中偉智能電動(dòng)浮筒液位計(jì)的使用說(shuō)明書(shū)

一、儀表概述： 
智能電動(dòng)浮筒液位計(jì)的電子部件以及傳感器等核心部件均為美國(guó)FOX*，產(chǎn)品即保持了原裝變送器的各種性能，又對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)、改進(jìn)了變送器的散熱性能、全面提升變送器的使用可靠性。變送器是基于阿基米德浮力原理設(shè)計(jì)的，可用來(lái)測(cè)量液位、界位或密度。具有測(cè)量穩(wěn)定性高，尤其適合小量程、高溫、高壓、低密度的液位（界位）測(cè)量場(chǎng)合，同時(shí)滿足介質(zhì)密度差較小的界位測(cè)量。變送器輸出標(biāo)準(zhǔn)二線制 4～20mADC 直流信號(hào)，并支持HART通信協(xié)議輸出?？墒褂肞C機(jī)軟件或使用與其兼容的 275、375等HART通信終端，方便地對(duì)變送器進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)、調(diào)試、監(jiān)控，也可通過(guò)變送器電子部件上的按鍵進(jìn)行相應(yīng)操作。 
二、結(jié)構(gòu)組成： 
液位計(jì)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： 
智能電動(dòng)浮筒液位計(jì)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。 
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。 
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。 
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、應(yīng)用范圍： 
智能電動(dòng)浮筒液位計(jì)具有測(cè)量精度高、性能可靠長(zhǎng)期穩(wěn)定性好、使用方便，廣泛適用于電力、石油、化工、冶金、環(huán)保、建筑、食品等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中的液位、界位測(cè)量與控制。 
五、主要功能： 
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。 
六、技術(shù)指標(biāo)： 
1、測(cè)量精度：±0.5%；±1.0%；±1.5%（FS）； 
2、靈 敏 度：0.05%； 
3、輸出信號(hào)：標(biāo)準(zhǔn)型：4～20mA.DC, 二線制；24V.DC供電 智能型：4～20mA，疊加符合HART協(xié)議的數(shù)字信號(hào)； 
4、負(fù)載電阻：額定250Ω，zui高600Ω， 負(fù)載電阻與供電電壓關(guān)系； 
5、出線口：M20×1.5（內(nèi)）； 
6、工作壓力：1.6～16.0MPa； 
7、介質(zhì)溫度：-20～150℃ ,150～400℃（帶散熱片）； 
8、介質(zhì)密度：0.4～2.0g/cm（測(cè)液位） ,密 度 差：≥0.15g/cm（測(cè)界面）； 
9、防爆型防爆等級(jí)：ExdIICT4-6、ExiaIICT4-6 ,防爆合格證號(hào)：8060710 ,外殼防護(hù)等級(jí)：IP66； 
10、環(huán)境條件：溫度，-20～60℃ ,濕度，≤85%； 
11、連接方式：法蘭連接，DN40 ,法蘭標(biāo)準(zhǔn)：PN1.6、2.5，平面，JB/T81-94 ,PN4.0～16.0,凸面，JB/T82.2-94 ,也可按用戶提供的規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)制造； 
12、材 質(zhì)：浮 筒：1Cr18Ni9Ti ,浮筒室及法蘭：Q23或1Cr18Ni9Ti；  
七、調(diào)試說(shuō)明： 
1、變送器出廠前已按訂貨要求進(jìn)行了逐臺(tái)調(diào)試，但經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸顛簸或長(zhǎng)期庫(kù)存后，安裝使用前或設(shè)備大修時(shí)，需要對(duì)變送器的主要性能進(jìn)行檢查。 
2、標(biāo)牌上“介質(zhì)密度（差）"欄內(nèi)注明的范圍，是指該臺(tái)變送器可測(cè)密度在此范圍內(nèi)的任何液體。 
3、標(biāo)牌上“出廠調(diào)試密度（差）"欄內(nèi)所標(biāo)注的數(shù)據(jù)，是指用戶提供的數(shù)據(jù)，并按此密度（差）調(diào)試出廠。在實(shí)際使用中，如果被測(cè)介質(zhì)密度（差）有所改變，則應(yīng)按實(shí)際密度（差）進(jìn)行重新調(diào)試。 
八、調(diào)試所需設(shè)備： 
1、可調(diào)電源：0～30V.DC； 
2、毫安表：0～30mA.DC,±0.2%； 
3、負(fù)載電阻：250Ω，1只； 
4、二等標(biāo)準(zhǔn)砝碼：1kg,1套； 
5、刻度尺：1只； 
九、調(diào)試方法分掛重法和水標(biāo)法兩種： 
掛重法： 
液位調(diào)試： 
1、 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） 
2、將變送器水平固定在校驗(yàn)架上。 
1）零點(diǎn)調(diào)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(diào)整零位電位器，使輸出為4mA. 
2） 滿度調(diào)試（20mA） 
在托盤(pán)上放入同F(xiàn)2等值的砝碼（含托盤(pán)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。 
3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） 
4、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(pán)上放入同fo等值的砝碼（含托盤(pán)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(pán)上放入fm等值的砝碼，調(diào)量程電位器，使輸出為20mA. 
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 
2、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. 
3、滿度調(diào)試： 
打開(kāi)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。 
4、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=H?ρQ 
hm=H?ρz 
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(huà)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) 
十、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。 
十一、使用及注意事項(xiàng)： 
1.高溫介質(zhì)安裝注意： 
對(duì)某些高溫介質(zhì)應(yīng)用，必須注意限制環(huán)境溫度在允許范圍內(nèi)。如果用于高熱容量的濃縮介質(zhì)（如約 300℃飽和蒸汽），或夾持體帶有用熱油（約 300℃）加熱的熱夾套，直接作用在傳感器外殼和電子部件上的環(huán)境溫度不能超過(guò) 50℃。例如使用的工況場(chǎng)合允許的zui大極限溫度（傳感器外殼溫度 80℃，電子部件 65℃，LCD指示器 60℃）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.變送器安裝的位置應(yīng)避免陽(yáng)光直射傳感器和電子部件外殼。 
3.夾持體加裝熱夾套時(shí)，夾套內(nèi)原設(shè)計(jì)的zui大工作壓力為 2.5MPa。（特殊情況時(shí)訂貨說(shuō)明） 
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)爆炸危險(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。