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中伟电动浮筒液位(界位)变送器的使用说明书
浏览次数:467发布日期:2015/5/9
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一、仪表概述: 
电动浮筒液位(界位)变送器的电子部件以及传感器等核心部件均为美国FOX原装进口,产品即保持了原装变送器的各种性能,又对产品结构进行优化升级、改进了变送器的散热性能、全面提升变送器的使用可靠性。变送器按其功能的不同,可分为标准型和智能型两种。型号分别为:1、标准型电动浮筒液位变送器 型号:ZW-TDB;2、智能型电动浮筒液位变送器型号:ZW-TDZ。 
1、ZW-TDB系列标准型电动浮筒式液位变送器,采用先进的称重传感技术,使测量系统具有测量精度高、性能稳定、抗过载偏心能力强等特性。 变送器将液位或界面或比重的变化连续的转换为4~20mA.DC标准电流信号输出。同时,表头指针以百分数形式连续指示出被测参数的量值。输出信号远传至控制室,实现被测参数的远程显示或对工艺过程的控制。 
2、ZW-TDZ系列智能型电动浮筒式液位变送器,采用先进的称重传感技术,其传感器和主要元器件选用进口器件,变送器采用微处理技术,输出4~20mA模拟信号和叠加在此信号上符合HART通讯协议的数字信号。因此,智能变送器具有对输出特性进行线化处理,监测、远程组态及远程诊断、调整等功能。智能变送器应配有手操编程器、全中文的便携式PC-HART通讯器等,可与所有符合HART协议的设备联网使用,实现数字双向通讯与工艺过程检测和控制。
二、结构原理: 
电动浮筒液位(界位)变送器由浮筒测量容室(顶装式无)、浮筒、扭力管系统及电子测量系统等组成。浮筒浸没在测量容室内的液体中,与扭力管系统刚性连接,扭力管系统承受的力是浮筒自重减去浮筒所受的浮力的净值,在这种合力作用下的扭力管扭转一定角度。
浮筒容室内液体的位置、密度或界位高低的变化引起浸没在液体中的浮筒受到的浮力变化,从而使扭管转角也随之变化。该变化被传递到与扭力管刚性连接的传感器上,使传感器输出电压发生变化,继而被电子部件放大并转换为4~20mA电流输出。变送器采用微控制器与相关的电子线路测量过程变量,提供电流输出,驱动LCD显示及提供HART通信能力。变送器内的电子部件不仅可以对环境温度补偿和线性化处理能力,同时对由于过程温度变化而引起的液体密度变化进行相应补偿。 
三、应用范围、
电动浮筒液位(界位)变送器可广泛用于石油、化工、炼化、制药等工业中各种容器内液体液位、分层界面或比重的连续测量。
四、主要功能: 
利用手操编程器和符合HART通讯协议的其它设备对智能变送器在现场和远程进行如下操作: 
1、读取过程变量 如原始变量值、mA值、百分比范围等; 
2、零点、量程设置 用手操器调整或用变送器零点、满度电位器调整; 
3、读取诊断信息 诊断信息有:参数设置太高、太低;超过测量范围;4~20mA超出范围等; 
4、HART通讯指令 利用手操器或其它设备与智能变送器进行通讯,在显示屏上可读取PV值、电流值、百分数等信息。能实现使用范围内所有的HART指令。 
五、技术指标: 
1、测量精度:±0.5%;±1.0%;±1.5%(FS); 
2、灵 敏 度:0.05%; 
3、输出信号:标准型:4~20mA.DC, 二线制;24V.DC供电 智能型:4~20mA,叠加符合HART协议的数字信号; 
4、负载电阻:额定250Ω,zui高600Ω, 负载电阻与供电电压关系; 
5、出线口:M20×1.5(内); 
6、工作压力:1.6~16.0MPa; 
7、介质温度:-20~150℃ ,150~400℃(带散热片); 
8、介质密度:0.4~2.0g/cm(测液位) ,密 度 差:≥0.15g/cm(测界面); 
9、防爆型防爆等级:ExdIICT4-6、ExiaIICT4-6 ,防爆合格证号:8060710 ,外壳防护等级:IP66; 
10、环境条件:温度,-20~60℃ ,湿度,≤85%; 
11、连接方式:法兰连接,DN40 ,法兰标准:PN1.6、2.5,平面,JB/T81-94 ,PN4.0~16.0,凸面,JB/T82.2-94 ,也可按用户提供的规格及标准制造; 
12、材 质:浮 筒:1Cr18Ni9Ti ,浮筒室及法兰:Q23或1Cr18Ni9Ti;  
六、调试说明: 
1、变送器出厂前已按订货要求进行了逐台调试,但经长途运输颠簸或长期库存后,安装使用前或设备大修时,需要对变送器的主要性能进行检查。 
2、标牌上“介质密度(差)"栏内注明的范围,是指该台变送器可测密度在此范围内的任何液体。 
3、标牌上“出厂调试密度(差)"栏内所标注的数据,是指用户提供的数据,并按此密度(差)调试出厂。在实际使用中,如果被测介质密度(差)有所改变,则应按实际密度(差)进行重新调试。 
七、调试所需设备: 
1、可调电源:0~30V.DC; 
2、毫安表:0~30mA.DC,±0.2%; 
3、负载电阻:250Ω,1只; 
4、二等标准砝码:1kg,1套; 
5、刻度尺:1只; 
八、调试方法分挂重法和水标法两种: 
挂重法: 
液位调试: 
1、 浮力计算: 
l 浮筒浮力:F1=π/4·D·H·ρ 
l 浮筒重G与浮力之差:F2=G-F1 
式中:D-浮筒外径(cm); 
H-浮筒长度(变送器量程)(cm) 
ρ-介质密度(g/cm3) 
2、将变送器水平固定在校验架上。 
1)零点调试(4mA) 
在托盘上放入同浮筒重G等重的砝码(含托盘重),调整零位电位器,使输出为4mA. 
2) 满度调试(20mA) 
在托盘上放入同F2等值的砝码(含托盘重),调整量程电位器,使输出为20mA. 
按(1)、(2)两步,反复调整几次,直至满意为止。 
3界面调试: 
根据两种介质密度,分别计算出轻重密度下的浮力FQ和Fz 
FQ=π/4·D2·H·ρQ 
FZ=π/4·D·H·ρz 
式中:D-浮筒外径(cm) H-浮筒长(量程)(cm) 
ρQ-轻介质密度(g/cm) ρz-重介质密度(g/cm) 
4、根据FQ和FZ计算出调零挂重砝码重量fo和满量程挂重砝码重量fm。 
fo=G-FQ 
fm=G-FZ 
式中:G-浮筒重量(标牌上标出) 
1)零点调试(4mA) 
l 在托盘上放入同fo等值的砝码(含托盘重),调零点电位器,传输出为4mA 
l 若轻介质密度ρQ高于订货时提供的密度0.1g/cm3以上时,则有可能会出现调不出4mA的现象。此时,将零点电位器按原来调整方向的相反方向旋转10圈左右,使电位器基本处于中间位置,再调整密度电位器,使输出为4mA左右。然后调整零位电位器,使输出为4mA准确值。 
2)满度调试 
在托盘上放入fm等值的砝码,调量程电位器,使输出为20mA. 
水校法: 
1. 液位调试 
介质密度≤1g/cm3(水)时:根据被测介质密度和量程,计算满量程所对应的水位高度h(mm):h=H·ρ 
式中,H-浮筒长度(量程)mm: 
ρ-被测介质密度,g/cm3 
2、零点调试: 
排净浮筒室内的清水,调整零位电位器,使输出为4mA. 
3、满度调试: 
打开进水阀,向浮筒室内注入清水,使水位升高等于h,立即关闭水阀,调整量程电位器,使输出为20mA. 
按(1)、(2)两步,反复调整几次,直至满意为止。 
4、介质密度>1g/cm3(水)时: 
当被测介质密度大于水的密度时,则取量程内的任意一点做为满度(上限)调试点。调试前,应先计算出该点所对应的水位高度和该点在量程内所对应的电流值。 
例如:量程为1500mm,被测介质密度为1.1g/cm3,取1300mm处为满度(上限)调试点,则: 
对应水位高度应为:h=1300×1.1=1430(mm) 
该点对应的电流应为:Ⅰ=4+1300/1500×16=17.87(mA) 
计算结束后,调试方法如下: 
1、零点调试 
排净浮筒室内的清水,调整零位电位器,传输出为4mA。: 
2、满度调试 
满度调试则在水位为1430mm处调量程电位器,使输出为17.87mA,反复几次,直至满意为止。 
3、界面调试 
两种介质密度均≤1g/cm3(水)时 
l 根据两种不同的介质密度,分别计算出零点对应的水位高度h0(mm)和满度时所对应的水位高度h(mm) 
h0=H?ρQ 
hm=H?ρz 
式中,H-量程(浮筒长mm) 
ρQ-轻介质密度(g/cm) 
ρz-重介质密度(g/cm) 
l 计算出h0和hm后,以浮筒底面高度的刻度线为基准,分别画出h0和hm在刻度标尺上的标记 
4、零点调试: 
l 向浮筒室内注入清水,使水位高度等于h0,关闭进水阀,调整零位电位器,使输出为4mA 
l 若轻介质的密度ρQ高于订货时所提供的密度0.1g/cm以上时,则有可能会出现调不出4mA的现象。此时,将零位电位器按原来调整方向的相反方向旋转10圈左右,使电位器基本处于中间位置,再调整密度电位器,使输出为4mA左右,然后,再调整零位电位器,使输出为4mA准确值2)满度调试 
向浮筒室内注入清水,使水位高度等于hm,关闭进水阀,调量程电位器,使输出为20mA。 
按上述(1)、(2)两步,反复调整几次,直至满意为止。 
重介质密度>1g/cm3(水)时 
满度的调整,可取高于零点调试水位h0的任意一点做为满量程调试点,具体方法可参照水校法液位调试中“介质密度>1g/cm3(水)"的调试方法。 
5、测比重的调试方法: 
调试方法与测量界面基本相同,只是计算浮力差时,按同一介质比重在zui大和zui小两点来计算。 
6、线性度的调试方法: 
变送器在出厂前线性度已调好,用户一般不需检查,只需根据工艺参数调好零点和满度(上、下限)即可。如用户要检查线性度,可按下面公式计算配重,检查量程内任意一点的线性度。 
1)测量液位时 
任意位置(x%)砝码重=G-π/4D·x%·H·ρ 
2) 测量界面时 任意位置(x%)砝码重=G-π/4D·H(x%·Δρ+ρQ) 
3)测量比重时 
计算公式与测液位公式基本相同,只是按不同比重值计算配重。 
各式中:G-浮筒重(g) 
H-浮筒长度(cm) 
ρ-介质密度(g/cm) 
Δρ-两种介质密度差,Δρ=ρz-ρQ 
ρz-重介质密度(g/cm) 
ρQ-轻介质密度(g/cm) 
x%-量程(浮筒长度)的百分数 
九、测界面时零点迁移问题: 
测界面时,浮筒上端各部件均浸在轻介质中,因此,会产生一定的浮力,此浮力是一个常数,由它产生的附加电流也是一个学数,它对调好的量程无任何影响,只是导致零点略高于已调好的零点值(4mA),这个附加电流值很小,若测量精度要求不高,就无须进行零点迁移,若测量精度要求较高,需将此附加电流迁移掉。 
下面介绍二种迁移方法,供参考: 
1、将浮筒室内全部充满轻介质(注意:一定使浮筒上端部件全部浸在轻介质中),调整零点电位器,使电流输出4mA即可。 
2、在可观察到的任一界面上,调整零位电位器,使输出电流与该点界面对应的电流值即可。上述二种调试方法,用户可根据实际情况选用,也可采用其它方法。但请注意,无论采用什么方法进行迁移,只能调整零位电位器。 
十、使用及注意事项: 
1、高温介质安装注意: 
对某些高温介质应用,必须注意限制环境温度在允许范围内。如果用于高热容量的浓缩介质(如约 300℃饱和蒸汽),或夹持体带有用热油(约 300℃)加热的热夹套,直接作用在传感器外壳和电子部件上的环境温度不能超过 50℃。例如使用的工况场合允许的zui大极限温度(传感器外壳温度 80℃,电子部件 65℃,LCD指示器 60℃)超过时,所有辐射热量的部件(夹持体、外筒、容器等)都必须进行隔热,以确保没有热辐射传递到传感器和放大器上。 
2、变送器安装的位置应避免阳光直射传感器和电子部件外壳。 
3、夹持体加装热夹套时,夹套内原设计的zui大工作压力为 2.5MPa。(特殊情况时订货说明) 
4、仪表的内外接地应可靠牢固,防爆型产品的安装应严格按照《中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程》试行的有关规定进行。本安系统的敷设电缆,应远离干扰源,以免影响仪表正常运行及防爆性能。当应用于 0 区时,必须使用防火花渗透的紧固件。 

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