WHCM_2密度计说明书 (1)

1、唐山市惠斯特科技有限公司 WhCM-2型密度计使用说明书 *WhCM-2密 度 计使用说明书*使用前请详细阅读唐山市惠斯特科技有限公司microchip 专业设计一、 前言传统的射线密度计是利用射线强度和被透射流体密度的指数反比关系的原理而制作的，因而从原理上本身就不可避免的受统计涨落的影响。另外，也是更重要的因素：射源对人体有害，使用和管理不便，国家控制相当严格，购买、使用、存放、销毁都要严格的审批。因此，大多数用户都尽量回避使用射线仪表。为了适应市场需要，克服射线仪表的缺点和问题，我公司研制出了WhCM-2型密度计。该仪表采用非接触式差压测量探头，2个探头的信号汇集到高性能高精度的智能变送

2、器，由扩散硅芯片完成压电转换，传送给二次仪表，二次仪表以PIC16F876单片机为核心，完成电信号的智能处理，进行显示和远传。WhCM-2型密度计可用于测量所有流体（包括溶液和悬浮液）的密度和浓度，反应灵敏，测量精度高；出厂前就已标定好，装上就用，使用方便，安装地点也没有苛刻的要求。二、 性能指标1. 电源：AC220V±15%, 50Hz；2. 功耗：3W；3. 测量范围：通常0-2.000g/cm3；变送器端高清晰背光液晶显示，两键操作。4. 输出信号：(A)1-2g/cm3时对应4-20mA，小于1.0时无输出；(B)0-2 g/cm3对应4-20mA5. 测量精度: 0.5%

3、；6. 探测器外型尺寸：高500mm×长500mm×宽340mm三、 WhCM-2型密度计工作原理和结构特点1、 工作原理根据流体静力学原理，在流速恒定的液体中垂直高差为h的两点间的压强差P如下：P = h × g × 其中：g：重力加速度，9.8m/s2：液体密度，kg/m3这就是WhCM-2型密度计的工作原理和标定根据。2、 探测器结构特点：图（一）、探测器结构图图（二）、探测器外形尺寸图WhCM-2型密度计探测器的结构图如图（一），外型尺寸如图（二）所示。探测器由测量管1、变送器2、节流喷嘴3、上探头4和下探头5组成。测量管1和节流喷嘴3组成一次传

4、感元件，它使经过密度计的被测液体以恒定的最佳流速通过测量管；上下探头4、5取得垂直高差为hmm的两点间的压强差P；再由变送器2将P转变成对应的电流信号。对于用来测量重介质的密度时，测量范围定在12Kg/L，h为250mm左右。探测器高度为500mm,加上下部的喷嘴和上面适当的取样装置，总高度约需要一米左右。3、 仪表结构特点WhCM-2型密度计是壁挂式仪表，外型尺寸如图（三），定位尺寸如图（四）所示。图（三）、仪表外形结构尺寸图图（四）、仪表定位尺寸图从电器结构上划分，WhCM-2型密度计二次仪表由2部分组成。一是电源部分，采用的是高稳定度的线性电源。二是信号处理、数据处理和显示部分，该部分以

5、PIC16F873A微电脑为核心，处理变送器传来的密度信号，转换为数字信号显示出来，并输出4-20mA电流信号，供上位机使用。四、智能变送器新特性概述双法兰智能变送器（以下简称变送器）采用先进的集成电路和表面安装工艺,将差压物理信号转换成4-20mA电信号，同时将物理量值显示在液晶屏上。（1）、变送器采用了先进的数字技术及频率相移键控（FSK）技术，提高了整机性能及可靠性，便利于工业现场与控制室之间的连接。（2）、变送器具有本机调量程、调零点按钮，在使用现场可方便地就地调整。（3）、变送器电子部件采用先进的集成电路和表面安装工艺，具有查询、测试、组态等功能。变送器的核心是一个差压传感器件，称为

6、“”室。该传感器是一个完全密封的组件，过程压力通过隔离膜片和灌冲液硅油传到感压膜片，再由电子部件转换成4-20Ma DC的电信号。变送器的线路板模块采用专用集成电路（ASICS）和表面封装技术，接收来自传感器的信号并进行修正和线性化，其输出部分将数字信号转变成4-20mA模拟信号。 变送器的A/D转换电路采用16位低功耗集成电路，供微处理器进行信号处理。微处理器控制A/D和D/A转换，并完成计算和现实功能。简单的双键操作，轻松的完成所有在线整定。在变送器的显示面板上有2个按键：调零键(Z)和调满键（S）五、仪表的连线仪表内部线路板上的接线端子，从左到右标注如下：端子号名称外接 # 1L交流22

7、0V火# 2N交流220V零# 3FG接地端（仪表外壳）# 4NC# 5mA-4-20mA输出- # 6mA+4-20mA输出+ # 7S+探测器测量端+（接红色线）# 8S-探测器测量端-（接蓝色线） 注意：探测器是弱信号设备，切记不要连接到220V交流电源上。六、关于探测器的安装图（五）、探测器的安装方式一如果探测器安装在流体的下降通道中，通常将被测液体分流一部分到探测器。这种情况下，要求取样口伸入主管路以保证探测器内保持满管，探测器下面需要安装节流喷嘴（本仪表附件，供货时已提供）。参看图（五）如果探测器安装在流体上升通道中，则直接把探头与主管路并联旁路既可，节流喷嘴在上部倒装，出口管径为

8、入口管径的2/5左右为佳，参看图（六）。图（六）、探测器安装方式二七、变送器的按键操作说明一：快速校准（1）零点自动校准功能：在探测器空管状态下，使变送器的零点状态可快速对准。步骤如下：l 确认探测器处于空管状态；l 按键开锁：同时按下(Z)和(S)键5秒，便可开锁(LCD屏显示OPEN)；l 按键校零：按下(Z)键5秒钟，变送器输出4.00mA,校零完成并退出快速校准状态；l 注意：此功能在调试投入时，非常有用。（2）满量程自动校准功能：将探测器中装入密度为2.0的配液，使变送器的满度状态可快速对准。步骤如下：l 确认探测器中装入了密度为2.0的配液；l 按键开锁：同时按下(Z)和(S)键5

9、秒，便可开锁(LCD屏显示OPEN)；l 按键校满：按下(S)5秒钟，变送器输出20.00mA,校满完成并退出快速校准状态；l 注意：此功能仅在出厂前作为仪表调试之用，在工业现场，一般没有合适配比的液体，请不要随意使用此功能。八、变送器的按键操作说明二：参数组态按下S键6秒后，显示屏显示“PASS”，再按Z键，显示屏显示数值并且光标闪烁。闪烁位为修改位，按Z键该位数字加1但不进位。长按Z键4秒钟光标移位。按上述操作方法修改此值为160，再按S键进入下一参数调整程序。各参数的意义如下：提示符数值意义PASSXXXXX.密码验证，密码为160bdShXXXX.X20mA对应的过程量（满度值）bdS

10、LXXXX.X4mA对应的过程量（零点值）trAnXXXXX变送器功能，=0表示线性，=1表示开方UnItXXXXX显示单位 0-4,7-9,11-13=Kpa,5=Psi,6=bar,10=Pa,14=Mpa,15=mA,16=%,17=S,18=m3/h,19=t/hdAdPXXXX.X阻尼时间，程序运行时限定最大值为30秒PrELXXXXX低点微调。过程量调整为当前输入值。按Z键后修改低点微调压力值；不作调整时不要按Z键，直接按S键进入下一参数。PrEhXXXXX高点微调。过程量调整为当前输入值。按Z键后修改高点微调压力值；不作调整时不要按Z键，直接按S键进入下一参数。InItYES/n

11、oHart三点线性化及微调数据初始化表8-1操作提示1: PrEL 以后的几个参数，属于出厂前调试参数，用户在使用时不需要改变。操作提示2：“按X秒”或“长按X秒”意思是按住一个键不松开持续一段时间，“按某键”意思是按一下某键（立刻松开）。九、密度计的整定（一）探测器的校准探测器在出厂前已经过了校准，通常，设备运送工作现场，安装即可使用，不需要再整定。如果在使用过程中发现有不准确的现象，可对探测器进行调整。变送器的校准包括调零和调满两个步骤。（1）调零：在空管状态下，对变送器进行调零操作。探测器安装好以后，零点的位置就由两只变送器法兰的相对位置确定了，“零点”的本质意义也就是两只法兰的静态压差

12、，这个差值通常在 -2.5-3.4kPa之间。零点的调校是不需要计算的，按7、（1） 中零点快速校准即可。零点快速校准功能实际上也就是自动标度表8-1中参数bdSL的值。（2）调满：在生产状态下，用密度壶采样称重法来校准，也就是说用当前显示值对比采样称重计算值来调节参数bdSh举例：空管状态下，经过零点快速校准后，bdSL=-3.0kPa, bnSh = 2.0kPa。在生长过程中某一时刻，输出电流显示为14.5mA；同时取样称重得到悬浮液的密度为1.25g/cm3。根据密度0-2对应输出4-20mA 的线性关系，我们计算出密度是1.25时，输出的电流应该是14.0mA。由于变送器输出的电流比

13、计算值大，说明仪表的满量程值偏小。按比例计算出：14.5 * (bdSh-bdSL) / 14.0 = 5.2新的bdSh = bdSl + 5.2 = +2.2kPa这样，在变送器的参数里面，将bdSh从2.0增加到2.2即可。需要注意：从探测器到仪表的电流输出为4-20mA,对应的是密度0-2；然而，仪表的电流输出也是4-20mA, 可对应的密度是1-2，也就是说当密度小于1时，仪表输出的电流值为0mA。（二）仪表的整定和参数设置1. 仪表加电后，进入测量模式，在4位数码管显示当前密度值。仪表面板下部的三个按键用于参数设置。2. 按压设置键约1秒，进入电流最大值设置。此时仪表左侧的红色“S

14、ET”指示灯和绿色“HL”指示灯点亮。 按1s进入电流最大值设置。3. 在电流最大值设置模式下，按压“增加”或“减少”键，调节该值大小。按压此键增大，每次加1。按压此键减小，每次减1。同时按压此二键迅速增大，每次加50。同时按压此二键迅速减小，每次减50。N值得注意的是，本仪表对应的电流最大值和电流最小值是以10位2进制数表示的，范围是0-1023，输入电流为20mA对应值是1023，输入电流为0时对应值为0。也就是说，在0-20mA范围内线性对应0-1023，比如4mA对应值为204。 值得注意的是，通过电流最大值得微调，可以将仪表显示与变送器输出的电流显示趋于一致。得到满意的电流最大值后（

15、该值的缺省值为1023），按压设置键约1秒，进入电流最小值设置。按压1s进入电流最小值设置。4. 在电流最小值设置模式，仪表左侧的红色“SET”指示灯和绿色“LL”指示灯点亮。该值缺省值为204，通常不作变化。提示，通过该参数的调整，可以使得仪表的显示与变送器的输出在0点（即4mA位置）趋于一致。设置后，按压1s进入温度系数设置。5. 在温度系数设置模式，仪表左侧的红色“SET”指示灯点亮。该值缺省值为4，通常不作变化。设置后，按压1s进入平滑系数的设置。6. 平滑系数的数值范围是0-15，它包含着2个参数。该参数值小于8时，仪表的4-20mA输出对应的是1.000-2.000，该参数值为8-

16、15时，仪表的4-20mA输出对应的是0.000-2.000。该参数值除于8得到的余数，决定仪表显示及输出的积分时间T，关系公式如下：T = 0.5秒 2 Exp平滑系数的缺省值为3（或11），当需要更稳定的显示值时，需增大该参数；当需要跟随性能更好时，减小此参数。平滑系数调整到满意的量值后，同时按压两键约1秒，此时屏幕出现黑屏约0.6秒后，返回正常测量状态。至此，参数设定结束。十、变送器维护在变送器故障情况下，下述步骤可帮助找出问题原因。同时可帮助决定是否需要拆下来修理。这些资料帮助诊断和修理三大基本故障症状，对每种症状，先处理最容易检查的条件，如无法修理请同本厂服务中心联系。1输出过大可能

17、的原因和解决的方法：1、 一次元件：法兰表面有无硬物碰触，导致接触面变形受损。2、 导压管：检查导压管是否泄漏或折硬弯致堵塞3、 变送器的电气连接：变送器电路有无松动或有无杂物或污水进入4、 电源：检查电源是否符合变送器使用要求（电源线路有无强干扰信号）。2输出过小或无输出可能的原因和解决方法1、 一次元件：法兰表面有无硬物碰触，导致接触面变形受损。2、 接线回路a 检查加到变送器上的电压是否正常b 检查回路是否短路或多点接地c 检查回路连接的正负极性3、 导压管：检查导压管是否泄漏或折硬弯致堵塞4、 变送器的电气连接a 检查变送器传感器组件的引出线是否短接b 保证接插件接触处清洁和检查传感器

18、组件连接情况5、LCD指示表接线端无指示或指示表故障：是否用导线短接3输出不稳定可能的原因和解决方法1、 接线回路a 检查变送器是否有间歇性的短路，开路和多点接地的现象b 检查加到变送器的电压是否合适注意：切勿用高于45V电压去检查回路2、 被测液体波动（调整电流的阻尼作用）3、 导压管：检查导压管状况，有无破损或硬折痕。通过反复敲击两侧毛细管路，使得导压管内少量的空气泡从导压管内排出（走行到压力腔中），从而达到导压稳定。4、 变送器的电气连接a 检查变送器回路是否有间歇性的短路或开路现象b 保证接插件接触处清洁和检查传感组件连接地情况十一、WhCM-2密度计在重介选煤中的应用重介质选煤的任务一般是将原煤通过重介分选机分成精、中、矸三种产品，它的质量（灰分）和回收率是主要指标。由于原煤组成是随动的，有时变化很大，入料量也有变化，因此固定整个合格重介质的密度很难保证精煤灰分合格；合理的办法是测量和精煤一起出来的介质密度（也就是通常所说的精煤实际分选密度），并把它控制在一个最佳值（精煤灰分合格，回收率又高）附近。经典的解决方案是把密度计安装在精煤弧型筛下。用射线密度计就很难做到这一点，因为那里经常有人去，既不好安装又不安全。到目前为止还没有出现用来直接测量重介质稳定性（即沉降速度）的工业仪表，现在人们用介质密度和介质中磁性物含量精确计算