dn800汙水流量計的原理以及構成故障檢查（chá）和步驟（zhòu）

摘要：本文（wén）描述了dn800汙水流量計的原理以及構（gòu）成，詳（xiáng）細講解了dn800汙水流量計整（zhěng）機裝配的關鍵環節，分析了dn800汙水流量計各種故障現象，並具體的講解了檢（jiǎn）查方法和步驟，並（bìng）總結了dn800汙水流量計維護的經驗，為用（yòng）戶提供了很好的指導方案。
dn800汙水流量計（以下簡稱EMF）是利用法（fǎ）拉*電磁感應定律製成的一種（zhǒng）測量導電液體體積流量的儀表（biǎo）。50年代初dn800汙水流量計實現了（le）工業化應（yīng）用（yòng），近年來（lái）**範（fàn）圍dn800汙水流量計產量約占工業流量（liàng）儀表台數的5%～6.5%。
1、dn800汙水流量計的原理
1.1 dn800汙水流量計的工作原理
dn800汙水流（liú）量計的基本原理是法拉*電磁感應定律，即導體在磁場中（zhōng）切割磁力線運動時，在導體兩端會感應一個與磁場方向和（hé）導體（tǐ）運（yùn）動方向相互垂直的感應電（diàn）動勢。感應電動勢的大小與感應強度和運動速度成正比。導電性液（yè）體在垂直（zhí）於磁場的（de）非磁性（xìng）測（cè）量管內流動，與流動方向垂直（zhí）的方向（xiàng）上產生與流（liú）量成（chéng）比（bǐ）例的感應電勢，其值（zhí）如下式：
E=K×B×D×V
式中 E---感（gǎn）應電動勢，即（jí）流（liú）量信號，V。
K---傳（chuán）感（gǎn）器的修正（zhèng）係數。
B---磁感應強度，T。
C---電*間距及測（cè）量管內徑，m。
D---導（dǎo）電介質的平均（jun1）流速，m/s。

感應電動勢“E”是通過裝在內管道壁（bì）上的兩個電*來檢測的，並通過連接在電*上（shàng）的引線將感應到的（de）“E”信號傳至轉換器的信號處理單元，將信號進行放大，通過單片機進行處理，實現流量、流速的顯示，並轉換為統一的、標準的電流信（xìn）號、頻（pín）率信號以及所需要的各種報警信號輸出（chū），隨著通訊技術的發展，dn800汙水（shuǐ）流量計也正在從單機（jī）儀表逐步（bù）走向網絡化儀表的過渡，可方便的實現遠（yuǎn）程調試，監測及工業（yè）過程自動化處理。
1.2 dn800汙水流量計的組成
dn800汙水（shuǐ）流量（liàng）計主要（yào）由電磁流量傳感器和電磁流量轉（zhuǎn）換器組成（chéng），連接方式分為一體型和分體型。傳感器安裝（zhuāng）在所測介質的管道上（shàng），將導（dǎo）電介質（zhì）的流速（流量）線性的變換成（chéng）感應（yīng）電勢“E”信號。轉換器向傳感（gǎn）器提供工作磁場（chǎng）的勵磁電流（liú），並接受感（gǎn）應電勢信號（hào），並將信號進行一係列的處理，轉換成電流、頻率信號輸（shū）出。
1.2.1 電（diàn）磁流量傳感器
電（diàn）磁流量傳感器的形式主要由勵磁方式決定，一般由4部分（fèn）組成。
1）測量（liàng）管：被（bèi）測介質流過的通道。一般由內襯絕緣襯裏的非導磁材料、非導（dǎo）磁性（xìng）金（jīn）屬管子（通（tōng）常使用不（bú）鏽鋼）構成。
2）工作磁場：由勵磁線圈通電產（chǎn）生。勵磁係統主要由（yóu）勵磁線圈、*靴板、磁軛等構成；勵磁線圈（quān）通電後產生恒定的磁場，其直接安裝在導（dǎo）管上，並與電*軸線垂直，磁場的（de）分布將會影響到電磁流量的線性和重複性。磁軛是使磁力線均勻的分布到電*軸線的垂直麵上，以（yǐ）提高（gāo）傳感器的測量精（jīng）度和測量穩定（dìng）性。
3）信號檢測部分：包括電（diàn）*、電*引出線、電*屏蔽罩和接線端子盒等（děng）；電*直（zhí）接與被測介（jiè）質接觸，感應（yīng）電壓信號通過電*輸出到轉換器（qì）的信號（hào）處理單元（yuán）。
4）殼體：起磁路與外界隔離、保護作用。
1.2.2 電（diàn）磁流量轉換器
傳感器產生的電（diàn）*信號或測得的電壓，其數值(或信號（hào）)*其微弱，通常為μV到mV，並且幹擾成分相當複雜，信號幅度直接受到磁場變動的影響，故感應信號不能直接用於流量的顯示。而轉換器的任務是將傳感器測得的信號進行濾（lǜ）波（bō）、整形、放大，提取真正反應流速大小的電壓信號，這個信號通過A/D轉換成計算機可（kě）以直接（jiē）處理的數字信號。轉換器一般由（yóu）低頻（pín）矩形波（雙（shuāng）頻、高頻）恒流源勵磁電路、差動（dòng）前置放大器、主放大器、同步采樣和保持電路、模擬電流輸出和頻率輸出及流量積算的變（biàn）換電路、CPU 與外圍存儲器、鍵盤顯示驅動（dòng）和數字通訊電路（lù）、輔助功能（néng）如勵磁報警、空管報警電路（lù）、電源電路等。轉（zhuǎn）換器的（de）一般輸（shū）出類型有4mA～20mA輸出（chū）、頻率/脈（mò）衝輸出及上下（xià）限和異常報警輸出等。它（tā）還可以通過相應的數字接口如：RS485、HART通訊、PROFIBUS-PA（現場總線）傳遞數字信號，直接用於過程係統當中。轉換器的類型從勵磁方（fāng）法上可分為恒流源勵磁和磁場變動補償方式，一般常用的是恒（héng）流源勵磁（cí），它為勵磁線圈提（tí）供一個恒定的電流。現在的dn800汙水流量計通常采用直流脈衝方波勵磁，以保證dn800汙（wū）水流量計的低功耗。
1.3 dn800汙水流量計的特點
優點：
結（jié）構（gòu）簡（jiǎn）單，dn800汙水流量計（jì）的測量通（tōng）道是一段無阻流檢測件的光滑直管，因不易阻塞（sāi）適（shì）用於（yú）測量含有固體顆粒或纖維的（de）液固二相流體，如紙漿、煤水漿、礦漿、泥漿和汙（wū）水等。
dn800汙水流量計因其沒有（yǒu）節流件，被測（cè）介質在傳感（gǎn）器測（cè）量管道內流動時，不產生因檢測流量所形成（chéng）的壓力損失，僅消耗10W～20W的電功率，節能效果（guǒ）顯著，對於要求（qiú）低阻力損失的（de）大管徑供水管道*為適合。
dn800汙水流量（liàng）計（jì）所測得（dé）的體積（jī）流量，實際上不受流體密度、粘度（dù）、溫度、壓力和電導（dǎo）率（隻要在某閾（yù）值以上）變化明顯的（de）影響。
dn800汙水流量計測量範圍度大，無起始（shǐ）流量的限製，可以測量接（jiē）近於零（líng）的（de）及小流（liú）量，對於同一口徑的（de）傳感器，滿量程（chéng）流速在15m/s以下任意設定，可選流量範圍寬。
dn800汙水流量計的口徑範圍比其他品種流量儀表寬，從幾毫米到3m。可測正反（fǎn）雙向流量，儀表輸出本質上是線性的，在保證直管段（duàn）的前提下具有相（xiàng）同的（de）測量精度。
耐腐蝕性能好，易於選擇與流（liú）體接觸件的材料品種，可應用於腐蝕性流體。
缺點：
dn800汙水流量計不能測量電（diàn）導率很低（dī）的液體，一般電（diàn）導率在5μS/cm以下的介（jiè）質，如石油製品和有機溶劑等。不能測量氣體、蒸汽和含有（yǒu）較多較大（dà）氣泡的（de）液體。
通用型dn800汙水流量計由於襯裏材料和電氣絕緣材料限製，不能用於（yú）較高溫度（dù）的液體；有些型號儀（yí）表（biǎo）用於過低（dī）於室溫的液體，因測量管外凝露（或霜（shuāng））而破壞絕（jué）緣。
2、dn800汙水（shuǐ）流量（liàng）計的應用
dn800汙水流量計應用領域廣泛，大口徑儀（yí）表較多應用於給排水工程。中小口徑常用於（yú）難測流體或高要求場所，如：測量造紙工業紙漿液和（hé）黑（hēi）液、有色冶金業的礦漿、選煤廠的煤漿、化學工業的強腐蝕液等。小口徑、微小口徑常（cháng）用於醫藥工業、食品工業、生物工程等有（yǒu）衛生要求的場所。
3、dn800汙水流量計的整機（jī）裝配與檢測
3.1 電磁（cí）流量轉（zhuǎn）換（huàn）器的檢測
檢查購進的電磁流（liú）量轉換器的（de）整體性能和技術指標（biāo）是否符合設計標準，所使用的儀器：台式（shì）電流（liú）表、頻率計、萬用表、dn800汙水流量計模擬信號器（qì）。按照企業標準和外購轉（zhuǎn）換器的技術協（xié）議，對轉換器進行複檢，檢驗的內容如下。
3.1.1 對於RPmag60係列及智能型dn800汙水流（liú）量計（jì）轉換器需（xū）查
---外觀檢查
裝配合理，電路板（bǎn）焊接符合標準，液晶顯示板無較明顯的劃（huá）痕。
---功（gōng）能性檢查
*先輸入用戶密碼，檢查儀表是否能設（shè）置和調整。主要檢查項目如下（xià）：測量管道口（kǒu）徑（jìng）、儀表量程設置（zhì）、測量阻（zǔ）尼時間、測（cè）量（liàng）方向設定、流量零點修正、小信號切除點、流量積（jī）算顯示、電流輸出（chū）類型（xíng）、脈（mò）衝輸出方式、脈衝單位當量、頻率輸出範圍（wéi）、空管報（bào）警允許、空管報警閾值、上、下限（xiàn）報警允（yǔn）許、上、下限報警數（shù）值、傳感器係數值（zhí）、勵磁方式選擇、流量標定係數、儀表計（jì）算係數、電流零點修正、電流滿度修正、出廠標定係（xì）數。
---技術指標檢查（chá）
用（yòng）頻率計和萬（wàn）用表觀察輸出頻（pín）率和輸出電流是（shì）否與模擬信號器輸入的流速（sù）信號一致，並與轉換器的原始記錄一致。
以上各項合（hé）格之後，將轉換器接上模擬信號（hào）源，通電進行老化，時間為168h。
3.1.2 對於西門子dn800汙水流量計轉換器（SITRANSFM係列轉換器（qì））需查
---外觀（guān）檢查
記下轉換器的類型（xíng）（MLFB編（biān）號），轉換器的係列號。
---計量性能（néng）檢查
轉換器接收信號端與模擬流量信號發（fā）生器相連，接收勵磁信號的兩個接收端與模擬（nǐ）流量信號（hào）發生器對應端相連，模擬流（liú）量（liàng）信號（hào）發生器一般使用1.55m/s，內部（bù）程序寫入為DN50；轉換器的流量顯示值是否和模擬流量信號發生（shēng）器設置的流量一致。
---轉換器的標識檢查
接通電源，查看轉換器MLFB編碼是否與轉換器外部提供的編碼相一致（zhì），查看無誤後，裝袋入庫。
3.2 整機裝配與檢測在dn800汙水流量計（jì）計量標定完成後，需進行整機裝配（pèi）工作，整（zhěng）機裝配之前，轉換器和傳感器（qì）要一一（yī）對應。下（xià）麵以西門子dn800汙水流量計整機裝配為例，具體步驟如下。
3.2.1 西門子dn800汙水流量計一體型整機裝配和檢測
---在傳感器的SMART-PLUG信號傳輸小板上插入寫好的PIC12C509A芯片，打開轉（zhuǎn）換（huàn）器液晶顯示（shì）板，拔下用於勵磁傳輸的端子，將接在傳感器上的勵（lì）磁端子插入。
---接電源：此時要注意轉（zhuǎn）換器是（shì）220V電源還是24V電源，若接錯電源將會燒壞轉換器電源保險。
---開機時（shí）查看傳感器（qì）序列號（hào）（如99900102）能（néng）否出現（xiàn），初步判斷（duàn）轉換器和傳感器通訊（xùn）傳輸是否正常，隨後查（chá）看出現的轉換（huàn）器出（chū）廠編號是否與（yǔ）轉換器銘*上的編號一致。
---查看轉換器上的（de）菜單
為避（bì）免寫PIC12C509A程序時出錯（cuò），要驗證（zhèng）6.7.2、6.7.3、6.7.4、5.2.6.1是否與標定（dìng）值或實際的傳感（gǎn）器要求一致。
＊6.7.2 CFH值（1m/s液壓參比工作（zuò）條件下的水標定值）
＊6.7.3 ZPH值（液壓零點的（de）水標定值）
＊6.7.4 勵（lì）磁頻率（lǜ）（勵磁頻率取決於傳感器和電源，一般DN2~DN100為12Hz，DN125~DN600為（wéi）6Hz，DN700~DN3000為3Hz）
＊6.5.1 勵磁電壓（勵磁電（diàn）壓的控製值，一（yī）般在23000~30000）
＊5.2.6.1 通徑（傳感器的（de）內（nèi）部通經，及兩個電*之間的距離，從SMART-PLUG中讀取（qǔ））
---查看各項參數值正確之後，在傳感器上用於傳輸（shū）信號的扁平電纜（lǎn）的接口處用熱溶（róng）膠密（mì）封，以免在裝配或使用中扁平電纜（lǎn）脫落或鬆動，待（dài）熱溶膠固化（huà）後（hòu），將（jiāng）轉換器和傳感器用配套螺絲上緊，由於在緊固螺絲時，有時會（huì）壓到勵（lì）磁線，使勵磁線和管道相連，造成勵磁電壓為零，故（gù）需再查一遍菜單6.5.1勵磁電壓一（yī）項（xiàng）。
---以上（shàng）工序完成之後，將事先打好的標簽分別貼到轉換（huàn）器和傳（chuán）感器上，裝接地（dì）釘。
3.2.2 西門子dn800汙水流量計分體型（xíng）整機裝配和（hé）檢測
在（zài）進行西門子dn800汙水流量計分體型整（zhěng）機（jī）裝配和檢測之（zhī）前，以及在水標定之前（qián），將傳感器和轉換器分別接上接線盒（hé）和端子板（bǎn）。具體裝（zhuāng）配和檢測如下：
---打開接在傳感（gǎn）器接線盒上（shàng）的端子板，將事先寫好的PIC12C509A芯片插入SMART-PLUG小板（bǎn）上，後連接（jiē）好傳輸扁平（píng）電纜。
---將轉（zhuǎn）換器接好（hǎo）電源，注意事項（xiàng）同一體型。
---將用於檢測傳輸是否正確的三（sān）芯勵磁電纜線和五芯信號電纜線按如下（xià）表格1連接：切記轉換器和傳感（gǎn）器上的電纜線連接一定要一一對應。

---接（jiē）好電纜線後，打開電源，檢（jiǎn）查dn800汙水流量計各項（xiàng）參數是否正確，方法同一體型。
---插下各端子板上的電纜線（xiàn），在傳（chuán）感器上與（yǔ）SMART小板相連的扁平電纜接口處密封熱溶膠，待熱溶膠固化後，將端（duān）子板固定在接線（xiàn）盒上，此時（shí）要注意勵（lì）磁線不能被壓在端（duān）子板和鋁環之間，否則（zé）勵磁線短路，將（jiāng）燒壞（huài）勵磁保（bǎo）險，接好端子板後，使用萬用表歐姆檔測量5、6、7端子（zǐ）之間的絕緣性（xìng）能，5、6端子為勵磁線，阻值為（wéi）16Ω左右（yòu），5、7和6、7阻值為無窮大。
---分體型dn800汙（wū）水（shuǐ）流量計防護等級分IP67和IP68，IP67型防護等級為防塵、防浸水級，IP68為防塵（chén）防潛水級。若（ruò）防護等級為IP68型（xíng），則需要接西門子防水電纜線（xiàn）。在傳感器接好防水（shuǐ）電纜後需灌封膠，目的（de）是防止水進入傳感器內部。
以上（shàng）工序完成之後，將標簽分別（bié）貼到轉換器和傳感器上，裝接地釘。
4 dn800汙水流量計的常見故障檢查和分析（xī）
dn800汙水流量計運行中產生故障的*一類為儀表本身故（gù）障，即儀表結構件或元器件損壞引起的故障；*二類為外（wài）界（jiè）原因引起的故障，如：安裝不妥，管道內有沉積和汙垢等。dn800汙水流量計常見故障現象有：無流（liú）量信號、輸出（chū）晃動、零點（diǎn）不穩、流量測量值與應用參比值不符（測量值與用戶的工藝（yì）參數不相符（fú））、輸出信號超滿度值等。通常（cháng）檢查整（zhěng）個測量係統和判斷故障的（de）程序如圖2所（suǒ）示。檢查環節包括dn800汙水流量（liàng）計本身的傳感（gǎn）器和轉（zhuǎn）換器以及連接兩者的電纜，dn800汙水流（liú）量計上（shàng）位的工藝管道，下位顯示儀表和連接電纜。

通常采（cǎi）用的檢查方法（fǎ）及（jí）檢（jiǎn）查內容如下：
---電阻法：
＊保險絲的通斷
＊傳（chuán）輸信號電纜和勵磁電（diàn）纜的通（tōng）斷
＊勵磁線圈的通斷（duàn）
＊電*對稱性測（cè）量
＊電*對地的絕緣電阻
＊勵磁線圈（quān）對地的絕緣電阻
---電流法：
＊測量勵磁電流
＊測（cè）量輸出電流
---電壓法：判別（bié）工作電源（包括供電和轉換器本身（shēn）電源）是否正確。
---波形法：在熟悉線（xiàn）路基礎上（shàng）測量關鍵點波形（xíng），判別故障所在。
---替代法：利用轉換器和（hé）傳感器間以及轉換器內各線路板部（bù）件（jiàn）間的（de）互換性，以替代（dài）法判別故障所在位置。
---信號跟（gēn）蹤法：用流量模擬信號發生器替代傳感器，在介質未流動的情況下提供流量信號，以測（cè）試電磁流量（liàng）轉換器。
4、結束語
國內的dn800汙水流量計（jì）工業應用從20世紀60年代（dài）開始，隨著工業技術的（de）迅猛發展，dn800汙水流量計（jì）已應用於化工、醫藥、食（shí）品（pǐn）、電力（lì）、汙水處理等（děng）多行業。因（yīn）此，dn800汙水流量計有很大的市場發展前景，對於其所具（jù）有的（de）獨特性，生產廠家必須對（duì）每一道工序嚴格把關，並不斷提（tí）高自身產品的優越性。

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