Micropilot S FMR540

概述

产品标识

Micropilot S FMR540 是一款用于连续、非接触式高精度物位测量的液位变送器。适用于贸易交接和库存控制应用，并持有 NMi 和 PTB 认证。

应用

该设备专为储罐中的高精度物位测量而设计，尤其适用于贸易交接应用，满足 OIML R85 和 API 3.1B 要求。

• 抛物面天线： 适用于自由空间应用，最大量程可达 40 米（131 英尺）。
• 喇叭天线： 适用于因罐体或管嘴几何形状限制而无法使用抛物面天线的自由空间应用。
• 带 DN200（8 英寸）或 DN250（10 英寸）抛物面天线的 FMR540： 提供高波束聚焦能力（4.4° 或 3.3°），适用于管嘴靠近罐壁的应用。
• 带 DN100（4 英寸）喇叭天线的 FMR540： 专为小尺寸管嘴设计。

优势

• 精度： 优于 1 毫米（0.04 英寸）。
• 认证： 获得贸易交接所需的国家级认证（NMi、PTB）。
• 集成： 可通过 Tank Side Monitor NRF590 轻松集成到储罐计量系统中。
• 安装： 安装成本低、简便，采用支持 HART 和 24 V DC（本安型）的四芯电缆。
• 法兰： 低成本、低重量的通用法兰。
• 对中： 配备对中装置，可补偿法兰倾斜。
• 操作： 通过菜单引导的字母数字显示屏，实现便捷的现场操作。
• 调试： 通过 FieldCare 操作软件，实现便捷的调试、文档记录和维护。
• 通信： 支持 HART 通信。

测量原理

Micropilot 采用时域反射法（飞行时间法）进行测量，即测量从参考点到介质表面的距离。它发射雷达脉冲，脉冲经介质表面反射后被系统接收。液位根据这些脉冲的飞行时间计算得出。PulseMaster® 软件评估信号并识别液位回波，确保毫米级精度。来自边缘、焊缝等物体的干扰回波可通过用户激活的功能进行抑制。

输入

• 测量变量： 参考点（GRH）到介质表面的距离。可显示为公制或美制/英制单位。液位根据罐高计算得出，并可通过线性化转换为体积或质量。
• 测量范围： 取决于天线尺寸、介质反射率、安装位置和干扰。
  • 喇叭天线（无传感器延伸段）：
    • 介质组 A2（εr = 1.6 至 1.9）：0.6 至 20 米（2 至 66 英尺）
    • 介质组 B、C（εr = 1.9 至 10）：0.6 至 30 米（2 至 98 英尺）
  • 抛物面天线（无传感器延伸段）：
    • 介质组 A2（εr = 1.6 至 1.9）：0.6 至 40 米（2 至 131 英尺）
    • 介质组 B、C（εr = 1.9 至 10）：0.6 至 30 米（2 至 98 英尺）
  • 贸易交接认证最大测量范围：
    • NMi：喇叭天线 23 米（75 英尺）；抛物面天线 26 米（85 英尺）
    • PTB：喇叭天线 23 米（75 英尺）；抛物面天线 30 米（98 英尺）

工作频率

K 波段（约 26 GHz）。由于采用统计编码的发射脉冲，同一储罐内最多可安装 8 台 Micropilot 设备。

输出

• 输出信号： 4-20 mA（可反向）带 HART 协议。对于毫米级精度测量，测量值必须通过 HART 协议传输。
• 报警信号： 可通过本地显示（错误符号、纯文本、LED）、电流输出或数字接口获取错误信息。
• HART 负载： HART 通信的最小负载为 250 Ω。
• 线性化： 允许将测量值转换为任何长度或体积单位，内置圆柱形储罐预编程表，并可输入自定义表格（最多 32 个值对）。
• 电气隔离： 电源与地之间、电源与信号之间均为 500 V。
• 协议特定数据（HART）：
  • 制造商 ID：000011 hex
  • 设备类型代码：001F hex
  • 变送器特定版本：01 hex
  • 设备版本：1（SW 01.01.00），2（SW 01.01.02）
  • 支持的功能：突发模式、附加变送器状态。

电源

• 端子分配： 四线制连接至螺纹端子（0.5 至 2.5 mm² [20 至 14 AWG]），使用双绞屏蔽电缆。
• 供电电压：
  • 标准型：16 V 至 36 V DC
  • 防爆型：16 V 至 30 V DC
  • 信号（防爆型）：11.5 V 至 30 V DC
• 功耗： 最大 400 mW（16 V 时）至最大 900 mW（非防爆型 36 V 时）。
• 电流消耗： 最大 25 mA（浪涌电流 55 mA）。

电气连接

• 电缆入口： 螺纹 M20 或 G ½" / NPT ½"。
• HART 残余纹波： 47 至 125 Hz：U_pp = 200 mV。
• HART 最大噪声： 500 Hz 至 10 kHz：U_eff = 19 mV（在 500 Ω 条件下）。
• 过压保护： 内置过压保护器（600 V_rms 浪涌放电器）。金属外壳应连接至罐壁或屏蔽层，以实现可靠的电位匹配。可选配外部过压保护（HAW560Z/HAW562Z）。

性能特性

• 参考工作条件： 由 OIML R85 标准定义（温度、压力、湿度、介质特性、储罐尺寸、干扰）。
• 最大测量误差：
  • 绝对精度优于 ±1 mm（0.04 英寸）（优于 1/16 英寸）。
  • 自由空间应用的典型精度 <1.0 mm（2 西格玛）。
  • 安装后允许误差：±3 mm（0.12 英寸）（OIML，API）。
• 分辨率： 数字 0.1 mm / 模拟：量程的 0.03%。
• 稳定时间： 典型值：15 秒。
• 回差： 0.1 mm。
• 不可重复性： 0.1 mm。
• 响应时间： 最小 1 秒，取决于参数设置。
• 长期漂移： 在规定精度范围内。
• 环境温度影响：
  • 电流输出（附加误差，参考 16 mA 量程）：
    • 零点（4 mA）：平均温度系数 0.025%/10 K，在 -40 °C 至 +80 °C 范围内最大 0.291%。
    • 满度（20 mA）：平均温度系数 0.07%/10 K，在 -40 °C 至 +80 °C 范围内最大 0.824%。
• 贸易交接版本的精度证明： 通过校准证书确认。使用激光干涉仪（Jenaer Messtechnik ZLM 500）进行校准。可根据要求提供初始检定证书。
• 最大填充速度： 首次通过测量范围时为 100 mm/min，之后无限制。
• 软件可靠性： 软件满足 OIML R85 要求，包括循环数据测试、非易失性存储器和分段数据存储。持续监控精度符合性，若未满足要求则生成报警。

库存管理版本

在参考条件下提供降低的精度（3 mm [0.12 英寸]）。不提供校准证书或型式批准。通过在 Product Configurator 中选择“R - 未选择；库存管理版本”来指定。

安装

• 安装条件： 针对喇叭天线和抛物面天线，关于与罐壁距离以及避免进料流的特定建议。室外使用时建议使用防风雨保护罩。
• 测量条件： 储罐直径和高度应防止雷达信号从两侧反射。如果在低液位时，通过低介电常数介质可见罐底，则精度可能会降低。测量范围不应延伸至距天线尖端指定距离（A）以内，以考虑腐蚀和结垢。
• 超出测量范围时的行为： 可配置；默认设置为 22 mA 电流输出和数字警告（E651）。
• 在储罐上安装：
  • 标准安装： 标记对准罐壁。外壳可旋转 350°。对于非平行法兰，应调整垂直对中。喇叭天线应从喷嘴伸出。抛物面天线理想情况下应完全伸出喷嘴。
  • 波束角： 定义为 3dB 宽度。波束直径随天线类型和距离而变化。提供了喇叭天线（100 mm / 4"）和抛物面天线（200 mm / 8"，250 mm / 10"）在考虑倾斜情况下的推荐罐壁距离。必须避免在突出显示的波束区域内存在机械障碍物。

集成空气吹扫接口

可用于防止天线堵塞。

• 连续运行： 推荐压力：1.2 至 1.5 bar（18 至 22.5 psi）绝压。
• 脉冲运行： 最大压力：6 bar（90 psi）绝压。 使用干燥的吹扫空气，以防止因湿气导致测量误差。

环境条件

• 环境温度范围：
  • 标准：-40 °C 至 +80 °C（-40 °F 至 +176 °F）
  • 贸易交接：-25 °C 至 +55 °C（-13 °F 至 +131 °F）
  • LCD 在低于 -20 °C（-4 °F）和高于 +60 °C（+140 °F）时操作受限。
• 存储温度： -40 °C 至 +80 °C（-40 °F 至 +176 °F）。
• 气候等级： DIN EN 60068-2-38（测试 Z/AD）。
• 防护等级： 外壳：IP65/68，NEMA 4X/6P。天线：IP65/68，NEMA 4X/6P。
• 抗振性： DIN EN 60068-2-64 / IEC 68-2-64：20 至 2000 Hz，1 (m/s²)/Hz。
• 天线清洁： 根据应用情况，可能需要定期清洁以防止堵塞并确保信号发射/接收。必须小心操作，避免损坏天线。
• 电磁兼容性（EMC）： 符合 EN 61326 系列和 NAMUR 建议（NE21）。最大偏差 < 量程的 0.5%。建议对叠加的 HART 通信使用屏蔽电缆。
• 贸易交接应用认证： 满足 OIML R85 的所有要求。

工艺参数

• 过程温度范围： -40 °C 至 +200 °C（-40 °F 至 391 °F）。
• 过程压力限值：
  • 抛物面天线：-1 至 16 bar（-15 至 240 psi）。
  • 喇叭天线：-1 至 16 bar（-15 至 240 psi）。
  • 带 Endress+Hauser UNI 法兰：-1 至 1 bar（-15 至 15 psi）。
• 对中装置： ± 15° 倾斜密封：FKM Viton GLT。
• 贸易交接应用认证：
  • A：NMi + PTB（<1 mm [0.04 in]）型式批准。
  • F：NMi 见证的首次检定（<1 mm [0.04 in]）。
  • G：PTB 见证的首次校准（<1 mm [0.04 in]）。
  • R：未选择；库存管理。

机械结构

• 设计、尺寸： 提供了外壳 (T12)、对中装置以及带和不带延伸段的喇叭/抛物面天线的具体尺寸。提供多种法兰选项（UNI、标准、JIS、JPI、EN1092-1），并附有相应尺寸。
• 重量： 6 kg (13.23 lbs) 加上法兰重量。
• 材质：
  • 与过程接触： 主要为 316L (1.4404)，密封件通常由 Viton 或 FKM 制成。
  • 不与过程接触： 外壳 T12 铝合金，抛物面反射器 316L，过程隔离锥 PEEK 或 PTFE。

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官方数据表 (PDF)

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