HF50系列金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)
一、 原理：HF50系列金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)主要由測量管部件和指示器部件組成。測量管內(nèi)裝有錐形管和直浮子或孔板和錐形浮子，當(dāng)流體從測量管內(nèi)流過時(shí)，受流體動(dòng)力作用，浮子就會(huì)在垂直方向上產(chǎn)生位移，終浮子會(huì)靜止在某一位置。浮子與錐形管或孔板的環(huán)形面積是此時(shí)流量所要求的。這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，每一個(gè)固定的流量值都對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的環(huán)形面積，即一個(gè)的浮子位置。浮子的位置由其內(nèi)置的磁鋼與指示器內(nèi)的磁鋼藕合給指針，以非接觸的形式指示出流量值。通過在指示器內(nèi)加裝合HART@通訊協(xié)議的流量計(jì)板卡，可實(shí)現(xiàn)對(duì)流量信號(hào)的遠(yuǎn)傳輸出、報(bào)警控制和累積功能。
二、特點(diǎn)：
● 單軸靈敏指示 ● 非接觸磁藕合傳動(dòng)
● 全金屬焊接堅(jiān)固結(jié)構(gòu) ● 多種安裝方式可選
● 外形高度一致，均為250mm ● 可用于易燃、易爆危險(xiǎn)場合
● 適于高溫、高壓及強(qiáng)腐蝕性介質(zhì) ● 具有就地指示、電遠(yuǎn)傳、限位報(bào)警和現(xiàn)場累積功能
● 工作，維護(hù)量小，壽命長 ● 現(xiàn)場按鍵組態(tài)功能
● 4～20mA 輸出(兩線制)，疊加HART@數(shù)字通訊協(xié)議
● 用戶可通過HART調(diào)試軟件與PC機(jī)串口連接，對(duì)儀表進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定、組態(tài)
● 支持雙變量顯示，可任選瞬時(shí)流量、累積流量、百分比流量、輸出電流交替顯示
三、技術(shù)參數(shù)與功能：
測量范圍：水(20℃)：16～150,000 l/h
空氣(0.1013 MPa，20℃)：0.5～4,000 m3/h
等級(jí)：標(biāo)準(zhǔn)型：±1.5% FS
型：±1.0% FS
量 程 比：10∶1
工作壓力：標(biāo)準(zhǔn)型：DN15～DN50 PN4.0 MPa；DN80～DN150 PN1.6 MPa
特 殊 型：DN15～DN50 PN25 MPa；DN80～DN150 PN16 MPa
介質(zhì)溫度：標(biāo)準(zhǔn)型：－80℃～＋300℃；PTFE型：－25℃～＋80℃
介質(zhì)粘度：DN15：<30 mPa·s
DN25： < 180 mPa·s
DN50～DN80：<220 mPa·s
DN100～DN150：<300 mPa·s
環(huán)境溫度：就地指示型：－40℃～＋120℃
遠(yuǎn)傳累積型：－40℃～＋80℃
連接法蘭：標(biāo)準(zhǔn)型：DIN2501：DN15～DN50/PN4.0 MPa RF； DN80～ DN150/PN1.6 MPa RF ANSI B16.5：1/2＂～6＂150 lbs/RF或300 lbs/RF
特 殊 型：由用戶指定的任意法蘭標(biāo)準(zhǔn)，如：HG、HGJ、GB、、SH標(biāo)準(zhǔn)
保溫夾套：公稱壓力：PN1.6MPa；連接法蘭：DN15 PN4.0
供電電源：24VDC或3.6V鋰電池
爆標(biāo)志：本安型：iaⅡ6
隔爆型：dⅡ6
輸 出：4～20mADC，疊加HART@數(shù)字通信協(xié)議
電氣接口：M20×1.5或1/2＂NPT
整體高度：250mm(垂直安裝型)
壓力損失：2.0～25 kPa (詳見流量表)
護(hù)等級(jí)：IP65
四、指示器類型:
HF50系列金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)提供兩種型式的指示器，用戶可根據(jù)自己的測量要求選擇不同功能的指示器。
1．M1型指示器：
M1型指示器為方形殼體、大玻璃視窗，采用現(xiàn)代流線設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場就地指針指示、遠(yuǎn)傳輸出4～20mA信號(hào)(疊加HART@數(shù)字通信協(xié)議)、限位報(bào)警、現(xiàn)場瞬時(shí)流量和累積流量同屏顯示等功能。遠(yuǎn)傳累積型為24VDC供電，就地累積型為鋰電池供電。M1型指示器可用于本安爆場所，不可用于隔離爆場所。
2．M2型指示器：
M2型指示器為圓形堅(jiān)固殼體，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場就地指針指示、遠(yuǎn)傳輸出4～20mA信號(hào)(疊加HART@數(shù)字通信協(xié)議)、限位報(bào)警、現(xiàn)場瞬時(shí)流量和累積流量同屏顯示等功能。遠(yuǎn)傳累積型為24VDC供電，就地累積型為鋰電池供電。M2指示器既可用于本安爆也可用于隔離爆場所。
五、現(xiàn)場組態(tài)：
現(xiàn)場組態(tài)能實(shí)現(xiàn)單位、量程、阻尼、報(bào)警值、測量介質(zhì)和介質(zhì)參數(shù)等組態(tài)數(shù)據(jù)的設(shè)置，并能實(shí)現(xiàn)主變量調(diào)、累積流量清及點(diǎn)、滿量程電流微調(diào)功能。
現(xiàn)場組態(tài)通過HF01流量計(jì)板卡上“Z”、“S”兩個(gè)按鍵的組合操作完成：“Z”鍵用于進(jìn)入提示數(shù)據(jù)設(shè)置界面和移位，“S”鍵用于進(jìn)入數(shù)據(jù)設(shè)置界面、增加數(shù)字和數(shù)據(jù)保存。在正常顯示狀態(tài)下，連續(xù)按下“S”鍵能快速瀏覽組態(tài)數(shù)據(jù)，瀏覽順序同組態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置流程圖。
1．?dāng)?shù)據(jù)的設(shè)置方法：
當(dāng)LCD左下角的“88”字顯示1～19時(shí)，表明流量計(jì)處于現(xiàn)場組態(tài)模式，此時(shí)可以通過按鍵輸入和修改參數(shù)。設(shè)置過程如下：
⑴ 按下“S”鍵進(jìn)入數(shù)據(jù)設(shè)置界面，同時(shí)號(hào)位開始閃爍，表示可修改號(hào)位。
⑵ 若再次按下“S”鍵，可以切換數(shù)據(jù)的正負(fù)(正號(hào)用上箭頭表示)。
⑶ 按下“Z”鍵，位數(shù)字位開始閃爍，表示可修改，此時(shí)長按或連續(xù)多次按下“S”鍵，設(shè)置數(shù)字在0-9之間循環(huán)。
⑷ 再次按下“Z”鍵，可依次設(shè)置第二位到第五位數(shù)字，設(shè)置方法與位相同。
⑸ 設(shè)置完第五位數(shù)字后，按下“Z”鍵，開始設(shè)置小數(shù)點(diǎn)。四個(gè)小數(shù)點(diǎn)同時(shí)開始閃爍，表示可以設(shè)置小數(shù)點(diǎn)，此時(shí)按“S”鍵，小數(shù)點(diǎn)位置循環(huán)切換。
⑹ 小數(shù)點(diǎn)設(shè)置完成后，按下“Z”鍵，左下箭頭開始閃爍，表示可以保存設(shè)置。
⑺ 按下“S”鍵，保存設(shè)置；按下“Z”鍵，號(hào)位開始閃爍，可重新開始設(shè)置數(shù)據(jù)。
2．功能變量表：
注：在流量計(jì)板卡標(biāo)定設(shè)置軟件“附加功能”子菜單中，按鍵模式有 “數(shù)據(jù)設(shè)置”和“電流微調(diào)”兩種選擇，如按鍵模式設(shè)置為“數(shù)據(jù)設(shè)置”，可通過按鍵完成上表1～16項(xiàng)組態(tài)設(shè)置，如按鍵模式設(shè)置為“電流微調(diào)”， 可通過按鍵完成上表18～19項(xiàng)組態(tài)設(shè)置。流量計(jì)出廠的默認(rèn)按鍵模式為“數(shù)據(jù)設(shè)置”。
3．組態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置流程圖：
在正常顯示狀態(tài)，長按“Z”鍵3秒進(jìn)入組態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置狀態(tài)，通過輸入不同的即可進(jìn)入相應(yīng)的組態(tài)設(shè)置，具體如圖四所示：
組態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置：
圖示說明：
A．進(jìn)入組態(tài)設(shè)置后，按“Z”鍵則跳過當(dāng)前設(shè)置，轉(zhuǎn)入下一項(xiàng)設(shè)置；按“S”鍵則進(jìn)入該項(xiàng)設(shè)置；設(shè)
置完成后，按 “S” 鍵完成輸入數(shù)據(jù)的保存，同時(shí)自動(dòng)進(jìn)入下一項(xiàng)設(shè)置；
B．若設(shè)置數(shù)據(jù)限，LCD顯示“OVER”，此時(shí)按下“S”鍵或“Z”鍵可以重新設(shè)置；
C．進(jìn)入組態(tài)數(shù)據(jù)設(shè)置后，若2分鐘內(nèi)無按鍵操作，則返回正常顯示。
4．組態(tài)數(shù)據(jù)的具體設(shè)置
A．按前述“數(shù)據(jù)的設(shè)置方法”中內(nèi)容步驟可完成、量程上下限、阻尼、報(bào)警上下限、氣體密度、氣體壓力、氣體溫度、液體密度和浮子密度的設(shè)置；
B．對(duì)于累積流量清、主變量調(diào)、單位設(shè)置和介質(zhì)設(shè)置，需分別按下面流程設(shè)置：
5．電流微調(diào)：
只有在“附加功能”中設(shè)置當(dāng)前按鍵模式為“電流微調(diào)”，才支持本節(jié)所述組態(tài)功能！
電流微調(diào)模式可進(jìn)行點(diǎn)4mA和滿量程20mA的電流微調(diào)，操作步驟如下：
◆ 在正常測量狀態(tài)下，長按“Z”鍵5秒，進(jìn)入4mA調(diào)整模式；
◆ 在正常測量狀態(tài)下，長按“S”鍵5秒，進(jìn)入20mA調(diào)整模式；
◆ 進(jìn)入4mA或20mA調(diào)整模式后，按“Z”鍵減少輸出電流值；按“S”按鍵增加輸出電流值；每按鍵步進(jìn)16μA；
◆ 無論在4mA或20mA調(diào)整模式時(shí)，同時(shí)按下“Z”“S”兩鍵或不閉合任何按鍵10秒，即結(jié)束調(diào)整狀態(tài)并保存調(diào)整值，然后返回正常測量狀態(tài)；
◆ 4mA的調(diào)節(jié)范圍為3.8~4.2mA，20mA的調(diào)節(jié)范圍為19~21.05mA；
◆ 進(jìn)行4mA和20mA電流微調(diào)時(shí)，液晶屏顯示輸出電流值。
六、限位報(bào)警：
1．HF01流量計(jì)板卡的報(bào)警功能：
可利用HF01流量計(jì)板卡的組態(tài)調(diào)試軟件或其上的“Z”、“S”兩個(gè)按鍵來設(shè)置流量計(jì)的報(bào)警點(diǎn)，可選擇一點(diǎn)(上限或下限)或兩點(diǎn)報(bào)警(上限和下限)，報(bào)警點(diǎn)可設(shè)于0～100%量程的任意位置。當(dāng)流量低于下限報(bào)警值時(shí)，儀表輸出恒定的3.8mA；當(dāng)流量高于上限報(bào)警值時(shí)，儀表輸出恒定的22mA。
在報(bào)警區(qū)間內(nèi)，流量計(jì)LCD顯示的主變量、百分比流量及累積流量仍為實(shí)際測量值，只有輸出電流為恒定的3.8mA或22mA。
2．接近開關(guān)報(bào)警功能：
通過在指示器內(nèi)加裝TG22限位開關(guān)可實(shí)現(xiàn)對(duì)所測流量的報(bào)警功能，用戶可根據(jù)需要選擇一點(diǎn)(上限或下限)或兩點(diǎn)報(bào)警(上限和下限)。TG22限位開關(guān)由SJ3.5N型接近開關(guān)和安裝在指針軸上的切割鋁片組成，通過改變鋁片的位置，可以在量程范圍內(nèi)任意設(shè)定限位值。
TG22限位開關(guān)輸出國際標(biāo)準(zhǔn)的NAMER信號(hào)，其與外部的WE77晶體管繼電器配合使用，可輸出繼電器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如泵)或聲光報(bào)警器的切換操作。報(bào)警信號(hào)的遠(yuǎn)傳輸出具有本安爆性能，爆標(biāo)志為Ex(ib)Ⅱ5。
⑴．TG22限位開關(guān)技術(shù)參數(shù)：
額定電壓：8V DC 自身電感：160μH
面積：≥3mA DC(開) 自身電容：40 nF
面積：≤1mA DC(關(guān)) 環(huán)境溫度：－25℃～＋100℃
護(hù)類別：IP65
⑵．WE77晶體管繼電器：
WE77晶體管繼電器包括一個(gè)電源組、晶體管整流放大器和中間繼電器輸出。WE77/Ex－1帶有一組控制電路，可配一個(gè)限位開關(guān)；WE77/Ex－2帶有兩組控制電路，可配兩個(gè)限位開關(guān)。中間繼電器通常接成常開工作方式，也可以根據(jù)下表變換跳線器改為常閉工作方式或帶有開路故障LED的常閉工作方式。
型 號(hào) WE77/Ex－1 WE77/Ex－2
工 作 狀 態(tài) 端子連接狀態(tài)
閉路電流回路 4－5 3－4 6－7
開路電流回路 3－4 2－3 7－8
● WE77晶體管繼電器技術(shù)數(shù)據(jù)(表中括號(hào)內(nèi)值為爆系統(tǒng)值)
● WE77外形尺寸及接線圖：
注：1、接近開關(guān) 2、WE77/Ex－1 3、WE77/Ex－2 4、電源 5、輸出端子
七、附加結(jié)構(gòu)：
1．保溫及冷卻夾套：
a. 對(duì)于管道中流體溫度過低且為易結(jié)晶介質(zhì)時(shí)，應(yīng)在流量計(jì)測量管部采取保溫措施，即選用保溫 夾套型流量計(jì)以液體的正常流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測量；
b. 對(duì)于管道中液體介質(zhì)溫度過高易于汽化或流體介質(zhì)溫度高于200℃，而又要求儀表具有電遠(yuǎn)傳功能時(shí)，應(yīng)在流量計(jì)測量管部采取冷卻措施，即選用冷卻夾套型流量計(jì)，以流量計(jì)的測量和正常的信號(hào)傳輸；
c. 保溫及冷卻夾套采用φ14或φ18無縫管焊接DN15 PN4.0 RF法蘭接口與保溫或冷卻介質(zhì)連通。通常情況，保溫介質(zhì)為蒸汽，冷卻介質(zhì)為冷水；
2．高溫型指示器：
對(duì)于被測介質(zhì)溫度高于200℃，且要求儀表具有電遠(yuǎn)傳功能，而工藝上不宜采用冷卻措施的現(xiàn)場情況，應(yīng)選用高溫型指示器，以流量計(jì)電子部件的穩(wěn)定工作。高溫型指示器將普通型指示器的筒頸加長約50mm，了指示器內(nèi)電子部件與測量管內(nèi)高溫介質(zhì)的距離空間，大大降低了被測介質(zhì)對(duì)指示器內(nèi)電子部件的溫度影響。
3．阻尼裝置：
當(dāng)被測介質(zhì)存在壓力波動(dòng)，造成流量不穩(wěn)定時(shí)，需在傳感器內(nèi)加裝阻尼裝置。阻尼裝置能減緩介質(zhì)壓力不穩(wěn)給傳感器帶來的沖擊，使現(xiàn)場指示及遠(yuǎn)傳輸出信號(hào)呈平穩(wěn)變化，這樣不但延長了流量計(jì)的使用壽命，還了流量計(jì)現(xiàn)場讀數(shù)和遠(yuǎn)傳信號(hào)的準(zhǔn)確性和可控制性。
一般情況下，當(dāng)流量計(jì)的安裝位置離動(dòng)力泵、閥門及其他管道節(jié)流裝置距離較近、被測介質(zhì)在工藝上脈動(dòng)或存在相當(dāng)強(qiáng)度的管道震動(dòng)，流量計(jì)需帶阻尼裝置。
對(duì)于氣體測量介質(zhì)，為了流量計(jì)的穩(wěn)定工作，每臺(tái)流量計(jì)出廠前均已加裝了阻尼裝置，也就是說，對(duì)于測量氣體的金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)，阻尼裝置是標(biāo)準(zhǔn)配置。
注：無論流量計(jì)是否加裝了阻尼裝置，操作時(shí)務(wù)緩慢開啟閥門！
八、磁過濾器和直管段：
1．磁過濾器：
HF50金屬管浮子流量計(jì)的流量信號(hào)是以非接觸磁耦合方式由傳感器傳遞給指示器的，在傳感器中的測量浮子內(nèi)嵌入著一根永磁磁鋼。如果被測介質(zhì)中含有鐵磁性顆粒，在介質(zhì)流過測量管時(shí)，這些顆粒就吸附在測量浮子上，從而影響流量計(jì)的測量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)阻礙浮子的正常運(yùn)動(dòng)，甚至將浮子卡使流量計(jì)無常工作。所以在流量計(jì)入口前安裝磁過濾器就顯得要。磁過濾器中裝有以螺旋方式排列的數(shù)根磁棒，將介質(zhì)中的鐵磁性顆粒在進(jìn)入流量計(jì)前予以吸濾，磁棒的螺旋排列能限度地減小壓力損失。磁芯視介質(zhì)腐蝕性及操作溫度采用不銹鋼或聚四氟乙烯(PTFE)包裹，以被介質(zhì)腐蝕。整套磁芯易于拆卸，可視介質(zhì)情況定期清洗。
磁過濾器安裝在流量計(jì)入口，采用法蘭形式連接，DN15～DN80口徑的磁過濾器高度為100mm；DN100～DN150口徑的磁過濾器高度為150mm。
2．直管段：
為了HF50金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)的測量，使流體以穩(wěn)定層流狀態(tài)進(jìn)入流量計(jì)，在流量計(jì)的上、下游須有長度的直管段存在。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于不同口徑，生產(chǎn)廠家提供的入口直管段長度為5*DN(DN為流量計(jì)口徑)，出口直管段長度均為250mm。直管段采用與流量計(jì)主體相同的材質(zhì)，以法蘭形式連接。
九、儀表結(jié)構(gòu)及外形尺寸：
1.典型傳感器結(jié)構(gòu)示意圖：
2.儀表外形尺寸圖：
十、安裝及維護(hù)：
1．安裝事項(xiàng)：
a．在流量計(jì)安裝投運(yùn)之前，務(wù)將管道內(nèi)的焊渣吹洗干凈，并將流量計(jì)測量管內(nèi)浮子及指示器內(nèi)指針的止動(dòng)彈性件取出；
b．HF50系列金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)的測量管部分在工作時(shí)應(yīng)處于垂直狀態(tài)，安裝流量計(jì)管道的垂直度應(yīng)5%。推薦使用直式水平尺或鉛錘配合流量計(jì)的安裝，且需注意流體的流向；
c．流量計(jì)入口處應(yīng)有5*DN以上長度的直管段，出口處應(yīng)有至少250mm長的直管段；
d．安裝在管道中的流量計(jì)不應(yīng)受到應(yīng)力作用，流量計(jì)入口和出口應(yīng)有合適的管道支撐；
e．為了在處理故障或清洗流量計(jì)時(shí)不影響生產(chǎn)，安裝在生產(chǎn)線上的金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)應(yīng)加裝旁路；
f．如果被測介質(zhì)較臟或含有鐵磁性物質(zhì)，應(yīng)在流量計(jì)入口前加裝過濾器或磁過濾器；
g．為儀表信號(hào)傳遞的準(zhǔn)確性，儀表安裝位置周圍盡量遠(yuǎn)離鋼鐵類物品；
h．液晶顯示的儀表，安裝時(shí)要盡量避免陽光直射顯示屏，以免降低液晶的使用壽命；
i．測量系統(tǒng)中的控制閥須安裝在金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)的下游；
j．可視管道操作壓力大小采用金屬齒形、金屬纏繞、石棉或聚四氟乙烯墊片作為流量計(jì)連接法蘭的密封墊片。需要注意的是其內(nèi)徑須大于等于管道內(nèi)徑，以免干擾管道流體的流動(dòng)狀態(tài)；
k．安裝聚四氟乙烯襯里的腐型流量計(jì)時(shí)，為了聚四氟乙烯密封面的損壞及密封的性，擰緊法蘭螺母時(shí)須不能過下表所列的力矩：
2．流量計(jì)的維護(hù)：
a．應(yīng)定期對(duì)流量計(jì)的傳感器部分和磁過濾器進(jìn)行清洗，清洗周期視介質(zhì)情況而定；
b．在拆裝流量計(jì)外殼或安裝接線過程中，完成后要將連接殼體和殼蓋的螺釘旋緊，遠(yuǎn)傳型的接線口在安裝完成后也要密封好，以液體、潮氣或其他有害氣體進(jìn)入指示器造成損壞；
c．在每次系統(tǒng)開啟時(shí)，為了避免介質(zhì)對(duì)浮子的過大沖擊，引起傳感器及指示器某些部件的變形、移位及損壞，請(qǐng)務(wù)緩慢打開閥門；
d．爆型流量計(jì)在現(xiàn)場維護(hù)需要打開殼體時(shí)，要先斷開電源；
e．在環(huán)境溫度低于－30℃或高于＋85℃時(shí)，液晶會(huì)出現(xiàn)停滯或黑屏，若此狀態(tài)持續(xù)時(shí)間不長，液晶一般不會(huì)損壞，當(dāng)溫度恢復(fù)到工作范圍內(nèi)后，液晶顯示會(huì)自動(dòng)恢復(fù)正常；
f．流量計(jì)應(yīng)貯存在－40℃～＋55℃，相對(duì)濕度不大于90%的無雨雪、日曬及腐蝕性氣體侵蝕的場所保存。
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