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电动浮筒液位计

更新时间:2020-01-19

简要描述:

电动浮筒液位计是根据阿基米德浮力原理设计的,用于测量液体的液位、界位和密度。具有测量稳定性高,尤其是适合小量程、高温、高压、低密度的液位/界位测量场合,能满足介质密度差很小的界位测量。变送器可通过HART 通讯协议,使用PC 机或通用手持终端器,方便地对变送器进行远程组态和管理(监测),也可用常规的本机按键进行操作。

液位仪表>>ZW-TDZ/B电动浮筒液位(变送器)计


一、仪表简介:
电动浮筒液位计可用来测量液位、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:
电浮筒液位计由检测、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:
电动浮筒液位计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0~100%指示表,0%为4mA,100%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、独特优势:
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/用户指定长度;
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,绝对不许抛掷、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:

主体材质

被测介质温度范围

柱头螺栓

螺母

碳钢

-10~+350℃

A2-70≤M30

A2-50≤M30

A2-70≤M20

A2-50≤M20

碳钢

-10~+500℃

316L

-10~+400℃

316L

-60~+400℃

A2-70

5、对压力高于300(5.0MPa)的产品,建议采用专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85LCD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。

十、选型型谱:

型号

      

   

ZW-TDZ/B

 

电浮筒液位计(中伟测控)

 

1

 

测量液位

2

 

测量界面

3

 

测量密度

 

0

 

外浮筒侧底安装形式

1

 

外浮筒侧侧安装形式

2

 

外浮筒顶底安装形式

3

 

外浮筒顶侧安装形式

4

 

外浮筒顶置安装形式

 

A

 

公称压力:2.5MPa

B

 

公称压力:6.3MPa

C

 

公称压力:10.0MPa

 

D

 

被测介质温度:≤100

F

 

被测介质温度:≤400

 

E

 

接液材质:碳钢

G

 

接液材质:不锈钢

 

i

 

防爆形式:本质安全型

d

 

防爆形式:隔爆型

 

R

右侧式安装表头

L

左侧式安装表头

量程

1

2

3

4

5

6

7

8

L

300

500

800

1200

1600

2000

2500

3000

非标准

附加编码

M

螺纹接口伴热式ZG1/2(内)

H

法栏接口伴热式DN15,PN2.5

十一、订货须知:

1、注明液位计的规格、型号; 
2、测量范围L; 
3、被测介质及介质的湿度,温度; 
4、安装距离L1的尺寸。

售后服务:
1、从合同签订之日起,我中伟公司对所提供的产品提供免费保养及维护服务,承诺终生维修服务;
2、江苏中伟测控仪表有限公司的将定期与客户,了解产品的使用情况,并解决客户使用过程中产生的问题,无偿提供;
3、保修期内出现人为的损坏,我公司负责进行维修,并收取由此产生的维修费用;
4、产品出现质量问题或对产品不满意,用户可以无条件的选择退换货,中伟测控不收取任何的手续费,出现质量问题,承担来回的运费。

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