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關於自來水流量計(jì)的特點及與自來水電(diàn)磁水表的區別
點擊次數:2504 發布時間:2021-09-01 09:12:51
在工業生產領域有一種流量計(jì)使用量特別大,適合用來(lái)測量的介質種類也(yě)特別(bié)多,但要求介質具有導電性,有(yǒu)一定的(de)介電常數,這就是我們常見的自來水流量計。市政供(gòng)水上有一種新(xīn)型水表叫電磁(cí)水表,實際上電磁水表也(yě)是一種自(zì)來水流量計,由於供(gòng)水行業的特殊性(xìng),針對於供水行業(yè)的工況要求,專門設計了一款專門用於(yú)供水流量測量的自來水流量計,這就是電磁水表。因此,電(diàn)磁水表(biǎo)不同於一般的自來水流量計,它們的區在哪裏,對於生產製造企業來說,熟悉自來(lái)水流量計與電磁水表的相同點和不(bú)同點,對於(yú)兩類產品的設計與(yǔ)研發(fā)具有得要的意義。本(běn)文不僅介紹了自來水流量計的原理、用途(tú)及優缺點,從使用領域、精度、口徑、量程範圍(計量流速範圍)及量程遷移(yí)、重複性、供(gòng)電方式(功(gōng)耗)、采樣(yàng)速率、管道結構與測量直管段、儀表通信和使用環境等十個方麵分析(xī)自來(lái)水(shuǐ)流量計和電磁水表的區別。
自來水流量計是一種基於法拉*電磁感應(yīng)原理設計製造的計量導電介質體積流量的速度式儀表。通常自來水流量計(jì)與介質接觸的內腔部位為一個圓筒形直管,一對測量電*鑲嵌在中(zhōng)部,呈對稱分布,電*與介質間(jiān)的部位(wèi)為一對直徑(jìng)為6~10mm的圓餅狀薄金屬(shǔ),其伸出(chū)部分厚度僅2~4mm,幾乎不影響流(liú)態的變化。這種簡單的無可(kě)動部件的內腔結構,猶如一(yī)根普通的圓筒形流體管道,因而(ér)不產生(shēng)任何壓損,也不會被某些介(jiè)質中的懸(xuán)浮物及固態雜質所阻塞。自(zì)來水流量計產生(shēng)的電*信號幅度與流體的(de)流速成正比,因而電信(xìn)號(hào)經放大處理後得到的(de)流量數據,線性度非(fēi)常理想。自來(lái)水流量計測量精度高、量程比寬、重複性和線性均十分優良;通常可測(cè)量流速在0.4~12m/s範圍的(de)各種導電介質;可以雙向計量;測量介質可以是(shì)單一溶液,也可(kě)以(yǐ)是固、液混合物(wù),也允許有氣泡(pào)(氣泡和固態物質將增加計量介質體積(jī)流量的誤差)。
自來水流量計廣(guǎng)泛應用於(yú)各類導電介質的計量,如清水、汙水、液態酸、堿、鹽、液態有機化(huà)工產品、食品工業中的醬油、醋及酒類等。混有塊(kuài)狀(zhuàng)果肉的蘋果(guǒ)醬、混有沙石的混凝土,這些漿狀混合物也可以計量,隻是各(gè)種腐蝕性強的介(jiè)質需配置耐腐蝕的工程(chéng)材(cái)料,如橡(xiàng)膠、聚四氟乙烯、尼(ní)龍等(děng)做流量計的內襯。混有氣泡和(hé)固態物質的醬料需采用特殊的計算方法來減少計量的誤差。
一般的自(zì)來(lái)水流量計由於電路複雜、勵磁功率較大,整機功耗需(xū)15~25V·A,因而需市電(AC220V)或(huò)專用的安全電源(DC24V)供電。隨著電子技術突飛猛(měng)進的發展,電磁流(liú)量(liàng)電信號的處理已由2~3mV精密到0.1mV,動態分辨率可以低至±0.00003mV,這種(zhǒng)新技術功耗*低,完全可以電池供電。由此產生了(le)電磁水表的概念——一種僅計量清水、內部采用鋰電池供電的長壽命智能型自來水流量(liàng)計,由於市場定位和使用要(yào)求不同,兩者存在較大(dà)的區別,大致的區別(bié)表現(xiàn)在以下幾個方麵。

1 應用領域
(1)自來水流量計使用廣泛,適用於(yú)工業生產中各種導電(diàn)介質(zhì)的流量連續計量和生產工藝控製領域(yù)、科學研究的計量測控領域。
(2)電磁水表以計量清水(shuǐ)、原水為主。在市政領域得到廣泛使用,主要解決水源和城鄉供水的計量、統計、分析、結算功能。
2 精度
(1)自來水流量計的精度通常為±0.5%,高精(jīng)度的可達到±0.2%、±0.3%。
(2)電磁水表的精度(dù)一般為Ⅱ級(jí)(Q2~Q4±2%,Q1~Q2±5%),高精度的可達到I級(Q2~Q4±1%,Q1~Q2±3%)。
3 口徑
(1)自來水流量計生產廠商大都可以提供DN20~DN500的產品,規模(mó)較大的專業廠商可以提供DN10~DN3000的自來水流量計,DN25~DN600規格的應用數量*多。(2)市場應用*多的電磁水表口徑在DN50~DN300,少數先進(jìn)的跨國專業(yè)廠商能生產DN25~DN800口徑的全係列電磁水表。
4 量程範圍(計量流速範圍)及量程遷(qiān)移
(1)自來水流量計的介質流速測量範圍通常為0.4~12m/s,通常用Qmax和Qmin來定(dìng)義計量範圍,Qmax/Qmin(量程比)一般在20~25範圍(wéi),Qmin~Qmax應保證(zhèng)精度。如(rú)DN100的0.5級(jí)表,在量(liàng)程比20的(de)情(qíng)況下,在10m3/h(Qmin)至200m3/h(Qmax)流量(liàng)範圍內,均應保證±0.5%的精度。作(zuò)為自來水流量計,考慮使用的經濟性,常將Qmax選在6.5~8.5m/s流(liú)速範圍(wéi)內,如上述Qmax為200m3/h的DN100自來水(shuǐ)流量計,其(qí)Qmax流速為7.07m/s。廠商可以自行規定各種口徑的Qmax流速,例如某型(xíng)DN100自來水流量計,其0.5級產品的Qmax為200m3/h,Qmax/Qmin≥25;Qmax的流速為7.07m/s,在8~200m3/h量程範圍內的誤差小於±0.3%。所謂(wèi)“量程遷移”,是(shì)指該台自來水流量計在某種工藝現(xiàn)場,其(qí)流量計量範圍要調整到4~80m3/h,且其電流(liú)輸出的4mA對應(yīng)流量是4m3/h,20mA輸出時對應的測量值為80m3/h。即將(jiāng)這台自來水流(liú)量計的計量範圍由標稱的10~200m3/h,通過菜單改變參數,“遷移”至4~80m3/h。當然,經過這樣的量程遷(qiān)移4~10m3/h流(liú)量段的測量精度將超出±0.5%的精度要求。通常,自來水流(liú)量計的計量上限流量點,可(kě)“遷移”的流速範圍(wéi)為1~10m/s。選用自(zì)來水流量計的(de)口徑,要兼顧經濟流速2.5~4.5m3/h和工藝要求。
(2)電磁水表的*高測量(liàng)流速可達15m/s,通常電磁水表的(de)流量點(diǎn)Q3選(xuǎn)在12.5~13.5m/s流速上。電磁水表的(de)量程範圍參照冷水水表標準,是一(yī)種強製(zhì)執行的標準。眾所周知,冷水水表的流量範圍可由Q1(*小流(liú)量(liàng))、Q2(分界流量)、Q3(常用流量)、Q4(*大流量)來表述,一般情況下,其流量計量特性可由量程比Q3/Q1(R值),Q4/Q3=1.25,Q2/Q1=1.6來反映。目前跨國(guó)先進(jìn)專業廠商的(de)電磁水表,其Q3/Q1可達400。如西門子Ⅱ級DN100電磁水表,Q3=250m3/h(流速為(wéi)13.48m/s),Q4=312.5m3/h(流(liú)速為16.85m/s),Q3/Q1=400,R2/Q1=1.6,Q2=1.0m3/h,Q1=0.63m3/h。電磁水(shuǐ)表沒有“量程遷移”的概念,它的計量範圍在始動流量QS至*大(dà)流(liú)量Q4之間,選(xuǎn)用電磁水表的口徑,主要應考慮滿足經濟流速。
5重複性
(1)對(duì)於自來水流量計,重複性是重要的技術指標之一,其(qí)重複性指標通常為精度(dù)的1/3,例如0.5級精度的自來水流量計,其重複性應優於±0.16%;0.2級表的重複性應優於±0.06%。
(2)電磁水表並不把重複性作為一項考核(hé)的質量(liàng)指(zhǐ)標,它僅是一項設計和實驗指(zhǐ)標。電磁水表*重要的技(jì)術指標為精度(dù),低(dī)的始動流量,Q1流量點和量程(chéng)比(Q3/Q1)。當然,對於流量計來講,兩者均能保證長期連續的穩定運行是(shì)十分重要的。
6供電方式(功耗)
(1)通常自來水流量計的處理速(sù)率(lǜ)快、處理精度高,控製要求(qiú)快速、穩定、準確。因自來水流量計和外界信息交流方式複雜(輸出4~20mA電流信號、0~10KC頻(pín)率信號、RS-485通信、開關量控製等),隔離程度高,因而電子線路多(duō)用大量的高速電子元件,功耗可達15~25V·A,這必須由市電(AC220V)和專(zhuān)用外電(diàn)源(DC24V)供電(diàn)。因而抗幹擾、光電隔離、電磁隔離等(děng)防止電源的強電磁衝擊等技術措(cuò)施十分必要。
(2)電磁水表的采樣速率比較慢,電子線路由先進的低功耗、超低功耗的集成電路為主,計算方法(fǎ)為特殊的高效省電方式,因而功(gōng)耗*低,可以由內部(bù)電池來連續(xù)長期(qī)供電。這要求(qiú)電磁水表的電池工(gōng)作壽(shòu)命至少為5~6年,現在也有8~10年的產品。對於電磁水表而言,降低功耗、提高電池工作壽命是(shì)一項難度(dù)很大的挑戰。
7采樣速率
(1)自(zì)來(lái)水流量(liàng)計的計量實時性要滿(mǎn)足(zú)工業控製的工藝要求,其(qí)特點為精準及高速,因而采樣(yàng)處理(lǐ)速率普遍要(yào)求高於100ms/次。
(2)電磁水表的采樣速率在1~30s/次範圍,就可以得到計量的流量數據,況且采樣速率低,功耗也越低;通常采樣速率在15s/次(cì)時,內部配備的電池可保證連續計量6年。
8管道結構與測量直管段
(1)自來水流(liú)量計可以由市電供電(diàn),因而電子元器件和電子線路的選擇受功耗的影響小,選擇範圍廣;數百毫安的勵磁電流使傳感器(qì)的信號輸出(chū)幅度也較大,因(yīn)而不必對流體額外加速以增強信號幅值。自(zì)來水流量計的測量腔為直管,工藝簡單,加工成本低,是自來水流(liú)量計測量腔體的普遍設計方(fāng)式。直管結(jié)構幾乎不會(huì)引起被測流場的紊亂,測(cè)量的流速基(jī)本為經濟(jì)流速(*高流速(sù)低於8m/s左右),高(gāo)速采樣率又可及時修正各(gè)種流場變化帶來的誤差,所以自來水流量計的直管段為前5D和後3D就可以(yǐ)滿足計量的精度要求。
(2)電磁水表使(shǐ)用(yòng)內裝的(de)鋰電池供電,降低功(gōng)耗(hào)、延長工(gōng)作壽命是其設計任務的關鍵,因而隻能(néng)采用較低的勵磁電流(通常它的勵磁電流僅為(wéi)自來水流量計的1/10,甚至更低),這樣傳感器的有效輸出信號幅值就很微弱(ruò)。電(diàn)磁水(shuǐ)表研發人員通常用(yòng)兩種方法來增(zēng)強信(xìn)號:一是提高信號(hào)的放(fàng)大倍數;二是將測量段縮徑,人為提高介質流速,這將大(dà)幅提(tí)升流量信號。因此,電磁水表(biǎo)的測量腔體(tǐ)幾乎都采用縮(suō)徑工藝,一般縮徑為原標稱口徑的70%~80%,縮徑率(lǜ)以不顯著影響儀(yí)表的壓損並且不顯(xiǎn)著改變流場的穩定為原則。
電磁水表的縮徑(jìng)工藝加大了製造難度,增(zēng)大了壓(yā)力損失,太(tài)大的縮徑也會擾亂流場的穩定,因(yīn)此製造商(shāng)要綜合考慮縮徑和流場穩定對計量的影響。
電磁水表的采樣速率比(bǐ)較慢,信號又很微弱,這樣計算處理需要的穩定時間比較長,這也需要遠比自來水(shuǐ)流量計更穩定的流速,考慮到縮徑(jìng)的因(yīn)素,一般電磁水表的(de)前後直(zhí)管段選擇要比自來水流量計(jì)嚴格。為保證計量精度,電磁水表通常需要前10D和後5D的(de)直管段。
9儀表通信
(1)自來水流量(liàng)計使用廣泛,計量方式和流量控製方式(shì)種類繁雜,因而通(tōng)信方式比較(jiào)豐富,一般生產廠商都有下述配置:①定量脈衝輸出,如輸出一個脈衝代表1m3/h流量(可選0.1m3/h,甚至0.01m3/h)。②頻率輸出,表示輸出(chū)0~10kHz頻率範圍(wéi)代(dài)表0~Qmax流量。③輸出4~20mA電流,通常表示瞬時量為Qmin~Qmax。近幾年(nián)設計的4~20mA電流模擬信號,可以同時進行數字通信,即可以進行(háng)HART(協議)通信。④RS-485通(tōng)信,通常(cháng)執行ModbusRTU通信標準。⑤開關量輸出,一般有1~2路輸出控(kòng)製,以執行超流量上限關閘,超流量下限開(kāi)閘(zhá)等工藝控製。
這些通信幾乎都(dōu)通過電纜連接儀表和(hé)計算機及(jí)控製(zhì)設備,以保證(zhèng)計量和工藝控製的精確(què)、實時、可靠。
(2)電磁水表(biǎo)主要使用在原水和居民自來水的計量、統計、分析和結算上(shàng),幾乎沒有工(gōng)藝控製要求(qiú),內部(bù)電(diàn)池供(gòng)應又限製它不能過多的耗電,因此通信方(fāng)式比較簡(jiǎn)潔,一(yī)般生產廠商都選下述配置中(zhōng)的若幹方式進行通信:①和傳統冷水水表一樣,可以人工抄表,因而都(dōu)有液晶屏進行流(liú)量數據顯示。②開關量輸出。③與無線(xiàn)通信裝置的接口,可通過無線通信設備進行聯網通信(xìn)。④RS-485通信和(hé)自來水流量計一樣(yàng),通常執行ModbusRTU通信協議,並且需要(yào)外部供電(DC24V),這往往需要4根(gēn)電纜。東海集團生產的電磁水表可(kě)以采用微(wēi)功耗技術來進行RS-485通信,這種方式可以使用內部鋰電池(chí)進行供電,省掉外供電的2根電纜,通信隻需2根電纜連接。⑤紅外通信,這是一種功耗較低(dī)的無線雙向通信方式,容易滿足安裝在井下和水中的電磁水表的苛刻的防護要求。
10 使用環境
10.1溫度要求
(1)自來水流量(liàng)計使用場合(hé)廣泛(fàn),通常在-20~55℃的溫度環境中可連續、穩定、可靠地工作。某些(xiē)特定領域,甚至能在70℃高溫(wēn)條件下正常運行。
(2)電磁水表一(yī)般隻能在0.1~55℃的溫度環境中連續工作,設計和性能試驗(yàn)時,需考慮夏日高溫直射的炙烤影響。
10.2維護要求
(1)自來水流量計通常由專業(yè)人(rén)員維護和保養(yǎng),且往往有周期(qī)性(1年左(zuǒ)右)的測試和維護。
(2)電磁水表檢測周期較長(2年左右),平時幾乎處於無監管狀態(tài),大口徑表數據值對計量結算影響巨大(dà),因而對其設計、測試和生產製造的質量要求更高(gāo)。
10.3防護要求(qiú)
(1)自來水流量計(jì)使用廣泛(fàn),運行環境(jìng)複雜,因而生產廠商針對不(bú)同的使用環境設計了不同的保護方法供(gòng)用戶選擇,如采用IP66標準的通用型(xíng)自來水流量計(jì),僅能(néng)防(fáng)護(hù)雨水的淋落;高溫高濕環(huán)境使用要采用特殊的密封耐高溫設計;潛(qián)水型自來水流量(liàng)計(jì)要按IP68標準設計防護外殼,某些危險場合(如紡(fǎng)織廠、麵粉加(jiā)工廠、化工廠、煤礦、易燃易爆場所)使用的自來水流量(liàng)計,必須按照(zhào)隔爆標準來(lái)設計外殼防護。所以自來水流量計生產廠商通常會按照用戶的使用環境條件,提(tí)供相適應的防護方式產品。
(2)電磁水表測量介質比(bǐ)較單一,主要是潔淨的原水(如輸送的江、河、湖泊之水,井水及地下(xià)水)和市政供應的清(qīng)潔自來水,所用場合幾乎無危(wēi)險性或爆炸性粉塵,使用環境(jìng)溫度差(chà)不是太大,看(kàn)似其防護要求比較容易(yì)解決,而實際上電磁(cí)水表往(wǎng)往安裝在井下潮(cháo)濕場所,管道滲漏及雨雪天(tiān)氣又可將電磁水表泡(pào)在水中,要防止電磁水表機殼密封處和通信電(diàn)纜進線處的水滲(shèn)漏十分(fèn)重要,所以電磁水表均(jun1)按潛水型設計外殼保護(hù),為提高防護質量,至少需(xū)要(yào)達到(dào)1m水深(shēn)7天的試驗要求,其防護應執行IP68標準2m水深10天以上的要求。電磁水表外殼防護目前按2m水深30天(tiān)的IP68標準(zhǔn)製造,並且正在(zài)考慮將防護試驗要求提高到10m水深30天(tiān),以達到6年以上防護壽命。
自來(lái)水(shuǐ)流量計的安裝尺寸與現場安裝(zhuāng)圖(tú)集 自來水流量計(jì)如何(hé)接線與接線說明 自來水流量計的安裝位置與安裝規範(fàn)要求 自來(lái)水流量計的工作原理介紹(shào) 影響自來水(shuǐ)流量計測量精度的因素與(yǔ)解決措施 dn500自來水(shuǐ)專用流量計的三(sān)種供電方(fāng)式有什麽不同 解決dn500自來水(shuǐ)管道(dào)流量(liàng)計遭遇颶風洪水問(wèn)題和新技術進步 1寸(cùn)水管自來水(shuǐ)流量計(jì)在工業應用中的工作原理及(jí)產品特點 淺談在投資小區自來水流量計之前(qián)需要考慮的(de)7件(jiàn)事 dn500自來水流量計(jì)規格對其流量測(cè)量的影響 一般測自來水流量用哪種流量計為複雜的慢流量測量提供解決(jué)方案 dn65自來水流量計的電磁(cí)場會影響工人的健康(kāng)嗎 工廠(chǎng)自來水流量(liàng)計適用於各種(zhǒng)應用的經過驗證的解決方案 dn40自來水流量(liàng)計在市場應(yīng)用中的特點及優勢解(jiě)析 500管自來水流量計(jì)在35T燃氣鍋爐給水調節上應用 影(yǐng)響(xiǎng)dn500自來水流量計(jì)測量因素(sù)及解決(jué)辦法(fǎ) 自來水流(liú)量計監測數據有效性判別技術研究 水管自來水流量計(jì)四類故障分析(xī)及簡明處理步驟 dn500自(zì)來水流量計測(cè)量(liàng)管的襯裏和電*加工工藝方法討論 dn65自來水流量計的測(cè)量電*的組成方式有幾種類型 關於500管自來水流量計的常規的6種分(fèn)類(lèi)方法 自(zì)來水流量計在水務(wù)係統中測量工程(chéng)中選(xuǎn)型與(yǔ)應用 自來水流量計在製藥行業中的應(yīng)用及未來發(fā)展 自來水流量計用在測(cè)量使用過(guò)程中的特(tè)點分析與選型 關於自來水(shuǐ)流量計的特點及與自來水電磁水表的區別 自來水流量計在自來水行業的安裝與使用事項分析 自來水流量計在供水領域的應用(yòng)及如何組建運程(chéng)監控係(xì)統 自來水流量計在供(gòng)水行業流量測量中的應(yīng)用現狀 關於自來水流量計在製氧機組供水係統中的案例分析 dn500自來水流量計為複(fù)雜的慢流量測量(liàng)提供的(de)解決方案
自來水流量計是一種基於法拉*電磁感應(yīng)原理設計製造的計量導電介質體積流量的速度式儀表。通常自來水流量計(jì)與介質接觸的內腔部位為一個圓筒形直管,一對測量電*鑲嵌在中(zhōng)部,呈對稱分布,電*與介質間(jiān)的部位(wèi)為一對直徑(jìng)為6~10mm的圓餅狀薄金屬(shǔ),其伸出(chū)部分厚度僅2~4mm,幾乎不影響流(liú)態的變化。這種簡單的無可(kě)動部件的內腔結構,猶如一(yī)根普通的圓筒形流體管道,因而(ér)不產生(shēng)任何壓損,也不會被某些介(jiè)質中的懸(xuán)浮物及固態雜質所阻塞。自(zì)來水流量計產生(shēng)的電*信號幅度與流體的(de)流速成正比,因而電信(xìn)號(hào)經放大處理後得到的(de)流量數據,線性度非(fēi)常理想。自來(lái)水流量計測量精度高、量程比寬、重複性和線性均十分優良;通常可測(cè)量流速在0.4~12m/s範圍的(de)各種導電介質;可以雙向計量;測量介質可以是(shì)單一溶液,也可(kě)以(yǐ)是固、液混合物(wù),也允許有氣泡(pào)(氣泡和固態物質將增加計量介質體積(jī)流量的誤差)。
自來水流量計廣(guǎng)泛應用於(yú)各類導電介質的計量,如清水、汙水、液態酸、堿、鹽、液態有機化(huà)工產品、食品工業中的醬油、醋及酒類等。混有塊(kuài)狀(zhuàng)果肉的蘋果(guǒ)醬、混有沙石的混凝土,這些漿狀混合物也可以計量,隻是各(gè)種腐蝕性強的介(jiè)質需配置耐腐蝕的工程(chéng)材(cái)料,如橡(xiàng)膠、聚四氟乙烯、尼(ní)龍等(děng)做流量計的內襯。混有氣泡和(hé)固態物質的醬料需采用特殊的計算方法來減少計量的誤差。
一般的自(zì)來(lái)水流量計由於電路複雜、勵磁功率較大,整機功耗需(xū)15~25V·A,因而需市電(AC220V)或(huò)專用的安全電源(DC24V)供電。隨著電子技術突飛猛(měng)進的發展,電磁流(liú)量(liàng)電信號的處理已由2~3mV精密到0.1mV,動態分辨率可以低至±0.00003mV,這種(zhǒng)新技術功耗*低,完全可以電池供電。由此產生了(le)電磁水表的概念——一種僅計量清水、內部采用鋰電池供電的長壽命智能型自來水流量(liàng)計,由於市場定位和使用要(yào)求不同,兩者存在較大(dà)的區別,大致的區別(bié)表現(xiàn)在以下幾個方麵。

1 應用領域
(1)自來水流量計使用廣泛,適用於(yú)工業生產中各種導電(diàn)介質(zhì)的流量連續計量和生產工藝控製領域(yù)、科學研究的計量測控領域。
(2)電磁水表以計量清水(shuǐ)、原水為主。在市政領域得到廣泛使用,主要解決水源和城鄉供水的計量、統計、分析、結算功能。
2 精度
(1)自來水流量計的精度通常為±0.5%,高精(jīng)度的可達到±0.2%、±0.3%。
(2)電磁水表的精度(dù)一般為Ⅱ級(jí)(Q2~Q4±2%,Q1~Q2±5%),高精度的可達到I級(Q2~Q4±1%,Q1~Q2±3%)。
3 口徑
(1)自來水流量計生產廠商大都可以提供DN20~DN500的產品,規模(mó)較大的專業廠商可以提供DN10~DN3000的自來水流量計,DN25~DN600規格的應用數量*多。(2)市場應用*多的電磁水表口徑在DN50~DN300,少數先進(jìn)的跨國專業(yè)廠商能生產DN25~DN800口徑的全係列電磁水表。
4 量程範圍(計量流速範圍)及量程遷(qiān)移
(1)自來水流量計的介質流速測量範圍通常為0.4~12m/s,通常用Qmax和Qmin來定(dìng)義計量範圍,Qmax/Qmin(量程比)一般在20~25範圍(wéi),Qmin~Qmax應保證(zhèng)精度。如(rú)DN100的0.5級(jí)表,在量(liàng)程比20的(de)情(qíng)況下,在10m3/h(Qmin)至200m3/h(Qmax)流量(liàng)範圍內,均應保證±0.5%的精度。作(zuò)為自來水流量計,考慮使用的經濟性,常將Qmax選在6.5~8.5m/s流(liú)速範圍(wéi)內,如上述Qmax為200m3/h的DN100自來水(shuǐ)流量計,其(qí)Qmax流速為7.07m/s。廠商可以自行規定各種口徑的Qmax流速,例如某型(xíng)DN100自來水流量計,其0.5級產品的Qmax為200m3/h,Qmax/Qmin≥25;Qmax的流速為7.07m/s,在8~200m3/h量程範圍內的誤差小於±0.3%。所謂(wèi)“量程遷移”,是(shì)指該台自來水流量計在某種工藝現(xiàn)場,其(qí)流量計量範圍要調整到4~80m3/h,且其電流(liú)輸出的4mA對應(yīng)流量是4m3/h,20mA輸出時對應的測量值為80m3/h。即將(jiāng)這台自來水流(liú)量計的計量範圍由標稱的10~200m3/h,通過菜單改變參數,“遷移”至4~80m3/h。當然,經過這樣的量程遷(qiān)移4~10m3/h流(liú)量段的測量精度將超出±0.5%的精度要求。通常,自來水流(liú)量計的計量上限流量點,可(kě)“遷移”的流速範圍(wéi)為1~10m/s。選用自(zì)來水流量計的(de)口徑,要兼顧經濟流速2.5~4.5m3/h和工藝要求。
(2)電磁水表的*高測量(liàng)流速可達15m/s,通常電磁水表的(de)流量點(diǎn)Q3選(xuǎn)在12.5~13.5m/s流速上。電磁水表的(de)量程範圍參照冷水水表標準,是一(yī)種強製(zhì)執行的標準。眾所周知,冷水水表的流量範圍可由Q1(*小流(liú)量(liàng))、Q2(分界流量)、Q3(常用流量)、Q4(*大流量)來表述,一般情況下,其流量計量特性可由量程比Q3/Q1(R值),Q4/Q3=1.25,Q2/Q1=1.6來反映。目前跨國(guó)先進(jìn)專業廠商的(de)電磁水表,其Q3/Q1可達400。如西門子Ⅱ級DN100電磁水表,Q3=250m3/h(流速為(wéi)13.48m/s),Q4=312.5m3/h(流(liú)速為16.85m/s),Q3/Q1=400,R2/Q1=1.6,Q2=1.0m3/h,Q1=0.63m3/h。電磁水(shuǐ)表沒有“量程遷移”的概念,它的計量範圍在始動流量QS至*大(dà)流(liú)量Q4之間,選(xuǎn)用電磁水表的口徑,主要應考慮滿足經濟流速。
5重複性
(1)對(duì)於自來水流量計,重複性是重要的技術指標之一,其(qí)重複性指標通常為精度(dù)的1/3,例如0.5級精度的自來水流量計,其重複性應優於±0.16%;0.2級表的重複性應優於±0.06%。
(2)電磁水表並不把重複性作為一項考核(hé)的質量(liàng)指(zhǐ)標,它僅是一項設計和實驗指(zhǐ)標。電磁水表*重要的技(jì)術指標為精度(dù),低(dī)的始動流量,Q1流量點和量程(chéng)比(Q3/Q1)。當然,對於流量計來講,兩者均能保證長期連續的穩定運行是(shì)十分重要的。
6供電方式(功耗)
(1)通常自來水流量計的處理速(sù)率(lǜ)快、處理精度高,控製要求(qiú)快速、穩定、準確。因自來水流量計和外界信息交流方式複雜(輸出4~20mA電流信號、0~10KC頻(pín)率信號、RS-485通信、開關量控製等),隔離程度高,因而電子線路多(duō)用大量的高速電子元件,功耗可達15~25V·A,這必須由市電(AC220V)和專(zhuān)用外電(diàn)源(DC24V)供電(diàn)。因而抗幹擾、光電隔離、電磁隔離等(děng)防止電源的強電磁衝擊等技術措(cuò)施十分必要。
(2)電磁水表的采樣速率比較慢,電子線路由先進的低功耗、超低功耗的集成電路為主,計算方法(fǎ)為特殊的高效省電方式,因而功(gōng)耗*低,可以由內部(bù)電池來連續(xù)長期(qī)供電。這要求(qiú)電磁水表的電池工(gōng)作壽(shòu)命至少為5~6年,現在也有8~10年的產品。對於電磁水表而言,降低功耗、提高電池工作壽命是(shì)一項難度(dù)很大的挑戰。
7采樣速率
(1)自(zì)來(lái)水流量(liàng)計的計量實時性要滿(mǎn)足(zú)工業控製的工藝要求,其(qí)特點為精準及高速,因而采樣(yàng)處理(lǐ)速率普遍要(yào)求高於100ms/次。
(2)電磁水表的采樣速率在1~30s/次範圍,就可以得到計量的流量數據,況且采樣速率低,功耗也越低;通常采樣速率在15s/次(cì)時,內部配備的電池可保證連續計量6年。
8管道結構與測量直管段
(1)自來水流(liú)量計可以由市電供電(diàn),因而電子元器件和電子線路的選擇受功耗的影響小,選擇範圍廣;數百毫安的勵磁電流使傳感器(qì)的信號輸出(chū)幅度也較大,因(yīn)而不必對流體額外加速以增強信號幅值。自(zì)來水流量計的測量腔為直管,工藝簡單,加工成本低,是自來水流(liú)量計測量腔體的普遍設計方(fāng)式。直管結(jié)構幾乎不會(huì)引起被測流場的紊亂,測(cè)量的流速基(jī)本為經濟(jì)流速(*高流速(sù)低於8m/s左右),高(gāo)速采樣率又可及時修正各(gè)種流場變化帶來的誤差,所以自來水流量計的直管段為前5D和後3D就可以(yǐ)滿足計量的精度要求。
(2)電磁水表使(shǐ)用(yòng)內裝的(de)鋰電池供電,降低功(gōng)耗(hào)、延長工(gōng)作壽命是其設計任務的關鍵,因而隻能(néng)采用較低的勵磁電流(通常它的勵磁電流僅為(wéi)自來水流量計的1/10,甚至更低),這樣傳感器的有效輸出信號幅值就很微弱(ruò)。電(diàn)磁水(shuǐ)表研發人員通常用(yòng)兩種方法來增(zēng)強信(xìn)號:一是提高信號(hào)的放(fàng)大倍數;二是將測量段縮徑,人為提高介質流速,這將大(dà)幅提(tí)升流量信號。因此,電磁水表(biǎo)的測量腔體(tǐ)幾乎都采用縮(suō)徑工藝,一般縮徑為原標稱口徑的70%~80%,縮徑率(lǜ)以不顯著影響儀(yí)表的壓損並且不顯(xiǎn)著改變流場的穩定為原則。
電磁水表的縮徑(jìng)工藝加大了製造難度,增(zēng)大了壓(yā)力損失,太(tài)大的縮徑也會擾亂流場的穩定,因(yīn)此製造商(shāng)要綜合考慮縮徑和流場穩定對計量的影響。
電磁水表的采樣速率比(bǐ)較慢,信號又很微弱,這樣計算處理需要的穩定時間比較長,這也需要遠比自來水(shuǐ)流量計更穩定的流速,考慮到縮徑(jìng)的因(yīn)素,一般電磁水表的(de)前後直(zhí)管段選擇要比自來水流量計(jì)嚴格。為保證計量精度,電磁水表通常需要前10D和後5D的(de)直管段。
9儀表通信
(1)自來水流量(liàng)計使用廣泛,計量方式和流量控製方式(shì)種類繁雜,因而通(tōng)信方式比較(jiào)豐富,一般生產廠商都有下述配置:①定量脈衝輸出,如輸出一個脈衝代表1m3/h流量(可選0.1m3/h,甚至0.01m3/h)。②頻率輸出,表示輸出(chū)0~10kHz頻率範圍(wéi)代(dài)表0~Qmax流量。③輸出4~20mA電流,通常表示瞬時量為Qmin~Qmax。近幾年(nián)設計的4~20mA電流模擬信號,可以同時進行數字通信,即可以進行(háng)HART(協議)通信。④RS-485通(tōng)信,通常(cháng)執行ModbusRTU通信標準。⑤開關量輸出,一般有1~2路輸出控(kòng)製,以執行超流量上限關閘,超流量下限開(kāi)閘(zhá)等工藝控製。
這些通信幾乎都(dōu)通過電纜連接儀表和(hé)計算機及(jí)控製(zhì)設備,以保證(zhèng)計量和工藝控製的精確(què)、實時、可靠。
(2)電磁水表(biǎo)主要使用在原水和居民自來水的計量、統計、分析和結算上(shàng),幾乎沒有工(gōng)藝控製要求(qiú),內部(bù)電(diàn)池供(gòng)應又限製它不能過多的耗電,因此通信方(fāng)式比較簡(jiǎn)潔,一(yī)般生產廠商都選下述配置中(zhōng)的若幹方式進行通信:①和傳統冷水水表一樣,可以人工抄表,因而都(dōu)有液晶屏進行流(liú)量數據顯示。②開關量輸出。③與無線(xiàn)通信裝置的接口,可通過無線通信設備進行聯網通信(xìn)。④RS-485通信和(hé)自來水流量計一樣(yàng),通常執行ModbusRTU通信協議,並且需要(yào)外部供電(DC24V),這往往需要4根(gēn)電纜。東海集團生產的電磁水表可(kě)以采用微(wēi)功耗技術來進行RS-485通信,這種方式可以使用內部鋰電池(chí)進行供電,省掉外供電的2根電纜,通信隻需2根電纜連接。⑤紅外通信,這是一種功耗較低(dī)的無線雙向通信方式,容易滿足安裝在井下和水中的電磁水表的苛刻的防護要求。
10 使用環境
10.1溫度要求
(1)自來水流量(liàng)計使用場合(hé)廣泛(fàn),通常在-20~55℃的溫度環境中可連續、穩定、可靠地工作。某些(xiē)特定領域,甚至能在70℃高溫(wēn)條件下正常運行。
(2)電磁水表一(yī)般隻能在0.1~55℃的溫度環境中連續工作,設計和性能試驗(yàn)時,需考慮夏日高溫直射的炙烤影響。
10.2維護要求
(1)自來水流量計通常由專業(yè)人(rén)員維護和保養(yǎng),且往往有周期(qī)性(1年左(zuǒ)右)的測試和維護。
(2)電磁水表檢測周期較長(2年左右),平時幾乎處於無監管狀態(tài),大口徑表數據值對計量結算影響巨大(dà),因而對其設計、測試和生產製造的質量要求更高(gāo)。
10.3防護要求(qiú)
(1)自來水流量計(jì)使用廣泛(fàn),運行環境(jìng)複雜,因而生產廠商針對不(bú)同的使用環境設計了不同的保護方法供(gòng)用戶選擇,如采用IP66標準的通用型(xíng)自來水流量計(jì),僅能(néng)防(fáng)護(hù)雨水的淋落;高溫高濕環(huán)境使用要采用特殊的密封耐高溫設計;潛(qián)水型自來水流量(liàng)計(jì)要按IP68標準設計防護外殼,某些危險場合(如紡(fǎng)織廠、麵粉加(jiā)工廠、化工廠、煤礦、易燃易爆場所)使用的自來水流量(liàng)計,必須按照(zhào)隔爆標準來(lái)設計外殼防護。所以自來水流量計生產廠商通常會按照用戶的使用環境條件,提(tí)供相適應的防護方式產品。
(2)電磁水表測量介質比(bǐ)較單一,主要是潔淨的原水(如輸送的江、河、湖泊之水,井水及地下(xià)水)和市政供應的清(qīng)潔自來水,所用場合幾乎無危(wēi)險性或爆炸性粉塵,使用環境(jìng)溫度差(chà)不是太大,看(kàn)似其防護要求比較容易(yì)解決,而實際上電磁(cí)水表往(wǎng)往安裝在井下潮(cháo)濕場所,管道滲漏及雨雪天(tiān)氣又可將電磁水表泡(pào)在水中,要防止電磁水表機殼密封處和通信電(diàn)纜進線處的水滲(shèn)漏十分(fèn)重要,所以電磁水表均(jun1)按潛水型設計外殼保護(hù),為提高防護質量,至少需(xū)要(yào)達到(dào)1m水深(shēn)7天的試驗要求,其防護應執行IP68標準2m水深10天以上的要求。電磁水表外殼防護目前按2m水深30天(tiān)的IP68標準(zhǔn)製造,並且正在(zài)考慮將防護試驗要求提高到10m水深30天(tiān),以達到6年以上防護壽命。
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