Wirkungsweise - Siemens SITRANS F M MAGFLO MAG 1100 Handbuch

SITRANS F M MAGFLO

1.2 Wirkungsweise

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1. Produkteinführung
Das Durchfluss-Messprinzip basiert auf dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen
Induktion. Der Durchflussmesser besteht aus einem Messaufnehmer vom Typ MAG 1100,
MAG 3100 oder MAG 5100 W und einem Messumformer MAG 5000 oder 6000.
Durch-
fluss
MESSAUFNEHMER
Der Messaufnehmer wandelt den Durchfluss in eine elektrische Spannung (U i ) um, die zur
Strömungs-geschwindigkeit proportional ist. Der Aufnehmer setzt sich aus einem Edelstahl-
Rohr, 2 Spulen, Elektroden, einer isolierenden Auskleidung, Gehäuse und Anschlussflanschen
zusammen.
MESSUMFORMER
Der Messumformer besteht aus mehreren Funktionsblöcken, welche die Messaufnehmer-
Spannung in Durchfluss-Messwerte umwandeln.
Stromversorgung, 2 verschiedene Typen von Stromversorgungen sind lieferbar: 12-24 V AC/
DC und ein 115-230 V AC Schaltnetzteil.
Das Spulenstrom-Modul erzeugt einen pulsierenden Magnetisierungsstrom, der die Spule im
Messaufnehmer erregt. Dieser Strom wird permanent überwacht und korrigiert. Fehler oder
Kabelfehler werden von der selbstüberwachenden Schaltung erkannt und aufgezeichnet.
Die Eingangsschaltung verstärkt das zum Durchfluss proportionale Signal von den Elektroden.
Die Eingangsimpedanz ist äußerst hoch: >10 14 Ω, was Durchflussmessungen an Flüssigkeiten
ermöglicht, deren Leitfähigkeit nur 1 µS/cm beträgt. Durch Kabelkapazitäten verursachte Messfehler
werden durch aktive Kabel-Abschirmung beseitigt.
Der digitale Signalprozessor wandelt das analoge Durchflusssignal in ein Digitalsignal um und
unterdrückt das Elektrodenrauschen mit einem digitalen Filter. Ungenauigkeiten im Messumformer,
die sich durch Langzeit- und Temperaturdrift ergeben, werden durch die Selbstüberwachungs-
Schaltung überwacht und ständig kompensiert. Die Analog/Digital-Wandlung erfolgt in einem
äußerst rauscharmen ASIC mit 23 Bit Signalauflösung. Dadurch besteht kein Bedarf an einer
Bereichsumschaltung. Der Dynamikbereich des Messumformers mit einem Untersetzungs-
verhältnis von 3000:1 ist daher unübertroffen.
CAN-Kommunikation. Der Messumformer arbeitet intern über einen eingebauten CAN
Kommunikations-Bus. Die Signale werden an/von einer Signalaufbereitung an das Anzeige-
Modul, die internen/externen Optionsmodule und das Dialog-Modul übertragen.
Dialog-Modul. Die Anzeige-Einheit besteht aus einer 3-zeiligen Anzeige und einem Tastenfeld
mit 6 Tasten. Die Anzeige zeigt als primären Messwert einen Durchfluss- oder Gesamtvolumen-
Wert an.
Das Ausgangs-Modul verwandelt die Durchflussdaten in einen Analog-, einen Digital- und einen
Relaisausgang um. Die Ausgänge sind galvanisch getrennt und lassen sich einzelnfür eine
spezielle Anwendung einstellen.
SFIDK.PS.027.W4.03
Magnetfeld
U = Wenn sich ein elektrischer Leiter mit der
i
Länge L und der Geschwindigkeit v
senkrecht zu den Magnetfeldlinien durch
ein Magnetfeld der Flussdichte B bewegt,
wird an den Enden des Leiters die Span-
nung U induziert
i
U = L x B x v
i
U = Induzierte Spannung
i
L = Länge des Leiters = Innendurch-
messer des Rohres = k
B = Magnetische Feldstärke = k
v = Geschwindigkeit des Leiters
(Medien)
k = k x k
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U = k x v, das Elektrodensignal ist direkt
i
proportional zur Geschwindigkeit des
Fluids.
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