Micro Motion 插入式密度计-FORK VISCOSITY METER 取扱説明書
- タイプ
- 取扱説明書
安装手册
MMI-20020998, Rev AB
2015 年 07 月
高准
®
插入式密度计
直接插入式密度计安装
安全和认证信息
在按照本手册中的说明正确安装的情况下，
本高准产品符合所有适用的欧洲指令。请参阅 EC 符合性声明，以了解适用于本产品的
指令。对所有适用欧洲指令的 EC 符合性声明以及全部的 ATEX 安装图纸和说明可通过网站 www.micromotion.com 获取，也可以
向您当地的高准支持中心索取。
设备所附的符合《压力设备指令》(PED) 的资料可在网站 www.micromotion.com/documentation 获取。
对于在欧洲的危险环境安装情形，如果本国标准不适用，则可参考标准 EN 60079-14。
其他信息
完整的产品规格可以在产品数据表中找到。 故障排除信息可在变送器配置手册中找到。产品数据表和手册可从高准网站
www.micromotion.com/documentation 获取。
返修政策
退回设备时必须遵循高准程序。这些程序可确保符合政府运输机构的法规要求，同时有助于为高准员工提供安全的工作环境。未
遵循高准程序将导致您发送的设备被拒收。
有关于返修程序和表单的信息可以从我们的网站 www.micromotion.com 获取，或致电高准客户服务部门获取。
高准客户服务
电子邮件
•
•
亚太地区：[email protected]
北美和南美 欧洲和中东 亚太地区
美国
800-522-6277
英国
0870 240 1978
澳大利亚
800 158 727
加拿大
+1 303-527-5200
荷兰
+31 (0) 704 136 666
新西兰
099 128 804
墨西哥
+41 (0) 41 7686 111
法国
0800 917 901
印度
800 440 1468
阿根廷
+54 11 4837 7000
德国
0800 182 5347
巴基斯坦
888 550 2682
巴西
+55 15 3238 3677
意大利
8008 77334
中国
+86 21 2892 9000
委内瑞拉
+58 26 1731 3446
中欧和东欧
+41 (0) 41 7686 111
日本
+81 3 5769 6803
俄罗斯/独联体
+7 495 981 9811
韩国
+82 2 3438 4600
埃及
0800 000 0015
新加坡
+65 6 777 8211
阿曼
800 70101
泰国
001 800 441 6426
卡塔尔
431 0044
马来西亚
800 814 008
科威特
663 299 01
南非
800 991 390
沙特阿拉伯
800 844 9564
阿联酋
800 0444 0684
内容
第 1 章 计划 .......................................................................................................................................1
1.1
安装检查表 ...........................................................................................................................................1
1.2
最佳实践 .............................................................................................................................................. 1
1.3
电源要求 .............................................................................................................................................. 2
1.4
其他安装考虑因素 ................................................................................................................................3
1.5
短杆型仪表安装建议 ............................................................................................................................6
1.6
执行仪表检查（安装前） .....................................................................................................................7
第 2 章 安装方式 ................................................................................................................................9
2.1
自由流体应用安装（法兰连接） ..........................................................................................................9
2.2
自由流体应用中的安装（焊接底座连接） ......................................................................................... 10
2.3
T 型套管安装（法兰接头） ................................................................................................................11
2.4
流通室安装 .........................................................................................................................................12
2.5
敞口储罐安装（长杆型仪表） ........................................................................................................... 13
2.6
密闭储罐安装（长杆型仪表） ........................................................................................................... 16
2.7
安装 PFA 垫圈和压簧 ..........................................................................................................................19
2.8
旋转仪表上的电子部件（可选） ........................................................................................................20
2.9
旋转变送器上的显示屏（可选） ........................................................................................................21
第 3 章 接线 .....................................................................................................................................23
3.1
可用的输出端子和接线要求 ............................................................................................................... 23
3.2
防爆区域或非危险区域输出接线 ........................................................................................................24
3.3
用于分体式安装 2700 FOUNDATION 现场总线
™
选项的处理器接线 .................................................. 27
3.4
连接到外部设备（HART 多点） ......................................................................................................... 30
3.5
信号转换器和/或流量计算机接线 ...................................................................................................... 31
第 4 章 接地 .....................................................................................................................................33
内容
安装手册 i
内容
ii 高准插入式密度计
1
计划
本章所涉及的主题:
•
安装检查表
•
最佳实践
•
电源要求
•
其他安装考虑因素
•
短杆型仪表安装建议
•
执行仪表检查（安装前）
1.1
安装检查表
□
核对发运产品的明细以确认收到所有部件以及安装所需的全部信息。
□
核对仪表校准范围和边界与计划安装方式相对应。校准边界不匹配可能会导致测量
误差，并将需要校正。
□
确保符合仪表安装环境要求的所有电气安全规范。
□
确保环境、过程温度及过程压力处在仪表限制条件之内。
□
确保传感器认证标签上规定的危险区域等级适合仪表当前的安装环境。
□
确保您能有足够的空间对仪表以进行检查和维护。
□
核对您已拥有安装仪表所需的全部设备。取决于应用不同，您可能需要安装附加部
件以使仪表达到最佳性能。
□
如果您的仪表将要连接到分体式安装 2700 FOUNDATION 现场总线
™
变送器：
-
请参阅本手册中的说明，准备 4 芯电缆并连接到处理器的接线。
-
请参阅变送器安装手册中的说明，以安装和连接 2700 FOUNDATION 现场总线
™
变送器。请参阅高准 1700 型和 2700 型变送器：安装手册。
-
考虑仪表和变送器之间的最大电缆长度。两个设备之间的最大推荐距离为 1000
ft (300 m)。高准推荐使用高准电缆。
1.2
最佳实践
以下信息可帮助用户最大程度地利用自己的仪表。
•
小心地处理仪表。遵循本地经验做法进行吊装或搬运仪表。
•
在将仪表安装到系统中之前，执行已知密度自校验功能 (KDV) 检查仪表。
•
对于带 PFA 涂层的音叉，仪表不使用时务必在音叉上装好护套。音叉涂层无法承受
冲击破坏。
•
必须使用原始包装存放和运输此仪表。对于长杆型仪表，确保包含护套并由平头螺
钉固定。
•
切勿用于测量与其结构材料不兼容的液体。
•
切勿使仪表承受过度振动（连续超过 0.5 g）。振动强度超过 0.5 g 可能会影响仪表
精度。
计划
安装手册 1
•
为了获得最佳仪表性能，确保工作条件与仪表校准范围和界限相对应。
•
确保所有管道连接符合当地和国家规范以及行业准则。
•
接线后，确保正确上好并旋紧变送器外壳盖子，以保持入口防护等级和危险区域认
证。
•
仪表和相关管道在安装后，确保其通过 1½ 倍最大工作压力测试。
•
对仪表、入口和旁路管道采取隔热措施以保持稳定的温度。
1.3
电源要求
下面是仪表运行的直流电源要求：
•
24 VDC，典型值为 0.65 W，最高 1.1 W
•
最低推荐电压：使用 1000 ft 的 24 AWG（300 m 的 0.20 mm
2
）电源线时为 21.6 VDC
•
启动时，电源必须在仪表电源端子上提供 19.6 V 的最低电压和最低 0.5 A 的短时电
流。
用于隔爆仪表的电源电缆建议
最小线规（AWG/英尺）图 1-1:
300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000
安装距离 (ft)
21.6V
24V
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
AWG 最大
最小 线 规
计划
2 高准插入式密度计
最小接线面积（mm
2
/仪表）图 1-2:
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
0.300
0.350
0.400
100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000
最小 接线 面积 (mm
2
)
安装 距离 (m)
最小 接线 面积 (mm
2
)
21.6V
24V
1.4
其他安装考虑因素
影响仪表正常工作能力的外部因素有多种。为了确保系统正常工作，设计安装方式时应考
虑这些因素的影响。
1.4.1
校准边界
重要信息
按照购买时选择的传感器校准范围，在高准工厂中校准所有仪表。在工厂校准过程中会考虑计划安
装方式的可能边界效应。在安装位置，确认仪表校准和边界与计划安装方式一致，以确保获得最佳
仪表性能。如果仪表校准与计划安装方式不一致，则可能会出现测量误差，您将需要执行现场校准。
安装的边界效应就是指仪表的感应装置被管壁的边界阻断的灵敏或有效区域。这种效应
可随安装类型或管道直径大小而变化。校准仪表时考虑到这种效应非常重要，因为直接插
入式仪表只能测量仪表灵敏区域中的流体的性质。
插入式仪表的音叉振动，产生一个以音叉末端为中心的椭圆形有效测量区域。该椭圆形的
长轴即为音叉的振动方向。 仪表传感元件对此区域外的任何流体性质都不敏感。反之，越
靠近仪表音叉，对流体性质的灵敏度越高（请参阅图 1-3）。
计划
安装手册 3
管道安装示例（存在边界效应）图 1-4:
A
STATUS
SCROLL SELECT
A.
管壁干扰仪表灵敏度的有效区域
1.4.2
流量范围考虑因素
您必须保持流量和流速相对稳定并在仪表指定的限制范围内。介质的流动提供了稳定的
热流并进入仪表安装位置，流量影响仪表安装处的自清洁以及仪表周围气泡和固体污染物
的消散。
如果仪表安装在旁路中（例如，直径 4 英寸水平旁路的自由流体安装或流通室安装）：您
可以利用压降、皮托管或采样泵保持流量。使用采样泵时，应将泵置于仪表的上游。
1.4.3
含气工况考虑因素
含气或气体夹带工况可能会中断流体的测量。瞬态夹气造成的信号短暂中断可通过仪表
组态修正，但是必须避免频繁的中断或严重的含气以确保准确可靠的流体测量。
最大限度地降低含气的可能性：
•
使管道始终处于充满流体的状态。
•
排出仪表安装位置之前的任何气体。
•
避免突然的压降或温度变化，这可能导致液体中的溶解气逸出。
•
保持系统有足够的背压以防止气体逸出。
•
保持传感器处的流速在规定的限制范围以内。
1.4.4
固体颗粒测量考虑因素
请考虑下面的因素以避免与固体颗粒污染物相关的问题：
•
避免流速突然变化，这可能导致沉积。
计划
安装手册 5
•
将仪表安装在下游距离任何管件足够远的位置，这些管件可能会导致固体颗粒物发
生离心作用（例如弯管）。
•
将仪表安装位置的流速保持在指定限制范围之内。
•
如有必要，在工艺过程中使用过滤器。
1.4.5
热效应考虑因素
对于高粘度流体，应将流体以及紧靠仪表的上游和下游管道、接头中的温度梯度降至最
低。最小化温度梯度可减少粘度变化的影响。我们建议通过下面的措施降低仪表安装中
的热效应：
•
务必对仪表和周围管道彻底进行隔热处理。
-
隔热材料必须为至少 1 英寸 (25 mm) 厚的石棉，最好 2 英寸 (50 mm)，或者使
用等效的隔热夹套。
-
隔热材料必须包裹在密封保护外壳内，以防止湿气侵入、空气循环以及隔热材料
受到挤压。
-
对于流通室安装，高准提供特殊的隔热夹套，因为其体积流量较低（因此，热流
较低），对温度效应的敏感性更高。
•
避免直接加热或冷却仪表及容易产生温度梯度的上游和下游相关管道。
•
如果由于流量降低而必须采取防冷却保护措施，可以应用电伴热。这种加热类型必
须进行恒温控制，并设置恒温器使之在低于系统最低工作温度时运行。
1.5
短杆型仪表安装建议
高准推荐三种适合短杆型仪表的标准安装方式，用于减少任何现场校准的需要。针对这些
安装方式，所有仪表都经工厂校准，并考虑到每种安装的潜在边界效应。
表 1-1 根据过程环境中存在的特定条件或要求突出显示这些不同的安装方式。
标准安装类型：短杆型仪表
表 1-1:
安装类型： 自由流体
T 型套管
流通室
仪表放置 仪表音叉直接插入到
被测流体中。仪表必
须始终水平安装，并适
当定位音叉以使流体
从音叉之间的空隙中
流过。
仪表音叉置于主流路
旁边的侧管中。仪表
必须始终水平安装，并
适当定位音叉以使流
体从音叉之间的空隙
中流过。
仪表音叉置于流通室
内，流体通过流通室自
主流路中循环流动。
流量 0.3 至 0.5 m/s（仪表位
置）
0.5 至 3 m/s（主管壁位
置）
10 至 30 l/min
粘度 可达 500 cP 可达 100 cP（有些情况
下为 250 cP）
可达 500 cP
温度 –50 °C 至 200 °C（–
58 °F 至 392 °F）
–50 °C 至 200 °C（–
58 °F 至 392 °F）
–50 °C 至 200 °C（–
58 °F 至 392 °F）
计划
6 高准插入式密度计
标准安装类型：短杆型仪表 (续)
表 1-1:
安装类型： 自由流体
T 型套管
流通室
主管道尺寸
•
水平管道：最小管
径 100 mm（4 英
寸）
•
垂直管道：最小管
径 150 mm（6 英
寸）
最小管径
50 mm（2
英寸）
如果安装在旁路（分
流）
中，则适合所有尺
寸
优点
•
可简单安装在大口
径管道中
•
清洁流体和非结蜡
油品的理想选择
•
适合在线粘度测量
和简单转换计算
•
可简单安装在大口
径管道中
•
清洁流体和非结蜡
油品的理想选择
•
适合在线粘度测量
和简单转换计算
•
适于安装在任何口
径的主管道中，适
于储罐应用。
•
流量和温度调节的
理想选择
•
适合复杂转换计算
以及与热交换器使
用
•
适合粘度阶跃变化
•
快速响应
•
分析小屋的理想选
择
建议 适用条件：
•
脏污流体
•
低流量或不稳定流
量
•
粘度可能发生阶跃
变化
•
小口径管道
不要用于：
•
脏污流体
•
低流量或不稳定流
量
•
粘度可能发生阶跃
变化
•
小口径管道
•
温度影响显著
•
切勿用于流量无法
控制的工况。
•
为了确保测量具有
代表性，系统设计
要求小心。
•
常常需要用到采样
泵。
1.6
执行仪表检查（安装前）
高准
®
建议您在安装前进行仪表检查。该检查可确认仪表在运输期间未发生损坏。
1.
从包装盒中取出仪表。
注意！
小心地处理仪表。遵循本地经验做法进行吊装或搬运仪表。
2.
检查仪表外观有无任何物理损坏。
如果发现仪表有任何物理损坏，请立即联系高准客户支持部门，电话：
3.
连接仪表并通电。
您必须取下变送器外壳背侧的盖子才能接触到 PWR 端子。
计划
安装手册 7
电源接线端子图 1-5:
A
A. 24 VDC
4.
执行已知密度自校验 (KDV) 检查。
已知密度自校验过程用于验证仪表当前的状态符合出厂校准指标。如果仪表通过测
试，说明其在工厂校准后未发生漂移或变化。
如需要有关执行 KDV 检查的详细信息，请参阅产品随附的组态和使用手册。
计划
8 高准插入式密度计
2
安装方式
本章所涉及的主题:
•
自由流体应用安装（法兰连接）
•
自由流体应用中的安装（焊接底座连接）
•
T 型套管安装（法兰接头）
•
流通室安装
•
敞口储罐安装（长杆型仪表）
•
密闭储罐安装（长杆型仪表）
•
安装 PFA 垫圈和压簧
•
旋转仪表上的电子部件（可选）
•
旋转变送器上的显示屏（可选）
2.1
自由流体应用安装（法兰连接）
先决条件
对于下述条件的过程，建议采用自由流体（法兰式）安装：
流量 0.3 至 0.5 m/s（仪表位置）
粘度 0.5 至 12,500 cP
温度 -50 °C 至 200 °C（–58 °F 至 392 °F）
在危险区域中为 -40 °C 至 200 °C（-40 °F 至 392
°F）
过程
请参阅图 2-1 以了解关于在自由流体应用中的仪表安装（使用法兰连接）信息。
重要信息
无论管道方向（水平或垂直）如何，都必须始终水平安装仪表并使流体在音叉之间的空隙中流动。
此位置有助于防止气泡或固体物质积聚在仪表上 – 可使固体沉降，气泡上升。
安装方式
安装手册 9
自由流体（法兰接头）仪表安装图 2-1:
B
A
状态
翻态 选择
垂直管道安装的平面图
A.
水平安装为 4 英寸管道；垂直安装为 6 英寸 (152 mm) 管道
B.
调节缩进尺寸以使仪表叉齿完全插入流体（大约 2.75 in (70 mm)]。
2.2
自由流体应用中的安装（焊接底座连接）
自由流体安装的焊接底座带有 1.5 英寸锥形锁紧接头，用于焊接到 4 英寸、6 英寸、8 英
寸或 10 英寸管道上。焊接底座安装可确保仪表的音叉定位正确并完全浸没介质中。
先决条件
•
对于下述条件的过程，建议采用自由流体（焊接底座）安装：
流量 0.3 至 0.5 m/s（仪表位置）
粘度 0.5 至 12,500 cP
温度 –50 °C 至 200 °C（–58 °F 至 392 °F）
在危险区域中为 –40 °C 至 200 °C（–40 °F
至 392 °F）
注意
如果温度变化是过程中的关键因素，降低质量的锥形锁紧连接可有效的跟踪温度变化。
•
在安装焊接底座前，必须在管道上钻出直径 2.1 in (52.5 mm) 的孔以容纳仪表。在
将焊接底座焊接到管道上时，必须与预钻的孔保持同心。
过程
请参阅图 2-2 以了解关于在自由流体应用中仪表安装（使用焊接底座）的信息。
重要信息
无论管道方向（水平或垂直）如何，都必须始终水平安装仪表并使流体在音叉之间的空隙中流动。
此位置有助于防止气泡或固体物质积聚在仪表上 – 可使固体沉降，气泡上升。
安装方式
10 高准插入式密度计
自由流体（焊接底座）仪表安装图 2-2:
状态
翻态 选择
A
C
D
B
垂直管道安装的平面图
A.
水平安装为 4 英寸管道；垂直安装为 6 英寸 (152 mm) 管道
B.
管道上的 2.1 in (52.5 mm) 仪表开孔
C.
焊接
D.
自由流体焊接底座（根据管道直径购买）
2.3
T 型套管安装（法兰接头）
先决条件
•
对于下述工艺条件，建议采用 T 型套管（法兰）安装：
流量 0.5 至 3 m/s（管壁处）
粘度 0.5 至 100 cP
温度
-
-50 °C 至 200 °C（–58 °F 至 392 °F）
-
在危险区域中为 -40 °C 至 200 °C（-40 °F
至 392 °F）
注意
-
管壁处的流速和流体粘度必须处于所示的限制之内，以确保套管中的流体及时更新。这
种安装对粘度阶跃变化的响应要滞后与自由流体安装。
-
法兰的热质量可能会影响仪表对温度变化的响应时间。
•
将 PFA 垫圈和压簧安装到仪表法兰内侧，
然后再将仪表安装到应用装置中（请参阅
节 2.7）。
过程
请参阅图 2-3 以了解关于仪表 T 型套管应用安装（使用法兰接头）的信息。
调节 T 型套管尺寸以使仪表音叉从主管道壁缩进 1 in (25 mm)。对于较高的流量，主路流
量每增加 1 m/s，此值增加 0.4 in (10 mm)。
安装方式
安装手册 11
重要信息
无论管道方向（水平或垂直）如何，都必须始终水平安装仪表并使流体在音叉之间的空隙中流动。
此位置有助于防止气泡或固体物质积聚在仪表上 – 可使固体沉降，气泡上升。
仪表 T 型套管（法兰接头）安装图 2-3:
状态
翻态 选择
B
A
C
垂直管道安装的平面图
A.
4 英寸或更大直径管道的水平或垂直安装
B.
仪表音叉与主管道壁的距离由过程的最大流量决定。
C.
PFA 垫圈和压簧
2.4
流通室安装
流通室由高准制造，配备焊接预备端或配备法兰或卡套接头，用于连接到工艺管道中。可
选 1 英寸 通径、2 英寸 通径 或 3 英寸 通径 入口和出口。
重要信息
入口管和出口管的长度不得改变，否则，接头的温度响应和稳定性就可能受到负面影响。
先决条件
对于下述条件的过程，建议采用流通室安装：
流量 恒定
•
10–30 l/min，对于 2 英寸 Schedule 40 校准
•
5–300 l/min，对于 3 英寸 Schedule 80 校准
粘度 0.5 至 1,000 cP
温度 –50 °C 至 200 °C（–58 °F 至 392 °F）
在危险区域中为 –40 °C 至 200 °C（–40 °F 至
392 °F）
压力 70 bar @ 204 °C，与过程连接有关
安装方式
12 高准插入式密度计
重要信息
•
管壁处的流速和流体粘度必须处于所示的限制之内，以确保套管中的流体及时更新。这种安
装对粘度阶跃变化的响应要滞后与自由流体安装。
•
法兰的热质量可能会影响仪表对温度变化的响应时间。
过程
请参阅图 2-4 以了解仪表的流通室安装示例。
仪表流通室安装图 2-4:
A
A.
可选温度元件安装口
注意
•
此流通室是直接插入式腔室，没有外部温度套管，使用 ¾ 英寸 Swagelok 连接。
•
流通室上的三个卡套接头（½ 英寸排液、¾ 英寸温度元件安装和 1-½ 英寸仪表安装螺母）的压
力等级高于流量室的工作压力。这些接头可以是 Swagelok 或 Parker。
2.5
敞口储罐安装（长杆型仪表）
注意！
只有安全区域版本的长杆式仪表才能安装到敞口储罐上。
过程
1.
将长杆式仪表夹在储罐构件上，确定仪表的插入深度后定位夹具。
安装方式
安装手册 13
敞口储罐仪表安装（长杆）图 2-5:
2.
确认仪表音叉远离储罐壁。
仪表放置（远离储罐壁）图 2-6:
B
A
A
B
A.
50 毫米
B.
200 毫米
3.
确认仪表音叉浸入流体。
安装方式
14 高准插入式密度计
仪表放置（浸入流体）图 2-7:
4.
确认仪表音叉置于远离物体和扰流的位置。
仪表放置（与物体和扰流的距离）图 2-8:
AA
A.
200 毫米
5.
如果存在流动，确认仪表音叉对准以使液体流向音叉或从音叉之间的空隙中通过。
仪表放置（流体方向通过音叉空隙）图 2-9:
6.
确认仪表音叉远离沉积物。
安装方式
安装手册 15
仪表放置（远离沉积物）图 2-10:
2.6
密闭储罐安装（长杆型仪表）
1.
使用预装配法兰附件（产品随附）安装长杆型仪表。
密闭储罐安装（预装配法兰附件）图 2-11:
2.
（可选）为了调节仪表的插入深度，应将仪表安装在连接到法兰（未提供）的支座
上。
安装方式
16 高准插入式密度计
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Micro Motion 插入式密度计-FORK VISCOSITY METER 取扱説明書
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