注水流量表的工作原理结构及转换器的调试与故障处理

在我厂尿素水解系统中，*次使用了一台数字式注水流量表。它用于测量水解蒸馏塔(C一1）顶的进料流量,工艺介质是NH3·CO2·H2O尿液,腐蚀性较大,正常操作流量为2.24m3/h,*小流量为1.12m3/h。工艺管道直径仅为25mm。对于这样的工艺条件,选用注水流量表进行监测是合适的。因注水流量表采用“不接触测量法”的原理制成。它克服了节流式流量计在测量上的不足,压力损失很小,并能解决一部分固液二相流体的流量测量。这种数字式注水流量表在性能方面有很多独特之处,在这里对它的原理、调试及维护作一介绍。
注水流量表工作原理
注水流量表工作原理是法拉*电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线运动时，在导体两端会感应一个与磁场方向和导体运动方向相互垂直的感应电动势。感应电动势的大小与感应强度和运动速度成正比。导电性液体在垂直于磁场的非磁性测量管内流动，与流动方向垂直的方向上产生与流量成比例的感应电势，其值如下式:
E=K×B×D×V
式中 E----- 感应电动势，即流量信号，V。
K----- 传感器的修正系数。
B----- 磁感应强度，T。
D---- 电*间距及测量管内径，m。
V---- 导电介质的平均流速，m/s。


三、注水流量表的结构
本注水流量表由两部分组成
1、检测器
它是把液体流量信号变成有一定函数关系的感应电动势。这种仪表的测量部分没有插入管道内的部件,管道外的磁场采用交流磁场,消除了直流磁场的*化现象。系统采取了一系列的抗干扰措施,使测量稳定。探*采用非导磁的材料制成,仅在测量管的内避处,因而不会使管道截面减小。它的惰性小,压力损失小。此仪表能对纤维质、固体悬浮物流体,或介质的粘度,浓度,重度随温度变化的导电性流体进行流量测量。它的衬里采用了良好的耐腐蚀材料,可用于测量腐蚀性较强的溶液。检测器的安装可以不考虑直管段,并可以测量正、反流向流体的流量。
2.带有数字显示的转换器
如果测量单位为升/分,则应把它转换m3/h。Q（m3/h）=0.06×Q（1/min）
例如：Q=550（1/min）按上式转换为m3/h的单位。Q=0.06×550=33（m3/h）。
刻度常数设定时，只要把S1、S2、S3分别插入所对应位置即可。

3、脉冲宽度的设定
用S5插头根据脉冲输出的类型，接表1所示的要求选择设定。

4、脉冲重量的设定
脉冲重量设定用S4插头选择进行，它的设定有一定的条件，这些条件是脉冲输出的类型、脉冲宽度和刻定常数。并且它的选择范围还要依据脉冲宽度和*大测量流量-口-口口-l0的X方(m3/h)来确定。其系数-(数字同*大流量m3/h)由*大流量的前三位有效数定决定,而对应于“x”值的脉冲重量(l/p)见表2。

它把从检测器来的电势(mv)信号,转换成统一的4一20mA直流信号,从+I和I-端输出,便于与统一的单元组合仪表配套使用,如调节器的测量,记录仪等。转换器的数字显示面板能指示出当前的瞬时流量(100%刻度)。转换器的脉冲输出端为P+和P一。电源为交流120伏,系统连接见图2。

由于信号电缆采用了特殊专用电缆,有助于克服交流磁场造成的干扰和外部影响。
四、转换器的调试
系统安装完后,在送仪表电源以前,应刘一转换器进行仪表常数设定、检测器激励电流调整、满量程流速调整及脉冲输出设定。
1。零位调整
送电稳定10分钟以后,使检测器管道注满水,在I+和I一端之间连接一个电流表,调整转换器的零位细调螺丝,使输出电流为4mA。若仪表带有单独的脉冲输出(设有4一20mA输出),可用电压表检查气CHECK”脚的电压应为OV,女日果不是0.00V调零位细调裸钉。
2.阻尼调整
在输出脉冲要求平稳时,可调整阻尼微调电容器,阻尼时间常数可在1一10秒范围内。
3.检测器激励电流的调整
(1)激励电流的波形检查。在激励电流检查端EX+和EX一之间连接一个电阻(IΩ士0.1%),这个电阻与激励线圈串联,示波器输入端并联在电阻上。若波形起伏很大时,则不正常。波形正,负方向对称,A一C测量周期值在规定的范围内则为正常,其波形如图3所示。

(2)由于激励电流在正常操作状态下向正、负方向偏转,仪表不能直接进行测量和调整。为了测量激励电流,应将激励电流检查插头S5插到EXCHK,端,使电流只在正或负方向变化。用一个数字电压检查激励电流端之间的电压,此电压应符合名*规定的数值。如不符合,可调整激励电流微调电容器使之端足要求。在上面检查调整结束后,一定要把S5插头插回原来的位置。
4.满量程流量的流速调整
(1)*大流量的流速计算注水流量表的测量范围不是用流量定义,而是用流速定义的。若满刻度流速用VFs(m/s),流量范围修正系数用K,*大流量用A(m3/h),则有如下关系:
VFs=K·A
如果流量仪表的尺寸是100mm,*大流量A是50m3/h,可查得K=O,03537,则可计算出Vfs=0。03557×50=1.769m/s。
(2)范围调整
用主板上 的范围数字开关设 定满量程 流 速。 在上例中计算出的 流 速 为 1 . 7 69 m s/ , 则只 要把这一数字按位设定好即可。
五、脉冲输出
1.脉冲输出类型
脉冲输出有四种通用类型:高速电压脉冲。晶体管开关脉冲、电磁计数器驱动脉冲和水银继电器驱动脉冲。这些类型的选择用S6， S7，插头按表1插入有关位置。
2。刻度常数的设定
刻度常数的设定是把满量程流速转换为m 3/h的单位。保留三位有效数值(3位)×10x。刻度常数是作为设定一个脉冲代表的重量所需要的。
六、故障检查
在仪表指示不正常时，可根据下面介绍的一些典型故障和处理方法进行必要的处理。这些故障可分为启动时易产生的故障，正常运行时出现的故障和接地不良引起的故障(见表3、表4)。


3。接地不良引起的故障
由于接地不良引起的故障为:流量稳定时，转换器输出变化很大，甚至超过100% ;易造成雷电冲击，使转换器损坏;能引起高频或低频噪声对测量系统造成干扰。