中伟智能型电动浮筒液位变送器的使用说明书

一、仪表概述： 
智能型电动浮筒液位变送器采用*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。智能型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。
二、结构与测量原理： 
智能型电动浮筒液位变送器与由浮筒测量容室（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、适用范围： 
智能型电动浮筒液位变送器具有测量精度高、性能可靠长期稳定性好、使用方便，广泛适用于电力、石油、化工、冶金、环保、建筑、食品等行业的生产过程中的液位、界位测量与控制。 
四、主要性能： 
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： 
测量范围：200～4000mm（更大量程可定做）； 
精度：液位测量±0.5％FS，界位测量±0.5％FS； 
重 复 性：≤±0.25％FS； 
死区：≤±0.2％FS； 
电源：12～30VDC； 
输出信号：模拟量：4～20mADC； 
数字量：HART 1200 波特移频键控（FSK）； 
液晶显示：模拟量 mA 或液位、界位及百分数范围； 
负载电阻：650Ω（24VDC 供电时）； 
密度范围：50<ρ<2000 kg/m3；
zui小密度差：0.05 g/cm3； 
工作压力：2.5～32.0MPa； 
介质温度：-196～＋420℃； 
环境温度：-40～＋70℃； 
工作条件的影响： 
供电影响：当电压在规定的电压zui小值与zui大值之间变化时，输出变化≤±0.2％FS； 
温度影响：≤0.1％/10℃； 
报警电流：当液位低于变送器量程下限 10％或高于变送器量程上限 10％时，变送器输出故障； 
报警电流为 3.8mA 或 22.8mA； 
防护等级：IP65（NEMA 4X）； 
防爆等级：本安型：ExiaIICT1-T6； 
隔爆型：ExdIICT1~T6 
电气接口：2 个 1/2NPT 内螺纹； 
电缆直径：8～12mm； 
过程连接： 
内浮筒式：采用 DIN 或 ANSI 法兰标准，法兰通径 DN80 或 3"以上，更小法兰尺寸请订货时咨询； 
外浮筒式：HG20592~20635-97 DN20 以上法兰，其他法兰标准（如 GB、JB/T、HGJ、ANSI、DIN 等）请用户在订货时注明； 
热夹套：DN15 PN1.0RF，其它规格请订货时注明； 
放大器分体安装式安装附件：安装支架组件 
电缆长度：3m / 10m。 
材质： 
浮筒：304；316； 
夹持体：碳钢；304；316；哈氏C合金； 
夹持体热夹套：304； 
外浮筒：碳钢；304；316； 
扭矩管：316L；哈氏 C 合金或 Inconel 600； 
接线盒：铝合金； 
对于适应酸性气体材质的选用，按 NACE 标准 MR-0175：夹持体：316L；扭矩管：哈氏C合金。 
六、变送器调试说明： 
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。 
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； 
七、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 
八、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。
九、使用注意事项： 
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。