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用户手册1介绍本操作说明书是为使用超声波流量计FLUXUS的用户编写的。它包含了测量设备的重要信息，如何正确使用，如何避免损坏。请仔细阅读安全说明。在使用测量设备之前，请务必阅读并理解本操作说明。对测量设备的任何工作都必须由授权和合格的人员进行，以发现和避免可能的风险和危险。危险!危险的种类和来源危险程度高的危险，如果不加以避免，可能会导致死亡或重伤→预防措施警告!危险危险程度中等，如不加以避免，可导致严重或中等程度的伤害→预防措施当心！危险等级低的危险，如果不加以避免，可能会导致中度或轻微的伤害→预防措施重要！这段文字包含了一些重要的信息，应该加以注意，以免造成实质性的损害。注意！本文包含了有关测量设备操作的重要信息。操作手册的存储操作规程必须在使用测量设备的地方永久可用。它必须始终对用户可用。用户评论已尽一切合理努力确保本操作说明书内容的正确性。如果你发现一些错误的信息或遗漏的信息，请通知我们。我们将感谢任何建议和意见的概念和您的经验与测量设备的工作。如果您对改进文档，特别是本操作指南有任何建议，请告知我们，以便我们考虑您对未来重印的意见。版权本说明书内容如有变更，恕不另行通知。保留所有权利。未经FLEXIM书面许可，不得以任何形式复制本操作说明书的任何部分。2安全说明2.1一般安全说明在进行任何工作之前，请仔细阅读完整的操作说明。未能遵守指示，特别是安全指示，对健康构成风险，并可能导致物质损害。欲了解更多信息，请联系FLEXIM。在安装和操作测量设备时，应遵守文件中规定的环境和安装条件。主机符号说明:符号解释直流接地接地端子电压警告参照说明书注意！每次使用前都要检查测量设备的状况和操作安全。如果测量设备在安装或操作过程中发生故障或损坏，请通知FLEXIM。不得擅自对计量设备进行修改、改造。如果测点在爆炸环境中，则必须确定危险区域和现有的爆炸环境等级，主机、传感器及附件必须符合相应区域内的条件并得到批准。工作人员必须经过适当的训练和有经验。遵守《爆炸性环境使用安全规程》，见SIFLUXUS文件。遵守危险物质的使用说明和相应的安全数据表。遵守电气设备的处置规定。2.2正确用途该测量设备用于测量封闭管道中的流体特性。利用连接的传感器，测量和计算超声信号在流体和管道中的传输时间。主机使用这些值来计算所需的数量，如体积流量和质量流量。通过与主机中存储的值进行比较，可以确定进一步的物理量。测量的物理量通过可配置输出和以及显示器显示。•必须遵守本操作说明书的所有说明，以确保符合预期用途。•任何超出或超出预期用途的使用都不在保修范围内，并可能造成危险。因非预期使用而引起的任何损害应完全由操作者或使用者负责。•测量是在与管道内流体没有直接接触的情况下进行的。流场剖面不受影响。•使用提供的传感器安装夹具将传感器固定在管道上。•如果需要使用延长线将传感器连接到主机，则可以使用接线盒。遵守操作说明书中的安全说明。接线盒技术参数见《技术规范》。•观察操作条件，例如环境，电压范围。主机、传感器及附件的技术参数见《技术规范》。2.3不当使用方式不正确的应用方式:•在不遵守本操作规程中所有说明的情况下，在测量设备上进行任何工作。•使用FLEXIM不打算使用的主机、传感器和附件组合。•不允许在爆炸性环境中安装主机、传感器和附件。•未经授权和未经培训的人员对测量设备进行的任何工作(如安装、拆卸、连接、启动、操作、服务和维护)。•测量设备在规定环境条件外的储存、安装和操作(见技术规范)。2.4用户安全须知主机上的任何工作都必须由有资格的人员进行。遵守操作说明书中的安全说明。主机、传感器及附件的技术参数见《技术规范》。•遵守操作现场适用的安全及事故预防规定。•仅使用所提供的固定装置和传感器以及预期的配件。2.5操作人员安全须知•操作员应使人员具备执行指定任务的资格。操作人员应提供所需的个人防护用品，并要求正确佩带。建议对工作场所进行风险评估。•除了本操作说明书中的安全说明外，还必须遵守适用于主机、传感器和附件使用范围的健康、安全和环境规定。•除第11章规定的例外情况外，测量设备是免维护的。任何部件和备件只能用FLEXIM产品替换。操作员应定期检查可能造成危险事故的设备变化或损坏。了解更多信息，请联系FLEXIM。•遵守主机、传感器和附件的安装和连接规范(见6和7章)。2.6电气工作安全规程•在对主机进行任何工作(例如，安装、拆卸、连接、服务和维护)之前，主机必须与电源断开连接。拆卸仪器内部的保险丝是不够的(见7.2节)。•只有在有足够的空间时才能进行电气工作。•仅在安全的环境条件下(如空气湿度90%，无传导性污染，无爆炸性空气)打开主机。否则，必须采取额外的保护措施。•只有在所有电缆均使用电缆夹紧安装且外壳拧紧的情况下，才能确保主机的保护程度。•必须定期检查电气连接的状态和紧密配合。•当主机连接到电源时，根据IEC60947-1和必须安装IEC60947-3作为隔离装置。设备开关必须断开所有的电线。地线连接不得中断。设备开关必须易于接近，并清楚地标记为主机的断开装置。它应该位于主机附近。如果主机在爆炸性环境中使用，设备开关必须安装在爆炸性环境之外，如果无法做到，它必须安装在最安全的地方。•只能连接到电压超过过电压II类的网络。在连接输入、输出和电源时，请遵守安装说明，特别是接线端子的配置，请参阅第7章。•前板不可拆卸，见图2.1。主机不包含任何需要用户维护的组件。维修和服务工作请联系FLEXIM。•遵守电气系统和设备的安全和事故预防规则。图2.1:主机2.7运输安全须知•如果在拆箱时发现运输损坏，请立即联系供应商或FLEXIM。•主机是一种灵敏的电子测量仪器。避免冲击或冲击。小心处理传感器电缆。避免过度弯曲或曲折。注意周围环境。•选择一个坚固的表面放置主机、传感器和附件。•主机、传感器和附件必须妥善包装以便运输:-如有可能，使用原装的FLEXIM或同等的纸箱。-将主机、传感器及配件放置在纸箱中间。-用适当的包装材料(例如:纸张、泡沫、汽泡纸)填补所有空隙。-保护纸箱避免受潮。2.8危险情况下的推荐措施消防措施•尽可能断开主机与电源的连接。•灭火前，先保护好所有不受火灾影响的电气部件(例如，使用盖子)。•选择合适的灭火剂。尽可能避免使用导电灭火剂。•注意灭火器使用的最小距离。最小距离根据使用的灭火剂的不同而不同。3基本原理在超声测量流量时，要确定流体在管道中的流动速度，进一步的物理量(如体积流量、质量流量)由流速和额外的物理量(如有必要)导出。3.1测量原理利用传输时差原理，在传输时差模式下测量了流体的流动速度。如果气体或固体颗粒的比例过高，主机可以切换到噪声模式。3.1.1条目流量分布流速在管道横截面上的分布，为了获得最佳的测量结果，流动剖面必须完全展开并呈轴对称，流型的分布取决于流是层流还是湍流，并受测量位置供给管路条件的影响(见第5章)雷诺数Re描述管道内流体湍流特性的系数。雷诺数Re由流速、流体运动粘度和内径计算得到。如果雷诺数超过一个临界值(通常约为2300流体管路)就会发生从层流到湍流的过渡。层流没有任何湍流的气流，平行流动的流体层之间没有干扰。湍流一种发生湍流(流体的旋转)的流动，在技术应用中，管道内流动多为湍流。过渡范围流体部分是层流，部分是湍流。传输时间差Δt信号传输时间的差异，在传输时差模式，测量了信号在顺流动方向和逆流动方向上的传输时间差，在噪音跟踪模式下，测量从传感器到颗粒和从颗粒到传感器的信号的时间差。流体在管道内的流速由输送时差确定(图3.2、图3.3、图3.4)。声速c传播声音的速度。声速取决于流体或管道材料的机械性能。在管道材料和其他固体材料中，纵向声速和横向声速是有区别的。某些流体和材料的声速见附件C.1。流速v流速在横截面积上的平均值。声音修正系数ka声音校准系数ka是由传感器内声速c和入射角决定的传感器参数(图3.2)。根据斯涅尔折射定律，在相邻流体或管道材料中的传播角为:流体力学修正系数利用流体力学修正因子kRe，将声波束区域内的流速测量值转化为整个管道截面区域内的流速。对于完全展开的流动剖面，流体力学修正系数仅取决于雷诺数和内壁粗糙度。对于每一次新的测量，流体力学修正系数由主机重新计算。工况体积流量VV=v·A单位时间内通过管道的流体体积。体积流量是由流速v和截面管面积A的乘积来计算的。质量流量m·m·=V·ρ单位时间内通过管道的流体的质量。质量流量由体积流量V和密度ρ的乘积来计算的。3.1.2传输时差法的流速测量信号由两个传感器在顺流和逆流方向上交替发射和接收。如果流体运动，在流体中传播的信号就会随着流动而偏移。这种位移导致顺流向信号的距离减小，而逆流向信号的距离增大(见图3.1和图3.2)。这将导致运输时间的改变。信号在顺流向上的传输时间比在逆流向上的传输时间短。这个传输时差正比于平均流速。流体流速计算如下：v–流体平均流速kRe–流体力学修正系数ka–声音修正系数Δt–流体传输时差tγ–流体传输时间图3.1:信号在顺流向上的声程c-声速1-传感器(发射)2-传感器(接收)3-管壁图3.2:信号在逆流向的声程c-声速1-传感器(发射)2-传感器(接收)3-管壁图3.4:传输时间差Δt1-顺流向的信号2-逆流向的信号3.1.3噪声跟踪模式下测量流速当检测到含有大量气泡或固体颗粒的流体时，超声信号的衰减增大，抑制信号在流体中的传播。使得传输时差模式下的无法测量。噪声跟踪模式利用了流体中气泡和固体颗粒的存在。在传输时差模式中使用的测量设置不需要更改。超声信号在短时间间隔内被送入流体，由气泡或固体颗粒反射，然后再由传感器接收。确定了由同一颗粒反射的两个连续测量信号之间的传输时差。传输时间差与粒子在两个测量信号之间的时间内所走过的距离成正比，因此与粒子通过管道的速度成正比。(见图3.4)。图3.5:噪声跟踪模式下的流速测量气泡和/或颗粒的所有测量速度的平均值对应于流体的流速:v–流体的平均流速kRe–流体力学修正系数ka–声音修正系数ΔtP–两个测量脉冲直接的时差Δt–两个测量信号S1和S2间的传输时差(Δt=t2-t1)根据信号的衰减情况，噪声跟踪模式下的测量误差可能比传输时差模式下的测量误差大。3.1.4混合跟踪模式这种混合模式结合了传输时差模式和噪声模式。在混合跟踪模式下进行测量时，主机会根据气体或固体含量自动切换传输时差模式和噪声跟踪模式。安装方式与传输时差安装相同。3.2测量安装3.2.1条目对角安装传感器安装在管道的相对两侧。反射安装传感器安装在管道的同一侧。对角安装反射安装声程超声波信号通过管道一次后所经过的距离。声程的数量为:•如果测量以对角线安置，则为奇数。•如果测量是在反射布置下进行的，位偶数。波束超声波信号在传感器之间所通过的路径:传感器发射和接收超声波信号。一根波束包含一条或多条声程组成(见图3.9或图3.10)。图3.5:1波束，4条声程，反射安装图3.6:2波束，3条声程，对角线排列传感器的距离传感器之间的距离。它是在传感器的内边缘之间测量的。反射安装对角安装(传感器距离为正)对角安装(传感器距离为负)波束剖面包含1条、2条或更多声程或光束的平面(见图3.11)。图3.7:同一剖面上的两波束图3.8:同一剖面上的两声程3.2.2实例1波束对角安装1波束反射安装1对传感器1声程1波束1平面1对传感器2声程1波束1平面2波束对角安装2波束2平面反射安装2对传感器2声程2波束1平面2对传感器4声程2波束2平面3.3声波穿透管道在测量点处必须能穿透声波，当管道和流体对声音信号的衰减不太强，使其在被完全吸收前到达第二个传感器，就会达到声穿透。管道和流体中的衰减取决于:•流体的运动粘度•流体中气泡和固体的比例•内壁沉积•管道材料在测量点必须满足以下要求:•管道总是被完全填满•管道内无杂质沉积•无气泡积聚注意：即使是没有气泡的流体，当流体膨胀时也会形成气泡，例如在泵的前面和在大的截面扩展之后。请注意以下安装事项:水平管道选择一个可以将传感器安装在管道侧面的测点，让声波在管道中水平传播。因此，管