1、 概述

LDBE插入式電磁流量計是電磁流量計系列產品中一個品種，是用于充滿封閉管道內導電液體的體積流量檢測和計量的產品。本插入電磁流量傳感器有四個標準長度的測量桿，能夠用于DN50-DN8000管道直徑的使用現場選用。

 

2. 產品的功能用途和適用范圍

   LDBE型插入式電磁流量計（簡稱流量計）是用來測量輸送管道內各種導電液體的體積流量的儀表。

插入式電磁流量計有以下特點：

 ◆ 傳感器內無活動部件，結構簡單，工作可靠。較管道式電磁流量計的所使用成本和安裝低。

      ◆ 插入式電磁結構可在低壓或帶壓情況下不停水方便的安裝、拆卸。因此非常適用于現有管道的流體測量和便于儀表的維護、修理。

      ◆ 測量精度不受被測介質的溫度、壓力、密度、粘度、電導率（只要電導率大于20µs/cm）等物理參數變化的影響。

      ◆ 傳感器幾乎無壓力損失，能量損耗極低。

 ◆ 特別適于大中徑管道流量測量和控制。

 ◆ 采用*的低頻方波勵磁。零點穩定，抗力強，工作可靠。

      ◆ 流量測量范圍大寬。被測量管道內的滿量程流速可以0.5m/s至10m/s任意設定，輸出信號與流量呈線性關系。

     ◆ 流量計不僅有0~10mA/DC或4~20mA/DC標準電流輸出，同時還有1~5kHz頻率以及RS232C、RS485、MODBUS等數字通訊輸出。

由于流量計（傳感器）具有上述一系列優點，因而，已被廣泛應用于化工、化纖、冶金、化肥、造紙、給排水、污水處理等工業部門和農業灌溉水計量的導電液體流量測量和生產過程的自動控制。

 

3. 產品的型式和組成

插入式電磁流量計由插入式電磁流量傳感器（簡稱傳感器）和電磁流量轉換器（簡稱轉換器）構成，按傳感器和轉換器的安裝形式插入試電磁流量計分為分體型和一體型。分體型是用導線在接線盒內將傳感器與轉換器聯系在一起。接線盒內用密封膠將端子與電纜接頭灌封絕緣，轉換器遠離測量現場，傳感器能達到IP68的防護等級。

一體型是將轉換器替代接線盒，將其安裝于接線盒的固定板上，用于就地測量顯示流量。

插入電磁流量傳感器見圖1。傳感器由焊接在管道上的接頭、球閥、密封套、壓緊螺母、定位螺釘、方向指示桿及接線盒（對一體型為轉換器）等組成。

插入式電磁流量傳感器外形尺寸按插入桿長度L分：500mm、900mm、1200mm和1500mm四種規格。插入桿為不銹鋼材質，外徑為Ф27；流速測量頭由不銹鋼和新型優良的耐腐、耐磨和耐溫PEEK制成，外徑為Ф34mm；使用G管螺紋連接的不銹鋼球閥和不銹鋼密封套，可以在低壓或不停水情況下拔出傳感器。

 

 

4. 主要技術性能

4.1 適于測量管道通徑：DN50~8000mm；

4.2 流速測量范圍：0~1m/s至0~10m/s，滿量程在0.5m/s~10m/s范圍內連續可調。

4.3測量..度：當測量流速>1m/s時為±1.5%；流速時0.2m/s＜流速≤1m/s為±3%。

4.4被測介質導電率：大于20μs/cm。

4.5工作壓力： 1.6MPa。

4.6電極材料：含鉬不銹鋼0Cr118Ni12Mo2Ti、哈式合金C-276、鈦Ti等。

4.7測量管（測量頭）材料：PEEK

4.8被測介質.高溫度：PEEK 120℃

4.9外殼防護等級：

    分體型符合GB4208國家標準IP68的有關規定；一體型符合上述標準IP65的規定。

4.10傳感器與轉換器之間信號.大的傳輸距離100m（出廠10m，特殊要求請與廠方聯系）。

4.12流量計輸出信號：

直流電流： 0~10mA負載電阻為0~1kΩ；

                          4~20mA負載電阻為0~500Ω；

頻    率： 1~5KHz負載電阻為250~1.2kΩ；

           數字通訊： RS232C、RS485、MODBUS等。

 

5. 工作原理及結構

5.1工作原理

傳感器實際上是一種液體流速測量儀表。它是應用法拉第感應定律的原理制成的流速測量儀表。圖2是插入型流量計基本工作原理的示意圖。

用一個長桿將一個小的電磁流量傳感器插入到被測量管道中規定的位置，導電流體垂直流過傳感器的工作磁場時（轉換器向傳感器提供勵磁電流時，在勵磁線圈構成的勵磁系統中便產生工作磁場），相當于導體在磁場中作切割磁力線運動。根據法拉第感應定律可知，在導體的兩端產生感應電動勢。此感應電動勢由接觸流體的一對電極來檢測。電動勢的大小與磁感應強度B、兩極間距離L和流體的平均流速呈正比。即：

 (V)     (1)

式中：k——常數；

e——感應電動勢，V；

      B——磁場強度，T；

      L——兩電極間距離，m；

      v——流速傳感器測得的流速（亦即代表被測管道規定插入點的質點流速），m/s。

插入式電磁流量傳感器測量點的流速由（2）計算。

          (2)

流過被測管道的流量由（3）求得：

         （3）

      ——由測量點流速換算為管道平均流速的系數。

A——圓管道截面積，m2；，D—管道內徑，m。

除經過實流標定并配有管道出廠的插入電磁流量計外，為求得管道的平均流速，需要知道測量流速點的插入深度?？梢杂脙煞N流速測量點的方法來計算管道平均流速：一是插入到被測管道的中心軸線上得到.大流速；二是插入到管道內壁約為管道0.125D處（D為管道直徑）得到管道平均流速。建議小于DN400的管道可插到被測管道的中心軸線上，此時傳感器測量的點流速為管道的.大流速。大于DN400的管道可以中心軸，也可以插入距管壁0.125D處直接得到管道的平均流速。管道的平均流速應由測量點的流速乘以系數計算得到。當插到平均流速點（距管壁0.125D處）位置，。插到光滑管道的中心軸的由（4）式求得；

       （4）

式中：n是雷諾數指數，可查表或用下式求得，

——管道流體的雷諾數,。——流體運動粘度系數，m²/s，查表可以求得。

插到粗糙管道中心軸的可由（5）求得：

     （5）

式中，——..粗糙度，管道內壁突出物的平均高度，m。

    把被測管道的截面積A計算出來，由測得的點流速和系數，就可以計算出流量。

5.2 結構

傳感器結構如圖3所示，主要由測量頭（或測量管）、插入桿、接線盒、安裝底座、密封定位機構等組成。

圖3

    流速測量頭：流速測量頭處于管道被測流速點位置處，用來檢測該點的流速。流速測量頭（或測量桿端頭）由絕緣材料制成，在其上裝有一對電極。

      插入桿：由不銹鋼材料制成。流速測量頭固定在插入桿上。勵磁引線和電極引線通過插入桿與被測介質密封并連接到接線盒（或轉換器）中。插入桿上焊有方向指示標記，用以在安裝時保證工作磁場、流速和電極連線三者互相垂直，符合法拉第感應定律的要求。

    接線盒：接線盒位于傳感器上部，接線盒內接線端子起傳感器和轉換器相互連接作用。

    接頭：是焊接在被測管道上，用來與球閥連接、插入流量計傳感器。由制造廠配套出廠，安裝時可以從球閥上卸下來在被測管道上焊接，然后再用聚四氟乙烯膠帶纏繞密封裝入球閥。

密封套：由不銹鋼材料制成的密封套、壓帽、橡膠O型圈和定位螺釘等組成插入電磁流量傳感器的密封系統。通過球閥的開和閉插拔插入桿，讓傳感器插在密封套內有一定活動空間，可以在低壓或帶壓情況下安裝或拆卸流量傳感器。 

 

6安裝和使用

6.1安裝

  6.1.1安裝環境的選擇

    ① 應盡量遠離具有強場的設備，如大電機、大變壓器等。

    ② 安裝場所不應有強烈的震動，管道固定牢靠，環境溫度應變化不大，太陽不直曬的地方。

    ③ 安裝環境應便于安裝和維護。

  6.1.2安裝位置的選擇

    ① 安裝位置必須保證管道內始終充滿被測流體。

    ② 選擇流體流動脈動小的地方，即應遠離泵和閥門、彎頭等局部阻力件。

    ③ 測量雙相（固、液或氣、液）流體時，應選擇不易引起相分離的地方。

    ④ 應避免測量部位出現負壓。

    ⑤ 被測管道的直徑或周長容易測量，并且橢圓度應較小。

6.1.3直管段長度

為保證管道內流速分布以中心軸為對稱的充分發展，插入電磁傳感器上游直管段長度應符合下表所附國際標準ISO7145的規定，下游直管段長度應不小于5D（D為管道直徑）。

ISO 7145規定附表

儀表上游阻流件形式	.小上游直管段長度(D)
	在平均流速點安裝情況	在管道中心軸安裝情況
90°彎頭或T型三通	50	25
一個平面的90°彎頭	50	25
不是同一平面的90°彎頭	80	50
錐角18°至36°的縮徑管	30	10
錐角14°至28°的擴大管	55	25
全開蝶閥	45	25
全開球閥和閘閥	30	15

 

  6.1.4流量控制閥門和調節閥門

流量控制閥門應安裝在傳感器上游側的被測管道上，流量調節閥門應安裝在傳感器下游側。測量時，通常流量控制閥門應處于全開狀態。

  6.1.5安裝接頭的焊接

焊接的技術要求如下：

① 安裝管子軸線與被測管道的軸線相互垂直，應注意接頭管子與測量管道內壁平齊。

    ②采用不銹鋼焊條平焊。焊縫牢固，能承受1.6MPa壓力無滲漏現象。

    

6.2傳感器安裝

  6.2.1安裝前傳感器的檢查

    A．安裝前用酒精棉球或清潔的細紗布輕輕地，仔細地擦除傳感器測量頭部兩極表面的油脂、灰塵等贓污物質。不得用堅硬的東西損傷電極表面和絕緣材料。

    B．安裝前用萬用電表檢查傳感器，符合以下技術指標：

    ①  勵磁線圈阻值檢查：用萬用電表測接線盒內“EX1、EX2”端子之間的電阻值約為60歐姆左右。如所測阻值為無窮大，則線圈斷路；如阻值為零，則線圈短路。

② 測量頭端面的電極與對應接線端子之間應為0歐姆。

③ 接線端子中的SIG GND應與不銹鋼插入桿良好電連接，為0歐姆。

④ 絕緣電阻檢查：勵磁線圈、信號端子與插入桿之間電阻為無窮大。接地端子”SIG GND”對插入桿電阻為零。

用萬用電表測量接線端子“SIG 1”、”SIG 2”對“SIG GND”和“EX+、EX-”對“SIG GND”之間電阻為無窮大。端子“SIG 1”、”SIG 2”對端子“EX1”和“EX2”之間電阻為無窮大。

    如出現測量與上述不一致時，請與本廠聯系。

 

6.3被測管道內徑的測量

    經測量或計算的被測管道內徑數據，設置到電磁流量轉換器數據表中。

6.3.1在可以測量管道內徑時，可應用游標卡尺或鋼卷尺，至少在管道內四個互相之間大致相等角度的直徑上進行側量。如果相鄰兩個直徑之差大于0.3%，則測量數目應加倍，然后取所測直徑的算術平均值作為管道直徑。

6.3.2當不能直接測量管道內徑時，可以通過測量管道周長和壁厚來計算內徑

              （6）

   式中：D——被測管道內徑，米；L——管道外周長，米；l——周長修正值，米；e——管道壁厚，米。

使用此法管外表面應仔細除去粗糙部分，若有任何如焊縫這種的高點，應從周長測值中減去各高點由下式計算的修正值：                             

（7）式中：——高點高度；D——管道內徑。

 

6.4傳感器的安裝

     6.4.1清理被測管安裝底座的焊渣和毛刺。

     6.4.2關掉上游流量控制閥門或采用低壓供水。

     6.4.3按圖3所示零部件順序，將G1 1/2球閥安裝到所焊被測管道上的接頭上（用聚四氟乙烯膠帶纏繞接頭外螺紋密封）。再將密封套外螺紋端纏繞聚四氟乙烯帶安裝到球閥另一端。接下來將配套的標準橡膠O型圈和壓帽套入傳感器插入桿。此時打開球閥，松開壓帽上定位螺釘。再通過密封套、球閥經接頭將傳感器插入桿插入到被測管道內。.后將橡膠O型圈和壓帽壓入密封套內。測量測量插入桿從接線盒底部到被測管道外壁尺寸H，應符合插入深度需要，并注意傳感器方向桿應與管道流向一致，關閉球閥，把壓帽旋緊并固定定位螺釘，完成整個安裝。

圖1表示的插入深度A，是按被測量管道內徑的0.5倍和0.125倍計算的。

6.4.4 插入高度計算為方便測量，這里用插入高度H。插入高度H是指從傳感器接線盒底面到管道與接頭相接的位置高度。可用下式可以計算（mm）

這里，A上述插入深度，mm；L為傳感器規格（L=500mm、900mm、1200mm、1500mm）；B被測管道壁厚，mm。

用游標卡尺或鋼卷尺測量從傳感器接線盒底面到管道與接頭相接的位置高度H應符合計算值。

 

6.5電纜的敷設和接線

    電纜的敷設分明數和暗數兩種。采用哪種數設要視現場具體情況而定。

    圖4為傳感器和轉換器之間的電氣接線圖。由圖可知，傳感器和轉換器之間有兩根電纜。一根是轉換器向傳感器提供勵磁電流的勵磁線，一根是傳感器向轉換器輸出電動勢的信號線。

電纜的敷設和接線必須注意以下幾點：

    ① 信號電纜不應于外界大電流動力電纜近距離平行敷設。信號電纜一般應通過穿線鋼管與外界電纜電氣屏蔽。穿線鋼管應與大地線連接。

 

② 明敷設時，信號電纜、勵磁電纜與動力電纜應有1米以上的距離（對高壓電網應有20米以上的距離）。信號電纜與勵磁電纜也應保持一定距離。穿鋼管敷設時，勵磁電纜也應分別穿管。

 

③ 傳感器與轉換器的.長距離一般為100米，特殊情況需要延長電纜時，應與本廠聯系。本廠出廠所配信號電纜和勵磁電纜型號為RVVP型雙芯聚氯乙烯絕緣屏蔽護套電纜，規格為2×32/0.2外徑Ф8mm，長度為10米。如特殊要求，請在訂貨時向本廠注明。

 

    ④ 本廠不負責轉換器供電電源線和輸出電流與頻率電纜線。由于這兩種電纜要求的負載電流僅僅幾十到幾百個毫安，而且傳輸距離與現場到控制室距離有關，所以用戶可根據實際需要自行準備電源和輸出信號電纜。

⑤ 按圖4所示轉換器和傳感器端子標示符一一對應接線。

 

6.6接地

    傳感器產生的流量信號非常微弱，通常為微伏或毫伏級。因此，為防止外界電干擾的影響，用好流量計的一個重要因素就是良好接地。

傳感器接地要求主要是被測介質接地。傳感器和轉換器的接地端（端子“SIG GND”和流量信號電纜的金屬屏蔽網相連接，并通過插人桿與被測介質連接。當被測管道是非金屬管道或內壁銹蝕嚴重時，為了保證良好的接地，可在安裝流量計附近單獨設置接地，將傳感器接地端子直接與大地連接。此時要求接地應電阻小于10Ω。

 

6.7使用前的準備工作

  ① 安裝接線后，正式使用前應再次檢查安裝、接線是否正確。

    ② 將傳感器上游流量控制閥門打開，再打開下游流量調節閥門，使流體排放數分鐘后，讓含在流體     中的氣體隨之排放。關閉下游流量調節閥門和上游流量控制閥門，讓管道內充滿流體，但不流動。

  ③ 用萬用電表檢查傳感器以下技術指標：

A勵磁端子“EXT+”、“EXT-”與接地端子“SIG GND”之間電阻為無窮大。
B接地端子“SIG GND”與插入桿之間的電阻為零歐姆。

   ④ 檢查所提供的電源電壓和頻率應符合轉換器安裝使用說明書的規定，接通轉換器電源。

 

6.8調整與使用

    ① 如果被測管道流量大小已知，可根據被測管道內流量大小和轉換器安裝使用說明書量程設定方法，設定好流量量程。

    ② 準備工作完成后，先全開傳感器上游流量控制閥門，再緩緩的開啟下游流量調節閥門，觀察轉換器顯示流量應由小到大變化。如果顯示為負值，應斷電源將信號線“SIG 1”和“SIG 2”互換。

③ 如果傳感器安裝在露天或埋在地下，接好接線盒端子線后，可用環氧密封膠將其密封。

    ④ 打開流量控制閥門和流量調節閥門，使流體排放數分鐘后，讓含有流體中的氣體隨之排除。然后按順序關閉調節閥門和控制閥門，讓管道內充滿流體且不流動。按轉換器安裝使用說明書所述的方法進行儀表調零至出廠校驗單所標明的零點，完成儀表調零。

⑤ 先打開上游流量控制閥門，然后再緩緩開啟下游流量調節閥門，顯示流量滿足要求后即可投入運行。

 

7. 維護、修理和常見故障排除

7.1 維護

    傳感器一般不需要維護。但對于被測介質容易使電極和測量頭（測量管）表面或內壁粘附結垢的情形，必須進行定期清洗。清洗周期視粘附結垢速度而定。在清洗電極和測量頭（測量管）時，一定要注意勿使絕緣材料和電極損傷。

 

7.2 修理

    傳感器如有故障，可根據本說明書第6.7條和第6.2.1條所述的檢查方法來確定傳感器勵磁系統的測量系統是否正常。如有故障，應與本廠聯系，一般用戶不可自己進行修理。

傳感器拆卸時應注意關閉球閥。

 

7.3常見故障排除見表。

 

8開箱與產品成套性

   用戶開箱時請按裝箱單核對傳感器的型號，檢查傳感器有無缺陷和損傷，傳感器的成套性包括：

   1. MBMAGC型插入式電磁流量傳感器                                   1臺

   2. MBMAGC型智能插入式電磁流量轉換器                              1臺

   3. 信號電纜RVVP型雙芯聚氯乙烯絕緣屏蔽                             2×10米

   4. 球閥（G1 1/2，PN1.6Ma）                                           1只

5. 接頭（裝在球閥上）

6. 符合GB3452國家標準d2=33.5 橡膠O型圈                     2只

   7. 隨機文件

     MB-MGGC型插入式電磁流量計安裝使用說明書                      1份

      產品合格證                                                                  1份

      產品裝箱單                                                                  1份

 

9訂貨須知

9.1 訂貨時請寫明被測介質名稱、工作壓力、介質溫度、流量（流速）范圍、管道通徑和被測管網情況等。

9.2 如安裝現場需要電纜較長時，請在訂貨中注明。

 

10保用期內供需雙方應負責任

1. 產品應存放在倉庫在干燥、通風、無腐蝕性氣體的地方，環境溫度在0-40℃范圍及相對濕度小于85%。

2. 本廠對產品實行三包，保用期為一年（從出廠之日算起）。在保用期內，用戶遵守產品使用、保管和運輸規定的條件下，產品如有質量問題，本廠負責免費修理或更換。