flowsic600气体检测超声波流量计.pdf

flowsic 600 气体检测 flowsic 600 气体检测 超声波流量计 超声波流量计 手 册 说 明 手 册 说 明 本手册说明如何使用 flowsic600 测量系统测量运输管道中气体的体积流量 体积以及 声波在被检测气体中的速度 提供所使用的测量方法 全套系统的设计和功能的一般信息以 及组成 准备 装配 安装 委培 维护和检修 与现有的用于各种不同测量目的的测量相 比 flowsic600 测量系统具有理想的配置 能够完成计划过程中提出的测量任务 本系统除了符合其它现有的西克麦哈克公司产品的规定说明 自己也有一些特殊的应用 说明需要遵守 对应用而言 本手册总体上是西克麦哈克专家为您提供的合格参考书 本手册是本手册是 flowsic600 文件包的一部分 文件包包含下面文件 文件包的一部分 文件包包含下面文件 flowsic600 操作说明书 mepaflow600 软件说明书 选择项目 仅限于经过专业知识培训人员 flowsic600 服务手册 flowsic600 传感器替代工具操作手册 本手册使用的符号说明 重要信息 特别是安全等方面本手册都重点突出以便能快速查询 本手册中任一章节 如果需要这些信息我们都加以提供 注意 提供系统 装置特别的特征以及更深层次的建议 重点 可能会损坏仪器功能 警告 可能会造成人员伤害 特别是由于电气设备和装置 系统的使用不当 时刻牢记 警告以使自己和他人免于伤害 注意 在你对设备作任何操作之前必须仔细阅读本手册 并严格遵守安全说明和警告注 意事项 只有当你遵守本手册的所有有关规定 西克公司在购买协议中所承诺的职责才能生效 手册中缩写词的意义 act 实际情况 ansi 美国国家标准协会 ascii 美国通讯标准码 asme 美国机械工程师学会 csa 加拿大标准协会 dc 直流电 din 德国工业标准 dn 标称 名义 直径 dsp 数字信号处理器 ec 欧洲共同体 en 欧洲标准 ez 危险地带 hart 相互作用 iec 国际电工技术委员会 norm 标准化 led 发光二极管 mepaflow flowsic600 参数菜单对话软件系统 namur 化学工业仪器仪表及标准控制协会 pc 个人计算机 ptb 德国联邦计量办公室 spu 信号处理单元 vde 德国电气工程师协会 1 1 安全说明 1 1 设备的使用 flowsic600 测量系统设计用来测量管线中气体的体积流动速率 也可进一步用来测量气 体的绝对体积和声波在被测气体中的速率 制造商并且只有制造商才能规定测量系统的使用环境 用户必须遵守下面规则 设备的安装 调试 使用及维护都要按照有关文件如 技术资料 培训证书和说明书 等要求来进行 服务 校验 运输和储藏等任一工作也应遵守说明书和有关规定 免受机械压力如粗野的清洁 1 2 授权人员 负责安全职责的人员应遵守如下要求 对测量系统的任一操作都应由有资格的人员完成 并且检测工作必须由熟练的负责人 员操作 有资格人员由于受过职业训练 具有专门知识和实际经验 并且懂得相关标准 管理 健康 安全和设备的有关知识 他们将被负责人员和工厂安全的负责人指派来完成工作 有 资格人员必须查明可能的危险 并且在适当的时候采取行动保护 技术熟练人员在德国工业标准德国电气工程师协会第 0105 条和国际电工技术委员会第 364 条或者类似的标准有明确定义 技术熟练人员对如何处理特殊危险应该有准确详细的知识 这些危险包括热 有毒压缩 气体 气体混合物和其它媒介物 对测量系统的设计和工作原理理解偏差也会产生危险 他 们也应接受这方面的训练 在危险区域 根据欧洲标准 60079 14 和国家管理规定 调试和安装必须由经过培训的 人员完成 1 3 一般安全说明和保护措施 当仪器用于计划外测量目的 不适当的操作可能导致人员受伤和仪器损坏 详细阅读本 手册中每一部分的注意事项和警告 当你对 flowsic600 测量系统执行任一操作都必须遵守 这些说明和规定 一般来说 当你对测量系统准备执行任一操作时都应遵守法定条款 技术准则和对仪器设备相关的 管理规定 要特别注意仪器可能出现危险的部分 比如压力管和防爆部分 时刻牢记相关管 理规定 操作仪器设备时 一定要考虑到当时当地仪器设备的特殊使用环境条件和可能出现的 危险 现场应有操作服务说明书和设备的有关文件资料 要始终遵守这些手册中防止人员受 伤和仪器损坏的安全说明和注意事项 确保有足够的安全辅助设施 检查是否安装了这些合适的安装装置 并且确保他们能 够正常运行 1 3 1 热 腐蚀性易爆气体和高压可能引起的危险 flowsic600 测量系统直接与运输管线相接 营业公司应负责使用安全 并遵守手册中 没有提及的一些国家和公司特殊的管理规定 2 警告 测量对象带有有毒易爆气体 高压或高温 此种情况安装或拆卸 flowsic600 测 量系统应排掉管线中的有毒气体 或者被测量装置停止工作 检修和服务工作都应打开测量通道或防爆传感器 注意 flowsic600 测量系统设计 生产和检测要按照欧洲压力设备 97 23 ec 文件关于 设备安全的有关规定 在运行之前应考虑到消费者遇到的大量技术问题 1 3 2 过顶重物装载可能引起的危险 运输和安装 flowsic600 测量系统为了确保安全必须使用起重设备 重要 起重设备和辅助设备 例如吊带 必须符合 x 的载重量 型号牌商标名起重装置的最 大载重量 系在设备上的有眼螺栓能够胜任测量装置的运输 然而附加重量 如 挡板盖子 压 力测试填充物 不许和测量系统一起吊装和运输 绝对不能把起重设备与测量传感器或安装架系在一起 避免这些部件和起重装置接触 3 2 2 产品描述 产品描述 产品描述 特点和应用 标准 结构 技术资料 系统组成 测量原理 操作方式和信号输出 自我诊断 事件记录 补偿道失败 2 1 特点和应用 系统特点 flowsic600 测量系统是首次用超声波进行气体流量测量的压缩气体流量计 测量具有 如下特点 特别设计 组件相互配合 超声波传感器集成在流量计内 隐蔽的电缆线 因此 测量系统特别坚固结实 即使在特别恶劣的环境下 测量系统也能提供最精密的 测量 它紧凑的设计使系统免于机械损伤 并且能够排除机械或电干扰 确保系统长期稳定 的工作 图 2 1 flowsic600 应用 flowsic600 测量系统适合监测运输或过程测量 是理想的宽范围测量工具 主要用于 天然气的生产 运输和配给 公司内部计量 发电站和其它消耗气体的气站 化学和石化行业 压缩空气配给系统 2 2 标准 结构和技术资料 2 2 1 ce 证书 flowsic600 测量系统的开发 生产和测试符合下面的欧共体标准 欧共体 97 23 压力设备标准 欧共体 94 9 标准 欧共体 89 336 电磁兼容性标准 已经通过上面有关文件认证 设备可贴上 ce 标签 2 2 2 标准一致性和型号批准 flowsic600 测量系统符合 a g a 报告第 9 号关于 测量气体的多途径超声波流量计 flowsic600 已经德国测量方面的强制认证法律批准 批准号 no 7 421 03 05 2 2 3 结构 用于商业和办公 flowsic600 结构仅局限于 4 条平行超声波测量通道 4 电源供应 12 24v dc lcd 显示单元和 4 个数字信号输出端 2 种频率和 2 个状态信号 flowsic600 的特别设计由如下的典型键码解释 图 2 2 典型键码 2 2 4 技术资料 1 流速范围 上面所有的流量对双向方式也适用 标有 号的表尺寸仅用于 no 2 结构 看 3 2 标有e的表尺寸有一个扩展的最大流速 最大流速vmax 36m s 2 其它信息 表特点 表特点 测量道数 4 最小气体流速 0 3m s vmin vmaxmax 1 100 测量氛围 测量氛围 气体 天然气 工业过程气体 空气 压力范围 环境压力到 103 巴 低压根据要求 温度范围 25 85 测量精确度 测量精确度 重复性 0 2 测量值 典型测量波动 0 2 测量值 输出 输出 测量值 实测体积流量 实测体积 气体速度 声音速度 脉冲和状态输出 无源 电隔离 开放收集器 u1max 30v i1max 100ma fmax 6khz 脉冲宽度 0 05 1 秒或符合化学工业仪器及 标准控制协会文件 欧洲标准 50227 号 测量速率 每秒 10 个测量值 接口 接口 通讯方式 rs485 ascii 协议 用于参数测量值调用和检查 9600 8 n 1 防爆 防爆 欧洲 ii1 2geexde 1b ia 或 iict4 符合 rl94 9 zg 超声波信号内部转换安全信号 ia 电源 电源 工作电压 umin 12vdc umax 28 8vdc 电压极限 启动电压 11 8v 太阳能供电 充电保护关闭电压 10 8v 典型能耗 1w 24vdc 供电大约 37ma 12vdc 供电大约 66ma 周围环境 周围环境 温度范围 20 60 扩展 40 60 贮藏温度 40 60 防护等级 ip67 5 相对湿度 95 测量范围 0 1 1 相关的qmax是在最小进口长度为 10dn 并且最小出口长度为 3dn情况下测 得的为了校准测量系统 超声波传感器仅能工作在大气环境为 20 tmedium 60 0 8 巴 pmedium 1 1 巴 的 0 区域 重要 危险区域 安装防爆类型测量系统 内在安全 提高安全性能 2 3 系统组件 flowsic600 测量系统由下列硬件组成 流量计本体 超声波转换器 信号处理单元 mepaflow600 程序目的是便利操作 参数修改以及问题查找 图 2 3 2 3 1 流量计本体 流量计本体由装配超声波转换器部分和用于安装管线的法兰组成 流量计体是承载精密 机械设备的单一铸件 它能保证几何参数的可重复性 内径 封装表面形状和连接法兰的标 准尺寸都符合说明书典型键码的意义 流量计本体材料按照消费者需求供给 标准流量计本 体材料可以是碳钢和不锈钢 流量计体有几种标准尺寸 参见 2 2 4 2 3 2 超声波转换器 flowsic600 超声波转换器是系统的最理想选择 高品质的转换器提供纳秒级的精确性 和高稳定性的测量时间 超声波转换器具有内在的安全设计 等级 ia 2 3 3 信号处理单元 信号处理单元包括控制超声波转换器的所有电子组件 它通过发射和接收信号来计算测 量值 信号处理单元有数个接口用于与 pc 机或标准过程控制系统的通讯 当前测量值 错误信息 警告和电源故障报警等各种信息按照时间顺序贮存在一排缓冲 信息处理器中 当系统重新启动时 所保存的最后的体积计数值当作起始值被记录 缓冲信 息贮存器循环记录 保存信息至少在 10 年以上 信号处理单元配有一个前面板 面板上有一个两行的液晶显示器 它显示测量值 查询 数据和日记信息 参见图 2 4 当前盖板保持关闭时 你可以用电磁等显示你想要的值 操 作和菜单结构详细信息参见附录 8 2 图 2 4 和电源现场连接的终端在信号处理单元后面独立的终端盒中 参见 3 4 4 电子单元装配在符合欧洲标准 50018 号或国际电子技术委员会 60079 1 号标准的保护级别 9 的仪器盒中 防爆箱 转换器电路具有内在的安全设计 等级 ia 2 3 4mepaflow600 操作和识别软件 mepaflow600 程序可以让你看到所有的系统参数 显示 识别信息并能记录数据 菜单驱动 参数和识别 flowsic600 2 4 测量原理 flowsic600 测量超声脉冲的传播时间 它配有 4 对完全相同的超声转换器 每对转换 器安装在流量计体内 与轴构成一定的角度相对排列 形成一个直接的测量道 参见图 2 5 6 图 2 5 flowsic600 测量原理 超声脉冲从一边转换器经过流量计体传播到另一边转换器 如果管道中没有流动的气 体 脉冲在两个方向上以同样的速度传播 当有气体流经流量计体时 气体流动方向的脉冲 快于气体流动的反方向脉冲的传播速度 这意味着脉冲在气体流动的方向上传播时间更短 tab 而在反方向上脉冲传播时间更长 tba 超声波转换器相互间轮流用作接收器和发射器 每个转换器都是一个压电陶瓷单元 这 一单元与一片振动膜相耦合 交变电流加在压电陶瓷单元使它产生机械振动 压电效应 机械波通过振动膜传递给流动液体 经过一段时间的传播 机械波与声波一样到达对面的转 换器 撞击其振动膜 传播时间由声波和气体的速度决定 波以机械振动的形式由振动膜传 送到压电陶瓷单元 陶瓷单元以压电效应的反过程再把波转换成电信号 这样再对电信号进 行更深入的分析 处理信号计算声波在流动媒介中的传播时间 由传播时间计算得到的测量值是确定的 2 4 1 确定气体流动速度 1 测量间隔 在 测量 方式 flowsic600 在每个测量道每秒测量 10 次气体流速 整个系统的控制 和操作都是建立在 100ms 周期基础上 寄存器 no 3051 号样品流量 厂家设定时间 常数 0 1s 2 确定超声脉冲的传播时间 对超声脉冲的深入分析可以确定接收信号的时刻和发射信号的时刻 这样可确定它们的延时 即时差 在流动气体中脉冲传播时间tab和tba由延时确定 在气体流动方向上声波传播时间tab 在气体流动反方向上声波传播时间tba 其中 l 测量路径长度 c 声速 vpath 气体流速 流量计体的纵向与路径之间的夹 角 3 气体流速 气体流速 vpath 由tab和tba的时间差计算得到 其中 i 测量道号 1 4 vpath 寄存器中的测量值no7507 no7510 v1 i 寄存器no7101 no7104 li 对转换器振动膜之间的距离 它等于流量计体中一对转换 器的距离 寄存器no7109 到no7116 传感器长度 减去两个转换器的长度 寄存器no7105 到 no7108 传感器长度 4 道平均气体流速 最近 100 个测量结果 气体流速和测量状况 贮存在浮点平均值贮存器中 经过真实性 核查 如果气体流速被确定为无效值也贮存在浮点平均值贮存器中 平均值贮存器被规划为 先进先出贮存器 这意味着最新进来的数据填充最老的数据 通道平均气体流速vavgi由贮存 器中所有有效的测量值确定 其中 vpathi 所有有效值之和 nvalid 所有有效值总数 平均值贮存器中有效值与无效值的数量之比被称为质量参数 寄存器 no3008 到 no3011 错 误百分率 如果无效测量结果的比例超过某一特定限值 寄存器 no3541 限位 错误 厂家设定值为 95 此通道不能用来计算气体流速 在这种情况下 为了弥补无效测量 需要一个值来代替 参见 2 8 5 气体流速 7 所有 4 个通道平均流速的加权平均即得表体中气体的流速 寄存器no7004 平均气体流速 va 1 4 其中 va 气体流速 wi 测量通道的权重 寄存器no7120 到no7123 权重i 2 4 2 体积流量的计算 1 粗略的体积流量qv 是由气体流速va和流量计的横截面确定 其中 d 表体的内径 寄存器 no 7100 管道直径 中间结果由雷诺数和流动形状的特征 不对称 旋转 决定 体积流量 qv 可由下列公式产 生 2 形状因素 pf 3 工作点气体压力 工作平均压力pabs 寄存器no 7041 平均压力 参数cc0到cc4和k0到k5是正常的宽度范围 它们由厂家和flow600 的特殊性确定 4 纠正压力和温度对流量计体几何形态的影响 流量计的几何参数与周围温度为 20 压力为 1 巴的环境相互影响 然而值得乐观的 是与其它因素相比 环境的温度和压力对测量结果的影响是最小的 这一影响可由下列公式 改正 其中 t 寄存器no 7040 温度 p 寄存器no 7041 压力 kt 寄存器no 7118 温度 改正系数 kp 寄存器no 7117 压力纠正系数 温度系数kt与流量计体材料有关 流量计体材料为碳钢 kt 4 12 10 5k 1 流量计体材料为 特种钢 kt 5 23 10 5k 1 压力系数kp 6 bar 1 体积流量计算结果贮存在寄存器 no 7001 体积流量 5 纠正特征线 特征线可用调整系数来修正 调整系数取决于气体流动方向 afforward afrevorse 另外还 需零点偏移量 zo 然而 在气体不流动情况下仪器的zo应该为 0 其中 afforward 寄存器no 7037 前向调整系数 标准值为 1 0 afreverse 寄存器no 7038 反 向调整系数 标准值为 1 0 zo 寄存器no 7039 零流量偏移值 标准值为 0 0 m 3 h 调整系数计算是根据加权平均误差 wme 等效于 01ml 推荐值 no 32 其中 q 测试流量 qmax 测试最大流量 fi 以百分数表示的测试流量误差 相应的调整系数由下式表示 2 4 3 计算工作气体体积 工作气体体积等于工作气体流量乘以测量时间 其中 ts 测量时间 总体积贮存在两个方向相反流动气体的工作气体体积计数寄存器中 工作气体体积计数器不 能复位 no 5010 正向体积 no 5012 反向体积 当系统处于无效测量状态 正反方向的气体体积贮存在分力的误差体积计数器中 这些计数 寄存器能够复位 复位和复位的时间日期一同记录在日记本上 no 5011 正向误差体积 no 5013 反向误差体积 气体的总体积以 m3 为单位被转换成计数体积 寄存器 no 7043 定义计数转换率 当读计数 器中的值 no 5010 到 no 5013 其相应的体积 v 参见下表 计数器转换率 低流量排除 当气体流量降低到低于预置的下限值时 寄存器no 7036 低流量关闭 体积流量显示为 8 0 根据流速计算得到的流量却不受此影响 下限值可以设置为工厂qmin的 0 25 倍 2 4 4 确定声速 气体中实际声速 c 是由某一通道两个传播时间 tabi 和 tbai 计算得到 声波的理论速度可由气体的成分 压力和温度信息导出 声波的理论速度和实际测量速度应 该是相同的 因此声速的变化是判断系统是否处于正常状态的极好证据 2 5 工作方式和信号输出 flowsic600 测量系统具有如下工作方式 测量 正常的无故障系统 脉冲和开关输出以及流量输出都是周期性更新的 警告 状态信号由 系统在自我检测过程中自动设置 详述参见 2 6 请求检测 如果某一测量通道失效 相应通道的失效补偿被激活 那么这一工作方式就被启动 测量系 统弥补了这一测量缺陷 设置 此方式用于改变参数和执行系统测试 处于这一方式 测量值是无效的 尽管所有的测量和 计算在 测量 方式状态下同样进行 系统测试除外 故障 当系统发生故障 为了保证系统测量的精确性 此方式被激活 如果引起故障的原因被消除 系统自动返回 测量 方式 任一工作方式和它们各自的激活及排除时间都记录在日记本上 工作方式 输出信号 测量 请求检测 配置 故障 测量值 与体积流量成比例的频率信号在 数字输出端d0和d1提供 180 相移 打开 测量故障 输出值能通过测试 指令被改变 频率信号在d00处消失 d01仍然表示测量值 脉冲信号 d0 0 d0 1 d0 0 d0 1 请求检测 状态信号 打开 测量值有效 关闭 故障通道弥补 精确度下降 不确定 不确定 流动方向 状态信号 打开 正方 向 流 动 关 闭 反方向流 动 打开 正方 向 流 动 关 闭 反方向流 动 不确定 不确定 警告 如果 警告 激 活 数字输出 关闭 否则 打开 如果 警告 激 活 数字输出 关闭 否则 打开 不确定 不确定 液晶显示器 v123456m 3 v1234m 3 v123456m 3 v1234m 3 闪烁显示 flowsic600 configuration v123456m 3 v1234m 3 闪烁显示 rs485 串行端口 测量值 诊断信息和参数 通过 mepaflow600 整理测量数据记录 判断和参数设计 参见软件手册 9 执行 modbus 协议连接外部处理控制设备 资料贮存 通过测试命令能够改变输出值 数字输出端 2 在工厂作为输出状态信号 请求检测 数字输出端 3 用来输出 流动方 向 信息 而在检测过程中 作为替换 数字输出端 3 可用来输出状态信号 警告 作为 一个准则 lcd 显示方向相反的两个主要的计数器流量值 在检测过程中 定义第二种显示 内容也是可以的 比如两个方向上的误差流量值 可以每 5 秒钟周期轮流显示流量和误差流 量 记录本状态的第一行右端有一闪烁的特征字符 字符代表状态 i 代表信息 w 代 表警告 e 代表错误 确认后特征字符消失 详情阅读记录本内容 确认 菜单结构参考 8 2 4 2 6 自我诊断 在测量方式 声速和气体流速比率 放大调节和信噪比都受到连续监测 这些参数一旦 偏离预先设定的范围 就会产生报警信号 因此就可立即采取措施排除系统可能的故障 在使用和工作期间 调节信号阈值使它符合不同的个体应用要求 这种方法可以使你得到最 有效报警系统 注意 报警 状态信号不影响装置功能 参数 故障阈值报警信息 注意 声速 5m s sos 偏离报警每个通道的测量声速值偏离所有通道测量平均声速 值 而不是设定的声速阈值 一定限值时 产生此类 报警 气体流动速度用作一个权重系数 所以在气体流速很 慢的情况下 不能忽视温度的分层情况 一定用来改正通道测量传播时间 设定参数时 要考虑正常工作时的可能环境状况 特 别是温度的分层情况 6db agc 偏离报警测定两道之间的差值 此差值一定要低于阈值 重要 高流速也能增加差值 93db agc 极限报警此项绝对值监测 气体灵敏度主要决定于气体压力 大体上是相反的比 例 压力增加一倍 接受灵敏度减为原来的一半 可接受 的获得 值 如果某个通道引起一个报警 表示在超声波转换器 电子单元 操作电缆或参数设计 信号模式 标准阈 值 有一个故障 信噪比 13db snr 报警 当信噪比太低时 产生报警 原因包括管道中的装配 引起的干扰信号 阀门没有完全打开 靠近测量地点 的噪声源或有毛病的超声波转换器 除了检查接收到的超声信号和超声信号传播时间的可靠性 信号和系统的诊断功能也能监视 测量值的精确性 2 7 事件记录 重要的系统事件贮存在可验证的记录本上 最多贮存 250 条 每一条都是由事件 时 间标志 有效体积记数值以及事件发生时的确切状态组成事件按照发生的时间顺序被连续记 10 录 并且每一事件都可人工确认 登记在册的事件数量和剩余贮存空间的多少记录本都能一 一加以解答 每一条事件按照下面的分类贮存 可运行事件 不可运行可确认事件和不可应答事件 可应答事件 记录本如果没有空间将关闭并且产生出错信息 直至记录本重新建立 删除 测量值按照 气流方向贮存在误差体积计数器中 与测量精度无关 事件综述 名称 分类 描述 数值 第二行显示 电源 i 信息 复位后可冷启动或重新启动 贮存的计数值为电源关 闭的时间 工作方式 改变 i 信息 密码输入后 系统改变到配置方式或 者从配置方式到测量方式 已经执行了影响测量值的参数修改 激活口令平台 体积计数 复位 i 信息 把体积计数置 0 复位体积 误差体积 计数复位 i 信息 把误差体积计数置 0 复位体积 计数溢出 i 信息 四个体积计数器中的一个超出了它 的量程 记录本复 位 i 信息 所有记录被删除 复位总是记录本第 一条事件并表明记录本打开的时刻 设置时钟 i 信息 注册实际的日期和时间 已改变的时间 请求检测 w 警告 一个通道的测量值必须被例行计算 值代替 通道目录和不激活原因 输出范围 w 警告 测量值不再代表脉冲输出量 因为已 经达到了最大输出频率 无效测量 e 出错 超过一道的测量值必须由例行计算 值代替 或者失效道的补偿没有进行 四道状态指定值 系统错误 e 出错 系统的安全工作不能保证 出错原因 crc 程序代码 crc 参数 crc 计数值 crc 代替道权重 不可能的参数 dsp 故障 2 8 补偿失败道 补偿失败道的值使用相互间测量道的流速比率 这主要取决于流动形态的复杂性和流动 速率 工作原理 正常工作时 各道比率ppath连续计算 这些比率用作每个道的适合的平均值计 算 在没有放慢适应新的流动形态处理情况下 这减少了由干扰引起的统计波动 平均值计 算分两个步骤 11 1 当系统启动时 并且形态比率也已完成 那么平均值至少由 10000 个独立测量值计算得 到 有了平均值 道比率即有效 系统可以用来补偿到失败 有缺陷的参数值的改正是 建立在实验值基础上的 所以 在工厂设定后 在使用 flowsic600 过程中 没有必要 另行调节 2 一旦所需的平均值最小数目计算出来 系统进行浮点平均值计算 工厂设定的衰减系数 确保统计涨落的减小 除了道比的正确计算 系统高低流量率之间的差异也不应忽视 这可改进补偿结果 因 为道比与更高的流量率相比更稳定 流量率低于 1m s 道比不用调整 一道和多道失效的恰当补偿 表中实现的自我诊断功能 参见 2 6 可靠地排除不正确结果 某个通道的接受和排除 的测量值比率如果超过了允许阈值 那么这一道的测量就不能参与平均值va的计算 方程 4 下面的公式是用剩余道测量和贮存的道比率来计算 其中 bi i通道的状态值 bi 0 无效道 bi 1 有效道 一道失败的系统信号补偿用 请求检测 信号 在这一方式下 系统的总不确定度又加 了小于 1 3 的不确定度 状态信号参加 2 5 多道失败也可以用上述原理补偿 尽管系统信号为 测量无效 状态 这期间测量两个 方向的体积数贮存在独立误差体积计数器 尽管测量值的不确定性增加了 但是管道中气体 的流量是明确的 一道或者多道失败的固定补偿 一道失败时 如果没有现成的统计学稳定道比 就用预备的理论道比用来补偿 系统信 号为 测量无效 状态 由于有了恰当的补偿 这期间两个方向的测量值贮存在独立的误差 体积计数器 尽管增加了体积的不确定性 但是气体流量是明确的 激活 复位 去激活 安装 flowsic600 我们一般建议尽可能复位道比另外作用 例如测试定标 这能够防 止在没有流动形状资料情况下 超声波流量计试图补偿道失败 通过设计衰减系数为0或者不检查mepaflow600程序的相关检测盒来减小道比的计算是 不希望的或不允许的 在这种情况下 仅仅一道或多道失败的静态补偿是激活的 图 2 6 mepaflow600 程序 装置参数 表 12 3 系统安装 3 系统安装 一般描述 安装 机械安装 电子安装 3 1 一般描述 3 1 1 递运 安装之前 flowsic600 需要装在结实的包装箱中递运 法兰密封的外表面要用特殊的 帽子保护 打开包装箱 检查仪器是否在运输中受到损坏 要特别注意检查表体的内部 任 一转换器的可见部件和法兰的密封外表 任何损坏都必须写成文件并立即报告生产厂家 检查货物是否齐全 组件的托运规模 flowsic600 测量系统 包括 spu 和转换器 mepaflow600 控制和诊断软件 操作说明 软件手册 证书 flowsic600 生产厂家信息 符合欧洲 10204 标准 3 1b 接受证书 壳体材料特性 强度测试结果 检漏测试结果 误差一致性证明 质量测试结果 最终检测 重要 确信实际地点条件与表体和 spu 参见图 3 1 标签注明的要求相一致以保证测量设 备的安全运行 图 3 1 3 1 2 运输和贮存 重要 起重卤轮和辅助设备只能用于适合它的起重装置 重大起重装置标明在起重卤轮的型 号牌上 它被强制推荐给使用仅由装备供给的有眼螺栓 在 flowsic600 运输和贮存期间要确保 法兰的密封表面要用特殊帽子保护 测量装备在任何时候都要牢固安全 采取措施避免机械损坏 湿度和温度在特别限制范围内 参见 2 2 4 如果仪器在露天超过一天 必须确保法兰的密封外表和表体的内部不被腐蚀 例如 喷 洒仿腐蚀喷雾剂 不锈钢表体不需要 如果在干燥的环境下贮存超过一星期也要喷洒 注意 由于一天的自然温度变化 或者测量设备被运送到温度和湿度不同的地方 湿气被浓 缩到材料上 如果不采取保护措施 碳钢表面可能被腐蚀 3 2 安装 一般地 在计划阶段期间也就是系统安装之前 要进行特别的安装计划 标称的宽度 材料和法兰类型应该和现成的工厂设计相一致 表体的内径和比邻的管线必须完全相同 这 一点是非常重要的 13 固定的螺栓 螺帽和法兰密封物要适合工作环境 符合当地法规和相关标准 注意 flowsic600 的计划设计和安装之间的任何偏差都要经过供应厂商的同意并且在安装 测量系统之前要写成文件 测量定位 flowsic600 能够安装在通常直的进口和出口管中 由比邻的管子必须和表体相通的标 称宽度 内径能从标明的法兰标准和典型的键码信息算出 附录表 8 2 入口管的内径和 表体的内径最大误差为 1 入口管法兰上的任一焊珠应该是扁平的 表体应该水平或垂直安装 水平安装时 确信表体调整到其测量面在水平位置上 它的 目的是为了阻止管道中的灰尘进入转换器 只有测量系统用于测量干燥的 不凝结气体时 才垂直安装 来自外部的材料 烟尘和液体中的气体流动必须是通畅的 否则要安装过滤器 和凝气阀 安装避免影响气体流动通畅 防止直接逆流上行至 flowsic600 表体和管线法兰连接密封物不能伸进管线 否则流动剖面形状可能改变 这样测量的精 确度可能受到不利影响 把决定气流改正的压力装置或者确定压力的气流计算机装在表体的压力管上 温度测量装置应该安装在离出口管1 5 dn的位置上 或者在标称宽度大于dn400管上 其距离不小于 300mm 图 3 2 安装图 气流矫正器设计的详细情况 参见图 no 7022 04a 安装图的选择取决于安装位置气流扰动的类型和程度 根据 trg13 干扰类型 逆流距离 20d 可能的安装图 没有 弯头 减压器 双弯头 t 片 图 1 或图 2 气体压力控制器 有或没有消音器 扩散器 带有旋流扩散器 图 2 对于双向使用 表体两端的入口和出口具有完全相同的设计 结构独立 参见图 3 3 在这种情况下 温度测量点应该安装在离表体 5 dn 的距离上 图 1 或离气体矫正器 1 5 dn 的位置上 图 图 3 3 3 3 机械安装 在管线上安装气体流量计的工作不包括在运输过程中 为了更好的安装 flowsic600 推荐使用下面的工具和辅助设备 起重设备或叉式升降机 载重量要和型号牌上标注的一致 用于安装法兰尺寸适合的环形扳手 密封隔离剂 螺栓润滑剂 检漏剂 警告 进行任何安装工作都要遵守本书第一部分的一般安全规则和安全说明 flowsic600 只能安装在无压力和有孔的管线上 采取适当措施避免潜在的当地或工厂特殊环境的危险 14 3 3 1 选择法兰 密封物和其它部件 选用的管道法兰 螺栓 螺帽和密封物能经得起最大的工作压力和温度 法兰连接部分 也能适应周围和工作条件 外部和内部腐蚀 安装长度和法兰尺寸参见 8 1 重要 严格遵守安装压力设备的安全说明书 包括几个部件的相互连接按照压力设备指导书 97 23 ec 安装人员必须熟悉管道施工的指导书和标准 3 3 2 安装 flowsic600 到管线上 表体的箭头表明气流主方向 用于单向流动时 推荐 flowsic600 按照箭头方向安装 如果用于双向流动方式 箭头表明流动的正方向 安装工作 使用起重设备把 flowsic600 放到管线右位 起重眼孔只能提供设备升降和运输 如果使 用吊带 必须包裹表体 重要 起重眼孔只能用于运输测量装置 如果有附加重量 如压力测试的遮盖 就不能用这些 眼孔吊装 flowsic6100 绝对不许把起重装置和信号处理单元或它的安装支架系在一起 避免这些部件和起重设 备相接触 运输过程中 flowsic600 一定不能旋转或摆动 如果装置和起重设备位置不恰当 法 兰的密封表面 spu 盒和转换器盖帽可能损坏 如果没有必要 不要移去保护表体法兰密封表面的盖子 在 flowsic600 附近做任何工作 焊接 油漆 都应采取相应措施以防损坏测量装置 在两边安装第一套固定螺栓后要检查修正法兰密封物的位置 调整 flowsic600 使进口管 表体和出口管之间的不适量减小到最低 尽可能小 插入剩余的固定螺栓 交叉拧紧螺母 确信适合计划中特殊转矩 在压力龙头与压力转换器之间装配压力管 充气 检查 flowsic600 是否漏气 注意 根据相关的管理规定和标准 机械安装完成后要进行检漏测试 3 3 3 调整 spu 调整 spu 使其处于便于观察显示器和电缆日常维护工作的位置 参见图 3 4 盖上有 一销防止 spu 转动超过 330 目的是保护表体电缆不受损害 图 3 4 注意 调整 spu 位置后 不要忘记拧紧 allan 螺丝 3 4 电气安装 3 4 1 一般信息 必要条件 接线工作 铺设连接电源线和信号线 作为安装气体流量计工作的一部分不 包括在运输工作中 3 3 节描述的机械安装必须完成 符合 3 4 2 节对电缆最小要求 铺设电缆线注意事项 电缆应铺设在导管里或电缆槽上以防机械损坏 遵守许可的弯曲半径 一般来说 对于多头电缆弯曲半径不小于 6 倍电缆直径 导管外的连接应该尽可能短 警告 进行任一项工作时必须遵守第 1 节叙述的一般安全管理规定和安全说明书 安装工作必须由经过培训过的人员完成 遵守公司制定的相关管理规定 采取恰当措施 避免潜在的当地或工厂特殊环境下的危险 15 图 3 5 flowsic600 接线图 3 4 2 电缆说明书 电缆供给 12 24vdc 说明 注意事项 电缆类型 拖头 连接屏蔽线到地端 最小 最大横截面积 0 5mm 2 1 5mm2 最大电缆长度 取决于回路电阻 最小输出电压 12v 峰值电流 150ma 电缆直径 6 12mm 电缆密封的固定范围 数字输出 电流输出 说明 注意事项 电缆类型 屏蔽绞合电缆 连接屏蔽线的另一端到地端 最小 最大横截面积 2 0 5mm 2 不要连接未使用的线头以防 偶尔短路 最大电缆长度 在有负载情况下环路电阻 250 电缆直径 6 12mm 电缆密封的固定范围 通讯接口 rs485 说明 注意事项 电缆类型 屏蔽绞合电缆 阻抗约为 120 连接屏蔽线的另一端到地端 最小 最大横截面积 2 0 5mm 2 最大电缆长度 0 5mm 2为 100m 1 5mm 2为 200m 不要连接未使用的线头以防 偶尔短路 电缆直径 6 12mm 电缆密封的固定范围 3 4 3 检查电缆回路 为证实电缆是否正确连接需要检测电缆回路 接下面步骤进行 拆开需检测回路电缆两端 这样做的目的是防止连接部件干扰测量 通过测量回路电阻测试 spu 和终端之间整个电缆回路 也可以用测量电阻的方法测试绝缘体 测试前要断开电子部件单元 重要 测试电压有可能严重损坏电子单元 测试环路电阻后 重新接上所有断开的电缆线 重要 没有内部保护的安装 当系统断开电源 在危险区域只能打开终端盒并连接 拆开电 缆线 系统关闭后 当断开电源并且不超过 10 分钟 只能打开前盖 且有观察窗 不正确的电缆连接可能导致 flowsic600 毁坏 因为这一原因所造成的损失及一系列后 果生产厂家概不负责 一切安全承诺无效 3 4 4spu 的终端盒 打开后盖 用一把 3mm 的 allan 钥匙松开安全筋条 反时针方向拧开后盖 后盖内提供一张接线草图 也可参见附录 8 3 3 4 5 无危险区域 flowsic600 线路接线 16 根据下表参数设计 spu 终端盒里端子 图 3 7 图 3 8 序号 连接对象 功能 端子 数值 备注 1 电源 1 2 12 24v 20 dc 2 数字输出端 d00 无源 31 32fmax 6khz 脉冲宽度 0 05s 1s 范围 每个体积单位自由选取脉 冲数 关闭 0v ucel 2v 2ma icel 20ma l low 打开 16v uceh 30v 0ma uceh 0 2ma h high 用 接 触 开 关 符 合 namur 连 接 放 大 器 符合 d1n 19234 3 串行端口 m0dbus rs485 33 349600 波特率 8 位数据位 没有 校验位 1 位停止位 波 特 率 由 软件设定 4 数字输出端 d01 无源 51 52fmax 6khz 脉冲宽度 0 05s 1s 范围 每个体积单位自由选取脉 冲数 关闭 0v ucel 2v 2ma icel 20ma l low 打开 16v uceh 30v 0ma uceh 0 2ma h high 5 数字输出端 d02 无源 41 42关闭 0v ucel 2v 2ma icel 20ma l low 打开 16v uceh 30v 0ma uceh 0 2ma h high 请求检测 6 数字输出端 d03 无源 81 82关闭 0v ucel 2v 2ma icel 20ma l low 打开 16v uceh 30v 0ma uceh 0 2ma h high 流动方向 可切换到 警告 用 接 触 开 关 符 合 namur 连 接 放 大 器 符合 d1n 19234 3 4 6 按照 94 9 ec atex 在危险地区工作 电源和工地装配以更高的安全等级 e 设计 转换器连接具有内部的安全设计等级 ia 所有螺纹类终端以及空气和 flowsic600 的可能漏电距离按照欧洲标准 50019 来设计 连线特征 电源连线 工地装配 独立的终端盒 和现场的其它连接部分用隔 板分开 按照欧洲标准 50020 执行 独立的终端 和电源用隔板分开 按照欧洲 标准 50020 执行 线路经eexe电缆压盖 m5地端接到外壳部分 线路经 2 eexe 电缆压盖 连线的安全等级差异 flowsic600 安全等级允许下列情况 电源连接和现场装配用更高的安全等级 e 内部安全电源连接和现场连接等级 i 现场连接内部安全等级 i 电源用更高等级 e 根据 en60079 14 用户必须作出选择使用哪一等级的决定 17 现场连接时 内在安全和内在不安全的线路不能混装在一个盒内 没有内在安全电路的额定电压为um 253v 在危险地区需要考虑的电缆问题 电缆要符合欧洲标准 60079 14 承受热 机械或化学腐蚀的电缆需要维护特殊保护 例如铺在导管中 电缆是否防火要经 d n v de0472 part804 认证 测试型号 b 具有防火功能 包有金属包头的线头不能裂开 根据欧洲标准 50019 号确保空气漏电安全距离 连接电缆时 一定不能减小终端盒内的空 气漏电安全距离 如果不用电缆压盖 就必须使用 eexe 塞子来代替 根据欧洲标准 en60079 14 电缆线的弯曲度必须是均衡等的 表体和 spu 壳必须接到电位平衡器上 内部安全电路 安装电位平衡器沿着电流输出线 必须遵守国家应用说明书 终端排列 spu 终端盒内的端子排列顺序 参见图 3 7 和无危险区域 flowsic600 端子排列相同 重要 保护导体在危险地区不必连接 因为测量的原因 电缆线的等效弯曲度尽可能和管道 线的弯曲度完全一致 保护导体的备用地 pe 不许经过终端 危险地区安全工作注意事项 在大气环境下 超声波转换器只允许在 0 区域使用 防止爆炸 11 1 29 eex deib ia 11c t4 或 11 2g eex deib ia 11a t4 环境温度 20 60 扩展温度 40 60 仅用于金属密封 电缆压盖是黑色的 如果内在安全 推荐用浅蓝色代替 ral5015 温度分类按照环境和媒介温度 参见欧共体检测证书 场地和电源连接保护等级由所连接的外部电路决定 内在安全电路的相关安全资料由 ec 检定证书提供 保证电源盖密封好 在内在安全情况下 终端盒能够被打开 在系统工作时 电缆线能够 断开和连接 如果使表体绝缘 绝缘厚度不超过 100mm spu 外壳不能绝缘 重要 在危险地区使用 要遵守温度说明书 图 3 9 输入 输出相关安全资料 输出电路 内在安全 eex ia 11a 11c 内 在 不 安 全 um 753v u0 22 1v eex ia 11a eex ia 11c i0 ma p0 mw c0 nf l0 mh c0 nf l0 mh 194 155 1072 8574140 7 163 1 有源电流输出 端子 31 32 特征曲线 线性 内部电容c1 4nf 内部电感l1 0 075mh 只用于无源连接 内在安全电路 或是最大值为v1 30v的 内在安全电路 ub 18v ib 35ma 无源电流输出 端子 31 32 u1 30v c1 4nf i1 100ma p1 750mw l1 0 075mh ub 30v ib 35ma 数 字 输 出 端u1 30v c1 4nf i1 100ma p1 750mw l1 0 075mh ub 30v 18 31 32 51 52 41 42 81 82 ib 100ma rs485端 子 33 34 特征曲线 线性 u0 5 88v i0 313ma p0 460mw c0 1000 f 43 f l1 0 075mh l0 1 5 0 2mh ui 10v i1 275ma pi 1420mw ub 5v ib 175ma eex ia 11a eex ia 11c 超声波转换器 连接 仅限于 sick超声波转 换器 特征曲线 线性 最大转换电压 u0 60 8v 短路电压i0 95ma p0 1444mw ci 1000pf li 2mh u0 38 9v i0 60ma p0 556mw 特殊情况 连接 namur 放大器 通过跳线 数字输出端 端子 31 32 51 52 41 42 81 82 可 以连接成一个 namur 的接触器 详细情况参见服务手册 开放收集器或 namur 的结构根据 订单已在工厂完成 如果购买合同没有说明特殊结构 数字输出端就作开放接收器 图 3 10 19 4 测验与使用 4 测验与使用 检测与使用 测试 校准 使用 4 1 测试 4 1 1 测试条件 在你对 flowsic600 进行检测前 必须准备好下面的检测条件 测量系统完全能用于检测 4道设计 spu 类型 参见2 2 3 或spu类型牌 3 1 1 检测装置 过程和条件等应与已批准的证书完全一致 下面的图表用来检测测试装置 表体 图 no 7022 03 和表 8 1 附录 超声波转换器 图 no 7022 02 spu 电子部件 图 no 7022 05 确信没有可见的损伤 特别是密封外表和连接法兰的内部形状 表体一定能够承受最大的测试压力 4 1 2 测试功能 1 检查 flowsic600 的机械和电气安装是否正确 具体安装参见第 3 节 保证系统安装 成功 正常使用 2 主要的系统参数在工厂已完成 不在现场 测试 也能使超声波流量计无故障运行 检测功能有两种可能方法 检测工作不用 pc 和 mepaflow600 控制和诊断软件 列表信息直接显示在 flowsic600lcd 上 用电磁笔操作