电磁流量计使用说明书

电磁流量计

使

用

说

明

书

武汉磐宇科技发展有限公司

1 产品用途与适用范围

1.1 特点：

■频率可编程低频矩形波励磁，提高了流量测量的稳定性，功率损耗低；

■采用新型含有FLASH存贮器的16位超低功耗微处理器，集成度高，运算速度快，计算精度高。

■全数字量处理，抗干扰能力强，测量可靠；

■超低EMI开关电源，适用电源电压变化范围大，效率高，温升小。EMC性能好；

■中英文菜单操作，使用方便，操作简单，易学易懂；

■高清晰度背光宽温型LCD显示；

■能进行双向流量测量、双向总量累计。具有量程自动切换功能，更有效地提高了模拟电流和频率输出的测量精度，特别适用于昼夜流量范围变化大并需要发出控制信号的场合。流量测量范围度可达1500:1。

■内部有三个积算器，分别记录和显示正向累计量、反向累计量及累计差值积算量，方便于流体计量和贸易交接。

■提供隔离或非隔离RS485/RS232C数字通讯接口，并支持MODBUS、PROFIBUS-DP及HART 等现场总线通讯方式；

■采用恒流源流体电阻测量，可以在长线传输的情况下，准确测量电极信号内阻。不仅可用来判别传感器内流体是否空管，而且能够判别电极被污染、覆盖等异常现象，为用户提供清洗电极等故障处理信息；

■使用智能化判断，不采用测量修正设置，空管报警与电极检测应用更加便捷。

■先进的“粗大误差处理”技术，能够切除浆液等流体测量尖状干扰，减小输出跳动，保持高精度测量并使输出更加稳定；

■具有流体密度设置，可以显示质量流量；

■恒流励磁电流范围大，可与不同制造商、不同类型的电磁流量传感器配套使用；

■具有积算器远程清零的控制功能，具有开启与停止累计的接点信号输入，适于总量检验和批量处理应用；

■具有自检与自诊断功能；

■采用先进的非易失性存贮器，电路可靠性更高，有效地保护设置和测量参数；

■仪表可选配不掉电时钟及存储器，用于记录掉电时间、上电时间及掉电时刻的流量。■仪表带有可选小时记录功能，可保存30天以上历史的流量和电极电阻测量值。

■新的键盘处理方式，避免键盘操作影响测量。可以进、退位操作菜单，使参数设置更加便捷。

■总量显示采用10位十进制满值进位，解决了双字型满值（十六进制数FFFF）进位不合习惯的做法。

1.2主要用途

电磁流量转换器可以与不同型号的电磁流量传感器配套组成系统的电磁流量计，用来

进行测量封闭管道中导电流体的体积流量。它们广泛地适用于石油化工、钢铁冶金、给水排水、水利灌溉、水处理、环保污水总量控制、造纸、医药、食品等工、农业部门的生产过程流量测量和控制；并适用于导电液体的总量计量与贸易交接。

1.3正常工作条件

环境温度：分体型–10～+ 60℃；

相对湿度：5%～90%；

供电电源：单相交流电 85～265V，45～63Hz；直流电16～30V

功率：与传感器配套，小于15W。

1.4 试验参比条件

环境温度：20℃±2℃

相对湿度：45%～85%

电源电压：220±2%

电源频率：50Hz±5%

谐波含量小于5%。

预热时间：30min

2产品型式

转换器与传感器配套，分分离安装的分体型和与传感器组成一体的一体型两种结构形式。

3工作原理

电磁流量计的工作原理基于法拉第电

磁感应定律。当一个导体在磁场内运动，在与磁场方向、运动方向相互垂直方向的导体两端，会有感应电动势产生。电动势的大小与导体运动速度和磁感应强度大小成正比。

在图3.1中，当导电流体以平均流速V （s

m/），通过装有一对测量电极的一根内径为D（m）的绝缘管子流动时，并且该管子处于一个均匀的磁感应强度为B（T）的磁场中。那么，在一对电极上就会感应出垂直于磁场和流动方向的电动势（E）。由电磁感应定律，可写做（1）式：

V

D

kB

E?

?

=（V） (1)

式中k是比例系数。

U

通常，体积流量可以写作

图3.1 电磁流量计工作原理

V D

q

4

π=

（s m /） (2)

由公式（1）和（2）可得到：

)(43

s

m B

E k D q v π= (3)

因此电动势可表示为：

)(q 4v V D kB

E π=

………………………（4） 当B 是个常数时，公式（3）中A B

k D =1

4π，公式（3）改写为：

)/(3s m AE q v = (5)

可见，流量q 与电动势E 成正比。

?1-2 ?????

??图3.2 转换器电路结构

转换器一方面向传感器励磁线圈提供稳定的励磁电流，以达到磁感应强度B 是个常量；同时把传感器感应的电动势放大转换成标准的电流信号或频率信号，便于流量的显示、累计、控制与调节。图3.2所示为转换器电路结构。

4 技术性能指标

4.1 执行标准

JB/T 9248-1999 电磁流量计。

4.2 基本参数与性能指标

4.2.1 配套传感器公称通径:

3、6、10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000；

4.2.2 流量测量范围

与传感器配套，流量测量范围上限值的流速可在0.3m/s～15m/s范围内选定,下限值的流速可为上限值的1%。

4.2.3参比条件下流量计精确度见表4.1。

V S

4.2.3 重复性误差

测量值的±0.1%。

4.2.4 电流输出

a）电流输出信号：全隔离0～10mA / 4～20mA。

b）负载电阻：0～10mA时，0～1.5kΩ；4～20mA时，0～750Ω。

C) 基本误差：在上述测量基本误差基础上加±10μA。

4.2.5 频率

频率输出：输出频率上限可在1～5000Hz内设定。频率输出为带光电隔离的晶体管集电极开路输出。外接电源不大于35V，导通时集电极最大电流为250mA。

4.2.6 脉冲输出

脉冲输出：输出脉冲上限可达5000cp/s。脉冲当量定义为每个脉冲代表的体积流量。脉冲当量可以选择0.0001L/p、0.001L/p、0.01L/p、0.1L/p、1.0L/p、2L/p、5L/p、10L/p、100L/p、1m3/p、10m3/p、100 m3/p和1000 m3/p。脉冲宽度可以选择自动、10ms、20ms、50ms、100ms、150ms、200ms、250ms、300ms、350ms和400ms。脉冲输出为带光电隔离的晶体管集电极开路输出。外接电源不大于35V，导通时集电极最大电流为250mA。

4.2.7 流向指示/量程指示输出

本流量计可测正反方向的流体流动流量,并可以判断出流体流动的方向。规定显示正向流量时输出0V低电平，反向流体流动输出+12V的高电平。

在自动双量程切换应用中，第一量程（高量程）输出+12V高电平，第二量程（低量程）输出0V低电平。

4.2.8 报警输出：

两路带光电隔离的晶体管集电极开路报警输出。外接电源不大于35V，导通时集电极最大电流为250mA。报警状态：流量上限报警、下限报警。

4.2.9 串行通讯：

标准配置非隔离型RS232C 或RS485串行通讯接口，可选配全隔离型RS232C 或RS485通讯接口。

4.2.10 阻尼时间：

在0～100s 时间分档可选。 4.2.11 电气隔离：

模拟输入与模拟输出间绝缘电压不低于500V ； 模拟输入与报警电源间绝缘电压不低于500V ； 模拟输入与交流电源间绝缘电压不低于500V ； 模拟输出与交流电源间绝缘电压不低于500V ； 模拟输出与大地之间绝缘电压不低于500V ； 脉冲输出与交流电源间绝缘电压不低于500V ； 脉冲输出与大地间绝缘电压不低于500V ； 报警输出与交流电源间绝缘电压不低于500V ； 报警输出与大地间绝缘电压不低于500V 。 4.2.12 接点输入

外部接点ON(接通)或OFF(断开)信号能够远程控制转换器内部计数器累计流量的开始与停止。也能够起到远程清零计数器。 4.3 键盘定义与显示

体积流量 流速显示百分比显示电极阻值显示

正向累计流量 反向累计流量正、反向累计流量差 报警信息内容

组合为进入键和确认键。1，上翻页键，与复合键组成右移键。1，下翻页键。与复合键组成左移键。质量流量图4.1（a ）方型分体转换器键盘定义与液晶显示

报警信息内容

图4.1（b）圆型一体转换器键盘定义与液晶显示

说明：先按下“复合键”再按下“确认键”，进入输入密码“0000”设置状态，按权限输入密码，再按“确认键”，进入选择操作菜单进行参数设置。按住“确认键”

数秒返回运行状态。若三分钟内无任何键盘操作将自动返回测量状态。

4.5 接线

4.5.1 方型转换器的接线端子与标示见图4.2。

DS1 信号屏蔽1SIG1 信号1SIG GND 信号地SIG2 信号2DS2 信号屏蔽

2信号输入端子

EXT+ 励磁电流输出+EXT- 励磁电流输出 -励磁输出端子IOUT 电流输出+ICOM 电流输出

-电流输出端子PUL+ 频率(脉冲)输出+PCOM 频率(脉冲)输出地

频率(脉冲）输出端子PDIR 流向表示状态+ALM+上限报警输出+ALM -下限报警输出

-状态输出端子

ALCOM 状态输出地A RS485输出+B RS485输出

-通讯输出端子（485方式）IN+ 接点输入+IN- 接点输入

-接点控制输入端子L1 交流电源相线;直流电源+L2 交流电源零线;直流电源

-

电源端子

A TXD

B RXD 通讯输出端子（232方式）

GND 232

地

A2 PROFIBUS-DP 数据线 A B2 PROFIBUS-DP 数据线 B RTS PROFIBUS-DP 中继线RTS GND PROFIBUS-DP 地线+VD PROFIBUS-DP 电源+5V PROFIBUS 端子

图4.2 方形转换器接线端子及标示图

4.5.2 方型转换器与传感器信号接线的处理与标示：

Φ2冷压端头

Φ2冷压端头

图4.3 方型转换器和传感器信号接线的处理与标示

4.5.3 圆形转换器的接线端子与标示

图4.4 圆形转换器的接线端子图圆形转换器各接线端子标示含义如下：

I+：电流输出

COM：电流输出地

P+：频率（脉冲）输出

COM：频率（脉冲）输出地

AL：下限报警输出

AH：上限报警输出

COM：报警输出地

FUSE：输入电源保险丝

T＋：RS485通讯+（485方式）

T－：R3485通讯-（485方式）

T＋：TXD（232方式）

T－：RXD（232方式）

IN-：GND（232方式）

IN+：节点输入+

FDIR 流向标示

L1：220V（24V+）电源输入

L2：220V（24V-）电源输入

4.5.4 圆形转换器信号线的处理与标示

??12???13???10???12?????

图4.5 圆形转换器信号线的处理与标示

圆形转换器的导线标示如下：

黑白色双股线：白色12芯线

黑色12芯线黑色双股蔽线：红色10芯线接“信号1”

黑色13芯线接“信号2” 屏蔽线接“信号地”

4.6 流量信号线

对被测流体电导率大于50μS/cm 的情况，分体型转换器与传感器配套使用时，流量信号传输电缆可以使用型号为RVVP2×32/0.2的聚氯乙烯护套金属网屏蔽信号电缆。使用长度一般不大于100m 。信号线在订货时注明长度，与传感器配套出厂。信号线的处理可按图4.3或图4.5进行。

转换器提供有等电位激励屏蔽信号输出电压，以降低电缆传输的分布电容对流量信号测量的影响。当被测电导率小于cm S /50 或长距离传输时，可使用具有等电位屏蔽的双芯双重屏蔽信号电缆。 例如STT3200专用电缆或BTS 型三重屏蔽信号电缆.。 4.7 励磁电流线

励磁电流线可采用二芯绝缘橡皮软电缆线，建议型号为YHZ-2×1mm 2

。励磁电流线的长度与信号电缆长度一致。当使用STT3200专用电缆时，励磁电缆与信号电缆合并为一根。 4.8 电源线与输出信号线

所有输出与电源线由用户根据实际情况自备。但请注意满足负载电流的要求。 4.8.1 电源线

电源线可采用二芯绝缘橡皮软电缆线，建议型号为YHZ-2×1mm 2

。

对于直流供电转换器，应注意到电线电阻与电源电压有关，一般在24V 供电电缆电阻不应大于10Ω。电源线的电阻值由导线的长度和截面决定。 4.8.2 电流输出线

使用电流输出线时，应注意到导线的电阻与负载电阻之和不得大于750Ω。电流输出接线见图4.6。

图4.6电流输出接线图

4.8.3 频率(脉冲)、上下限报警、流向指示等输出均为集电极开路的电流输出信号。它们需要外接供电电源和负载，见图4.7。使用感性负载时，应如图所示加续流二极管。

图4.7（a）电磁计数器接线

图4.7（b）电子计数器接线

图4.7（c）报警输出接线

PDIR ALM

COM

COM

转换器内转换器

外部端子

图4.7（d ）转换器内部集电极开路（OC 门）电路方式

4.8.4 外部控制接点输入（IN+、IN-）由开关或继电器触点ON/OFF 控制，见图4.8。注意，接点间电阻应小于5Ω。

开关或继电器触点图4.8 接点控制输入

ON/OFF

4.9 接地

转换器壳体接线端子PE 应采用不小于1.6mm 2

接地铜线接大地。接地电阻值应不大于10Ω。

4.10数字量输出:

数字输出是指频率输出和脉冲输出.频率输出和脉冲输出在接线上用的是同一个输出

端子,因此,用户不能同时选用频率输出和脉冲输出,而只能选用其中的一种. 4.10.1频率输出:

频率输出对应的是流量百分比,

F =

测量值

满量程值

频率范围

频率输出的上限可调。其测量范围如0～1000HZ或0～5000HZ等.

频率输出方式一般用于控制应用,因为它反映百分比流量,若用户用于计量应用,则应选择脉冲输出方式.

4.10.2脉冲输出方式:

脉冲输出方式主要用于计量方式。应用时应选择适当的脉冲当量和脉冲宽度。脉冲宽度采用与计量部门及其它流量仪表习惯一致的定义，即每个脉冲代表多少单位体积（或质量）。

一定流量下，选择高的脉冲当量，相同时间内输出的脉冲数多，计量精度高。但是在短时间内，容易将计数器记满造成溢出。选择低的脉冲当量时，输出的脉冲数少，相同计数器位数的计数时间长，相应的频率低。由于此时的计数器多采用电磁计数器，脉冲电流大。因此应注意选择适当的脉冲宽度以减少计数器线圈导通时间，减低功耗。但是也不能选择过小的脉冲宽度，否则容易丢失脉冲数。

另外，必须说明，脉冲输出不同于频率输出，脉冲输出不是很均匀的脉冲串。一般测量脉冲输出应选用计数器仪表，不应选用频率计仪表。

4.10.3频率（脉冲）输出的接线端子

P+/PUL+ —频率（脉冲）输出+ 端子；

COM/PCOM —频率（脉冲）接地端子。

4.10.4状态输出

本转换器具有上限报警、下限报警、流向/量程标示三种状态输出。其+接线端子分别为ALM+（AH）、ALM-（AL）和FDIR。括号内为圆形转换器的端子标示。状态脉冲接线的-端子是公用的COM-。

P+/PUL+、ALM+(AH)、ALM-(AL)和FDIR均集电极开路（OC门）输出，用户接线时必须参照如下电路外接电源和负载：

4.10.5数字量电平输出接法

转

换

器

内

部

4.10.6数字量输出接光电耦合器（如PLC等）

转

换

器

内

部

一般，用户端光耦需10mA左右电流，负载电阻R=E/10mA左右，E=5～24V。因此，R=0.5～2.5kΩ。

4.10.7数字量输出接继电器

转

换

器

内

部

一般中间继电器需要的E为12V或24V。D为续流二极管，目前大多数的中间继电器内部有这个二极管。若中间继电器自身不含有这个二极管，用户应在外部接一个。

数字量输出参数表如下：

P+/PUL+和PDIR参数

4.11 模拟量输出

模拟量输出分成两种信号制：0～10mA和4～20mA信号制。使用时，用户通过参数设置在两种信号制中选择一种即可。

模拟量电流输出内部为24V供电，在4～20mA信号制下，可驱动750Ω的负载电阻。

模拟量电流输出对应流量的百分比流量，即：

I0 =

测量值

满量程值

电流量程+电流零点

对于0～10mA信号制，电流零点为“0”，对于4～20mA信号制，电流零点为4mA。因此，为提高输出模拟量电流的分辨率，用户应适当选择流量计的量程。本转化器可选用量程自动调整达到这一要求。

电流输出最大超量程输出约22mA。

流量计在出厂时，制造厂已将模拟量输出的各参数校准好。一般情况下，不需要用户再作调整。若出现异常情况，需要用户校准模拟量输出时，只需进入电流零点修正和电流满度修正菜单，按下列操作规程进行，不需要外接信号源。

a）仪表调校准备

在电流输出端接0.1%级电流表（或接100Ω标准电阻和0.1%数字电压表，变成0。4～2V 电压测量）。仪表开机运行15分钟，使仪表内部达到热稳定，准备调节电流输出零点系数和量程系数。

b）电流“0”点修正：

将转换器设置到参数设置状态，选择“电流零点修正”项，进入，调整修正系数值，使电流表正好指示4mA（±0.004mA）。按下确认键。按下确认键。

c）电流满度修正

选择“电流量程修正”参数，进入，调整转换器修正系数，使电流表正好指示20mA（±0.004mA）。

调整好电流的“0”点和满量程值后，转换器的电流功能就能保证达到精度。转换器的电流输出线性度在0.1%以内。

4.12接点控制输入

通过接点输入通/断，提供给CPU端口低/高电电平的状态信号，从而控制流量累计计数器的计数与停止，清零与保持计数，实现批量控制、同步检验和远程控制清零。

当选定累积停止或远程清零，接点被接通则计数器停止累计或计数器被清零。接点被断开，则计数器累计计数。

5仪表参数设置

仪表有两个运行状态：自动测量状态

参数设置状态

仪表上电时，自动进入测量状态。在自动测量状态下，仪表自动完成各测量功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。

5.1 键功能

5.1.1自动测量状态下键功能

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；注意：一定要先按住“复合”键再按“确认”键。

确认键：返回自动测量状态。

5.1.2参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，返回自动测量状态。

注：（1）使用“复合键”时，应先按下复合键再同时按住“上键”或“下键”。

（2）在参数设置状态下，3分钟内没有按键操作，仪表自动返回测量状态。

（3）流量零点修正的流向选择，可将光标移至最左面的“+”或“-”下，用“上键”

或“下键”切换使之与实际流向相反。

（4）流量的单位选择，可将光标移至“流量量程设置”菜单显示的流量单位下，然后用“上键”或“下键”切换使之符合需要。

5.2 参数设置功能键操作

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”出现状态转换密码（0000），根据保密级别，按本厂提供的密码对应修改。再按“复合键”后，则进入需要的参数设置状态。

5.2.1参数设置菜单

MBmag共有45个菜单项，使用仪表时，用户应根据具体情况设置或选择各参数。MBmag 参数一览表如下：

5.2.2仪表参数说明

仪表参数决定仪表的运行状态、计算方法、输出方式。正确地选用和设置仪表参数，可使仪表运行在最佳状态，能得到较高的测量显示精度和测量输出精度。

仪表参数设置功能设有6级密码。其中，0～3级为用户密码，第4级为制造厂密码。用户可使用第4级密码来重新设置第1～3级密码。另外，还设有总量清零密码专门用于累计计数回零。

5.2.2.1测量管道口径

电磁流量计转换器可按查表形式选择配套的公称通径为3～3000mm范围的传感器。

5.2.2.2仪表量程设置

仪表量程是指流量测量的上限流量值（满量程）。上限流量值是针对输出信号和百分比显示而言的。它与电流输出上限值和频率（脉冲）输出上限值及100%显示值相对应。与之相关联的还有用百分比流量表示的小信号切除和超限报警。本转换器的流量显示与流速显示在表4.1规定的范围内不受流量量程的限制。

在仪表量程设置参数中选择流量显示单位，仪表流量显示单位有,体积流量单位:L/s、L/min、L/h、m3/s、m3/min、m3/h和质量流量单位:kg/s、kg/m、kg/h、t/s、t/m、t/h，用户可根据工艺要求和使用习惯，选定一个合适的流量显示单位。

注意：仪表用5位有效数字显示流量值，末位数值的后面显示有流量的单位。

5.2.2.3 量程自动切换

转换器具有可选的两个量程自动切换功能，可方便地用于昼夜流量变化范围大的自动控制测量系统。在“流量量程设定”菜单下设置的量程值为第一量程（高量程）。在“量程自动切换”菜单下可选择1：2、1：4或1：8作为第二量程（低量程），第二量程值为第一量程值的1/2、1/4或1/8。

图5.1是量程比为1：4的量程自动切换曲线。为切换安全可靠，自动设置有5%～10%的滞后特性。

当切换量程后，FDIR端子输出的高电平（+12V）为第一量程（高量程），低电平（0V）为第二量程（低量程）。同时，测量界面上行指示可提示当前量程比为1：1、1：2、1：4或1：8。

输出

100%

图5.1 双量程自动切换

5.2.2.4测量阻尼时间

长的测量阻尼时间能提高仪表流量显示稳定性及输出信号的稳定性，适于具有流量调节的情况使用；短的测量阻尼时间可以加快测量反映速度，适于总量累计的脉动流量测量。测量阻尼时间的设置采用选择方式，用户选一个阻尼时间值，即可使用。

5.2.2.5流量方向选向

如果用户认为调试时的流体方向为正，而仪表显示为负，则将流量方向设定反向，反之亦然。

5.2.2.6流量零点修正

在电磁流量传感器的测量管内充满导电流体，并且流体处于静止不流动，转换器已经对流量计的零点做了智能化处理。若所配传感器的零点超出转换器的智能处理范围，用户需要进行流量零点修正。流量零点是用流速表示的，单位为ｍ／ｓ。

转换器流量零点修正显示如下：Array显示中：上行“基准”代表仪表零点的测量值，下行显示是流量零点修正值。当“基准”显示不为“0”时，应调修正值使基准=0。注意：若改变下行修正值，“基准”值增加，需要改变下行数值的正、负号，使“基准”能够修正为零。再次提醒：流量零点修正必须在电磁流量传感器的测量管内充满导电流体，并且流体处于静止不流动条件下进行。流量零点的修正值是传感器的校验常数值，应记入传感器的记录单与标牌。记入时传感器零点值是以包含

符号、ｍ／ｓ为单位的流速值。

5.2.2.7小信号切除点

小信号切除点设置是用量程的百分比流量表示的。选择允许小信号切除时，将切除流量、

流速及百分比的显示与信号输出；选择禁止时，则不进行任何切除。

5.2.2.8 变化率限制与不敏感时间