智能电磁流量计 目录 • 概述 • 主要技术参数 • 电磁流量计选型说明 • 流量计接线 • 流量计参数设置 • 流量计自诊断信息与故障处理 智能电磁流量计其传感器采用非均匀磁场技术及特殊的磁路结构，磁场稳定可靠，而且缩小了体积，减轻了重复，使流量计小型流量化的特点。 产品特点： ▲管道内无可动部件，无阻流部件，测量中几乎没有附加压力损失。 ▲测量结果与流速分布，流体压力，温度、密度、粘度等物理参数无关。 ▲在现场可根据用户实际需要在线修改量程。 ▲高清晰度背光 LCD 显示，全中文菜单操作，使用方便，操作简单，易学易懂。 ▲采用 SMD 器件和表面贴装（ SMT 电路可靠性高）。 ▲采用 16 位嵌入式微处理器，运算速度快，精度高，可编程频率低频矩形波励磁，提高了流测量的稳定性，功耗低。 ▲全数字量的处理，抗干扰能力强，测量可靠，精度高，流量测量范围可达 150:1 ▲超低 EMI 开关电源，使用电源电压变化范围大，抗 EMC 好 ▲内部具有三个积算器可分别显示正向累计量及差值积算量，内部设有不掉电时钟，可记录 16 次掉电时间 ▲具有 RS485 、 RS232 、 Hart 和 Modbus 等数字通讯信号输出。 ▲具有自检与自论功 • 概述 工作原理 电磁流量计测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双方波脉冲励磁时，将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为 B 的工作磁场。此时，如果具有电导率的流体流经测量管。将切割磁力线感应出电动势 E 。电动势 E 正比于磁通量密度 B ，测量管内径 d 与平均流速 v 的乘积。电动势 E （流量信号）由电极检出并通过电缆送至转换器。转化器将流量信号放大处理后，可显示流体流量，并能输出脉冲，模拟电流等信号，用于流量的控制和调节。
式中： E--------------- 为电极间的信号电压（ v ） B----------------- 磁通密度（ T ） d------------------ 测量管内径（ m ） v------------------ 平均流速（ m/s ） 式中 k, d 为常数，由于励磁电流是恒流的，故 B 也是常数，则由 E= KBdv 可知，体积流量 Q 与信号电压 E- 成正比，即流速感应的信号电压 E 与体积 Q 成线性关系。因此，只要测量出 E 就可确定流量 Q ，这是电磁流量计的基本工作原理。 由 E=KBdv 可知，被测流量体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动（如层流或者紊流）就不会影响测量结果的。因此说电磁流量计是一中真正的体积流量计。对于制造商和用户来说，只要用普通的水实际标定后就可以测量其他任何导电流体介质的体积流量，而不需要任何修正。这是电磁流量计的一突出优点，是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件，因此几乎没有压力损失，并且有分高的可靠性。 应用领域 由于电磁流量计有其独特的优点，因此被广泛用于化工化纤、食品、造纸、制糖、矿冶、给排水、环保 、水利水工、钢铁、石油、制药等工业领域中，用来测量各种酸、碱、盐溶液、泥浆、矿浆、纸浆、煤水浆、玉米浆、纤维浆、粮浆、石灰乳、污水、冷却原水、给排水、盐水、双氧水、啤酒、麦汁、各种饮料、黑液、绿液等导电液体介质的体积流量 2 主要技术参数
常见介质电导率表
电磁流量计选型说明 JXLDBE — □ □ — □ □ □ □ □ □ — □ 通径 组合 电极 0 —无输出 衬里 0 —无就地显示 0 —无通讯 0 —无接地环 上限流量 （ mm) S — 一体型 M — MO2Ti 1 — 4 — 20mA/0 — 1KHZ X —橡胶 1 —就地显示 1 —— RS485 1 —有接地环 m3/h L — 分体型 T — TiI （钛） 2 — 4 — 20Ma F —四氟 2 —— RS232 D — Ta （钽） P —聚乙烯 3 —— MOdbus H —哈氏合金 4 — Hart P — Pt( 铂 ) 可测量的流体 传感器口径的确定 流量计使用流速好在 0.3-15m/s 范围内，此时流量计口径可选择与用户管道口径一致。 一体型或分离型的选择 一体型：现场环境较好的情况下，一般都选用一体型，即传感器和转换器组装成一体。 ⑴环境温度或流量计转换器表面受辐射温度超过 60 o C. 订货时应注明传感器的转换器分离距离，一般不能超过 100m, 转换器为墙挂式安装。 电极、接地环材料的选择 应根据被测的流体的腐蚀性来选择电极的材料，请查有关腐蚀手册，对于特殊流体应作试验
衬里材料选择说明
流量范围的选择 大流量和小流量必须符合下表中的数。
安装地点的选择 ⑴尽量避开铁磁性物体及具有强电磁场的设备（如大电机、大变压器的等），以免磁场影响传感器的工作磁场和流量信号。 安装要求
管段≥ 5DN, 后直管道≥ 2DN(DN 为管径 ) 4 流量计的接线 ▲若采用分体安装连接的信号电缆采用定制的专用电缆线，电缆线越断越好 ▲激磁电缆可选用 Yz 中型橡套电缆，其长度和信号电缆一样 ▲信号电缆必须与其它的电源严格分开，不能敷设在同一根管子内，不能平等敷设，不能绞在一起应单独穿在钢管内 ▲信号电缆和激磁电缆尽可能短，不能将多余的电缆卷在一起，应将多余的电缆剪掉，并重新焊好接头 ▲电缆进入传感器电气接口时，在端口处做成 U 型，这样可以防止雨水渗透到传感器中。 一体就地显示接线端
上排 ： T-T+ ------------------------RS485 通讯 FUSE ------------------------ 电源保险丝 下排 ： AL,AH------------------------ 上下限报警 P+,COM---------- 脉冲频率， COM 与报警共用 1+ ， COM-----------------------4 ～ 20mA L1,L2-------- 电源 220V( 特殊订货 24VDC)
分体式远传接线端 EXT_EXT+------------------ 激磁线圈 TR,TR+---------------------RS485 通讯 COM,ALM+,ALM---------------- 上下限报警 L1,L2-------- 电源 220V( 特殊订货 24VDC)
方型转换器外观及安装尺
流量计的外型尺寸
5 仪表参数设置 仪表上有两个运行状态： 自动检测状态 参数设置状态 仪表上电时，自动进入检测状态。在自动检测状态下，仪表自动完成各测量更能并显示相应的测量数据。在参数设置状态下，用户使用四个面板键，完成仪表参数设置。 功能键
下键：循环选择屏幕下行显示内容； 上键：循环选择屏幕上行显示内容； 复合键 + 确认键：进入参数设置状态； 确认键：返回自动测量状态。 则量状态下， LCD 显示器对比度的调节：小液晶是通过“复合键 + 上键”或“复合键 + 下键”按下数秒钟：大液晶是通过调节大液晶的电位器来实现。
参数设置状态下键功能 ： 下键：光标处数字减 1 ； 上键：光标处数字加 1 ； 复合键 + 下键：光标左移； 复合键 + 上键：光标右移； 确认键进入 / 退出子菜单； 确认键：在任意状态，连续按下两秒钟，返回自动检测状态。 注： 1 使用“复合键”时，应先按下复合键同时按住上“上键”或“下键”。 2 在参数设置状态下， 3 分钟没有按键操作，仪表自动返回测量状态。 3 流量零点修正的流向选择，可将光标移至左边的“ + ”或“ - ”下，用“上键” 或“下键”切换使之与实际流量相反。 4 流量的单位选择，可将光标移至“流量量程设置”菜单的原显示的流量单位下，然后用“上键”或“下键”切换使之复合需要。 参数设置功能操作 要进行仪表参数设定或修改，必须使仪表从测量状态进入参数设置状态。在测量状态下按“复合键 + 确认键”出现状态密码（ 7206 ），再按“复合键 + 确认键” 后，则进入需要的参数设置状态。 参数设置菜单 转换器共有 24 个参数，用户应根据具体情况设置各参数。转换参数一览表如下： 参数设置菜单一览表
6 自诊断信息与故障处理 电磁流量转换器的印刷电路板采用表面焊接技术，对用户而言，是不可维修的。因此，用户不能打开转换器壳体。 智能化转换器具有自诊断功能。除了电源和硬件电路故障外，一般应用中出现的故障均能正确给出报警信息。这些信息在显示器右上方提出“！”惊叹号。在测量状态下，通过下键翻页，显示出故障内容如下： 流量正常 励磁报警 空管报警 • 仪表无显示 • 检查电源是否接通； • 检查电源保险丝是否完好； • 检查供电电压是否符合要求； • 检查显示器对比度调节是否能够调节，并且调节是否合适； • 如果上述前 3 项 a) 、 b) 、 c) 都正常，第 d) 项显示器对比度调节不能够调节请将转换器交生产厂维修。 2 ）励磁报警 a) 励磁接线 EX1 和 EX2 是否开路； b) 传感器励磁线圈总电阻是否小于 150 Ω c) 如果 a 、 b 两项都正常，则转换器有故障 3 ）空管报警 a) 测量流体是否充满传感器测量管 ; b) 用导线将转换器信号输入端子 SIG1 、 SIG2 和 IGGND 三点短路，此时如果“空管报警”提示撤消，说明转换器正常，有可能是被测流体电导率低或空管阀值及空管量程设置错误； c) 检查信号连线是否正确； d) 检查传感器电极是否正常； ①、使流量为零，观察显示电导比应小于 100% ②、在有流量的情况下，分别测量端子 SIG1 和 SIG2 对 SIGGND 的电阻应小于 50K Ω（对介质为水测量值。好用指针万用表测量，并可以看到测量过程有充放电路现象）。 e) 用万用表测量 DS1 和 DS2 之间的直流电压应小于 1V ，否则说明传感器电极被污染，应给予清洗。 4 ）上限报警 上限报警提示出输出电流和输出频率（或脉冲）都超限制。将流程量程改大可以撤消上限报警。 5 ）下限制报警 下限制报警提示出输出电流和输出频率（或脉冲）都超限。将流量量程改小可以撤消下限报警。 |
电磁流量计运行期故障
经初期调试并正常运行一段时期后在运行期间出现的故障是运行期故障，常见故障原因有：流量传感器内壁附着层，雷电击，环境条件变化。
1、内壁附着层
由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多，出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。若附着层电导率与液体电导率相近，仪表还能正常输出信号，只是改变流通面积，形成测量误差的隐性故障；若是高电导率附着层，电极间电动势将被短路；若是绝缘性附着层，电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。
2、雷电击
雷电击在线路中感应瞬时高电压和浪涌电流，进入仪表就会损坏仪表。雷电击损仪表有3条引入途径：电源线，传感器与转换器间的流量信号线和激磁线。然而从雷电故障中损坏零部件的分析，引起故障的感应高电压和浪涌电流大部分是从控制室电源线路引入的，其他两条途径较少。还从发生雷击事故现场了解到，不仅电磁流量计出现故障，控制室中其他仪表电器等常常同时出现雷击事故。因此使用单位要认识到设置控制室仪表电源线防雷设施的重要性。现已有若于设计单位队识和探索解决这一问题，如齐鲁石化设计院。
3、环境条件变化
主要原因同上节调试期故障环境方面，只是干扰源不在调试期出现而在运行期间再介入的。例如一台接地保护并不理想的电磁流量计，调试期因无干扰源，仪表运行正常，然而在运行期出现新干扰源（例如测量点附近管道或较远处实施管道电焊）干扰仪表正常运行，出现输出信号大幅度波动。
电磁流量计调试期故障
本类故障在电磁流量计初始装用调试时就出现，但一经改进排除故障，以后在相同条件下一般就不会再度出现。常见调试期故障主要有安装不妥、环境干扰、流体特性影响三方面原因。
1、管道系统和安装等方面
通常是电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，常见的例如将流量传感器安装在易积聚潴留气体的管网高点；流量传感器后无背压，液体径直排人大气，形成其测量管内非满管；装在自上向下流的垂直管道上，可能出现排空等。
2、环境方面
主要是管道杂散电流干扰，空间电磁波干扰，大电机磁场干扰等。管道杂散电流干扰通常采取良好单独接地保护可获得满意测量，但如遇管道有强杂散电流（如电解车间管道）亦不能克服，须采取流量传感器与管道缘绝的措施。空间电磁波干扰-般经信号电缆弓I入，通常采用单层或多层屏蔽予以保护，但也曾遇到屏蔽保护还不能克服。
3、流体方面
液体含有均匀分布细小气泡通常不影响正常测量，唯所测得体积流量是液体和气体两者之和；气泡增大会使输出信号波动，若气泡大到流过电极遮盖整个电极表面，使电极信号回路瞬时断开，输出信号将产生更大波动。
低频（50／16 Hz-50／6 Hz）矩形波激磁电磁流量计测量液体中含有固体超过含量时将产生浆液噪声，输出信号亦会有程度波动。
两种或两种以上液体作管道混合工艺时，若两种液体电导率（或各自与电极间电位）有差异，在混合未均匀前即进入流量传感器进行流量测量，输出信号亦会产生波动。
电极材质与被测介质选配不善，产生钝化或氧化等化学作用，电极表面形成绝缘膜，以及电化学和极化现象等，均会妨碍正常测量。
电磁流量计故障现象和检查流程
●电磁流量计常见故障现象有：（1）无流量信号；（2）输出晃动；（3）零点不稳； （4）流量测量值与实际值不符；（5）输山信号超满度值5类，下文将分节讨论。
●通常检查整个测量系统和判断故障的程序如图1所示，检查环节包括电磁流量计本身的传感器和转换器以及连接两者的电缆，电磁流量计上位的工艺管道，下（后）位显示仪表连接电缆。
●经常采用的检查手段或方法及其检查内容列举如下：
（1）通用常规仪器检查
①电阻法
●保险丝的通断
●信号电缆、激磁电缆的通断
●激磁线圈的通断
●电极对称性测量
●电极对地的绝缘电阻
●激磁线圈对地的绝缘电阻
图1 故障检查流程
②电流法
●测量激磁电流
●测量输出电流
③电压法 判别：工作电源(包括供电和转换器本身电源)是否正确
④波形法 在熟悉线路基础上测量关键点波形，判别故障所在
（2）替代法 利用转换器和传感器间以及转换器内务线路板部件间的互换性，以替代法判别故障所在位置。
（3）信号踪迹法 用模拟信号器替代传感器，在液体未流动条件下提供流量信号，以测试电磁流量转换器。
●检查首先从显示仪表工作是否正常开始，逆流量信号传送的方向进行。用模拟信号器测试转换器，以判断故障发生在转换器及其后位仪表还足在转换器的上位传感器发生的。若是转换器故障，如有条件可方便地借用转换器或转换器内线路板作替代法调试；若是传感器故障需要试调换时，因必须停止运行，关闭管道系统，因涉及面广，常不易办到。特别是大口径流量传感器，试换工程量大，通常只有在作完其他各项检查，后才下决心，卸下管道检查传感器测量管内部状况或调换。