煤矿流量计流量器测试步骤:
(1)在管道充满介质的情况下,用万用表测量接线端子A、B与C之间的电阻值,A-C、B-C之间的阻值应大至相等。若差异在1倍以上,可能是电极出现渗漏、测量管外壁或接线盒内有冷凝水吸附。
(2) 在衬里干燥情况下,用MΩ表测A-C、B-C之间的绝缘电阻(应大于200MΩ)。再用万用表测量端子A、B与测量管内二只电极的电阻(应呈短路连通状态)。若绝缘电阻很小,说明电极渗漏,应将整套流量计返厂维修。若绝缘有所下降但仍有50MΩ以上且步骤(1)的检查结果正常,则可能是测量管外壁受潮,可用热风机对外壳内部进行烘干。
(3) 用万用表测量X、Y之间的电阻,若**过200Ω,则励磁线圈及其引出线可能开路或接触不良。拆下端子板检查。
(4) 检查X、Y与C之间的绝缘电阻,应在200MΩ以上,若有所下降,用热风对外壳内部进行烘干处理。实际运行时,线圈绝缘性下降将导致测量误差增大、仪表输出信号不稳定。
(5) 如判定传感器有故障,请与电磁流量计生产厂家,一般现场无法解决,需到厂家维修。
在一台流量计的一次检定中,应按照准确度等级和引用误差之中的一种给出流量计误差表示方法;对于使用相对示值误差和引用误差组合表示误差的流量计,一次检定中也应统一使用一种方法表示其误差。
根据了解到的介质压力,选择表体法兰规格(由营销员确定)
注意:电磁法兰规格通常为当口径由DN10-250时,法兰额定压力≤1.6Mpa;
当口径由DN250-1000时,法兰额定压力≤1.0Mpa;
当介质实际压力**上述管径-压力对应范围时,为特殊订货,但zui高压力不得**过6.4Mpa
变送器的量程可以根据两条原则来选择:一是仪表满量程大于预计的zui大流zui值,二是正常流址大于仪表满量程的50%,以保证一定的测量精度。
煤矿流量计流量器注意事项:
1、 精度等级和功能根据测量要求和使用场合选择仪表精 度等级,做到经济合算。比如用于贸易结算、产品交接和能源计量的场合,应该选择精度等级高些,如1.0级、0.5级,或者较高等级; 用于过程控制的场合,根据控制要求选择不 同精度等级;有些仅仅是检测一下过程流量,*做精确控制和计量的场合,可以选择精度等级稍低的,如1.5级、2.5级,甚至 4.0级,这时可以选用价格低廉的插入式电磁流量计。
2、测量介质流速、仪表量程与口径 测量一般的介质时,电磁流量计的满度 流量可以在测量介质流速0.5—12m/s范围内 选用,范围比较宽。选择仪表规格(口径)不一 定与工艺管道相同,应视测量流量范围是否 在流速范围内确定,即当管道流速偏低,不能满足流量仪表要求时或者在此流速下测量准 确度不能保证时,需要缩小仪表口径,从而提 高管内流速,得到满意测量结果。
3、尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备,以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号。
4、应尽量安装在干燥通风之处,避免日晒雨淋,环境温度应在-20~+60℃,相对湿度小于85%。
5、流量计周围应有充裕的空间,便于检测与维修。
仅需对仪表作周期性直观检查,检查仪表周围环境,扫除尘垢,确保不进水和其他物质,检查接线是否良好,检查仪表附近有否新装强电磁场设备或有新装电线横跨仪表。若是测量介质容易沾污电极或在测量管壁内沉淀、结垢、应定期作清垢、清洗。
故障查找
流量计开始投运或正常投运一段时间后发现仪表工作不正常,应首先检查流量计外部情况,如电源是否良好、管道是否泄露或处于非满管状态、管道内是否有气泡、信号电缆是否损坏、转换器输出信号(即后位仪表输入回路)是否开路。切记盲目拆修流量计。
传感器检查
测试设备:500MΩ绝缘电阻测试仪一台,万用表一只。
转换器检查
如判定是转换器故障,经检查外部原因没问题的情况下,请与电磁流量计生产厂家,厂家一般会采取更换线路板的方式解决。
电极的维护
1.在使用电磁流量计之前,要先用标准的PH值溶液来标定电磁流量计。标定之后在操作之前,大家一定要注意先用蒸馏水把电磁流量计的电极清洗一遍,然后再用测液清洗再一次清洗电极。
2.如果不使用电磁流量计,要取下电磁流量计电极的时候,大家要注意不要让电极的触感器与硬物碰撞了,否则只要是出现损伤都会影响到电极的使用的。
3.使用电磁流量计结束之后,大家要把电磁流量计的电极套给套上,里面少放一些饱和溶液,只要保证电极的球泡是湿润的就可以了,但是记住不要放在蒸馏水中浸泡。
4.平常要注意电极保持干净,不要让它的两边输出出现了短路的情况,不然的话会使得测量不准确,影响电磁流量计的使用的。
矿用电磁流量计电路的设计与测量分析
近年来电磁流量计在工业领域中得到迅速的应用,特别是在河水输送与污水排放流量的计量方面尤为**,由于它测量灵活方便和灵敏度较高,工业上多用以测量各类水流、矿浆流等介质。然而,由于煤矿安全性的特殊要求,目前可用于煤矿井下的电磁流量计很少,如,不能满足矿用和本质安全要求、测量范围窄以及传输信号易受外磁场干扰等。针对这些问题,研发了一种适合于矿用测流的电磁流量计电路。它采用新型单片机来控制,加之**本安励磁电路,具有实时检测和及时显示等多种功能,经过多家企业的试用,性能和技术指标已基本达到国内外同类产品的**水平。
1 设计方案
1.1 设计思想
目前,我国矿用电气产品的安全类型主要以隔爆型和本质安全型为主。本安设计就是要严格控制电路各部分产生的电火花能量,因此在设计中采用了**本安励磁电路来防止励磁电流引起电火花;采用新型低功耗单片机来控制整个装置的工作,以保证其稳定性和可靠性;采用多种电磁屏蔽措施来防止静电产生和电磁干扰,以保证电路的稳定工作。
1.2 系统电路硬件部分
(1)方框图
装置采用高速单片机模块电路(STM32F407),它具有浮点运算能力强,**低功耗,功耗仅为38.6mA。用来控制整个电磁流量计,包括产生励磁脉冲方波信号、接收来自探头的反映流量大小的电压信号、输出4~20mA电流信号供模拟显示仪表用,CPU模块带有各类接口电路(RS232、高速USB接口等)、操作键盘和显示器接口电路等。方框图如图1所示。
图1 系统方框图
(2)传感器
为了保证测量的精度,要求传感器的探头做成流线型,当探头插入时对流体的影响很小,近似地认为是无阻流状态。具体采用25.4mm不锈钢管为探头壳体,励磁线圈芯采用软磁钢作铁芯,线包,绕好后将它密封在一个呈流线型半球的高强度塑料壳内,上面有一对不锈钢电极,与励磁线圈相连。为避免探头内感应**信号引起的干扰,对信号**引线、线圈与电极连线进行屏蔽处理。
(3)特殊的电路设计
①励磁信号与驱动电路
为了保证探头工作在无阻流状态,探头尺寸要尽量小,这样所产生的励磁电流也就小,要求后续的接收电路有足够高的输入阻抗,来保证传感器的灵敏度及抗干扰性;为防止交流50Hz的工频干扰,选用方波电流作为励磁电流,其频率可选用1/4的工频频率12.5Hz,有效地抑制工频干扰。
励磁信号由单片机内部生成,从*26脚输出12.5Hz方波信号,接到IC5(LMD18200T)的3脚信号,它是励磁线圈的驱动模块电路,内部采用H桥式驱动,送出励磁电流加到其2脚和10脚之间的励磁线圈上。在励磁线圈L上形成20~30mA正负对称的方波电流,它与控制方波电压同步。流体运动切割磁力线产生的方波电压与励磁电流完全保持同步,即与控制开关网络的方波电压保持同步,便于在接收电路中信号的同步解调。电路如图2所示。
图2 励磁线圈驱动模块电路
②本安型励磁线圈电路
传感器中励磁电流是产生电火花的危险源,电磁流量计要用于矿井下,保证励磁电路达到本质安全要求。当电流流过励磁线圈时,在线圈内部会产生磁场,磁场储存能量,当电路断开时,储存在线圈中的能量就会以火花的形式释放出来,因此必须泄放线圈中的储能才能达到本安的要求。采用了在线圈两端并联一个双向二极管(TVS管P6KE6.8CA)作为续流支路,以泄放线圈储存的磁能,降低通断时的电火花,吸收电流,泄放能量。以达到本质安全的目的。
③传感器放大电路
电路如图3所示。IC2(SL28617)前置放大器用于放大传感器送来的反映流量大小的电压信号,改变图中Rin和Rfb的阻值大小,可以改变该运算放大器的增益。S1是励磁信号源,R17、R18是输入偏置电阻,运放的9脚和16脚分别供±5V电压,接在运放IC2输出端的IC3(ADS8320)是16位高速的A/D转换器,其转换速度可达16kHz/s,接在前置放大器与A/D转换器之间的IC12(ISL21090)是三端稳压器。
图3 传感器放大电路
1.3 编制软件
软件流程图如图4所示。
图4 软件编制流程图
在编制电磁流量软件的过程中,首先要求对系统进行初始化、再对CPU进行初始化,由CPU输出励磁脉冲方波信号,控制LM8200产生励磁电流驱动励磁线圈。采集传感器信号,使传感器送出反映流量大小的电压信号,经过IC2前置放大器放大该信号,再经16位A/D转换器和SPI串口送入单片机进行处理,在单片机中要进行A/D实时采集、实时滤波和数据拼接和数据传送,后经过D/A转换后,经过IC4转换成4~20mA电流信号直接输出或者以电压形式输出。
2 测试方法与结果分析
(1)流速υop和流量Qv
当环境处于紊流状态时求测点处流速vop和流量Qv。选择稳压水塔和容积法来确定流速仪表的系数。其测试环境选择是非常重要的。在测试时选择内壁半径R=50mm,且具有光滑内壁的塑料或金属直管,并将探头插入1/4的直径处,即Rx=25mm,设与流体对应的雷诺数有关的n=7,因为该状态接近紊流产生的条件,因此是比较理想的测试条件。
由稳压水塔和容积时间法经验公式得:
面平均流速
(1)
式中 υmax——流体大流速。
被测点处流速
(2)
由容积时间法测得。由面平均流速和被测点处流速可得;设流速分布系数,则;流量
(3)
式中 S——所选管道的截面积。
插入式电磁流量计样品的计算值υop与仪表测定电压值Uo的关系如表1所示。
表1 插入式电磁流量计样品的测量数据表
由表1利用二元一次线性回归方程υop=βUo+c来确定系数β和c,线性回归系数比较表如表2所示。
表2 线性回归系数比较表
平均值=1.1260258,c=-0.0065562,显然c太小,因此可以忽略,则
(4)
即测点处流速与仪表输出电压之间存在着简单的线性关系,因此使用起来很方便。只要将β作为一个乘数设置到编程软件中,即可直接读出υop。
表3列出了由测点处流速读出值υop=βUo与υop(理论值)之间的误差Er,如表3所示。
表3 读出值与理论值的比较表
从表3中可以看出,经理论计算与实际所测的数值接近,误差在千分之几的范围内。
(2)面平均流速
当环境处于非理想紊流状态时求面平均流速。如果现场是处于如弯头或者阀门附近时,则可用二阶回归拟合方程式
系数k1,k1可由现场测得的数据求出。由于二阶回归方程是非线性方程,要将其转化为线性方程,则
在测试时,可选择现场每一个稳定的流速状态,测定一组不同半径处的流速,然后作流速分布图,通过面积加权法,可求出一个面平均流速。由测得的υop(工作测点处的流速)和的一组数据,然后根据线性回归方程公式求出一组k1,k2。后取该组k1,k2的平均值,并将该值设置到编程软件中,即可直接求出面平均流速。
3 结语
介绍了一种适合采矿和选矿等安全要求较高场所使用的矿用智能化电磁流量电路的设计方案,以及在测试中遇到的问题与解决的方法,具有广泛的实用**。参考国内外同类产品的技术性能指标,采用直径为准100mm铁管或PVC塑料管做测试,并通过现场流速逐点分布测量,获取若干组不同状态下的平均流速,通过计算机模拟来确定回归方程系数,进而来测量不同状态下的流量值。测试结果分析表明,其可测流量范围控制在0~120m3/h,非线性误差为0.8%。从性能指标可以看出,该矿用电磁流量计已达到了国内外同类产品的**水平。
矿用电磁流量计电路的设计与测量分析
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0 引言
近年来电磁流量计在工业范畴中获得敏捷的应用,特别是在河水输送与污水排放流量的计量方面尤为凸起,因为它测量灵活便利和灵敏度较高,工业上多用以测量各类水流、矿浆流等介质。然而,因为煤矿安然性的特别请求,今朝可用于煤矿井下的电磁流量计很少,如,不克不及知足矿用和本质安然请求、测量范围窄以及传输旌旗灯号易受外磁场干扰等。针对这些问题,研发了一种合适于矿用测流的电磁流量计电路。它采取新型单片机来控制,加之**本安励磁电路,具有及时检测和及时显示等多种功能,经由多家企业的试用,机能和技巧指标已根本达到国表里同类产品的先辈程度。
1 设计筹划
1.1 设计思惟
今朝,我国矿用电气产品的安然类型重要以隔爆型和本质安然型为主。本安设计就是要严格控制电路各部分产生的电火花能量,是以在设计中采取了**本安励磁电路来防止励磁电流引起电火花;采取新型低功耗单片机来控制全部装配的工作,以包管其稳定性和靠得住性;采取多种电磁樊篱办法来防止静电产生和电磁干扰,以包管电路的稳定工作。
1.2 体系电路硬件部分
(1)方框图
装配采取高速单片机模块电路(STM32F407),它具有浮点运算才能强,**低功耗,功耗仅为38.6mA。用来控制全部电磁流量计,包含产生励磁脉冲方波旌旗灯号、接收来自探头的反应流量年夜小的电压旌旗灯号、输出4~20mA电流旌旗灯号供模仿显示仪表用,CPU模块带有各类接口电路(RS232、高速USB接口等)、操作键盘和显示器接口电路等。方框图如图1所示。
图1 体系方框图
(2)传感器
为了包管
矿用高压型智能电磁流量计,矿用高压型智能电磁流量计专业厂家
矿用高压型智能电磁流量计的详细资料:
XY-LDE智能电磁流量计是一种根据法拉*电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表,采用单片机嵌入式技术,实现数字励磁,同时在电磁流量计上采用CAN现场总线,属国内**,技术达到国内水平。
XY-LDE智能电磁流量计在满足现场显示的同时,还可以输出4~20mA电流信号供记录、调节和控制用,现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医、造纸、给排水等工业技术和管理部门。
XY-LDE智能电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外,还可测量液固两相流,高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。
性能特点:
◆仪表结构简单、可靠,无可动部件,工作寿命长。
◆无截流阻流部件,不存在压力损失和流体堵塞现象。
◆无机械惯性,响应快速,稳定性好,可应用于自动检测、调节和程控系统。
◆测量精度不受被测介质的种类及其温度、粘度、密度、压力等物理量参数的影响。
◆采用聚四氟乙烯或橡胶材质衬里和XY、Hb、316L、Ti等电极材料的不同组合可适应不同介质的需要。
◆备有管道式、插入式等多种流量计型号。
◆采用EEPROM存储器,测量运算数据存储保护安全可靠。
◆具备一体化和分离型两种型式。
◆高清晰度LCD背光显示。
技术参数
◆仪表精度:管道式0.5级、1.0级;插入式2.5级
◆测量介质:电导率大于5μS/cm的各种液体和液固两相流体。
◆流速范围:0.2~8m/s
◆工作压力:1.6MPa
◆环境温度:-40℃~+50℃
◆介质温度:聚四氟乙烯衬里≤180℃
橡胶材质衬里≤65℃
◆标志:ExmibdⅡBT4
◆证号:GYB01349
◆外磁干扰:≤400A/m
◆外壳防护:一体化型: IP65;
分 离 型: 传感器IP68(水下5米,于橡胶衬里)
转换器IP65
◆输出信号:4~20mA.DC,负载电阻0~750Ω
◆通讯输出:RS485或CAN总线
◆电气连接:M20×1.5内螺纹,φ10电缆孔
◆电源电压:90~220V.AC、24±10%V.DC
◆zui大功耗:≤10VA
仪表选型
◆量程范围确认
一般工业用电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,zui低流速应不小于0.2m/s,zui高应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。
在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算:
Q=πD2V/4
Q:流量(㎡/h) D:管道内径 V:流速(m/h)
电磁流量计的量程Q应大于预计的zui大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜。
◆参考流量范围
口径(mm) 流量范围(m3/h) 口径(mm) 流量范围(m3/h)
φ15 0.06~6.36 φ450 57.23~5722.65
φ20 0.11~11.3 φ500 70.65~7065.00
φ25 0.18~17.66 φ600 101.74~10173.6
φ40 0.45~45.22 φ700 138.47~13847.4
φ50 0.71~70.65 φ800 180.86~18086.4
φ65 1.19~119.4 φ900 228.91~22890.6
φ80 1.81~180.86 φ1000 406.94~40694.4
φ100 2.83~282.60 φ1200 553.90~55389.6
φ150 6.36~635.85 φ1600 723.46~72345.6
φ200 11.3~1130.4 φ1800 915.62~91562.4
φ250 17.66~176.25. φ2000 1130.4~113040.00
φ300 25.43~2543.40 φ2200 1367.78~136778.4
φ350 34.62~3461.85 φ2400 1627.78~162777.6
φ400 45.22~4521.6 φ2600 1910.38~191037.6
XY-LDE电磁流量计型谱:
型号 口径
XY-LDE 15~2600
代号 电极材料
K1 316L
K2 HB
K3 XY
K4 钛
K5 钽
K6 铂合金
K7 不锈钢涂覆碳化钨
代号 内衬材料
C1 聚四氟乙烯(F4)
C2 聚全氟乙丙烯(F46)
C3 聚氟合乙烯(FS)
C4 聚录丁橡胶
C5 聚氨脂橡胶
代号 功能
E1 0.3级
E2 0.5级
E3 1级
F1 4-20Madc,负载≤750Ω
F2 0-3khz,5v有源,可变脉宽,输出**有效频率
F3 RS485接口
T1 常温型
T2 高温型
T3 **高温型
P1 1.0MPa
P2 1.6MPa
P3 4.0MPa
P4 16MPa
D1 220VAC±10%
D2 24VDC±10%
J1 一体型结构
J2 分体型结构
J3 一体型结构
山东振达工矿设备有限公司,公司主要有矿用广播通讯系统、无线通讯系统、矿用人员定位系统、瓦斯监控系统、矿用机电、风机在线监测系统、瓦斯抽排技术装备、煤矿打钻技术装备、煤矿火灾技术装备、以及压风自救、掘进**联动系统、供水施救矿用泵、选煤厂集控系统、铁路运输系统等系统装备,瞄准煤矿安全领域**,*、重点攻关,对关键技术不断探索、反复试验、逐渐形成自己的**竞争力和专业优势,积极开展与客户深层次合作,探索煤矿安全生产中新工艺新技术,大力发展**领域。以及地面安防工程的设计、集成、施工、安装、服务等配套设备的设计、制造。并已通过ISO9001质量管理体系认证。 公司位于山东省省会济南,交通发达,物流直达,又有飞机高铁,能及时满足客户的要求。销售区域遍及**。各省设有办事处。公司技术服务部本着对客户负责的精神,对用户实施动态质量跟踪,建立客户档案,定期了解客户在产品使用过程中的质量反馈信息,为客户提供相关技术资料、技术答疑、技术维护维修及培训服务。在客户实际使用过程中,如发生质量问题,接到客户电话后均能在24小时内派技术人员到达现场解决问题。 随着改革的进一步深入,全国经济的快速发展,公司将本着“以质量求生存,以科技求发展,开创企业,生产产品,提供服务,创出品牌”的企业宗旨,继续与时俱进,开拓创新,走品牌经营、规模经营的道路,在管理、规模、效益等方面不断扩大上升,快速进入一个高效有序的发展轨道,竭尽所能在提高经济效益的同时,不断地为创造出较大的社会效益!