器电极至方向标志杆之间的距离。设测得传感器电极与其方向标志杆的长度为H，对于D≤400mm，插入深度可由下式计算插入深度可由下式计算插入深度E 为：

E=H-0.5D

对于D＞400mm 通径时，

E=H-0.121D

需要更准确找出插入深度时，可用下式计算管道直径方向，内壁到测量点的距离Y