Семейство MAGFLO

Магнитно-индуктивные расходомеры семейства MAGFLO предназначены для измерения расхода электропроводящих веществ.

Запатентованный верификатор MAGFLO обеспечивает повторную проверку и простой контроль.

Особенности

Высокая гибкость

• широкий сректр продуктов
• компактный или раздельный монтаж с одним и тем же измерительным преобразователем и измерительным датчиком
• простая интеграция во все системы с помощью коммуникационной платформы USM II

Простой ввод в эксплаутацию

Все магнитно-индуктивные расходомеры MAGFLO имеют оригинальный блок памяти SENSORPROM, в котором данные калибровки измерительного датчика и установки измерительного преобразователя сохраняются в течение всего срока службы
продукта.

При вводе в эксплуатацию расходомер сразу же начинает измерение без предварительного программирования.

Соответствующие размеру измерительного датчика заводские установки сохранены в блоке SENSORPROM. Также туда могут
сохраняться и спецустановки пользователя . При замене измерительного преобразователя все прежние установки загружаются в новый измерительный преобразователь , который возоб овляет измерение без перепрограммирования.

При первичной калибровке измерительного датчика кроме этого сохраняются и используемые в комбинации с верификатором
MAGFLO данные для повторной поверки.

Простая замена

Новое программирование при замене измерительного преобразователя не требуется. SENSORPROM автоматически
записывает все установки после запуска.

Ориентация на будущее

USM II, универсальный сигнальный модуль с "Plug & Play", обеспечивает простой доступ к измерению расхода и его интеграции практически во все системы и протоколы шин , гарантирует простую модернизацию расходомера на будущие коммуникационные и шинные платформы.

Область применения

Магнитно-индуктивные расходомеры предназначены для измерения практически всех электропроводящих жидкостей, взвесей, паст и суспензий.

Единственным условием является наличие минимальной электропроводности в 5 µS/см. Температура, давление, вязкость и плотность не влияют на результат измерения.

Основными сферами применения магнитно расходомеров являются:

• воды и сточные воды
• химическая и фармацевтическая промышленность
• пищевая промышленность и промышленность безалкогольных напитков
• горное дело, цемент и полезные ископаемые
• целлюлоза и бумага
• сталеплавильная промышленность
• энергетика и холодная вода

Благодаря многообразию комбинаций и конструкций модульная система обеспечивает идеальное согласование с любой задачей измерения.

Функции

Все магнитно-индуктивные расходомеры базируются на законе электромагнитной индукции Фарадея:

U_M = B · v · d · k

U_M = индуцированное в веществе измерительное напряжение, возникающее вертикально к магнитному полю и к направлению потока. Оно снимается на двух точечных электродах.

B = магнитная индукция, которая пронизывает протекающее вещество вертикально относительно направления потока.

v = скорость протока веществ

d = внутренний диаметр измерительной трубки

k = коэффициент пропорциональности или постоянная датчика.

Функция и принцип магнитно-индуктивного измерения расхода

Магнитно расходомер в общем и целом состоит из магнитно измерительной трубки с электрическинепроводимой поверхностью, диаметрально смонтированной на трубе, последовательно подключенных катушек возбуждения и минимум 2-х электродов, которые через стенку трубы контактируют с измеряемым веществом. Обтекаемые током катушки возбуждения создают пульсирующее электромагнитное поле с магнитной индукцией В перпендикулярно к оси трубы.

Это магнитное поле пронизывает магнитно-непроводимую измерительную трубку и протекающее в ней измеряемое
вещество, которое должно иметь минимальную электрическую проводимость.

В соответствии с законом электромагнитной индукции Фарадея в электропроводимом измеряемом веществе создается напряжение U M, пропорциональное скорости протока v измеряемого вещества, магнитной индукции B и интервалу электродов d (внутренний диаметр трубопровода ).

Напряжение сигнала U M снимается электродами, находящимися в контакте с измеряемым веществом, и проводится через
изолирующую станку трубы. Пропорциональное скорости протока напряжение сигнала U M преобразуется соответствующим
измерительным преобразователем в подходящие стандартные сигналы, к примеру 4 до 20 мА.

MAGFLO диагностика и поверка

Функция включает в себя два шага:

• использование и расходомер
• системная проверка (внешний прибор)
  

Диагностика: 

• индикация ошибок текстом и в журнале ошибок
• категории ошибок: функция, предупреждение, постоянные и  фатальные ошибки
• самодиагностика измерительного преобразователя, включая все  выходы и точность
• проверка измерительного датчика: проверка контура катушек и  электродов
• переполнение
• пустая труба: частичное заполнение, слишком электропроводность, отложения на электродах 
   

Верификатор MAGFLO

Нашей целью является улучшение работы, уменьшение простоя и макс. поддержание точности измерения.

Нами был разработан верификатор SIEMENS MAGFLO, ультрасовременный прибор для осуществле ия комплексной
поверки и контроля производительности всей системы измерения расхода на основе оригинальных, запатентованных принципов SI-EMENS. Простой метод ко троля осуществляется автоматически , поэтому ошибки или влияние со стороны человека исключены. Система может отслеживаться согласно международным стандартам и протестирована WR.

Верификатор MAGFLO

Верификатор MAGFLO состоит из:

• независимого верификатора для измерения ряда отобранных параметров в измерительном датчике, а также измерительного преобразователя, который воздействует на интеграцию измерения расхода,
• программы PC на базе Windows для распечатки и управления протоколами поверки.

Метод проверки

Проверка расходомера SITRANS F M MAGFLO включает в себя следующие контрольные шаги:
1. Тест измерительного преобразователя
2. Проверка изоляции расходомера
3. Тест магнитного поля измерительного датчика

1. Тест измерительного преобразователя

Тест измерительного преобразователя

Тест измерительного преобразователя это обычная на рынке проверка на месте. С помощью запатентованной Siemens
"Проверки изоляции " и " Поверки магнитного поля измерительного даттчика" обеспечивается работоспособность всей сигнальной цепочки.

Тест измерительного преобразователя проверяет всю систему электроники от сигнального входа до сигнального выхода. С
помощью адающего генератора, создаваемой для наводки магнитного поля измерительного датчика, верификатор моделирует сигнал расхода на входе измерительного преобразователя. Через измерение выхода измерительного преобразователя верификатор вычисляет точность по сравнению с определенными значениями. Компоненты теста: 

• возбуждающая мощность для наводки магнитного поля
• сигнальная функция от сигнального входа до сигнального выхода
• обработка сигнала:  усиление, смещение и линейность
• тест а алогового и частотного выхода

2. Проверка изоляции расходомера

Проверка изоляции расходомера

Проверка изоляции расходомера это так называемый " Cross-Talk" всего расходомера, который обеспечивает отсутствие каких
либо внешних воздействий на созданный в измерительном датчике сигнал расхода.

Нарушение сигнала катушкой

Внешнее нарушение сигнала

При " Cross-Talk" верификатор создает высоковольтную помеху в контуре катушки и после анализирует измерительную схему на предмет индуцированного напряжения помех. Благодаря созданию жестко привязанных к сигналу расхода динамических помех проверяется макс. прочность расходомера по отношению напряжению помех: 

• воздействие ЭМС на сигнал расхода
• влажность в измерительном датчике, соединении и клеммнике
• непроводящие отложения на электродах в измерительном датчике
• отсутствующее или плохое заземление, кранирование и кабельное соединение 

3. Тест магнитного поля измерительного датчика

Тест магнитного поля измерительного датчика

Проверка магнитного поля измерительного датчика это высокопроизводительная проверка катушки возбуждения. Тест обеспечивает соответствие характеристики магнитного поля первоначальной характеристике, при этом актуальные данныемагнитного поля измерительного датчика сравниваются с “ отпечатком пальца ”, который был получен при первичной калибровке и сохранен в блоке памяти SENSORPROM.

При высокопроизводительном тесте верификатор изменяет магнитное поле в определенном образце и использует высокое напряжение для быстрого достижения стабильных магнитных условий. Этот оригинальный тест осуществляется без воздействия или компенсации внешней температуры или соединительного кабеля.

• изменения в динамической характеристике магнитного поля
•  влияние магнитного поля в пределах и вне измерительного датчика
• отсутствующее или плохое соединение проводов катушки и кабельное соединение

Технические данные

Погрешность измерения

Для постоянного точ ого измерения расхода необходима калибровка расходомера . Калибровка MAGFLO осуществляется на устройствах SIEMENS, предназначенных для калибровки расхода. Эти устройства аккредитованы через UKAS и DANAK согласно ISO 17025 (EN 45001 EA) и могут отслеживаться по отношению к различным международным стандартам и NIST.
Каждый измерительный датчик поставляется со свидетельством о калибровке и сохраненными в блоке памяти SENSORPROM данными калибровки.

Погрешность измерения MAG 5000, MAG 6000 или MAG 6000 I с использованием MAG 3100 W или MAG 1100 PFA

Погрешность измерения MAG 5000, MAG 6000 или MAG 6000 I с использованием MAG 3100, MAG 1100 керамических или MAG 5100 W

Эталонные условия

Выбор измерительного датчика

Диаметр измерительного датчика в DN (метрический)

Таблица диаметров (DN 2 … DN 2000)

Таблица показывает отношение между скоростью протока v, количеством расхода Q и размером измерительного датчика DN.

Руководства по выбо у измерительного датчика

Мин. диапазон измерения: 0 … 0,25 м /сек
Макс. диапазон измерения: 0 … 10 м /сек
Обычно измерительный датчик выбирается таким образом , чтобы ном . скорость протока v лежала в диапазоне измерения 1 …3 /сек.

Диаметр измерительного датчика в дюймах

Таблица номинальных диаметров (¼” … 78”)

Таблица показывает отношение между скоростью протока v, количеством расхода Q и размером измерительного датчика .

Руководства по выбо у измерительного датчика

Мин. диапазон измерения: 0 …0.8 ft/s

Макс. диапазон измерения: 0 … 33 ft/s

Обычно измерительный датчик выбирается таким образом , чтобы ном . скорость протока v лежала в диапазоне измерения 3 …10ft/s.

Условия монтажа

Измерительный датчик всегда должен быть полностью заполнен жидкостью.

Монтаж в постоянно заполненный трубопровод

Измерительный датчик всегда должен быть полностью заполнен жидкостью. Поэтому всегда избегать:

• монтажа в высшей точке трубопроводной системы
• монтажа в вертикальные трубы со свободным выпуском

Не монтировать полностью опорожняемые трубопроводы

В случае лишь частично заполненных труб или труб с направлением протока сверху вниз и свободным выпуском расходомер должен быть смонтирован в коле е трубы .

Монтаж колено трубы для частично заполненного трубопровода

Монтаж в нагнетательные трубопроводы
Рекомендуемое направление протока: вверх. Таким образом удается практически полностью исключить влияние пузырьков
газа / в жидкости на измерение.

Монтаж вертикальные трубы с направлением протока снизу вверх

Монтаж в горизонтальные трубы

Измерительный датчик должен быть смонтирован согласно рисунку выше. Запрещено монтировать измерительный датчик
так , как это показано на рисунке ниже, т.к. в результате электроды располагались бы сверху, где возможны пузырьки воздуха, или снизу, где могут скапливаться отложения, песок и т.п.

При использовании определения опорожнения трубы измерительный датчик может быть наклонен на 45°.

Измерение абразивных жидкостей и жидкостей с твердыми примесями

Рекомендуется осуществлять монтаж в вертикальную/наклонную трубу , чтобы до минимума уменьшить износ и отложения на
измерительном датчике.

Монтаж в вертикальные трубопроводы с направлением протока снизу вверх при измерении абразивных жидкостей

Прямые участки

Монтаж между коленами трубы, насосами и вентилями; стандартные впускные и выпускные участки трубы

Для достижения макс. точ ости при измерении расхода необходимы прямые впускные и выпускные трубы, а также соблюдение определенного интервала между расходомером и насосами или вентилями.

Кроме этого расходомер должен располагаться по центру относительно трубного фланца и уплотнений.

Выравнивание потенциалов

Выравнивание потенциалов

Электрический потенциал жидкости всегда должен быть равен электрическому потенциалу измерительного датчика. В зависимости от использования это может быть достигнуто различными способами: 

• проволочная перемычка между измерительным датчиком и  соседними компонентами (MAG 1100, MAG 3100)
• прямой металлический контакт между измерительным датчиком  и фитингами (MAG 1100 Food)
• смонтированные электроды заземления (MAG 3100, MAG 3100  W, MAG 5100 W)
• опционные фланцы или кольца заземления или безопасности  (MAG 1100, MAG 3100)
• опционные графитовые уплотнения для MAG 1100 (стандарт для высокотемпературной конструкции MAG 1100)
  

Низкое давление

Избегать разрежения измерительной трубе. Это может повредить футеровку.

Монтаж в большие трубы

Уменьшение ном. диаметра трубы

Расходомер может быть смонтирован между двумя переходниками (примеру, DIN 28545). Следующая кривая падения давления применима при угле сужения 8°. Кривые действуют для воды.

Падение давления как функция уменьшения диаметров между переходниками

Пример:
Скорость протока (v) в 3 м / (10 ft/s) в измерительном датчике с уменьшением диаметра с DN 100 (4") на DN 80 (3") (d 1 /d 2 =0,8)
приводит к падению давления в 2,9 мбар.

Окружающая температура

Макс. окружающая температура как функция температуры вещества

Для измерительного преобразователя возможен компактный или раздельный монтаж.

При компактном монтаже температура вещества должна соответствовать графику.

Кабель измерительного датчика и проводимость вещества

Компактный монтаж:

Жидкости с электрической проводимостью ≥5 µS/см.

Раздельный монтаж:

Раздельный монтаж

Проводимость вещест а (стандартным кабелем)

Проводимость вещества (специальным кабелем)

Указание

Для определения пустого измерительного датчика проводимость среды всегда должна быть ≥20 µS/c, а макс. длина кабеля
электродов при раздельном монтаже всегда должна составлять не более 50 м (150 ft). Обязательным является использование
спецкабеля.

При раздельном монтаже в Ex-приложениях использование специального кабеля запрещено, пустой измерительный датчик не
может быть определен, а проводимость должна быть ≥30 µS/см. Для монтируемых раздельно установок и использования с
возможностью калибровки макс. длина кабеля составляет 200 м (600 ft).