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高压电磁流量计
原理
FE20电磁流量计测量原理基于法拉第电磁感应定律：导电液体在磁场中切割磁力线运动时，导体中产生感应电势，感应电势为E:
E=KBVD 
式中：K--------仪表常数
式中：B--------磁感应强度
式中：V--------测量管截面内的平均流速
式中：D--------测量管道截面的内径
测量流量时，导电性液体以速度V流过垂直于流量方向的磁场，导电性液体的流动感应出一个与平均流速成正比的电压，其感应电压信号通过二个或二个以上与液体直接接触的感应电极检出，并通过电缆送至转换器通过其智能化处理，实现流体瞬时流量、积累流量的显示及流量数据与控制系统之间的通讯。测量管内无活动及阻流部件，因此几乎没有压力损失，并且有很高的可靠性。
结构
FE20电磁流量特点…优势
●电磁流量计是一种测量体积流量的仪表，测量的结果与流速分布，流量压力，温度，密度，粘度等物理参数无关
●测量管内无活动部件，便于维护管理，所以传感器的使用寿命长；无阻流部件，因为无压力损失
●被测液体电导率zui低可达5μS/cm，配合各种衬里材料，可适用于测量各种酸、碱、盐溶液及泥浆、矿浆、纸浆等介质的流量，精-准度较高，
通常为±0.5% ±0.2%
●由于感应电压信号时在整个充满磁场的空间中形成的，是管道截面上的平均值，因此传感器所需要的直管段较短，一般为前5D后3D
●传感器部分只有内衬和电极与被测液体接触，只要合理选择电极和内衬材料，即可耐腐蚀和耐磨损，保证长期的使用
●双向测量系统，可测量正向流量，反向流量
●高清晰度背光LCD显示，汉英菜单操作，使用方便，操作简单，易学易懂
●转换器性能可靠、精度高、功耗低、零点稳定、参数设定方便、LCD显示，可以显示累计流量、流速、流量百分比等参数
●采用16位嵌入式微处理器，运算速度快，精度高，可编程频率低频矩形波励磁，提高了测量的稳定性，低功耗
●全数字量的处理，抗干扰能力强，测量可靠，精度高，流量测量范围可达150:1
●超低EMI开关电源，使用电源电压变化范围大，抗EMC好
●具有RS485、RS232、HART和Modbus等数字通讯信号输出
FE20电磁流量特点…局限性
●电磁流量计不能测量气体、蒸汽以及含有大量气体的液体
●电磁流量计目前还不能用来测量电导率很低的液体介质，被测液体介质的电导率无法低于5μS/cm，相当于蒸馏水的电导率
对于石油制品或者有机溶剂还无能为力
●测量管绝缘衬里受温度的限制，电磁流量计还不能测量高温液体，测量介质温度≤180°C适用
●电磁流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应定律，所以易受外界的电磁干扰源影响
高压电磁流量计
应用
用来测量导电性的液态介质，要求电导率应大于5μs/cm（自来水，原水的电导率约为100…5000μs/cm，可以用来测量各种酸、碱、盐溶液及泥浆、矿浆、纸浆等介质的流量，但介质中不能含有较多的铁屑铁磁性物质和大量的气泡，主要应用于石化、钢铁、电力、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业及市政环保、水利等领域。
技术参数
公称通径（mm） | 管道式四氟衬里：DN10～DN600 | 流速范围： | 0.3－12m/s |
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| 管道式橡胶衬里：DN40～DN1200(特殊规格可定制) | 电导率范围： | 被测流体电导率≥5μs/cm |
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流动方向： | 正，反，净流量 | 电流输出： | 负载电阻 | 0～10mA：0～1.5KΩ |
量程比： | 150:1 | 4～20mA：0～750KΩ | ||
重复性误差： | 测量值的±0.1% | 数字频率输出： | 输出频率上限可在1～5000Hz内设定带光电 |
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精度等级： | 0.2%级&0.5%级 | 隔离的晶体管集电极开路双向输出。外接电 |
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被测介质温度： | 普通橡胶衬里：－20～＋60℃ | 源≤35V导通时集电极zui大电流为250mA。 |
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高温橡胶衬里：－20～＋90℃ | 供电电源： | AC220V、DC24V或3.6V锂电池 |
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聚四氟乙稀衬里：－30～＋100℃ | 消耗总功率： | 小于20W |
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高温型四氟衬里：－20～＋180℃ | 连接方式： | 流量计与配管之间可采用法兰、卡箍连 |
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额定工作压力: | DN10－DN80：≤2.5MPa | 接、螺纹连接 |
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DN80－DN150：≤1.6MPa | 环境湿度： | ＜90%r.h（非冷凝） |
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DN200－DN1200：≤1.0MPa | 防护等级： | IP65（特殊订制IP68） |
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显示单位： | m³/H、m³/M、m³/S、L/H、L/M、L/S、G/H、G/M | 环境温度： | -25～+60℃(特殊工况下请咨询工程师) |
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G/S(H=Hour M=Minute S=Second） | 要求直管段长度： | 上游≥5DN，下游≥3DN |
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执行标准： | LVD 2006/95/EC&EMC 2004/108/EC | 执行标准： | DIN EN 1092-1-2002 |
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EN 61326-1：:2006辐射标准（BS EN50081-1) | 销售使用地标准（订货备注） |
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EN 61326-1：:2006抗干扰标准（BS EN50082-1) | 电气连接方式： | M20*1.5 |
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EN 61010-1:2001设备安全要求：一般要求 | ||||
主要技术参数详解
●适用介质：导电性的液体正常测量时导电率5μs/cm的液体,一般情况下蒸馏水的电导率为5μs/cm自来水的电导率为100μs/cm,其他酸碱盐的电导率可参考下表：
液体名称 | 电导率(S/cm) | 液体名称 | 电导率(S/cm) |
盐酸（40%） | 51.52×10﹣2 | 氯-化钾（21%） | 28.10×10﹣2 |
硝酸（62%） | 49.04×10﹣2 | 碘化钾（55%） | 42.26×10﹣3 |
磷酸（70%） | 14.73×10﹣2 | 硝酸钾（22%） | 16.25×10﹣2 |
硫酸（85%） | 98.50×10﹣3 | 氢氧化钾（42%） | 42.12×10﹣2 |
乙醇，酒精（95%） | 2.6×10﹣7 | 硫酸钾（5%) | 45.80×10﹣3 |
醋酸（70%） | 2.35×10﹣4 | 碳酸钠（15%） | 83.60×10﹣3 |
丙酸（70%） | 8.5×10﹣7 | 氯化钠（26%） | 21.51×10﹣2 |
丁酸（70%） | 5.6×10﹣7 | 硝酸钠（30%） | 16.06×10﹣2 |
甲酸，蚁酸（40%） | 98.4×10﹣4 | 氢氧化钠（50%） | 82.00×10﹣3 |
氢-氟酸（30%） | 34.11×10﹣2 | 硫酸钠（15%） | 88.60×103﹣3 |
氢-碘酸(5%) | 13.32×10﹣2 | 氨水（30%） | 1.93×10﹣4 |
氯化铜(35%) | 69.9×10﹣3 | 氯化氨（25%） | 40.25×10﹣2 |
硝酸铜（35%） | 10.62×10﹣2 | 硝酸铵（50） | 36.33×10﹣2 |
硫酸铜（17.5%） | 45.80×10﹣3 | 硫酸氨（31%） | 23.21×10﹣2 |
●流速要求：0.3-12m/s
正常情况下选用电磁流量计时应使流速V处于1…4m/s的测量范围比较理想；
(1)对于粘滞流体，流速可选择大于2m/s，较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用，有利于提高测量精度。
(2)对于粘度不高的液体(例如水)，选择管道流速一般在1.5～3m／s。
(3)对粘度稍大或有沉积物的液体，选用传感器口径时应使流速不低于3～4m／s或更高些，以便用液体自清洁，防沉积(4)对于矿浆等磨损性强的液体，常用流速应不超过3m／s，以降低对衬里和电极的磨损。(5)对于低电导率液体，在选用传惑器口径时，尽可能使用较低流速不超过1m／s，流速提高，流动噪声会增加，而出现输出晃动。
流速计算公式如下:
（1）V = 1273.24*Q/DN²
单位: V：[m/s], Q : [I/S], DN :[mm]
(2)V = 353.68 *Q/DN²
单位: V：[m/s], Q : [m³/h], DN :[mm]
注： Q:流量 DN：管道内径 V：流速
●精度≤±0.2%,≤±0.5%再参比条件下 |
|
在进行精度标定时的参考条件如下: |
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项目 | 参数 |
介质温度 | 20℃±3℃ |
环境温度 | 21℃±3℃ |
加压 | 1bar |
供电电压 | 24±1％ |
稳定时间 | 25分钟 |
直管段（入口） | 10×DN（DN≤1200/48″） |
5×DN（DN＞1200/48″） | |
直管段（出口） | 5×DN（DN≤1200/48″） 3×DN（DN＞1200/48″） |
流体状态 | 流量分布均匀 |
1、电磁流量计的正确选型需要详细了解以下工艺参数： | |
流体名称、成分、电导率 | 确定是否能用电磁流量计来测量 |
流体zui高温度、zui低温度、腐蚀性、磨损性、是否有负压 | 确定是否能用电磁流量计、选择何种内衬、电极材料 |
管道内外径(mm)、常用流量、正常流量、zui小流量 | 确定选择何种口径的电磁流量计量 |
zui高操作压力和zui底操作压力 | 确定流量计的压力等级 |
安装要求 | 确定选择一体型还是分体型结构，分体电缆长度 |
安装环境 | 确定流量计的防护等级 |
●实际zui高工作压力必须小于电磁流量计的额定工作压力；
●zui低工作温度和zui高工作温度必须符合流量计量规定的温度要求（详见内衬材料表）；
●从经济性考虑，可以选择适当流速所对应的口径的电磁流量计，相对减少投资（见流量范围表）；
●根据测量目的、功能来合理选择相应的精度等级；
●根据介质的腐蚀性来选择电磁流量计的电极材料；
●根据介质的腐蚀性、磨损性、和温度来选择流量的内衬材料；
●根据安装场合的要求及环境，来合理选择使用一体型电磁流量计还是分体型电磁流量计。
- 电磁流量计口径的选择
公称通径(mm) | 可测流量范围（m³/h） | 公称通径(mm) | 可测流量范围（m³/h） | ||
zui小 | zui大 | zui小 | zui大 | ||
10 | 0.003 | 3 | 350 | 2.6 | 3460 |
15 | 0.005 | 6 | 400 | 3.39 | 4520 |
20 | 0.009 | 11 | 450 | 4.29 | 5730 |
25 | 0.014 | 17 | 500 | 5.3 | 7070 |
32 | 0.023 | 29 | 600 | 7.6 | 10180 |
40 | 0.035 | 45 | 700 | 14 | 13850 |
50 | 0.053 | 71 | 800 | 18 | 18100 |
65 | 0.089 | 119 | 900 | 23 | 22900 |
80 | 0.136 | 181 | 1000 | 28 | 28300 |
100 | 0.21 | 283 | 1100 | 41 | 40700 |
125 | 0.374 | 441 | 1200 | 55 | 55400 |
150 | 0.47 | 640 | 1400 | 64 | 63600 |
200 | 0.84 | 1130 | 1600 | 72 | 72400 |
250 | 1.32 | 1770 | 1800 | 92 | 91600 |
300 | 1.91 | 2540 | 2000 | 113 | 113100 |
- 电磁流量计转换器
| FE20-D | FE20-A |
电源 | DC16V TO 36V | AC 86V TO 265V |
4-20mA | √ | √ |
脉冲或频率 | √ | √ |
高低报警 | √ | √ |
RS485 | √ | √ |
HART | 选配 | 选配 |
Profibus-DP | 选配 | 选配 |
非线性修正 | √ | √ |
空管检测 | √ | √ |
电极自清洗 | √ | √ |
自动校零 | √ | √ |
浆液流量监测 | 选配 | 选配 |
4.衬里的选择 | ||
材料类型 | 主要性能 | 适用范围 |
氯丁橡胶Neoprene | 耐磨性好，有*的弹性，高扯断力耐一般低浓度酸碱盐介质的腐蚀，不耐氧化性介质的腐蚀。 | <80°C，一般水，污水，泥浆，矿浆 |
聚氨酯橡胶 | 有*的耐磨性能，耐酸碱性能略差。 | <60°C，中性、强磨损的矿浆，煤浆、泥浆 |
Polyurethane | ||
聚四氟乙烯PTFE | 化学性能zui稳定的一种材料，能耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸和王水，浓碱和各种有机溶剂，不耐三氟化氯、高温二氟化氧。 | 浓酸、碱等强腐蚀性介质，卫生类介质（聚四氟乙稀衬里：－30～＋100℃；高温型四氟衬里：－20～＋180℃） |
聚全氟乙丙烯（FEP）Fluororesin-46 | 别名：特氟隆 化学稳定性、电绝缘性、润滑性、不粘性和不燃性与PTFE相仿，F46材料强度、耐老化性、耐温性能和低温柔韧性优于PTFE，与金属粘接性能好，耐磨性好于PTFE，具有较强抗撕裂性能。 | <180°C，盐酸、硫酸、王水和强氧化剂等，卫生类介质 |
5.电极材料的选择 | |
材质 | 耐腐蚀性能 |
316L | 对于硝酸、室温下<5%的硫酸，沸腾的磷酸、碱溶液、在一定压力下的亚硫酸、海水、醋酸等介质有较强的耐腐蚀性。 |
哈氏合金HB | 耐沸点下一切浓度的盐酸、硫酸、氢-氟酸有机酸等非氧化性酸、碱、非氯化性盐酸。 不适用：硝酸 |
哈氏合金HC | 耐氧化性酸如：硝酸、混酸或铬酸与硫酸的混合物及氧化性盐类、海水。 不适用：盐酸 |
钛 | 适用：氯化物，如氯化镁、氯化钙、次氯酸钠、亚氯酸钠等；钠盐、钾盐、铵盐、海水、浓度小于50%氢氧化钾等溶液 |
不适用：盐酸，硫酸，磷酸，氢-氟酸等还原酸 | |
钽 | 适用：具有优良的耐蚀性,和玻璃很相似；除了氢-氟酸、发烟硫酸、碱外,几乎能耐一切化学介质（包括沸点的盐酸、硝酸和150℃的硫酸）的腐蚀。 不适用：碱，氢-氟酸 |
不锈钢涂覆碳化钨 | 适用：耐磨损性能好，可用于纸浆、污水，能抗固体颗粒干扰 |
不适用：无机酸、有机酸、氯化物 | |
6.流量计类型的选择
分体型
分体型是电磁流量计较普遍的应用形式。传感器单独接在工艺管道上，转换器安装在相距数米或百余米的其他地方，中间用电缆相连接。分体型的流量计可以使得转换器远离环境比较恶劣的现场，也便于观测和调整设定的参数。一体型
一体型是将转换器和传感器组装在一起成为一个整体，连接线在仪表内部，使用比较简便，由于不常用电缆，外界干扰也比较小。一体型的流量计一般用于小口径的仪表，若传感器安装在高处或难于观测的场合，高温或有较大振动的场合，转换器的电子元件较难承受，则不宜使用一体型的电磁流量计。
7.接地环的选择
- 接地环的形式分普遍型和保护型，一般使用普遍型，若被测介质是磨损性的，宜使用带颈的保护接地环，以保护进出口端的衬里，延长使用寿命。若口径在200以下的电磁流量计，选用聚四乙烯衬里时，应选用接地环，以保证在与管道连接安装时保护衬里不受损坏。
(2)接地环的材质应与被测介质的腐蚀性形适应，但比电极材质的要求低，因为它受到腐蚀后可以更换。接地环通常是不锈钢或Hc合金的。
8、电磁流量计的防护等级的选择 | |
IP65：防尘防喷水型 | 允许水从任何方向对传感器喷水，喷水压力为30KPa，出水量为12.5L/min。距离为3m |
IP67：防尘防侵水型 | 防短时间侵水，侵水1m的水中约30min后，外壳侵水量不至达到有害程度 |
IP68：防尘防潜水型 | 传感器长期在水中工作 |
9.电磁流量计的特殊耐压的选择
传感器的耐压与其内径有关。按国家有关标准规定，对于标准型钢管及法兰，其zui大耐压如下：
口径 | 耐压 |
DN-10～80 | 4.0MPa |
DN-100～150 | 1.6MPa |
DN-200～1000 | 1.0MPa |
DN-1200～2000 | 0.6MPa |
DN-2200～3000 | 0.25MPa |
注：1.如果传感器内流体的压力超过上述zui大耐压，就属于加压型，需要特殊定制
- 除了聚四乙烯衬里的传感器以外，其他衬里的传感器都可以工作在管道负压的状态下
DN | L(mm) | H | D | K | n-￠d | C | 重量 | 耐压 |
10 | 160(F46) | 310 | 95 | 65 | 4-￠14 | 14 | 6.6 | PN4.0 |
15 | 315 | 95 | 65 | 4-￠14 | 14 | 6.5 | ||
20 | 323 | 105 | 75 | 4-￠14 | 16 | 6.4 | ||
25 | 160 (PTFE) | 303 | 115 | 85 | 4-￠14 | 16 | 6.2 | |
32 | 165 (F46) | 330 | 140 | 100 | 4-￠18 | 18 | 7.2 | |
40 | 195 (PTFE) | 340 | 150 | 110 | 4-￠18 | 18 | 8.3 | |
50 | 200 (F46) | 353 | 165 | 125 | 4-￠18 | 20 | 10 | |
65 | 195 (PTFE) | 363 | 185 | 145 | 4-￠18 | 20 | 10.5 | PN1.6 |
80 | 200 (橡胶) | 386 | 200 | 160 | 8-￠18 | 20 | 11.4 | |
100 | 245(PTFE) | 405 | 235 | 180 | 8-￠18 | 22 | 14.5 | |
125 | 250 (橡胶) | 435 | 250 | 210 | 8-￠18 | 22 | 17.5 | |
150 | 295 / 300 | 467 | 285 | 240 | 8-￠22 | 24 | 23 | |
200 | 345 / 350 | 524 | 340 | 295 | 12-￠22 | 26 | 32 | |
250 | 395 / 400 | 576 | 395 | 350 | 12-￠22 | 26 | 44 | PN1.0 |
300 | 495 / 500 | 630 | 445 | 400 | 12-￠22 | 28 | 56 | |
350 | 690 | 500 | 460 | 16-￠22 | 30 | 71 | ||
400 | 595 / 600 | 740 | 565 | 515 | 16-￠26 | 32 | 94 | |
450 | 890 | 615 | 565 | 20-￠26 | 35 | 106 | ||
500 | 840 | 670 | 620 | 20-￠26 | 38 | 129 | ||
600 | 950 | 780 | 725 | 20-￠30 | 42 | 203 | ||
700 | 700 | 1090 | 895 | 840 | 24-￠30 | 30 | 320 | |
800 | 800 | 1200 | 1010 | 950 | 24-￠34 | 32 | 450 | |
900 | 900 | 1300 | 1110 | 1050 | 28-￠34 | 34 | 580 | |
1000 | 1000 | 1400 | 1220 | 1160 | 28-￠36 | 34 | 700 |
夹持式尺寸图
尺寸(mm) | 表体端面尺寸 | 外径D (mm) | H1(mm) | H2(mm) |
L(mm) | ||||
25 | 98 | 89 | 272 | 209 |
32 | 98 | 89 | 272 | 209 |
40 | 98 | 102 | 285 | 222 |
50 | 128 | 108 | 291 | 228 |
65 | 128 | 133 | 316 | 253 |
80 | 128 | 140 | 323 | 260 |
100 | 160 | 159 | 342 | 279 |
125 | 160 | 219 | 402 | 339 |
150 | 198 | 219 | 402 | 339 |
说明：
夹持型电磁流量计标配为二个测量电极，在选型时一定要配置接地环。否则流量计无法正常工作。
选型表
FE20- | 电磁流量计 | |||||||||||||
| 适用介质 | |||||||||||||
| 通用介质型 | |||||||||||||
| 浆液测量型 | |||||||||||||
| 变送器安装类型 | |||||||||||||
| 一体式就显示设定型 | |||||||||||||
| 分体远传显示设定型（圆形） | |||||||||||||
| 分体远传显示设定型（方形） | |||||||||||||
| 通径 | |||||||||||||
| 6 to 2800mm（如管径DN10及表述为10） | |||||||||||||
| 安装方式 | |||||||||||||
| 法兰型 （DN10 to DN2800) | |||||||||||||
| 夹持型 （DN25 to DN150) | |||||||||||||
| 螺纹型 （DN10 to DN50) | |||||||||||||
| 卫生卡箍型 （DN15 to DN80) | |||||||||||||
| 电极材料 | |||||||||||||
| 电极材料不锈钢1.4435(316L) |
| 电极材料Ni镍 | |||||||||||
| 电极材料Ti（钛） |
| 电极材料哈氏合金HC | |||||||||||
| 电极材料Ta（钽） |
| 电极材料哈氏合金HB | |||||||||||
| 电极材料Wolfram Carbide（碳化钨） |
| 特殊材料形式定制 | |||||||||||
| 电极材料Pt铂 |
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| 外壳与法兰材质 | |||||||||||||
| 主体材质：碳钢 | |||||||||||||
| 主体材质：不锈钢1.4301（304） | |||||||||||||
| 主体材质：不锈钢1.4435(316L) | |||||||||||||
| 输出方式 | |||||||||||||
| 无输出 | |||||||||||||
| 4 to 20mA+脉冲 | |||||||||||||
| 4 to 20mA+脉冲+高低流量双点报警 | |||||||||||||
| 内衬材料 | |||||||||||||
| 内衬材料CR （氯丁橡胶） | |||||||||||||
| 内衬材料PTFE（聚四氟乙烯） | |||||||||||||
| 内衬材料F46（聚全氟乙丙烯） | |||||||||||||
| 内衬材料FEP(氟化乙烯丙烯共聚物) | |||||||||||||
| 内衬材料PFA(全氟烷氧基树脂)特氟龙 | |||||||||||||
| 内衬材料PUR（聚氨酯橡胶） | |||||||||||||
| 供电方式 | |||||||||||||
| DC 18V to 38V | |||||||||||||
| AC 85V to 265V | |||||||||||||
| 锂电池供电Battery power supply | |||||||||||||
| 精度等级 | |||||||||||||
| 0.2% | |||||||||||||
| 0.5% | |||||||||||||
| （选配附件）接地方式 | |||||||||||||
| 无接地环 | |||||||||||||
| 不锈钢1.4435(316L)接地环 | |||||||||||||
| 钛合金接地环 | |||||||||||||
| 防爆类型 | |||||||||||||
| 无防爆功能普通型 | |||||||||||||
| 隔爆功能型 | |||||||||||||
FE20- |
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| ←选型示例 | |
备选项： 接口标准&通讯方式 | /1 | 通讯：RS232 |
/2 | 通讯：RS485 | |
/3 | 协议：HART | |
/4 | 协议：MODBUS | |
/5 | 协议：PROFIBUS-DP |
过程连接耐压等级 | /D6 | EN 1092-1(DIN) PN6 |
/D10 | EN 1092-1(DIN) PN10 | |
/D16 | EN 1092-1(DIN) PN16 | |
/D25 | EN 1092-1(DIN) PN25 | |
/D40 | EN 1092-1(DIN) PN40 | |
/D63 | EN 1092-1(DIN) PN63 | |
/D100 | EN 1092-1(DIN) PN100 | |
/D250 | EN 1092-1(DIN) PN250 | |
/P | 产品应用地特殊标准 |
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