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电磁流量测量系统

技术资料

两相流及非均电磁流量测量系统Proline Promag 55S

适用于匀液体的流量测量

Services Pressure

Temperature

Liquid Analysis

Registration

System

Components

Solutions

应用

Promag 55S 电磁流量计可双向测量电导率≥5μS/cm 的液体的流量。体、如：

·含固量高达15Vol.-%的化学浆料/机械浆料、纸浆或

木浆

·水果浆、浓缩果汁和水果制成品（沙拉酱，含有蔬菜

碎片的汤料）

·高含沙量或高含研磨性石粒的泥浆，如矿浆或灰泥·非均匀的化学液（如添加剂）·粘稠的废水淤泥

·介质流量可达9600m /h

·介质温度可达+180℃，过程压力可达40bar ·装配长度符合DVGW/ISO 标准

测量管的专用内衬材料和电极：

·天然橡胶、聚亚安酯、PTFE 或PFA 内衬

·平头电极、子弹头电极、颈型电极、弓形电极或刷式

电极防爆认证：

·ATEX 、FM 、CSA

特别适用于含固液3研磨性液体、非均匀液体及易于产生粘附的液体的流量测量。例与过程控制系统的接口：

的特点：

·模块化的设计方法及操作原理确保了仪表具有极高的测量效率

·提供多种软件以满足用户的不同需要：电极清洗、高级诊断、质量流量计算及含固量计算

的特点：

·适用于不同液体介质流量测量的通用型传感器·高测量精度和重复性

·采用的优质内衬材料及测量电极确保了系统具有极强的抗磨损能力

·高级、可靠自诊断提升了系统的操作安全性·安装调试方便·HART 、PROFIBUS PA 、基金会现场总线（FF ）

Promag 流量计是一种经济型的流量测量仪表。采用多种过程连接方式使系统具有极高的测量精度。

·对管

道振动不敏感·无压损

优点

Proline 变送器Promag S 传感器

Proline Promag 55S

根

据，导体在磁场中运动时会产生一个感应电压。

应用电磁感应原理进行流量测量时，流动的导电介质就相当于定律中的运动导体。感应电压的大小与介质流速成正比，两测量电极检测感应电压信号并将其送至放大器中进行放大。参考管道横截面积可计算出介质的体积流量。极性交替变化的开关直流电流将产生一个恒定的直流磁场。

法拉第电磁感应定律功能与系统设计

测量原理

测量系统

两相流或流量测量系统包括：·P ro ma g 55变送器

P ro ma g S 传感器（DN15…600）

两种结构类型可供用户选择：

一体化型：变送器和传感器组成一个整体不可分割的机械单元。分离型：传感器与变送器是分离安装的。与密度测量仪表（如End re ss +Ha use r 生产的G amm api lot M ）配合，Pr oma g 55S 还可以用于测量含固中固体的质量、体积百分比。

如需此功能，用户在订购仪表时需要选择“含固”（F -CHI P ）软件及电流输入。

···两相流的测量

两相流

Proline Promag55S

测量变量测量范围量程比输入信号

输出信号介质的流速（与感应电压成正比）

指定测量精度下，典型值为v=0.01…10m/s

＞1000：1

状态输入（辅助输入）：

电流输入：

U=3...30V DC，R=5kΩ，电气隔离

可设置为：累加器复位、强制归零、出错信息

有源/无源可选，电气隔离，满量程值可调，分辨率：3μA，温度系数：典型值为满量程的0.005%/℃；

·有源：4…20m A，R≤150Ω，U=24V D C，短路保护

·无源：0/4…20mA，R≤150Ω，U=30V DC

复位

i out

i max

电流输出：

有源/无源可选，电气隔离，时间常数可选（0.01…100s），满量程值可调，温度系数：典型值为满量程的0.005%/℃，分辨率：0.5μA；

·有源：0/4…20m A，R＜700Ω（HA RT时：R≥250Ω）

·无源：4…20mA；供电电压Vs：18…30V DC；R≤150Ω

脉冲/频率输出：

有源/无源可选（Ex i型：仅可选无源），电气隔离

·有源：24V DC，25m A（20ms内最大为250m A）,R＞100Ω

·无源：集电极开路，30V DC，250mA

·频率输出：截止频率为2…10000H z(f=12500Hz)，开/关比为1：1，脉冲宽度最大为10s

·脉冲输出：脉冲值和脉冲极性可选，可设置脉冲宽度（0.05…2000ms）

PRO FIB US P A接口：

·传输技术（物理层）：符合IE C61158-2（MBP）标准，电气隔离

·Pro file 3.0版

·电流消耗：11mA

·允许供电电压：9…32V

·带极性反接保护的总线连接方式

·故障断开电流FDE：0mA

·功能块：2个模拟输入，3个累加器

·输出数据：体积流量，质量流量计算值，累加器（1…3个）

·输入数据：强制归零（开/关），累加器控制，现场显示值

·循环数据传输方式：与Pr om a g35S兼容

·可通过仪表上的微型开关或现场显示单元（可选）设置总线地址

L L

max

输入

输出

基金会现场总线（F F ）接口：·基金会现场总线（F F ）H1接口

·传输技术（物理层）：符合IE C 61158-2（MBP ）标准，电气隔离·ITK 5.0版

·电流消耗：12mA

·输入浪涌电流：＜12mA ·故障断开电流FDE ：0mA ·允许供电电压：9…32V

·带极性反接保护的总线连接方式·功能块：

—5个模拟输入（执行时间：20m s ）—1个PI D （50ms ）

—1个离散输出（20ms ）—1个算术量（20m s ）

—1个信号特征化功能块（20ms ）—1个输入选择器（20m s ）—1个积分器（25ms ）

·总虚拟通信关系（V C R ）：48

·虚拟现场设备（V FD ）的总链接对象：40

·输出数据：体积流量，质量流量计算值，温度，累加器（1…3个）·输入数据：强制归零（开/关），累加器复位·支持链路主站（L M ）功能

电流输出：

故障安全模式可选（如要求符合NAMU R 推荐的NE43标准）脉冲/频率输出：故障安全模式可选

继电器输出：

电源故障或断电时表现为“开路状态”

参考“输出信号”

可根据需要选择小流量切除开关点。

输入信号、输出信号及电源之间的电路相互电气隔离。继电器输出：

常闭（N C 或断开）或常开（N O 或闭合）可选。（出厂设定值：继电器1=NO ，继电器2=N C ）

最大为30V /0.5A A C ；60V /0.1A DC ，电气隔离。

可设置为：出错信息，空管检测（EP D ），流向及极限值。

报警信号

负载小流量切除电气隔离开关输出

Proline Promag 55S

测量单元的电气连接

介质的流速（与感应电压成正比）

电源

基金会现场总线(FF)*

Proline Promag 55S

电气连接

端子分配

电气连接（分离型仪表）

端子号（输入输出）

订购码

继电器输出2

继电器输出

状态输入

电流输入

状态输入

继电器输出1

电流输出2

继电器输出

继电器输出2

继电器输出

电流输入

频率输出2

频率输出

继电器输出1

频率输出

频率输出1

PROFI BUS PA

基金会现场总线

（F F）

电流输出

HA RT

电流输出

HA RT

电流输出

HA RT

电流输出

HA RT

电流输出

HA RT

电流输出

HA RT

频率输出

电极电路

测量信号空管检测

管道

线圈电

路

Proline Promag55S

电流输出1

HA RT

电流输出

HA RT

电流输出

HA RT

电气连接

电缆入口

电缆规格

（分离型仪表）20…260V AC，45…65Hz

20…64V DC

供电电缆和信号电缆（输入/输出）：

缆塞：M20×1.5（8…12mm）

电缆入口：/″NP T，G″

现场总线电缆：

PR O FIB US P A的现场总线接头：M12×1/P G13.5+PG13.5/M20.5适配器

基金会现场总线（F F）的现场总线接头：7/8-16UNG×M20

分离型仪表的连接电缆：

缆塞：M20×1.5（8…12mm）

电缆入口：″NP T，G″

·螺纹/

·螺纹//

线圈电缆

信号电缆

·采用普通铜网编织屏蔽层的2×0.75mm PVC电缆（约Ф7mm）

阻抗：≤37Ω/km

容抗（芯/芯，屏蔽层接地）：≤120pF/m

工作温度：

—电缆非固定敷设时：-20 (80)

—电缆固定敷设时：-40 (80)

电缆横截面积：最大为2.5mm

采用普通铜网编织屏蔽层且每芯均单独屏蔽的3×0.38mm PVC电缆（约Ф7mm）

带空管检测功能（EP D）的信号电缆：采用普通铜网编织屏蔽层且每芯均单独屏蔽的4×

0.38mm PVC电缆（约Ф7mm）

阻抗：≤50Ω/km

容抗（芯/屏蔽层）：≤420pF/m

工作温度：

—电缆非固定敷设时：-20 (80)

—电缆固定敷设时：-40 (80)

电缆横截面积：最大为2.5mm

此外，Endress+Hauser还提供增强型连接电缆，此电缆具有增强型金属编织网。适用于下列应用场合：

·直埋电缆

电缆有被侵蚀的可能时

仪表的操作要求遵循IP68（NEMA6P）防护标准

Proline Promag55S

功率消耗电源故障电势平衡A C：260V A C时，＜45VA；110V AC时，＜32VA（包括传感器）

D C：＜19W（包括传感器）

启动电流：

20V AC时，最大为2.00A（＜700ms）

110V A C时，最大为2.28A（＜5ms）

260V A C时，最大为5.5A（＜5m s）

最小持续周期为1个电源周期：

系统断电时，EEPROM或HistoROM/T-DAT中保存系统测量值；

HistoROM/S-DAT：存储传感器特征参数（公称直径、序列号、标定因子、零点等）的可交换数据存储单元。

标准场合

传感器与被测介质等电势是电磁流量计进行准确测量的前提。大多数Promag传感器均有内

置参考电极，用做等电势连接的标准。这样就不再需要采取其它手段来确保系统的电势平

衡了。

：

参考电极的标准电极材料：1.4435（SS316L）、哈C合金和钽

参考电极的可选电极材料：铂/铑

对于采用天然橡胶作为测量管内衬的管道，不需要参考电极

提示！

当传感器安装在金属管道上时，请将变送器外壳上的接地端子与管道相连。同时请遵守公司

内定的接地操作指南。

Promag S

·-22

注意！

·对于无内置参考电极或无金属材质过程连接的传感器，必须按照下述“特殊情形”中介绍的措施来实现系统的电势平衡。这些确保电势平衡的特殊措施尤其适用于当系统无法

实现标准接地或系统中有可能会出现强匹配电流的场合。

·对于无需采用参考电极的具有天然橡胶内衬的传感器，如需要，就必需采用接地环来确保系统的电势平衡。此种情形，对不接地的金属管道尤为适合（参考第9页的说明）。

仪表在存在强电子干扰的区域中使用时

测量仪表应符合E N61010-1、IE C/EN61326的E MC及N AM UR推荐的NE21标准中规定的通

用安全要求。

注意！

将端子接线腔壳体内的接地端子接地。与接地端子连接的电缆屏蔽层裸露长度应尽可能短。

Proline Promag55S

特殊情形

为了避免外部干扰信号带来测量误差，推荐采用接地电缆将传感器法兰和它对应的管道法兰连接起来并接地。如下图所示，由配置的接地端子将变送器或传感器的端子接线腔接地。连接两法兰的接地电缆可作为附件从Endres s+Hauser 订购。

·DN ≤300：接地电缆直接连接至法兰的导电涂层上，并通过法兰螺栓(A)紧固。·DN ≥350：接地电缆直接连接至金属支架（B ）上。注意！

同样，请遵守公司内定的接地操作指南。

不接

地的金属管道

Proline Promag 55S

适用于DN ≤300管道的预安装接地电缆（参考产品选型）

Endress+Hauser 还提供预安装在传感器法兰上的接地电缆。有以下几种不同的电气连接安装方式：

在管道法兰（a ）侧安装螺栓安装法兰螺栓（b ）

环绕管道的安装管卡（c ）

···及塑料管道或带绝缘内衬的管道

通常情况下，电势平衡是由测量管上的参考电极实现的。然而在某些特殊情况下，受仪表接地位置的影响，系统中会出现强匹配电流流过参考电极的情形。此时电极的电化还原效应有损坏传感器的可能。在这种情况下，如果测量系统采用的是玻璃纤维管道或PVC 管道，推荐采用接地环来确保系统的电势平衡。此种情形对两相流（非均匀混合介质）也适用。注意！

·电化学腐蚀效应有损伤仪表的可能。若接地环与测量电极的材质不相同，务必考虑材料的电化学防护等级。

·请遵守公司内定的接地操作指南。

Proline Promag 55S

带阴极保护单元的管道

在某些情况下，测量仪表需要安装在管道的等电势处:

·安装过程中，必须确保测量管的前后管段间是电气相接的（采用横截面积至少为6mm 的铜线连接）。

·对于采用接地环的塑料管道和带绝缘内衬的管道，必须确保它们之间是电气相接的（采

用横截面积至少为6mm 的铜线连接）。

·务必确保采用的安装材料不会在管道和测量仪表间建立导电连接，且安装材料应能够承受安装过程中产生的扭矩。

·采用隔离材料来检测电气隔离性。·请遵守等电势安装的相关应用原则。

提示！

对于分离型仪表，必须同时安装传感器和变送器以确保它们之间等电势。

Proline Promag 55S

参考操作条件

最大测量误差

符合D IN EN 29104和V DI/V DE 2641标准：·介质温度：+28℃±2K ·环境温度：+22℃±2K ·预热时间：30分钟

安装：

·前直管段：＞10×D N ·后直管段：＞5×DN

·传感器和变送器均接地。

·传感器安装在管道中心位置上。

脉冲输出：

标准型：读数值的±0.2%±2m m/s

带刷式电极（可选）的型号：读数值的±0.5%±2m m/s 电流输出：典型值为±5μA

提示！

在指定范围内，电源电压的波动不会对测量结果产生任何影响。

··性能参数

重复性

·标准型：最大值为读数值的±0.1%±0.5m m/s

·带刷式电极（可选）的型号：最大值为读数值的±0.2%±0.5m m/

Proline Promag 55S

安装指南

安装位置

避免测量管中不可夹杂空气和气泡，因为它们会导致不正确的测量结果。在管道上采用以下安装位置：

·请勿安装在管道的最高点——此处易于积聚空气·请勿直接安装在竖直放空管的出口的上游位置

操作条件：安

装

泵的安装

传感器不能安装在泵的入口侧，以免出现低压状况及由其造成的测量管内衬的损坏。测量管内衬所能承受的局部真空压力的大小请参考第20页的说明。

当使用的是活塞泵、活塞隔膜泵或软管泵时，建议安装脉冲消除装置。有关测量系统的抗振性及抗冲击性请参考18页的说明。

Proline Promag55S

非满管状态的测量管

对于倾斜放置的非满管状态的测量管，通常需要为其配置一个排泄口。对空管或非满管进行检

测时，空管检测功能（EPD）能增强系统的安全性。

注意！

此种情形易于产生固体积聚。因此，请勿将传感器安装在排泄口的最低点位置上。建议安装一

个清洗阀。

竖直管道

位于传感器下游位置的竖直管道的长度大于5m时，应安装一个吸虹管或排气阀，以免出

现低压状态及由其造成的测量管内衬的损坏。这样也能防止液体介质停滞于管道的某处

而造成气塞。

测量管内衬所能承受的局部真空压力的大小请参考第20页的说明。

Proline Promag 55S

安装

最佳安装位置应能有效地防止测量管中气流及空气产生积聚及残渣的沉淀。为了准确地对复杂工况中的液体进行测量，Promag 提供多种功能和附件供用户选择：

电极回路清洗（ECC ）：适用于易于产生粘附的液体，电气导电性沉淀物

空管检测功能（EPD ）：确保半满管、脱气液体或采用不同过程连接时系统的准确测量竖直安装尤为适合以下场合：

对自排空管道系统及具有空管检测功能的系统含沙或石粒的淤泥及易产生沉积的场合

····固体

竖直安装

水平安装

测量电极的轴线应处于水平位置，以防夹带空气产生的气泡在两电极间生成一个绝缘层。注意！

当传感器外壳朝上放置时，只有水平放置测量管，空管检测功能才能正常工作。否则即使测量管为非满管状态或为空管，空管检测功能也不一定能起效。

Proline Promag55S

振动

若测量管需安装在强振动区域之中，请对管道系统和传感器进行加固。

注意!

若振动非常剧烈，推荐将传感器和变送器分开安装。关于抗震性和抗冲击性请参考第18页的说

明。

基座与支撑

对于公称直径D N≥350的仪表，请将传感器安装在具有足够承重能力的基座上。

注意！

请勿将传感器安装在金属铸件上。铸件易于折断，有可能会损坏传感器内部的励磁线圈。

Proline Promag55S

连接管

在公称直径较大的管道上安装传感器时，可采用符合DIN EN545标准的连接管（双法兰缩径管）。对于流动速度较慢的介质，由于变换管径而导致的流速增加可以提高测量精度。通过下图的曲线可以计算出缩径管道或扩径管道对应的压损值。

提示！

下图曲线仅适用于粘度与水接近的介质。

1计算直径比d/D。

2通过流速（缩径管的区）与直径比d/D，从曲线图中读取压损值。

下游

前后直管段

如果可能，请将传感器安装在远离如阀门、T型三通管、管道弯头等部件的位置处。

请满足下列前后直管段的长度要求，以确保测量精度：

·前直管段：≥5×DN

·后直管段：≥2×DN

Proline Promag55S

连接电缆的长度

为了确保测量精度，安装分离型仪表时，请注意以下几点：

·将电缆固定铺设或敷设于穿线管中。电缆的移动会使测量信号失真，特别是当介质

的电导

率较低时。

·请勿将电缆铺设在电气设备和开关柜附近。

·如必要，请确保变送器和传感器等电势。

·电缆的最大许可长度L取决于被测介质的电导率（如图）

max

Proline Promag55S 环境温度范围

储存温度

防护等级

抗振性及抗冲击性电磁兼容性（EMC）

仪表的储存温度范围是由变送器和传感器的允许环境温度范围决定的。

·标准型：I P67（NE MA4X）（适用于变送器和传感器）

·可选型：I P68（NE MA6P）（适用于分离型P ro ma g S传感器）

符合I EC60068-2-6标准，可达2g。

符合I EC/EN61326标准和N AMU R推荐的NE21标准

变送器：

·标准型：

—一体化型：-20 (50)

—分离型：-20 (60)

·可选型：

—一体化型：-40 (50)

—分离型：-40 (60)

提示！

环境温度低于-20℃时，显示单元可能不能正常工作。

传感器：

.碳钢法兰：-10 (60)

.不锈钢法兰：-40 (60)

注意！

不可在测量管内衬的允许温度范围之外工作（参考“介质温度范围”）。

请注意以下几点：

·将仪表安装在阴凉处。避免阳光直射，特别是在气候炎热的地区中使用时。

·环境温度和介质温度都很高时,变送器必须和传感器分开安装(参考“介质温度范围”)。操作条件：

环境

Proline Promag55S

操作条件：过

程

介质温度范围测量管内衬的材质决定了允许温度范围的大小：

.天然橡胶（DN65...600）：0 (60)

.聚亚安酯（DN25...1000）：-20 (50)

.PF A（D N25...200）：-20 (180)

.PT F E（DN15...600）：-40 (130)

Proline Promag55S

电导率

介质压力范围

（公称压力）

密闭压力（内衬）最小电导率为：

·≥5S/cm，适用于所有液体介质（包括软化水）

提示！

采用分离型仪表时，介质的电导率会影响到连接电缆的长度（参考第17页）。

·EN1092-1（DI N2501）：P N10（DN200…600），PN16（DN65…600），PN25（DN200...600），PN40（DN15…150）

·AN S I B16.5：C l.150（D N/″..24″），Cl.300（D N/″..6″）

·JI S B2238：10K（D N50…300），20K（D N15…300）

·AS2129：表E（DN25，D N50）

·AS4087：C l.14（D N50）

Prom ag S

公称直径

Prom ag S

公称直径

测量管内衬

测量管内衬抗局部真空能力

不同介质温度下的绝对压力(mbar)极限值

局部真空不允许

聚亚安酯

天然橡胶

...