电磁流量计培训课件

电磁流量计培训课件

原理· 结构 · 选型 · 安装 · 调试

目录（知识导图）

1.  一、基本原理（法拉第电磁感应定律）

2.  二、电磁流量计两大重要部件（传感器 + 转换器）

3.  三、电磁流量计四大特点

4.  四、电磁流量计生产过程（从零部件到整机）

5.  五、电磁流量计安装与调试

6.  六、界面与操作（菜单参数与报警代码）

7.  七、电磁流量计选型

8.  八、水流量标定装置

一、基本原理（法拉第电磁感应定律）

电磁流量计基于法拉第电磁感应定律工作：导电液体在磁场中流动、切割磁感线，在测量电极间产生与平均流速成正比的感应电动势，进而换算为体积流量。本节梳理其基本原理，以及由原理引申出的三个关键概念。

▍基本原理概述

·电磁流量计基本原理基于法拉第电磁感应定律

·当导电物体经过磁场并以一定速度切割磁感线，在其两端就会产生感应电动势。

·一、基本原理

▍法拉第电磁感应定律与流量公式

·电磁流量计 | 基本原理

·法拉第电磁感应定律

·E : 感应电动势

·K : 仪表系数

·B : 磁感应强度

·D : 测量管直径

·V : 平均流速

▍概念一：只能测量导电介质

·由基本原理引申三个重要概念

·（1）只能测量导电介质

·电导率限制条件б≥ 2us/cm

·不能测量非导电介质,

·如气体,油类，

·如介质含有大量气体

·常见物质的电导率

·2us/ 2us/cm cm

▍概念二、三：必须存在磁场 · 实际测量流速

·（2）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

·（测量管一般采用不导磁的不锈钢材质或非金属管材）

·（3）实际测量值为流体流速

·电磁流量计实际是测量介质的流速（它是速度流量计）

·测量介质的体积流量

二、电磁流量计两大重要部件（传感器 + 转换器）

电磁流量计由“流量传感器”与“信号转换器”两部分组成。传感器安装在工艺管道上，产生反映流量的感应信号；转换器负责信号处理、I/O 输出、显示与通讯。本节分别介绍转换器与传感器的构成、关键材料及技术参数。

▍两大重要部件：传感器与转换器

·二、二个重要部件

·a、安装在被测工艺管道上

·b、产生反应流量的感应信号E

·c、必须在励磁线圈中输入励磁电流If

·a、转换来自传感器的流量信号

·b、I/O接口对应输出电流，脉冲信号

·c、显示瞬时流量和累积流量

·d、具备通讯、报警、自检功能

·信号转换器

·流量传感器

▍电磁流量计转换器（一体式）技术参数

·电磁流量计转换器

·一体式转换器

·供电电源 | 交流：AC220V   电压适用范围：AC187V-250V,50Hz

·| 直流：DC24V   电压适用范围：DC16V-DC36V

·| 功率：小于20W

·信号输出 | 4-20mA（负载0-500Ω）,基本误差0.1%  ±10uA

·数字脉冲输出 | 输出脉冲范围0-100脉冲/秒，输出脉冲当量为0.001-1.000m³/p

·| 脉冲宽度可由软件设置，输出电器隔离方式为光电隔离，隔离电压＞1000VDC

·数字频率输出 | 范围1-5000Hz，输出电气隔离方式为光电隔离，隔离电压＞1000VDC

·通讯输出 | MODBUS协议，HART协议

·精度等级 | ±0.5% FS

·仪表口径 | DN2～DN500

·流速范围 | 0.1～10m/s

·介质电导率 | ≥5uS/cm

·环境温度 | -25℃～+60℃

·相对湿度 | 5%～95%

·分体式转换器

▍防爆型电磁流量计转换器

·防爆型电磁流量计转换器

▍传感器组成部件（七大部件）

·传感器组成部件

·❶、导管

·❷、线圈

·❸、电极

·❹、衬里

·❺、外壳

·❻、法兰

·❼、支管

▍导管

·导管

·导管必须是非导磁材料，如不锈钢、塑料、陶瓷等。

·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

▍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。

·我公司电磁流量计线圈的漆包线耐温为200℃，几乎适用于所有导电液体的工况。

·电磁流量计传感器

▍电极（材料与耐腐蚀选型）

·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

·哈氏合金B---HB、哈氏合金C---HC

·钛---Ti

·钽---Ta

·铂---Pt

·碳化钨---W（不常用）

·镍---Ni（不常用）

·对电极的要求是：耐介质腐蚀，无电化学反应干扰。

·有关电极选材参考《新泰---电磁流量计电极和衬里材料耐腐蚀性能一览表》。

·电磁流量计传感器

▍衬里（材料与耐温选型）

·衬里

·电磁流量计传感器

·衬里材料 | 耐化学腐蚀性 | 最高工作温度 | 适用口径

·PTFE聚四氟乙烯 | 化学性能很稳定、耐沸腾的盐酸、硫酸、王水、浓碱的腐蚀 | <120℃ | DN10～500

·ETFE聚氟乙烯 | 化学性能等同于PTFE抗压、抗压强度优于PTFE | <120℃ | DN20～500

·PEEK聚醚醚酮 | 化学性能等同于ETFE抗压、抗压强度优于ETFE | <150℃ | DN2～200

·PFA可溶性聚四氟乙烯 | 化学性能等同于PTFE抗压、抗压强度优于PTFE | <120℃ | DN10～DN500

·氯丁橡胶 | 耐一般低浓度酸、碱、盐介质的腐蚀 | <65℃ | DN20～DN500

三、电磁流量计四大特点

相比差压、超声等流量计，电磁流量计具有压损小、测量结果不受介质物性变化影响、输出线性、对前后直管段要求低等突出优点。本节归纳其四大技术特点。

▍电磁流量计四大特点

·三、电磁流量计四大特点

·（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积流量成线性关系

·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L1>5D，后置直管段L2>2D (D为测量管直径)

·L1（前置直管段）         L2 （后置直管段）

·差压：15～20D                      10～15D

·超声：10～15D                       5～10D

·电磁：5～10D                         2～5D

四、电磁流量计生产过程（从零部件到整机）

本节以图示方式呈现电磁流量计从导管/法兰加工到整机装配的完整制造流程，便于理解各部件如何集成为一台合格仪表。

▍生产过程①——导管与法兰加工

·四、电磁流量计生产过程

·●导管  法兰加工

▍生产过程②——内衬加工

·●内衬加工

·●表面处理

▍生产过程③——表面处理

·●导管  法兰加工

·●内衬加工

·●表面处理

▍生产过程④——安装电极

·●安装电极

·测量电极

·传感器内衬

·螺母

·锥型弹垫

·电极引线

▍生产过程⑤——电极引线

·●电极引线

▍生产过程⑥——引出线端子连接与线圈固定

·●传感器引出线与端子连接

·●传感器线圈与屏蔽罩固定

▍生产过程⑦——外壳与支管焊接

·●传感器外壳与支管焊接

▍生产过程⑧——传感器与转换器装配

·●传感器与转换器装配

·法兰式传感器防爆型转换器分体式电磁流量计

·夹持式传感器普通转换器紧凑型电磁流量计

五、电磁流量计安装与调试

正确的安装与调试是电磁流量计稳定测量的前提。本节强调方向、满管、直管段三大要点，并给出管道安装实例与接线端子定义。

▍安装与调试要点

·!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）

·!  测量管在任何时刻必须完全注满介质  —  电磁流量计不能在不满管或空管的情况下正常地工作

·!  前后直管段长度

·五、电磁流量计安装与调试

▍管道安装位置实例

·管道安装位置实例

▍接线端子说明

·接线端子说明

·端子符号 | 说明

·L1/L+ | 供电电源（AC220V供电时接L，DC24V供电时接正）

·N/L- | 供电电源（AC220V供电时接N，DC24V供电时接负）

·PE | 供电电源接地端子

·IOUT+ | 电流输出4-20mA DC 正输出

·IOUT- | 电流输出4-20mA DC 负输出

·POUT-A | 脉冲，报警输出或状态输出 正端

·POUT-K | 脉冲，报警输出或状态输出 负端

·RS485-A | RS485通讯接口 正端

·RS485-K | RS485通讯接口 负端

六、界面与操作（菜单参数与报警代码）

本节列出三按键转换器的菜单参数（编号 1–24）与常见报警代码（E1–E5），作为现场调试与故障排查的速查参考。

▍三按键转换器菜单（参数 1–13）

·三按键转换器菜单

·编号 | 参数文字 | 设置方式 | 参数范围

·1 | 累计流量清零 | 选择 |

·2 | 管道通径 | 选择 | 2mm～3000mm

·3 | 液体密度 | 设置 | 0.000g/cm³～99.000 g/cm³

·4 | 瞬时流量单位 | 选择 | m3/s、m3/min、m3/h、L/S、L/min、L/h、kg/s、kg/min、kg/h

·5 | 累积流量单位 | 选择 | 0.001 m3～1 m3、   0.001L～1L、0.001kg～1kg

·6 | 仪表量程 | 设置 | 0～9999

·7 | 仪表系数 | 设置 | 0～9.999

·8 | 输出阻尼时间 | 设置 | 0～99S

·9 | 零点输出电流 | 厂家设置 | 0～9999

·10 | 满点输出电流 | 厂家设置 | 0～9999

·11 | 空管检测阀值 | 设置 | 0～9999

·12 | 流量方向 | 选择 | 正向、反向

·13 | 小流量切除 | 设置 | 00.0%～99.9%

·进入菜单密码

·常规权限0018

▍三按键转换器菜单（参数 14–24）

·编号 | 参数文字 | 设置方式 | 参数范围

·14 | 输出方式 | 选择 | 频率、脉冲、开关

·15 | 下限频率 | 设置 | 0 Hz～9999Hz

·16 | 上限频率 | 设置 | 0 Hz～9999Hz

·17 | 脉冲当量 | 设置 | 0.001L～9.999L

·18 | 开关报警方式 | 选择 | 上限、下限

·19 | 开关报警数值 | 设置 | 0%～99.99%

·20 | 通讯方式 | 选择 | Modbus、Hart

·21 | 通讯地址 | 设置 | 0～255

·22 | 波特率 | 选择 | 1200、2200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200

·23 | 语言(Language)  | 选择 | 中文、English

·24 | 版本号 | 厂家设置 | 软件版本：V1.0

·|  |  | 硬件版本：V1.0

▍报警指示代码（E1–E5）

·报警指示代码说明：

·◆ E1 传感器空管报警

·◆ E2 当前流量超出量程设置范围

·◆ E3 传感器励磁故障报警

·◆ E4 流量信号错误报警

·◆ E5 流量反向报警

·六、界面与操作

七、电磁流量计选型

选型的核心是在满足现场工况与精度功能要求的前提下做到经济合理。本节给出选型需提供的七方面资料与选型原则。

▍选型概述

·七、选型

▍选型应提供的七方面资料

·电磁流量计选型应提供七方面资料

·（1）工艺管径和流量范围——决定流量计口径及是否需要用异径管

·（2）使用环境工况条件要素：防护等级、防爆要求、电源电压、工艺管道材质（金属与绝缘管路）

·——决定接地法兰的需求

·（3）被测介质的理化性能: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

·（4）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

·（5）对仪表精度要求——常规精度0.5%

·（6）对仪表供电电压、输出信号、显示内容、通讯接口要求——决定转换器

·（7）对仪表价格的心理价位

·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

八、水流量标定装置

仪表出厂前需经水流量标定装置进行标定。本节展示新泰公司的 1#、2# 水流量标定装置。

▍1# 水流量标定装置

·德阳市新泰自动化仪表有限公司——1#水流量标定装置

▍2# 水流量标定装置

·德阳市新泰自动化仪表有限公司——2#水流量标定装置