智能電動浮筒液位變送器

一、儀表簡介：

智能電動浮筒液位變送器是引進，自行設計制造的高性能價格比產品。FT系列浮筒液位計是符合HART協議的智能型現場液位儀表。特點是在設計上采用微處理器與HART通訊電路，支持HART通訊協議的上位機軟件或275手操器進行雙向通訊，并具有對液位測量的輸出特性進行線性化處理，測量誤差補償，輸出信號延時，自診斷功能等等，實現智能化數字處理，并且與傳統的二線制4～20mA模擬信號兼容。

本系列產品有本質安全型和隔爆型，廣泛應用于石油、化工、冶金、電力、食品、造紙、醫藥等工業生產過程檢測控制系統。

二、結構組成：

智能電動浮筒液位計由檢測、轉換和變送器三部分組成。檢測部分由浮筒、浮筒室、連桿組件等部分組成；轉換部分由杠桿系統、傳感器等組成；變送器部分由A/D、D/A轉換、微處理器及信號輸出電路等部分組成。

三、工作原理：

智能電動浮筒液位變送器是借助于阿基米德定律及力平衡原理而工作的。相當于被測液面高度的浮筒懸掛在下杠桿端部，液位上升時，浮筒沉浸在液體中，并受到阿基米德定律向上的浮力作用。

1、當液位上升時，浮筒失去自重，支承點杠桿力發生變化，通過稱重傳感器測得浮筒浮力的大小，即可得到液面的高度。經轉換，輸出與液位高度成比例的4～20mA.DC標準信號。遠傳至控制室，實現遠程液位顯示或工藝流程的控制。

2、利用不同的計算方法，可以測出兩種不同介質的界面高度或某些介質的比重。變送器帶有0～指示表，0%為4mA，為20mA。

3、由于介質密度的不同，會影響浮筒浮力的大小，因此，變送器設有密度及零點、量程調節電位器，以便對輸出信號進行調整。

四、優勢：

利用手操編程器和符合HART通訊協議的其它設備對智能變送器在現場和遠程進行如下操作：

1、讀取過程變量

如原始變量值、mA值、百分比范圍等。

2、零點、量程設置

用手操器調整或用變送器零點、滿度電位器調整。

3、讀取診斷信息

診斷信息有：參數設置太高、太低；超過測量范圍；4～20mA超出范圍等。

4、HART通訊指令

利用手操器或其它設備與智能變送器進行通訊，在顯示屏上可讀取PV值、電流值、百分數等信息。能實現使用范圍內所有的HART指令。

五、性能指標：

測量范圍：300～3000mm(更大量程可定做)；

精度：液位測量±0.5％FS，界位測量±1％FS；

重復性：≤±0.25％FS；

死區：≤±0.2％FS；

電源：12～30VDC；

輸出信號：模擬量：4～20mADC；

數字量：按HART或FOXCOM通迅協議、現場總線FF通信協議；

液晶顯示：模擬量mA或液位、界位及百分數范圍；

負載電阻：700Ω(24VDC供電時)；

密度范圍：100<ρ<2000 kg/m3；

zui小密度差：0.05 g／cm3；

工作壓力：2.5～32.0MPa；

介質溫度：-196～＋400℃；

環境溫度：-40～＋70℃。

工作條件的影響：

供電影響：當電壓在規定電壓的zui小值與zui大值間變化時，輸出變化≤±0.2％FS；

溫度影響：≤0.1％/10℃；

報警電流：當液位低于變送器量程下限10％或高于變送器量程上限10％時，變送器輸出故障報警電流，根據設定為3.8mA或22.8mA；

防護等級：IP65(NEMA 4X)；

防爆等級：本安型：ExiaIICT1~T4；

隔爆型：ExdIICT1~T6；

電氣接口：2個1/2－14NPT內螺紋；

電纜直徑：6～12mm、

過程連接：

內浮筒式：采用DIN或ANSI法蘭標準，法蘭通徑DN80或3＂以上，更小法蘭尺寸請訂貨時咨詢；

外浮筒式：HG20592~20635-97 DN20以上法蘭，其他法蘭標準(如GB、JB/T、HGJ、ANSI、DIN等)請用戶在訂貨時注明；

熱夾套：DN15 PN1.0RF，其它規格請訂貨時注明；

放大器分體安裝式安裝附件：安裝組件；

電纜長度：3m / 10m/用戶長度；

材質：浮筒：304；316；

夾持體：碳鋼；304；316；哈氏C合金；

夾持體熱夾套：304；

外浮筒：碳鋼；304；316；

扭力管：316L；Inconel 600、3J1、3J53、哈氏C合金；

接線盒：鋁合金。

六、變送器調校：

1、調試前仔細檢查整機是否按要求正確安裝接線,浮筒容室及相關扭力管組件不得有介質泄漏。

2、輸出信號檢測。出廠時，產品已按訂貨要求進行標定，用戶在收到產品后，通常不必對測量范圍進行標定。但由于運輸或搬運過程中的振動影響，投用時可能會發現變送器的零位發生了相應的變化，但儀表的線性不受影響，故儀表在安裝至現場后，在投入使用前只需將零位標定至±0.50%左右即可(相對應液位而言)。

變送器在現場按裝后進行高低位設置校準。當浮筒容室內液位變化時指示器讀數做相應改變。

模擬輸出與參數的對應如下：

低位設定：按0%鍵時間超過5秒，

LRV設定為4mA

高位設定：按100％鍵時間超過5秒

URV設定為20mA

阻尼設定：

在現場顯示時可調節阻尼時間，出廠時阻尼值為8秒，可在按鈕0——8秒之間調節。

按100％鍵少于3秒時顯示當前阻尼值，繼續按住100％鍵逐步增加阻尼，待選定阻尼后快速按下，0％鍵確認，通過HART協議校準或FOXCOM協議校準按相關用戶指南實施。

七、調試方法分掛重法和水標法兩種：

1、掛重法：

液位調試：

▲ 浮力計算：

l 浮筒浮力：F1=π/4·D·H·ρ

l 浮筒重G與浮力之差：F2=G-F1

式中：D-浮筒外徑（cm）;

H-浮筒長度（變送器量程）（cm）

ρ-介質密度（g/cm3）

▲ 將變送器水平固定在校驗架上，并按圖5接線。

1）零點調試（4mA）

在托盤上放入同浮筒重G等重的砝碼（含托盤重），調整零位電位器，使輸出為4mA.

2） 滿度調試（20mA）

在托盤上放入同F2等值的砝碼（含托盤重），調整量程電位器，使輸出為20mA.

按（1）、（2）兩步，反復調整幾次，直至滿意為止。

2、界面調試：

▲根據兩種介質密度，分別計算出輕重密度下的浮力FQ和Fz

FQ=π/4·D2·H·ρQ

FZ=π/4·D·H·ρz

式中：D-浮筒外徑（cm） H-浮筒長（量程）（cm）

ρQ-輕介質密度（g/cm） ρz-重介質密度（g/cm）

▲ 根據FQ和FZ計算出調零掛重砝碼重量fo和滿量程掛重砝碼重量fm。

fo=G-FQ

fm=G-FZ

式中：G-浮筒重量（標牌上標出）

1）零點調試（4mA）

l 在托盤上放入同fo等值的砝碼（含托盤重），調零點電位器，傳輸出為4mA

l 若輕介質密度ρQ高于訂貨時提供的密度0.1g/cm3以上時，則有可能會出現調不出4mA的現象。此時，將零點電位器按原來調整方向的相反方向旋轉10圈左右，使電位器基本處于中間位置，再調整密度電位器，使輸出為4mA左右。然后調整零位電位器，使輸出為4mA準確值。

2）滿度調試

在托盤上放入fm等值的砝碼，調量程電位器，使輸出為20mA.

2、水校法：

1. 液位調試

▲介質密度≤1g/cm3（水）時：

根據被測介質密度和量程，

計算滿量程所對應的水位高度h（mm）:

h=H·ρ

式中，H-浮筒長度（量程）mm:

ρ-被測介質密度，g/cm3

（1） 零點調試

排凈浮筒室內的清水，調整零位電位器，使輸出為4mA.

（2） 滿度調試

打開進水閥，向浮筒室內注入清水，使水位升高等于h,立即關閉水閥，調整量程電位器，使輸出為20mA.

按（1）、（2）兩步，反復調整幾次，直至滿意為止。

▲ 介質密度>1g/cm3（水）時：

當被測介質密度大于水的密度時，則取量程內的任意一點做為滿度（上限）調試點。調試前，應先計算出該點所對應的水位高度和該點在量程內所對應的電流值。

例如：量程為1500mm,被測介質密度為1.1g/cm3,取1300mm處為滿度（上限）調試點，則：

對應水位高度應為：h=1300×1.1=1430（mm）

該點對應的電流應為：Ⅰ=4+1300/1500×16=17.87（mA）

計算結束后，調試方法如下：

1、零點調試

排凈浮筒室內的清水，調整零位電位器,傳輸出為4mA。:

2、滿度調試

滿度調試則在水位為1430mm處調量程電位器，使輸出為17.87mA，反復幾次，直至滿意為止。

3、界面調試

▲ 兩種介質密度均≤1g/cm3（水）時

l 根據兩種不同的介質密度，分別計算出零點對應的水位高度h0（mm）和滿度時所對應的水位高度h（mm）

h0=HρQ

hm=Hρz

式中，H-量程（浮筒長mm）

ρQ-輕介質密度（g/cm）

ρz-重介質密度（g/cm）

l 計算出h0和hm后，以浮筒底面高度的刻度線為基準，分別畫出h0和hm在刻度標尺上的標記

4、零點調試：

l 向浮筒室內注入清水，使水位高度等于h0，關閉進水閥，調整零位電位器，使輸出為4mA

l 若輕介質的密度ρQ高于訂貨時所提供的密度0.1g/cm以上時，則有可能會出現調不出4mA的現象。此時，將零位電位器按原來調整方向的相反方向旋轉10圈左右，使電位器基本處于中間位置，再調整密度電位器，使輸出為4mA左右，然后，再調整零位電位器，使輸出為4mA準確值2）滿度調試

向浮筒室內注入清水，使水位高度等于hm,關閉進水閥，調量程電位器，使輸出為20mA。

按上述（1）、（2）兩步，反復調整幾次，直至滿意為止。

▲ 重介質密度>1g/cm3（水）時

滿度的調整，可取高于零點調試水位h0的任意一點做為滿量程調試點，具體方法可參照水校法液位調試中“介質密度>1g/cm3（水）"的調試方法。

5、測比重的調試方法：

 調試方法與測量界面基本相同，只是計算浮力差時，按同一介質比重在zui大和zui小兩點來計算。

6、線性度的調試方法：

變送器在出廠前線性度已調好，用戶一般不需檢查，只需根據工藝參數調好零點和滿度（上、下限）即可。如用戶要檢查線性度，可按下面公式計算配重，檢查量程內任意一點的線性度。

1）測量液位時

任意位置（x%）砝碼重=G-π/4D·x%·H·ρ

2） 測量界面時 任意位置（x%）砝碼重=G-π/4D·H（x%·Δρ+ρQ）

3）測量比重時

計算公式與測液位公式基本相同，只是按不同比重值計算配重。

各式中：G-浮筒重（g）

H-浮筒長度（cm）

ρ-介質密度（g/cm）

Δρ-兩種介質密度差，Δρ=ρz-ρQ

ρz-重介質密度（g/cm）

ρQ-輕介質密度（g/cm）

x%-量程（浮筒長度）的百分數

八、測界面時零點遷移問題：

測界面時，浮筒上端各部件均浸在輕介質中，因此，會產生一定的浮力，此浮力是一個常數，由它產生的附加電流也是一個學數，它對調好的量程無任何影響，只是導致零點略高于已調好的零點值（4mA）,這個附加電流值很小，若測量精度要求不高，就無須進行零點遷移，若測量精度要求較高，需將此附加電流遷移掉。

下面介紹二種遷移方法，供參考：

1、將浮筒室內全部充滿輕介質（注意：一定使浮筒上端部件全部浸在輕介質中），調整零點電位器，使電流輸出4mA即可。

2、在可觀察到的任一界面上，調整零位電位器，使輸出電流與該點界面對應的電流值即可。上述二種調試方法，用戶可根據實際情況選用，也可采用其它方法。但請注意，無論采用什么方法進行遷移，只能調整零位電位器。

九、安裝注意事項：

1、開箱時，要避免過大沖擊和振動

2、首先將杠桿端頭的壓板螺釘擰開，將浮筒掛鉤掛上，將上限位壓板裝好，再將表頭部保護支撐螺桿卸下即投入使用。

3、裝應牢固可靠，浮筒室必須確保垂直，以防止浮筒與浮筒室內壁相撞。

4、裝過程中，要防止變送器產生強烈振動或沖擊，特別對浮筒掛勾不得大幅度地擺動或拉壓，以免損壞傳感器，降低儀表精度。

5、對于易凝、易結晶、易沉淀及粘度較大的被測介質應選用帶保溫夾套式，現場應備有蒸汽管線。

6、在現場，采用掛重法調試后的變送器接入裝置后，在調試中只要各參數計算準確，則在量程內電流的變化量（20mA-4mA=16mA）是不會變的。在使用中，若輸出電流值與實際測量值不符，則可能是在浮筒裝配過程中由于振動，垂直度等原因而導致零點改變。此時，可在任一測量值上調整零位電位器，使電流與該點測量值相符即可（此過程只能調整零位電位器）。

十、使用注意事項：

1、防爆型產品，安裝前應檢查變送器的防爆等級、溫度組別及關聯設備與現場環境是否相符。

2、在調試和維修時，不得改變電路參數和結構，不得改變元器件的規格、型號及參數

3、傳輸電纜與變送器引入裝置在連接處需加撓性保護管，變送器端子連接處應加絕緣套管

4、變送器外殼必須良好接地

5、工作環境溫度zui高不得超過60℃；電器元件及導線等zui高溫度不得超過35℃

6、產品出廠時，在變送器關鍵部位做了涂紅標記，標記處請不要隨意扭動，以免影響變送器性能。如需要，請與本公司取得，及時妥善地處理

7、變送器接線

本安型接線框圖如圖7所示。布線時，應盡量避免外界電磁干擾的影響，電纜分布參數應控制在規定值內。

8、安全柵的安裝使用和維護，應遵守安全柵使用說明書。

9、防爆型變送器系統的安裝使用和維護，應嚴格遵守中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規程。

10、變送器存放時，應存貯在通風干燥的庫房內，且不應含有對變送器有腐蝕的物質或氣體。

十一、選型表：

十二、訂貨須知：

1、注明液位計的規格、型號； 

2、測量范圍L； 

3、被測介質及介質的濕度,溫度； 

4、安裝距離L1的尺寸。

售后服務：

1、從合同簽訂之日起，公司對所提供的產品提供免費保養及維護服務,承諾終生維修服務。

2、公司將定期與客戶交流，了解產品的使用情況，并解決客戶使用過程中產生的問題。

3、保修期內出現人為的損壞，我公司負責進行維修，并收取由此產生的維修費用。

4、產品出現質量問題或對產品不滿意，用戶可以無條件的選擇退換貨，公司不收取任何的手續費，出現質量問題，承擔來回的運費。