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江蘇華海測控技術有限公司


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質量流量計

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更新時間：2023-03-06 11:19:28瀏覽次數：611次

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產品簡介

測量準確度高，可以同時測量流量、溫度、 密度、進行雙組份介質成份（濃度）推算，并且測量精度不受介質壓力、溫度，粘度等影響， 在貿易計量及定量控制中具有重要意義。產品廣泛用于科研、石油、化工、冶金、制藥、電廠、 給排水、造紙、食品、能源、油品倉儲、礦產開發、市政、紡織印染和環保等領域。

詳細介紹

 

概述及用途/Overview and purpose---------------------------------------------------◆◆
科里奧利質量流量計是利用流體在直線運動的同時處于一旋轉系中，產生與質量流量成正比的科里奧利力原理制成的一種直接式質量流量儀表。基于科里奧利原理的流量儀表的開發始于20世紀50年代初，但直到70年代中期，才推向市場。到80年代中后期各國儀表廠相繼開發，Focmass系列質量流量計是由我公司自主研發的，它測量準確度高，可以同時測量流量、溫度、密度、進行雙組份介質成份（濃度）推算，并且測量精度不受介質壓力、溫度，粘度等影響，在貿易計量及定量控制中具有重要意義。產品廣泛用于科研、石油、化工、冶金、制藥、電廠、給排水、造紙、食品、能源、油品倉儲、礦產開發、市政、紡織印染和環保等領域。

工作原理/working principle-----------------------------------------------------------◆◆
1、工作原理 如下圖所示，當質量為M的質點以速度V在對Z軸作角速度ω旋轉的管道內移動時，質點受到兩個分量的加速度及其力。 ①:法向加速度 (向心力加速度)αr，其量值等于ω2r，方向朝向Z軸； ②:切向加速度(科里奧利加速度)αt ，其量值等于2ωV，方向與αr垂直。
由于合成運動，在質點的αt方向上作用著科氏力，根據牛頓第二定律Fc=2ωVM，管道對質點作用著一個反向力-Fc= -2ωVM。 當密度為ρ的流體在旋轉管道中以恒定速度V流動時，任何一段長度Δx的管道都將受到一個ΔFc的切向科氏力。 ΔFc=2ωvρSΔx（1） 式中 S——段管道的流通內截面積，由于質量流量計流量即為Qm，即Qm=ρVS，所以 ΔFc=2ωQmΔx（2）
因此，直接或間接測量在旋轉管道中流動流體產生的科氏力就可以測得質量流量，這就是科里奧利質量流量計的基本原理。 然而通過旋轉運動測量科氏力是困難的，目前產品均代之以管道振動產生科氏力來測量，即由兩端分流管固定的測量管，通過中點處以測量管諧振或接近諧振的頻率所驅動，使測量管中點前后兩半段產生方向相反的撓曲，用電磁學原理檢測撓曲量以求得質量流量。 流體密度會影響測量管的振動頻率，而密度與頻率有著固定的關系，因此質量流量計也可測量流體密度。

結構組成/Structural components-----------------------------------------------------◆◆
科里奧利質量流量計是由流量傳感器和轉換器兩部分組成。主要由分流管、測量管及連接管組成的固定結構、測量管驅動系統中的驅動元件、檢測測量管撓曲的檢測元件、修正測量管材料楊氏模量的測溫元件等組成。轉換器主要由驅動激勵系統的驅動信號發生單元、信號檢測和信號處理單元等組成；還有組態設定、工程單位換算、信號顯示和與上位機通信等功能。
1、轉換器 2、連接管 3、分流管 4、檢測元件 5、測量管 6、驅動元件

產品特點/Product features-----------------------------------------------------------◆◆
● 直接測量質量流量，測量精確度高。
● 可測量流體范圍廣泛，包括高粘度液的各種液體、含有固形物的漿液、含有微量氣體的液體、有足夠密度的中高壓氣體。
● 測量管的振動幅度小，可視作非活動件；測量管路內件和活動件。
● 對流速分布不敏感，因而無上下游直管段要求。
● 測量值對流體粘度不敏感，流體密度變化對測量值的影響微小。
● 可做多參數測量，如同時測量密度，并由此派生出測量溶液中溶質所含的濃度。
● 中英文菜單操作，使用方便，操作簡單，易學易懂。
● 儀表狀態自診斷功能，直接顯示錯誤提示語。
● 現場四鍵操作，能夠完成現場組態、查看等功能。
● 實現質量流量、密度、溫度的測量，換算體積流量。
● 實現變送器的互換，不需要與傳感器匹配標定再使用。
● 提供隔離RS485數字通訊接口，并支持RTU MODBUS現場總線通訊方式。

技術參數/Technical parameters-------------------------------------------------------◆◆
性能指標
2.1 執行標準
科里奧利質量流量計設計、生產、檢測執行《GB/T 31130-2014 科里奧利質量流量計》 、《JJG_1038-2008 科里奧利質量流量計》
2.2 工作環境條件
環境溫度：–25℃～+ 55℃ 相對濕度：5%～95% 供電電源：單相交流電 85～265V，45～63Hz；直流電20～36V 功 率：流量計功耗小于10W
2.3 流量測量精度及重復性
質量流量精度: ±0.2%、±0.5% 質量流量重復性：±0.05%、±0.125% 體積流量精度： ±0.15%～0.3% 體積流量重復性：±0.05%～0.1% 氣體流量精度： ±0.5% 氣體流量重復性：±0.25% 密度測量精度: ±0.003g/㎝3 密度重復性： ±0.00075g/㎝3 溫度測量精度: ±1°C 溫度重復性： ±0.2°C
注：流量精度包含了流量下限、重復性、線性和滯后的綜合影響
2.4 模擬電流輸出
負載電阻：4～20mA時，0～750Ω。 基本誤差：0.1%滿量程±10μA。 可特殊定制無源電流輸出
2.5 頻率輸出
頻率輸出范圍：輸出頻率上限可在1～5000Hz內設定。 輸出電氣隔離：光電隔離。隔離電壓：> 1000VDC； 頻率輸出驅動：達林頓管有源輸出24V，驅動電流9.6mA; 達林頓管開路輸出時承受電壓35VDC，負載電流50mA。 頻率輸出空閑電平:可以通過菜單進行高低電平設置。 可特殊定制無源頻率輸出
2.6 脈沖輸出
脈沖輸出：輸出脈沖上限可達5000cp/s。脈沖當量定義為每個脈沖代表的體積流量。脈沖當量可以選擇0.00001、0.0001、0.001、0.01、0.1、1.0、10.0。脈沖寬度可以選擇：自動、1ms、2ms、4ms、6ms、8ms、10ms、20ms、50ms、100ms、150ms、200ms、250ms。脈沖輸出接口和頻率輸出共用，因此電氣參數與頻率輸出一致。 可特殊定制無源脈沖輸出
2.7 數字通訊接口及通訊協議
標準配置全隔離型RS485通訊接口，支持RTU格式MODBUS協議，最多支持100臺從機，具體協議內容請參見MODBUS協議文檔。
2.8 電氣隔離：數字通訊接口及通訊協議 電氣隔離
模擬輸入與模擬輸出間絕緣電壓不低于500V； 模擬輸入與交流電源間絕緣電壓不低于500V； 模擬輸出與交流電源間絕緣電壓不低于500V； 模擬輸出與大地之間絕緣電壓不低于500V； 脈沖輸出與交流電源間絕緣電壓不低于500V； 脈沖輸出與大地間絕緣電壓不低于500V；
2.9 信號輸出參數計算
2.9.1電流輸出計算 模擬量電流輸出內部為24V供電，在4～20mA信號制下，可驅動750Ω的負載電阻。 模擬量電流輸出對應流量的百分比流量，即：
因此，為提高輸出模擬量電流的分辨率，用戶應適當選擇流量計的量程。
2.9.2頻率輸出計算
頻率輸出的范圍，0～5000Hz,頻率輸出對應的是流量百分比
頻率輸出的范圍可調。用戶可選0～5000Hz，也可選低一點的頻率：如0～1000Hz或0～2000Hz等。 頻率輸出方式一般用于控制應用,因為它反映百分比流量，若用戶用于計量應用，則應選擇脈沖輸出方式。
2.9.3脈沖輸出計算
脈沖輸出方式主要用于計量方式。應用時應選擇適當的脈沖當量和脈沖寬度。脈沖當量采用與計量部門及其它流量儀表習慣一致的定義，即每個脈沖代表多少單位體積（或質量）。 一定流量下，選擇小的脈沖當量，相同時間內輸出的脈沖數多，計量精度高。但是在短時間內，容易將計數器記滿造成溢出。選擇大的脈沖當量時，輸出的脈沖數少，相同計數器位數的計數時間長，相應的頻率低。由于此時的計數器多采用電磁計數器，脈沖電流大。因此應注意選擇適當的脈沖寬度以減少計數器線圈導通時間，減低功耗。但是也不能選擇過小的脈沖寬度， 否則容易丟失脈沖數。 脈沖輸出不同于頻率輸出，脈沖輸出是累積夠一個脈沖當量就能輸出一個脈沖，因此，脈沖輸出不是很均勻的。一般測量脈沖輸出應選用計數器儀表，而不應選用頻率計儀表。 脈沖輸出方式主要用于計量方式，輸出一個脈沖，代表一個當量流量，如1L或1m3等。脈沖輸出當量分成：0.00001，0.0001，0.001，0.01，0.1，10。用戶在選擇脈沖當量時，應注意流量計流量范圍和脈沖當量相匹配。
計算例子:瞬時流量為 200 m³/h 累積流量單位為 m³
① 將瞬時流量換算成m³/s
200m³/h 3600=0.0556 m³/s
② 選擇合適的脈沖當量
根據0.0556 m³/s 選擇脈沖當量，當選擇脈沖當量0.001 m³ 每秒輸出脈沖個數 為0.0556 ÷ 0.001 = 55.6，取整數那么每秒輸出的脈沖個數55個或56個；選擇脈沖當量0.01 m³ , 每秒輸出脈沖個數 為0.0556 ÷0.01 = 5.56，取整數那么每秒輸出的脈沖個數5個或6個
③ 選擇合適的脈沖寬度
默認情況下 脈沖寬度為自動 ，如果能滿足用戶計數器要求可以按默認設置。如果脈沖寬度不能滿足用戶計數器要求可以選擇對應的的脈沖寬度，選擇脈沖寬度時要注意 計算出的脈沖個數乘2再乘脈沖寬度時間不能超過1S。

產品外形尺寸/Product dimensions-----------------------------------------------------◆◆

公稱通徑DN

壓力

等級

法蘭外徑D

螺栓孔

中心距K

螺栓孔 n-d0

總長L

高度

H=A+148.5

參考重量kg

6

PN40

90

60

4-φ14

391

368.5

9±0.5

10

PN40

90

60

4-φ14

391

368.5

9±0.5

15

PN40

95

65

4-φ14

451

413.5

9±0.5

20

PN40

105

75

4-φ14

451

413.5

10±0.5

25

PN40

110

85

4-φ14

583

488.5

13±0.5

32

PN40

140

100

4-φ18

583

488.5

15±0.5

40

PN40

150

110

4-φ18

640

590.5

23±0.5

50

PN40

165

125

4-φ18

640

590.5

30±0.5

65

PN16

185

145

8-φ18

640

590.5

36±0.5

80

PN16

200

160

8-φ18

904

513.5

70±0.5

100

PN16

220

180

8-φ18

904

513.5

90±0.5

1.上表所有數據僅基于標準型傳感器DN6、DN15、DN25、DN50、DN80

2.其它未列出的壓力等級，高溫型；尺寸及數據不同

產品選型/product selection------------------------------------------------------------◆◆

安裝和接線/Installation and wiring------------------------------------------------------◆◆
1、流量計連接形式
①法蘭連接：國標GB/T系列，化工HG系列、機械JB/T系列，也可提供按照客戶要求的法蘭；公稱壓力默認按表3.1壓力等級，也可根據客戶要求公稱壓力定做
②螺紋連接
③ 卡箍連接
2、法蘭式外形尺寸(單位mm)

公稱通徑DN

壓力

等級

法蘭外徑D

螺栓孔

中心距K

螺栓孔 n-d0

總長L

高度

H=A+148.5

參考重量kg

6

PN40

90

60

4-φ14

391

368.5

9±0.5

10

PN40

90

60

4-φ14

391

368.5

9±0.5

15

PN40

95

65

4-φ14

451

413.5

9±0.5

20

PN40

105

75

4-φ14

451

413.5

10±0.5

25

PN40

110

85

4-φ14

583

488.5

13±0.5

32

PN40

140

100

4-φ18

583

488.5

15±0.5

40

PN40

150

110

4-φ18

640

590.5

23±0.5

50

PN40

165

125

4-φ18

640

590.5

30±0.5

65

PN16

185

145

8-φ18

640

590.5

36±0.5

80

PN16

200

160

8-φ18

904

513.5

70±0.5

100

PN16

220

180

8-φ18

904

513.5

90±0.5

1.上表所有數據僅基于標準型傳感器DN6、DN15、DN25、DN50、DN80

2.其它未列出的壓力等級，高溫型；尺寸及數據不同
3、安裝說明

①由于測量管形狀及結構設計的不同，安裝要求亦千差萬別，因此必須按照我廠規定的安裝方法和要求安裝

②為了儀表調零，質量流量計上下游要安裝閥門和旁路；為保證無泄漏，控制閥應裝在質量流量計下游，質量流量計保持盡可能高的靜壓，以防止發生氣蝕和閃蒸

③為了減少外部的機械振動及流體過程中的沖擊影響質量流量計性能，流量計兩端固定支撐；也可安裝柔性連接管或設置振動衰減器來減弱振動對流量計的影響

④流量計法蘭與管道法蘭連接時，要均勻擰緊螺栓，避免質量流量計產生應力。可在布設管道時預先接入與流量計同樣長度的短接，可防止布管時形成附加的應力。

⑤同一型號兩臺質量流量計串聯安裝或多臺質量流量計接近地并聯安裝，特別是裝在同一支撐架上時，測量管振動會使各質量流量計間相互影響，產生干擾而引起異常振動，嚴重時使儀表無法工作。安裝時應采取防范措施，錯開相近儀表之間的共振頻率值；增大流量計之間的距離，盡量不設置在同一臺架上，獨立設置支撐架；流量傳感器間設置防振材料隔離等方法。

⑥  測量含有固形物或夾雜氣體的流體時，為避免測量管過早磨損使測量產生誤差，在流量計上游裝過濾器或氣體分離器等保護裝置；若希望能在現場在線校準儀表，應考慮引流連接口和閥門，以及相應的操作空間強磨蝕性漿液的使用

⑦測量強磨蝕性流體要使測量管處于垂直位置，以避免管壁磨損不勻，縮短使用壽命。因為管壁厚度變薄會降低測量管剛性而改變流量測量值，因此在這種場所的運行期間要定期檢測，確認使用周期。測量管內壁結構結垢或漂移沉積也會影響測量精確度，因此要定期清洗。

⑧零點漂移來自流量傳感器部分，主要以下兩方面：

    機械振動的非對稱性和衰減。影響因素是：管端固定應力的影響；測量管剛度的變化；測量管諧振頻率不一致性管壁材料的內衰減；

   流體的密度粘度變化。影響因素是：影響測量管不平衡，因此即使在空管時將雙管的諧振頻率調整一致，到充滿液體時也可能產生零漂，同樣因粘度引起的振動衰減與頻率也有關，在流體流動時亦可能產生零漂。 
4、安裝方式
①采用水平安裝（如下圖）
用于液體測量，保證流體中可能存在的氣體排出，達到準確測量質量流量的精度

② 采用倒立安裝（如下圖）
用于氣體、氣固流體、高粘度液體、液固流體測量,保證流體中可能存在凝液聚集在測量管上排除

③ 采用旗式安裝下進上出（如下圖）
用于高粘度液體、高溫流體、液固或氣固流體并需要經常性排空管道內流體的測量，同時避免了微粒聚集在測量管上

接線指南/Wiring guide-----------------------------------------------------------------◆◆

1、 接線注意事項

  • 按照行業規范要求進行電纜布線。
  • 傳感器到大地的接地電阻應小于1Ω。
  • 走線遠離電氣噪聲源，避免強干擾信號電纜與流量計線纜并行走線。
  • 信號電纜不允許與電源電纜從同一出線孔出線。
  • 流量計應安裝在避免日光直射的地方，流量計若安裝在室外需有防風雨設施。

 所有接線應在切斷供電電源后進行；按說明書正確牢固連接！

旋緊出線套的壓緊螺母和端蓋，保持轉換器良好密封；

應在有可能遭受雷擊浪涌的線路上安裝浪涌抑制器件！

在供電前還應再次檢查所有接線準確無誤！
2、一體式接線端子
一體式220V轉換器接線端子圖 一體式24V轉換器接線端子圖
3、電流輸出接線

質量流量計默認有源電流輸出,如果需要無源電流輸出需要訂貨時說明。

用戶怎么判斷需要有源電流輸出還是無源電流輸出？

在用戶設備與電磁流量計斷開連接的情況下，用萬用表測量用戶設備的電流表接線端子如果測到24V電壓則需要無源電流輸出，如果測到0V則需要有源電流輸出
① 質量流量計有源4-20mA輸出接線 ② 質量流量計無源4-20mA輸出接線
4、頻率輸出接線
質量流量計默認有源頻率輸出,如果需要無源頻率輸出需要訂貨時說明。
脈沖輸出和頻率輸出屬于同一接線端子。
① 有源頻率或脈沖輸出接線 ② 無源頻率或脈沖輸出接線
5、變送器設置  
5.1 儀表盤定義與顯示
轉換器鍵盤定義與液晶顯示
注意！變送器按鍵為觸摸按鍵，無需打開前蓋，直接在顯示面板玻璃上操作。如果帶電打開了前蓋，請蓋好前蓋重新上電。
質量流量計上電后運行在“測量模式”通過操作按鍵可以進入“菜單模式”設置測量參數。
按鍵 操作說明。
①從“測量模式”進入“菜單模式”
先按下“引導鍵” 按住不放，再按下“返回鍵” 如果沒有密碼保護就可以直接進入儀表菜單，如果儀表設置了密碼保護則需要輸入正確的密碼才可以進入設置菜單。
②“菜單模式”中選擇設置參數或調整參數
點按“左鍵” 或者點按“右鍵” 選擇需要設置的參數。
③“菜單模式”中進入參數設置項
點按“確認鍵” 
④“菜單模式”中調整參數設置位
先按下“引導鍵” 按住不放，再點按“左鍵” 移動下劃線；或者再點按“右鍵” 移動下劃線。
⑤返回上級菜單 或 退出“菜單模式”
點按“返回鍵” 退出菜單。
5.2 “測量模式”下按鍵功能

運輸方式/type of shipping------------------------------------------------------------◆◆

為防止儀表在運轉時受到損壞，在到達安裝現場以前，請保持制造廠發運時的包裝狀態。貯存時，貯存

地點應在具備下列條件的室內：

a) 防雨、防潮；

b) 機械振動小，并避免沖擊；

c) 溫度范圍 -20～+60℃；

d) 濕度不大于80%

常見故障及解決辦法/Common failures and solutions----------------------------------◆◆

當測量界面出現提示符時說明流量計有報警信息，點按 切換到報警信息顯示界面。

序號

故障信息

原因

處理

1

傳感器故障

傳感器斷線

返廠

2

驅動超限

傳感器斷線

返廠

3

溫度超限

溫度線斷線

返廠

4

流量超限

超測量范圍

增大或減小流量

5

密度超限

超測量范圍

增大或減小密度

6

參數丟失

線路板損壞

返廠

7

累積流量丟失

線路板損壞

返廠

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

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