井下隔爆兼本质安全型电磁流量计

一、总则：
1.1、井下隔爆兼本质安全型电磁流量计。它提出了隔爆兼本质安全型电磁流量计的订货、加工和检验等方面的技术要求。
1.2、提出的是低限度的技术要求，并未对一切技术细节做出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，应提供一套满足本技术规范和所列标准要求的高质量产品及其相应服务。
1.3、如果没有以书面对本技术规范的条文提出异议，那么方可以认为提供的隔爆兼本质安全型电磁流量计完全符合本技术规范书的要求。
1.4、所使用的标准如与所执行的标准发生矛盾时，按较高标准执行。
二、执行标准：
2.1、Q/DF003-2007 生产标准
2.2、GB3836.1-2000 性气体环境用电设备要求
2.3、GB3836.4-2000 性气体环境用电设备要求
2.4、GB3836-2000 性气体环境用电设备要求
2.5、CJ/T3063-1997 《给排水用电磁流量计》《传播速度差法》
2.6、JJG0002-94 《电磁流量计》计量检定规程
三、技术要求：
3.1、矿用隔爆兼本质安全型电磁流量计必须经煤炭部门“MA”安全认证。
3.2、矿用隔爆兼本质安全型电磁流量计技术参数：
性能 参数
产品名称 矿用隔爆兼本质安全型电磁流量计
测量管材 钢、不锈钢、铸铁、水泥管、铜、PVC、铝、玻璃钢等一切质密的管道，允许有衬里
测量精度（%） ±0.5%
测量重复性（%） ±0.2%
测量范围 流速范围：0.3m/s～10m/s，量程比：1：10000，正、反向双向计量，并可计量净流量
介质温度 常温
环境温度 常温
电流输出 (4～20)mA、(0～20)mA、(0～24)mA可调,负载阻抗≤500Ω,传输距离≤500m
脉冲输出 脉冲当量模式：脉冲当量值可自由设定
频率模式：零流量及满量程频率可自由设定
累计脉冲模式：单位累计流量脉冲数可自由设定
数字通信 4-20mA、RS485、脉冲，可自行设置数据的频率输出、支持DF、HART、Modbus通讯协议
状态 空管 励磁 上、下限 电流输出
显示“空管” 显示“励磁回路断开” 显示“超上、下限” 显示“电流输出故障”
输出 上、下限流量，OC输出，常开或常闭状态可自由设定。
流量单位 m3/h，m3 ；m3/M，m3 ；L/M，L；L/s，L；UG/M，UG。流量单位可自由设定。
显示方式 汉字显示：瞬时流量、流速、累计流量，当有时显示信息。
数据保持 带掉电保护功能，可存储五年内年累计、月累计、日累计
工作电源 AC.127V（波动范围95V～140V）、50Hz；消耗功率≤10W
防护等级 IP54
标志 Exd[ib]I
型式 矿用隔爆兼本质安全型
本安参数 本安部分工作电压： 24V，大电流≤ 200mA；
本安部分工作电压： 5V，大电流≤720mA
四、相关要求：
4.1、负责矿用隔爆兼本质安全型电磁流量计的运输、卸车及安装，由方指定地点。
4.2、对所销售产品实行终身保修，五年之内，仪表出现问题（人为原因及不可抗力原因造成除外），免费维修；仪表出现问题24小时内到达现场处理，并做出处理意见、结果。
4.3、如产品更新换代，免费为方提供软件升级。
4.4、产品不能满足现场安装需求时，方可要求退款退货。
五、随机资料：
5.1、矿用产品安全标志证书
5.2、合格证
5.3、产品合格证
5.4、产品器具计量许可证
5.5、产品使用说明书
每套矿用隔爆兼本质安全型电磁流量计随机配带一套上述资料
六、供货时间：
合同签订后30天
七、供货范围：
设备名称 规格型号 单 位 数 量 备 注
矿用隔爆兼本质安全型电磁流量计 DN200，PN4.0 套 5
DN100，PN4.0 套 5

矿用电磁流量计检定方法

一、矿用电磁流量计概述
　　矿用电磁流量计具备无压力损失，无阻塞，节能效果明显，准确度高，承压能力强等优点，以唐山大方汇中仪表有限公司生产的LZDl27型矿用隔爆兼本安型流量计为例，测量精度达到±0．5％，测量压力高可达到10MPa(高压可定制)，基本满足煤矿复杂情况。所以矿用电磁流量计广泛应用于煤矿给排水系统，对煤矿水文监测和安全生产起着至关重要的作用。

二、检定原理
　　管径一定时，则截面积固定，流速就与流量(单位时间的体积)成正比关系。
　　当有流体通过流量计时，流量计测得感应电动势，通过对测得信号的放大、采集处理，得到一个与流速成正比的电压值，经过模拟一数字量转换，把电压值转换成计数值，所以计数值就是瞬时数据的反应”1。
　　实践中我们发现，由于励磁线圈等硬件的偏差，当被测介质相对静止时，流量计所测得的瞬时数据(计数值)并不是为的“0”，会有一个稍微的偏移，通常把此时的计数值称为零点值。
式(1)Q与标准流量Qs与系数K值关系：Q=c—ZNk式中：
　　Q一测得流量；c——流量计实测计数值；z——流量计所设置零点值；N——流量计换算的常数；K——流量计的系数；
三、提高精度的方法
　　3．1分段计算法。由于矿用型电磁流量计的测量范围非常广泛。例如常用型一般测量范围0．3m／s到lOm／s。为了满足每个点的测量精度，可以引入一个分段系数，采用分段计算的运算方式。
式(2)分段计量系数与流量关系：Qf=Qkf
　　kf—一分段计量系数；Qf—一分段计量后显示的流量值；计量过程中，把整个流量范围给分解成若干个分段的范围，每个分段范围内都有一个对应的分段计量系数kf，以此来保证每个范围的精度。
　　当流量计经过式(3)计算出流量Q，对Q的值进行分析，根据已分的分段范围进行比对后对号入座，例如14．13m3／h到28．26m3／h为一个分段范围，此范围的分段系数kfn=1．012，有一个瞬时流量计测得的流量为Q=10．OOm3／h，此流量在上述分段范围内，则后的显示流量为Qf=Qkfn=10．12ma／h。由此可知，在检定过程中，可以校准设定每个范围的分段计量系数，从而保证了更加准确的计量。
　　3．2微调零点法。流量计检定时，静态零点值只是在开始时校正后设定，在后来的检定过程中，默认零点值就是标准值，但实际上，每次设置的零点的偏移量会有稍微的变化。所以在先确定零点的检定方法中，会存在设置的零点值与实际零点值有偏差，有一种方法是微调零点法，微调零点是通过计算和微调让设置的零点值更加接近于实际零点值。
　　由式(1)可知，计数值一定时，对瞬时流量显示的影响因素有两个，零点值z和流量计系数K，不同流量点，即计数值大小不同时，两个因素的影响力是变化的。如一台流量计的零点值为50，系数为80．0％，同样的系数k变化0．5％时，不同计数值时零点相应变化量如下，当测得计数值为6000时，零点偏移ZP=(6000—50) ﹡0．5％=29．75。当测得计数值为1000时，零点偏移ZP=(1000—50) ﹡0．5％=4．75。由此可知，当瞬时流量Q值很大，则C值很大，那么z值与系数k值中，对流量影响大的因素为流量计系数k。当瞬时流量Q值很小，则C值很小，那么z值与系数k值中，对流量影响大的因素为流量计零点值z，所以检定过程中微调零点值，能起到保证精度的作用。
　　3．3微调零点值的计算：Zp=C—z﹡E；zp——微调的零点值；c——流量计实测计数值；z——流量计所设置零点值；E——检定的误差值。
　　在检定过程中，如果流量值偏大的流量点检定正常，只是在流量值小的流量点有稍微偏差时，可以用微调零点法，但必须注意的是，虽然零点值对大流量点的影响力小，但也不可忽略，所以在微调零点值时，要充分的考虑到所调节的零点对其他流量点的影响，一般情况，所调节零点值不能超过所测流量点计数值的1％，如果有再大的偏移，则要重新检定，来确保流量计的准确度。
四、结束语
　　矿用隔爆电磁流量计的检定，可以把多种方法混合运用，有针对性地对影响精度的主要因素进行修正，从而来保证每个点的精确计量，有助于提高流量计的整体性能和检定过程的工作效率。

电磁流量计
电磁流量计（Electromagnetic Flowmeters，简称EMF）是20世纪50~60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。 电磁流量计是应用电磁感应原理， 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器。
基本信息
电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。
磁路系统：其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用永久磁铁来实现，其优点是结构比较简单，受交流磁场的干扰较小，但它易使通过测量导管内的电解质液体极化，使正电极被负离子包围，负电极被正离子包围，即电极的极化现象，并导致两电极之间内阻增大，因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时，永久磁铁相应也很大，笨重且不经济，所以电磁流量计一般采用交变磁场，且是50HZ工频电源激励产生的。
测量导管：其作用是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路，测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成，可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。
电极：其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成，且被要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。
外壳：应用铁磁材料制成，是分配制度励磁线圈的外罩，并隔离外磁场的干扰。
衬里：在测量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测液体，其作用是增加测量导管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
转换器：由液体流动产生的感应电势信号十分微弱，受各种干扰因素的影响很大，转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号。
折叠特点
1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；
2、测量管内无阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低。对浆液测量有独特的适应性；
3、合理选择传感器衬里和电极材料，即具有良好的耐腐蚀和耐磨损性；
4、转换器采用新颖励磁方式，功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围度可达150：1；
5、转换器可与传感器组成一体型或分离型；
6、转换器采用16位高性能微处理器，2x16LCD显示，参数设定方便，编程可靠；
7、流量计为双向测量系统，内装三个积算器：正向总量、反向总量及差值总量；可显示正、反流量，并具有多种输出：电流、脉冲、数字通讯、HART；
8、转换器采用表面安装技术(SMT)，具有自检和自诊断功能；
9、测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高。
10、测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失；测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。
11、由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的，是管道载面上的平均值，因此传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径。
12、转换器采用国际新先进的单片机（MCU）和表面贴装技术（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零点稳定，参数设定方便。点击中文显示LCD，显示累积流量，瞬时流量、流速、流量百分比等。
13、双向测量系统，可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和优质材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。
折叠分类
按照外加磁场类型的不同，电磁流量计主要有直流式和感应式两种。直流式电磁流量计（图2）的外加恒下磁场B垂直于管轴，C、D处装有两个电极，用来测量流体横越磁场时所感生的电动势U。流量Q可用下式求出：
电磁流量计
式中A为管道横截面积；d为管道直径；k为修正系数，用来修正导出公式时未计及的因素（如流量计管道内的流速事实上并不均匀）的影响。在常的流量计中，k约为0.8，但对于特定尺寸、用于特定工况的电磁流量计，则要用容积法（一定时间内流过的容积）标定k值。磁场可由永久磁铁产生，磁铁材料一般是铝－镍－钴合金。流量大时，因管径较大，故采用无铁芯激磁绕组，通以它常直流电流来产生一个近似均匀的磁场。
感应式电磁流量计 在被测流体温度过高或对电极有强烈腐蚀作用等情况下，可采用感应式电磁流量计（图2）。A、B为匝数相等的两个交流激磁绕组（图中画的是截面），绕组之间是串联的，但各自的电流方向相反。当流体静止时，通过感应线圈C的合成磁通为零，故线圈中没有感生的交变电动势。流体流动时感应线圈中就产生交变电动势，其大小与流速成正比。基于这一原理，还有很多改型方案。例如用一个激磁绕组，而在它的对称的两侧各安置一方向相反的感应线圈并串联起来（图3）流体流动时，磁力线向流动方向，使两边感应线圈中的产生电动势不为零，由此可间接表示出流量的大小。
电磁流量计的管道内没有其他部件，所以除用于测量导电流体的流量外，还可用于测量各种粘度的不导电液体（其中加入易电离物质）的流量。在核能工业中经常使用电磁流量计。
图2 直流式电磁流量计
图3 感应式电磁流量计
电磁流量计就显示方式分为：分体型电磁流量计，一体型电磁流量计。系列公称通径DN15～DN3000。
分体型电磁流量计是一种根据法拉第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，属国内首创，技术达到国内水平。
分体型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。
分体型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。
一体型电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制定，用来测量导电流体的体积流量。由于独特的特点已广泛地应用于工业上各种导电液体的测量。主要用于化工、造纸、食品、纺织、冶金、环保、给排水等行业，与计算机配套可实现系统控制。
1．电磁流量计没有可动部件，也没有阻流件，不会引起压力损失，同时也不会引起磨损，阻塞等问题。
2．电磁流量计是一体积流量测量仪表，在测量过程中不受被测介质的温度、粘度、密度以及导电率（在一定范围内）的影响。
3．电磁流量计的量程范围宽，可达1：100。此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称的流动状态（层流或紊流）无关。
4．电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好，因此可以将测量信号直接用转换器线性的转换成标准信号输出。LD-T型可就地指示，LD型可远距离传送。
折叠选购
口径与量程的选择
变送器口径通常选用与管道系统和同的口径。如果份道系统有待设计，则可根据流母范围和流速来选择口径。对于电磁流量计来说，流速以2-4m/s较为适宜。在特殊情况下. 如液体中带有固体颗粒，考虑到磨损的情况，可选常用流速≤3m/s,对于易附管壁的流体，可选用流速≤2m/s,流速确定以后，可根据
电磁流量计
来确定变送器口径。
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大流量值，二是正常流量大于仪表满量程的50%，以保证一定的测量精度。
衬里选择
电磁流量计内衬材料正确选用方法
应根据被测介质的腐蚀性，磨损性和温度来选择内衬材料：
一、天然橡胶（软橡胶）
1、较好的弹性，耐磨性和扯断力
2、耐一般的弱酸、弱碱的腐蚀
3、 测水、污水
二、耐酸橡胶（硬橡胶）
可耐常温下的、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾的腐蚀，但不耐强氧化剂的腐蚀。
可测一般的酸、碱、盐溶液。
三、氯丁橡胶（Neoprene）
1、极好的弹性，高度的扯断力，耐磨性能好
2、耐一般低浓度的酸碱、盐溶液的腐蚀，但不耐氧化性介质的腐蚀，且温度要求<80℃；
可测水、污水、泥浆和矿浆。
四、聚胺脂橡胶（Polyurethane）
1、极好的耐磨性能
2、耐酸、碱性能差，温度要求<40℃
测中性强磨损的煤浆、泥浆和矿浆
五、聚四氟乙烯（PTFE）
1、耐沸腾的、硫酸、、王水、浓碱和各种有机溶剂
2、耐磨性能好，粘接性能差，温度要求-80～+180℃；
测浓度、浓碱强腐蚀性溶液及卫生类介质
应用现场选型
1.了解工艺参数
（1）了解被测液体名称（由用户提供）
（2）了解被测液体的大流量、常用流量、小流量（由用户提供）
（3）了解工艺管径（由用户提供）
（4）了解介质温度（由用户提供）
（5）了解介质压力（由用户提供）
（6）了解被测流体的电导率（由用户提供）
（7）了解是否有负压情况存在（由用户提供）
2．初步选型
（1） 根据了解到的被测介质的名称和性质，确定是否采用电磁流量计（由业务员确定）
注意：电磁流量计只能测量导电液体流量，而气体、油类和绝大多数有机物液体不在一般导电液体之例
（2）根据了解到的被介质性质，确定电极材料
注意；公司一般提供不锈钢、哈氏、钛和钽等四种电极，选用哪种电极应根据介质性质查相关资料手册
（2）根据了解到的介质温度确定采用橡胶还是四氟内衬（由营销员确定）
注意：橡胶耐温不得超过80C；
四氟耐温150C，瞬间可耐180C；
城市污水一般可采用橡胶内衬和不锈钢电极
（3）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

流量传感器使用环境条件
——环境温度－5℃～40℃；
——海拔高度不超过2000m；
——空气相对湿度不大于95％（25℃时）；
——在有瓦斯、煤尘爆炸危险的场所；
——在无破坏绝缘的腐蚀性气体或蒸汽的场所；
——在无显著振动和冲击的场所；
——污染等级为3级；
——安装类别为Ⅲ类。

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