Micro Motion Manuals & Guides: 插入式密度计-Fork Density Meter Installation CHINESE|Micro Motion Manuals & Guides

高准®插入式密度计

直接插入式密度计安装

安装手册

MMI-20020993, Rev AE

2019 年 5 月

安全和认证信息

如按照本手册中的说明正确安装，则高准产品符合所有适用的欧洲指令。请参阅 EU 符合性声明，以了解本产品适用了哪些指
令。请访问网站 www.emerson.com 或通过您的本地高准支持中心获取所有适用欧洲指令的 EU 符合性声明以及全部的 ATEX 安
装图和说明。

符合压力设备指令的设备所附的信息可通过网站 www.emerson.com 获取。

在欧洲的危险环境安装，如果本国没有相关标准，则可参考标准 EN 60079-14。

其他信息

如需了解完整的产品规格，请参阅产品样本。如需获得故障排查信息，请参阅组态手册。各产品样本和各手册都可访问高准网
站 www.emerson.com 获取。

返修政策

退回设备时必须遵循高准程序。遵循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。如未遵循高准返修程序，高准将不会接受返回的设备。

有关于返修程序和返修表格，请登录 www.emerson.com 获取，或致电高准客户服务部门获取。

Emerson Flow 客服部

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666

0800 917 901

0800 182 5347

8008 77334

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111

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0800 000 0015

800 70101

431 0044

663 299 01

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800 814 008

2

安装手册 内容

MMI-20020993 2019 年 5 月

内容

第 章 1 安装准备........................................................................................................................ 5

1.1 安装检查表.......................................................................................................................................5

1.2 最佳实践.......................................................................................................................................... 5

1.3 电源要求.......................................................................................................................................... 6

1.4 其他安装考虑因素............................................................................................................................8

1.5 短杆型仪表安装建议...................................................................................................................... 10

1.6 执行安装前仪表检查...................................................................................................................... 12

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

2.1 自由流体应用................................................................................................................................. 13

2.2 T 型套管应用..................................................................................................................................17

2.3 流通室安装.....................................................................................................................................22

2.4 敞口储罐安装（长杆型仪表）....................................................................................................... 23

2.5 密闭储罐安装（长杆型仪表）....................................................................................................... 26

2.6 安装 PFA 垫圈和压簧...................................................................................................................... 30

2.7 旋转仪表上的电子部件（可选）....................................................................................................31

2.8 旋转变送器上的显示屏（可选）....................................................................................................32

第 章 3 接线............................................................................................................................. 33

3.1 端子和接线要求............................................................................................................................. 33

3.2 防爆区域或非危险区域输出接线....................................................................................................33

3.3 用于分体式安装 2700 FOUNDATION ™现场总线选项的处理器接线................................................... 37

3.4 连接到外部设备（HART 多点）..................................................................................................... 41

3.5 信号转换器和/或流量计算机接线.................................................................................................. 43

第 章 4 接地............................................................................................................................. 45

安装手册

iii

内容 安装手册

2019 年 5 月 MMI-20020993

iv

高准插入式密度计

安装手册

MMI-20020993 2019 年 5 月

安装准备

1

1.1

安装准备

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。

□ 确认仪表标定类型代码与管道规格相符。如若不符，边缘效应则可能导致测量精度降

低。

□ 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

— 请参阅本手册中的说明，准备 4 芯电缆并连接到处理器。

— 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。

™

现场总线变送器：

1.2

— 考虑仪表和变送器之间的最大电缆长度。两个设备之间的推荐最大距离为 1000 ft

(300 m)。高准 建议使用 高准 电缆。

最佳实践

以下信息可帮助用户最大程度地利用自己的传感器。

• 谨慎操作仪表。遵循本地经验做法进行吊装或搬运仪表。

• 在安装仪表之前，执行已知密度自校验功能 (KDV) 检查仪表。

• 对于带 DLC 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。

• 为了获得最佳仪表性能，确保工作条件与仪表标定类型代码和界限相对应。

• 确保所有管道连接符合当地和国家规范以及行业准则。

安装手册

5

300ft 600ft 900ft 1200ft 1500ft 1800ft 2100ft 2400ft 2700ft 3000ft

B

2 1 . 6V
24 V

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

A

91.44m 182.88m 274.32m 365.76m 457.2m 548.64m 640.08m 731.52m 822.96m 914.4m

安装准备 安装手册

2019 年 5 月 MMI-20020993

• 接线完成后，正确紧固变送器外壳盖，以确保外壳防护等级并达到危险区域认证要

求。

• 安装之后，对仪表和相连的管道进行压力测试，确保压力达到最大工作压力的 1.5

倍。

• 在仪表、入口和旁通回路管道中设置隔热层，确保温度稳定。隔热层应覆盖过程连接

点。

1.3

电源要求

下面是运行仪表的直流电源要求：

• 24 VDC，典型值为 0.65 W，最大值为 1.1 W

• 最低推荐电压：使用 1000 ft 的 24 AWG（300 m 的 0.20 mm2）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 0.5 A 最小瞬时电流。

用于隔爆仪表的电源电缆建议

图 1-1: 最小线规（每平方英尺或平方米的 AWG 规格）

6

A. AWG

B.

最大

安装距离

高准插入式密度计

0 . 00 0

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

10 0m 20 0m 30 0m 40 0m 50 0m 60 0m 70 0m 80 0m 90 0m 100 0m

B

2 1 . 6V
24 V

A

328.084 ft 656.168ft 984.253ft 1312.34ft 1640.42ft 1968.5ft 2296.59ft 2624.67ft 2952.76ft 3280.84ft

安装手册 安装准备

MMI-20020993 2019 年 5 月

图 1-2: 最小接线面积（每米或每英尺 mm2）

A.

最小接线面积

B.

安装距离

(mm2)

安装手册

7

A

STATUS

SCROLL SELECT

安装准备

2019 年 5 月 MMI-20020993

安装手册

1.4

1.4.1

其他安装考虑因素

许多外部因素都能够影响仪表是否能够正常运行。如要确保系统正确工作，在设计安装
系统时，应考虑本节所述的因素。

边缘效应

边缘效应

量区域内，边缘效应便会导致测量失准。

图 1-3: 测量区域边界或灵敏度（平面图）

是指在过程介质中由于管壁反射而导致的波形失真。如果管壁在仪表的有效测

1.4.2

1.4.3

A.

灵敏度或有效区域

工厂标定对边缘效应进行了补偿。仪表可针对自由流、2 英寸、2.5 英寸或 3 英寸的管道
进行标定。如果仪表安装在与标定规格不匹配的管道中，补偿将不准确，过程测量也将
失准。

确认仪表标定的管道规格与计划使用的管道规格相符。

流量

使流量和流速保持恒定并介于仪表的规定限制范围内。介质的流动提供了稳定的热流并
进入仪表安装位置，流量影响仪表音叉处的自清洁以及仪表周围气泡和固体污染物的消
散。

若以旁通形式安装仪表（比如，安装在流通室中），应在主过程管道中整块挡板上使用
压降装置，并使用皮托勺管或样品泵，以保持流动。使用采样泵时，应将泵置于仪表的
上游。

含气

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：

8

高准插入式密度计

安装手册 安装准备

MMI-20020993 2019 年 5 月

• 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，这可能导致溶解气体脱离流体这一情况发生。

• 将系统上的背压维持在足以防止气体脱离流体这一水平。

• 保持传感器处的流速在规定的限制范围以内。

1.4.4

1.4.5

浆料测量

如要在存在固体的情况下实现最佳测量，则应：

• 避免流速突然变化，这可能导致沉积。

• 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。

温度梯度和隔热

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。高准建议根据以下说明来降低仪表系统受
到的热影响：

• 务必对仪表和周围管道彻底进行隔热处理。
— 避免对变送器外壳进行隔热。

— 使用厚度至少 1 英寸（25 毫米）但最好是 2 英寸（50 毫米）的岩棉或任何与之相

当的热夹套材料。

— 将隔热材料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。

1.4.6

安装手册

— 对于流通室系统，请使用高准提供的专用隔热夹套。

• 避免仪表或相连的上下游管道直接受热或受冷，否则可能产生温度梯度。

• 如果必须防止因流动损耗造成的降温，则可以使用电阻丝加热。如果使用电阻丝加

热，则所使用的恒温器应在低于系统最低工作温度的温度下工作。

过程连接的压力和温度限制

您必须确保不超过仪表的压力和温度限制 – 如有必要，可使用适合的安全附件。仪表连
接的压力和温度等级符合相关的法兰标准。检查过程连接的最新标准。

关于锆 702 过程连接的压力和温度限制，请参阅 表 1-1。

9

安装准备 安装手册

2019 年 5 月 MMI-20020993

表 1-1: 锆 702 过程连接的压力/温度等级

过程法兰类型压力和温度等级

100 °F (37.8 °C) 199.9 °F (93.3 °C) 299.8 °F (148.8 °C) 392 °F (200 °C)

1.5

2” ANSI
150

2” ANSI
300

DN50
PN16

DN50
PN40

226.3 psi (15.6 bar) 197.3 psi (13.6 bar) 159.5 psi (11.0 bar) 110.2 psi (7.6 bar)

588.9psi (40.6 bar) 513.4 psi (35.4 bar) 417.7 psi (28.8 bar) 336.5 psi (23.2 bar)

229.2 psi (15.8 bar) 175.5 psi (12.1 bar) 137.8 psi (9.5 bar) 107.3 psi (7.4 bar)

571.5 psi (39.4 bar) 439.5 (30.3 bar) 342.3 psi (23.6 bar) 266.9 psi (18.4 bar)

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，用于减少任何现场标定的需要。针对这
些安装方式，所有仪表都经工厂标定，并考虑到每种安装的潜在边界效应。

自由流体应用

流量

粘度 可达 20,000 cP

温度 • -58 °F 至 392 °F（-50 °C 至 200 °C）

主管道尺寸 • 水平管道：最小直径 4 英寸（100 毫米）

0.3 至 0.5 米/秒（仪表位置）

• -40 °F 至 392 °F（-40 °C 至 200 °C）（危险区域）

• 垂直管道：最小直径 6 英寸（150 毫米）

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

• 适合在线密度测量和简单转换计算

建议 不要用于：

• 低流量或不稳定流量

• 小口径管道

T 型套管应用

流量

10

0.5 至 3 米/秒（主管壁位置）
通过增加尖齿在 T 型套管中的插入深度，清洁流体的流速可增

加至 5 米/秒。对于浆液应用，最大流速不得超过 4 米/秒。

高准插入式密度计

安装手册 安装准备

MMI-20020993 2019 年 5 月

粘度 • 对于 2 英寸（50 毫米）(DN50) T 型套管，粘度限值为 100

cP（部分情况为 200 cP）。

• 对于 3 英寸（76 毫米）( DN80) T 型套管，粘度限值为 1000

cP。

温度 -58 °F 至 392 °F（-50 °C 至 200 °C）

主管道尺寸 最大直径 2 英寸（50 毫米）

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

• 3 英寸（76 毫米）T 型套管安装是高百分比浆液应用的理想

选择

• 适合在线密度测量和简单转换计算

建议 不要用于：

• 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

流通室应用

流量

粘度 • 对于 2 英寸（50 毫米）(DN50) 流室，粘度限值为 100 cP

温度 -58 °F 至 392 °F（-50 °C 至 200 °C）

主管道尺寸 如果安装在旁路（分流）中，则适合所有尺寸

优点 • 适于安装在任何口径的主管道中，适于储罐应用。

• 5-40 l/min，对于 2 英寸（50 毫米） Schedule 40 标定孔段

(1.5 - 10.5 gal/min)

• 5-300 l/min，对于 3 英寸（76 毫米） Schedule 80 标定孔段

(1.5 - 80 gal/min)

（同类情况为 200 cP）。

• 对于 3 英寸（76 毫米）( DN80) 流室，粘度限值为 1000

cP。

• 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

安装手册

• 响应快速

• 分析小屋的理想选择

11

安装准备 安装手册

2019 年 5 月 MMI-20020993

建议 • 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

执行安装前仪表检查

安装前，检查仪表，确认仪表未受到运输损坏。

过程

1. 从包装盒中取出仪表。

小心

小心轻放仪表。根据公司、本地和国家的安全要求来提起和移动仪表。

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

[e-mail]。

3. 将仪表放置并稳固在一个垂直位置，使得流量箭头指向上。

4. 连接电源线，对仪表上电。

取下变送器外壳背侧的盖子，以接触到 PWR 端子。

图 1-4: 电源接线端子

A. 24 VDC

5. 执行已知密度检定 (KDV) 检查。

遵循已知密度检定规程，使当前仪表标定与工厂标定相符。如果仪表通过测试，
说明其在运输期间未发生漂移或变化。

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。

12

高准插入式密度计

安装手册

MMI-20020993 2019 年 5 月

安装方式

2

2.1

2.1.1

安装方式

如果仪表流速：

• 低于 0.3 至 0.5 米/秒，将仪表安装为自由流体应用。

• 高于 0.3 至 0.5 米/秒，将仪表安装为 T 型套管应用或流室应用。此外，如果可以扩大

管道、将流速减低为 0.3 至 0.5 米/秒，安装自由流体应用。

自由流体应用

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

粘度 — 可达 500 cP（使用长音叉）

温度 -58 °F 至 392 °F（-50 °C 至 200 °C）

0.3 至 0.5 米/秒（仪表位置）

— 可达 20,000 cP（使用短音叉）

-40 °F 至 392 °F（-40 °C 至 200 °C）（危险区域）

注

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 英寸（52.5 毫米）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

使用 图 2-1 在自由流体（法兰接头）安装中安装仪表。

• 将仪表尖齿直接插入流体流中。

• 对于垂直管道和水平管道，始终在管道侧面安装仪表。对于水平管道，禁止在管道顶

部安装仪表。

重要

安装过程中，定位仪表时始终使尖齿之间的间隙处于垂直方向。此位置有助于防止气泡
或固体物质在仪表上积聚 – 可使固体沉降，气泡上升。您也可以使用接头上的标记（位
于法兰与变送器之间）作为尖齿朝向的参考。定位仪表朝向时始终使该标记处于 12 点钟
或 6 点钟位置。
音叉之间的间隙必须始终处于垂直方向，以便：

• 固体沉降

安装手册

13

安装方式

2019 年 5 月 MMI-20020993

• 夹带气体上升

图 2-1: 自由流体（法兰接头）仪表安装

安装手册

2.1.2

A.

水平安装使用

B.

调节缩进尺寸以使仪表叉齿完全插入流体（大约

4

英寸（

102

毫米）管道；垂直安装使用

2.75

6

英寸（

英寸（

152

70

毫米）]。

毫米）管道。

自由流体应用安装（扩管装置）

使用下列步骤安装扩管装置。

扩管装置：

• 增加过程管道的直径以降低流速

• 对密度变化提供快速响应

• 提供自清洁振动尖齿

下表可确定要使用哪种类型的扩管装置。

选项

同心异径管垂直管道 适合所有流体与浆液。

同心异径管水平管道 适合清洁流体。切勿用于浆液应用，因为固体

偏心异径管水平管道 适合浆液应用。

过程

最佳用途

会在管道底部聚集。

使用下列任何选项扩大主过程管道。

14

高准插入式密度计

安装手册

MMI-20020993 2019 年 5 月

安装方式

同心异径管垂直管道 图 2-2

同心异径管水平管道 图 2-3

偏心异径管水平管道 图 2-4

图 2-2: 选项 1：同心异径管垂直管道

A. FDM

直接插入流体中

图 2-3: 选项 2：同心异径管水平管道

A.

水平管道顶视图

图 2-4: 选项 3：偏心异径管水平管道

A.

水平管道侧视图（仪表位于对侧）

B.

偏心扩管装置/异径管

C.

仪表在扩管装置中插入流体中

D.

管道和仪表内部视图

安装手册

如果使用偏心异径管，管道必须保持 20 英寸（500 毫米）上游直管段（对于双向流体应
用为两侧），以避免音叉尖齿上出现射流效应和综合“喷射”。

15