智能型电动浮筒液位（界位）变送器的选型说明书
| 文件名称： | 智能型电动浮筒液位（界位）变送器的选型说明书 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 更新时间： | 2016.06.22 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 相关说明： | 一、简介说明： ZW-TDZ系列智能型电动浮筒液位（界位）变送器与美国FOX仪表有限公司合作设计、制造的带力管型式的智能电浮筒液位（界位）变送器。变送器的电子部件以及传感器等核心部件均为美国FOX原装进口，产品即保持了原装变送器的各种性能，又对产品结构进行优化升级、改进了变送器的散热性能、全面提升变送器的使用可靠性。变送器是基于阿基米德浮力原理设计的，可用来测量液位、界位或密度。具有测量稳定性高，尤其适合小量程、高温、高压、低密度的液位（界位）测量场合，同时满足介质密度差较小的界位测量。变送器输出标准二线制 4～20mADC 直流信号，并支持HART通信协议输出。可使用PC机软件或使用与其兼容的 275、375等HART通信终端，方便地对变送器进行远程组态、调试、监控，也可通过变送器电子部件上的按键进行相应操作。 二、结构组成与测量原理： ZW-TDZ系列智能型电动浮筒液位（界位）变送器与由浮筒测量容室（顶装 式无）、浮筒、扭力管系统及电子测量系统等组成。浮筒浸没在测量容室内的液体中，与扭力管系统刚性连接，扭力管系统承受的力是浮筒自重减去浮筒所受的浮力的净值，在这种合力作用下的扭力管扭转一定角度。浮筒容室内液体的位置、密度或界位高低的变化引起浸没在液体中的浮筒受到的浮力变化，从而使扭管转角也随之变化。该变化被传递到与扭力管刚性连接的传感器上，使传感器输出电压发生变化，继而被电子部件放大并转换为 4～20mA 电流输出。变送器采用微控制器与相关的电子线路测量过程变量，提供电流输出，驱动 LCD 显示及提供 HART 通信能力。变送器内的电子部件不仅可以对环境温度补偿和线性化处理能力，同时对由于过程温度变化而引起的液体密度变化进行相应补偿。 三、适用范围： ZW-TDZ系列智能型电动浮筒液位（界位）变送器提供5位大屏幕背光LCD液晶显示屏，可直观、清晰显示模拟量输出、PV过程变量及PV百分数显示，当变送器出现故障情况时可同时显示故障信息。具有测量精度高、性能可靠长期稳定性好、使用方便，广泛适用于电力、石油、化工、冶金、环保、建筑、食品等行业的生产过程中的液位、界位测量与控制。 四、主要性能： ZW-TDZ系列智能型电浮筒液位（界位）变送器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、主要技术参数： 测量范围：200～4000mm（更大量程可定做）； 精度：液位测量±0.5％FS，界位测量±0.5％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：HART 1200 波特移频键控（FSK）； 液晶显示：模拟量 mA 或液位、界位及百分数范围； 负载电阻：650Ω（24VDC 供电时）； 密度范围：50<ρ<2000 kg/m3； ***小密度差：0.05 g/cm3； 工作压力：2.5～32.0MPa； 介质温度：-196～＋420℃； 环境温度：-40～＋70℃； 工作条件的影响： 供电影响：当电压在规定的电压***小值与***大值之间变化时，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； 报警电流为 3.8mA 或 22.8mA； 防护等级：IP65（NEMA 4X）； 防爆等级：本安型：ExiaIICT1-T6； 隔爆型：ExdIICT1~T6 电气接口：2 个 1/2NPT 内螺纹； 电缆直径：8～12mm； 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：安装支架组件 电缆长度：3m / 10m。 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； 扭矩管：316L；哈氏 C 合金或 Inconel 600； 接线盒：铝合金； 对于适应酸性气体材质的选用，按 NACE 标准 MR-0175：夹持体：316L；扭矩管：哈氏C合金。 六、调试说明： 1、变送器出厂前已按订货要求进行了逐台调试，但经长途运输颠簸或长期库存后，安装使用前或设备大修时，需要对变送器的主要性能进行检查。 2、标牌上“介质密度（差）”栏内注明的范围，是指该台变送器可测密度在此范围内的任何液体。 3、标牌上“出厂调试密度（差）”栏内所标注的数据，是指用户提供的数据，并按此密度（差）调试出厂。在实际使用中，如果被测介质密度（差）有所改变，则应按实际密度（差）进行重新调试。 调试所需设备： 1、可调电源：0～30V.DC； 2、毫安表：0～30mA.DC,±0.2%； 3、负载电阻：250Ω，1只； 4、二等标准砝码：1kg,1套； 5、刻度尺：1只； 调试方法分挂重法和水标法两种： 电动浮筒液位变送器挂重法： 液位调试： 1、 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） 2、将变送器水平固定在校验架上。 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。 3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） 4、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. 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 2、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. 3、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。 4、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=H•ρQ hm=H•ρz 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***大和***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 七、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。 八、使用及注意事项： 1.高温介质安装注意： 对某些高温介质应用，须***注意限制环境温度在允许范围内。如果用于高热容量的浓缩介质（如约 300℃饱和蒸汽），或夹持体带有用热油（约 300℃）加热的热夹套，直接作用在传感器外壳和电子部件上的环境温度不能超过 50℃。例如使用的工况场合允许的***大极限温度（传感器外壳温度 80℃，电子部件 65℃，LCD指示器 60℃）超过时，所有辐射热量的部件（夹持体、外筒、容器等）都须***进行隔热，以确保没有热辐射传递到传感器和放大器上。 2.变送器安装的位置应避免阳光直射传感器和电子部件外壳。 3.夹持体加装热夹套时，夹套内原设计的***大工作压力为 2.5MPa。（特殊情况时订货说明） 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《中华人民共和国爆炸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，须***使用防火花渗透的紧固件。 九、选型表：
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