中偉電動浮筒液位（界位）變送器的使用說明書

一、儀表概述： 
電動浮筒液位(界位)變送器的電子部件以及傳感器等核心部件均為美國FOX*，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)進行優(yōu)化升級、改進了變送器的散熱性能、全面提升變送器的使用可靠性。變送器按其功能的不同，可分為標準型和智能型兩種。型號分別為：1、標準型電動浮筒液位變送器 型號：ZW-TDB；2、智能型電動浮筒液位變送器型號：ZW-TDZ。 
1、ZW-TDB系列標準型電動浮筒式液位變送器，采用*稱重傳感技術(shù)，使測量系統(tǒng)具有測量精度高、性能穩(wěn)定、抗過載偏心能力強等特性。 變送器將液位或界面或比重的變化連續(xù)的轉(zhuǎn)換為4～20mA.DC標準電流信號輸出。同時，表頭指針以百分數(shù)形式連續(xù)指示出被測參數(shù)的量值。輸出信號遠傳至控制室，實現(xiàn)被測參數(shù)的遠程顯示或?qū)に囘^程的控制。 
2、ZW-TDZ系列智能型電動浮筒式液位變送器，采用*稱重傳感技術(shù)，其傳感器和主要元器件選用進口器件，變送器采用微處理技術(shù)，輸出4～20mA模擬信號和疊加在此信號上符合HART通訊協(xié)議的數(shù)字信號。因此，智能變送器具有對輸出特性進行線化處理，監(jiān)測、遠程組態(tài)及遠程診斷、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，實現(xiàn)數(shù)字雙向通訊與工藝過程檢測和控制。
二、結(jié)構(gòu)原理： 
電動浮筒液位(界位)變送器由浮筒測量容室（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行相應(yīng)補償。 
三、應(yīng)用范圍、
電動浮筒液位(界位)變送器可廣泛用于石油、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)測量。
四、主要功能： 
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)指標： 
1、測量精度：±0.5%；±1.0%；±1.5%（FS）； 
2、靈 敏 度：0.05%； 
3、輸出信號：標準型：4～20mA.DC, 二線制；24V.DC供電 智能型：4～20mA，疊加符合HART協(xié)議的數(shù)字信號； 
4、負載電阻：額定250Ω，zui高600Ω， 負載電阻與供電電壓關(guān)系； 
5、出線口：M20×1.5（內(nèi)）； 
6、工作壓力：1.6～16.0MPa； 
7、介質(zhì)溫度：-20～150℃ ,150～400℃（帶散熱片）； 
8、介質(zhì)密度：0.4～2.0g/cm（測液位） ,密 度 差：≥0.15g/cm（測界面）； 
9、防爆型防爆等級：ExdIICT4-6、ExiaIICT4-6 ,防爆合格證號：8060710 ,外殼防護等級：IP66； 
10、環(huán)境條件：溫度，-20～60℃ ,濕度，≤85%； 
11、連接方式：法蘭連接，DN40 ,法蘭標準：PN1.6、2.5，平面，JB/T81-94 ,PN4.0～16.0,凸面，JB/T82.2-94 ,也可按用戶提供的規(guī)格及標準制造； 
12、材 質(zhì)：浮 筒：1Cr18Ni9Ti ,浮筒室及法蘭：Q23或1Cr18Ni9Ti；  
六、調(diào)試說明： 
1、變送器出廠前已按訂貨要求進行了逐臺調(diào)試，但經(jīng)長途運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行檢查。 
2、標牌上“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、標牌上“出廠調(diào)試密度（差）"欄內(nèi)所標注的數(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。在實際使用中，如果被測介質(zhì)密度（差）有所改變，則應(yīng)按實際密度（差）進行重新調(diào)試。 
七、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、負載電阻：250Ω，1只； 
4、二等標準砝碼：1kg,1套； 
5、刻度尺：1只； 
八、調(diào)試方法分掛重法和水標法兩種： 
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（標牌上標出） 
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=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，分別畫出h0和hm在刻度標尺上的標記 
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) 
九、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。 
十、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，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，所有輻射熱量的部件（夾持體、外筒、容器等）都必須進行隔熱，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zui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)定進行。本安系統(tǒng)的敷設(shè)電纜，應(yīng)遠離干擾源，以免影響儀表正常運行及防爆性能。當應(yīng)用于 0 區(qū)時，必須使用防火花滲透的緊固件。