科隆电磁流量计-培训.ppt

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1、1,2009,2009电磁流量计培训王松良,Trainingcourse,Shanghai,2,电磁流量计,3,2009电磁流量计培训要点,4,一、一条基本原理,电磁流量计基本原理基于法拉第电磁感应定律,5,电磁流量计|基本原理,法拉第电磁感应定律E:感应电动势K:仪表常数B:磁感应强度D:测量管直径V:平均流速,6,由基本原理引申三个重要概念,（1）只能测量导电介质电导率限制条件1-5us/cm（水20us/cm）(低电导率使用专用仪表）不能测量非导电介质,如气体,油类，如介质含有大量气体，产生测量严重波动（2）必须存在磁场励磁电流流经测量管上下励磁线圈产生磁场。励磁线圈断路，流量计不工作，

2、励磁电流稳定性直接影响仪表测量测量管必须为非导磁材料，保证磁场穿过导管（测量管应采用不锈钢材质）（3）实际测量值为流体流速电磁流量计实际测量介质的流速（它是速度是流量计）测量介质的体积流量熟练流速换算Q(流量）=/4*DN2*V,Q=V28.274m3/h/(DN/100),V=Q0.03537m/s/(DN/100),7,二、二台重要部件,反映,8,重要部件之一,电磁流量传感器,OPTIFLUX1000OPTIFLUX2000/4000OPTIFLUX5000OPTIFLUX6000,M900IFS4000IFS4300IFS5000,9,重要部件之一,传感器组成部件导管线圈电极衬里外壳法兰

3、,10,导管导管必须是非导磁材料，如不锈钢、陶瓷、塑料等。导管是介质的流通途径导管承受额定的工作压力,电磁流量计传感器,11,线圈和磁路为了产生感生电势，需要产生磁场，线圈和磁路主要用于产生磁场。当温度不同时，线圈的漆包线的耐温等级也不同。当最高温度低于120时为E级，如最高温度为180时则为H级，同时注意衬里材料也应和温度相适应。,电磁流量计传感器,12,电极电极用于从介质中取信号，由于直接和介质接触，因此，它的耐腐蚀特性应和介质相匹配。不锈钢0Cr18Ni12Mo2Ti哈氏合金B、哈氏合金C钛Ti钽Ta铂Pt铂铱合金对电极的要求是：耐介质腐蚀,无电化学反应干扰.KROHNE公司提供了有关电

4、极选材的推荐资料。,电磁流量计传感器,13,电极电极有三种不同型式，适应不同的应用场合。普通电极刮刀电极(RE)：可清除电极表面污垢可更换电极(WE)：可在线拆下清洗污垢,电磁流量计传感器,14,衬里衬里直接与介质接触，必须选择与介质相适应的衬里材料：PTFE（DN25DN900）耐温性：180C耐腐蚀性：优异,几乎对所有常用的化学品和溶剂都不反应。耐负压：差PFA（DN25DN150）耐温性：180C耐腐蚀性：同PTFE耐负压：优异适用流体：氢氟酸、盐酸、醋酸等高渗透液体；硫酸、烧碱等强腐蚀液体；容易结垢、沉积、附着、固化的液体；有卫生要求的液体。,电磁流量计传感器,15,衬里衬里直接与介质

5、接触，必须选择与介质相适应的衬里材料：橡胶（DN25DN3000）耐温性：65C耐腐蚀性：一般耐磨性：一般适用流体：上水、下水、海水、工业用水聚氨脂橡胶（DN50DN1000）耐温性：40C耐腐蚀性：差耐磨性：优异，是天然橡胶的10倍适用流体：海水、泥浆、矿浆、煤浆陶瓷99.9%纯度的Al2O3（DN2.5DN150）耐温性：180C耐腐蚀性：优异（除氢氟酸等强酸）耐磨性：优异缺点：易碎适用流体：硬质浆液、腐蚀性液,电磁流量计传感器,16,外壳和侧环外壳和侧环用于防护环境对线圈及电极的侵害。外壳和侧环用于屏蔽外界磁场有些口径及型号的外壳是磁路的一部分。,电磁流量计传感器,17,法兰法兰用于连接

6、管道，需要符合标准，目前常用的主要有以下标准:国家标准GB9115-2000,等同标准BS4504（英标），DIN2501（德标），ISO7005（国际标准）KROHNE规定，对于符合国标并且压力等级符合下列要求的为标准压力等级：4.0MPa，DN10DN801.6MPa，DN100DN1501.0MPa，DN200DN10000.6MPa，DN1200DN3000美国标准ANSIB16.5RF,目前主要采用150lb,300lb,大致相当于2.0MPa,5.0Mpa日本标准JIS2210,主要有2k,5k,10k,1k=0.1MPa另外还有其他标准，如澳洲标准，印度标准，国内还有化工部标准，

7、机械部标准，石化标准等。,电磁流量计传感器,18,重要部件之一,电磁流量转换器,NEW,T900SC100IFC110K300IFC090,19,重要部件之一,转换器组成部件电源电路前置电路Up主机电路I/O输出电流通讯接口电路显示电路励磁电流电路,20,三、三个组成部分,小结：电磁流量计由传感器、转换器、电缆连接线三部分组成，缺一不可。如电缆连接线很短，安装在流量计壳体内，传感器与转换器组成一体为一体型流量计。如传感器与转换器分开独立安装，则称分体型电磁流量计。切记电缆连接线也是电磁流量计的重要组成部分。,一体型电磁流量计（C）分体型电磁流量计（F）,转换器,传感器,连接电缆,传感器,转换器

8、,连接电缆,21,电磁流量计连接电缆,两种连接电缆传输不同信息（1）信号电缆:将传感器流量信号传输到转换器信号电缆线分A型B型二类，常用型号为A型根据被测介质电导率及分体型流量计需要电缆长度由图表选用信号电缆型号被测介质电导率过低,电缆长度需求过长,选用B型电缆概率越高不是所有电磁流量计都能使用B型电缆以下转换器能使用B型电缆：T900SC100ASIFC110IFC300（2）励磁电缆:将转换器产生励磁电流送到传感器励磁线圈,A型电缆,B型电缆,22,IFC300连接电缆及接线图,*A,B型电缆最长距离图表,*A,B型电缆的接线图,IFC300连接电缆选用图,23,（1）测量管内无阻尼结构（

9、空管）压损小，可测量固液二相介质的体积流量（2）测量体积流量与被测介质诸多物理量无关如被测介质的温度、压力、密度、粘度、电导率（必须大于一定值）参数变化,不必进行修正和补偿（3）输出信号与被测介质体积流量成线性管系量程比宽（1：100），不需非线性修正（4）对流量测量管前后直管段要求低前置直管段L15D，后置直管段L22D(D为测量管直径)L1（前置直管段）L2（后置直管段）差压：1520D1015D超声：1015D510D电磁：510D25D,四、电磁流量计四大特点,24,流量计一览表,差压式流量计孔板流量计、文丘里流量计、均速管流量计、楔形流量计、弯管流量计容积式流量计椭圆齿轮流量计、腰轮

10、流量计、刮板式流量计浮子流量计玻璃锥形、金属锥形流量计速度式流量计涡轮流量计、电磁流量计、旋涡流量计超声波流量计单声道、多声道科里奥利流量计热式质量流量计磁共振流量计各种流量计都有其使用要求和自身特点,25,五、KROHNE公司电磁流量计五大卖点,（1）仪表测量适用范围宽（2）仪表抗干扰性能强（3）仪表测量精度高（4）仪表互换性能好（5）仪表在线监测自诊断能力全,26,（1）KROHNE电磁流量计测量使用范围宽,KROHNE电磁流量计口径范围大DN2.5mm3000mmKROHNE电磁流量计流速测量范围（量程）宽V00.3m/s012m/sKROHNE电磁流量计各种规格齐全经济型、给排水、全能

11、应用、高精度、卫生型KROHNE电磁流量计特殊应用品种多,27,OPTIFLUX1000经济型，DN10-150OPTIFLUX2000给排水，DN25-3000OPTIFLUX4000全能型应用，DN2.5-3000OPTIFLUX5000高精度&耐磨性佳，DN2.5-100OPTIFLUX6000卫生型，DN2.5-150K300经济型，DN10-300K450改进经济型，DN10-450,KROHNE公司电磁流量计规格全,（PFA衬里）夹持型,（橡胶衬里）,（四氟、PFA、聚氨酯衬里）,（陶瓷衬里）,（PFA衬里）,28,OPTIFLUX4000+IFC040,OPTIFLUX4040C

12、2线技术DN10.150OPTIFLUX5080cap电容电磁DN25.100TIDALFLUX4110PF非满管DN2001800BATCHFLUX5015C体积灌装DN2.5.40BATCHFLUX3070C电池供电DN25.600,BATCHFLUX5000+IFC015,KROHNE特殊用途电磁流量计品种多,TIDALFLUX4000+IFC110,OPTIFLUX5000+IFC300,29,（2）仪表抗干扰性能强,励磁方式种类恒流励磁：用于测量特殊介质，涡流损耗小，交变干扰影响小，但会产生极化现象50Hz正弦波交流励磁：早期电磁产品使用，外界干扰影响大低频恒流（矩形波）励磁：既克服

13、了交流励磁的干扰影响，又消除了极化现象的产生，使流量计抗干扰性能增强，仪表稳定性提高,KROHNE公司电磁励磁方式为低频恒流励磁而且不同口径选用不同励磁电流频率，因此抗干扰性能强,DN300mm选用（1/41/6）50Hz励磁频率DN1000mm选用（1/161/18）50Hz励磁频率DN1000mm选用（1/321/36）50Hz励磁频率流量信号的波形与励磁电流波形相一致仪表口径越大，励磁电流频率越低,30,（3）KROHNE公司电磁流量测量精度高,仪表精度用测量误差允许最大值表示误差常用表示方法为：绝对误差mm/s(或m3/h)实际流速（或实际流量）表示相对误差百分比表示,相对误差有两种方

14、式表示量程误差ofF.S.(又称引用误差)测量值误差ofM.V.(又称示值误差)用测量误差ofM.V.表示的仪表精度远高于用量程误差ofF.S.表示的仪表精度KROHNE公司电磁流量计误差是以测量值相对误差表示，因此精度高,两种完全不同的相对误差比较,31,KROHNE公司电磁流量计有不同等级精度的产品1.不同型号其测量误差（精度）不同1%K3000.5%T900、K4500.3%IFM4080、IFM41100.2%OPTIFLUX4300如OPTIFLUX5300精度0.15%（DN10-100）陶瓷衬里电磁传感器配套精度高2.相同规格不同口径测量误差不同过大过小口径配套标定难度高3.用测

15、量点的相对误差+绝对误差之和表示总的测量误差低流速测量误差大例：=0.2%+1mm/s合成误差=测量点相对误差0.2%+绝对误差1mm/s如测量点为1m/s流速时，合成误差=0.2%+(1mm/s)/(1m/s)=0.3%测量点为0.1m/s流速时,合成误差=0.2%+(1mm/s)/(0.1m/s)=1.2%,32,Optiflux4300，精度描述：DN101600mm，为（0.2%+1mm/s）DN2.56mmDN1600mm，为（0.3%+2mm/s）,OPTIFLUX系列电磁流量误差曲线,33,电磁流量计|成套仪表精度,34,(4)KROHNE公司电磁流量计的互换性能好,KROHNE

16、公司电磁流量计均可实现互换KROHNE公司大规模电磁流量计生产工艺决定传感器与转换器单独检测和标定每台转换器都由高精度信号调校成一致的标准形式，完全实现互换每台传感器均由高精度水流量标定装置通过实流标定，获得传感器系数GK值选取符合用户要求的传感器和转换器，将传感器系数GK值，口径DN及量程Q100%等参数设置到转换器中，即完成配套组合。生产配套工艺过程，充分体现了KROHNE公司电磁流量计具备优越的互换性更换转换器和传感器，按同样方式设置，可实施再配套组合，保证原来精度,35,电磁流量计|传感器系数GK值分析,问题引入：某一台电磁流量传感器，B、D为定值时，电极流量信号与被侧介质流速成正比不

17、同口径传感器相同流速，无法达到相同的电极流量信号相同口径传感器相同流速，也有不同的电极流量信号原因：是工艺条件限制，B（磁通密度）D（管道内径）不能实现绝对相同E=BDV,36,电磁流量计|GK作用,传感器常数GK的重要作用：每台传感器均有自己的特征值，即传感器系数GK用GK值反映某一传感器的流量信号特征（称为传感器常数）GK定义：当被测介质流速为1m/s时的流量信号E1m/s，与定值840mV之比值为此台传感器的GK值（即传感器系数）已知GK值则能求得在流速为1m/s时此传感器电极流量信号E1m/s=840uV/GK已知GK值则能求得在流速为Vm/s时此传感器电极流量信号EVm/s=840/

18、GK*Vm/s当GK=1时，E1m/s=840uV已知GK值传感器则能与所有系列转换器实现配套和互换（转换器中设定对应GK、D、Q100%各参数后则完成配套目的）GK值为一无量纲单位的系数,37,0000000,0009521,0019042,0028563,0038048,0047605,0057126,0066647,0076168,0085689,0095210,0104731,0114252,0123773,0133294,0142815,0152336,0161857,0171378,0181099,0190420,0199941,0209462,0219003,0228504,02

19、38025,0247546,0256995,0266588,0275848,0285630,0294945,0304672,0315877,0323714,0334744,0344620,0352288,0361795,0371319,0381116,0390361,0399600,测量值,0400000,参考值,脉冲（容量）比如1个脉冲代表1升水,0,1%偏差,液位开关,阀门,最大流量:30.000m3/h容量:500m3不确定度:10M,78,（7）电磁流量计故障分析方法之七：（连接电缆“励磁线和信号线”的常规检测）（1）励磁电缆线检测：一体型仪表和IP68灌封型传感器中励磁线检测方法同励

20、磁线圈检查相同。励磁电缆和励磁线圈二者同时被检测，必要时切断连线才能单独检测。分体型仪表和非灌封型励磁线检测励磁线一端二线7#、8#短路，另一端用万用表测量应为线间电阻。（2）信号电缆先检测：一体型仪表和IP68灌封型传感器中励磁线检测方法同传感器二电极对地电阻检查。电极对地电阻与信号线二者同时被检测，必要时切断连线才能单独检测。分体型仪表和非灌封型励磁线检测信号线1#对1#，2#对2#，3#对3#应为线间电阻1#对2#，1#对3#，2#对3#之间应保持良好绝缘性能。,79,（8）电磁流量计故障分析方法之八：（电磁流量计输出信号与后位仪表配接检查）后位仪表本身不属于检测项目有源输出信号，不允许

21、后位再附加电源无源输出信号，后位仪表必须具备外接电源必要时还应串入限流取压电阻R（1K10K）后位仪表有接地电位时，输出信号线应接同地电位。(输出信号必须为隔离型）按后位仪表要求，设置转换器输出脉冲的幅值和脉宽，否则后位仪表难以接收到脉冲。根据通讯规则连接各种通讯接口。（包括地址和波特率设置）,80,（9）电磁流量计故障分析方法之九：（流量计输出信号连接的后位仪表检查）,81,十、电磁流量计十种不同分类型式,按传感器和转换器安装位置划分：一体型、分体型和墙挂型，盘装型按使用与防爆区域划分：防爆型和非防爆型按传感器结构划分：管道式和插入式按防护等级划分：防喷淋型和潜水型按励磁方式划分：单频励磁和双频励磁按传感器承压能力划分：普通型和高压型按传感器有无电极划分：电极型和电容型按转换器电路型式划分：模拟电路型和智能型按电源和输出线传输线数量划分：二线制和四线制按电源供给类别划分：交流供电、直流供电和电池供电型式,82,KROHNE电磁流量计研发史,