1、1 2009电磁流量计培训电磁流量计培训 王松良王松良 2 电磁流量计电磁流量计 3 2009电磁流量计培训要点电磁流量计培训要点 1 一、一条基本原理一、一条基本原理 2 二、二台重要部件二、二台重要部件 3 三、三个组成部分三、三个组成部分 4 四、电磁流量计四大特点四、电磁流量计四大特点 5 五、五、KROHNE公司电磁流量计五大卖点公司电磁流量计五大卖点 6 六、六、 KROHNE公司电磁新品六种显示和输出信息公司电磁新品六种显示和输出信息 7 七、电磁流量计选型必须提供七方面资料七、电磁流量计选型必须提供七方面资料 8 八、电磁流量计安装中八项要求八、电磁流量计安装中八项要求 9 九
2、、电磁流量计检修九种方法九、电磁流量计检修九种方法 10 十、电磁流量计型式的十种分类 十、电磁流量计型式的十种分类 4 一、一条基本原理一、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 电磁流量计电磁流量计 | 基本原理基本原理 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律 E E : 感应电动势 K K : 仪表常数 B B : 磁感应强度 D D : 测量管直径 V V : 平均流速 EKBDV 6 由基本原理引申三个重要概念由基本原理引申三个重要概念 （1 1）只能测量导电介质）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
3、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 2）必须存在磁场）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） （3 3）实际测量值为流体流速）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=V 28.274m3/h/(DN/100) V=Q 0.03537m/s/(DN/100) 7 二、二台重要部件二、二台重要部件 反映反映 8 重
4、要部件之一重要部件之一 电磁流量传感器电磁流量传感器 OPTIFLUX1000 OPTIFLUX2000/4000 OPTIFLUX5000 OPTIFLUX6000 M900 IFS4000 IFS4300 IFS5000 9 重要部件之一重要部件之一 传感器组成部件传感器组成部件 导管导管 线圈线圈 电极电极 衬里衬里 外壳外壳 法兰法兰 10 导管导管 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 电磁流量计传感器电磁流量计传感器 11 线圈和磁路线圈和磁路 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
5、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。 电磁流量计传感器电磁流量计传感器 12 电极电极 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公司提供了有关电极选材的推荐资料。 电磁流量计传感器电磁流量计传感器 13 电极电极 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(
6、WE)：可在线拆下清洗污垢 电磁流量计传感器电磁流量计传感器 14 衬里衬里 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：180 C 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： 180 C 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。 电磁流量计传感器电磁流量计传感器 15 衬里衬里 衬里直接与介质接触，必须选择与介质相适应的衬里材料： 橡胶（DN25DN3000
7、） 耐温性：65 C 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：40 C 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： 180 C 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 电磁流量计传感器电磁流量计传感器 16 外壳和侧环外壳和侧环 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。 电磁流量计传感器电磁流量计传感器
8、 17 法兰法兰 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
9、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。 电磁流量计传感器电磁流量计传感器 18 重要部件之一重要部件之一 电磁流量转换器电磁流量转换器 NEW T900 SC100 IFC110 K300 IFC090 19 重要部件之一重要部件之一 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、三个组成部分三、三个组成部分 小结：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
10、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（一体型电磁流量计（C） 分体型电磁流量计（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 连接电缆连接电缆 21 电磁流量计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
11、型电缆 以下转换器能使用B型电缆： T900 SC100AS IFC110 IFC300 （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型电缆型电缆 B型电缆型电缆 22 IFC300 连接电缆及接线图 *A,BA,B型电缆最长距离图表型电缆最长距离图表 * *A,BA,B型电缆的接线图型电缆的接线图 IFC300连接电缆选用图连接电缆选用图 23 （1）测量管内无阻尼结构（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
12、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：1520D 1015D 超声：1015D 510D 电磁：510D 25D 四、电磁流量计四大特点四、电磁流量计四大特点 24 流量计一览表流量计一览表 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
13、 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、五、KROHNE公司电磁流量计五大卖点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电磁流量计电磁流量计测量使用范围宽测量使用范围宽 KROHNE电磁流量计口径范围大 DN2.5mm3000mm KROHNE电磁流量计流速测量范围（量程）宽 V 00.3m/s 012m/s KROHNE电磁流量计各种规格齐全 经济型、给排水、全能应用、高精度、卫生型 KROHNE电磁流量计特
14、殊应用品种多 27 OPTIFLUX 1000 经济型， DN 10 - 150 OPTIFLUX 2000 给排水，DN 25 - 3000 OPTIFLUX 4000 全能型应用， DN 2.5 - 3000 OPTIFLUX 5000 高精度 & 耐磨性佳， DN 2.5 - 100 OPTIFLUX 6000 卫生型， DN 2.5 -150 K300 经济型，经济型，DN10DN10- -300300 K450 改进改进经济型，经济型，DN10DN10- -450450 KROHNE公司电磁流量计规格全公司电磁流量计规格全 （PFA衬里）夹持型衬里）夹持型 （橡胶衬里）（橡胶衬里）
15、（四氟、（四氟、PFA、聚氨酯衬里）、聚氨酯衬里） （陶瓷衬里）（陶瓷衬里） （PFA衬里）衬里） 28 OPTIFLUX 4000 + IFC 040 OPTIFLUX 4040 C 2线技术DN 10.150 OPTIFLUX 5080cap 电容电磁DN 25.100 TIDALFLUX 4110 PF 非满管DN 2001800 BATCHFLUX 5015 C 体积灌装DN 2.5.40 BATCHFLUX 3070 C 电池供电DN 25.600 BATCHFLUX 5000 + IFC 015 KROHNE特殊用途电磁流量计品种多特殊用途电磁流量计品种多 TIDALFLUX 40
16、00 + IFC 110 OPTIFLUX 5000 + IFC 300 29 （2）仪表抗干扰性能强）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（1/4 1/6）
17、50Hz 励磁频率 DN1000mm 选用（1/16 1/18）50Hz 励磁频率 DN1000mm 选用（1/32 1/36）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 相对误差有两种方式表示 量程误差of F.S.(又称引用误差) 测量值误差of M.V.(又称示值误差) 用测量误差of M.V.表示的仪表精度远高于用量程误差of F.
18、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两种完全不同的相对误差比较 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 024681012V(m/s) 误差 相对误差 引用误差 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%K300 0.5%T900、K450 0.3%IFM4080、IFM4110 0.2%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
19、过小口径配套标定难度高 3.用测量点的相对误差+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，精度描 述：述： DN101600mm，为，为 （0.2%+1mm/s） DN2.56mm DN1600mm，为，为 （ 0.3%+2mm/s ） OPTIFLUX系列电磁流量误差曲线系列
20、电磁流量误差曲线 33 电磁流量计电磁流量计 | 成套仪表精度成套仪表精度 成套电磁型号成套电磁型号 精度精度 允许误差允许误差 条件条件 允许误差允许误差 条件条件 K300 1% of MV V0.5m/s 0.2%of FS V0.1m/s MT900F 0.5% of MV V0.5m/s (1-V/1m/s)%ofMV V0.5m/s MS900 0.4% of MV V1m/s 0.3%of MV + 1mm/s V1m/s IFM4100 0.4% of MV V1m/s 0.3%of MV + 1mm/s V1m/s IFM3080 0.8% of MV V0.25m/s 0.
21、8%of MV + 0.25mm/s V0.25m/s IFM3080 0.3% of MV V1m/s 0.2%of MV + 1mm/s V1m/s IFM4080 0.3% of MV V1m/s 0.2%of MV + 1mm/s V1m/s IFM4010 0.5% of MV V0.4m/s 0.2mm/s V0.4m/s 0.8% of MV V0.25m/s 0.2mm/s V0.25m/s IFM4020 0.3% of MV V1m/s 0.2%of MV + 1mm/s V1m/s IFM4110 0.2% of MV V1m/s 0.2%of MV + 1mm/s V1
22、m/s OPTIFLUX4300 0.2% of MV+1mm/s V12m/s K450 0.5% of MV V0.5m/s 0.3%of MV + 2mm/s V0.5m/s 34 (4)KROHNE公司电磁流量计的互换性能好公司电磁流量计的互换性能好 KROHNE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
23、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 电磁流量计电磁流量计 | 传感器系数传感器系数GK值分析值分析 问题引入：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=B D V 36 电磁流量计电磁流量计 | GK作用作用 传感器常数传感器常数GK的重要作用的重要作
24、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/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
25、sm E V GK /1 840 37 0000000 KROHNE KROHNE IFC 090 IP Overran ge Flowrate +.- S S totalizer 0009521 0019042 0028563 0038048 0047605 0057126 0066647 0076168 0085689 0095210 0104731 0114252 0123773 0133294 0142815 0152336 0161857 0171378 0181099 0190420 0199941 0209462 0219003 0228504 0238025 0247546 0
26、256995 0266588 0275848 0285630 0294945 0304672 0315877 0323714 0334744 0344620 0352288 0361795 0371319 0381116 0390361 0399600 Start, 开始计算 Stop 停止计算 测量值测量值 0400000 参考值参考值 脉冲（容量）脉冲（容量） 比如 1个脉冲代表1升水 0,1% 偏差偏差 液位开关液位开关 阀门 最大流量最大流量: 30.000 m3/h 容量容量: 500 m3 不确定度不确定度: 10M 78 （7）电磁流量计故障分析方法之七：）电磁流量计故障分析方法
27、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
28、#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：）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
29、查）（流量计输出信号连接的后位仪表检查） 故障源 故障现象 类别 名称 无信号输出 输出晃动 零点不稳 流量测量值 与实际值 不符 输出超满度 一、 管道系统和 相关设备类 1.安装不善 2.未满管 少量气体，呈分层流 气体增加，呈分层流或波状流 成气泡流或塞状流 液位在电极下 3.管系潴留气体 4.管系吸入汽泡 5.往复泵或控制阀振荡产生脉动 6.使用过程中流动状态变化 二、流体类 1.液体含有气体 2.液体中含有固相 浆液噪声 电极被污染 导电沉积层或绝缘沉积层覆盖电极衬里 衬里被磨损或被沉积改变流通面积 3.电导率不均匀或接近阈值 4.与液体接触件材料失配 5.流动噪声 三、环境类 1.
30、强磁场 2.强电磁波 3.管道杂散电流 4.地电位变化 5.潮气侵入 81 十、十、 电磁流量计十种不同分类型式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承压能力划分：
31、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 产品介绍和规格 开发年代 第一台电磁流量计诞生 第一台低频恒流励磁电磁流量计诞生 K300 第一台陶瓷衬里电磁流量计诞生 T900 第一台优化结构电磁流量计诞生 F200 SC100AS SC150 IFC080 第一台非满管电磁流量计诞生 IFC090 IFC010(IFC020) IFC110 第一台两线制技术电磁流量计诞生 IFC300 虚拟基准接地电磁流量计诞生 IFC100 KROHNE电磁流量计研发史
