中偉電動(dòng)浮筒液位變送器的使用說(shuō)明書(shū)

一、儀表概述：
電動(dòng)浮筒液位變送器可廣泛適用于石油、化工、制藥等工業(yè)中常壓或帶壓容器內各種液體液位、分層界面或比重的連續測量。變送器按其功能的不同，可分為標準型和智能型兩種。型號分別為：標準型電動(dòng)浮筒液位變送器 型號：ZWTD-B；l智能型電動(dòng)浮筒液位變送器型號：ZWTD-Z。
1、ZW-TDB標準型電動(dòng)浮筒液位變送器，采用*稱(chēng)重傳感技術(shù)，使測量系統具有測量精度高、性能穩定、抗過(guò)載偏心能力強等特性。 變送器將液位或界面或比重的變化連續的轉換為4～20mA.DC標準電流信號輸出。同時(shí)，表頭指針以百分數形式連續指示出被測參數的量值。輸出信號遠傳至控制室，實(shí)現被測參數的遠程顯示或對工藝過(guò)程的控制。
2、ZW-TDZ智能型電動(dòng)浮筒液位變送器，采用*稱(chēng)重傳感技術(shù)，其傳感器和主要元器件選用進(jìn)口器件，變送器采用微處理技術(shù)，輸出4～20mA模擬信號和疊加在此信號上符合HART通訊協(xié)議的數字信號。因此，智能變送器具有對輸出特性進(jìn)行線(xiàn)化處理，監測、遠程組態(tài)及遠程診斷、調整等功能。智能變送器應配有手操編程器、全中文的便攜式PC-HART通訊器等，可與所有符合HART協(xié)議的設備聯(lián)網(wǎng)使用，實(shí)現數字雙向通訊與工藝過(guò)程檢測和控制。智能型變送器可廣泛用于石油、化工、煉化、制藥等工業(yè)中各種容器內液體液位、分層界面或比重的連續測量。
二、結構組成：
電動(dòng)浮筒液位變送器由檢測、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、測量原理：
電動(dòng)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(shí)，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(shí)，浮筒失去自重，支承點(diǎn)杠桿力發(fā)生變化，通過(guò)稱(chēng)重傳感器測得浮筒浮力的大小，即可得到液面的高度。經(jīng)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(shí)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(zhì)的界面高度或某些介質(zhì)的比重。變送器帶有0～100%指示表，0%為4mA，100%為20mA。
3、由于介質(zhì)密度的不同，會(huì )影響浮筒浮力的大小，因此，變送器設有密度及零點(diǎn)、量程調節電位器，以便對輸出信號進(jìn)行調整。

四、主要功能特點(diǎn)：
電動(dòng)浮筒液位變送器是利用手操編程器和符合HART通訊協(xié)議的其它設備對智能變送器在現場(chǎng)和遠程進(jìn)行如下操作：
1、讀取過(guò)程變量 如原始變量值、mA值、百分比范圍等；
2、零點(diǎn)、量程設置 用手操器調整或用變送器零點(diǎn)、滿(mǎn)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(guò)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(jìn)行通訊，在顯示屏上可讀取PV值、電流值、百分數等信息。能實(shí)現使用范圍內所有的HART指令。
五、主要技術(shù)參數：
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(xié)議、現場(chǎng)總線(xiàn)FF通信協(xié)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(shí))；
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(zhì)溫度：-196～＋400℃；
環(huán)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(shí)，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(shí)，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(gè)1/2－14NPT內螺紋；
電纜直徑：6～12mm、
過(guò)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(shí)咨詢(xún)；
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(hù)在訂貨時(shí)注明；
熱夾套：DN15 PN1.0RF，其它規格請訂貨時(shí)注明；
放大器分體安裝式安裝附件：安裝組件；
電纜長(cháng)度：3m / 10m/用戶(hù)長(cháng)度；
材質(zhì)：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(xiàn)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(xiàn),浮筒容室及相關(guān)扭力管組件不得有介質(zhì)泄漏。
2、輸出信號檢測。出廠(chǎng)時(shí)，產(chǎn)品已按訂貨要求進(jìn)行標定，用戶(hù)在收到產(chǎn)品后，通常不必對測量范圍進(jìn)行標定。但由于運輸或搬運過(guò)程中的振動(dòng)影響，投用時(shí)可能會(huì )發(fā)現變送器的零位發(fā)生了相應的變化，但儀表的線(xiàn)性不受影響，故儀表在安裝至現場(chǎng)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(chǎng)按裝后進(jìn)行高低位設置校準。當浮筒容室內液位變化時(shí)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(shí)間超過(guò)5秒，
LRV設定為4mA
高位設定：按100％鍵時(shí)間超過(guò)5秒
URV設定為20mA
阻尼設定：
在現場(chǎng)顯示時(shí)可調節阻尼時(shí)間，出廠(chǎng)時(shí)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(shí)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(guò)HART協(xié)議校準或FOXCOM協(xié)議校準按相關(guān)用戶(hù)指南實(shí)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(cháng)度（變送器量程）（cm）
ρ-介質(zhì)密度（g/cm3）
▲ 將變送器水平固定在校驗架上，并按圖5接線(xiàn)。
1）零點(diǎn)調試（4mA）
在托盤(pán)上放入同浮筒重G等重的砝碼（含托盤(pán)重），調整零位電位器，使輸出為4mA.
2） 滿(mǎn)度調試（20mA）
在托盤(pán)上放入同F2等值的砝碼（含托盤(pán)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(mǎn)意為止。
2、界面調試：
▲根據兩種介質(zhì)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(cháng)（量程）（cm）
ρQ-輕介質(zhì)密度（g/cm） ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）
▲ 根據FQ和FZ計算出調零掛重砝碼重量fo和滿(mǎn)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(diǎn)調試（4mA）
l 在托盤(pán)上放入同fo等值的砝碼（含托盤(pán)重），調零點(diǎn)電位器，傳輸出為4mA
l 若輕介質(zhì)密度ρQ高于訂貨時(shí)提供的密度0.1g/cm3以上時(shí)，則有可能會(huì )出現調不出4mA的現象。此時(shí)，將零點(diǎn)電位器按原來(lái)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(mǎn)度調試
在托盤(pán)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(zhì)密度≤1g/cm3（水）時(shí)：
根據被測介質(zhì)密度和量程，
計算滿(mǎn)量程所對應的水位高度h（mm）:
h=H·ρ
式中，H-浮筒長(cháng)度（量程）mm:
ρ-被測介質(zhì)密度，g/cm3
（1） 零點(diǎn)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(mǎn)度調試
打開(kāi)進(jìn)水閥，向浮筒室內注入清水，使水位升高等于h,立即關(guān)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(mǎn)意為止。
▲ 介質(zhì)密度>1g/cm3（水）時(shí)：
當被測介質(zhì)密度大于水的密度時(shí)，則取量程內的任意一點(diǎn)做為滿(mǎn)度（上限）調試點(diǎn)。調試前，應先計算出該點(diǎn)所對應的水位高度和該點(diǎn)在量程內所對應的電流值。
例如：量程為1500mm,被測介質(zhì)密度為1.1g/cm3,取1300mm處為滿(mǎn)度（上限）調試點(diǎn)，則：
對應水位高度應為：h=1300×1.1=1430（mm）
該點(diǎn)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(diǎn)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(mǎn)度調試
滿(mǎn)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(mǎn)意為止。
3、界面調試
▲ 兩種介質(zhì)密度均≤1g/cm3（水）時(shí)
l 根據兩種不同的介質(zhì)密度，分別計算出零點(diǎn)對應的水位高度h0（mm）和滿(mǎn)度時(shí)所對應的水位高度h（mm）
h0=HρQ
hm=Hρz
式中，H-量程（浮筒長(cháng)mm）
ρQ-輕介質(zhì)密度（g/cm）
ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）
l 計算出h0和hm后，以浮筒底面高度的刻度線(xiàn)為基準，分別畫(huà)出h0和hm在刻度標尺上的標記
4、零點(diǎn)調試：
l 向浮筒室內注入清水，使水位高度等于h0，關(guān)閉進(jìn)水閥，調整零位電位器，使輸出為4mA
l 若輕介質(zhì)的密度ρQ高于訂貨時(shí)所提供的密度0.1g/cm以上時(shí)，則有可能會(huì )出現調不出4mA的現象。此時(shí)，將零位電位器按原來(lái)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(mǎn)度調試
向浮筒室內注入清水，使水位高度等于hm,關(guān)閉進(jìn)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(mǎn)意為止。
▲ 重介質(zhì)密度>1g/cm3（水）時(shí)
滿(mǎn)度的調整，可取高于零點(diǎn)調試水位h0的任意一點(diǎn)做為滿(mǎn)量程調試點(diǎn)，具體方法可參照水校法液位調試中“介質(zhì)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(shí)，按同一介質(zhì)比重在zui大和zui小兩點(diǎn)來(lái)計算。
6、線(xiàn)性度的調試方法：
變送器在出廠(chǎng)前線(xiàn)性度已調好，用戶(hù)一般不需檢查，只需根據工藝參數調好零點(diǎn)和滿(mǎn)度（上、下限）即可。如用戶(hù)要檢查線(xiàn)性度，可按下面公式計算配重，檢查量程內任意一點(diǎn)的線(xiàn)性度。
1）測量液位時(shí)
任意位置（x%）砝碼重=G-π/4D·x%·H·ρ
2） 測量界面時(shí) 任意位置（x%）砝碼重=G-π/4D·H（x%·Δρ+ρQ）
3）測量比重時(shí)
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(cháng)度（cm）
ρ-介質(zhì)密度（g/cm）
Δρ-兩種介質(zhì)密度差，Δρ=ρz-ρQ
ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）
ρQ-輕介質(zhì)密度（g/cm）
x%-量程（浮筒長(cháng)度）的百分數
八、測界面時(shí)零點(diǎn)遷移問(wèn)題：
測界面時(shí)，浮筒上端各部件均浸在輕介質(zhì)中，因此，會(huì )產(chǎn)生一定的浮力，此浮力是一個(gè)常數，由它產(chǎn)生的附加電流也是一個(gè)學(xué)數，它對調好的量程無(wú)任何影響，只是導致零點(diǎn)略高于已調好的零點(diǎn)值（4mA）,這個(gè)附加電流值很小，若測量精度要求不高，就無(wú)須進(jìn)行零點(diǎn)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(mǎn)輕介質(zhì)（注意：一定使浮筒上端部件全部浸在輕介質(zhì)中），調整零點(diǎn)電位器，使電流輸出4mA即可。
2、在可觀(guān)察到的任一界面上，調整零位電位器，使輸出電流與該點(diǎn)界面對應的電流值即可。上述二種調試方法，用戶(hù)可根據實(shí)際情況選用，也可采用其它方法。但請注意，無(wú)論采用什么方法進(jìn)行遷移，只能調整零位電位器。

九、安裝與使用注意事項：
安裝在容器頂部(內浮筒頂裝式)
1、對內浮筒式液位計，安裝時(shí)必須輕輕將內浮筒放置進(jìn)容器中，并確認鏈條自然拉直，鏈條掛鎖與浮筒桿已可靠鎖緊，然后固定變送器主體。安裝時(shí)嚴禁用力投擲內浮筒，否則將可能導致傳感器損壞。
2、內浮筒式變送器的掛鏈根據用戶(hù)的安裝高度或訂貨長(cháng)度提供，實(shí)際安裝時(shí)可對鏈條進(jìn)行裁剪，裁剪時(shí)將鏈條與掛鉤松開(kāi)，將多余的鏈條剪掉，然后再掛進(jìn)掛鉤，確保掛鉤口閉合，產(chǎn)品運行過(guò)程中鏈條不會(huì )從掛鉤脫落。
3、當容器內存在攪拌，或液位波動(dòng)比較大時(shí)，浮筒必須安裝在導向保護管內，在管子頂部zui大液位處應有排氣孔，以使管內液位與容器液位一致。此外，必須注意內浮筒與保護管間的間隙須大于10mm，否則間隙內的液體表面張力將可能影響正常測量，尤其對于粘度較大及界位測量的產(chǎn)品更應注意。
安裝在容器側面(外浮筒側裝式)
1、為保證產(chǎn)品正常運行，安裝時(shí)必須確保液位計筒體垂直，以使液位上下變化時(shí)內浮筒不與外浮筒產(chǎn)生摩擦，內浮筒所受浮力僅與液位高度有關(guān)；
2、搬運或安裝時(shí)，不許拋擲、跌落或敲擊液位計。轉運時(shí)，應按廠(chǎng)方提供的包裝箱和包裝方式包裝；
3、如果產(chǎn)品用于安裝在設備原已有的外筒上，則出廠(chǎng)時(shí)可能不帶外筒，則必須保證浮筒與外筒間的內部間隙為5～10mm。

4、對不同的介質(zhì)溫度，緊固件的要求如下：

5、對壓力高于300＃(5.0MPa)的產(chǎn)品，建議采用級高強度或不銹鋼螺栓螺母。
使用：
1、高溫介質(zhì)安裝注意：
如果被測介質(zhì)溫度很高，以及帶有加熱夾套的夾持體用熱油進(jìn)行加熱時(shí)，必須注意直接作用在傳感器外殼和放大器的溫度不允許超過(guò)50℃。
當zui大允許溫度(溫度150℃，放大器85℃，LCD指示器70℃)超過(guò)時(shí)，所有輻射熱量的部件(夾持體、外筒、容器等)都必須進(jìn)行隔熱，以確保沒(méi)有熱輻射傳遞到傳感器和放大器上。
2、安裝的位置應避免陽(yáng)光直射向傳感器和放大器外殼。
3、 夾持體加熱夾套zui大設計壓力為2.5MPa。
4、儀表的內外接地應可靠牢固，防爆型產(chǎn)品的安裝應嚴格按照《中華人民共和國防爆危險場(chǎng)所電氣安全規程》試行的有關(guān)規定進(jìn)行。本安系統的敷設電纜，應遠離干擾源，以免影響儀表正常運行及防爆性能。當應用于0區時(shí)，必須使用防火花滲透的緊固件。