工作原理

給排水流量計是根據法拉第給排水感應定律進行流量測量的流量計。給排水流量計的優點是壓損極小，可測流量范圍大。流量與最小流量的比值一般為20：1以上，適用的工業管徑范圍寬，可達3m，輸出信號和被測流量成線性，精確度較高，可測量電導率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。

當導體在磁場中作切割磁力線運動時，在導體中會產生感應電勢，感應電勢的大小與導體在磁場中的有效長度及導體在磁場中作垂直于磁場方向運動的速度成正比。同理，導電流體在磁場中作垂直方向流動而切割磁感應力線時，也會在管道兩邊的電極上產生感應電勢。感應電勢的方向由右手定則判定，感應電勢的大小由下式確定：

Ex=BDv-----------------式（1）

式中Ex—感應電勢，V；

　　B—磁感應強度，T

　　D—管道內徑，m

　　v—液體的平均流速，m/s

然而體積流量qv等于流體的流速v與管道截面積（πD²）/4的乘積，將式（1）代入該式得：

Qv=(πD/4B)* Ex ---------式（2）

由上式可知，在管道直徑D己定且保持磁感應強度B不變時，被測體積流量與感應電勢呈線性關系。若在管道兩側各插入一根電極，就可引入感應電勢Ex，測量此電勢的大小，就可求得體積流量。

據法拉第給排水感應原理，在與測量管軸線和磁力線相垂直的管壁上安裝了一對檢測電極，當導電液體沿測量管軸線運動時，導電液體切割磁力線產生感應電勢，此感應電勢由兩個檢測電極檢出，數值大小與流速成正比例，其值為：

E=B·V·D·K

式中： E－感應電勢；

K－與磁場分布及軸向長度有關的系數；

B－磁感應強度；

V－導電液體平均流速；

D－電極間距；（測量管內直徑）

傳感器將感應電勢E作為流量信號，傳送到轉換器，經放大，變換濾波等信號處理后，用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量。轉換器有4~20mA輸出，報警輸出及頻率輸出，并設有RS－485等通訊接口，并支持HART和MODBUS協議。

注：不同給排水流量計參數略有差異，使用時請務必查看說明書。

根據法拉第給排水感應定律，在磁感應強度為B的均勻磁場中，垂直于磁場方向放一個內徑為D的不導磁管道，當導電液體在管道中以流速v流動時，導電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱分布，兩電極之間產生感生電動勢：

e=KBDv (3-36)

式中，v為管道截面上的平均流速，k為儀表常數。由此可得管道的體積流量為：

qv= πeD/4KB (3-37)

由上式可見，體積流量qv與感應電動勢e和測量管內徑D成線性關系，與磁場的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無關。這就是給排水流量計的測量原理。

需要說明的是，要使式(3—37)嚴格成立，必須使給排水流量計測量條件滿足下列假定：

①磁場是均勻分布的恒定磁場;

②被測流體的流速軸對稱分布;

③被測液體是非磁性的;

④被測液體的電導率均勻且各向同性。

儀表參數設置

鍵盤與顯示器

鍵盤定義與顯示如圖 5.1.1 所示。

鍵功能

自動測量狀態下鍵功能

下鍵：循環選擇屏幕下行顯示內容；

上鍵：循環選擇屏幕上行顯示內容；

復合鍵 + 確認鍵：進入參數設置狀態；注意：一定要先按住“復合”鍵再按“確認”鍵。

確認鍵：返回自動測量狀態。

參數設置狀態下鍵功能

下 鍵： 光標處數字減1；

上 鍵： 光標處數字加1；

復合鍵 + 下鍵： 光標左移；

復合鍵 + 上鍵： 光標右移；

確認鍵： 進入/退出子菜單；

確認鍵： 在任意狀態，連續按下兩秒鐘，返回自動測量狀態。

注：（1）使用“復合鍵”時，應先按下復合鍵再同時按住“上鍵”或“下鍵”。

（2）在參數設置狀態下，3 分鐘內沒有按鍵操作，儀表自動返回測量狀態。

（3）流量零點修正的流向選擇，可將光標移至最左面的“+”或“-”下，用“上鍵”或“下

鍵”切換使之與實際流向相反。

（4）流量的單位選擇，可將光標移至“流量量程設置”菜單顯示的流量單位下，然后用“上

鍵”或“下鍵”切換使之符合需要。

參數設置功能鍵操作

要進行儀表參數設定或修改，必須使儀表從測量狀態進入參數設置狀態。在測量狀態下，按“復合鍵 + 確認鍵”出現狀態轉換密碼（0000），根據保密級別，按本廠提供的密碼對應修改。再按“復合鍵”后，則進入需要的參數設置狀態。

參數設置菜單

AM200/300 共有45 個菜單項，使用儀表時，用戶應根據具體情況設置或選擇各參數。參數一覽表如下：

注：1、序號36 和37 項為掉電時間記錄功能，無掉電功能轉換器，此參數項無效。

總量清零密碼出廠設置為：36666

儀表參數說明

儀表參數決定儀表的運行狀態、計算方法、輸出方式。正確地選用和設置儀表參數，可使儀表運行在狀態，能得到較高的測量顯示精度和測量輸出精度。

儀表參數設置功能設有6 級密碼。其中，0～3 級為用戶密碼，第4 級為制造廠密碼。用戶可使用第4 級密碼來重新設置第1～3 級密碼。另外，還設有總量清零密碼專門用于累計計數回零。

無論使用哪級密碼，用戶均可以察看儀表參數。但用戶若想改變儀表參數，則要使用不同級別的密碼。

第0 級密碼（固定值0521）：用戶能察看所有的參數，但不可修改；

第1 級密碼（出廠值7206）：用戶能改變1～25 儀表參數；

第2 級密碼（出廠值3110）：用戶能改變1～29 儀表參數；

第3 級密碼（出廠值2901）：用戶能改變1～38 儀表參數；

第4 級密碼（固定值）：用戶能改變所有的參數和進行參數初始化。

建議由用戶較高級別的人員掌握第3、4 級密碼；第3 級密碼，還可用于設置總量清“0”密碼；第0～2 級密碼，由用戶決定何級別的人員掌握。

★測量管道口徑

轉換器可按查表形式選擇配套的公稱通徑為3～3000mm 范圍的傳感器。

★儀表量程設置

儀表量程是指流量測量的上限流量值（滿量程）。上限流量值是針對輸出信號和百分比顯示而言的。它與電流輸出上限值和頻率（脈沖）輸出上限值及99%顯示值相對應。與之相關聯的還有用百分比流量表示的小信號切除和超限報警。本轉換器的流量顯示與流速顯示在表規定的范圍內不受流量量程的限制。

在儀表量程設置參數中選擇流量顯示單位，儀表流量顯示單位有,體積流量單位:L/s、L/min、

L/h、m3/s、m3/min、m3/h 和質量流量單位:kg/s、kg/m、kg/h、t/s、t/m、t/h，用戶可根據工藝要求和使用習慣，選定一個合適的流量顯示單位。

注意：儀表用5 位有效數字顯示流量值，末位數值的后面顯示有流量的單位。

★量程自動切換

轉換器具有可選的兩個量程自動切換功能，可方便地用于晝夜流量變化范圍大的自動控制測量系統。在“流量量程設定”菜單下設置的量程值為量程（高量程）。在“量程自動切換”菜單下可選擇1：2、1：4 或1：8 作為第二量程（低量程），第二量程值為量程值的1/2、1/4 或1/8。圖5.1 是量程比為1：4 的量程自動切換曲線。為切換安全可靠，自動設置有5%～10%的滯后特性。

當切換量程后，FDIR 端子輸出的高電平（+12V）為量程（高量程），低電平（0V）為第二量程（低量程）。同時，測量界面上行指示可提示當前量程比為1：1、1：2、1：4 或1：8。

★測量阻尼時間

長的測量阻尼時間能提高儀表流量顯示穩定性及輸出信號的穩定性，適于具有流量調節的情況使用；短的測量阻尼時間可以加快測量反映速度，適于總量累計的脈動流量測量。測量阻尼時間的設置采用選擇方式，用戶選一個阻尼時間值，即可使用。

★流量方向選向

如果用戶認為調試時的流體方向為正，而儀表顯示為負，則將流量方向設定反向，反之亦然。

★流量零點修正

在給排水流量傳感器的測量管內充滿導電流體，并且流體處于靜止不流動，轉換器已經對流量計的零點做了智能化處理。若所配傳感器的零點超出轉換器的智能處理范圍，用戶需要進行流量零點修正。流量零點是用流速表示的，單位為ｍ／ｓ。

轉換器流量零點修正顯示如下：

顯示中：上行“基準”代表儀表零點的測量值，下行顯示是流量零點修正值。當“基準”顯示不為“0”時，應調修正值使基準=0。注意：若改變下行修正值，“基準”值增加，需要改變下行數值的正、負號，使“基準”能夠修正為零。再次提醒：流量零點修正必須在給排水流量傳感器的測量管內充滿導電流體，并且流體處于靜止不流動條件下進行。流量零點的修正值是傳感器的校驗常數值，應記入傳感器的記錄單與標牌。記入時傳感器零點值是以包含符號、ｍ／ｓ為單位的流速值。

★小信號切除點

小信號切除點設置是用量程的百分比流量表示的。選擇允許小信號切除時，將切除流量、流速及百分比的顯示與信號輸出；選擇禁止時，則不進行任何切除。

★變化率限制與不敏感時間

“變化率限制值”與“不敏感時間值”是用來消除某些增加阻尼不能除去的噪聲。它能夠從真實的流量信號中判別出階躍信號引起的噪聲和漿液尖狀噪聲。這種判別是以變化率的限制和持續時間為依據的。圖5.3.2 所示為使用變化率限制技術去除粗大誤差的原理說明。該功能為在前面采樣中獲得的流量數據經一階濾波后的，設定某一上限和下限（變化率）。如果當前采樣的流量數據超過或低于這個極限值，而且在超過或低于這個極限值的變化時間之內，則認為這種變化是由于噪聲所引起的，CPU 予以切除；而當超過或低于這個極限值的變化在設置的不敏感時間以外，則認為這種變化是由于真正的流量變化所引起，CPU 就認可是測量流量的變化。

本產品的變化率設置范圍可在0～30%內選定，不敏感時間可在0～20s 內選擇。當變化率限制值和不敏感時間值兩者任一個為0 時，這種功能將被關閉。一般推薦值為：變化率限制值為10%，不敏感時間值為3s。

注意，短時間的測量，特別是傳感器出廠校驗時不可使用這種功能。

★流量積算單位

轉換器顯示器為１０位計數器，允許計數值為9999999999。使用積算單位為L、m3 和kg、t。并有以0.001、0.01、0.1、1.0 為倍率的上述單位顯示。可方便讀出一段時間的累計流量。本轉換器能夠自動判斷應使用的流量積算單位和倍率是否溢出。

★被測流體密度

本轉換器具有質量流量測量功能。根據流量量程設置選擇的質量流量單位，可以確定被測流體的密度單位。密度設置可在0.001～9.999 范圍之內。但不能使密度值為0。否則流量測量的結果總為零值。

★電流輸出類型

用戶可在電流輸出類型中選擇0～10mA 或4～20 mA 的模擬電流輸出。

★脈沖輸出方式

脈沖輸出方式有頻率輸出和脈沖輸出兩種供選擇。頻率輸出為連續方波；脈沖輸出為矩形波脈沖串。頻率輸出多用于數字的瞬時流量測量和短時間總量累積；脈沖輸出通過脈沖當量選擇，可讀出累計流量的容積值，多用于長時間直接容積單位的總量累積。

頻率輸出和脈沖輸出一般為OC 門輸出形式。因此，應外接直流電源和負載。具體見第4.4.5 節的圖4.4.5(d)。

★脈沖當量

脈沖當量定義：每單位體積或單位質量產生的脈沖數。

在同樣的流量下，脈沖當量高，則輸出脈沖的頻率高，適于電子計數器累計流量；脈沖當量低，輸出脈沖的頻率低，適于用于頻率可達25 次/秒的機械式給排水計數器計數。如果脈沖頻率小于30Hz，脈沖輸出的寬度固定為33ms，頻率高于30Hz 時則自動轉換為方波。

★頻率輸出范圍

儀表頻率輸出范圍對應于流量測量上限，即百分比流量的99%。頻率輸出上限值可在1～5999Hz范圍內任意設置。

★空管報警允許

儀表具有空管檢測功能，若用戶選擇允許空管報警，則當儀表檢測出空管狀態時，即將儀表模擬輸出、數字輸出置為信號零，同時將儀表流量顯示為零。

★電極報警閾值

本產品空管報警和電極報警是用恒流源方法實測傳感器電極電阻，來做智能判斷。按給排水流量計信號內阻公式：

式中d ——電極直徑，σ ——流體電導率，電極電阻一般在5～50kΩ。測量電阻與流體電導率、電極直徑有關。測量電阻能夠反映電極表面污染、附著以及受電解質流體極化影響等不同情況。流體不能充滿，電極不能正確檢測感應信號。測量電阻向CPU 提供電極狀況信息，由CPU 做出空管和電極異常的判斷，轉換器提請用戶做出適當的電極維護。

本產品改善了空管報警的智能化程序，僅以初測的電極電阻值為基礎，選擇適當的電極電阻閾值（一般取初測電極電阻值的3 倍值為參考閾值）。恒流源方式測電阻使測量不受電纜長度影響，從而使操作更加簡便，檢測更加可靠。

★上限報警允許

用戶選擇允許或禁止。

★上限報警數值

上限報警值以量程百分比計算，該參數采用數值設置方式，用戶在0%～199.9%之間設置一個數值。儀表運行時，當流量百分比大于該值時，儀表將輸出報警信號。

★下限報警允許

用戶選擇允許或禁止

★下限報警數值

下限報警值以量程百分比計算，該參數采用數值設置方式，用戶在0%～199.9%之間設置一個數值。儀表運行時，當流量百分比小于該值時，儀表將輸出報警信號。

★反向測量允許

反向測量允許設置在“允許”狀態，當流體反向流動時，轉換器按反向流量值輸出脈沖和電流，反向總量進行累積。反向測量允許設置在“禁止”狀態，當流體反向流動時，轉換器輸出脈沖為“0”，電流輸出為信號“0”（4mA 或0mA），但反向總量仍然進行累積。

★總量清零密碼

在該參數設置中，用戶置入“積算總量清零”的密碼，儀表確認密碼無誤后，自動完成積算量清零。同時將三個積算器清為零值，重新開始累積。

“積算總量清零”密碼可以在打開3 級密碼后，在“清積算量密碼”菜單下置入您欲設置的“積算總量清零”密碼，修改原來的“積算總量清零”密碼。注意：請記下您的“積算總量清零”密碼。

★傳感器系數值

儀表配套的傳感器出廠校驗單或產品標牌上，應標有“傳感器系數”。用戶應將“傳感器系數”置入儀表的傳感器系數值參數中。

★勵磁方式選擇

轉換器能向傳感器提供四種勵磁方式。用戶可根據被測流體實際情況選擇一種。通常可以使用方式1 勵磁，方式2.3 適合于大口徑清潔水測量。注意，在哪種勵磁方式下工作，就必須在哪種勵磁方式下標定。

★儀表標定系數

該系數為人為設定的系數。轉換器內部計算時，總流量是測量流量乘以該系數值。例如，應用于具有仿真傳感器的明渠測量潛水給排水流量計或現場標定后對儀表進行修正。

★正向總量預置和反向總量預置是用于更換轉換器時保留原先流量積算值的累數值，以便于連續保持連續累計總量。

★輸入控制選擇

本轉換器具有接點輸入控制功能，主要用于遠程累計量清零、累計量同步顯示和批量控制輸入。選擇“輸入禁止”時，該功能被取消。選擇“累積停止”時，使用與換向器同步開關，可以使轉換器的流量積算器與其它標準容器或標準流量積算器同步計數，同步停止。在一定權限下選擇“遠程清零”時，可以清掉流量積算器的積算值。

★電流滿度修正

轉換器出廠時電流輸出滿度調節，使電流輸出準確為10mA 或20mA。

★出廠標定系數

轉換器制造廠用該系數使儀表勵磁電流和信號放大器規格標準化。

★傳感器編碼

傳感器編碼記載配套的傳感器出廠時間和編號，以確保設置的傳感器系數準確無誤。

★轉換器編碼

轉換器編碼記載轉換器出廠時間和編號。

★時間 年、月、日、時、分、秒（帶時鐘功能）

用戶使用4 級密碼進入，可改時間 年、月、日、時、分、秒；

★用戶密碼 1～3

用戶使用4 級密碼進入，可修改此密碼；

掉電計時功能（選項）

本項目只適用于帶有掉電計時功能的轉換器。儀表內部設有不掉電實時時鐘，能夠自動累計掉電時間多達10000 小時，掉電次數10000 次，同時可保存250 次掉電和上電的時間記錄。當250 次掉電記錄記滿后，將循環保存新的掉電記錄。

★顯示掉電次數和累計掉電時間

在自動測量狀態，按“下鍵”切換下行顯示內容，即可瀏覽停電次數和累計停電時間。

★瀏覽掉電和上電時間記錄

按“確認”鍵，進入掉電記錄顯示方式，按“下鍵”顯示前一條記錄，按“上鍵”顯示下一條記錄。按住“確認”3 秒鐘則返回流量測量顯示狀態。

★清除掉電記錄

先按住“復合”鍵，再按“確認”鍵，使用3 級以上的密碼進入參數設置狀態，選擇“停電計時清零”項目后，輸入“總量清零密碼”即可。

自診斷信息與故障處理

給排水流量轉換器的印刷電路板采用表面焊接技術，對用戶而言，是不可維修的。因此，用戶不能打開轉換器殼體。

智能化轉換器具有自診斷功能，除了電源和硬件電路故障外，一般應用中出現的故障均能正確給出報警信息。這些信息在顯示器右上方提示出“！”驚嘆號或報警鐘符號。在測量狀態下，通過下鍵翻頁，顯示出故障內容如下：

故障處理：

1) 儀表無顯示

a） 檢查電源是否接通；

b） 檢查電源保險絲是否完好；

c） 檢查供電電壓是否符合要求；

d） 檢查顯示器對比度調節是否能夠調節，并且調節是否合適；

e） 如果上述前 3 項a）、b）、c）都正常，

f） 當查不出問題時，請將轉換器交生產廠維修。

2) 勵磁報警

a） 勵磁接線 EX1 和EX2 是否開路；

b） 傳感器勵磁線圈總電阻是否小于 150Ω；

c） 如果 a、b 兩項都正常，則轉換器有故障。

3) 空管與電極報警

a） 測量流體是否充滿傳感器測量管；

b） 用導線將轉換器信號輸入端子 SIG1、SIG2 和SIGGND 三點短路，此時如果“空管報警”和“電極異常”提示撤消，說明轉換器正常，有可能是被測流體電導率低或電極被氣體覆蓋緣故。

c） 檢查信號連線是否正確；

d） 電極異常

在傳感器有流體充滿的情況下，使用如500 型指針式萬用電表，電阻×1kΩ檔，檢查傳感器電極電阻。萬用電表紅色試筆分別接電極，黑色試筆接接液電極（接液環或金屬管道），萬用電表指針自左向右擺動，指示約至3～50kΩ，然后自右向左放電，兩電極向右擺動的差值不超過20%，否則說明電極被污染、覆蓋。

使用數字萬用表測量DS1 和DS2 對接液點（接液電極、接液環、金屬管道）之間的直流電

壓應小于1V，兩電極之間的直流電壓差值應在50mV 以下。否則說明傳感器電極被極化。

4)上限報警

上限報警提示出輸出電流和輸出頻率（或脈沖）都超限。將流量量程改大可以撤消上限報警。

5) 下限報警

下限報警提示出輸出電流和輸出頻率（或脈沖）都超限。將流量量程改小可以撤消下限報警。

6) 系統設置錯誤已在流量量程設置、流量積算單位設置和脈沖當量設置中做出智能判斷并提示，方便修改設置。

7) 若系統自檢報警，則請將轉換器交生產廠維修。

8) 測量的流量不準確

a) 量流體是否充滿傳感器測量管；

b) 信號線連接是否正常；

c) 檢查傳感器系數、傳感器零點是否按傳感器標牌或出廠校驗單設置正常；

9) 供應成套性

按訂貨合同供應分體型或一體型結構的MBmag-2005 給排水流量轉換器。

隨機文件包括：安裝使用說明書、產品合格證、裝箱單各一份。

10) 運輸和貯存

為防止儀表在運轉時受到損壞，在到達安裝現場以前，請保持制造廠發運時的包裝狀態。貯存時，貯存地點應具備下列條件的室內：

a) 防雨、防潮；

b) 機械振動小，并避免沖擊；

c) 溫度范圍 -20～+60℃；

d) 濕度不大于 80%；