TYCO-7800高溫高壓型智能電浮筒液位計(jì)變送器

　一、儀表概述：

　　電浮筒液位計(jì)采用先進(jìn)的稱重傳感技術(shù)，其傳感器和主要元器件選用進(jìn)口器件，變送器采用微處理技術(shù)，輸出4～20mA模擬信號(hào)和疊加在此信號(hào)上符合HART通訊協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。因此，智能變送器具有對(duì)輸出特性進(jìn)行線化處理，監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程組態(tài)及遠(yuǎn)程診斷、調(diào)整等功能。智能變送器應(yīng)配有手操編程器、全中文的便攜式PC-HART通訊器等，可與所有符合HART協(xié)議的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)使用，實(shí)現(xiàn)數(shù)字雙向通訊與工藝過程檢測(cè)和控制。智能型變送器可用于石油、化工、煉化、制藥等工業(yè)中各種容器內(nèi)液體液位、分層界面或比重的連續(xù)測(cè)量。

　　二、結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理：

　　電浮筒液位計(jì)與由浮筒測(cè)量容室（頂裝 式無）、浮筒、扭力管系統(tǒng)及電子測(cè)量系統(tǒng)等組成。

　　浮筒浸沒在測(cè)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(cè)量過程變量，提供電流輸出，驅(qū)動(dòng) 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(duì)環(huán)境溫度補(bǔ)償和線性化處理能力，同時(shí)對(duì)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、適用場(chǎng)合：

　　浮筒液位計(jì)具有測(cè)量精度高、性能可靠長(zhǎng)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(cè)量與控制。

　　四、性能特點(diǎn)：

　　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(cè)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、技術(shù)指標(biāo)：

　　測(cè)量范圍：200～4000mm（更大量程可定做）；

　　精度：液位測(cè)量±0.5％FS，界位測(cè)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(hào)：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(shí)）；

　　密度范圍：50<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～＋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zui小值與zui大值之間變化時(shí)，輸出變化≤±0.2％FS；

　　溫度影響：≤0.1％/10℃；

　　報(bào)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(shí)，變送器輸出故障；

　　報(bào)警電流為 3.8mA 或 22.8mA；

　　防護(hù)等級(jí)：IP65（NEMA 4X）；

　　防爆等級(jí)：本安型：ExiaIICT1-T6；

　　隔爆型：ExdIICT1~T6

　　電氣接口：2 個(gè) 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(qǐng)訂貨時(shí)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(qǐng)用戶在訂貨時(shí)注明；

　　熱夾套：DN15 PN1.0RF，其它規(guī)格請(qǐng)訂貨時(shí)注明；

　　放大器分體安裝式安裝附件：安裝支架組件

　　電纜長(zhǎng)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(duì)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、變送器調(diào)試說明：

　　1、變送器出廠前已按訂貨要求進(jìn)行了逐臺(tái)調(diào)試，但經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸顛簸或長(zhǎng)期庫存后，安裝使用前或設(shè)備大修時(shí)，需要對(duì)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(tái)變送器可測(cè)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(cè)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；

　　七、調(diào)試方法分掛重法和水標(biāo)法兩種：

　　掛重法：

　　液位調(diào)試：

　　1、 浮力計(jì)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(zhǎng)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(yàn)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(jì)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(zhǎng)（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(jì)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(shí)提供的密度0.1g/cm3以上時(shí)，則有可能會(huì)出現(xiàn)調(diào)不出4mA的現(xiàn)象。此時(shí)，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(shí)：根據(jù)被測(cè)介質(zhì)密度和量程，計(jì)算滿量程所對(duì)應(yīng)的水位高度h（mm）：h=H·ρ

　　式中，H-浮筒長(zhǎng)度（量程）mm:

　　ρ-被測(cè)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(shí)：

　　當(dāng)被測(cè)介質(zhì)密度大于水的密度時(shí)，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(jì)算出該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的水位高度和該點(diǎn)在量程內(nèi)所對(duì)應(yīng)的電流值。

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

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

　　該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流應(yīng)為：Ⅰ=4+1300/1500×16=17.87（mA）

　　計(jì)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(shí)

　　l 根據(jù)兩種不同的介質(zhì)密度，分別計(jì)算出零點(diǎn)對(duì)應(yīng)的水位高度h0（mm）和滿度時(shí)所對(duì)應(yīng)的水位高度h（mm）

　　h0=H?ρQ

　　hm=H?ρz

　　式中，H-量程（浮筒長(zhǎng)mm）

　　ρQ-輕介質(zhì)密度（g/cm）

　　ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）

　　l 計(jì)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(shí)所提供的密度0.1g/cm以上時(shí)，則有可能會(huì)出現(xiàn)調(diào)不出4mA的現(xiàn)象。此時(shí)，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(shí)

　　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(cè)比重的調(diào)試方法：

　　調(diào)試方法與測(cè)量界面基本相同，只是計(jì)算浮力差時(shí)，按同一介質(zhì)比重在zui大和zui小兩點(diǎn)來計(jì)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(jì)算配重，檢查量程內(nèi)任意一點(diǎn)的線性度。

　　1）測(cè)量液位時(shí)

　　任意位置（x%）砝碼重=G-π/4D·x%·H·ρ

　　2） 測(cè)量界面時(shí) 任意位置（x%）砝碼重=G-π/4D·H（x%·Δρ+ρQ）

　　3）測(cè)量比重時(shí)

　　計(jì)算公式與測(cè)液位公式基本相同，只是按不同比重值計(jì)算配重。

　　各式中：G-浮筒重（g）

　　H-浮筒長(zhǎng)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(zhǎng)度）的百分?jǐn)?shù)

　　八、測(cè)界面時(shí)零點(diǎn)遷移問題：

　　測(cè)界面時(shí)，浮筒上端各部件均浸在輕介質(zhì)中，因此，會(huì)產(chǎn)生一定的浮力，此浮力是一個(gè)常數(shù)，由它產(chǎn)生的附加電流也是一個(gè)學(xué)數(shù)，它對(duì)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(gè)附加電流值很小，若測(cè)量精度要求不高，就無須進(jìn)行零點(diǎn)遷移，若測(cè)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(duì)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(qǐng)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。

　　九、使用注意事項(xiàng)：

　　1、高溫介質(zhì)安裝注意：

　　對(duì)某些高溫介質(zhì)應(yīng)用，必須注意限制環(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(chǎng)合允許的zui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(shí)，所有輻射熱量的部件（夾持體、外筒、容器等）都必須進(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(shí)，夾套內(nèi)原設(shè)計(jì)的zui大工作壓力為 2.5MPa。（特殊情況時(shí)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《爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)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(shí)，必須使用防火花滲透的緊固件。

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