TDZ系列 智能電動浮筒液位變送器-浮筒式液位計

一、產(chǎn)品概述：

TDZ系列智能電動浮筒液位變送器是引進*，自行設(shè)計制造的高性能價格比產(chǎn)品。浮筒液位計是符合HART協(xié)議的智能型現(xiàn)場液位儀表。特點是在設(shè)計上采用微處理器與HART通訊電路，支持HART通訊協(xié)議的上位機軟件或275手操器進行雙向通訊，并具有對液位測量的輸出特性進行線性化處理，測量誤差補償，輸出信號延時，自診斷功能等等，實現(xiàn)智能化數(shù)字處理，并且與傳統(tǒng)的二線制4～20mA模擬信號兼容。本系列產(chǎn)品有本質(zhì)安全型和隔爆型，廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、電力、食品、造紙、醫(yī)藥等工業(yè)生產(chǎn)過程檢測控制系統(tǒng)。

二、結(jié)構(gòu)組成：

TDZ系列智能電動浮筒液位變送器由檢測、轉(zhuǎn)換和變送器三部分組成。檢測部分由浮筒、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、微處理器及信號輸出電路等部分組成。

三、工作原理：

TDZ系列智能電動浮筒液位變送器是借助于阿基米德定律及力平衡原理而工作的。相當(dāng)于被測液面高度的浮筒懸掛在下杠桿端部，液位上升時，浮筒沉浸在液體中，并受到阿基米德定律向上的浮力作用。

1、當(dāng)液位上升時，浮筒失去自重，支承點杠桿力發(fā)生變化，通過稱重傳感器測得浮筒浮力的大小，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。遠傳至控制室，實現(xiàn)遠程液位顯示或工藝流程的控制。

2、利用不同的計算方法，可以測出兩種不同介質(zhì)的界面高度或某些介質(zhì)的比重。變送器帶有0～指示表，0%為4mA，為20mA。

3、由于介質(zhì)密度的不同，會影響浮筒浮力的大小，因此，變送器設(shè)有密度及零點、量程調(diào)節(jié)電位器，以便對輸出信號進行調(diào)整。

四、主要特點：

利用手操編程器和符合HART通訊協(xié)議的其它設(shè)備對智能變送器在現(xiàn)場和遠程進行如下操作：

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(shè)置

用手操器調(diào)整或用變送器零點、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(shè)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(shù)等信息。能實現(xiàn)使用范圍內(nèi)所有的HART指令。

五、技術(shù)參數(shù)：

測量范圍：300～3000mm(更大量程可定做)；

精度：液位測量±0.5％FS，界位測量±1％FS；

重復(fù)性：≤±0.25％FS；

死區(qū)：≤±0.2％FS；

電源：12～30VDC；

輸出信號：模擬量：4～20mADC；

數(shù)字量：按HART或FOXCOM通迅協(xié)議、現(xiàn)場總線FF通信協(xié)議；

液晶顯示：模擬量mA或液位、界位及百分數(shù)范圍；

負載電阻：700Ω(24VDC供電時)；

密度范圍：100<ρ<2000 kg/m3；

zui小密度差：0.05 g／cm3；

工作壓力：2.5～32.0MPa；

介質(zhì)溫度：-196～＋400℃；

環(huán)境溫度：-40～＋70℃。

工作條件的影響：

供電影響：當(dāng)電壓在規(guī)定電壓的zui小值與zui大值間變化時，輸出變化≤±0.2％FS；

溫度影響：≤0.1％/10℃；

報警電流：當(dāng)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，根據(jù)設(shè)定為3.8mA或22.8mA；

防護等級：IP65(NEMA 4X)；

防爆等級：本安型：ExiaIICT1~T4；

隔爆型：ExdIICT1~T6；

電氣接口：2個1/2－14NPT內(nèi)螺紋；

電纜直徑：6～12mm、

過程連接：

內(nèi)浮筒式：采用DIN或ANSI法蘭標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)(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(guī)格請訂貨時注明；

放大器分體安裝式安裝附件：安裝組件；

電纜長度：3m / 10m/用戶長度；

材質(zhì)：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；

扭力管：316L；Inconel 600、3J1、3J53、哈氏C合金；

接線盒：鋁合金。

六、變送器調(diào)校：

1、調(diào)試前仔細檢查整機是否按要求正確安裝接線,浮筒容室及相關(guān)扭力管組件不得有介質(zhì)泄漏。

2、輸出信號檢測。出廠時，產(chǎn)品已按訂貨要求進行標(biāo)定，用戶在收到產(chǎn)品后，通常不必對測量范圍進行標(biāo)定。但由于運輸或搬運過程中的振動影響，投用時可能會發(fā)現(xiàn)變送器的零位發(fā)生了相應(yīng)的變化，但儀表的線性不受影響，故儀表在安裝至現(xiàn)場后，在投入使用前只需將零位標(biāo)定至±0.50%左右即可(相對應(yīng)液位而言)。

變送器在現(xiàn)場按裝后進行高低位設(shè)置校準(zhǔn)。當(dāng)浮筒容室內(nèi)液位變化時指示器讀數(shù)做相應(yīng)改變。

模擬輸出與參數(shù)的對應(yīng)如下：

低位設(shè)定：按0%鍵時間超過5秒，

LRV設(shè)定為4mA

高位設(shè)定：按100％鍵時間超過5秒

URV設(shè)定為20mA

阻尼設(shè)定：

在現(xiàn)場顯示時可調(diào)節(jié)阻尼時間，出廠時阻尼值為8秒，可在按鈕0——8秒之間調(diào)節(jié)。

按100％鍵少于3秒時顯示當(dāng)前阻尼值，繼續(xù)按住100％鍵逐步增加阻尼，待選定阻尼后快速按下，0％鍵確認，通過HART協(xié)議校準(zhǔn)或FOXCOM協(xié)議校準(zhǔn)按相關(guān)用戶指南實施。

七、調(diào)試方法分掛重法和水標(biāo)法兩種：

1、掛重法：

液位調(diào)試：

▲ 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(zhì)密度（g/cm3）

▲ 將變送器水平固定在校驗架上，并按圖5接線。

1）零點調(diào)試（4mA）

在托盤上放入同浮筒重G等重的砝碼（含托盤重），調(diào)整零位電位器，使輸出為4mA.

2） 滿度調(diào)試（20mA）

在托盤上放入同F(xiàn)2等值的砝碼（含托盤重），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。

2、界面調(diào)試：

▲根據(jù)兩種介質(zhì)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(zhì)密度（g/cm） ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）

▲ 根據(jù)FQ和FZ計算出調(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）零點調(diào)試（4mA）

l 在托盤上放入同fo等值的砝碼（含托盤重），調(diào)零點電位器，傳輸出為4mA

l 若輕介質(zhì)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(xiàn)調(diào)不出4mA的現(xiàn)象。此時，將零點電位器按原來調(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

在托盤上放入fm等值的砝碼，調(diào)量程電位器，使輸出為20mA.

2、水校法：

1. 液位調(diào)試

▲介質(zhì)密度≤1g/cm3（水）時：

根據(jù)被測介質(zhì)密度和量程，

計算滿量程所對應(yīng)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(zhì)密度，g/cm3

（1） 零點調(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.

（2） 滿度調(diào)試

打開進水閥，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。

▲ 介質(zhì)密度>1g/cm3（水）時：

當(dāng)被測介質(zhì)密度大于水的密度時，則取量程內(nèi)的任意一點做為滿度（上限）調(diào)試點。調(diào)試前，應(yīng)先計算出該點所對應(yīng)的水位高度和該點在量程內(nèi)所對應(yīng)的電流值。

例如：量程為1500mm,被測介質(zhì)密度為1.1g/cm3,取1300mm處為滿度（上限）調(diào)試點，則：

對應(yīng)水位高度應(yīng)為：h=1300×1.1=1430（mm）

該點對應(yīng)的電流應(yīng)為：Ⅰ=4+1300/1500×16=17.87（mA）

計算結(jié)束后，調(diào)試方法如下：

1、零點調(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

l 根據(jù)兩種不同的介質(zhì)密度，分別計算出零點對應(yīng)的水位高度h0（mm）和滿度時所對應(yīng)的水位高度h（mm）

h0=HρQ

hm=Hρz

式中，H-量程（浮筒長mm）

ρQ-輕介質(zhì)密度（g/cm）

ρz-重介質(zhì)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(zhǔn)，分別畫出h0和hm在刻度標(biāo)尺上的標(biāo)記

4、零點調(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高于訂貨時所提供的密度0.1g/cm以上時，則有可能會出現(xiàn)調(diào)不出4mA的現(xiàn)象。此時，將零位電位器按原來調(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

滿度的調(diào)整，可取高于零點調(diào)試水位h0的任意一點做為滿量程調(diào)試點，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、測比重的調(diào)試方法：

 調(diào)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(zhì)比重在zui大和zui小兩點來計算。

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(nèi)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(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（浮筒長度）的百分數(shù)

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(zhì)中，因此，會產(chǎn)生一定的浮力，此浮力是一個常數(shù)，由它產(chǎn)生的附加電流也是一個學(xué)數(shù)，它對調(diào)好的量程無任何影響，只是導(dǎo)致零點略高于已調(diào)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(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，使輸出電流與該點界面對應(yīng)的電流值即可。上述二種調(diào)試方法，用戶可根據(jù)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(diào)整零位電位器。

九、安裝注意事項：

1、開箱時，要避免過大沖擊和振動

2、首先將杠桿端頭的壓板螺釘擰開，將浮筒掛鉤掛上，將上限位壓板裝好，再將表頭部保護支撐螺桿卸下即投入使用。

3、裝應(yīng)牢固可靠，浮筒室必須確保垂直，以防止浮筒與浮筒室內(nèi)壁相撞。

4、裝過程中，要防止變送器產(chǎn)生強烈振動或沖擊，特別對浮筒掛勾不得大幅度地擺動或拉壓，以免損壞傳感器，降低儀表精度。

5、對于易凝、易結(jié)晶、易沉淀及粘度較大的被測介質(zhì)應(yīng)選用帶保溫夾套式，現(xiàn)場應(yīng)備有蒸汽管線。

6、在現(xiàn)場，采用掛重法調(diào)試后的變送器接入裝置后，在調(diào)試中只要各參數(shù)計算準(zhǔn)確，則在量程內(nèi)電流的變化量（20mA-4mA=16mA）是不會變的。在使用中，若輸出電流值與實際測量值不符，則可能是在浮筒裝配過程中由于振動，垂直度等原因而導(dǎo)致零點改變。此時，可在任一測量值上調(diào)整零位電位器，使電流與該點測量值相符即可（此過程只能調(diào)整零位電位器）。

十、使用注意事項：

1、防爆型產(chǎn)品，安裝前應(yīng)檢查變送器的防爆等級、溫度組別及關(guān)聯(lián)設(shè)備與現(xiàn)場環(huán)境是否相符。

2、在調(diào)試和維修時，不得改變電路參數(shù)和結(jié)構(gòu)，不得改變元器件的規(guī)格、型號及參數(shù)

3、傳輸電纜與變送器引入裝置在連接處需加撓性保護管，變送器端子連接處應(yīng)加絕緣套管

4、變送器外殼必須良好接地

5、工作環(huán)境溫度zui高不得超過60℃；電器元件及導(dǎo)線等zui高溫度不得超過35℃

6、產(chǎn)品出廠時，在變送器關(guān)鍵部位做了涂紅標(biāo)記，標(biāo)記處請不要隨意扭動，以免影響變送器性能。如需要，請與本公司取得，及時妥善地處理

7、變送器接線

本安型接線框圖如圖7所示。布線時，應(yīng)盡量避免外界電磁干擾的影響，電纜分布參數(shù)應(yīng)控制在規(guī)定值內(nèi)。

8、安全柵的安裝使用和維護，應(yīng)遵守安全柵使用說明書。

9、防爆型變送器系統(tǒng)的安裝使用和維護，應(yīng)嚴格遵守中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程。

10、變送器存放時，應(yīng)存貯在通風(fēng)干燥的庫房內(nèi)，且不應(yīng)含有對變送器有腐蝕的物質(zhì)或氣體。

十一、選型編碼：

十二、設(shè)計選用及訂貨須知： 

1、注明液位計的規(guī)格、型號； 

2、測量范圍L； 

3、被測介質(zhì)及介質(zhì)的濕度,溫度； 

4、安裝距離L1的尺寸。 

5、為了能更好的為您提供服務(wù)，請您根據(jù)您的實際情況，參照選型說明（未盡事項，請來dian咨詢），慎重選擇適合您具體需求的產(chǎn)品。當(dāng)您了解您的需求和我們產(chǎn)品的基本屬性后，可根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)場情況正確選用儀表并按完整的產(chǎn)品規(guī)格代碼定貨。

6、按設(shè)計和使用要求未能選出適當(dāng)?shù)膬x表時，請?zhí)岢鰡栴}和要求，我們的專業(yè)人員將協(xié)助您選型或為您設(shè)計制造特殊的產(chǎn)品，請至少提供下列資料：工作壓力、工作溫度、介質(zhì)名稱、對材料的要求等。