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如何使用德國(guó)IFM流量計(jì)傳感器:
傳感器分類編輯:
1、水流量傳感器
水流量傳感器主要由銅閥體、水流轉(zhuǎn)子組件、穩(wěn)流組件和霍爾元件組成。它裝在熱水器的進(jìn)水端用于測(cè)量進(jìn)水流量。當(dāng)水流過(guò)轉(zhuǎn)子組件時(shí),磁性轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng),并且轉(zhuǎn)速隨著流量成線性變化?;魻栐敵鱿鄳?yīng)的脈沖信號(hào)反饋給控制器,由控制器判斷水流量的大小,調(diào)節(jié)控制比例閥的電流,從而通過(guò)比例閥控制燃?xì)鈿饬?,避免燃?xì)鉄崴髟谑褂眠^(guò)程中出現(xiàn)夏暖冬涼的現(xiàn)象。水流量傳感器從根本上解決了壓差式水氣聯(lián)動(dòng)閥啟動(dòng)水壓高以及翻板式水閥易誤動(dòng)作出現(xiàn)干燒等缺點(diǎn)。它具有反映靈敏、壽命長(zhǎng)、動(dòng)作迅速、安全可靠、連接方便啟動(dòng)流量超低(1.5L/min)等優(yōu)點(diǎn),深受廣大用戶喜愛(ài)。 [2]
2、插入式流量傳感器
插入式流量傳感器工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量傳感器中,測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過(guò)時(shí),則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過(guò)不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離目前可以根據(jù)水流量的大小設(shè)計(jì)擋板,減少水流通過(guò)流量傳感器產(chǎn)生的水阻力,減少水系統(tǒng)壓頭損失,但由于擋板式長(zhǎng)期受水流的沖擊仍然有疲勞的問(wèn)題,即使在工廠標(biāo)定好流量值的也會(huì)發(fā)生設(shè)定點(diǎn)飄移。
通常在保護(hù)流量值不要求的地方使用,即用于水管內(nèi)的水流突然中斷的斷流保護(hù)。在國(guó)內(nèi)針對(duì)水源熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)的非常少。
擋板式是專門針對(duì)水環(huán)/地源熱泵空調(diào)機(jī)組的水流量監(jiān)控而開(kāi)發(fā)的,它針對(duì)不同的管徑配有不同的擋片,每種擋片的水阻不超過(guò)0.5米水柱,相比靶式水阻已大大降低。
每個(gè)擋板式流量傳感器都配有與水環(huán)熱泵機(jī)組水管相同的管件,現(xiàn)場(chǎng)只需連接上水管即可,不需對(duì)擋片做任何改變,另外擋板式水流開(kāi)關(guān)的承壓大于25bar,在對(duì)水流量要求不高的水環(huán)熱泵機(jī)組是一個(gè)低成本的水流開(kāi)關(guān)。
經(jīng)過(guò)在水環(huán)/地源熱泵機(jī)組上使用的反饋來(lái)看,壓差開(kāi)關(guān)能有效判斷水環(huán)熱泵機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)安裝的水管路的問(wèn)題,能*避免水流量少造成換熱器凍壞的情況,流量傳感器也可以保護(hù)由于水過(guò)濾器堵塞造成的水流量下降時(shí)換熱器凍壞的情況,另外水管路壓差開(kāi)關(guān)沒(méi)有靶流開(kāi)關(guān)疲勞破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
尤其在水管路有少量空氣時(shí),流量傳感器工作非常穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)類似靶流開(kāi)關(guān)的漂浮情況,經(jīng)過(guò)多年使用的反饋未發(fā)現(xiàn)壓差開(kāi)關(guān)本身有故障的情況。
基本原理
超聲波流量計(jì)的基本原理及類型超聲波在流動(dòng)的流體中傳播時(shí)就載上流體流速的信息。因此通過(guò)接收到的超聲波就可以檢測(cè)出流體的流速,從而換算成流量。
根據(jù)檢測(cè)的方式,可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法及相關(guān)法等不同類型的超聲波流量計(jì)。起聲波流量計(jì)是近十幾年來(lái)隨著集成電路技術(shù)迅速發(fā)展才開(kāi)始應(yīng)用的一種非接觸式儀表,適于測(cè)量不易接觸和觀察的流體以及大管徑流量。它與水位計(jì)聯(lián)動(dòng)可進(jìn)行敞開(kāi)水流的流量測(cè)量。使用超聲波流量比不用在流體中安裝測(cè)量元件故不會(huì)改變流體的流動(dòng)狀態(tài),不產(chǎn)生附加阻力,儀表的安裝及檢修均可不影響生產(chǎn)管線運(yùn)行因而是一種理想的節(jié)能型流量計(jì)。
工業(yè)流量測(cè)量普遍存在著大管徑、大流量測(cè)量困難的問(wèn)題,這是因?yàn)橐话懔髁坑?jì)隨著測(cè)量管徑的增大會(huì)帶來(lái)制造和運(yùn)輸上的困難,造價(jià)提高、能損加大、安裝不僅這些缺點(diǎn),超聲波流量計(jì)均可避免。因?yàn)楦黝惓暡髁坑?jì)均可管外安裝、非接觸測(cè)流,儀表造價(jià)基本上與被測(cè)管道口徑大小無(wú)關(guān),而其它類型的流量計(jì)隨著口徑增加,造價(jià)大幅度增加,故口徑越大超聲波流量計(jì)比相同功能其它類型流量計(jì)的功能價(jià)格比越*。被認(rèn)為是較好的大管徑流量測(cè)量?jī)x表,多普勒法超聲波流量計(jì)可測(cè)雙相介質(zhì)的流量,故可用于下水道及排污水等臟污流的測(cè)量。在發(fā)電廠中。
流體特性
流體類型流體分為液體、氣體、蒸汽。有些傳感器(如電磁式)不能測(cè)氣體;插入熱式則不能測(cè)液體。
溫度、壓力、密度它們是選擇傳感器提供的重要參數(shù),特別是在工況下的參數(shù),對(duì)于氣體流量還應(yīng)了解其體積流量是工作狀態(tài),還是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。
粘性液體粘性相差較大會(huì)影響選型,如粘性大的液體宜用容積式流量傳感器,而不宜選用渦輪、浮子、渦街等流量傳感器。
腐蝕、結(jié)垢、臟污對(duì)于這類流體,不宜選用有轉(zhuǎn)動(dòng)件及有檢測(cè)件的傳感器。即使對(duì)于超聲、電磁式流量傳感器,也會(huì)因腐蝕管道帶來(lái)誤差。如口徑50MM,結(jié)垢0.5~1MM,將帶來(lái)0.5~1%的誤差。
特殊參數(shù)某些流體參數(shù)會(huì)影響傳感器的工作,如壓縮性系數(shù)影響差壓式;比熱及熱傳導(dǎo)系數(shù)影響熱式;電導(dǎo)率影響電磁;聲速影響超聲。
單相、多相相是指在一個(gè)系統(tǒng)中具有相同的物理、化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì),不同的相有較明顯的界面,通常工業(yè)中大多為單相,隨著工業(yè)的發(fā)展出現(xiàn)了多相流(氣固、氣液、液固或氣固液)等的流量測(cè)量問(wèn)題。
流動(dòng)的狀態(tài)
與許多物理參數(shù)(如壓力、溫度、物位、成分)不同的是,流量必須以流體流動(dòng)為前提,沒(méi)有流動(dòng)就不存在流量。
滿管、非滿管一般流體均應(yīng)充滿管道,但當(dāng)液體流量較小,管道又處于水平時(shí),則可能出現(xiàn)非滿管流動(dòng),已有非滿管流量傳感器。
技術(shù)參數(shù)
總量、流量總量(單位為M3或KG),多用于貿(mào)易核算,準(zhǔn)確度居于*。流量(瞬時(shí)量單位為M3/H,KG/H),多用于流程工業(yè),是控制系統(tǒng)的信息源頭,重復(fù)性是*。
連續(xù),開(kāi)關(guān)一般流量傳感器的輸出為連續(xù)量,而開(kāi)關(guān)量可用于簡(jiǎn)單的二位式控制或設(shè)備保護(hù),要求可靠性良好。
準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度不僅取決傳感器本身,還取決于校驗(yàn)系統(tǒng),是外加特性。要說(shuō)明在什么流量范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度,如果用于控制系統(tǒng),還應(yīng)考慮與整個(gè)系統(tǒng)準(zhǔn)確度相匹配。注意:廠家注明的誤差是%FS(上限);還是%RD(測(cè)值)。
重復(fù)性重復(fù)性是指環(huán)境條件介質(zhì)參數(shù)不變時(shí),對(duì)某量值多次測(cè)量的一致性,是傳感器本身的特征。在流程工業(yè)控制系統(tǒng)中,重復(fù)性往往比準(zhǔn)確度還重要。不少?gòu)S家把重復(fù)性誤導(dǎo)為準(zhǔn)確度,準(zhǔn)確度應(yīng)包括重復(fù)性與標(biāo)定裝置的流量不確定度。
量程比在一定準(zhǔn)確度范圍內(nèi),大與小流量之比。差壓式流量傳感器,從傳感器本身可以有較大量程比,但受二次表制約,一般只有3:1。
壓力損失流量傳感器(除電磁、超聲)都有檢測(cè)件(如孔板、渦輪等),以及強(qiáng)制改變流向(如彎頭、科氏)都將產(chǎn)生不可恢復(fù)壓力損失,它將額外增加輸送的動(dòng)力,才能維持正常運(yùn),有些數(shù)額很大,在提倡節(jié)能的今天應(yīng)引起重視。
輸出信號(hào)一般為標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)(0~10V,4~20MA等)已不能適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展要求。通訊要求數(shù)字信號(hào),ROSEMOUNT推出了HART協(xié)議,RS232/RS485轉(zhuǎn)換器,RS232限于2KM以內(nèi),RS485可達(dá)10KM。
響應(yīng)時(shí)間輸出信號(hào)隨流量參數(shù)變化反應(yīng)的時(shí)間,對(duì)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),越短越好;對(duì)脈動(dòng)流,則希望有較慢的輸出響應(yīng)。
綜合性能傳感器的性能指標(biāo)是相互制約的,如樣本中壓力上限為2MPA;溫度為250℃,口徑為1M;則當(dāng)口徑為1M時(shí),壓力可能只能為1.5MPA,溫度只能是200℃,不可能同為極限值