中偉電動(dòng)浮筒液位變送器的使用說(shuō)明書

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(nèi)各種液體液位、分層界面或比重的連續(xù)測(cè)量。變送器按其功能的不同，可分為標(biāo)準(zhǔn)型和智能型兩種。型號(hào)分別為：標(biāo)準(zhǔn)型電動(dòng)浮筒液位變送器 型號(hào)：ZWTD-B；l智能型電動(dòng)浮筒液位變送器型號(hào)：ZWTD-Z。
1、ZW-TDB標(biāo)準(zhǔn)型電動(dòng)浮筒液位變送器，采用*稱重傳感技術(shù)，使測(cè)量系統(tǒng)具有測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定、抗過(guò)載偏心能力強(qiáng)等特性。 變送器將液位或界面或比重的變化連續(xù)的轉(zhuǎn)換為4～20mA.DC標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。同時(shí)，表頭指針以百分?jǐn)?shù)形式連續(xù)指示出被測(cè)參數(shù)的量值。輸出信號(hào)遠(yuǎn)傳至控制室，實(shí)現(xiàn)被測(cè)參數(shù)的遠(yuǎn)程顯示或?qū)に囘^(guò)程的控制。
2、ZW-TDZ智能型電動(dòng)浮筒液位變送器，采用*稱重傳感技術(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(hào)和疊加在此信號(hào)上符合HART通訊協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。因此，智能變送器具有對(duì)輸出特性進(jìn)行線化處理，監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程組態(tài)及遠(yuǎn)程診斷、調(diào)整等功能。智能變送器應(yīng)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(shè)備聯(lián)網(wǎng)使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字雙向通訊與工藝過(guò)程檢測(cè)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(nèi)液體液位、分層界面或比重的連續(xù)測(cè)量。
二、結(jié)構(gòu)組成：
電動(dòng)浮筒液位變送器由檢測(cè)、轉(zhuǎn)換和變送器三部分組成。檢測(cè)部分由浮筒、浮筒室、連桿組件等部分組成；轉(zhuǎn)換部分由杠桿系統(tǒng)、傳感器等組成；變送器部分由A/D、D/A轉(zhuǎn)換、微處理器及信號(hào)輸出電路等部分組成。

三、測(cè)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(dāng)于被測(cè)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(dāng)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)稱重傳感器測(cè)得浮筒浮力的大小，即可得到液面的高度。經(jīng)轉(zhuǎn)換，輸出與液位高度成比例的4～20mA.DC標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。遠(yuǎn)傳至控制室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程液位顯示或工藝流程的控制。
2、利用不同的計(jì)算方法，可以測(cè)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(shè)有密度及零點(diǎn)、量程調(diào)節(jié)電位器，以便對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)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(shè)備對(duì)智能變送器在現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)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(shè)置 用手操器調(diào)整或用變送器零點(diǎn)、滿度電位器調(diào)整；
3、讀取診斷信息 診斷信息有：參數(shù)設(shè)置太高、太低；超過(guò)測(cè)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(shè)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?jǐn)?shù)等信息。能實(shí)現(xiàn)使用范圍內(nèi)所有的HART指令。
五、主要技術(shù)參數(shù)：
測(cè)量范圍：300～3000mm(更大量程可定做)；
精度：液位測(cè)量±0.5％FS，界位測(cè)量±1％FS；
重復(fù)性：≤±0.25％FS；
死區(qū)：≤±0.2％FS；
電源：12～30VDC；
輸出信號(hào)：模擬量：4～20mADC；
數(shù)字量：按HART或FOXCOM通迅協(xié)議、現(xiàn)場(chǎng)總線FF通信協(xié)議；
液晶顯示：模擬量mA或液位、界位及百分?jǐn)?shù)范圍；
負(fù)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(dāng)電壓在規(guī)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(bào)警電流：當(dāng)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(bào)警電流，根據(jù)設(shè)定為3.8mA或22.8mA；
防護(hù)等級(jí)：IP65(NEMA 4X)；
防爆等級(jí)：本安型：ExiaIICT1~T4；
隔爆型：ExdIICT1~T6；
電氣接口：2個(gè)1/2－14NPT內(nèi)螺紋；
電纜直徑：6～12mm、
過(guò)程連接：
內(nèi)浮筒式：采用DIN或ANSI法蘭標(biāo)準(zhǔn)，法蘭通徑DN80或3＂以上，更小法蘭尺寸請(qǐng)訂貨時(shí)咨詢；
外浮筒式：HG20592~20635-97 DN20以上法蘭，其他法蘭標(biāo)準(zhǔn)(如GB、JB/T、HGJ、ANSI、DIN等)請(qǐng)用戶在訂貨時(shí)注明；
熱夾套：DN15 PN1.0RF，其它規(guī)格請(qǐng)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(zhǎng)度：3m / 10m/用戶長(zhǎng)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；
接線盒：鋁合金。

六、變送器調(diào)校：
1、調(diào)試前仔細(xì)檢查整機(jī)是否按要求正確安裝接線,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(hào)檢測(cè)。出廠時(shí)，產(chǎn)品已按訂貨要求進(jìn)行標(biāo)定，用戶在收到產(chǎn)品后，通常不必對(duì)測(cè)量范圍進(jìn)行標(biāo)定。但由于運(yùn)輸或搬運(yùn)過(guò)程中的振動(dòng)影響，投用時(shí)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)變送器的零位發(fā)生了相應(yīng)的變化，但儀表的線性不受影響，故儀表在安裝至現(xiàn)場(chǎng)后，在投入使用前只需將零位標(biāo)定至±0.50%左右即可(相對(duì)應(yīng)液位而言)。
變送器在現(xiàn)場(chǎng)按裝后進(jìn)行高低位設(shè)置校準(zhǔn)。當(dāng)浮筒容室內(nèi)液位變化時(shí)指示器讀數(shù)做相應(yīng)改變。
模擬輸出與參數(shù)的對(duì)應(yīng)如下：
低位設(shè)定：按0%鍵時(shí)間超過(guò)5秒，
LRV設(shè)定為4mA
高位設(shè)定：按100％鍵時(shí)間超過(guò)5秒
URV設(shè)定為20mA
阻尼設(shè)定：
在現(xiàn)場(chǎng)顯示時(shí)可調(diào)節(jié)阻尼時(shí)間，出廠時(shí)阻尼值為8秒，可在按鈕0——8秒之間調(diào)節(jié)。
按100％鍵少于3秒時(shí)顯示當(dāng)前阻尼值，繼續(xù)按住100％鍵逐步增加阻尼，待選定阻尼后快速按下，0％鍵確認(rèn)，通過(guò)HART協(xié)議校準(zhǔn)或FOXCOM協(xié)議校準(zhǔn)按相關(guān)用戶指南實(shí)施。

七、調(diào)試方法分掛重法和水標(biāo)法兩種：
1、掛重法：
液位調(diào)試：
▲ 浮力計(jì)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(zhǎng)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(yàn)架上，并按圖5接線。
1）零點(diǎn)調(diào)試（4mA）
在托盤上放入同浮筒重G等重的砝碼（含托盤重），調(diào)整零位電位器，使輸出為4mA.
2） 滿度調(diào)試（20mA）
在托盤上放入同F(xiàn)2等值的砝碼（含托盤重），調(diào)整量程電位器，使輸出為20mA.
按（1）、（2）兩步，反復(fù)調(diào)整幾次，直至滿意為止。
2、界面調(diào)試：
▲根據(jù)兩種介質(zhì)密度，分別計(jì)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(zhǎng)（量程）（cm）
ρQ-輕介質(zhì)密度（g/cm） ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）
▲ 根據(jù)FQ和FZ計(jì)算出調(diào)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(biāo)牌上標(biāo)出）
1）零點(diǎn)調(diào)試（4mA）
l 在托盤上放入同fo等值的砝碼（含托盤重），調(diào)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(xiàn)調(diào)不出4mA的現(xiàn)象。此時(shí)，將零點(diǎn)電位器按原來(lái)調(diào)整方向的相反方向旋轉(zhuǎn)10圈左右，使電位器基本處于中間位置，再調(diào)整密度電位器，使輸出為4mA左右。然后調(diào)整零位電位器，使輸出為4mA準(zhǔn)確值。
2）滿度調(diào)試
在托盤上放入fm等值的砝碼，調(diào)量程電位器，使輸出為20mA.
2、水校法：
1. 液位調(diào)試
▲介質(zhì)密度≤1g/cm3（水）時(shí)：
根據(jù)被測(cè)介質(zhì)密度和量程，
計(jì)算滿量程所對(duì)應(yīng)的水位高度h（mm）:
h=H·ρ
式中，H-浮筒長(zhǎng)度（量程）mm:
ρ-被測(cè)介質(zhì)密度，g/cm3
（1） 零點(diǎn)調(diào)試
排凈浮筒室內(nèi)的清水，調(diào)整零位電位器，使輸出為4mA.
（2） 滿度調(diào)試
打開進(jìn)水閥，向浮筒室內(nèi)注入清水，使水位升高等于h,立即關(guān)閉水閥，調(diào)整量程電位器，使輸出為20mA.
按（1）、（2）兩步，反復(fù)調(diào)整幾次，直至滿意為止。
▲ 介質(zhì)密度>1g/cm3（水）時(shí)：
當(dāng)被測(cè)介質(zhì)密度大于水的密度時(shí)，則取量程內(nèi)的任意一點(diǎn)做為滿度（上限）調(diào)試點(diǎn)。調(diào)試前，應(yīng)先計(jì)算出該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的水位高度和該點(diǎn)在量程內(nèi)所對(duì)應(yīng)的電流值。
例如：量程為1500mm,被測(cè)介質(zhì)密度為1.1g/cm3,取1300mm處為滿度（上限）調(diào)試點(diǎn)，則：
對(duì)應(yīng)水位高度應(yīng)為：h=1300×1.1=1430（mm）
該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流應(yīng)為：Ⅰ=4+1300/1500×16=17.87（mA）
計(jì)算結(jié)束后，調(diào)試方法如下：
1、零點(diǎn)調(diào)試
排凈浮筒室內(nèi)的清水，調(diào)整零位電位器,傳輸出為4mA。:
2、滿度調(diào)試
滿度調(diào)試則在水位為1430mm處調(diào)量程電位器，使輸出為17.87mA，反復(fù)幾次，直至滿意為止。
3、界面調(diào)試
▲ 兩種介質(zhì)密度均≤1g/cm3（水）時(shí)
l 根據(jù)兩種不同的介質(zhì)密度，分別計(jì)算出零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水位高度h0（mm）和滿度時(shí)所對(duì)應(yīng)的水位高度h（mm）
h0=HρQ
hm=Hρz
式中，H-量程（浮筒長(zhǎng)mm）
ρQ-輕介質(zhì)密度（g/cm）
ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）
l 計(jì)算出h0和hm后，以浮筒底面高度的刻度線為基準(zhǔn)，分別畫出h0和hm在刻度標(biāo)尺上的標(biāo)記
4、零點(diǎn)調(diào)試：
l 向浮筒室內(nèi)注入清水，使水位高度等于h0，關(guān)閉進(jìn)水閥，調(diào)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(xiàn)調(diào)不出4mA的現(xiàn)象。此時(shí)，將零位電位器按原來(lái)調(diào)整方向的相反方向旋轉(zhuǎn)10圈左右，使電位器基本處于中間位置，再調(diào)整密度電位器，使輸出為4mA左右，然后，再調(diào)整零位電位器，使輸出為4mA準(zhǔn)確值2）滿度調(diào)試
向浮筒室內(nèi)注入清水，使水位高度等于hm,關(guān)閉進(jìn)水閥，調(diào)量程電位器，使輸出為20mA。
按上述（1）、（2）兩步，反復(fù)調(diào)整幾次，直至滿意為止。
▲ 重介質(zhì)密度>1g/cm3（水）時(shí)
滿度的調(diào)整，可取高于零點(diǎn)調(diào)試水位h0的任意一點(diǎn)做為滿量程調(diào)試點(diǎn)，具體方法可參照水校法液位調(diào)試中“介質(zhì)密度>1g/cm3（水）"的調(diào)試方法。
5、測(cè)比重的調(diào)試方法：
 調(diào)試方法與測(cè)量界面基本相同，只是計(jì)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(jì)算。
6、線性度的調(diào)試方法：
變送器在出廠前線性度已調(diào)好，用戶一般不需檢查，只需根據(jù)工藝參數(shù)調(diào)好零點(diǎn)和滿度（上、下限）即可。如用戶要檢查線性度，可按下面公式計(jì)算配重，檢查量程內(nèi)任意一點(diǎn)的線性度。
1）測(cè)量液位時(shí)
任意位置（x%）砝碼重=G-π/4D·x%·H·ρ
2） 測(cè)量界面時(shí) 任意位置（x%）砝碼重=G-π/4D·H（x%·Δρ+ρQ）
3）測(cè)量比重時(shí)
計(jì)算公式與測(cè)液位公式基本相同，只是按不同比重值計(jì)算配重。
各式中：G-浮筒重（g）
H-浮筒長(zhǎng)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(zhǎng)度）的百分?jǐn)?shù)
八、測(cè)界面時(shí)零點(diǎn)遷移問(wèn)題：
測(cè)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(shù)，由它產(chǎn)生的附加電流也是一個(gè)學(xué)數(shù)，它對(duì)調(diào)好的量程無(wú)任何影響，只是導(dǎo)致零點(diǎn)略高于已調(diào)好的零點(diǎn)值（4mA）,這個(gè)附加電流值很小，若測(cè)量精度要求不高，就無(wú)須進(jìn)行零點(diǎn)遷移，若測(cè)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(nèi)全部充滿輕介質(zhì)（注意：一定使浮筒上端部件全部浸在輕介質(zhì)中），調(diào)整零點(diǎn)電位器，使電流輸出4mA即可。
2、在可觀察到的任一界面上，調(diào)整零位電位器，使輸出電流與該點(diǎn)界面對(duì)應(yīng)的電流值即可。上述二種調(diào)試方法，用戶可根據(jù)實(shí)際情況選用，也可采用其它方法。但請(qǐng)注意，無(wú)論采用什么方法進(jìn)行遷移，只能調(diào)整零位電位器。

九、安裝與使用注意事項(xiàng)：
安裝在容器頂部(內(nèi)浮筒頂裝式)
1、對(duì)內(nèi)浮筒式液位計(jì)，安裝時(shí)必須輕輕將內(nèi)浮筒放置進(jìn)容器中，并確認(rèn)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(yán)禁用力投擲內(nèi)浮筒，否則將可能導(dǎo)致傳感器損壞。
2、內(nèi)浮筒式變送器的掛鏈根據(jù)用戶的安裝高度或訂貨長(zhǎng)度提供，實(shí)際安裝時(shí)可對(duì)鏈條進(jìn)行裁剪，裁剪時(shí)將鏈條與掛鉤松開，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(yùn)行過(guò)程中鏈條不會(huì)從掛鉤脫落。
3、當(dāng)容器內(nèi)存在攪拌，或液位波動(dòng)比較大時(shí)，浮筒必須安裝在導(dǎo)向保護(hù)管內(nèi)，在管子頂部zui大液位處應(yīng)有排氣孔，以使管內(nèi)液位與容器液位一致。此外，必須注意內(nèi)浮筒與保護(hù)管間的間隙須大于10mm，否則間隙內(nèi)的液體表面張力將可能影響正常測(cè)量，尤其對(duì)于粘度較大及界位測(cè)量的產(chǎn)品更應(yīng)注意。
安裝在容器側(cè)面(外浮筒側(cè)裝式)
1、為保證產(chǎn)品正常運(yùn)行，安裝時(shí)必須確保液位計(jì)筒體垂直，以使液位上下變化時(shí)內(nèi)浮筒不與外浮筒產(chǎn)生摩擦，內(nèi)浮筒所受浮力僅與液位高度有關(guān)；
2、搬運(yùn)或安裝時(shí)，不許拋擲、跌落或敲擊液位計(jì)。轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，應(yīng)按廠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(shè)備原已有的外筒上，則出廠時(shí)可能不帶外筒，則必須保證浮筒與外筒間的內(nèi)部間隙為5～10mm。

4、對(duì)不同的介質(zhì)溫度，緊固件的要求如下：

5、對(duì)壓力高于300＃(5.0MPa)的產(chǎn)品，建議采用級(jí)高強(qiáng)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(cè)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(dāng)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，以確保沒有熱輻射傳遞到傳感器和放大器上。
2、安裝的位置應(yīng)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(shè)計(jì)壓力為2.5MPa。
4、儀表的內(nèi)外接地應(yīng)可靠牢固，防爆型產(chǎn)品的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照《中華人民共和國(guó)防爆危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全規(guī)程》試行的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。本安系統(tǒng)的敷設(shè)電纜，應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源，以免影響儀表正常運(yùn)行及防爆性能。當(dāng)應(yīng)用于0區(qū)時(shí)，必須使用防火花滲透的緊固件。