LDBE插入式電磁流量計(jì)

1、 概述

LDBE插入式電磁流量計(jì)是電磁流量計(jì)系列產(chǎn)品中一個品種，是用于充滿封閉管道內(nèi)導(dǎo)電液體的體積流量檢測和計(jì)量的產(chǎn)品。本插入電磁流量傳感器有四個標(biāo)準(zhǔn)長度的測量桿，能夠用于DN50-DN8000管道直徑的使用現(xiàn)場選用。

2. 產(chǎn)品的功能用途和適用范圍

   LDBE型插入式電磁流量計(jì)（簡稱流量計(jì)）是用來測量輸送管道內(nèi)各種導(dǎo)電液體的體積流量的儀表。

插入式電磁流量計(jì)有以下特點(diǎn)：

 ◆ 傳感器內(nèi)無活動部件，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠。較管道式電磁流量計(jì)的所使用成本和安裝低。

      ◆ 插入式電磁結(jié)構(gòu)可在低壓或帶壓情況下不停水方便的安裝、拆卸。因此非常適用于現(xiàn)有管道的流體測量和便于儀表的維護(hù)、修理。

      ◆ 測量精度不受被測介質(zhì)的溫度、壓力、密度、粘度、電導(dǎo)率（只要電導(dǎo)率大于20µs/cm）等物理參數(shù)變化的影響。

      ◆ 傳感器幾乎無壓力損失，能量損耗極低。

 ◆ 特別適于大中徑管道流量測量和控制。

 ◆ 采用*的低頻方波勵磁。零點(diǎn)穩(wěn)定，抗力強(qiáng)，工作可靠。

      ◆ 流量測量范圍大寬。被測量管道內(nèi)的滿量程流速可以0.5m/s至10m/s任意設(shè)定，輸出信號與流量呈線性關(guān)系。

     ◆ 流量計(jì)不僅有0~10mA/DC或4~20mA/DC標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，同時還有1~5kHz頻率以及RS232C、RS485、MODBUS等數(shù)字通訊輸出。

由于流量計(jì)（傳感器）具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，因而，已被廣泛應(yīng)用于化工、化纖、冶金、化肥、造紙、給排水、污水處理等工業(yè)部門和農(nóng)業(yè)灌溉水計(jì)量的導(dǎo)電液體流量測量和生產(chǎn)過程的自動控制。

3. 產(chǎn)品的型式和組成

插入式電磁流量計(jì)由插入式電磁流量傳感器（簡稱傳感器）和電磁流量轉(zhuǎn)換器（簡稱轉(zhuǎn)換器）構(gòu)成，按傳感器和轉(zhuǎn)換器的安裝形式插入試電磁流量計(jì)分為分體型和一體型。分體型是用導(dǎo)線在接線盒內(nèi)將傳感器與轉(zhuǎn)換器聯(lián)系在一起。接線盒內(nèi)用密封膠將端子與電纜接頭灌封絕緣，轉(zhuǎn)換器遠(yuǎn)離測量現(xiàn)場，傳感器能達(dá)到IP68的防護(hù)等級。

一體型是將轉(zhuǎn)換器替代接線盒，將其安裝于接線盒的固定板上，用于就地測量顯示流量。

插入電磁流量傳感器見圖1。傳感器由焊接在管道上的接頭、球閥、密封套、壓緊螺母、定位螺釘、方向指示桿及接線盒（對一體型為轉(zhuǎn)換器）等組成。

插入式電磁流量傳感器外形尺寸按插入桿長度L分：500mm、900mm、1200mm和1500mm四種規(guī)格。插入桿為不銹鋼材質(zhì)，外徑為Ф27；流速測量頭由不銹鋼和新型優(yōu)良的耐腐、耐磨和耐溫PEEK制成，外徑為Ф34mm；使用G管螺紋連接的不銹鋼球閥和不銹鋼密封套，可以在低壓或不停水情況下拔出傳感器。

4. 主要技術(shù)性能

4.1 適于測量管道通徑：DN50~8000mm；

4.2 流速測量范圍：0~1m/s至0~10m/s，滿量程在0.5m/s~10m/s范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

4.3測量..度：當(dāng)測量流速>1m/s時為±1.5%；流速時0.2m/s＜流速≤1m/s為±3%。

4.4被測介質(zhì)導(dǎo)電率：大于20μs/cm。

4.5工作壓力： 1.6MPa。

4.6電極材料：含鉬不銹鋼0Cr118Ni12Mo2Ti、哈式合金C-276、鈦Ti等。

4.7測量管（測量頭）材料：PEEK

4.8被測介質(zhì).高溫度：PEEK 120℃

4.9外殼防護(hù)等級：

    分體型符合GB4208國家標(biāo)準(zhǔn)IP68的有關(guān)規(guī)定；一體型符合上述標(biāo)準(zhǔn)IP65的規(guī)定。

4.10傳感器與轉(zhuǎn)換器之間信號.大的傳輸距離100m（出廠10m，特殊要求請與廠方聯(lián)系）。

4.12流量計(jì)輸出信號：

直流電流： 0~10mA負(fù)載電阻為0~1kΩ；

                          4~20mA負(fù)載電阻為0~500Ω；

頻    率： 1~5KHz負(fù)載電阻為250~1.2kΩ；

           數(shù)字通訊： RS232C、RS485、MODBUS等。

5. 工作原理及結(jié)構(gòu)

5.1工作原理

傳感器實(shí)際上是一種液體流速測量儀表。它是應(yīng)用法拉第感應(yīng)定律的原理制成的流速測量儀表。圖2是插入型流量計(jì)基本工作原理的示意圖。

用一個長桿將一個小的電磁流量傳感器插入到被測量管道中規(guī)定的位置，導(dǎo)電流體垂直流過傳感器的工作磁場時（轉(zhuǎn)換器向傳感器提供勵磁電流時，在勵磁線圈構(gòu)成的勵磁系統(tǒng)中便產(chǎn)生工作磁場），相當(dāng)于導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線運(yùn)動。根據(jù)法拉第感應(yīng)定律可知，在導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。此感應(yīng)電動勢由接觸流體的一對電極來檢測。電動勢的大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、兩極間距離L和流體的平均流速呈正比。即：

 (V)     (1)

式中：k——常數(shù)；

e——感應(yīng)電動勢，V；

      B——磁場強(qiáng)度，T；

      L——兩電極間距離，m；

      v——流速傳感器測得的流速（亦即代表被測管道規(guī)定插入點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)流速），m/s。

插入式電磁流量傳感器測量點(diǎn)的流速由（2）計(jì)算。

          (2)

流過被測管道的流量由（3）求得：

         （3）

      ——由測量點(diǎn)流速換算為管道平均流速的系數(shù)。

A——圓管道截面積，m2；，D—管道內(nèi)徑，m。

除經(jīng)過實(shí)流標(biāo)定并配有管道出廠的插入電磁流量計(jì)外，為求得管道的平均流速，需要知道測量流速點(diǎn)的插入深度?？梢杂脙煞N流速測量點(diǎn)的方法來計(jì)算管道平均流速：一是插入到被測管道的中心軸線上得到.大流速；二是插入到管道內(nèi)壁約為管道0.125D處（D為管道直徑）得到管道平均流速。建議小于DN400的管道可插到被測管道的中心軸線上，此時傳感器測量的點(diǎn)流速為管道的.大流速。大于DN400的管道可以中心軸，也可以插入距管壁0.125D處直接得到管道的平均流速。管道的平均流速應(yīng)由測量點(diǎn)的流速乘以系數(shù)計(jì)算得到。當(dāng)插到平均流速點(diǎn)（距管壁0.125D處）位置，。插到光滑管道的中心軸的由（4）式求得；

       （4）

式中：n是雷諾數(shù)指數(shù)，可查表或用下式求得，

——管道流體的雷諾數(shù),。——流體運(yùn)動粘度系數(shù)，m²/s，查表可以求得。

插到粗糙管道中心軸的可由（5）求得：

     （5）

式中，——..粗糙度，管道內(nèi)壁突出物的平均高度，m。

    把被測管道的截面積A計(jì)算出來，由測得的點(diǎn)流速和系數(shù)，就可以計(jì)算出流量。

5.2 結(jié)構(gòu)

傳感器結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由測量頭（或測量管）、插入桿、接線盒、安裝底座、密封定位機(jī)構(gòu)等組成。

圖3

    流速測量頭：流速測量頭處于管道被測流速點(diǎn)位置處，用來檢測該點(diǎn)的流速。流速測量頭（或測量桿端頭）由絕緣材料制成，在其上裝有一對電極。

      插入桿：由不銹鋼材料制成。流速測量頭固定在插入桿上。勵磁引線和電極引線通過插入桿與被測介質(zhì)密封并連接到接線盒（或轉(zhuǎn)換器）中。插入桿上焊有方向指示標(biāo)記，用以在安裝時保證工作磁場、流速和電極連線三者互相垂直，符合法拉第感應(yīng)定律的要求。

    接線盒：接線盒位于傳感器上部，接線盒內(nèi)接線端子起傳感器和轉(zhuǎn)換器相互連接作用。

    接頭：是焊接在被測管道上，用來與球閥連接、插入流量計(jì)傳感器。由制造廠配套出廠，安裝時可以從球閥上卸下來在被測管道上焊接，然后再用聚四氟乙烯膠帶纏繞密封裝入球閥。

密封套：由不銹鋼材料制成的密封套、壓帽、橡膠O型圈和定位螺釘?shù)冉M成插入電磁流量傳感器的密封系統(tǒng)。通過球閥的開和閉插拔插入桿，讓傳感器插在密封套內(nèi)有一定活動空間，可以在低壓或帶壓情況下安裝或拆卸流量傳感器。 

6安裝和使用

6.1安裝

  6.1.1安裝環(huán)境的選擇

    ① 應(yīng)盡量遠(yuǎn)離具有強(qiáng)場的設(shè)備，如大電機(jī)、大變壓器等。

    ② 安裝場所不應(yīng)有強(qiáng)烈的震動，管道固定牢靠，環(huán)境溫度應(yīng)變化不大，太陽不直曬的地方。

    ③ 安裝環(huán)境應(yīng)便于安裝和維護(hù)。

  6.1.2安裝位置的選擇

    ① 安裝位置必須保證管道內(nèi)始終充滿被測流體。

    ② 選擇流體流動脈動小的地方，即應(yīng)遠(yuǎn)離泵和閥門、彎頭等局部阻力件。

    ③ 測量雙相（固、液或氣、液）流體時，應(yīng)選擇不易引起相分離的地方。

    ④ 應(yīng)避免測量部位出現(xiàn)負(fù)壓。

    ⑤ 被測管道的直徑或周長容易測量，并且橢圓度應(yīng)較小。

6.1.3直管段長度

為保證管道內(nèi)流速分布以中心軸為對稱的充分發(fā)展，插入電磁傳感器上游直管段長度應(yīng)符合下表所附國際標(biāo)準(zhǔn)ISO7145的規(guī)定，下游直管段長度應(yīng)不小于5D（D為管道直徑）。

ISO 7145規(guī)定附表

  6.1.4流量控制閥門和調(diào)節(jié)閥門

流量控制閥門應(yīng)安裝在傳感器上游側(cè)的被測管道上，流量調(diào)節(jié)閥門應(yīng)安裝在傳感器下游側(cè)。測量時，通常流量控制閥門應(yīng)處于全開狀態(tài)。

  6.1.5安裝接頭的焊接

焊接的技術(shù)要求如下：

① 安裝管子軸線與被測管道的軸線相互垂直，應(yīng)注意接頭管子與測量管道內(nèi)壁平齊。

    ②采用不銹鋼焊條平焊。焊縫牢固，能承受1.6MPa壓力無滲漏現(xiàn)象。

6.2傳感器安裝

  6.2.1安裝前傳感器的檢查

    A．安裝前用酒精棉球或清潔的細(xì)紗布輕輕地，仔細(xì)地擦除傳感器測量頭部兩極表面的油脂、灰塵等贓污物質(zhì)。不得用堅(jiān)硬的東西損傷電極表面和絕緣材料。

    B．安裝前用萬用電表檢查傳感器，符合以下技術(shù)指標(biāo)：

    ①  勵磁線圈阻值檢查：用萬用電表測接線盒內(nèi)“EX1、EX2”端子之間的電阻值約為60歐姆左右。如所測阻值為無窮大，則線圈斷路；如阻值為零，則線圈短路。

② 測量頭端面的電極與對應(yīng)接線端子之間應(yīng)為0歐姆。

③ 接線端子中的SIG GND應(yīng)與不銹鋼插入桿良好電連接，為0歐姆。

④ 絕緣電阻檢查：勵磁線圈、信號端子與插入桿之間電阻為無窮大。接地端子”SIG GND”對插入桿電阻為零。

用萬用電表測量接線端子“SIG 1”、”SIG 2”對“SIG GND”和“EX+、EX-”對“SIG GND”之間電阻為無窮大。端子“SIG 1”、”SIG 2”對端子“EX1”和“EX2”之間電阻為無窮大。

    如出現(xiàn)測量與上述不一致時，請與本廠聯(lián)系。

6.3被測管道內(nèi)徑的測量

    經(jīng)測量或計(jì)算的被測管道內(nèi)徑數(shù)據(jù)，設(shè)置到電磁流量轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)表中。

6.3.1在可以測量管道內(nèi)徑時，可應(yīng)用游標(biāo)卡尺或鋼卷尺，至少在管道內(nèi)四個互相之間大致相等角度的直徑上進(jìn)行側(cè)量。如果相鄰兩個直徑之差大于0.3%，則測量數(shù)目應(yīng)加倍，然后取所測直徑的算術(shù)平均值作為管道直徑。

6.3.2當(dāng)不能直接測量管道內(nèi)徑時，可以通過測量管道周長和壁厚來計(jì)算內(nèi)徑

              （6）

   式中：D——被測管道內(nèi)徑，米；L——管道外周長，米；l——周長修正值，米；e——管道壁厚，米。

使用此法管外表面應(yīng)仔細(xì)除去粗糙部分，若有任何如焊縫這種的高點(diǎn)，應(yīng)從周長測值中減去各高點(diǎn)由下式計(jì)算的修正值：                             

（7）式中：——高點(diǎn)高度；D——管道內(nèi)徑。

6.4傳感器的安裝

     6.4.1清理被測管安裝底座的焊渣和毛刺。

     6.4.2關(guān)掉上游流量控制閥門或采用低壓供水。

     6.4.3按圖3所示零部件順序，將G1 1/2球閥安裝到所焊被測管道上的接頭上（用聚四氟乙烯膠帶纏繞接頭外螺紋密封）。再將密封套外螺紋端纏繞聚四氟乙烯帶安裝到球閥另一端。接下來將配套的標(biāo)準(zhǔn)橡膠O型圈和壓帽套入傳感器插入桿。此時打開球閥，松開壓帽上定位螺釘。再通過密封套、球閥經(jīng)接頭將傳感器插入桿插入到被測管道內(nèi)。.后將橡膠O型圈和壓帽壓入密封套內(nèi)。測量測量插入桿從接線盒底部到被測管道外壁尺寸H，應(yīng)符合插入深度需要，并注意傳感器方向桿應(yīng)與管道流向一致，關(guān)閉球閥，把壓帽旋緊并固定定位螺釘，完成整個安裝。

圖1表示的插入深度A，是按被測量管道內(nèi)徑的0.5倍和0.125倍計(jì)算的。

6.4.4 插入高度計(jì)算為方便測量，這里用插入高度H。插入高度H是指從傳感器接線盒底面到管道與接頭相接的位置高度。可用下式可以計(jì)算（mm）

這里，A上述插入深度，mm；L為傳感器規(guī)格（L=500mm、900mm、1200mm、1500mm）；B被測管道壁厚，mm。

用游標(biāo)卡尺或鋼卷尺測量從傳感器接線盒底面到管道與接頭相接的位置高度H應(yīng)符合計(jì)算值。

6.5電纜的敷設(shè)和接線

    電纜的敷設(shè)分明數(shù)和暗數(shù)兩種。采用哪種數(shù)設(shè)要視現(xiàn)場具體情況而定。

    圖4為傳感器和轉(zhuǎn)換器之間的電氣接線圖。由圖可知，傳感器和轉(zhuǎn)換器之間有兩根電纜。一根是轉(zhuǎn)換器向傳感器提供勵磁電流的勵磁線，一根是傳感器向轉(zhuǎn)換器輸出電動勢的信號線。

電纜的敷設(shè)和接線必須注意以下幾點(diǎn)：

    ① 信號電纜不應(yīng)于外界大電流動力電纜近距離平行敷設(shè)。信號電纜一般應(yīng)通過穿線鋼管與外界電纜電氣屏蔽。穿線鋼管應(yīng)與大地線連接。

② 明敷設(shè)時，信號電纜、勵磁電纜與動力電纜應(yīng)有1米以上的距離（對高壓電網(wǎng)應(yīng)有20米以上的距離）。信號電纜與勵磁電纜也應(yīng)保持一定距離。穿鋼管敷設(shè)時，勵磁電纜也應(yīng)分別穿管。

③ 傳感器與轉(zhuǎn)換器的.長距離一般為100米，特殊情況需要延長電纜時，應(yīng)與本廠聯(lián)系。本廠出廠所配信號電纜和勵磁電纜型號為RVVP型雙芯聚氯乙烯絕緣屏蔽護(hù)套電纜，規(guī)格為2×32/0.2外徑Ф8mm，長度為10米。如特殊要求，請?jiān)谟嗀洉r向本廠注明。

    ④ 本廠不負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換器供電電源線和輸出電流與頻率電纜線。由于這兩種電纜要求的負(fù)載電流僅僅幾十到幾百個毫安，而且傳輸距離與現(xiàn)場到控制室距離有關(guān)，所以用戶可根據(jù)實(shí)際需要自行準(zhǔn)備電源和輸出信號電纜。

⑤ 按圖4所示轉(zhuǎn)換器和傳感器端子標(biāo)示符一一對應(yīng)接線。

6.6接地

    傳感器產(chǎn)生的流量信號非常微弱，通常為微伏或毫伏級。因此，為防止外界電干擾的影響，用好流量計(jì)的一個重要因素就是良好接地。

傳感器接地要求主要是被測介質(zhì)接地。傳感器和轉(zhuǎn)換器的接地端（端子“SIG GND”和流量信號電纜的金屬屏蔽網(wǎng)相連接，并通過插人桿與被測介質(zhì)連接。當(dāng)被測管道是非金屬管道或內(nèi)壁銹蝕嚴(yán)重時，為了保證良好的接地，可在安裝流量計(jì)附近單獨(dú)設(shè)置接地，將傳感器接地端子直接與大地連接。此時要求接地應(yīng)電阻小于10Ω。

6.7使用前的準(zhǔn)備工作

  ① 安裝接線后，正式使用前應(yīng)再次檢查安裝、接線是否正確。

    ② 將傳感器上游流量控制閥門打開，再打開下游流量調(diào)節(jié)閥門，使流體排放數(shù)分鐘后，讓含在流體     中的氣體隨之排放。關(guān)閉下游流量調(diào)節(jié)閥門和上游流量控制閥門，讓管道內(nèi)充滿流體，但不流動。

  ③ 用萬用電表檢查傳感器以下技術(shù)指標(biāo)：

A勵磁端子“EXT+”、“EXT-”與接地端子“SIG GND”之間電阻為無窮大。
B接地端子“SIG GND”與插入桿之間的電阻為零歐姆。

   ④ 檢查所提供的電源電壓和頻率應(yīng)符合轉(zhuǎn)換器安裝使用說明書的規(guī)定，接通轉(zhuǎn)換器電源。

6.8調(diào)整與使用

    ① 如果被測管道流量大小已知，可根據(jù)被測管道內(nèi)流量大小和轉(zhuǎn)換器安裝使用說明書量程設(shè)定方法，設(shè)定好流量量程。

    ② 準(zhǔn)備工作完成后，先全開傳感器上游流量控制閥門，再緩緩的開啟下游流量調(diào)節(jié)閥門，觀察轉(zhuǎn)換器顯示流量應(yīng)由小到大變化。如果顯示為負(fù)值，應(yīng)斷電源將信號線“SIG 1”和“SIG 2”互換。

③ 如果傳感器安裝在露天或埋在地下，接好接線盒端子線后，可用環(huán)氧密封膠將其密封。

    ④ 打開流量控制閥門和流量調(diào)節(jié)閥門，使流體排放數(shù)分鐘后，讓含有流體中的氣體隨之排除。然后按順序關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門和控制閥門，讓管道內(nèi)充滿流體且不流動。按轉(zhuǎn)換器安裝使用說明書所述的方法進(jìn)行儀表調(diào)零至出廠校驗(yàn)單所標(biāo)明的零點(diǎn)，完成儀表調(diào)零。

⑤ 先打開上游流量控制閥門，然后再緩緩開啟下游流量調(diào)節(jié)閥門，顯示流量滿足要求后即可投入運(yùn)行。

7. 維護(hù)、修理和常見故障排除

7.1 維護(hù)

    傳感器一般不需要維護(hù)。但對于被測介質(zhì)容易使電極和測量頭（測量管）表面或內(nèi)壁粘附結(jié)垢的情形，必須進(jìn)行定期清洗。清洗周期視粘附結(jié)垢速度而定。在清洗電極和測量頭（測量管）時，一定要注意勿使絕緣材料和電極損傷。

7.2 修理

    傳感器如有故障，可根據(jù)本說明書第6.7條和第6.2.1條所述的檢查方法來確定傳感器勵磁系統(tǒng)的測量系統(tǒng)是否正常。如有故障，應(yīng)與本廠聯(lián)系，一般用戶不可自己進(jìn)行修理。

傳感器拆卸時應(yīng)注意關(guān)閉球閥。

7.3常見故障排除見表。

8開箱與產(chǎn)品成套性

   用戶開箱時請按裝箱單核對傳感器的型號，檢查傳感器有無缺陷和損傷，傳感器的成套性包括：

   1. MBMAGC型插入式電磁流量傳感器                                   1臺

   2. MBMAGC型智能插入式電磁流量轉(zhuǎn)換器                              1臺

   3. 信號電纜RVVP型雙芯聚氯乙烯絕緣屏蔽                             2×10米

   4. 球閥（G1 1/2，PN1.6Ma）                                           1只

5. 接頭（裝在球閥上）

6. 符合GB3452國家標(biāo)準(zhǔn)d2=33.5 橡膠O型圈                     2只

   7. 隨機(jī)文件

     MB-MGGC型插入式電磁流量計(jì)安裝使用說明書                      1份

      產(chǎn)品合格證                                                                  1份

      產(chǎn)品裝箱單                                                                  1份

9訂貨須知

9.1 訂貨時請寫明被測介質(zhì)名稱、工作壓力、介質(zhì)溫度、流量（流速）范圍、管道通徑和被測管網(wǎng)情況等。

9.2 如安裝現(xiàn)場需要電纜較長時，請?jiān)谟嗀浿凶⒚鳌?/span>

10保用期內(nèi)供需雙方應(yīng)負(fù)責(zé)任

1. 產(chǎn)品應(yīng)存放在倉庫在干燥、通風(fēng)、無腐蝕性氣體的地方，環(huán)境溫度在0-40℃范圍及相對濕度小于85%。

2. 本廠對產(chǎn)品實(shí)行三包，保用期為一年（從出廠之日算起）。在保用期內(nèi)，用戶遵守產(chǎn)品使用、保管和運(yùn)輸規(guī)定的條件下，產(chǎn)品如有質(zhì)量問題，本廠負(fù)責(zé)免費(fèi)修理或更換。