电动浮筒液位变送器

一、仪表概述：
电动浮筒液位变送器可广泛适用于石油、化工、制药等工业中常压或带压容器内各种液体液位、分层界面或比重的连续测量。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：标准型电动浮筒液位变送器 型号：ZWTD-B；l智能型电动浮筒液位变送器型号：ZWTD-Z。
1、ZW-TDB标准型电动浮筒液位变送器，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智能型电动浮筒液位变送器，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优质器件，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、结构组成：
电动浮筒液位变送器由检测、转换和变送器三部分组成。检测部分由浮筒、浮筒室、连杆组件等部分组成；转换部分由杠杆系统、传感器等组成；变送器部分由A/D、D/A转换、微处理器及信号输出电路等部分组成。

三、测量原理：
电动浮筒液位变送器是借助于阿基米德定律及力平衡原理而工作的。相当于被测液面高度的浮筒悬挂在下杠杆端部，液位上升时，浮筒沉浸在液体中，并受到阿基米德定律向上的浮力作用。
1、当液位上升时，浮筒失去自重，支承点杠杆力发生变化，通过称重传感器测得浮筒浮力的大小，即可得到液面的高度。经转换，输出与液位高度成比例的4～20mA.DC标准信号。远传至控制室，实现远程液位显示或工艺流程的控制。
2、利用不同的计算方法，可以测出两种不同介质的界面高度或某些介质的比重。变送器带有0～指示表，0%为4mA，为20mA。
3、由于介质密度的不同，会影响浮筒浮力的大小，因此，变送器设有密度及零点、量程调节电位器，以便对输出信号进行调整。

四、功能特点：
它是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：
测量范围：300～3000mm(更大量程可定做)；
精度：液位测量±0.5％FS，界位测量±1％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：按HART或FOXCOM通迅协议、现场总线FF通信协议；
液晶显示：模拟量mA或液位、界位及百分数范围；
负载电阻：700Ω(24VDC供电时)；
密度范围：100<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～＋400℃；
环境温度：-40～＋70℃。
工作条件的影响：
供电影响：当电压在规定电压的zui小值与zui大值间变化时，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，根据设定为3.8mA或22.8mA；
防护等级：IP65(NEMA 4X)；
防爆等级：本安型：ExiaIICT1~T4；
隔爆型：ExdIICT1~T6；
电气接口：2个1/2－14NPT内螺纹；
电缆直径：6～12mm、
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：安装组件；
电缆长度：3m / 10m/用户长度；
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；
扭力管：316L；Inconel 600、3J1、3J53、哈氏C合金；
接线盒：铝合金。

六、变送器调校：
1、调试前仔细检查整机是否按要求正确安装接线,浮筒容室及相关扭力管组件不得有介质泄漏。
2、输出信号检测。出厂时，产品已按订货要求进行标定，用户在收到产品后，通常不必对测量范围进行标定。但由于运输或搬运过程中的振动影响，投用时可能会发现变送器的零位发生了相应的变化，但仪表的线性不受影响，故仪表在安装至现场后，在投入使用前只需将零位标定至±0.50%左右即可(相对应液位而言)。
变送器在现场按装后进行高低位设置校准。当浮筒容室内液位变化时指示器读数做相应改变。
模拟输出与参数的对应如下：
低位设定：按0%键时间超过5秒，
LRV设定为4mA
高位设定：按100％键时间超过5秒
URV设定为20mA
阻尼设定：
在现场显示时可调节阻尼时间，出厂时阻尼值为8秒，可在按钮0——8秒之间调节。
按100％键少于3秒时显示当前阻尼值，继续按住100％键逐步增加阻尼，待选定阻尼后快速按下，0％键确认，通过HART协议校准或FOXCOM协议校准按相关用户指南实施。

七、调试方法分挂重法和水标法两种：
1、挂重法：
液位调试：
▲ 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）
▲ 将变送器水平固定在校验架上，并按图5接线。
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。
2、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）
▲ 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.
2、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
（1） 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.
（2） 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。
▲ 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=HρQ
hm=Hρz
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、安装与使用注意事项：
安装在容器顶部(内浮筒顶装式)
1、对内浮筒式液位计，安装时必须轻轻将内浮筒放置进容器中，并确认链条自然拉直，链条挂锁与浮筒杆已可靠锁紧，然后固定变送器主体。安装时严禁用力投掷内浮筒，否则将可能导致传感器损坏。
2、内浮筒式变送器的挂链根据用户的安装高度或订货长度提供，实际安装时可对链条进行裁剪，裁剪时将链条与挂钩松开，将多余的链条剪掉，然后再挂进挂钩，确保挂钩口闭合，产品运行过程中链条不会从挂钩脱落。
3、当容器内存在搅拌，或液位波动比较大时，浮筒必须安装在导向保护管内，在管子顶部zui大液位处应有排气孔，以使管内液位与容器液位*。此外，必须注意内浮筒与保护管间的间隙须大于10mm，否则间隙内的液体表面张力将可能影响正常测量，尤其对于粘度较大及界位测量的产品更应注意。
安装在容器侧面(外浮筒侧装式)
1、为保证产品正常运行，安装时必须确保液位计筒体垂直，以使液位上下变化时内浮筒不与外浮筒产生摩擦，内浮筒所受浮力仅与液位高度有关；
2、搬运或安装时，不许抛掷、跌落或敲击液位计。转运时，应按厂方提供的包装箱和包装方式包装；
3、如果产品用于安装在设备原已有的外筒上，则出厂时可能不带外筒，则必须保证浮筒与外筒间的内部间隙为5～10mm。

4、对不同的介质温度，紧固件的要求如下：

5、对压力高于300＃(5.0MPa)的产品，建议采用级高强度或不锈钢螺栓螺母。
使用：
1、高温介质安装注意：
如果被测介质温度很高，以及带有加热夹套的夹持体用热油进行加热时，必须注意直接作用在传感器外壳和放大器的温度不允许超过50℃。
当zui大允许温度(温度150℃，放大器85℃，LCD指示器70℃)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、安装的位置应避免阳光直射向传感器和放大器外壳。
3、 夹持体加热夹套zui大设计压力为2.5MPa。
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《中华人民共和国防爆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。

质保期内所提供服务：

1、我们保证为货物提供为期1年的保修，保修时间从验收签字起计算。在质保期内我方将严格遵守中华人民共和国的相关法律和法规对货物提供“三包"等售后服务,除非合同另行规定。

2、在保修期内由我方设备出现的故障，我方将在持续不断48小时内响应，接到通知后3个工作日之内到现场服务，并必须连续进行维修，直至故障*排除，设备*恢复正常为止。在修理之后，我方将故障成因、补救措施、完成修理及恢复正常的时间和日期等报告给业主，报告一式两份。

3、我们在国内设有（或委托）*性常驻维修机构处理所有维修服务，并配有专职的、具有三年以上相应工作经验的技术人员。在委托国内*性常驻维修机构承担维修服务时，我们将提供具有法律效力的相关证明文件。

4、在保修期结束时，须由专业工程师对设备进行另一次测试，任何缺陷(非人为因素)由我方负责修理。

5、中伟测控“靠科技创，以质量立信誉，凭服务赢市场"为经营宗旨。携手中伟测控，共创美好未来！