Micro Motion 气体密度计 - GAS DENSITY METER インストールガイド

ブランド: Micro Motion

モデル: 气体密度计 - GAS DENSITY METER

タイプ: インストールガイド

安装手册

MMI-20020983, Rev AB

2015

年 8 月

高准

气体密度计 (GDM)

贸易交接气体密度测量

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

• 全球：[email protected]

• 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

章 1 计划 ........................................................................................................................................... 1

1.1 安装检查表 ................................................................................................................................................1

1.2 最佳实践 ................................................................................................................................................... 2

1.3 推荐的样气流量范围 ................................................................................................................................. 2

1.4 电源要求 ................................................................................................................................................... 3

1.5 热套管安装要求 .........................................................................................................................................5

1.6 气体密度应用的推荐安装方式 ...................................................................................................................5

1.7 执行仪表检查（安装前） ........................................................................................................................11

章 2 安装方式 .................................................................................................................................. 13

2.1 在管道上安装仪表 ...................................................................................................................................13

2.2 连接气体旁通管路 ...................................................................................................................................15

2.3 旋转仪表上的电子部件（可选） .............................................................................................................17

2.4 旋转变送器上的显示屏（可选） .............................................................................................................17

2.5 安装后检查 ..............................................................................................................................................18

章 3 接线 ......................................................................................................................................... 19

3.1 可用的输出端子和接线要求 .................................................................................................................... 19

3.2 危险区域输出接线 ...................................................................................................................................19

章 4 接地 ......................................................................................................................................... 27

内容

安装手册 i

内容

ii 高准

气体密度计

1 计划

本章所涉及的主题:

• 安装检查表

• 最佳实践

• 推荐的样气流量范围

• 电源要求

• 热套管安装要求

• 气体密度应用的推荐安装方式

• 执行仪表检查（安装前）

1.1 安装检查表

□

验证发运的产品明细以确认收到所有部件以及安装所需的全部信息。

部件数量

高准

气体密度计 (GDM) 1

附件包：

- M20 转 1/2 英寸 NPT 转换接头（如使用）

- 1/2 英寸 NPT 丝堵

- 2.5 mm 六角扳手

铝套筒 1

硅基填充液 1

热套管（如使用） 1

校准证书 1

安全说明手册 2

高准产品文档 DVD 1

□

确保符合仪表安装环境的所有电气安全要求。

□

确保场所、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。

□

如果要将仪表安装到危险区域，确保您已有安装所需的安全栅或隔离栅。

□

确保您能有足够的空间对仪表以进行检验和维护。

□

确保过程气体符合为相关安装推荐的组份、温度和压力特征。

□

验证您已拥有进行安装所需的全部设备。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。

□

按照建议的最佳实践安装 GDM 以获得密度、温度和压力平衡的效果。

计划

安装手册 1

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。

• 确保过程气体清洁、干燥。

• 切勿用于测量与接液材料不兼容的气体。为了防止传感器元件腐蚀，过程气体应与

Ni-Span-C 兼容。

• 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。

• 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。

• 在旁路上安装仪表，以便于您在拆卸仪表进行维修或标定时不会影响主管道。

• 使用热套管安装仪表，以确保样气的温度与管道气体的温度相等。高准多种热套管

可供选购。

• 最大限度地减少样气管道的长度和容积以确保最佳的仪表响应时间。使用

6 mm (1/4 in) 仪表管和低容量入口过滤器。

• 取决于安装方式，使用安装在仪表前或后的针阀控制氧气流量。

• 在样气入口管道上安装一个聚结过滤器以最大限度地减少冷凝水和灰尘污染。

• 确保系统中的过滤器未造成任何过度的流量限制。

• 确保样气的压力大致等于管道的压力。

• 管道取样点处的横截面积不得小于管道截面积的 10%，以确保对压力的影响最小。

• 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。

• 在仪表以及入口和旁通管道上安装隔热材料，以使样气和管道气体之间保持温度平

衡。切勿对变送器（电子部件）采取保温措施，在保温材料和变送器外壳之间应保

持 1-in 的间隙。

1.3 推荐的样气流量范围

控制通过仪表的样气流量在可接受的最小流量。这可确保样气流量能够代表主管道的不

同气体成份的比例。

高准建议的气体流量为 5 ±1 l/hr (0.176 ±0.35 ft

/hr)，可接受的流量范围为

1 至 10 l/hr（0.035 至 0.35 ft

/hr）。

当流量超过 10 l/hr (0.35 ft

/hr) 时，密度读数可能会变得稍微不稳定，并可能引入很小的

密度误差。对于典型密度大约为 0.06 g/cm

(60 kg/m

) 的天然气，需要大约

1.66 mbar (0.67 in WC) 的压差以保持 5 l/hr (0.176 ft

/hr) 的流量。

计划

2 高准

气体密度计

通过仪表的压降图 1-1:

仪表中的气体体积 = 40 cm

0 2 4 6 8 10

流量 (lt/hr)

推荐的工作流

量

仪表中的气体体积 = 2.44 in

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

流量 (ft

/hr)

压降 (mbar)

压降 (in. WC)

推荐的工作流

量

1.5

2.5

3.5

1.0

1.2

1.4 电源要求

下面是仪表的直流电源要求：

• 24 VDC，最大 0.45 W

• 使用 1000 m (3280 ft) 的 0.20 mm

(18 AWG) 电源线时，最低 22.8 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。

计划

安装手册 3

电源线建议

最小线规（AWG/英尺）

图 1-2:

300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400 2700 3000

安装距离 (ft)

22.8V

24V

AWG

最小线规

最小接线面积 (mm

/m)图 1-3:

0.000

0.050

0.100

0.150

0.200

0.250

0.300

0.350

0.400

0.450

0.500

0.550

0.600

0.650

0.700

0.750

0.800

0.850

0.900

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

最小接线面积 (mm

)

安装距离 (m)

最小接线面积 (mm

)

22.8V

24V

计划

4 高准

气体密度计

1.5 热套管安装要求

热套管安装 GDM 有助保持样气和管道气之间的温度平衡。高准多种热套管安装套件可

供购买。请联系本地销售代表或高准客户支持部门 [email protected] 了解更

多信息。

在安装和连接 GDM 之前，热套管安装必须达到以下要求：

1. 在管道上开孔以安装套管（请参阅图 1-4 了解套管尺寸）。

重要信息

高准建议插入点位置的横截面积减少量切勿超过 10%，以确保对压力的影响最小。遵循当地

的危险区域焊接实践和指导原则（如适用）。

2. 将套管安装并焊接到适当位置。确保遵循当地的危险区域焊接实践和指导原则（如

适用）。

高准热套管尺寸图 1-4:

6.00

(152.30)

Ø3.94

(100.00)

1.59

(40.30)

2.83

(72.00)

尺寸单位：

in.

(mm)

1.6 气体密度应用的推荐安装方式

高准公司根据国际标准 ISO 5167 和 AGA 3 中定义的气体密度应用，提供了具体的 GDM

安装建议。这些信息仅供您参考。

计划

安装手册 5

1.6.1 孔板计量系统中的安装

孔板计量系统是一种广泛应用于精确测量天然气流量的方法。孔板流量计是一种差压设

备，其中的孔板可在上游和下游侧之间产生压差。流量是根据系统的尺寸（由国际标准

ISO 5167 和 AGA 3 定义）以及差压和流体密度的测量值确定。

压力恢复法仪表安装

孔板计量系统中最常见的密度测量设备安装位置是孔板下游。这种安装通常称为压力恢

复法。压力恢复法可获得最佳气体流量，并可方便地检查过滤器和检查、校准仪表。

提示

使用 6-mm (1/4-in) 仪表管作为气体输入管道。使用 12-mm (1/2-in) 插入管作为气体返回管道。

压力恢复法仪表安装图 1-5:

状单

翻单选择

J K

GDM

A. 仪表隔离阀

B. 流量计

C. 排放阀

D. 流量控制针阀

E. 过滤器

F. 管道直径

G. 压差变送器

H. 密度点

I. 距离是管道直径的八倍

J. 隔热

K. 排放/真空测试点

注意

切勿对变送器（电子部件）采取保温措施，在保温材料和变送器外壳之间应保持 1-in 的间隙。

计划

6 高准

气体密度计

通过压力恢复法安装：

• 无需孔板旁路。

• 密度在孔板下游的取样点测量，可降低高目数过滤器前后压力积聚的影响。

• 孔板后的压力要低于其下游位置的压力，因而产生流量。

• 通过阀门和过滤器的压降不会影响读数。仪表内部和气体出口的压力等于孔板下游

点的压力。

• 在孔板流量计算中，应为下游点使用正确的膨胀系数。

• 按照 ISO 5167 和 AGA 3 的定义，使用在密度点测得的密度来计算质量流量。

压差法安装

下游安装方法的一个替代方案是 AGA 3 中定义的上游安装方法。这种方法又称为压差法，

最适合与孔板计量系统。这种安装的缺点在于没有测量样气流量，因为它流经孔板的旁通

管线。

压差法安装图 1-6:

状单

翻单选择

GDM

A. 仪表隔离阀

B. 流量计

C. 排放阀

D. 流量控制针阀

E. 过滤器

F. 差压变送器

G. 隔热

H. 排放/真空测试点

注意

切勿对变送器（电子部件）采取保温措施，在保温材料和变送器外壳之间应保持 1-in 的间隙。

计划

安装手册 7

通过压差安装方法：

• 过程气体流经仪表旁通，但流量是非常低的 [例如，5 lt/hrs (0.176 ft

/hr)]，不会产

生显著影响。

• 测得的密度是上游密度。

• 控制阀和流量计可安装在仪表任何一侧以适应安装，这取决于密度点的位置。

提示

为了避免样气管道中的压降过大，应确保对过滤器的检测。为此，可通过改变样气流量来检查所造

成的密度变化幅度。如果变化幅度太大，过滤器前后压降可导致密度测量误差。

1.6.2 直接排放法仪表安装

直接排放法是将气体排放到燃烧火炬，有些情况下排放到大气中。通过这种方法，可使用

全管道压力作为压降。对于高压应用，可能需要使用两级减压系统以防止结冰。

注意！

由于可使用全管道压力作为压降，因此应确保控制阀能够完全控制流量。

计划

8 高准

气体密度计

直接排放法仪表安装图 1-7:

状单

翻单选择

GDM

A. 仪表隔离阀

B. 流量计

C. 排放阀

D. 流量控制针阀

E. 过滤器

F. 调压器

G. 隔热

H. 排放/真空测试点

I. 低压排放系统连接点

注意

切勿对变送器（电子部件）采取保温措施，在保温材料和变送器外壳之间应保持 1-in 的间隙。

1.6.3 超声波流量计系统的仪表安装

要将 GDM 用于全孔径超声波仪表系统，高准建议您在超声波流量计的下游安装罗斯蒙特

阿牛巴

流量计，以便提供压差。

下图显示了通过安装罗斯蒙特阿牛巴仪表提供测量系统所需压差的安装方法。这种类型

的安装方法不需要将样气排放到大气中。阿牛巴仪表和 GDM 必须安装在超声波流量计下

游的指定距离处。请参阅所有的制造商指南，以获得安装仪表的最佳实践和建议。

计划

安装手册 9

超声波流量计系统的仪表安装图 1-8:

状单

滚动选择

GDM

A. 仪表隔离阀

B. 流量计

C. 排放阀

D. 流量控制针阀

E. 过滤器

F. 阿牛巴流量计

G. 隔热

H. 排放/真空测试点

注意

切勿对变送器（电子部件）采取保温措施，在保温材料和变送器外壳之间应保持 1-in 的间隙。

1.6.4 涡轮流量计系统的仪表安装

下图显示了安装气体涡轮流量计的仪表测量系统。请参阅所有的制造商指南，以获得安装

仪表的最佳实践和建议。

计划

10 高准

气体密度计

涡轮流量计系统的仪表安装图 1-9:

状单

翻单选择

GDM

A. 仪表隔离阀

B. 流量计

C. 排放阀

D. 流量控制针阀

E. 过滤器

F. 涡轮流量计

G. 隔热

H. 排放/真空测试点

注意

切勿对变送器（电子装置）采取隔热措施，在隔热材料和变送器外壳之间应保持 1-in 的标称间隙。

1.7 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. 目视检查仪表有无任何物理损坏。

计划

安装手册 11

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，电话：

[email protected]。

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（请参阅节 1.7）

。

电源接线端子图 1-10:

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

12 高准

气体密度计

2 安装方式

本章所涉及的主题:

• 在管道上安装仪表

• 连接气体旁通管路

• 旋转仪表上的电子部件（可选）

• 旋转变送器上的显示屏（可选）

• 安装后检查

2.1 在管道上安装仪表

先决条件

重要信息

高准热套管安装 GDM 有助与保持样气和管道气之间的温度平衡。为了便于维护，您可以将仪表插

入或自热套管中取出。请参阅节 1.5 以了解关于热套管安装的详细信息。

在管道上安装仪表时，建议准备以下部件。

• 高准

气体密度计 (GDM)

• 热套管安装套件，其中包括：

- 热套管

- 防震垫圈

- 铝套筒

- 硅基填充液

- 安装螺钉

安装方式

安装手册 13

仪表安装件图 2-1:

STATUS

SCROLL SELECT

A. M8 内六角螺钉（用于安装）

B. 仪表外壳

C. 铝套筒（圆筒）

D. 防震垫圈

E. 热套管

过程

1. （推荐）将热套管安装到管道上的开孔处并将其焊接上。

2. 向夹套内部倒入所提供的硅基填充液（用量为 20 cm

）。

3. 在夹套顶部放一个 5 mm 防震垫圈。

对准防震垫圈与夹套上的螺栓孔。

4. 将铝套筒放在仪表外壳末端上。

5. 将仪表插入夹套。

6. 使用随附的安装螺钉固定仪表。

安装方式

14 高准

气体密度计

管道上的典型安装（带热套管）图 2-2:

STATUS

SCROLL SELECT

Dimensions in inches (mm)

3.74 (95)

2.2 连接气体旁通管路

将仪表安装到管道上后，即可连接气体旁通管路。

在气体连接口内，仪表内置了两个过滤器以确保仪表传感元件达到最佳性能。

• 用于入口连接的 2 微米过滤器

• 用于出口连接的 90 微米过滤器

如果发生气体倒流，出口过滤器可提供额外的保护。这种过滤器布置方式最适合在过程气

体返回点进行密度测量。

过程

将过程气体旁通管路连接到气体入口/出口。

安装方式

安装手册 15

气体入口/出口接头图 2-3:

STATUS

SCROLL SELECT

A. 过程气体出口

B. 过程气体入口

C. 过滤器

安装方式

16 高准

气体密度计

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