西克麦哈克超声波流量计说明书Word下载.docx
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4.1.3准备
4.1.4MEPAFLOW短语解释
4.2标准的服务程序
4.2.1基本设置
4.2.2.输入安装数据
4.2.3设定输出变量
4.2.3.1显示
4.2.3.2模拟输出
4.2.3.3继电器的分配
4.2.3.4响应时间
4.2.3.5检查循环
4.2.4.检查测量值以及启动标准测量模式
4.2.4.1传感器温度
4.2.4.2检查信号状态
4.2.4.3数据备份
4.2.4.4启动标准测量模式4.3服务人员
4.3.1.装置的参数选择
4.3.1.1模拟模式
4.3.1.2接口模式
4.3.1.3脉冲的输出
4.3.2.用于测量值和校准值的附加变量
4.3.2.1对于气体流速测量输入标定系数
4.3.2.2温度测量的标定
4.3.2.3标态的体积流量测量
4.4显示和存储功能
4.5计算装置上的按键
5.维护
5.1一般性说明
5.2维护发射/接收装置
5.2.1拆卸发射/接收装置
5.2.2清理发射/接收装置
5.3维护空气保护装置
5.3.1检查
5.3.2更换过滤器芯
6.故障
6.1.在计算装置上的显示
6.1.1没有指示
6.1.2状态指示
6.1.3报警信息
6.1.4故障信息
6.1.5测量数值不合理
6.2.试验和判断
6.2.1检查接线端子
6.2.2检查循环的图形显示
6.3.故障及可能的排除方法
6.3.1内部流程,信号处理
6.3.2.错误信息
6.3.2.1“错误!
通讯”
6.3.2.2“错误!
接口噪音”
6.3.2.3“错误!
无信号”
6.3.2.4“错误!
测量范围”
6.3.3试验发射/接收装置
6.4.内部装置参数的完善
6.4.1信号参数
6.4.2用于计算振幅和时间窗口的参数
643用于测量数值的参数
644标准参数
7.修理
7.1发射/接收装置
7.1.1带使用空气保护的发射/接收装置
7.1.2不用空气保护的发射/接收装置
7.2计算装置
7.2.1更换电路板
7.2.2更换EPROM
8.部件概况
8.1.标准的组件
8.1.1发射/接收装置
8.1.2带有管子的法兰
8.1.3连接电缆(用于数字信号通讯)
8.1.4计算装置
8.2.选择部件
8.2.1空气保护装置
8.2.2防护罩
8.2.3模块
8.2.4其它
8.3.两年的消耗件
8.3.1发射/接收装置
8.3.2空气保护装置
8.4.备件
8.4.1发射/接收装置
8.4.2计算装置
8.5.尺寸图
8.5.1发射/接收装置
8.5.2计算装置
8.5.3空气保护装置
8.5.4防护罩
9.压力型号FLOWSIC100的TuV认证
为了操作者的安全,必须保证以下几点:
•测量系统上的全部工作必须由有经验的操作人员或专家级人员进行。
•在操作过程中,注意来自高温、有毒、爆炸物、高压气体、气/液混合物或因其它原
因造成的危险,注意采取安全防护措施。
测量系统只能在制造厂允许的特定环境中使用,在以下方面是非常重要的:
•系统的运行要按照技术数据要求和说明书中的注意事项进行。
包括:
组装、连接、环境、和工作条件。
•满足测量和维护的要求,例如:
维护和检查时的必要防护。
1.3.1总贝U
•在进行安装工作之前,要认真阅读说明书。
•按照当地有关部门对安全的特殊要求进行工作。
•测量系统的运行程序和计划设计必须安装位置相适应。
•在工作过程中,注意人员和设备的安全。
FLOWSIC100的电器设备使用工业用电,在连接电源要断开电路。
如有必要,在进行工作之前进行测量以确保安全。
发射/接收装置直接安装在烟道墙壁上,只有在低危险性的情况下才可以进行安装。
如:
没有伤害的危险、与环境压力相近、低温、没有爆炸的危险等。
警告:
如果安装点位置的气体存在有毒、有爆炸的危险、高压或高温的情况,在进行发射
/接收装置的安装或拆卸之前,必须关闭装置。
某些规格的系统为了在高温或在腐蚀性气体中保护超声波传感器,配备有空气保护装置。
如果失去了空气保护,传感器很快就会被破坏;
因此,必须保证以下几点。
•空气保护装置必须使用单独的电源,电源不能中断。
•空气保护的故障必须能够直接检测出(例如使用压力监视器)。
•一旦空气保护装置出现故障,必须尽快地从烟道上将发射/接收装置拆下并密封法兰
的出口(例如使用盲板法兰)。
对任何正常运行的装置,必须注意其功能被毁坏的危险,这包括:
•在测量结果中出现大的漂移。
•电力消耗增加。
•系统组件温度升高。
•监视器装置被触发。
•空气保护装置的风扇出现异常强烈的振动或异常的运转噪音。
•冒烟或异常的气味。
为了防止故障,防止对人员或系统直接或间接地造成伤害,操作时必须保证:
•任何时候,维护人员都能够迅速到达现场。
•维护人员对维修FLOWSIC100必须具有一定的经验。
•在必要时关闭设备。
•关闭设备时不要间接地引起其它的故障。
FLOWSIC100测量系统同时测量气体的流速和温度;
还可以根据流速计算并输出体积流量;
如果输入烟气的温度和压力,可以计算出标准状态下的流量。
特点:
•模块设计
通过正确地选择模块,可以满足不同的应用范围;
因此,FLOWSIC100可以在许多场
合下应用。
•测量穿过整个烟道直径,气体流速的测量与气体的压力、温度、气体的组成有关。
•数字化的过程,保证测量值具有高的精度,干扰造成的影响小。
•通过自动检查循环进行自身试验;
•容易安装。
•消耗低。
•对材料的需求最少。
应用:
FLOWSIC100可以测量管道、烟道、废气以及烟筒中排出气体的流量;
在纯净气及原料气体中均可应用;
即可以用在闭路循环中,也可以用在敞开的气路中。
系统的适用范围如下:
•过程控制工程
—化工厂
—制药、粮食和食品工业中的干燥和加工过程
—塑料加工过程中的加热处理和精炼工厂。
•过程测量及排放监测
—公用事业的工厂;
如:
发电厂和公用事业的锅炉。
—垃圾处理;
女口:
垃圾焚烧厂。
—基础工业;
化工工业、钢铁工业。
•在工业和农业中,对通风、加热及空气调节系统进行流量的测量。
2.2系统组成和工作原理
测量系统的组成部件如下:
•FLSE1000发射/接收装置;
用来发射和接收超声波脉冲。
•带有管子的法兰;
用来在烟道上安装发射/接收装置。
•FLA100计算单元;
用于信号处理、系统的功能控制、信号的输出/输入。
•连接电缆;
用于在发射/接收装置和计算单元之间进行模拟或数字信号通讯。
•空气保护装置(选择件);
用于在高温气体中冷却发射/接收装置并保持超声波传感器的洁净。
-测量管路(选择件);
预先安装的法兰,用来安装发射/接收装置。
—/——
图2.1FLOWSIC100系统组成
222工作原理
FLOWSIC100通过测量超声波脉冲的滞后时间来进行气体流速的测量;
发射/接收装置
安装在烟道的两侧,并与气体流动的方向成一定的角度(见图2.2)o
发射/接收装置包括压电式超声波发生器和接收器。
声波脉冲与气体流动的方向成夹角
a;
超声波与气体流动方向逆流与顺流的传送时间由夹角a和气体的流速V决定(公式2.1
和2.2);
超声波传输时间的差值越大,则气体的流动速度越快;
温度和压力的波动能够引起
超声波传播速度的变化,但是在这一测量方法中,并不影响对气体流速的计算。
气体流速的计算:
测量路径L等于实际的测量距离;
即,在流动的气体中实际通过的路程。
已经知道了
测量路径L,声音速度C,声波方向与气流方向的角度a,则声波顺着气体流动方向的传播
时间为:
tv=L/(C+v•cosa)(2.1)
声波逆着气体流动方向的传播时间为:
tr=L/(C—v•cosa)(2.2)
因而可以得到:
v=(L/2•cosa)•〔(1/tv)—(1/tr)〕(2.3)
分别测量传输时间,则气体的流速仅仅与实际测量距离和安装角度有关。
声音速度
可以根据公式2.1和2.2计算声音的速度;
C=(L/2)•〔(tv+tr)/tv•tr](2.4)
根据公式2.5和2.7,应用声音的速度可以判断出气体的温度和气体的分子量。
1/2
C=Co•〔1+(0/273C)〕(2.5)
Transmittef/receiyeriinitB
2cos(/.
1
Trarsmitter/rieceF/er
v:
气体流速m/s;
tv:
顺着气流方向的传输时间;
L:
测量距离m;
tr:
逆着气流方向的传输时间;
a:
安装角度
图2.2FLOWSIC100的工作原理
计算气体温度
因为声音速度由温度决定,因而可以根据声波的传输速度计算出气体的温度(根据公式2.4和2.5确定温度0):
0=273〔(L2/2•Co2)•〔(tv+tr)/tv•tr]2-1〕(2.6)
公式2.6表示,根据已经知道的测量路径L和标准状态下的声速,通过测量声波的传
输时间可以计算出气体的温度。
计算分子量
声波在标准状态(OC,1013mbar)下的传播速度Co(对于空气,为331m/s)与气体的分子量M有关。
Co=(k•R/M)(2.7)
式中:
R为气体常数;
K为绝热系数。
气体组分的变化也能引起Co的变化;
超声波的传输时间由Co决定,因此也可以监测
气体组分的变化。
判断:
某些自然界中的气体,可以计算出声波在其中的速度(必须已经知道K值)。
根据公式
2.4计算出的数值与测量值进行比较,可以得出近似的结果。
确定体积流量:
工作状态下的体积流量是根据烟道的几何尺寸进行计算的;
计算标准状态下的流量需要
温度、压力和湿度三个工艺参数;
在2.4部分有更加详细的描述。
23仆LSE1000发射/接收装置
发射/接收装置由电器件、连接管、烟道探头和传感器模块组成。
在不同的型号中均有这些基本的组件。
根据下列条件选择型号:
•气体的温度
发射/接收装置运行时是否需要使用空气保护(根据是否必要)?
这将由所选择的探头材料(PVDF或钢)和传感器的类型(带有空气保护/不需要空气保护)决定。
•气体的组成(腐蚀、轻微腐蚀或没有腐蚀)
根据探头材料是否防止腐蚀来进行选择;
(探头材料:
PVDF、不锈钢、钛合金;
传感
器外壳材料:
铝合金、钛合金;
)
•烟道直径、声音的衰减、灰尘含量
要求所选择的传感器能够输出传送信号。
(中等功率、大功率;
•烟道墙壁的厚度
根据墙壁的厚度选择相应级别长度的探头;
超出长度范围时需要专门订货。
•组装形式
在两侧安装,每一侧的烟道墙壁上安装一个发射/接收装置;
或单侧安装,使用一个发
射/接收装置(专用的测量探头型号)。
•法兰的尺寸
大或小的法兰尺寸(安装孔的直径为75mm或100mm)。
•发射/接收装置与计算单元之间的距离
由信号传输的类型(模拟或数字)、探头的电路及计算装置决定。
•烟道内部压力
当烟道内部压力超过lOOmbar时必须使用耐压的型号。
•对保证书的要求
防爆要求,压力范围,对于辐射测量的鉴定试验。
按照结构、型式及材料的不同进行选择。
标注如下:
XX
发射/接收装置的型号选择标准FLSE100XXX(X)XXXX
是否需要空气保护
•需^<
U:
不需要
传感器功率
M:
中等功率
H:
大功率
S:
低功率用于小尺寸
信号传输一
A:
模拟
D:
数字
证书
空白:
无特殊的性能
PR:
带有两个传感器的探头
Ex:
防爆型号
PN16:
烟道内部压力可以达到16bar探头的标准长度
12:
125mm
20:
200mm
35:
350mm
55:
550mm
75:
750mm
探头材料
SS:
1.4571(不锈钢)
PV:
PVDE(塑料)
TI:
钛合金
传感器材料
AL:
铝合金
探头的基本型号如下:
探头型号
探头材料
传感器
材料
最高气体温度,c
实际测量距离
*,m
烟道/管路
直径,m
探头与计算单元的距离,m
PMA「
SS
AL
300
0.5-2
0.35-1.70.
5個定的)
PMD
AL,TI
450
0.5-3
0.35-2.5
最长1000
PHD
SSTI
AL,TITI
2-10
1.4-8.7
1-2**
0.7-3***
UMA
150
0.2-2
0.14-1.7
5(固定的)
SS,TI
TI
200
UMD
PV
120
0.35-1.7
SS,TI
220
0.2-4
0.14-3.4
UHD
2-15
1.4-13
USDPR
0.3
>
0.35
UMAPN16
UMDPN16
*:
能够测量的最大距离由含尘量、气体温度和气体组成决定。
3
**:
含尘量最高可达100g/m。
***:
用于交叉的安装形式(见3.2.1.部分)
配置的选择
探头数据
基本长度,mm
125
350
550
750
PMA
x
UMAPN16
260
UMDPN16
信号的传输特性
模拟(型号:
FLSE100XXA)
数字(型号:
FLSE100XXD)
没有电子装置的FLSE100
FLSE100带有信号处理电路板、数字转换,并通过RS485接口进行通讯。
发射/接收装置与计算装置之间的连接电缆长度为5米(固定的)。
电缆长度最长为1000米。
发射接收装置上无接点|发射接收装置上有接点
FLSE100PMA、PMD和PHD三种型号的探头是为较高温度的情况设计的;
为了保护传感器,需要用保护空气冷却传感器;
保护空气气流也减少了传感器表面的污染。
与PMA型号相类似的两种数字信号的传感器(PMD和PHD)同时需要温度传感器来
监测传感器的温度。
设计尺寸如下:
2.3FLSE100PMA
备注:
当气体温度较低时,如使用保护空气会使得温度降到露点以下,对探头形成轻微的腐
蚀(如:
含有酸时会形成腐蚀性气体)。
探头的长度要大于所选择的法兰和管的长度,使用
气体温度应选择在150C到220C之间;
(例如:
如果法兰与管的长度选择的是350mm勺,则
使用的探头长度应为550mm,在探头的管路中,保护空气被高温度的气体加热,使得温度
咼于露点。
CXstprot>
&
Trareducef
Purgearconnection
j
80)
NL
Cableconneclion
NL=200mm
350mm口门iiiiiinun
il32:
0100
0125
图2.4FLSE100PMD,PND
231.2不用空气保护的发射/接收装置
FLSE100UMA、UMD、UHD和USDPR几种型号的探头,允许使用的最高气体温度为220C。
特殊的传感器设计不需要使用空气保护,即不需要保护空气装置;
其优点如下:
•装置的装配和安装更加容易。
•更加易于维护。
•运行费用低。
因此,尽量使用不用空气保护的发射/接收装置;
不同型号的发射/接收装置配置如下:
350mm
U75K
i.OI.0O1*■
型号
传感器和探头
独立的电子部件
监测传感器的温度传感器
标准直径35mm
没有
有
USDPR
两个测量探头
发射/接收装置的设计尺寸如下:
图2.5FLSE100UMA
(D100-..
图2.6FLSE100UMD
Electronicsunit
UHDconnection
Ductp(plje
Transducer
forduelprobes
madefromPVDF0S3
550nm
i(J100-
(0125/
图2.7FLSE100UHD
Electronicsu说
Duelprobewithtransducer
USDconnection
A-A
U1辿
!
cO6,5
i0125)
r
(\il'
■■■onno'
tlon
二
ML■MOOmm
550mm
~5Omrn
图2.8FLSE100USDPR
231.3用于烟道内部高烟气压力的发射/接收装置
FLSE100UMAPN16和UMDPN16两种型号为FLSE100UMA和UMD的特殊形式;
用于在下列工作环境中使用:
—最高气体压力16bar。
—最高气体温度200C
—无腐蚀性气体
—主要为固定运行
标准长度为260mm,探头材料为铝合金。
2.3.2带有管子的法兰
发射/接收装置安装在带有管子的法兰上;
有不同长度和不同材料的法兰,法兰的直径
为75mm和100mm。
按照以下条件选择法兰:
-安装角度,和安装点墙壁的厚度一一决定长度。
-发射/接收装置的型号一一决定法兰与管子的直径。
-烟道墙壁的材料——钢的型号。
UMAcnimActjrm
Ductpnoix?
witliTransduceffla-EeC50ND16
Cable
■f.iih--li.-ji
2.9FLSE100UMAPN16
LlectfonicsunitLHDPNDuctprobeMl〕Iraiisducer
Cablecooneclion
2.10FLSE100UMDPN16
图2.11法兰和管子的尺寸
可以选择的尺寸为:
(单位mm)
Dkt
da
dr
FLSE的型号
75
100
48.3
ST31V4A
(可以按照要求提供其它的材料。
200,300
UMA,UMD
122
76.1
:
PMA,PMD,PHD,UHD
PMA,PMD,PHD
UHD,USDPR
PMD,PHD
如果需要,可以提供其它的法兰。
特殊的安装法兰一一对于FLSE100UMAPN16和UMDPN16必须使用的法兰。
(见图
2.12)
(0164)
图2.12FLSE100耐压型号探头的安装法兰
233计算装置
Control
RS232
PCiV.CfSIU|>
|.'
ty
图2.13FLA100计算装置
西克麦哈克(北京)仪器有限公司
计算装置用来进行系统功能、过程的控制,对来自发射/接收装置的数据进行计算,并
具有信号的输入及输出功能。
装置上有用于显示测量变量的液晶显示屏,有用于表示装置状
态的LED信号灯,还有两个按键用来进行测量变量和装置状态的选择。
使用笔记本电脑,借助于操作程序软件,通过装置正面的RS232接口,可以进行安装
数据和仪器参数的设定。
仪器断电时,储存的数据不会丢失。
通常计算装置安装在塑料机壳内(见图2.13
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