传感器的选型主要考虑因素有:传感器的种类、口径、压力、电极材料、内衬材料、防护等级、尺寸大小、连接法兰等。
①口径的选择:如果是新建的项目或设计,在选择口径时,应遵循的原则就是:保证正常流速在0.3m/s---10m/s范围内即可,最优选择是正常流量在下面的《口径、流速、流量的关系表》的斜体红色数值范围内。当然,新工程刚上马,系统流速处于较低状态,随着系统的正常运行,流速会处于较高状态,这时只要更改现场仪表的量程就能适应,不需要更换仪表。如果现场流速过低,而且现场条件允许的话,可以通过在传感器的前后加装变径管,以满足要求,加装变径管应注意以下问题:
第一,为了加装变径管后不过多影响流速场的分布,不影响仪表的测量精度,能把变径管视为直管段的一部分,要求变径管的中心锥角α不大于15°,越小越好,如下图

第二,加装变径管后会产生一定的压力损失,压力损失为
ΔP=ρ/200ξ1 V22+ξ2 V22+ξ3 V12)
ΔP---损失的压力,单位MPa
ρ---被测介质密度,单位Kg/m3
ξ1 、ξ3---分别是渐缩管、渐扩管的系数,该值与雷诺数有关,例如:
α=8°时,ξ1、ξ3的值:
d1/d2
|
1.2
|
1.3
|
1.4
|
1.5
|
1.6
|
1.7
|
1.8
|
1.9
|
2.0
|
ξ1
|
0.018
|
0.023
|
0.0255
|
0.028
|
0.03
|
0.0308
|
0.0315
|
0.0323
|
0.0332
|
ξ2
|
0.01
|
0.02
|
0.07
|
0.15
|
0.26
|
0.43
|
0.64
|
0.9
|
1.25
|
ξ2 =0.02 传感器管系数
V1、V2--- 分别是变径管前方系统管道流速、传感器管道流速,单位m/s
口径、流速、流量对照表
流速 m/s
流量m3/h
口径mm
|
0.3
|
1.0
|
2.0
|
3.0
|
4.0
|
5.0
|
6.0
|
8.0
|
10.0
|
10
|
0.085
|
0.283
|
0.565
|
0.848
|
1.131
|
1.414
|
1.696
|
2.626
|
2.827
|
15
|
0.191
|
0.636
|
1.272
|
1.909
|
2.545
|
3.181
|
3.817
|
5.089
|
6.362
|
20
|
0.339
|
1.131
|
2.262
|
3.393
|
4.524
|
5.655
|
6.786
|
9.048
|
11.310
|
25
|
0.530
|
1.767
|
3.534
|
5.301
|
7.069
|
8.836
|
10.603
|
14.137
|
17.671
|
32
|
0.869
|
2.895
|
5.791
|
8.686
|
11.581
|
14.476
|
17.372
|
23.162
|
28.953
|
40
|
1.357
|
4.524
|
9.048
|
13.572
|
18.096
|
22.619
|
27.143
|
36.191
|
45.239
|
50
|
2.121
|
7.069
|
14.137
|
21.206
|
28.274
|
35.343
|
42.412
|
56.549
|
70.686
|
65
|
3.584
|
11.946
|
23.892
|
35.838
|
47.784
|
59.730
|
71.675
|
95.567
|
119.459
|
80
|
5.429
|
18.096
|
36.191
|
54.287
|
72.382
|
90.478
|
108.573
|
144.765
|
180.956
|
100
|
8.482
|
28.274
|
56.549
|
84.823
|
113.097
|
141.372
|
169.646
|
226.195
|
282.743
|
125
|
13.254
|
44.179
|
88.357
|
132.536
|
176.715
|
220.893
|
265.072
|
353.429
|
441.786
|
150
|
19.085
|
63.617
|
127.235
|
190.852
|
254.469
|
318.086
|
381.704
|
508.938
|
636.173
|
200
|
33.930
|
113.097
|
226.195
|
339.292
|
452.389
|
565.487
|
678.584
|
904.779
|
1130.97
|
250
|
53.015
|
176.715
|
353.429
|
530.144
|
706.858
|
883.573
|
1060.29
|
1413.72
|
1767.15
|
300
|
76.341
|
254.469
|
508.938
|
763.407
|
1017.88
|
1272.35
|
1526.81
|
2035.75
|
2544.69
|
350
|
103.908
|
346.361
|
692.721
|
1039.08
|
1385.44
|
1731.80
|
2078.16
|
2770.89
|
3463.61
|
400
|
135.717
|
452.389
|
904.779
|
1357.17
|
1809.56
|
2261.95
|
2714.34
|
3619.12
|
4523.89
|
500
|
212.057
|
706.858
|
1413.72
|
2120.58
|
2827.43
|
3534.29
|
4241.15
|
5654.87
|
7068.58
|
600
|
305.364
|
1017.88
|
2035.75
|
3053.63
|
4071.50
|
5089.38
|
6107.26
|
8143.01
|
10178.8
|
700
|
415.632
|
1385.44
|
2770.89
|
4156.33
|
5541.77
|
6927.21
|
8312.65
|
11083.5
|
13854.4
|
800
|
542.868
|
1809.56
|
3619.12
|
5428.67
|
7238.23
|
9047.79
|
10857.3
|
14476.5
|
18095.6
|
900
|
687.066
|
2290.22
|
4580.44
|
6870.66
|
9160.88
|
11451.1
|
13741.3
|
18321.8
|
22902.2
|
1000
|
848.229
|
2827.43
|
5654.87
|
8482.30
|
11309.7
|
14137.2
|
16964.6
|
22619.5
|
28274.3
|
②电极材料的选择:针对不同的被测介质,考虑到其腐蚀性不同,应选择不同的电极材料,下表是常用电极和其耐腐性能,详见附表1。
材料 |
耐腐蚀性能
|
耐酸钢 (1Cr18Ni9Ti) |
对硝酸、冷磷酸及其它无机酸,多种盐及碱溶液,有机酸,海水等耐腐蚀性强。对硫酸、盐酸、氢氟酸,对沸腾的蚁酸、草酸、工业铬酸、氢酸钠、氯、溴、碘等介质化学稳定性差,不耐腐蚀 |
含钼不锈钢 (0Cr18Ni12Mo2Ti) |
用于工业用水、生活用水、污水,硝酸、室温下小于5%的硫酸、沸腾的磷酸、蚁酸、碳酸、碱溶液和各种中性溶液,一定压力下的亚硫酸、海水、醋酸等,也可用于石油、化工、尿素 、维尼纶等工业 |
哈氏合金B(Hb) |
对沸点以下的一切浓度的盐酸有良好的耐腐蚀性,也耐硫酸、磷酸、氢氟酸、有机酸等非氧化性酸、碱、非氧化盐液的腐蚀 |
哈氏合金C(Hc) |
能耐氧化性酸,如硝酸、混酸或铬酸与硫酸的混合物的腐蚀,也耐氧化性的盐类如含三价铁离子、二价铜离子,或其它氧化剂的腐蚀,如高于常温的次氯酸盐、海水的腐蚀 |
钽 (Ti) |
具有优良的耐腐蚀性,和玻璃很相似。除氢氟酸、发烟硫酸碱外,几乎能耐一切化学介质如盐酸、硝酸、王水的腐蚀 |
铂-铱合金 |
几乎适用于所有化学物质,但不适用于王水和铵盐。 |
③内衬材料的选择:如电极一样,对于不同的介质,由于其腐蚀性、温度、磨损性不同,所以要有针对性的选择内衬材料,下表是常用衬里材料的性能及其适用范围,详见附表1
内衬材料 |
主要性能 |
适用范围 |
聚四氟乙烯(PTFE) |
它是塑料中化学性能最稳定的一种材料,能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水,也能耐浓碱和有机溶剂 耐磨性和粘结性差 |
-40℃-+180℃> 酸、碱等强腐蚀性介质 卫生类介质 |
氯丁橡胶 |
有极好的弹性,高强的扯断力,耐磨性能好 耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀,不耐氧化性介质的腐蚀 |
1.小于80℃
2.测一般水、污水、泥浆、矿浆
|
聚氨酯橡胶 |
有极好的耐磨性能(相当于天然橡胶的十倍) 耐酸、碱性能差 不能用于混有有机溶剂的水 |
1.小于70℃
2.中型强磨损的矿浆、煤浆、泥浆
|
耐酸橡胶(硬橡胶) |
可耐常温下的盐酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾。 忌强氧化剂。 |
1.小于25℃-+90℃
2.一般的酸、碱、盐溶液
|
合成橡胶 |
密封性好 良好的耐磨性,高度的扯断力 |
小于80℃ 一般水、污水、泥浆 |
传感器额定压力、防护等级、尺寸大小
④传感器口径的不同,对应的额定压力也不同;传感器结构的不同,对应的防护等级及尺寸大小也不同,详细情况见下面的说明和图表。
关于防护等级的说明:IP65为防水型,即可允许水龙头从任何方向对仪表喷水,喷水压力为0.3MPa。出水量为12. 5L/min,喷水口离仪表距离3m。IP67为防浸水型,即仪表可短时间全部浸入水中,试验时最高点应在水下至少150cm,持续时间至少为30min。IP68为潜水型,应能长期在水中工作,其侵入的最大深度由制造厂与用户协商。
JF2-Y电磁流量分为一体式和分体式两大类,一体式的传感器防护等级为IP65,分体式的传感器防护等级为IP68,分体式的转换器防护等级为IP65。现场对仪表的防护等级要求较高的,如安装在地面以下的,有可能受到水淹没的,或仪表安装在水下的,用户就必须选用分体式的。
⑤连接法兰的选择:
除特殊情况外,一般应选公制法兰,与之相配对的法兰也按公制制造,法兰标准为国标GB9119,一般都符合所选的仪表耐压标准。如现场有特殊法兰或超过仪表耐压等级,可特殊订货。
转换器选型注意事项
转换器选型针对分体式电磁流量计而言,分为壁挂式或盘装式二种,根据现场实际情况,主要考虑以下几 点。
输出信号的选择:
①模拟信号输出:包括4-20mA 输出、0-20mA 输出、0-24mA 输出、0-5V输出、0-6V输出、1-5V输出,共6种,用户可根据自己的需要,任选一种,切记:这6种输出只能选取其中的一种,不能同时选取二种输出。
数字通讯:RS485输出。详细参数见说明书。
频率/脉冲输出:该脉冲输出类型可由用户定义,一种可定义为量程对应1KHz频率,量程内流量对应的频率按比例减小;另一种可定义为一个脉冲代表一定(1.0m3、0.1m3 、0.01m3 三种)的累计流量。详细情况见说明书。
工作环境
②工作环境温度:-10℃-+55℃;
防护等级:
安装点及安装环境的选取
①选取要点:
系统正常运行时测量管必须保证满管。如出现非满管,流量计就不能正常工作,读数可能是忽大忽小的随机数;
传感器上游要有一定的直管段,但其长度与其它流量仪表(如超声波流量计)相比较要求较低。上游如有90°弯头、T形管、同心异径管、全开闸阀等扰流件,一般要求离电极中心线(不是传感器进口断面)有5倍直径(5D)长度的直管段,如是上游有闸阀且没有全部打开,一般要求10D长度的直管段;下游直管段长度一般为2D-3D,或更短;
◆安装传感器时尽量保持电极水平位置,以免气泡覆盖电极而出现读数不稳;条件允许传感器应安在自下而上流动的立管上,这样管内不易存气,同时保证工作时是满管,而且无沉积物生成,还可以减少液体内固体颗粒及杂质对内衬的磨损;
◆注意管道液体流动方向与传感器的标识一致;
◆尽可能避免测量管出现负压,如传感器不可安装在泵的抽吸侧;
◆尽可能避开附近的大电机、大变压器等,以免引起电磁干扰;
◆选择振动较小的位置安装传感器;
◆测量不同液体的混合介质时,传感器应安装在混合点的上游,如安装在下游,必须装在混合已经均匀或化学反应充分完成段;
◆尽可能避开周围环境高浓度腐蚀性气体;如是一体机要避免雨淋或浸没以及阳光直照,环境的相对湿度和温度要符合仪表说明书的要求;
②现场传感器安装位置的典型案例

图1:为了日后系统及流量计的检修维护方便,条件允许应如此图安装旁通管道;
图2:安在泵的抽吸侧,会因管道出现负压而损坏传感器内衬,所以应安装在泵出口侧 处,而且N点距离泵尽可能远些;
图3:流量计应尽可能安装在阀门的上游侧处,不应安装在下游侧处, 如受现场条件限制必须安装在d点,在阀门未全开时,d点距离阀门至少10D。
图4:此图中的e处、f处是优先选择安装点, g处是管道最高点易积聚气泡不宜安装,h处于下降管段,可能出现非满管情况,故更不宜安装。
图5:水平管道应安装在稍稍上升的管道区,如图i处;
图6:当流量计安装在如图示的落差管上时,如落差高度超过5米时,应在流量计的下游的最高处,如图j 处,安装排气阀;
图7:当敞口灌入或排放,流量计应安装在管道的低段区,如图k处。
③接地
本公司生产的管段式传感器均是三电极式,其中底部的电极是接液电极,也就是通常说的接地电极,这样在非金属绝缘管道或有绝缘内衬的金属管道上安装传感器时,一般情况下无需另加接地环。
出厂时仪表配2根接地线,安装时要求在与仪表两端连接的法兰上各钻一个M5×10的螺孔,把接地线用M5×8不锈钢螺丝牢靠固定在两边法兰上。如下图示。
通常情况下无需单独外加接地线,但传感器上有预留的接地点,以备在特殊环境下如安装环境有较大干扰时,通过该处外加接地线保证整个仪表可靠、良好接地以减少干扰,接地线可采用截面大于4mm2 的多股铜线,接地电阻应小于10Ω,且不能接在电机、变频器或其它大电器设备的公共地线上,如下图示。

电缆的选择与敷设
分体式流量计传感器与转换器之间连接电缆,必须采用厂家提供的专用电缆。电缆长度主要取决于三个因素:信号电缆类型、被测介质的电导率、励磁电缆铜芯截面积。
①信号电缆的选用:
信号电缆最大长度与被测介质的电导率有关,详见下图。如现场传输电缆长度不超过30m,可采用厂家提供的单层屏蔽二芯A型电缆,如超过30m而且被测介质电导率较低,应采用双层屏蔽二芯B型电缆,同时根据被测介质电导率(参见“附2”)参照下图,必须要求现场实际传输长度不超过图表中的最大值。

②励磁电缆的选用:
本厂提供的励磁电缆是二芯PVC护套单屏蔽电缆,根据传输的距离选用不同的铜芯截面积。传输电缆长度不超过150m,可采用铜芯截面积为0.75mm²的Ⅰ型电缆;传输距离在150m---300m,可采用铜芯截面积为1.5mm²的Ⅱ型电缆; 传输距离超过300m,可采用铜芯截面积为2.5mm²的Ⅲ型电缆。
③其他电缆的选用:
电源电缆或转换器的输出信号电缆用户可自行采用普通的电缆线,现场条件恶劣建议选用带屏蔽IP68型电缆作为转换器的输出信号电缆,且屏蔽层的一端接地。
④电缆的敷设
信号电缆和励磁电缆线越短越好;不能将多余的电缆卷在一起,应将多余的剪掉并重新焊接好;信号电缆必须与其它电源电缆严格分开,不能敷设在同一管子内,也不能平行敷设或绞合在一起,应单独穿在接地保护钢管内,以防干扰信号。
|