電動(dòng)浮筒液位計(jì)

HUTD-B系列 標(biāo)準(zhǔn)型電動(dòng)浮筒液位變送器，采用先進(jìn)的稱重傳感技術(shù)，使測(cè)量系統(tǒng)具有測(cè)量精度高、性能穩(wěn)定、抗過載偏心能力強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出。同時(shí)，表頭指針以百分?jǐn)?shù)形式連續(xù)指示出被測(cè)參數(shù)的量值。

輸出信號(hào)遠(yuǎn)傳至控制室，實(shí)現(xiàn)被測(cè)參數(shù)的遠(yuǎn)程顯示或?qū)に囘^程的控制

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(cè)液面高度的浮筒懸掛在下杠桿端部，液位上升時(shí)，浮筒沉浸在液體中，并受到阿基米德定律向上的浮力作用。其浮力F等于:

F=1/4ΠD·H·ρ

式中:D-浮筒外徑

H-液位高度

ρ-介質(zhì)密度

當(dāng)液位上升時(shí)，浮筒失去自重，支承點(diǎn)杠桿力發(fā)生變化，通過稱重傳感器測(cè)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(hào)。遠(yuǎn)傳至控制室，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程液位顯示或工藝流程的控制。

利用不同的計(jì)算方法，可以測(cè)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0~100%指示表，0%為4mA，100%為20mA。

由于介質(zhì)密度的不同，會(huì)影響浮筒浮力的大小，因此，變送器設(shè)有密度及零點(diǎn)、量程調(diào)節(jié)電位器，以便對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。

二、HUTD-Z系列 智能型電動(dòng)浮筒液位變送器■概述

HUTD-Z系列智能型電動(dòng)浮筒液位變送器，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)口優(yōu)質(zhì)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(cè)量。

■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(duì)智能變送器在現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程進(jìn)行如下操作:

l 讀取過程變量

如原始變量值、mA值、百分比范圍等

l 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

l 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

l 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。

■結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理

智能型電動(dòng)浮筒液位變送器由檢測(cè)、轉(zhuǎn)換和變送器三部分組成。檢測(cè)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(hào)輸出電路等部分組成。

三、通用技術(shù)參數(shù)

1. 測(cè)量范圍與浮筒規(guī)格: (mm)

注:所要求測(cè)量范圍，若在表內(nèi)所列兩個(gè)測(cè)量范圍之間某一值時(shí)，訂貨時(shí)請(qǐng)注明。

2. 測(cè)量精度:±0.5%;±1.0%;±1.5%(FS)

3. 靈 敏 度:0.05%

4. 輸出信號(hào):標(biāo)準(zhǔn)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(hào)

5. 負(fù)載電阻:額定250Ω，最高600Ω，

負(fù)載電阻與供電電壓關(guān)系

6. 出線口:M20×1.5(內(nèi))

7. 工作壓力:1.6~16.0MPa

8. 介質(zhì)溫度:-20~150℃

150~400℃(帶散熱片)

9. 介質(zhì)密度:0.4~2.0g/cm(測(cè)液位)

密 度 差:≥0.15g/cm(測(cè)界面)

10. 防爆型防爆等級(jí):ExdIICT4-6、ExiaIICT4-6

防爆合格證號(hào):8060710

外殼防護(hù)等級(jí):IP66

11. 環(huán)境條件:溫度，-20~60℃

濕度，≤85%

12. 連接方式:法蘭連接，DN40

法蘭標(biāo)準(zhǔn):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(biāo)準(zhǔn)制造

13. 材 質(zhì):浮 筒:1Cr18Ni9Ti

浮筒室及法蘭:Q235A或1Cr18Ni9Ti

14. 測(cè)量范圍及對(duì)介質(zhì)比重、比重差的要求

四、選型標(biāo)記

型號(hào)標(biāo)記為:HUTD-Z-A2 P3 D Y20-1500Ⅱ(智能型)

注:"附加規(guī)格"一欄，如不需要，選型標(biāo)記中空項(xiàng)。

五、變送器的調(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。

(4).調(diào)試所需設(shè)備

l 可調(diào)電源:0~30V.DC,1臺(tái)

l 毫安表:0~30mA.DC,±0.2%,1臺(tái)

l 負(fù)載電阻:250Ω，1只

l 二等標(biāo)準(zhǔn)砝碼:1kg,1套

l 刻度尺:1只

(5).調(diào)試方法分掛重法和水標(biāo)法兩種

(一)掛重法

1.液位調(diào)試

▲ 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)

▲ 將變送器水平固定在校驗(yàn)架上，并按圖5接線。

(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。

2.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)

▲ 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.

(二) 水校法

水校法調(diào)試校驗(yàn)裝置示意圖如圖6所示。

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

(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，使輸出為4mA.

(2) 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。

▲ 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。

2 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

(1)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。

(三)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)比重在最大和最小兩點(diǎn)來計(jì)算。

(四)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)

(五)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。

六.安裝注意事項(xiàng)

1. 開箱時(shí)，要避免過大沖擊和振動(dòng)

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(hù)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(qiáng)烈振動(dòng)或沖擊，特別對(duì)浮筒掛勾不得大幅度地?cái)[動(dòng)或拉壓，以免損壞傳感器，降低儀表精度。

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

6. 在現(xiàn)場(chǎng)，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(jì)算準(zhǔn)確，則在量程內(nèi)電流的變化量(20mA-4mA=16mA)是不會(huì)變的。在使用中，若輸出電流值與實(shí)際測(cè)量值不符，則可能是在浮筒裝配過程中由于振動(dòng)，垂直度等原因而導(dǎo)致零點(diǎn)改變。此時(shí)，可在任一測(cè)量值上調(diào)整零位電位器，使電流與該點(diǎn)測(cè)量值相符即可(此過程只能調(diào)整零位電位器)。

七、使用注意事項(xiàng)

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

2. 在調(diào)試和維修時(shí)，不得改變電路參數(shù)和結(jié)構(gòu)，不得改變?cè)骷囊?guī)格、型號(hào)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(hù)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)境溫度最高不得超過60℃;電器元件及導(dǎo)線等最高溫度不得超過35℃

6. 產(chǎn)品出廠時(shí)，在變送器關(guān)鍵部位做了涂紅標(biāo)記，標(biāo)記處請(qǐng)不要隨意扭動(dòng)，以免影響變送器性能。如需要，請(qǐng)與本公司取得聯(lián)系，及時(shí)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(shí)，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(hù)，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(hù)，應(yīng)嚴(yán)格遵守中華人民共和國(guó)爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣安全規(guī)程。

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

注:去掉安全柵，即為隔爆型接線。

八、訂貨須知

1. 請(qǐng)按選型標(biāo)記注明各項(xiàng)參數(shù)

2. 用于液位測(cè)量時(shí)，請(qǐng)?zhí)峁┍粶y(cè)介質(zhì)密度

3. 用于界面測(cè)量時(shí)，請(qǐng)分別提供兩種介質(zhì)的密度

4. 用于比重測(cè)量時(shí)，請(qǐng)分別提供介質(zhì)最大濃度和最小濃度時(shí)的比重。

浮筒室和法蘭有碳鋼和不銹鋼兩種材質(zhì)，訂貨時(shí)請(qǐng)注明;其余接液材質(zhì)均為1Gr18Ni9Ti

九、變送器結(jié)構(gòu)尺寸

十、安裝示意圖

HUTD系列電動(dòng)浮筒液位變送器，可廣泛適用于石油、化工、制藥等工業(yè)中常壓或帶壓容器內(nèi)各種液體液位、分層界面或比重的連續(xù)測(cè)量。 變送器按其功能的不同，可分為標(biāo)準(zhǔn)型和智能型兩種 。型號(hào)分別為:

l 標(biāo)準(zhǔn)型電動(dòng)浮筒液位變送器

型號(hào):HUTD-B

l 智能型電動(dòng)浮筒液位變送器

型號(hào):HUTD-Z

l 測(cè)量范圍大，最大可達(dá)3000mm;超過3000mm可特殊

訂貨

l 現(xiàn)場(chǎng)指示、遠(yuǎn)傳兼容

l 機(jī)械位移，使其具有良好的可靠性，從而提高了變送器

的測(cè)量精度及靈敏度

l 耐高溫、高壓，耐腐蝕性能強(qiáng)

l 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便，易于檢查和維護(hù)