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1.2主要用途
LDG系列电磁流量计,可用来测量封闭管道中导电流体的体积流量。
广泛应用于石油化工、钢铁冶金、给水排水、水利灌溉、水处理、环保污水测控、造纸、医药、食品等工农业生产工艺过程中的流量测量和控制。
1.3使用环境条件
环境温度:
传感器-25℃~+60℃转换器-10℃~+60℃
相对湿度:
5%-95%
1.4工作条件
流体最高温度一体型:
70℃
分离型:
聚四氟乙烯衬里150℃
氯丁橡胶衬里80℃高温橡胶120℃
聚氨酯橡胶衬里70℃
流体电导率:
≥5us/cm
二、工作原理
2.1数学物理模型
电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当一个导体在磁场内运动时,在与磁场方向、运动方向相互垂直方向的导体两端,会产生感应电动势。
电动势的大小与导体运动速度和磁场的磁感应强度大小成正比。
如图一,当导电流体以平均流速V(m/s)通过装有一对测量电极的一根内径为D(m)的绝缘导管内流动时,该管道处于一个均匀的磁感应强度为B(T)的磁场中,那么在一对电极上就会产生感应电动势E(V),它的方向垂直于磁场和流体的方向。
法拉第电磁感应定律为:
E=B·
D·
V①
流量的体积流量为:
Qv=②
由公式
(1)和
(2)可得到:
QV=(3)
因此电动势可表示为:
(4)
当B是一个常数时,对某一个固定的口径D也是一个已知数,公式(3)中(一
个常数),那么公式(3)可改写为:
(5)
从公式(5)可以看出,流量Qv与电动势E成正比
图一电磁流量计工作原理
2.2转换器电路结构
电磁流量转换器一方面向电磁流量传感器励磁线圈提供稳定的励磁电流,以达到B是一个常数;
同时把传感器感应的电动势放大,转换成标准的电流信号或频率信号,便于流量的显示、控制与调节。
图二所示为转换器电路结构。
三、产品型式和组成
3.1产品组成
电磁流量计由电磁流量转换器和电磁流量传感器两大部分组成,分离型还需要一根专用的双层屏蔽的电缆连接转换器和传感器。
3.2产品型式
电磁流量计分为一体型和分离型两种结构形式。
可用于规定的防爆场所。
传感器有7种不同材料的电极和4种不同材料的衬里可供选用。
四、产品技术性的指标
4.1执行标准:
JB/T9248-1999
4.2最高流速:
15m/s
4.3公称通径:
DN3、6、10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1200、1400、1600、1800、2000
4.4精确度:
0.5%、0.2%
4.5公称压力:
4.0Mpa(DN10-150)
1.6Mpa(DN200-600)
1.0Mpa(DN700-1200)
0.6Mpa(DN400-2000)
其他规格和标准可按客户要求
4.6材料:
电极形式和材料:
电极形式可分为标准型、刮刀型、可拆卸型、带接地电极。
电极及接地电极材料有含钼不锈钢、哈氏合金B、哈氏合金C、钛、钽、铂一铱合金、不锈钢涂覆碳化物7种。
法兰材料:
碳钢、不锈钢
接地环材料:
不锈钢
进门保护环材料:
不锈钢、碳钢。
4.7外壳保护:
IP65:
IP68:
仅分离型氯丁橡胶和聚氨酯衬里的传感器,且不包括防爆结构。
4.8防爆标准:
DN15-DN600一体型防爆:
mdⅡBT4
DN15-DN1600分离型防爆,传感器和转换器安装在相应的危险区:
DN15-DN1600分离型防爆,传感器安装在相应的危险区,转换器安装在安全区:
mdⅡBT4。
4.9连接电缆:
分离型电磁流量计,传感器与转换器之间用信号电缆连接,电缆长度最长应小于100m,本公司随表免费提供10m电缆,不足部分需要订货。
4.10转换器性能:
供电电源:
单相交流电85-265V,45-63Hz,功率小于20W;
直流供电11-40VD.C
转换器显示与编程操作:
4个薄膜按键可设定选择全部参数,还可利用外接手操器或PC机(RS485、RS232)对转换器设定编程;
高清晰度背光LCD显示;
空管检测;
自诊断功能。
数字通讯:
RS485、RS232、MODBUS、REMOTE,具有防雷击保护。
输出信号:
电流输出:
双向两路,全隔离0-10mA、4-20mA;
负载电阻:
0-10mA是0-1.5k欧姆,4-20mA时是0-750欧姆。
频率输出:
正向和反向流量输出,输出频率上限可在1-5000Hz范围内设定。
带光电隔离的晶体管集电极双向输出。
外接电源不大于35V,导通时集电极最大电流为250mA。
脉冲输出:
正向和反向流量输出,输出脉冲上限可达5000CP/S。
脉冲当量为0.001L-1.0m3/cp。
脉冲宽度自动设置为20ms或方波。
带光电隔离的晶体管集电极开路输出。
外接电源不大于35V,导通时集电极最大电流为250mA。
流向指示输出:
本流量计可测正反方向的流体流动流量,并可以判断出流体流动的方向。
规定显示正向流量时输出+10V高电平,反向流体流动输出OV的低电平。
报警输出:
两路带光电隔离的晶体管集电极开路报警输出。
报警状态:
流体空管、励磁短线、流量超限。
阻尼时间:
0-100s间分档可选。
五、产品外形尺寸及安装尺寸
5.1转换器外形尺寸,见图三(a)、(b)
5.2传感器外形和安装尺寸,见图四。
注:
1.10-150公称压力4.0Mpa;
DN10-1000公称压力1.6Mpa;
DN10-1600公称压力1.0Mpa;
DN10-2000公称压力0.6Mpa。
其他特殊压力等级可按工程要求设计。
2.当安装一个接地法兰时,尺寸L增加6mm;
当安装进口保护法兰时,尺寸L增加6mm;
当安装村里保护法兰时,尺寸L增加12mm
六、转换器菜单结构及参数设置
6.1按键形式
6.2按键(包括转换器本体按键和红外遥控按键以及磁性笔操作按键)功能
1.自动测量状态下键功能:
下键:
循环选择屏幕下行显示内容
上键:
循环选择屏幕上行显示内容
复合键+确认件:
进入参数设置状态
确认键:
返回自动测量状态
6.2参数状态下按键功能
下键:
光标处数字减1
上键:
光标处数字加1
复合键+下键:
光标左移
复合键+上键:
光标右移
确认键:
进入/退出子菜单
在任意状态下,连续按下两秒钟,返回自动测量状态。
(1)使用“复合键”时,应先按下复合键再按住“上键”或“下键”。
(2)在参数设置状态下,3分钟内没有按键操作,仪表自动返回测量状态
(3)流量零点修正的流向选择,可将光标移至最左面的“+”或“-”下,用“上键”或“下键”切换使之与实际流向相反。
(4)流量的单位选择,可将光标移至“流量量程设置”菜单的原显示的流量单位下,然后用“上键”或“下键”切换使之符合需要。
6.3参数设置功能及操作密码
要进行仪表参数设定过修改,必须使仪表从测量状态进入参数设置状态。
在测量状态下,“按复合键+确认件”出现状态转换密码(0000).根据保密级别,按本厂提供的密码对应修改,再按“复合键+确认件”后则进入需要的参数设置状态。
仪表设计有6级密码,其中1-4级为用户密码,第5、6级为制造厂密码。
6级密码分别用于不同保密级别的操作者。
无论使用哪级密码,用户均可查看仪表参数。
用户若想改变仪表参数,则要使用不同级别的密码。
第1级密码(出厂值0521)用户可察看所有的参数;
第2级密码(出厂值3210):
用户能改变1-22仪表参数;
第3级密码(出厂值6108);
用户能改变1-24仪表参数;
第4级密码(出厂值7206);
用户能改变1-26仪表参数;
第5级密码(固定值):
能改变所有参数,制造厂保留;
第6级密码(固定值):
所有仪表参数重置,制造厂保留;
建议:
第1—3级密码,可由用户决定何级别的人员掌握;
第4级密码主要用于设置总量清“0”,用户应指定专人掌握。
6.4参数设置菜单一览表
参数编号
参数文字
设置方式
密码级别
参数范围
备注
1
语言
选择
2
中文、英文
用户可根据现场的流量、使用要求等自行设置
用户
只可
查看
仪表通讯地址
置数
0-99
3
仪表通讯速度
600-14400
4
测量管道口径
3-3000
5
流量单位
M³
/h.L/s
6
仪表量程设置
0-99999
7
测量阻尼时间
0-100
8
流量方向择项
正反
9
流量零点修正
±
00000
10
小信号切除点
000-99%
11
允许切除显示
允许/禁止
12
流量计算单位
0.00001L-1m3
13
反向测量允许
14
电流输出类型
0-10mA/4-20mA
15
脉冲输出方式
频率/脉冲
16
脉冲单位当量
17
频率输出范围
1-5000HZ
18
空管报警允许
19
空管报警阈值
999.9%
20
上限报警允许
21
上线报警数值
000.0-199.9%
22
下限报警允许
23
下限报警数值
24
励磁报警允许
25
总量清零密码
000000-399999
26
传感器编码1
用户设置
出厂年、月
27
传感器编码2
产品编号
28
励磁方式选择
方式1、2、3、4、
29
传感器系数值
0.0000-3.9999
30
流量修正允许
31
流量修正点1
00.000-19.999
32
流量修正数1
0.0000-1.9999
33
流量修正点2
0.000-9.999
34
流量修正数2
0.0000-9.9999
35
流量修正点3
36
流量修正数3
37
流量修正点4
38
流量修正数4
39
正向总量低位
00000-99999
40
正向总量高位
0000-9999
41
反向总量低位
42
反向总量高位
43
尖峰抑制允许
44
尖峰抑制系数
0.010-0.800-
45
尖峰抑制时间
400-2500/ms
46
保密码1
47
保密码2
48
保密码3
49
保密码4
50
电流零点修正
51
电流零满度正
52
出厂标定系数
厂家设置
0.0000-5.9999
53
仪表编码1
54
仪表编码2
1参数编号4项为MODBUS通讯,无MODBUS通讯功能转换器不用此参数项,参数设为方式重。
2.参数编号42-47项为掉电时间记录功能,无掉电功能转换器无此参数选项。
6.5参数设置菜单说明
6.5.1语言
本流量计具有中、英文两种语言,用户可自行选择操作。
6.5.2仪表通讯地址:
多机通讯时,可设不同的通讯地址.
6.5.3仪表通讯速度
有600、1200、2400、4800、9600、14400多种波特率可供选择。
6.5.4仪表通讯方式
通讯方式1为RS485通讯信号方式,通讯方式2为MODBUS通讯信号输出。
6.5.5测量管道口径
选择仪表所用的公称通径
6.5.6仪表量程设置
仪表量程是指流量测量的上限流。
量值(满量程)。
上限流量值是针对输出信号的百分比显示而言的。
它与电流输出和频率输出上限值及100%显示值对应。
与之相关联的还有用百分比流量表示的小信号切除和超限报警。
在仪表量程设置参数中选择流量显示单位,仪表流量显示单位有:
L/s、L/min、L/h、m3/s、m3/min、m³
/h,用户可根据工艺要求和使用习惯选定一个合适的流量显示单位。
注意:
仪表用5位有效数字显示流量值,末位数值的后面显示有流量的单位。
微处理器能够
在选择的流量单位不适合时,向操作者提示出设置错误造成的“上溢”或“下溢”,例:
DN200mm口径,选L/h为流量显示单位,当1m/s流速时,流量为113097L/h,超出5位数,造成“上溢”此时流量单位应选择m3/s、m3/min和m3/h。
而DN3mm口径,选择m3/s,流量为0.00000707m3/s,在5位显示数字下,根本无法显示出有效数字,造成“下溢”,此时流量单位应选择L/s、L/min或L/h。
6.5.7阻尼时间
长的测量阻尼时间能提高仪表流量显示稳定性及输出信号的稳定性,适于具有流量调节的情况使用;
短的测量阻尼时间可以加快测量反映速度,适用于总量累计的脉动流量测量。
测量阻尼时间的设置采用选择方式,用户选一个阻尼时间值即可。
6.5.8流量方向择项
如果用户认为调试时的流体方向为正,而仪表显示为负,则将流量方向设定反向,反之亦然。
6.5.9零点修正
在电磁流量传感器的测量管内充满导电流体,并且流体处于静止不流动,转换器已经对流量计的零点作了智能化处理。
若所配传感器的零点超出转换器的智能处理范围,则需用户进行流量零点修正。
流量零点是用流速表示的,单位为mm/s。
FS=OOOOO
OOOOO
显示中:
上行FS代表仪表零点测量值,下行显示是流量零点修正值。
当FS显示不为“0”时,应调修正值是FS=0。
若改变下行修正值,FS值增加,需要改变下行数值的正、负号,使FS能够修正为零。
再次提醒:
流量零点修正必须在电磁流量传感器的测量管内充满导电流体,并且流体处于静止不流动条件下进行。
流量零点的修正值是传感器的校验常数值,已记入传感器的记录单于标牌。
记入时传感器零点值以mm/s为单位的流速值,其符号与修正值的符号相反。
6.5.10小信号切除点
小信号切除点设置是用量程的百分比流量表示的。
小信号切除时,用户可以选择同时切除流量、流速及百分比的显示与信号输出;
也可选择仅切除电流输出信号和频率(脉冲)输出信号,保持流量、流速及百分比的显示。
6.5.11流量积算单位
转换器显示器为10位计数器,最大允许计数值为4294967295。
使用积算单位为L和m³
,并有0.001L、0.01L、0.1L、1L和0.001m³
、0.01m³
、0.1m³
、1m³
的倍率,可方便读出一段时间的累计流量。
本转换器能够自动判断应使用的流量积算单位和倍率是否溢出。
6.5.12反向测量允许
反向测量允许参数设在“允许”状态,当流量反向流动时转换器按反向流量值输出脉冲和电流,反向总量进行累积。
反向测量允许参数设在“禁止”,当流体反向流动时,转换器输出脉冲为“0”,电流输出信号为“0”(4mA或0mA),但反向总量仍然进行累积。
6.5.13电流输出类型
用户可在电流输出类型中选择0-10mA或4-20mA电流输出。
6.5.14脉冲输出方式
脉冲输出方式有频率输出和脉冲输出两种供选择,他们统称为数字量输出。
频率输出为连续方波;
脉冲输出为矩形波脉冲串。
频率输出多用于数字的瞬时流量测量和短时间总量累计;
脉冲输出通过脉冲单位当量选择,可读出累计流量的容积值,多用于长时间直接容积单位的总量累积。
频率输出和脉冲输此一般为OC门形式。
因此,应外接直流电源和负载。
见输出接线图示。
6.5.15脉冲单位当量
脉冲单位当量指一个脉冲所代表的流量值,仪表脉冲当量选择范围为:
脉冲当量
流量值
0.001L/cp
0.01L/cp
0.1L/cp
1.0L/cp
0.001m3/cp
0.01m3/cp
0.1m3/cp
1.0m3/cp
在同样的流量下,脉冲当量小,则输出脉冲的频率高,累计流量误差小。
仪表最高能输出5000cp/s的脉冲频率。
用于机械式电磁计数器最高频率可达25次/秒。
脉冲输出的最大脉冲宽度为20ms,高频时自动转换为方波。
对于体积流量,计算公式如下:
QL=0.0007854*D²
*V(L/s)或Qm=0.0007854*D²
*V*10ˉ3(m3/s)
这里:
D—管径(mm)V—流速(m/s)
另外必须说明一个,脉冲输出不同于频率输出,脉冲输出是累积够一个脉冲当量就能输出一个脉冲,因此,脉冲输出不是很均匀的。
一般测量脉冲输出应选用计数器仪表,而不应选用频率仪表。
6.5.16频率输出范围
仪表频率输出范围对应于流量测量上限,即百分比流量的100%。
频率输出上限值可在1~5000Hz范围内任意设置。
频率输出对应的是流量百分比。
F=*满量程频率值
6.5.17空管报警允许
仪表具有空管检测功能,若用户选择允许空管报警,则当仪表检测出空管状态时,即将仪表模拟输出、数字输出置为信号零,同时将仪表流量显示为零。
6.5.18空管报警阈值
本产品的空管报警是用实测传感器中的电导率来做判断的。
不同的流体具有不同的电导值(电阻值),空管检测实际上是检测被测导电液体的电阻与实验导电液体电阻的比值(液体的相对导电率)是否超出阈值。
超出阈值就意味着被测流体电导率远低于实验液体的电导率,相当于空管。
空管报警阈值的默认值为999.9%。
空管量程修正是为测量相对电导率而用的。
在传感器充满试验液体情况下,修正系数使电导比为一个确定值,例如试验液体是水,其电导率约为100uS/cm,可修正为100%。
当被测液体电导率为5uS/cm,相对的电导比则大约显示2000%。
如果试验液体水的电导比修正为10%。
那么,被测液体电导率为5uS/cm时相对电导比则大约显示200%。
报警阈值设置是选择空管报警灵敏度范围的。
最大阈值可设为999.9%。
如上例,被测液体显示2000%时发出报警,显示200%时不报警。
因此欲使电导率5uS/cm在显示电导比200
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