中偉智能型電動浮筒液位變送器的使用說明書

一、儀表概述： 
智能型電動浮筒液位變送器采用*稱重傳感技術，其傳感器和主要元器件選用進口器件，變送器采用微處理技術，輸出4～20mA模擬信號和疊加在此信號上符合HART通訊協議的數字信號。因此，智能變送器具有對輸出特性進行線化處理，監測、遠程組態及遠程診斷、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協議的設備聯網使用，實現數字雙向通訊與工藝過程檢測和控制。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、結構與測量原理： 
智能型電動浮筒液位變送器與由浮筒測量容室（頂裝 式無）、浮筒、扭力管系統及電子測量系統等組成。
浮筒浸沒在測量容室內的液體中，與扭力管系統剛性連接，扭力管系統承受的力是浮筒自重減去浮筒所受的浮力的凈值，在這種合力作用下的扭力管扭轉一定角度。浮筒容室內液體的位置、密度或界位高低的變化引起浸沒在液體中的浮筒受到的浮力變化，從而使扭管轉角也隨之變化。該變化被傳遞到與扭力管剛性連接的傳感器上，使傳感器輸出電壓發生變化，繼而被電子部件放大并轉換為 4～20mA 電流輸出。
變送器采用微控制器與相關的電子線路測量過程變量，提供電流輸出，驅動 LCD 顯示及提供 HART 通信能力。變送器內的電子部件不僅可以對環境溫度補償和線性化處理能力，同時對由于過程溫度變化而引起的液體密度變化進行相應補償。 
三、適用范圍： 
智能型電動浮筒液位變送器具有測量精度高、性能可靠長期穩定性好、使用方便，廣泛適用于電力、石油、化工、冶金、環保、建筑、食品等行業的生產過程中的液位、界位測量與控制。 
四、主要性能： 
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、技術指標： 
測量范圍：200～4000mm（更大量程可定做）； 
精度：液位測量±0.5％FS，界位測量±0.5％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：HART 1200 波特移頻鍵控（FSK）； 
液晶顯示：模擬量 mA 或液位、界位及百分數范圍； 
負載電阻：650Ω（24VDC 供電時）； 
密度范圍：50<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～＋420℃； 
環境溫度：-40～＋70℃； 
工作條件的影響： 
供電影響：當電壓在規定的電壓zui小值與zui大值之間變化時，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； 
報警電流為 3.8mA 或 22.8mA； 
防護等級：IP65（NEMA 4X）； 
防爆等級：本安型：ExiaIICT1-T6； 
隔爆型：ExdIICT1~T6 
電氣接口：2 個 1/2NPT 內螺紋； 
電纜直徑：8～12mm； 
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：安裝支架組件 
電纜長度：3m / 10m。 
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； 
扭矩管：316L；哈氏 C 合金或 Inconel 600； 
接線盒：鋁合金； 
對于適應酸性氣體材質的選用，按 NACE 標準 MR-0175：夾持體：316L；扭矩管：哈氏C合金。 
六、變送器調試說明： 
1、變送器出廠前已按訂貨要求進行了逐臺調試，但經長途運輸顛簸或長期庫存后，安裝使用前或設備大修時，需要對變送器的主要性能進行檢查。 
2、標牌上“介質密度（差）"欄內注明的范圍，是指該臺變送器可測密度在此范圍內的任何液體。 
3、標牌上“出廠調試密度（差）"欄內所標注的數據，是指用戶提供的數據，并按此密度（差）調試出廠。在實際使用中，如果被測介質密度（差）有所改變，則應按實際密度（差）進行重新調試。 
調試所需設備： 
1、可調電源：0～30V.DC； 
2、毫安表：0～30mA.DC,±0.2%； 
3、負載電阻：250Ω，1只； 
4、二等標準砝碼：1kg,1套； 
5、刻度尺：1只； 
七、調試方法分掛重法和水標法兩種： 
掛重法： 
液位調試： 
1、 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） 
2、將變送器水平固定在校驗架上。 
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。 
3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） 
4、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. 
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 
2、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. 
3、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。 
4、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=H?ρQ 
hm=H?ρz 
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、使用注意事項： 
1、高溫介質安裝注意： 
對某些高溫介質應用，必須注意限制環境溫度在允許范圍內。如果用于高熱容量的濃縮介質（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境溫度不能超過 50℃。例如使用的工況場合允許的zui大極限溫度（傳感器外殼溫度 80℃，電子部件 65℃，LCD指示器 60℃）超過時，所有輻射熱量的部件（夾持體、外筒、容器等）都必須進行隔熱，以確保沒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避免陽光直射傳感器和電子部件外殼。 
3、夾持體加裝熱夾套時，夾套內原設計的zui大工作壓力為 2.5MPa。（特殊情況時訂貨說明） 
4、儀表的內外接地應可靠牢固，防爆型產品的安裝應嚴格按照《中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規程》試行的有關規定進行。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，必須使用防火花滲透的緊固件。