智能型浮筒液位计

一、仪表概述：
智能型浮筒液位计可广泛适用于石油、化工、制药等工业中常压或带压容器内各种液体液位、分层界面或比重的连续测量。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*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*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：
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、测量原理：
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～指示表，0%为4mA，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、性能特点：
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、技术指标：
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。

主要技术参数：       

1、精度等级：0.5％、1.0％；

2、输入信号：液位、界位或密度的变化；

3、输出信号：模拟量4－20mADC；数字量：HART1200波特移频键控（FSK）

4、负载能力：350Ω（48VDC供电时可为15Ω）；

5、测量范围：300、500、800、1200、1600、2500、3000mm（也可根据用户要求制作）；

6、介质比重：0.4－1.4（介质比重差＞0.2）；

7、工作压力：1.6、2.5、4.0、6.4、10.0、16.0MPa；

      工作温度：DLC3000系列数字式液位控制     -40—+70，  浮筒液位传感器及外筒-110——+400 （对于用户的特殊要求，可协商解决。）

8、供电电源：24VDC；

9、功率：0.5W；

10、防护等级：IP66；隔爆型：ExdIICT6；本质安全型：ExiaIICT6。

11、连接法兰标准：可参照外形图及安装尺寸图用户如需配其它法兰如：GB、SH、HGJ、ANSI等标准请在订货中说明，如有特殊要求可协商解决；

材质选择: 用户在选择接液部分材质和内外筒材质时应参照表13和有关被测介质对接液部分的腐蚀轻重来选择。以保证仪表在现场的正常运行。

安全栅的选择：齐纳安全栅LB805、LB830S（也可采用欧陆公司的MTL3041型）

DLC3000 系列智能液位控制器组和图

外形图中有关接口法兰所表示的内容

 外形图及安装尺寸

                        顶置式                                            侧置式

                      顶底式                                            顶侧式伴热

                       顶侧式                                           顶底式伴热

                       侧底式                                            侧底式伴热

仪表现场接线方式: