由单片机控制的低频励磁电流输出到传感器的励磁线圈中,同时来自电磁流量传感器的微小电势信号经前置放大后通过AD模数转换电路送入到单片机。单片机对这些信号进行数据采集,分析处理送至液晶显示屏进行瞬时流量和累积流量的显示。同时单片机通过计算公式对得到的流量值进行补偿,将补偿后的流量信号通过HART通讯模块实现与上位机的远程通讯。
3.1 HART通讯模块设计
HT2012芯片用来实现HART协议中通讯信号的解调及调制过程。图2为调制解调器与微处理器的连接。
HART信号的解调过程:由带通滤波器输出的脉冲信号进入HT2012后,调制解调器分别将脉冲信号中的1200Hz和2200Hz解调为数字1和0,再将数字信号由HT2012的ORXD端口输出,CPU对接收到的数据进行判断并执行相应的任务。
图2 HART接口电路3.2 HT2012与外部接口
HART数字信号规范是峰值为1mA、平均值为0mA正弦交流电流信号,此信号经线路阻抗转化为正弦交流电压信号,而HT2012输入和输出信号是0~5V的方波信号,因此在HT2012和外部的HART信号之间还需要有滤波电路和整形电路。
如图3所示,由TLC27组成的滤波器是带通滤波器,用来减少接收信号的噪声干扰。滤波器还用来消除波形中的尖峰,从而使接收到的信号变得平缓。TLC37组成的数字方波产生回路把经过TLC27滤波后的正弦波转变成相应的方波,以便于HT2012接收。
如图4所示,缓冲器74HC126的作用是使方波的上升沿和下降沿趋于平缓,使信号满足HART物理层规范所要求的信号波形上升沿和下沿的时要求,因为较平缓的上升沿和下降沿时间可以降低与其它网络间的串扰。
HT2012需要外部提供460.8kHz的时钟信号,且要求时钟频率的误差是±0.1%,若直接入一个460.8kHz的晶振不仅会引起系统功耗的增加,而且该晶振属于非标准晶振,需专门定制。为了解决这一问题,在系统中采用一片1.8432MHz的晶振以产生时钟信号,再经分频器CD4013进行4分颇,可输出1.8432MHz /4=460.8kHz的分频信号供HT2012使用。
AD421其内部的电压调节器与外部的场效应管DN25D对输入到AD421的电压进行调整,可提供+3.3V电压作为其他设备的电源。HART发出的FSK信号,经过一个电容耦合送到AD421中,转换成相应的±0.5mA正弦电流信号,实现电压信号到电流信号的转换,同时,叠加在4~20mA的电流上送给接收设备,实现了HART协议的信息的交换。本电路耦合电容取为0. 0033μF.
4 HART通讯协议的软件实现
4.1智能电磁流量计串口中断程序[5]
在串行口中断服务程序中,首先保护现场,然后判断是接收中断还是发送中断,若为接收中断则执行接收服务子程序,否则执行发送服务子程序。中断处理结束后,恢复现场并返回系统主程序。HART通信采用水平和垂直校验的方法。当检测到接收数据有差错时,则等到主设备命令帧发完后,通知主设备数据接收有误。主设备则重新发命令帧,从而保证通信的准确可靠。HART串口中断子程序流程图如图5所示。
图5串口中断程序
4.2 HART命令拆分子程序[6][7]
在对命令帧响应之前先要将该帧拆分,即首先判断该帧前导码是否正确,每接收一个前导码,计数器加1.再接收定界符,若为有效的定界符且前导码计数器大于1,则为HART帧的起始位置,根据定界符确定HART帧的类型,若为应答帧或成组模式帧则终止接收服务,等待载波结束;若为请求帧,则确定帧格式,设置接收长帧格式或短帧格式地址计数值,短帧格式地址接收1个字节,长帧格式地址接收5个字节。再接收命令号,数据字节长度字节,若数据字节长度字节出现奇偶校验错误则终止接收服务,等待载波结束;否则设置数据字节长度计数器,每接收一个数据字节,长度计数器减1,最后接收水平校验和。若接收请求地址匹配,对接收的HART帧异或求水平校验和,并与接收水平校验和进行比较,相同则表示无通讯错误,否则置水平校验和错误标志为1,结束接收服务并转入HART命令执行子程序。命令帧拆分程序流程如图6所示。
图6 HART命令帧拆分程序流程图
5结论
对研制的智能电磁流量计进行试验表明:该流量计集成化程度高、功能强、操作方便、性能可靠;具有自诊断、自检定功能和HART数据通讯功能;可测正反两个方向流量,也可测脉动流量;抗电磁干扰和温度性能好,适合于现场测量和显示;测量范围大,准确度高。
(流量计:admin)工称通径:¢32-¢1200mm(橡胶) |
¢6-¢1200mm(聚四氟乙烯) |
被测介质电导率:≥10∪s/cm |
精度:0.5 1.0 环境温度:~10~+55℃ |
•传感器采用整体焊接结构,密封性好;
•结构简单可靠,内部无活动部件,几乎无压力损失;
•测录精度不受被测介质压力、温度、密度、粘度等物理参数变化的影响;
•具有电导率测量功能,可以判别传感器是否空管;
•采用16位嵌入式微处理器,运算速度快,精度高;
•具有双向流量测量功能,能显示正、反向流量、百分比、流速;
•内部具有三个积算器,分别显示正、反向累计及差值积算量;
•具有RS485或RS232C数字通讯信号输出;
•含数字量处理,抗干扰能力强,测量可靠,精度高;
•超低EMI开关电源适用电源电压变化范囚大,抗EMC性能好;
•含中、英文菜单操作,适用方便,操作简单,易学易懂;
•自诊断信息与故障处理;
•可提供防爆型(隔爆型).
•传感器采用整体焊接结构,密封性好;
•结构简单可靠,内部无活动部件,几乎无压力损失;
•测录精度不受被测介质压力、温度、密度、粘度等物理参数变化的影响;
•具有电导率测量功能,可以判别传感器是否空管;
•采用16位嵌入式微处理器,运算速度快,精度高;
•具有双向流量测量功能,能显示正、反向流量、百分比、流速;
•内部具有三个积算器,分别显示正、反向累计及差值积算量;
•具有RS485或RS232C数字通讯信号输出;
•含数字量处理,抗干扰能力强,测量可靠,精度高;
•超低EMI开关电源适用电源电压变化范囚大,抗EMC性能好;
•含中、英文菜单操作,适用方便,操作简单,易学易懂;
•自诊断信息与故障处理;
•可提供防爆型(隔爆型).
电磁流量传感器 电磁流量计 电磁流量检测仪
型号:BXS08-LDY-200S
体型电磁流量计的特点:
•传感器采用整体焊接结构,密封性好;
•结构简单可靠,内部无活动部件,几乎无压力损失;
•测录精度不受被测介质压力、温度、密度、粘度等物理参数变化的影响;
•具有电导率测量功能,可以判别传感器是否空管;
•采用16位嵌入式微处理器,运算速度快,精度高;
•具有双向流量测量功能,能显示正、反向流量、百分比、流速;
•内部具有三个积算器,分别显示正、反向累计及差值积算量;
•具有RS485或RS232C数字通讯信号输出;
•含数字量处理,抗干扰能力强,测量可靠,精度高;
•超低EMI开关电源适用电源电压变化范囚大,抗EMC性能好;
•含中、英文菜单操作,适用方便,操作简单,易学易懂;
•自诊断信息与故障处理;
•可提供防爆型(隔爆型).
特性
~~~如有需要,请加QQ:2855668274(迈准武汉办小徐)
LD型电磁流量传感器可与LDZ-50D或L-mag电磁流量转换器配套,用以测量管道内各种导电性流体或液固二相介质的体积流量。传感器的安装形式为法兰连接。流量计已在化工、冶金、钢铁、煤炭、水利、给排水、供暖、造纸、酿造、水泥、纺织等工业部门中获得广泛应用。
LD型电磁流量传感器特点:
传感器内无活动部件,无压力损失,结构简单、工作可靠。 测量精度不受被测介质压力、密度(包括液固两相)、温度、电导率、粘度等物理参数变化的影响。 整体结构,使测量管和外壳合为一体,防潮防水性能好,适宜地下或潮湿环境安装、使用。 与其它流量计比较测量范围宽,直管段要求短。 耗电量小,成套仪表耗电量小于20VA。 LD型电磁流量传感器主要技术指标:
公称通径:DN(15-3000)mm 精确度:±0.2%,±0.5%(示值误差) 测量范围(流速):0-1m/s至0-15m/s 被测介质电导率:大于20μS/cm 公称压力:0.6、1.0、1.6、4.0MPa 密封类型:(外壳防护等级)IP65、IP67、IP68 电极材料:含钼不锈钢OCr18Ni12Mo2Ti、哈氏合金B、哈氏合金C、钛Ti、钽、不锈钢涂覆碳化钨、特殊衬里材料:氯丁橡胶、聚胺脂、聚四氟乙烯、高温橡胶 被测介质最高温度:氯丁橡胶衬里最高80℃,聚氨脂衬里最高80℃,聚四氟乙烯衬里最高100℃,耐高温橡胶衬里最高120℃。 连接方式:法兰[执行标准GB/T9119] 环境温度:-10℃至+50℃ 流量计输出信号:0-10mA·DC和0-10KHz 4-20mA·DC和0-10KHz RS485,RS232 久久仪表有限公司是专业生产流量仪表厂家,现已成为产品结构合理,国内品种最全的流量仪表生产基地。公司主要产品有LD型管道电磁流量计,LDQ型潜水电磁流量计、LDC型插入式电磁流量计、LDT型一体式电磁流量计、LDDC型电池供电电磁流量计、水表等多种流量仪表,是流量仪表科技的领跑者,我们愿和广大客户一起为我国的流量测量工作做出贡献。
http://www.99yibiao.com/ http://www.99yb.net/
电磁流量计,电磁流量传感器,污水流量计,XHDE系列
一体式
主要特点
通 径:DN10—DN2200mm
流速范围:0.3-15m/s
测量范围:0.0283~61000立方米/小时
精 确 度:0.5级
信号输出:DC 4-20mA、脉冲信号或RS232
供电电源:85-265VAC 45-63Hz
防护等级:IP65
技术参数
通径:DN10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、800、1000、1200
流速范围:0.3-15m/s
精 确 度:0.5级
信号输出:DC 4-20mA、脉冲信号或RS232
供电电源:85-265VAC 45-63Hz
防护等级: IP65
环境温度:-25-+60℃
相对湿度:5-95%
功率消耗:小于20W
最大负载:750Ω
被测介质温度:
普通橡胶衬里(-20-60℃)
高温橡胶衬里(-20-90℃)
聚四氟乙烯衬里(-30-100℃)
高温四氟衬里(-30-180℃)
额定工作压力:
DN10-DN65≤2.5MPa
DN80-DN150≤1.6MPa
DN200-DN1200≤1.0MPa
电导率范围:≥5us/cm。
测量范围
内径(mm) | 10 | 15 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 |
Qmin(m3/h) | 0.0283 | 0.0636 | 0.12 | 0.176 | 0.29 | 0.452 | 0.7 | 1.19 |
Qmax(m3/h) | 4.24 | 9.54 | 16.96 | 26.5 | 43.42 | 67.85 | 106.0 | 179.0 |
内径(mm) | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 |
Qmin(m3/h) | 1.8 | 2.82 | 4.41 | 6.36 | 11.3 | 17.6 | 25.4 | 34.6 |
Qmax(m3/h) | 271.0 | 424.0 | 662.0 | 954.0 | 1690 | 2650 | 3810 | 5190 |
内径(mm) | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 700 | 800 | 900 |
Qmin(m3/h) | 45.2 | 57.2 | 77.6 | 85.5 | 101.0 | 138.0 | 180.0 | 229.0 |
Qmax(m3/h) | 6780 | 8570 | 10600 | 12800 | 15200 | 20700 | 27100 | 34300 |
内径(mm) | 1000 | 1100 | 1200 | 1400 | 1600 | 1800 | 2000 | 2200 |
Qmin(m3/h) | 282.0 | 342.0 | 407.0 | 554.1 | 732.7 | 916.0 | 1131.0 | 1368.4 |
Qmax(m3/h) | 42400 | 51300 | 61000 | 83121 | 108566 | 137404 | 169635 | 205258 |
BFLDBE型智能电磁流量计
|
BFLDBE型智能电磁流量计是我公司采用国内外进技术研制开发的全智能型电磁流量计,其全中文电磁转换器内核采用高速中央处理器。计算速度非常快、精度高、测量性能。转换器电路设计采用国际技术、输入抗阻高达10的15次方欧姆,共模抑制比优于100db,对于外来干扰以及60Hz/50Hz干扰抑制能力优于90db,可以测量更低电导率的流体介质流量。其传感器采用非均匀磁场的新技术及特殊的磁路结构,磁场稳定,而且大大的缩小了体积,减轻了重量,使流量计具有小型轻量化的特点。使客户“买的放心,用的省心,服务称心”是我公司的宗旨。 |
一、产品特点: ⌊管道内无可动部件,无阻流部件,测量中几乎没有附加压力损失。⌊测量结果与流速分布,流体压力,温度、密度、粘度等物理参数无关。⌊在现场可根据用户实际需要在线修改量程。⌊高清晰度背光 LCD 显示,全中文菜单操作,使用方便,操作简单,易学易懂。⌊采用SMD器件和表面贴装(SMT)技术,电路性高。⌊采用16 位嵌入式微处理器,运算速度快精度高,可编程频率低频矩形波励磁,提高了流量测量的稳定性,功耗低。⌊全数字量处理,抗干扰能力强,测量,精度高,流量测量范围可达 150 : 1⌊超低 EM1 开关电源,适用电源电压变化范围大,抗 EMC 性能好。⌊内部具有三个积算器可分别显示正向累计反向累计量及差值积算量,内部设有不掉电时钟,可记录 16 次掉电时间。⌊具有 RS485 、 RS232 、 Hart 和 Modbus 等安息字通讯信号输出。⌊具有自检与自论断功能
二、工作原理:
电磁流量计原理基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是一内衬绝缘材料的非金属合金短管,两只电极沿管径方向穿通管壁固定在测量管上,其电极头与衬里内表面基本齐平,励磁线圈由双向方波脉冲激励时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生一磁通量密度为B的工作磁场。此时,如果具有一定电导率的流体流经测量管,将切割磁力线感应出电动势E。电动势E正比于磁通量密度B,测量管内径d与平均流速v的乘积。电动势(流量信号)由电极检测出并通过电缆送至转换器,转换器将流量信号放大处理后,可显示流体流量,并能输出脉冲、模拟电流等信号,用语流量的测量和调节。
E=KBdv式中: E-------感应电势; D------电极间距; B--磁感应强度; V--导电液体平均流速; K--与磁场分布及轴向长度有关的系数。 |
式中K、d为常数,由于励磁电流是恒流的,故B也是常数,则由E=KBdv可知,体积流量Q与信号电
压E成正比,即流速感应的信号电压E与体积Q成线性关系。因此,只要测量出E就可确定流量Q,这就是电磁流量计的基本工作原理。
由E=KBdv可知,被测流体介质的温度、密度、压力、电导率、液固两相流体介质的液固成分比等参数不会影响测量结果。至于流动状态只要符合轴对称流动(如层流或)就不会影响测量结果的。因此说电磁流量计是一种真正的体积流量计。对于制造商和用户来说,只要用普通的水实际标定后就可测量其他任何导电流体介质的体积流量,而不需任何修正。这是电磁流量计的一突出优点,是其他任何流量计所没有的。测量管内无活动及阻流部件,因此几乎没有压力损失,并且极高的性。
三、应用领域:
由于电磁流量计有其独特的优点,因此被广泛应用于化工化纤、食品、造纸、制糖、矿冶、给排水、环保、水利水工、钢铁、石油、制药等工业领域中,用来测量各种酸、碱、盐溶液、泥浆、矿浆、纸浆、煤水浆、玉米浆、纤维浆、粮浆、石灰乳、污水、冷却原水、给排水、盐水、双氧水、啤酒、麦汁、各种饮料、黑液、绿液等导电液体介质的体积流量。
中国仪器仪表销售网:www.yiqiyibiao.com
SITRANS F M MAGFLO MAG 5100 W 电磁流量传感器是为了满足地下水、饮用水、污水和污泥处理工业的需求而设计的。
■特性 ■ 传感器尺寸可选:DN 25 ~ DN 1200 1" ~ 48" ■ 连接法兰EN 1092-1, ANSI, AWWA 和AS7 坚固的内衬仪表在整个温度和压力测量范围内具有稳定的精度 ■ 柔软的人造橡胶表面提高了仪表耐磨性 ■ 不锈钢一体式接地和测量电极 ■ 锥形内衬设计可以实现漏水检测,提高了小流量测量精度 ■ 饮用水认证 ■ 适于直接埋入地下和浸于水中 ■ 嵌入长度符合ISO 13359 标准 ■ SENSORPROM 单元自动读取标定值和设置参数,易于调试 ■ 专利的内置校验仪,可以使用SENSORPROM签名技术操作
■应用SITRANS F M MAGFLO 电磁流量传感器主要应用于以下领域:• 取水• 水处理• 水网分配(泄漏检测管理)• 贸易结算水计量• 灌溉• 污水处理• 过滤装置(如反渗透和超过滤装置)• 工业用水
■操作模式流量测量原理基于法拉第电磁感应定律,传感器将流量信号转换成正比于流体流速的电压信号。
■功能• 具有对多种化学物品的强抗腐能力• 符合OIML R49 和ISO 4064 标准• 满足EEC 标准:PED, EN 1092-1 法兰的97/23/EC 压力指标• 在UKAS EN 45001 授权的标定装置上单独标定,不确定度±0.1%• 现场升级到标准传感器的IP68/NEMA 6P 更简单易行
■集成完整的流量计由流量传感器和SITRANS FMMAGFLO MAG 5000,6000 或6000 I 变送器组成。灵活的通讯理念USM II 简化了流量计与众多不同总线系统的集成和升级。这些总线系统包括:HART, PROFIBUS DP&PA,DeviceNet, CANOpen, MODBUS RTU/RS485。