智能型電動浮筒液位（界位）變送器的選型說明書
| 文件名稱： | 智能型電動浮筒液位（界位）變送器的選型說明書 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 更新時間： | 2016.06.22 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| 相關(guān)說明： | 一、簡介說明： ZW-TDZ系列智能型電動浮筒液位（界位）變送器與美國FOX儀表有限公司合作設(shè)計、制造的帶力管型式的智能電浮筒液位（界位）變送器。變送器的電子部件以及傳感器等核心部件均為美國FOX原裝進(jìn)口，產(chǎn)品即保持了原裝變送器的各種性能，又對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化升級、改進(jìn)了變送器的散熱性能、全面提升變送器的使用可靠性。變送器是基于阿基米德浮力原理設(shè)計的，可用來測量液位、界位或密度。具有測量穩(wěn)定性高，尤其適合小量程、高溫、高壓、低密度的液位（界位）測量場合，同時滿足介質(zhì)密度差較小的界位測量。變送器輸出標(biāo)準(zhǔn)二線制 4～20mADC 直流信號，并支持HART通信協(xié)議輸出?？墒褂肞C機(jī)軟件或使用與其兼容的 275、375等HART通信終端，方便地對變送器進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)、調(diào)試、監(jiān)控，也可通過變送器電子部件上的按鍵進(jìn)行相應(yīng)操作。 二、結(jié)構(gòu)組成與測量原理： ZW-TDZ系列智能型電動浮筒液位（界位）變送器與由浮筒測量容室（頂裝 式無）、浮筒、扭力管系統(tǒng)及電子測量系統(tǒng)等組成。浮筒浸沒在測量容室內(nèi)的液體中，與扭力管系統(tǒng)剛性連接，扭力管系統(tǒng)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(zhuǎn)一定角度。浮筒容室內(nèi)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(zhuǎn)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(fā)生變化，繼而被電子部件放大并轉(zhuǎn)換為 4～20mA 電流輸出。變送器采用微控制器與相關(guān)的電子線路測量過程變量，提供電流輸出，驅(qū)動 LCD 顯示及提供 HART 通信能力。變送器內(nèi)的電子部件不僅可以對環(huán)境溫度補(bǔ)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(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償。 三、適用范圍： ZW-TDZ系列智能型電動浮筒液位（界位）變送器提供5位大屏幕背光LCD液晶顯示屏，可直觀、清晰顯示模擬量輸出、PV過程變量及PV百分?jǐn)?shù)顯示，當(dāng)變送器出現(xiàn)故障情況時可同時顯示故障信息。具有測量精度高、性能可靠長期穩(wěn)定性好、使用方便，廣泛適用于電力、石油、化工、冶金、環(huán)保、建筑、食品等行業(yè)的生產(chǎn)過程中的液位、界位測量與控制。 四、主要性能： ZW-TDZ系列智能型電浮筒液位（界位）變送器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(yuǎn)程進(jìn)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(diǎn)、量程設(shè)置 用手操器調(diào)整或用變送器零點(diǎn)、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(jìn)行通訊，在顯示屏上可讀取PV值、電流值、百分?jǐn)?shù)等信息。能實(shí)現(xiàn)使用范圍內(nèi)所有的HART指令。 五、主要技術(shù)參數(shù)： 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(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：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?jǐn)?shù)范圍； 負(fù)載電阻：650Ω（24VDC 供電時）； 密度范圍：50<ρ<2000 kg/m3； ***小密度差：0.05 g/cm3； 工作壓力：2.5～32.0MPa； 介質(zhì)溫度：-196～＋420℃； 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)定的電壓***小值與***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(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； 報警電流為 3.8mA 或 22.8mA； 防護(hù)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(nèi)螺紋； 電纜直徑：8～12mm； 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：安裝支架組件 電纜長度：3m / 10m。 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； 扭矩管：316L；哈氏 C 合金或 Inconel 600； 接線盒：鋁合金； 對于適應(yīng)酸性氣體材質(zhì)的選用，按 NACE 標(biāo)準(zhǔn) MR-0175：夾持體：316L；扭矩管：哈氏C合金。 六、調(diào)試說明： 1、變送器出廠前已按訂貨要求進(jìn)行了逐臺調(diào)試，但經(jīng)長途運(yùn)輸顛簸或長期庫存后，安裝使用前或設(shè)備大修時，需要對變送器的主要性能進(jìn)行檢查。 2、標(biāo)牌上“介質(zhì)密度（差）”欄內(nèi)注明的范圍，是指該臺變送器可測密度在此范圍內(nèi)的任何液體。 3、標(biāo)牌上“出廠調(diào)試密度（差）”欄內(nèi)所標(biāo)注的數(shù)據(jù)，是指用戶提供的數(shù)據(jù)，并按此密度（差）調(diào)試出廠。在實(shí)際使用中，如果被測介質(zhì)密度（差）有所改變，則應(yīng)按實(shí)際密度（差）進(jìn)行重新調(diào)試。 調(diào)試所需設(shè)備： 1、可調(diào)電源：0～30V.DC； 2、毫安表：0～30mA.DC,±0.2%； 3、負(fù)載電阻：250Ω，1只； 4、二等標(biāo)準(zhǔn)砝碼：1kg,1套； 5、刻度尺：1只； 調(diào)試方法分掛重法和水標(biāo)法兩種： 電動浮筒液位變送器掛重法： 液位調(diào)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(zhì)密度（g/cm3） 2、將變送器水平固定在校驗架上。 1）零點(diǎn)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。 3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） 4、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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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. 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 2、零點(diǎn)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. 3、滿度調(diào)試： 打開進(jìn)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。 4、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(diǎn)做為滿度（上限）調(diào)試點(diǎn)。調(diào)試前，應(yīng)先計算出該點(diǎn)所對應(yīng)的水位高度和該點(diǎn)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(diǎn)，則： 對應(yīng)水位高度應(yīng)為：h=1300×1.1=1430（mm） 該點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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=H?ρQ hm=H?ρz 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(diǎn)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)調(diào)試水位h0的任意一點(diǎn)做為滿量程調(diào)試點(diǎn)，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***大和***小兩點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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?jǐn)?shù) 七、測界面時零點(diǎn)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(diǎn)略高于已調(diào)好的零點(diǎn)值（4mA）,這個附加電流值很小，若測量精度要求不高，就無須進(jìn)行零點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(jìn)行遷移，只能調(diào)整零位電位器。 八、使用及注意事項： 1.高溫介質(zhì)安裝注意： 對某些高溫介質(zhì)應(yīng)用，須***注意限制環(huán)境溫度在允許范圍內(nèi)。如果用于高熱容量的濃縮介質(zhì)（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(huán)境溫度不能超過 50℃。例如使用的工況場合允許的***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）都須***進(jìn)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(yīng)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(nèi)原設(shè)計的***大工作壓力為 2.5MPa。（特殊情況時訂貨說明） 4.儀表的內(nèi)外接地應(yīng)可靠牢固，防爆型產(chǎn)品的安裝應(yīng)嚴(yán)格按照《中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規(guī)程》試行的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。本安系統(tǒng)的敷設(shè)電纜，應(yīng)遠(yuǎn)離干擾源，以免影響儀表正常運(yùn)行及防爆性能。當(dāng)應(yīng)用于 0 區(qū)時，須***使用防火花滲透的緊固件。 九、選型表：
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