电浮筒液位变送器的产品说明书

一、仪表简介：
电浮筒液位变送器可用来测量液位、界位和密度，既可输出4-20mA的标准信号，又可以提供与之对应的HART通讯协议输出，方便的手持通讯器可以在仪表输出的任意一点对仪表进行组态调试，仪表采用大屏幕LCD显示屏，用以显示过程变量和组态的数据，给仪表标定提供了方便。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、工作原理：
电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、*优势：
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、性能指标：
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