工作原理

给排水流量计是根据法拉第给排水感应定律进行流量测量的流量计。给排水流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。zui大流量与zui小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，zui大可达3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。

当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定：

Ex=BDv-----------------式（1）

式中Ex—感应电势，V；

　　B—磁感应强度，T

　　D—管道内径，m

　　v—液体的平均流速，m/s

然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积（πD²）/4的乘积，将式（1）代入该式得：

Qv=(πD/4B)* Ex ---------式（2）

由上式可知，在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极，就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。

据法拉第给排水感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，此感应电势由两个检测电极检出，数值大小与流速成正比例，其值为：

E=B·V·D·K

式中： E－感应电势；

K－与磁场分布及轴向长度有关的系数；

B－磁感应强度；

V－导电液体平均流速；

D－电极间距；（测量管内直径）

传感器将感应电势E作为流量信号，传送到转换器，经放大，变换滤波等信号处理后，用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485等通讯接口，并支持HART和MODBUS协议。

注：不同给排水流量计参数略有差异，使用时请务必查看说明书。

根据法拉第给排水感应定律，在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速v流动时，导电流体就切割磁力线.如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明，只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间产生感生电动势：

e=KBDv (3-36)

式中，v为管道截面上的平均流速，k为仪表常数。由此可得管道的体积流量为：

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可见，体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系，与磁场的磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关。这就是给排水流量计的测量原理。

需要说明的是，要使式(3—37)严格成立，必须使给排水流量计测量条件满足下列假定：

①磁场是均匀分布的恒定磁场;

②被测流体的流速轴对称分布;

③被测液体是非磁性的;

④被测液体的电导率均匀且各向同性。

仪表参数设置

键盘与显示器

键盘定义与显示如图 5.1.1 所示。

键功能

自动测量状态下键功能

下键：循环选择屏幕下行显示内容；

上键：循环选择屏幕上行显示内容；

复合键 + 确认键：进入参数设置状态；注意：一定要先按住“复合”键再按“确认”键。

确认键：返回自动测量状态。

参数设置状态下键功能

下 键： 光标处数字减1；

上 键： 光标处数字加1；

复合键 + 下键： 光标左移；

复合键 + 上键： 光标右移；

确认键： 进入/退出子菜单；

确认键： 在任意状态，连续按下两秒钟，返回自动测量状态。

注：（1）使用“复合键”时，应先按下复合键再同时按住“上键”或“下键”。

（2）在参数设置状态下，3 分钟内没有按键操作，仪表自动返回测量状态。

（3）流量零点修正的流向选择，可将光标移至zui左面的“+”或“-”下，用“上键”或“下

键”切换使之与实际流向相反。

（4）流量的单位选择，可将光标移至“流量量程设置”菜单显示的流量单位下，然后用“上

键”或“下键”切换使之符合需要。

参数设置功能键操作

要进行仪表参数设定或修改，必须使仪表从测量状态进入参数设置状态。在测量状态下，按“复合键 + 确认键”出现状态转换密码（0000），根据保密级别，按本厂提供的密码对应修改。再按“复合键”后，则进入需要的参数设置状态。

参数设置菜单

AM200/300 共有45 个菜单项，使用仪表时，用户应根据具体情况设置或选择各参数。参数一览表如下：

注：1、序号36 和37 项为掉电时间记录功能，无掉电功能转换器，此参数项无效。

总量清零密码出厂设置为：36666

仪表参数说明

仪表参数决定仪表的运行状态、计算方法、输出方式。正确地选用和设置仪表参数，可使仪表运行在*状态，能得到较高的测量显示精度和测量输出精度。

仪表参数设置功能设有6 级密码。其中，0～3 级为用户密码，第4 级为制造厂密码。用户可使用第4 级密码来重新设置第1～3 级密码。另外，还设有总量清零密码专门用于累计计数回零。

无论使用哪级密码，用户均可以察看仪表参数。但用户若想改变仪表参数，则要使用不同级别的密码。

第0 级密码（固定值0521）：用户能察看所有的参数，但不可修改；

第1 级密码（出厂值7206）：用户能改变1～25 仪表参数；

第2 级密码（出厂值3110）：用户能改变1～29 仪表参数；

第3 级密码（出厂值2901）：用户能改变1～38 仪表参数；

第4 级密码（固定值）：用户能改变所有的参数和进行参数初始化。

建议由用户较高级别的人员掌握第3、4 级密码；第3 级密码，还可用于设置总量清“0”密码；第0～2 级密码，由用户决定何级别的人员掌握。

★测量管道口径

转换器可按查表形式选择配套的公称通径为3～3000mm 范围的传感器。

★仪表量程设置

仪表量程是指流量测量的上限流量值（满量程）。上限流量值是针对输出信号和百分比显示而言的。它与电流输出上限值和频率（脉冲）输出上限值及显示值相对应。与之相关联的还有用百分比流量表示的小信号切除和超限报警。本转换器的流量显示与流速显示在表规定的范围内不受流量量程的限制。

在仪表量程设置参数中选择流量显示单位，仪表流量显示单位有,体积流量单位:L/s、L/min、

L/h、m3/s、m3/min、m3/h 和质量流量单位:kg/s、kg/m、kg/h、t/s、t/m、t/h，用户可根据工艺要求和使用习惯，选定一个合适的流量显示单位。

注意：仪表用5 位有效数字显示流量值，末位数值的后面显示有流量的单位。

★量程自动切换

转换器具有可选的两个量程自动切换功能，可方便地用于昼夜流量变化范围大的自动控制测量系统。在“流量量程设定”菜单下设置的量程值为*量程（高量程）。在“量程自动切换”菜单下可选择1：2、1：4 或1：8 作为第二量程（低量程），第二量程值为*量程值的1/2、1/4 或1/8。图5.1 是量程比为1：4 的量程自动切换曲线。为切换安全可靠，自动设置有5%～10%的滞后特性。

当切换量程后，FDIR 端子输出的高电平（+12V）为*量程（高量程），低电平（0V）为第二量程（低量程）。同时，测量界面上行指示可提示当前量程比为1：1、1：2、1：4 或1：8。

★测量阻尼时间

长的测量阻尼时间能提高仪表流量显示稳定性及输出信号的稳定性，适于具有流量调节的情况使用；短的测量阻尼时间可以加快测量反映速度，适于总量累计的脉动流量测量。测量阻尼时间的设置采用选择方式，用户选一个阻尼时间值，即可使用。

★流量方向选向

如果用户认为调试时的流体方向为正，而仪表显示为负，则将流量方向设定反向，反之亦然。

★流量零点修正

在给排水流量传感器的测量管内充满导电流体，并且流体处于静止不流动，转换器已经对流量计的零点做了智能化处理。若所配传感器的零点超出转换器的智能处理范围，用户需要进行流量零点修正。流量零点是用流速表示的，单位为ｍ／ｓ。

转换器流量零点修正显示如下：

显示中：上行“基准”代表仪表零点的测量值，下行显示是流量零点修正值。当“基准”显示不为“0”时，应调修正值使基准=0。注意：若改变下行修正值，“基准”值增加，需要改变下行数值的正、负号，使“基准”能够修正为零。再次提醒：流量零点修正必须在给排水流量传感器的测量管内充满导电流体，并且流体处于静止不流动条件下进行。流量零点的修正值是传感器的校验常数值，应记入传感器的记录单与标牌。记入时传感器零点值是以包含符号、ｍ／ｓ为单位的流速值。

★小信号切除点

小信号切除点设置是用量程的百分比流量表示的。选择允许小信号切除时，将切除流量、流速及百分比的显示与信号输出；选择禁止时，则不进行任何切除。

★变化率限制与不敏感时间

“变化率限制值”与“不敏感时间值”是用来消除某些增加阻尼不能除去的噪声。它能够从真实的流量信号中判别出阶跃信号引起的噪声和浆液尖状噪声。这种判别是以变化率的限制和持续时间为依据的。图5.3.2 所示为使用变化率限制技术去除粗大误差的原理说明。该功能为在前面采样中获得的流量数据经一阶滤波后的，设定某一上限和下限（变化率）。如果当前采样的流量数据超过或低于这个极限值，而且在超过或低于这个极限值的变化时间之内，则认为这种变化是由于噪声所引起的，CPU 予以切除；而当超过或低于这个极限值的变化在设置的不敏感时间以外，则认为这种变化是由于真正的流量变化所引起，CPU 就认可是测量流量的变化。

本产品的变化率设置范围可在0～30%内选定，不敏感时间可在0～20s 内选择。当变化率限制值和不敏感时间值两者任一个为0 时，这种功能将被关闭。一般推荐值为：变化率限制值为10%，不敏感时间值为3s。

注意，短时间的测量，特别是传感器出厂校验时不可使用这种功能。

★流量积算单位

转换器显示器为１０位计数器，zui大允许计数值为9999999999。使用积算单位为L、m3 和kg、t。并有以0.001、0.01、0.1、1.0 为倍率的上述单位显示。可方便读出一段时间的累计流量。本转换器能够自动判断应使用的流量积算单位和倍率是否溢出。

★被测流体密度

本转换器具有质量流量测量功能。根据流量量程设置选择的质量流量单位，可以确定被测流体的密度单位。密度设置可在0.001～9.999 范围之内。但不能使密度值为0。否则流量测量的结果总为零值。

★电流输出类型

用户可在电流输出类型中选择0～10mA 或4～20 mA 的模拟电流输出。

★脉冲输出方式

脉冲输出方式有频率输出和脉冲输出两种供选择。频率输出为连续方波；脉冲输出为矩形波脉冲串。频率输出多用于数字的瞬时流量测量和短时间总量累积；脉冲输出通过脉冲当量选择，可读出累计流量的容积值，多用于长时间直接容积单位的总量累积。

频率输出和脉冲输出一般为OC 门输出形式。因此，应外接直流电源和负载。具体见第4.4.5 节的图4.4.5(d)。

★脉冲当量

脉冲当量定义：每单位体积或单位质量产生的脉冲数。

在同样的流量下，脉冲当量高，则输出脉冲的频率高，适于电子计数器累计流量；脉冲当量低，输出脉冲的频率低，适于用于zui高频率可达25 次/秒的机械式给排水计数器计数。如果脉冲频率小于30Hz，脉冲输出的宽度固定为33ms，频率高于30Hz 时则自动转换为方波。

★频率输出范围

仪表频率输出范围对应于流量测量上限，即百分比流量的。频率输出上限值可在1～5999Hz范围内任意设置。

★空管报警允许

仪表具有空管检测功能，若用户选择允许空管报警，则当仪表检测出空管状态时，即将仪表模拟输出、数字输出置为信号零，同时将仪表流量显示为零。

★电极报警阈值

本产品空管报警和电极报警是用恒流源方法实测传感器电极电阻，来做智能判断。按给排水流量计信号内阻公式：

式中d ——电极直径，σ ——流体电导率，电极电阻一般在5～50kΩ。测量电阻与流体电导率、电极直径有关。测量电阻能够反映电极表面污染、附着以及受电解质流体极化影响等不同情况。流体不能充满，电极不能正确检测感应信号。测量电阻向CPU 提供电极状况信息，由CPU 做出空管和电极异常的判断，转换器提请用户做出适当的电极维护。

本产品改善了空管报警的智能化程序，仅以初测的电极电阻值为基础，选择适当的电极电阻阈值（一般取初测电极电阻值的3 倍值为参考阈值）。恒流源方式测电阻使测量不受电缆长度影响，从而使操作更加简便，检测更加可靠。

★上限报警允许

用户选择允许或禁止。

★上限报警数值

上限报警值以量程百分比计算，该参数采用数值设置方式，用户在0%～199.9%之间设置一个数值。仪表运行时，当流量百分比大于该值时，仪表将输出报警信号。

★下限报警允许

用户选择允许或禁止

★下限报警数值

下限报警值以量程百分比计算，该参数采用数值设置方式，用户在0%～199.9%之间设置一个数值。仪表运行时，当流量百分比小于该值时，仪表将输出报警信号。

★反向测量允许

反向测量允许设置在“允许”状态，当流体反向流动时，转换器按反向流量值输出脉冲和电流，反向总量进行累积。反向测量允许设置在“禁止”状态，当流体反向流动时，转换器输出脉冲为“0”，电流输出为信号“0”（4mA 或0mA），但反向总量仍然进行累积。

★总量清零密码

在该参数设置中，用户置入“积算总量清零”的密码，仪表确认密码无误后，自动完成积算量清零。同时将三个积算器清为零值，重新开始累积。

“积算总量清零”密码可以在打开3 级密码后，在“清积算量密码”菜单下置入您欲设置的“积算总量清零”密码，修改原来的“积算总量清零”密码。注意：请记下您的“积算总量清零”密码。

★传感器系数值

仪表配套的传感器出厂校验单或产品标牌上，应标有“传感器系数”。用户应将“传感器系数”置入仪表的传感器系数值参数中。

★励磁方式选择

转换器能向传感器提供四种励磁方式。用户可根据被测流体实际情况选择一种。通常可以使用方式1 励磁，方式2.3 适合于大口径清洁水测量。注意，在哪种励磁方式下工作，就必须在哪种励磁方式下标定。

★仪表标定系数

该系数为人为设定的系数。转换器内部计算时，总流量是测量流量乘以该系数值。例如，应用于具有仿真传感器的明渠测量潜水给排水流量计或现场标定后对仪表进行修正。

★正向总量预置和反向总量预置是用于更换转换器时保留原先流量积算值的累数值，以便于连续保持连续累计总量。

★输入控制选择

本转换器具有接点输入控制功能，主要用于远程累计量清零、累计量同步显示和批量控制输入。选择“输入禁止”时，该功能被取消。选择“累积停止”时，使用与换向器同步开关，可以使转换器的流量积算器与其它标准容器或标准流量积算器同步计数，同步停止。在一定权限下选择“远程清零”时，可以清掉流量积算器的积算值。

★电流满度修正

转换器出厂时电流输出满度调节，使电流输出准确为10mA 或20mA。

★出厂标定系数

转换器制造厂用该系数使仪表励磁电流和信号放大器规格标准化。

★传感器编码

传感器编码记载配套的传感器出厂时间和编号，以确保设置的传感器系数准确无误。

★转换器编码

转换器编码记载转换器出厂时间和编号。

★时间 年、月、日、时、分、秒（带时钟功能）

用户使用4 级密码进入，可改时间 年、月、日、时、分、秒；

★用户密码 1～3

用户使用4 级密码进入，可修改此密码；

掉电计时功能（选项）

本项目只适用于带有掉电计时功能的转换器。仪表内部设有不掉电实时时钟，能够自动累计掉电时间多达10000 小时，掉电次数10000 次，同时可保存250 次掉电和上电的时间记录。当250 次掉电记录记满后，将循环保存新的掉电记录。

★显示掉电次数和累计掉电时间

在自动测量状态，按“下键”切换下行显示内容，即可浏览停电次数和累计停电时间。

★浏览掉电和上电时间记录

按“确认”键，进入掉电记录显示方式，按“下键”显示前一条记录，按“上键”显示下一条记录。按住“确认”3 秒钟则返回流量测量显示状态。

★清除掉电记录

先按住“复合”键，再按“确认”键，使用3 级以上的密码进入参数设置状态，选择“停电计时清零”项目后，输入“总量清零密码”即可。

自诊断信息与故障处理

给排水流量转换器的印刷电路板采用表面焊接技术，对用户而言，是不可维修的。因此，用户不能打开转换器壳体。

智能化转换器具有自诊断功能，除了电源和硬件电路故障外，一般应用中出现的故障均能正确给出报警信息。这些信息在显示器右上方提示出“！”惊叹号或报警钟符号。在测量状态下，通过下键翻页，显示出故障内容如下：

故障处理：

1) 仪表无显示

a） 检查电源是否接通；

b） 检查电源保险丝是否完好；

c） 检查供电电压是否符合要求；

d） 检查显示器对比度调节是否能够调节，并且调节是否合适；

e） 如果上述前 3 项a）、b）、c）都正常，

f） 当查不出问题时，请将转换器交生产厂维修。

2) 励磁报警

a） 励磁接线 EX1 和EX2 是否开路；

b） 传感器励磁线圈总电阻是否小于 150Ω；

c） 如果 a、b 两项都正常，则转换器有故障。

3) 空管与电极报警

a） 测量流体是否充满传感器测量管；

b） 用导线将转换器信号输入端子 SIG1、SIG2 和SIGGND 三点短路，此时如果“空管报警”和“电极异常”提示撤消，说明转换器正常，有可能是被测流体电导率低或电极被气体覆盖缘故。

c） 检查信号连线是否正确；

d） 电极异常

在传感器有流体充满的情况下，使用如500 型指针式万用电表，电阻×1kΩ档，检查传感器电极电阻。万用电表红色试笔分别接电极，黑色试笔接接液电极（接液环或金属管道），万用电表指针自左向右摆动，指示约至3～50kΩ，然后自右向左放电，两电极向右摆动的差值不超过20%，否则说明电极被污染、覆盖。

使用数字万用表测量DS1 和DS2 对接液点（接液电极、接液环、金属管道）之间的直流电

压应小于1V，两电极之间的直流电压差值应在50mV 以下。否则说明传感器电极被极化。

4)上限报警

上限报警提示出输出电流和输出频率（或脉冲）都超限。将流量量程改大可以撤消上限报警。

5) 下限报警

下限报警提示出输出电流和输出频率（或脉冲）都超限。将流量量程改小可以撤消下限报警。

6) 系统设置错误已在流量量程设置、流量积算单位设置和脉冲当量设置中做出智能判断并提示，方便修改设置。

7) 若系统自检报警，则请将转换器交生产厂维修。

8) 测量的流量不准确

a) 量流体是否充满传感器测量管；

b) 信号线连接是否正常；

c) 检查传感器系数、传感器零点是否按传感器标牌或出厂校验单设置正常；

9) 供应成套性

按订货合同供应分体型或一体型结构的MBmag-2005 给排水流量转换器。

随机文件包括：安装使用说明书、产品合格证、装箱单各一份。

10) 运输和贮存

为防止仪表在运转时受到损坏，在到达安装现场以前，请保持制造厂发运时的包装状态。贮存时，贮存地点应具备下列条件的室内：

a) 防雨、防潮；

b) 机械振动小，并避免冲击；

c) 温度范围 -20～+60℃；

d) 湿度不大于 80%；