電磁流量計傳感器自診斷信息與故障處理

電磁流量計是利用法拉第電磁感應(yīng)定律的原理制造的。它能夠把流速(流量)這個物理量線性地變換成感應(yīng)電動勢另一個物理量。 (1)結(jié)構(gòu)簡單，無活動部件和阻礙被測介質(zhì)流動的擾動件或節(jié)流件，不會發(fā)生管道堵塞、磨損等問題。 (2)電磁流量計是一種測量體積流量的儀表，其測量不受流體的密度、溫度、壓力、粘度、雷諾數(shù)影響。電磁流量計測量范圍很大。同一口徑傳感器，滿量程流速在0.3-15m/。范圍內(nèi)任意設(shè)定，即上限范圍度為50: 1; 電磁流量計不能測量氣體、蒸汽和含有大量氣泡的液體，不能測量石油、石油制品和不導(dǎo)電的有機溶劑等液體。受襯里材料和電氣絕緣材料的溫度限制，目前工業(yè)電磁流量計還不能測量高溫介質(zhì)。

LDE 智能電磁流量計

一、概述     LD系列智能電磁流量計是采用國內(nèi)外最先進技術(shù)研制開發(fā)的全智能型電磁流量計，其全中文電磁轉(zhuǎn)換器內(nèi)核采用高速中央處理器。計算速度非常快、精度高、測量性能可靠。轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計采用國際先進技術(shù)，輸入阻抗高達 10 15 歐姆，共模抑制比優(yōu)于 100db ，對于外來干擾以及 60Hz/50Hz 干擾抑制能力優(yōu)于 90db, 可以測量更低的電導(dǎo)率的流體介質(zhì)流量。其傳感器采用非均勻磁場技術(shù)及特殊的磁路結(jié)構(gòu)，磁場穩(wěn)定可靠，而且大的縮小了體積，減輕了重復(fù)，使流量計小型流量化的特點。使客戶“買的放心，用的省心，服務(wù)稱心”是我公司的宗旨。

二、產(chǎn)品特點：

管道內(nèi)無可動部件，無阻流部件，測量中幾乎沒有附加壓力損失。

測量結(jié)果與流速分布，流體壓力，溫度、密度、粘度等物理參數(shù)無關(guān)。

在現(xiàn)場可根據(jù)用戶實際需要在線修改量程。

高清晰度背光 LCD 顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡單，易學(xué)易懂。

采用 SMD 器件和表面貼裝（ SMT 電路可靠性高。

采用 16 位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高，可編程頻率低頻矩形波勵磁，測量的穩(wěn)定，功耗低。

全數(shù)字量的處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高，流量測量范圍可達 150:1

超低 EMI 開關(guān)電源，使用電源電壓變化范圍大，抗 EMC 好

內(nèi)部具有三個積算器可分別顯示正向累計量及差值積算量，內(nèi)部設(shè)有不掉電時鐘，可記錄 16 次掉電時間

具有 RS485 、 RS232 、 Hart 和 Modbus 等數(shù)字通訊信號輸出。

具有自檢與自論功。

三、工作原理

電磁流量計測量原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。流量計的測量管是一內(nèi)襯絕緣材料的非導(dǎo)磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定在測量管上。其電極頭與襯里內(nèi)表面基本齊平。勵磁線圈由雙方波脈沖勵磁時，將在與測量管軸線垂直的方向上產(chǎn)生一磁通量密度為 B 的工作磁場。此時，如果具有一定電導(dǎo)率的流體流經(jīng)測量管。將切割磁力線感應(yīng)出電動勢 E 。電動勢 E 正比于磁通量密度 B ，測量管內(nèi)徑 d 與平均流速 v 的乘積。電動勢 E （流量信號）由電極檢出并通過電纜送至轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)化器將流量信號放大處理后，可顯示流體流量，并能輸出脈沖，模擬電流等信號，用于流量的控制和調(diào)節(jié)。

 

 

式中： E ： 電極間的信號電壓（ v ）

B ：磁通密度（ T ）

D ：測量管內(nèi)徑（ m ）

V ：平均流速（ m/s ）

式中 k, d 為常數(shù)，由于勵磁電流是恒流的，故 B 也是常數(shù)，則由 E= KBdv 可知，體積流量 Q 與信號電壓 E- 成正比，即流速感應(yīng)的信號電壓 E 與體積 Q 成線性關(guān)系。因此，只要測量出 E 就可確定流量 Q ，這是電磁流量計的基本工作原理。

由 E=KBdv 可知，被測流量體介質(zhì)的溫度、密度、壓力、電導(dǎo)率、液固兩兩相流體介質(zhì)的液固成分比等參數(shù)不會影響測量結(jié)果。至于流動狀態(tài)只要符合軸對稱流動（如層流或者紊流）就不會影響測量結(jié)果的。因此說電磁流量計是一中真正的體積流量計。對于制造商和用戶來說，只要用普通的水實際標(biāo)定后就可以測量其他任何導(dǎo)電流體介質(zhì)的體積流量，而不需要任何修正。這是電磁流量計的一突出優(yōu)點，是其他任何流量計所沒有的。測量管內(nèi)無活動及阻流部件，因此幾乎沒有壓力損失，并且有分高的可靠性。

四、應(yīng)用領(lǐng)域

由于電磁流量計有其獨特的優(yōu)點，因此被廣泛用于化工化纖、食品、造紙、制糖、礦冶、給排水、環(huán)保、水利水工、鋼鐵、石油、制藥等工業(yè)領(lǐng)域中，用來測量各種酸、堿、鹽溶液、泥漿、礦漿、紙漿、煤水漿、玉米漿、纖維漿、糧漿、石灰乳、污水、冷卻原水、給排水、鹽水、雙氧水、啤酒、麥汁、各種飲料、黑液、綠液等導(dǎo)電液體介質(zhì)的體積流量

五、主要技術(shù)參數(shù)

● 公稱通徑系列 DN(mm)

管道式四氟襯里： 10,15,20,25,32,40,50,65,80,100,125 ， 150,200,250,300,350,400.450,500,600

管道式橡膠襯里： 40 ， 50 ， 65 ， 80 ， 100 ， 125 ， 150 ， 200 ， 300 ， 350 ， 400 ， 500 ， 600 ， 800 ， 1000

注：特殊規(guī)格可以定制

•  流動方向：正，反，凈流量，

量程比： 150 ： 1

重復(fù)性誤差：測量值的± 0.1%

•  精度等級：管道式： 0.5 級， 1.0 級

•  被測介質(zhì)溫度：

普通橡膠襯里： -20~+60 ℃ 高溫橡膠襯里： -20~+90 ℃

聚四氟乙烯襯里： -30~+100 ℃ 高溫型乙烯襯里： -30~+180 ℃

•  額定工作壓力： 2.5Mpa, 1.6Mpa, 1.0Mpa （高壓需定制）

•  流量測量范圍：流速度范圍是 0.3 — 15m/s

•  電導(dǎo)率范圍：

電導(dǎo)率≥ 5 μ s/cm 大多數(shù)以水為成份的介質(zhì)，其導(dǎo)電率在 200-800 μ s/cm 范圍內(nèi)，均可選用電磁流量。

•  輸出電流及負載電阻： 4~20mA 全隔離負載電阻＜ 750 歐姆，脈沖頻率 0-1KHZ 光電隔離 OCT ，外接電源≤ 35V ，導(dǎo)通時集電極最大電流為 25mA

•  電極材料：

含鉬不銹剛、鈦（ Ti ）、鉭（ Ta ）、哈氏合金（ H ）、鉑（ Pt ）或其他特殊電極材料

•  防護等級： 潛水型： IP68 ，其他型 IP65

•  供電電源： 85~265V ， 45~63HZ

•  直管段長度：管道式：上游≥ 5DN ，下游≥ 2DN

•  連接方式：流量計與配管之間均采用法蘭連接，法蘭連接尺寸應(yīng)符合 GB9119-88 的規(guī)定。

•  防暴標(biāo)志： mdllBT4

•  環(huán)境溫度： -25 ℃ ~+60 ℃

•  相對溫度： 5%~95%

•  消耗總功率：小于 20W

六、常見介質(zhì)電導(dǎo)率表

七、電磁流量計選型說明

正確地選用電磁流量計是保證用好電磁流量計的前提條件。選用什么種類的電磁流量計應(yīng)根據(jù)被測流體介質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)來決定，使電磁流量計的通徑，流量范圍，襯里材料，電極材料和輸出電流等，都能適應(yīng)被測流體的性質(zhì)和性質(zhì)和流量的要求。

可測量的流體

由電磁流量計的工作原理可知，能選用電磁流量計測量流量的流體必須是導(dǎo)電的，嚴(yán)格的說，除了高溫流體之外，只要電導(dǎo)率大于 5 μ /cm 的任何流體都選用相應(yīng)的電磁流量計來測量流量，因此不導(dǎo)電的氣體，蒸汽，油類，丙酮等物質(zhì)不能選用電磁流量計來測量流量。 

傳感器口徑的確定

流量計使用流速最好在 0.3-15m/s 范圍內(nèi)，此時流量計口徑可選擇與用戶管道口徑一致。 
使用流速低于 0.3m/s 時最好在儀表部位局部提高流速，采用縮管方式：

一體型或分離型的選擇

一體型：現(xiàn)場環(huán)境較好的情況下，一般都選用一體型，即傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝成一體。 
分離型：即傳感器和轉(zhuǎn)換器分開裝于不同的地點，一般出現(xiàn)以下情況時選用分離型。

⑴環(huán)境溫度或流量計轉(zhuǎn)換器表面受輻射溫度超過 60 o C. 
⑵管道震動較大的場合。

⑶會對傳感器的鋁殼嚴(yán)重腐蝕的場合。 
⑷現(xiàn)場溫度較大或有腐蝕性氣體的場合。 
⑸流量計裝在高空或井下調(diào)試不方便的場合。

訂貨時應(yīng)注明傳感器的轉(zhuǎn)換器分離距離，一般不能超過 100m, 轉(zhuǎn)換器為墻掛式安裝。

電極、接地環(huán)材料的選擇： 根據(jù)流體的腐蝕性選擇

襯里材料選擇說明： 應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)的腐蝕性、磨損性和溫度來選擇內(nèi)襯材料。

流量范圍的選擇： 最大流量和最小流量必須符合下表中的數(shù)。

八、安裝地點的選擇 
流量計的接線： 若采用分體安裝連接的信號電纜采用定制的專用電纜線，電纜線越短越好

激磁電纜可選用 Yz 中型橡套電纜，其長度和信號電纜一樣

信號電纜必須與其它的電源嚴(yán)格分開，不能敷設(shè)在同一根管子內(nèi)，不能平等敷設(shè)，不能絞在一起應(yīng)單獨穿在鋼管內(nèi)

信號電纜和激磁電纜盡可能短，不能將多余的電纜卷在一起，應(yīng)將多余的電纜剪掉，并重新焊好接頭

電纜進入傳感器電氣接口時，在端口處做成 U 型，這樣可以防止雨水滲透到傳感器中。

一體就地顯示接線端

上排 ： T-T+ -----------------------RS485 通訊

FUSE ------------------------ 電源保險絲

下排 ： AL,AH------------------------ 上下限報警

P+,COM---------- 脈沖頻率， COM 與報警共用

1+ ， COM-----------------------4 ～ 20mA

L1,L2-------- 電源 220V( 特殊訂貨 24VDC)

 

分體式遠傳接線端 
轉(zhuǎn)換器上排： DS2,SGND,DS------------- 信號屏蔽（銅絲網(wǎng)）

EXT_EXT+------------------ 激磁線圈

TR,TR+---------------------RS485 通訊

COM,ALM+,ALM---------------- 上下限報警

L1,L2-------- 電源 220V( 特殊訂貨 24VDC) 
轉(zhuǎn)換器下排 ： SIG2,SGND,SIG1----------- 信號電極 
ICCOM,ICOVT,INSW---------- 正反向 4 ～ 20Ma 
只輸出一路電流 INSW 為空 
PCOM,PUL-PUI+ ---------- 正反向脈沖頻率 
傳感器 ： SIG1,SIG2,SGND--------------- 信號電極 
DS1,DS2-------------------- 信號屏蔽（銅絲網(wǎng)） 
EXT+,EXT- ------------------ 激磁線圈

安裝要求 
為了你正確的測量，在選擇管道上位置時應(yīng)注意以下幾點要求： 
⑴傳感器既可在直管道上安裝，也可以在水平或傾斜管道上安裝，但要求二電極的中心連線處于水平狀態(tài)。 
⑵介質(zhì)在安裝位置應(yīng)該滿管流動，避免比滿管及氣體附著在電極上。 
⑶對于液固兩相流體，最好采用垂直安裝，使被傳感器襯里磨損均勻，延長使用壽命。 
⑷流量計安裝位置介質(zhì)不滿管時，可采取抬高流量半后端管路的方法，使其滿管，嚴(yán)禁在管道最高點和出水口安裝流量計。（見圖） 
⑸修改管道的安裝方法： 
當(dāng)介質(zhì)流速達不到要求時，應(yīng)當(dāng)選用較小口徑的流量計，這時應(yīng)使用異徑錐管或修改部分管道，使其與傳感器同口徑，但前后直管段至少須滿足：前直管段≥ 5DN, 后直管道≥ 2DN(DN 為管徑 ) 
⑹前后直管段為流量計前≥ 5DN ，后端≥ 2DN

為了使變送器工作可靠穩(wěn)定，在選擇安裝地點時應(yīng)注意以下幾個方面的要求：

盡量避開鐵磁性物體及具有強電磁場的設(shè)備（如大電機、大變壓器的等），以免磁場影響傳感器的工作磁場和流量信號。 
應(yīng)盡量安裝在干燥通風(fēng)之處，不宜在潮濕、易積水的地方安裝。 
應(yīng)盡量避免日曬雨淋，避免環(huán)境溫度高于 60 ℃及相對濕度大于 95% 。

選擇便于維修，活動方便的地方。 
流量計應(yīng)安裝在水泵后端，閥門應(yīng)安裝在流量下游側(cè)。 

九、分體型轉(zhuǎn)換器外觀及安裝尺

流量計傳感器的外型尺寸 

十、儀表參數(shù)設(shè)置

儀表上有兩個運行狀態(tài)： 自動檢測狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置狀態(tài)

儀表上電時，自動進入檢測狀態(tài)。在自動檢測狀態(tài)下，儀表自動完成各測功能并顯示相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)。在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下，用戶使用四個面板鍵，完成儀表參數(shù)設(shè)置。

功能鍵

 

 

下鍵：循環(huán)選擇屏幕下行顯示內(nèi)容；

上鍵：循環(huán)選擇屏幕上行顯示內(nèi)容；

復(fù)合鍵 + 確認(rèn)鍵：進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)；

確認(rèn)鍵：返回自動測量狀態(tài)。

則量狀態(tài)下， LCD 顯示器對比度的調(diào)節(jié)：小液晶是通過“復(fù)合鍵 + 上鍵”或“復(fù)合鍵 + 下鍵”按下數(shù)秒鐘：大液晶是通過調(diào)節(jié)大液晶的電位器來實現(xiàn)。

參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下鍵功能 ：

下鍵：光標(biāo)處數(shù)字減 1 ；

上鍵：光標(biāo)處數(shù)字加 1 ；

復(fù)合鍵 + 下鍵：光標(biāo)左移；

復(fù)合鍵 + 上鍵：光標(biāo)右移；

確認(rèn)鍵進入 / 退出子菜單；

確認(rèn)鍵：在任意狀態(tài)，連續(xù)按下兩秒鐘，返回自動檢測狀態(tài)。

注： 1 使用“復(fù)合鍵”時，應(yīng)先按下復(fù)合鍵同時按住上“上鍵”或“下鍵”。

2 在參數(shù)設(shè)置狀態(tài)下， 3 分鐘沒有按鍵操作，儀表自動返回測量狀態(tài)。

3 流量零點修正的流向選擇，可將光標(biāo)移至最左邊的“ + ”或“ - ”下，用“上鍵”

或“下鍵”切換使之與實際流量相反。

4 流量的單位選擇，可將光標(biāo)移至“流量量程設(shè)置”菜單的原顯示的流量單位下，然后用“上鍵”或“下鍵”切換使之復(fù)合需要。

參數(shù)設(shè)置功能操作

要進行儀表參數(shù)設(shè)定或修改，必須使儀表從測量狀態(tài)進入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。在測量狀態(tài)下按“復(fù)合鍵 + 確認(rèn)鍵”出現(xiàn)狀態(tài)密碼（ 7206 ），再按“復(fù)合鍵 + 確認(rèn)鍵”

后，則進入需要的參數(shù)設(shè)置狀態(tài)。

參數(shù)設(shè)置菜單

轉(zhuǎn)換器共有 24 個參數(shù)，用戶應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)置各參數(shù)。轉(zhuǎn)換參數(shù)一覽表如下：

參數(shù)設(shè)置菜單一覽表

 

十一、自診斷信息與故障處理

電磁流量轉(zhuǎn)換器的印刷電路板采用表面焊接技術(shù)，對用戶而言，是不可維修的。因此，用戶不能打開轉(zhuǎn)換器殼體。智能化轉(zhuǎn)換器具有自診斷功能。除了電源和硬件電路故障外，一般應(yīng)用中出現(xiàn)的故障均能正確給出報警信息。這些信息在顯示器右上方提出“！”驚嘆號。在測量狀態(tài)下，通過下鍵翻頁，顯示出故障內(nèi)容如下：流量正常、勵磁報警、空管報警

•  儀表無顯示

•  檢查電源是否接通；

•  檢查電源保險絲是否完好；

•  檢查供電電壓是否符合要求；

•  檢查顯示器對比度調(diào)節(jié)是否能夠調(diào)節(jié)，并且調(diào)節(jié)是否合適；

•  如上述前 3 項 a) 、 b) 、 c) 都正常， d) 項顯示器對比度調(diào)節(jié)不能夠調(diào)節(jié)請將儀表交生產(chǎn)廠維修。

2 ）勵磁報警

a) 勵磁接線 EX1 和 EX2 是否開路；

b) 傳感器勵磁線圈總電阻是否小于 150 Ω

c) 如果 a 、 b 兩項都正常，則轉(zhuǎn)換器有故障

3 ）空管報警

a) 測量流體是否充滿傳感器測量管 ;

b) 用導(dǎo)線將轉(zhuǎn)換器信號輸入端子 SIG1 、 SIG2 和 IGGND 三點短路，此時如果“空管報警”提示撤消，說明轉(zhuǎn)換器正常，有可能是被測流體電導(dǎo)率低或空管閥值及空管量程設(shè)置錯誤；

c) 檢查信號連線是否正確；

d) 檢查傳感器電極是否正常；

①、使流量為零，觀察顯示電導(dǎo)比應(yīng)小于 100%

②、在有流量的情況下，分別測量端子 SIG1 和 SIG2 對 SIGGND 的電阻應(yīng)小于 50K Ω（對介質(zhì)為水測量值。最好用指針萬用表測量，并可以看到測量過程有充放電路現(xiàn)象）。

e) 用萬用表測量 DS1 和 DS2 之間的直流電壓應(yīng)小于 1V ，否則說明傳感器電極被污染，應(yīng)給予清洗。

4 ）上限報警

上限報警提示出輸出電流和輸出頻率（或脈沖）都超限制。將流程量程改大可以撤消上限報警。

5 ）下限制報警

下限制報警提示出輸出電流和輸出頻率（或脈沖）都超限。將流量量程改小可以撤消下限報警。