一. TLG电磁流量计特点
l TLG系列电磁流量计适用于各种导电液体的流量测量,如自来水,污水,泥浆,纸浆,各种饮料,化学原料,粘稠液体和悬浮液等。
l TLG系列电磁流量计的测量结果不受温度,压力,密度,导电率等介质物理特性和工况条件的影响,其输出信号与被测流体的体积流量成正比。
l TLG系列电磁流量计对强腐蚀性,强磨损性介质具有良好的适应性。
l TLG系列电磁流量计具有的量程比,在低流速或流量变化幅度较大的应用领域(如自来水行业)具有良好的适用性。
l 具有正/反双向流量测量功能。
l 提供传感器多段非线性修正和传感器零点修正以及自动校零功能。
l 无线遥控、红外遥控功能以及按键操作,非常方便。
l 全中文(英文)友好界面,操作简捷明了。
l 多级密码管理,多种极限报警参数设置功能。
TLG系列电磁流量计由转换器和LDB传感器组成,转换器可直接装配在传感器上,组成结构紧凑的一体化电磁流量计,或将转换器和传感器通过外部信号电缆连接即分离型电磁流量计。
l 具备转换器本机自检功能。
l 宽范围电源模式可供选择(DC:18V~36V AC:85V~265V)。
l 采取一体及分离组合型设计,转换器和传感器双重系数设定,使转换器具有可替换性,模块化板卡设计,升级维护迅捷简便。
l 具备防雷电保护设计电路。抗干扰电路,适用各种恶劣环境。
HART和485输出通讯可供选择。
执行标准 | 电磁流量计(JB/T9248-1999) |
公称通径(mm) (特殊规格可定制) | 管道式四氟衬里:DN10~DN600 |
管道式橡胶衬里:DN40~DN2000 | |
流动方向 | 正,反,净流量 |
量程比 | 150:1 |
重复性误差 | 测量值的±0.1% |
精度等级 | 0.5级,1.0级 |
被测介质温度 | 常规橡胶衬里:-20℃~+60℃ |
高温橡胶衬里:-20℃~+90℃ | |
聚四氟乙烯衬里:-30℃~+120℃ | |
高温型四氟衬里:-20℃~+160℃ | |
额定工作压力 (高压可定制) | DN10~DN50≤4MPa |
DN65~DN200≤1.6MPa | |
DN250~DN1000≤1MPa | |
DN1200~DN2000≤0.6MPa | |
流速范围 | 0.1-15m/s |
电导率范围 | 被测流体电导率≥5μs/cm |
信号输出 | 4-20mA(负载电阻0-750Ω),脉冲/频率,控制电平 |
通讯输出 | RS485,MODBUS协议、HART协议、Profibus-DP协议 |
供电电源 | 220VAC,允差15%或+24VDC,纹波≤5% |
要求直管段长度 | 上游≥5DN,下游≥2DN |
连接方式 | 流量计与配管之间均采用法兰连接,法兰符合国标:GB/T9113.1-2000 |
防爆等级 | Exd[ia]qIICT5 |
防护等级 | IP65,特殊订制可达IP68 |
环境温度 | -25℃~+60℃ |
相对湿度 | 5%~95% |
消耗总功率 | 小于20W |
ZP-LDE系列智能电磁流量计仪表选型 ◆量程范围确认 一般工业用智能电磁流量计被测介质流速以2~4m/s为宜,在特殊情况下,流速应不小于0.2m/s,应不大于8m/s。若介质中含有固体颗粒,常用流速应小于3m/s,防止衬里和电极的过分磨擦;对于粘滞流体,流速可选择大于2m/s,较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用,有利于提高测量精度。 在量程Q已确定的条件下,即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小,其值由下式计算: Q=πD2V/4 Q:流量(㎡/h)D:管道内径V:流速(m/h) 智能电磁流量计的量程Q应大于预计的最大流量值,而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50为宜。 ◆ZP-LDE系列智能电磁流量计参考流量范围
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北京菲格瑞思仪表有限公司生产的LDG系列HART协议电磁流量计|电磁流量传感器|电磁流量变送器
一、产品概述:
LDG系列电磁流量计由转换器和LDB传感器组成,转换器可直接装配在传感器上,组成结构紧凑的一体化电磁流量计,或将转换器和传感器通过外部信号电缆连接即分离型电磁流量计。
二、测量原理:
电磁流量计的工作原理基于法拉第电磁感应定律。当导体在磁场内运动时,在与磁场方向、运动方向相互垂直,在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。
三、LDG电磁流量计特点
·适用于各种导电液体的流量测量,如自来水,污水,泥浆,纸浆,各种饮料,化学原料,粘稠液体和悬浮液等。
·测量结果不受温度,压力,密度,导电率等介质物理特性和工况条件的影响,其输出信号与被测流体的体积流量成正比。
·对强腐蚀性,强磨损性介质具有良好的适应性。
·具有优异的量程比,在低流速或流量变化幅度较大的应用领域(如自来水行业)具有良好的适用性。
·具有正/反双向流量测量功能。
·提供传感器多段非线性修正和传感器零点修正以及自动校零功能。
·无线遥控、红外遥控功能以及按键操作,非常方便。
·全中文(英文)友好界面,操作简捷明了。
·多级密码管理,多种极限报警参数设置功能。
·具备转换器本机自检功能。
·宽范围电源模式可供选择(DC:18V~36VAC:85V~265V)。
·采取一体及分离组合型设计,转换器和传感器双重系数设定,使转换器具有可替换性,模块化板卡设计,升级维护迅捷简便。
·具备防雷电保护设计电路。高效抗干扰电路,适用各种恶劣环境。
·HART和485输出通讯可供选择。
一、传感器安装方式:
1.LDB1型法兰式电磁流量传感器
LDB1型传感器壳体用碳钢焊接制成,只有电极,衬里与介质接触。
LDB1型传感器可选择不同的电极和衬里,以适合于不同介质的特殊要求。
LDB1型传感器与转换器配套使用,组成一体化或分离型电磁流量计。
2.技术参数:
应用范围:包括清水,饮料,各种腐蚀性介质在内的所有导电液体及液固二相流体(泥浆,纸浆)
口径:DN6~DN1200(mm)
公称压力:0.6、4.0、25、32(MPa)
电极材料:不锈钢316L、哈氏合金C、哈氏合金B、钛、钽、碳化钨
衬里材料:聚全氟乙丙烯,氯丁橡胶,聚四氟乙烯、可溶性聚四氟乙烯
介质温度:-40~220℃(注:受衬里材料耐温特性的限制,见表2)
外壳材料:碳钢(也可按用户要求采用不锈钢)
防护等级:IP65,IP67,IP68
连接法兰:GB9119(可直接与HG20593-1997等管道法兰直接连接)
工作电源:来自转换器
测量精度:0.2%、0.5%(按口径选择)
3.插入式电磁流量计
根据用户的需要,公司组织科技人员开发了插入式电磁流量计,插入式电磁流量计在大管道流量测量应用领域具有投资少,安装简单等优点。
技术参数:
口径范围:DN250--DN2000
介质温度:0–60℃
精度:±1.0%重复性:±0.8%
防护等级:IP67
前后直管要求:前:10D,后:5D
公称压力:0.6~1.6MPa
根据结构形式,插入式电磁流量计有两种形式,一种是固定插入式电磁流量计,另一种是可调插入式电磁流量计,其结构形式如下:
二、选型指南:
1.流量计口径的选择
当被测管道的常用流速大于0.5m/s时,一般选择与工艺管道相同口径的流量计。
在以下情况下,选择比工艺管道管径较小的流量计:
①管道内流速偏低,不能满足流量计对流速范围的要求或在此流速情况下测量精度不能令人满意(获得较高测量精度的流速范围为1m/s以上)。
②容易粘附管壁的场合:在污泥,糖浆等流体中使用时,管道内壁容易引起积垢,影响流量计正常使用。缩小流量计口径可提高传感器测量管内的流速,防止积垢。
2.量程的选择
LDG系列电磁流量计的量程在出厂时是经过实流标定的,若被测流量小于量程的20%,则测量误差将偏大且流量越低测量误差越大。因此在选择量程时,一般被测流量在量程的40%~80%为宜。
表1LDG系列电磁流量计刻度流量(流量上限)选择表:
3.电极材料选择
按介质特性选择电极材料:各种电极材料的耐腐蚀性能见表2。
表2电极材料性能表
4.衬里材料选择
从介质的温度,腐蚀性,卫生要求及磨损性方面考虑:各种衬里材料的耐腐蚀性能见表3。
表3衬里材料性能表
三、选型编码:
注1:防护等级选择为IP68时,应选用LDG系列分离型流量计;
注2:选用分离型流量计时,应说明需要的转换器与传感器信号电缆的长度(m),缺省值为10m。
注3:转换器的电源可以在DC24V和AC220V之中选择。
注4:选择频率输出时应同时说明脉冲当量,或与刻度流量对应的频率值。
注5:传感器压力等级见表1。若需要更高压力等级,请与我公司商定。
型号编码举例:
举例:LDG25A1-100K2F3A1J1P0CG1H2
说明:25MPa,法兰安装,口径DN100,电极为哈氏合金C,衬里为PTFE(聚四氟乙烯),介质≤120℃,带标准接地环,防护等级为IP65,一体化型,输出4~20mA,电源交流220V供电。
由单片机控制的低频励磁电流输出到传感器的励磁线圈中,同时来自电磁流量传感器的微小电势信号经前置放大后通过AD模数转换电路送入到单片机。单片机对这些信号进行数据采集,分析处理送至液晶显示屏进行瞬时流量和累积流量的显示。同时单片机通过计算公式对得到的流量值进行补偿,将补偿后的流量信号通过HART通讯模块实现与上位机的远程通讯。
3.1 HART通讯模块设计
HT2012芯片用来实现HART协议中通讯信号的解调及调制过程。图2为调制解调器与微处理器的连接。
HART信号的解调过程:由带通滤波器输出的脉冲信号进入HT2012后,调制解调器分别将脉冲信号中的1200Hz和2200Hz解调为数字1和0,再将数字信号由HT2012的ORXD端口输出,CPU对接收到的数据进行判断并执行相应的任务。
图2 HART接口电路3.2 HT2012与外部接口
HART数字信号规范是峰值为1mA、平均值为0mA正弦交流电流信号,此信号经线路阻抗转化为正弦交流电压信号,而HT2012输入和输出信号是0~5V的方波信号,因此在HT2012和外部的HART信号之间还需要有滤波电路和整形电路。
如图3所示,由TLC27组成的滤波器是带通滤波器,用来减少接收信号的噪声干扰。滤波器还用来消除波形中的尖峰,从而使接收到的信号变得平缓。TLC37组成的数字方波产生回路把经过TLC27滤波后的正弦波转变成相应的方波,以便于HT2012接收。
如图4所示,缓冲器74HC126的作用是使方波的上升沿和下降沿趋于平缓,使信号满足HART物理层规范所要求的信号波形上升沿和下沿的时要求,因为较平缓的上升沿和下降沿时间可以降低与其它网络间的串扰。
HT2012需要外部提供460.8kHz的时钟信号,且要求时钟频率的误差是±0.1%,若直接入一个460.8kHz的晶振不仅会引起系统功耗的增加,而且该晶振属于非标准晶振,需专门定制。为了解决这一问题,在系统中采用一片1.8432MHz的晶振以产生时钟信号,再经分频器CD4013进行4分颇,可输出1.8432MHz /4=460.8kHz的分频信号供HT2012使用。
AD421其内部的电压调节器与外部的场效应管DN25D对输入到AD421的电压进行调整,可提供+3.3V电压作为其他设备的电源。HART发出的FSK信号,经过一个电容耦合送到AD421中,转换成相应的±0.5mA正弦电流信号,实现电压信号到电流信号的转换,同时,叠加在4~20mA的电流上送给接收设备,实现了HART协议的信息的交换。本电路耦合电容取为0. 0033μF.
4 HART通讯协议的软件实现
4.1智能电磁流量计串口中断程序[5]
在串行口中断服务程序中,首先保护现场,然后判断是接收中断还是发送中断,若为接收中断则执行接收服务子程序,否则执行发送服务子程序。中断处理结束后,恢复现场并返回系统主程序。HART通信采用水平和垂直校验的方法。当检测到接收数据有差错时,则等到主设备命令帧发完后,通知主设备数据接收有误。主设备则重新发命令帧,从而保证通信的准确可靠。HART串口中断子程序流程图如图5所示。
图5串口中断程序
4.2 HART命令拆分子程序[6][7]
在对命令帧响应之前先要将该帧拆分,即首先判断该帧前导码是否正确,每接收一个前导码,计数器加1.再接收定界符,若为有效的定界符且前导码计数器大于1,则为HART帧的起始位置,根据定界符确定HART帧的类型,若为应答帧或成组模式帧则终止接收服务,等待载波结束;若为请求帧,则确定帧格式,设置接收长帧格式或短帧格式地址计数值,短帧格式地址接收1个字节,长帧格式地址接收5个字节。再接收命令号,数据字节长度字节,若数据字节长度字节出现奇偶校验错误则终止接收服务,等待载波结束;否则设置数据字节长度计数器,每接收一个数据字节,长度计数器减1,最后接收水平校验和。若接收请求地址匹配,对接收的HART帧异或求水平校验和,并与接收水平校验和进行比较,相同则表示无通讯错误,否则置水平校验和错误标志为1,结束接收服务并转入HART命令执行子程序。命令帧拆分程序流程如图6所示。
图6 HART命令帧拆分程序流程图
5结论
对研制的智能电磁流量计进行试验表明:该流量计集成化程度高、功能强、操作方便、性能可靠;具有自诊断、自检定功能和HART数据通讯功能;可测正反两个方向流量,也可测脉动流量;抗电磁干扰和温度性能好,适合于现场测量和显示;测量范围大,准确度高。
(流量计:admin)