电磁流量计培训-丁瑞环

1、电磁流量计培训丁瑞环一.基本原理二.重要部件三.组成部分四.电磁流量计的特点五.电磁流量计的选型六.电磁流量计的安装要求七.电磁流量计的分类形式电磁流量计培训一、基本原理电磁流量计基本原理基于法拉第电磁感应定律| YYYY-MM-DD3 | Presentationtitle电磁流量计 | 基本原理法拉第电磁感应定律 =KE : 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| YYYY-MM-DD4 | Presentationtitle由基本原理引申三个重要概念只能测量导电介质电导率限制条件 15S/cm（水20S/cm） (低电导率0.05S/cm使用专

2、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，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）实际测量值为流体流速电磁流量计实际测量介质的流速（它是速度式流量计）测量介质的体积流量 熟练流速换算 Q(流量）= /4*DN2*V | YYYY-MM-DD5 | PresentationtitleV=Q 0.03537m/s/(DN/100)Q=V 28.274m3/h/(DN/100)二、重要部件| YYYY-MM-DD6 | Pres

3、entationtitle信号转换器流量传感器+流量计=重要部件之一电磁流量传感器 导管 非导磁材料 （不锈钢，陶瓷，或塑料） 衬里 金属导管需要衬里 一对电极 获取感应电压 一对线圈 产生磁路 磁路 聚集磁场 外壳和接线盒| YYYY-MM-DD7 | Presentationtitle电磁流量计传感器导管 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| YYYY-MM-DD8 | Presentationtitle电磁流量计传感器线圈和磁路 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

4、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| YYYY-MM-DD9 | Presentationtitle电磁流量计传感器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316L, 316Ti 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。| YYYY-MM-DD10 | Presentationtitle电磁流量计传感器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

5、拆下清洗污垢| YYYY-MM-DD11 | Presentationtitle电磁流量计传感器衬里| YYYY-MM-DD12 | Presentationtitle衬里材料最高温度耐化学腐蚀性耐磨性变形性（温度/压力）（精度下降）口径范围耐真空PTFE四氟 180 C好 热碱浓酸取决于设计取决于口径和设计工艺10 6003/8” 24”取决于口径和设计工艺PFA + 钢丝网 180 c好 热碱浓酸中等低2,5 1501/10” 6”很好ETFE 120 C好热碱热酸很好低200 20008” 80”很好PP +钢丝网 90 C取决于液体类型好低25 1501” 6”很好硬橡胶80 C低浓度

6、（耐酸）低低25 30001” 120”中等氯丁橡胶 80 C低浓度好低25 30001” 120”中等PU聚氨酯 65 C低浓度优秀低50 16002” 64”好Ceramic 陶瓷 180 C好最耐磨完全不会变形 (长期稳定性)2,5 2501/10” 10”完全耐真空电磁流量计传感器外壳和侧环 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。| YYYY-MM-DD13 | Presentationtitle电磁流量计传感器法兰法兰用于连接管道，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

7、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，DN10DN80 1.6MPa，DN100DN150 1.0MPa，DN200DN1000 0.6MPa，DN1200DN3000 美国标准 ANSI B16.5RF,目前主要采用150lb,300lb,大致相当于2.0MPa,5.0Mpa 日本标准JIS 2210,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，机械部标准，石化标准等。| YYYY-MM-DD14 | Pr

8、esentationtitle电磁流量计传感器接地环不同介质亦需要选用不同材质的接地环，满足腐蚀性要求可选材质：不锈钢，哈氏合金，钽等IFC300的虚拟接地功能| YYYY-MM-DD15 | Presentationtitle重要部件之一电磁流量转换器| YYYY-MM-DD16 | PresentationtitleSC100IFC110IFC010IFC090IFC100IFC300IFC070T900K300/K450IFC050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| YYYY-MM-DD17 | Prese

9、ntationtitle科隆电磁流量计的显示和输出信息六种显示内容 显示和测量介质的体积流量Volum flow m3/h,L/min,L/s 包括瞬时流量、累积流量m3、L（两个计数器，正反向代数和计数） 当介质密度固定时，可显示测量相对质量流量。Mass flow kg/h, kg/min, kg/s 显示和测量流体的流速 flow speed m/s 显示和测量被测介质的电导率 conductivity s/cm 显示和测量传感器励磁线圈温度 Coil temperature 显示和测量转换器累积工作时间 operating hours 显示自诊断信息 diagnosis value 详

10、见第五章“在线诊断与传统诊断的比较”一节 S超技术指标出现 F出错仪表应用出错 多页多行自选显示内容| YYYY-MM-DD18 | Presentationtitle显示内容| YYYY-MM-DD19 | Presentationtitle二个测量页，除可显示五种介质物理量外 (U,M,V,T)还可显示转换器工作时间(h)和二个内部计数器的累计量(C1,C2) U,M,V, ,T,h,C1,C2有一页流量趋势图形显示%100 0 min100多国语种选择专页显示在线诊断出错信息显示屏上还有菜单编号和信息导向等六种输入输出信号 电流输出信号 Current output 电流范围0-20mA

11、/测量量程*m3/h/有源无源选择/极性选择/时常数/小流切除 频率输出信号 Frequency output 脉宽选择、对称、自动、固定/量程 10KHz/测量量程*m3/h/极性选择/时常数/小流 切除 脉冲输出信号 Pulse output 脉宽选择、对称、自动、固定/脉冲单位/脉冲当量/极性选择/时常数/小流切除 状态输出信号 Status output 模式选择/流向/过载/计数器达预算值/空管/出错/常开常用选择 限位开关 Limit switch 流速/流量/线圈温度/电导率/诊断值/极性选择/常开常用选择 控制输入信号 Control input 保持某输出或所有输出/保持某计

12、数器或所有计数器/复位某计数器或所有计数器/某输出或所有输出为零/量程转换/出错复位| YYYY-MM-DD20 | Presentationtitle三、电磁流量计的组成部分 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。| YYYY-MM-DD21 | Presentationtitle 一体型电磁流量计（C） 分体型电磁流量计（F）转换器转换器传感器传感器连接电缆连接电缆传感器传感器转换器转换器连接

13、电缆连接电缆电磁流量计连接电缆两种连接电缆传输不同信息 信号电缆 : 将传感器流量信号传输到转换器 励磁电缆: 将转换器产生励磁电流送到传感器励磁线圈信号电缆线分A型B型二类，常用型号为A型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：T900， SC100AS， IFC110， IFC300| YYYY-MM-DD22 | PresentationtitleA型电缆（双重屏蔽）B型电缆（三重屏蔽）电磁流量计连接电缆| YYYY-MM-DD23 | Presentationtitle *A,B型电缆最长距离图表 IFC300连接电缆选用图四、电磁流量计的特点 测量管内无阻尼结构（

14、空管） 压损小，可测量固液二相介质的体积流量 对比仪表：机械式流量计（涡轮），差压式流量计（孔板） 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 对比仪表：转子流量计 量程比宽 量程比宽（1：100），且输出信号与被测介质体积流量成线性关系 对比仪表：转子流量计（1:10） 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：1520D 1015D 超声：1015D 510D 电磁：510D 25D| YYYY-MM-DD2

15、4 | Presentationtitle电磁流量计 | 传感器系数GK值分析问题引入： E=kBDV 某一台电磁流量传感器，B、D为定值时，电极流量信号与被测介质流速成正比 不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| YYYY-MM-DD25 | Presentationtitle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

16、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/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、Q 100%各参数后则完成配套目的） GK值为一无量纲单位的系数| YYYY-MM-DD26 | PresentationtitlesmEVGK/1840电磁流量计标定：非稳压动态水流量标定装置确定传感器系数GK值

17、| YYYY-MM-DD27 | Presentationtitle0000000KROHNEKROHNEIFC 090I.POverrangeFlowrate+.-.Stotalizer00095210019042002856300380480047605005712600666470076168008568900952100104731011425201237730133294014281501523360161857017137801810990190420019994102094620219003022850402380250247546025699502665880275848028

18、5630029494503046720315877032371403347440344620035228803617950371319038111603903610399600Start, 开始计算Stop停止计算测量值0400000 参考值脉冲（容量）比如 1个脉冲代表1升水0.1% 偏差液位开关液位开关阀门最大流量: 30.000 m3/h容量: 500 m3不确定度: 0,013 % 标定塔流量标定装置标定传感器系数的原理 GK被标传感器=（U实际容积/U测量容积）GK标准转换器 GK被标传感器被标定的传感器系数 U实际容积 由标定容器测得流过传感器流量的实际流量容积 U测量容积 被标传

19、感器与标准转换器配合测得的测量容积 U测量容积=P累积脉冲N脉冲当量 P累积脉冲标准转换器输出脉冲累积值 N脉冲当量每一脉冲对应的流量体积 GK标准转换器标准转换器内设定的GK值 GK值是每个传感器的身份象征| YYYY-MM-DD28 | PresentationtitleKROHNE电磁流量计新开发在线检测自诊断功能全当可能出现这些问题时该怎么判断？| YYYY-MM-DD29 | Presentationtitle可能的问题可能的问题传统检测传统检测被测介质电导率高低 人为抽样检测介质中含有气泡、固态颗粒无法检测电极结垢，腐蚀停机拆卸检查 电极短路、泄漏、不对称用万用表测量 测量管非满管

20、无法测量 衬里变形停机拆卸检查前后直管段不符合要求 人员到现场查看 环境温度用温度计现场测量 介质温度 无法测量 外磁场影响严重无法测量 励磁电流偏差 用电流表测量转换器温度无法测量励磁线圈短路断路用万用表停机测量 电流输出电缆开路停机用万用表测量电源断电无法测量转换器前置放大增益偏差无法测量 内部计数器溢出目测检查 空管用万用表测量科隆最先进的自诊断技术给你解决方案！ 可以测出介质的电导率 可以判断是否空管 可以间接测量介质温度 可以判断介质中是否有气泡 可以判断电极是否被腐蚀 可以判断电极是否短路 可以判断直管段是否符合要求 可以判断判断衬里是否变形 可以判断管道底部杂质沉积 可以判断是否

21、满管 可以判断是否有外部磁场影响 可以检测仪表线性（放大器线性检测） 可以判断介质中是否有太多固体颗粒 可以判断电极是否结垢| YYYY-MM-DD30 | Presentationtitle 电极电阻检测 励磁线圈电阻检测 电极噪声检测 流体流态检测 仪表线性检测(1) 电极电阻检测 检测原理： 在两电极和电极对地之间加一电压，测量流经电流可检测电极间的电阻值 R=K/( xEF) R电极电阻 EF电极系数（接近电极尺寸） 电导率 K常数 校验时在C1.1.10中输入现场校验时介质电导率，机内自动计算并显示出EF值，以后 此值用于从电极电阻检测电导率 应用目的： K a 计算检测介质电导率

22、= RxEF b 判断管道中空管可能当 小于极限值时空管报警 c 电极结垢绝缘物时,电极电阻R过大 d 电极泄漏:此时电极对地电阻明显减小| YYYY-MM-DD31 | Presentationtitle(2) 励磁线圈电阻测量电磁流量计同时帮你监控介质 检测原理： 励磁线圈电阻R与线圈温度的关系式： R=R201+a(T-20) R2020 时励磁线圈电阻 a=0.39%/ 线圈材料温度系数 T检测时线圈励磁温度 校验时在C1.1.08中输入现场校验时线圈温度,机内计算并显示R20值，以后此值用于从线圈电阻检测线圈温度 应用目的： 通过检测线圈电阻计算测出线圈温度 它间接反映了传感器介质和

23、环境温度 当线圈阻值与出厂值相比较变化过大时, 确定线圈短路或开路存 在,将严重影响测量精度| YYYY-MM-DD32 | Presentationtitle20a2020RRRT(3) 电极噪声检测噪声引起原因： 气泡，固态颗粒，檫磨电极 介质对电极电化学腐蚀 二种不同电导率介质配比不均匀，介质PH值迅速变化 电导率过低当噪声严重影响仪表时会出现输出信号和显示的波动| YYYY-MM-DD33 | Presentationtitle 电极噪声检测检测原理:电极信号流量信号噪声电势删除电极信号中有规则的流量信号后测得的电极电压为噪声电势流量信号时电极信号噪声电势 常规流量测量 噪声测量 |

24、YYYY-MM-DD34 | Presentationtitleelectrode signal multiplication1-1resultelectrode signalmultiplication1-1result电极电压和励磁同向的采样信号相乘取出流量信号和相移了90的采样信号相乘没有噪音时，输出电压为零电极噪声检测 应用目的： 当检测到噪声电势后，启动噪声滤波抑制功能，便能有效抑制噪声使仪表正常工作。 使用方法： 在菜单中启动电极噪音测量 C1.3.13 ON 实测电极噪声数值C1.3.15 再开启噪声滤波 C1.2.07 ON 提高实测电极噪声数值，再将此值设置到噪声电平C1.2

25、.08中或提高噪声抑制C1.2.09 返回C1.3.15再检测实测电极噪声数值，如还未见效，重复上述步骤，同时开启噪声滤波提高脉冲宽度和脉冲限制(C1.2.4,C1.2.5,C1.2.6)直至工作稳定。 | YYYY-MM-DD35 | Presentationtitle(4) 流体流态检测让流体流态检测来帮助你解决这些需要停机拆卸检查，甚至无法检查的问题！ 测量管未满管 测量管底部沉积 测量管衬垫明显凸起 前后直管段未达到安装要求 造成流态不对称，或紊流状态| YYYY-MM-DD36 | Presentationtitle(4) 流体流态检测检测原理：两个上下励磁线圈中，同时同相流入同值励

26、磁电流I1I2,在两电极上产生极性相反的感应电势U1和U2 如管内流体流态分布对称均衡时U1=U2，两电极上合成电势UAB=U1-U2=0如管内流体流态发生变化，尤其管中上下两部分流态存在差异时U1 U2 UAB 0| YYYY-MM-DD37 | Presentationtitle线线圈部件圈部件电极电极 电极线线圈部件圈部件线线圈部件圈部件电极 7 I1U1U2 8 I2UAB= 9 (5) 仪表线性检测检测原理: 在较短测量周期内，磁场减少到（即励磁电流减少） 检测电极信号是否对应同步减少到，如按比例变化（当流量不变条件下）说明仪表线性优良 U=BDV=KIDV :电极电压 I:励磁电流

27、 Q=D2 V/4= (不变) Q:流量 K:常数| YYYY-MM-DD38 | PresentationtitleIKU U 电极Q指示 U电极 / I磁场 I 磁场Q Q123流量 输出友情告知 具有在线检测和自诊断功能不等于实施这些功能 只有开启某一检测才能实施此功能的自测功能 IFC300菜单中有（C1.3自测）专项供用户便利开启使用其中包括： 电导率与空管检测C1.3.1 (C1.3.2 实际值,C1.3.3 限定值) 电极噪声检测C1.3.13 (C1.3.15 实际值,C1.3.14 限定值) 流量流态检测C1.3.10 (C1.3.12 实际值,C1.3.11 限定值) 线形

28、检测C1.3.6 (C1.3.7 实际值) 励磁线圈电流检测C1.3.9| YYYY-MM-DD39 | Presentationtitle转换器的自诊断功能| YYYY-MM-DD40 | PresentationtitleIFC 100IFC 300编号检测内容IFC300IFC100IFC0501电极电阻检测有有有2线圈电阻检测有有有3电极噪声检测有有有4流体流态检测有5仪表线性检测有IFC 050在线诊断结果在仪表上的显示：| YYYY-MM-DD41 | Presentationtitle在线诊断内容 仪表显示信息 传统检测被测介质电导率高低 active conductivity

29、人为抽样检测介质中含有气泡、固态颗粒S electrode noise无法检测电极结垢，腐蚀S electrode noise停机拆卸检查 电极短路、泄漏、不对称S electrode symmetry用万用表测量 测量管非满管S pipe not full无法测量 衬里变形S flow profile停机拆卸检查前后直管段不符合要求 S flow profile人员到现场查看 环境温度S field coil temperature用温度计现场测量 介质温度 S field coil temperature无法测量 外磁场影响严重S linearity无法测量 励磁电流偏差 S field

30、current deviation用电流表测量转换器温度S electronic temperature无法测量励磁线圈短路断路S field coil broken/bridged用万用表停机测量 电流输出电缆开路F open cicuit A停机用万用表测量电源断电I power failure无法测量转换器前置放大增益偏差S gain error无法测量 内部计数器溢出S over flow counter1/2目测检查 空管S empty pipe用万用表测量五、电磁流量计选型必须参数： 最基本参数：工艺管径和流量范围 环境工况条件：防护等级、防爆要求、电源电压、工艺管道材质 被测介质

31、的理化性能：电导率、温度、压力、含气泡，固体颗粒成分、腐蚀性 决定电极材料，型式、衬里材料有助更精确选型的参数： 对仪表结构要求一体、分体选择、分体型应提供电缆长度需求 对仪表精度要求确定使用转换器规格 对仪表输出信号、显示内容、通讯接口及可操作性的要求决定转换器型号选型原则： 保证满足测量现场的工况条件 达到仪表使用的精度与功能要求 力求价格便宜适中| YYYY-MM-DD42 | Presentationtitle六、电磁流量计安装调试要求 （1）传感器上箭头方向必须与实际流量方向一致（如反向安装，转换器菜单中流动方向一项必须更正）| YYYY-MM-DD43 | Presentation

32、title(2) 必须保证满管测量状态| YYYY-MM-DD44 | Presentationtitle(3) 前后直管段的要求注意：前后直管段从电极处开始计算！| YYYY-MM-DD45 | Presentationtitle特殊仪表WATERFLUX无需前后直管段| YYYY-MM-DD46 | Presentationtitle(4) 安装位置要求| YYYY-MM-DD47 | Presentationtitle(5) 无干扰的安装A 传感器必须良好的接地：给信号源参考零电位，使被测介质与大地相连通安全性要求（如雷击）抗外界干扰转换器部分已通过电缆线接地，毋须再行接地，以免因电位不

33、同而引入干扰IFC300虚拟接地功能| YYYY-MM-DD48 | Presentationtitle(5) 无干扰的安装B: 避免外界磁场干扰C: 避免剧烈振动D: 法兰面差距小于0.5mm| YYYY-MM-DD49 | Presentationtitle(6) 必须正确接线和铺设电缆 确认电源电压（24VDC仪表被220VAC电源烧坏现象层出不穷） 电缆数字与端子数字对号入座电缆安装注意事项： 信号电缆与励磁电缆分开穿管(铁管),可防止干扰,机械损伤，必须采用公司提供的专用电缆 信号电缆、励磁电缆与电源线分开安装 脉冲输出线应考虑线间分布电容影响，不宜过长接地屏蔽端、信号端、励磁端励磁

34、线圈连接中点、电源端| YYYY-MM-DD50 | Presentationtitle(7) 分体型电磁流量计必须配套对号安装 分体型电磁流量计应确保电磁流量转换器与传感器对号配套使用 转换器与配套传感器仪表号码一致（张冠李戴将不能正常工作）| YYYY-MM-DD51 | Presentationtitle七、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 按传感器结构划分：管道式和插入式 按有无法兰划分：法兰式和夹持式 按防护等级划分：防喷淋型和潜水型 按使用与防爆区域划分：防爆型和非防爆型 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

35、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| YYYY-MM-DD52 | Presentationtitle七、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 墙挂型 盘装型| YYYY-MM-DD53 | Presentationtitle七、电磁流量计十种不同分类型式按传感器结构划分：管道式和插入式| YYYY-MM-DD54 | Presentationtitle七、电磁流量计十种不同分类型式按有无法兰划分：法兰式和夹持式| YYYY-MM-

36、DD55 | Presentationtitle七、电磁流量计十种不同分类型式按防护等级划分：防喷淋型和潜水型按照国标 GB 4208 84 与国际电工委员会IEC标准（IEC 529 - 76）关于外壳防护等级为： IP6X:完全防止粉尘进入 IP X5 为防喷水型，即可允许水龙头从任何方向对仪表喷水，出水量为 12.5 升 /分，喷口离仪表距离 3 米 IP X6 为强防喷水型，即可允许水龙头从任何方向对仪表喷水，出水量为 100 升 /分，喷口离仪表距离 3 米 IP X7 为短时间浸水型，即仪表可短时间全部浸入水中（试验时最低点应在水下至少1m，持续时间至少为 30 分钟） IP X8 为潜水型，应能长期在水中工作，其浸入的最大深度由制造