中伟电动浮筒液位（界位）变送器的使用说明书

一、仪表概述：
电动浮筒液位(界位)变送器的电子部件以及传感器等核心部件均为美国FOX*，产品即保持了原装变送器的各种性能，又对产品结构进行优化升级、改进了变送器的散热性能、全面提升变送器的使用可靠性。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：1、标准型电动浮筒液位变送器 型号：ZW-TDB；2、智能型电动浮筒液位变送器型号：ZW-TDZ。
1、ZW-TDB系列标准型电动浮筒式液位变送器，采用先进的称重传感技术，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系列智能型电动浮筒式液位变送器，采用先进的称重传感技术，其传感器和主要元器件选用进口器件，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。
二、结构原理：
电动浮筒液位(界位)变送器由浮筒测量容室（顶装式无）、浮筒、扭力管系统及电子测量系统等组成。浮筒浸没在测量容室内的液体中，与扭力管系统刚性连接，扭力管系统承受的力是浮筒自重减去浮筒所受的浮力的净值，在这种合力作用下的扭力管扭转一定角度。
浮筒容室内液体的位置、密度或界位高低的变化引起浸没在液体中的浮筒受到的浮力变化，从而使扭管转角也随之变化。该变化被传递到与扭力管刚性连接的传感器上，使传感器输出电压发生变化，继而被电子部件放大并转换为4～20mA电流输出。变送器采用微控制器与相关的电子线路测量过程变量，提供电流输出，驱动LCD显示及提供HART通信能力。变送器内的电子部件不仅可以对环境温度补偿和线性化处理能力，同时对由于过程温度变化而引起的液体密度变化进行相应补偿。
三、应用范围、
电动浮筒液位(界位)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。
四、主要功能：
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：
1、测量精度：±0.5%；±1.0%；±1.5%（FS）；
2、灵 敏 度：0.05%；
3、输出信号：标准型：4～20mA.DC, 二线制；24V.DC供电 智能型：4～20mA，叠加符合HART协议的数字信号；
4、负载电阻：额定250Ω，zui高600Ω， 负载电阻与供电电压关系；
5、出线口：M20×1.5（内）；
6、工作压力：1.6～16.0MPa；
7、介质温度：-20～150℃ ,150～400℃（带散热片）；
8、介质密度：0.4～2.0g/cm（测液位） ,密 度 差：≥0.15g/cm（测界面）；
9、防爆型防爆等级：ExdIICT4-6、ExiaIICT4-6 ,防爆合格证号：8060710 ,外壳防护等级：IP66；
10、环境条件：温度，-20～60℃ ,湿度，≤85%；
11、连接方式：法兰连接，DN40 ,法兰标准：PN1.6、2.5，平面，JB/T81-94 ,PN4.0～16.0,凸面，JB/T82.2-94 ,也可按用户提供的规格及标准制造；
12、材 质：浮 筒：1Cr18Ni9Ti ,浮筒室及法兰：Q23或1Cr18Ni9Ti；
六、调试说明：
1、变送器出厂前已按订货要求进行了逐台调试，但经长途运输颠簸或长期库存后，安装使用前或设备大修时，需要对变送器的主要性能进行检查。
2、标牌上“介质密度（差）"栏内注明的范围，是指该台变送器可测密度在此范围内的任何液体。
3、标牌上“出厂调试密度（差）"栏内所标注的数据，是指用户提供的数据，并按此密度（差）调试出厂。在实际使用中，如果被测介质密度（差）有所改变，则应按实际密度（差）进行重新调试。
七、调试所需设备：
1、可调电源：0～30V.DC；
2、毫安表：0～30mA.DC,±0.2%；
3、负载电阻：250Ω，1只；
4、二等标准砝码：1kg,1套；
5、刻度尺：1只；
八、调试方法分挂重法和水标法两种：
挂重法：
液位调试：
1、 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）
2、将变送器水平固定在校验架上。
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。
3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）
4、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.
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
2、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.
3、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。
4、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=H?ρQ
hm=H?ρz
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
九、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。
十、使用及注意事项：
1、高温介质安装注意：
对某些高温介质应用，必须注意限制环境温度在允许范围内。如果用于高热容量的浓缩介质（如约 300℃饱和蒸汽），或夹持体带有用热油（约 300℃）加热的热夹套，直接作用在传感器外壳和电子部件上的环境温度不能超过 50℃。例如使用的工况场合允许的zui大极限温度（传感器外壳温度 80℃，电子部件 65℃，LCD指示器 60℃）超过时，所有辐射热量的部件（夹持体、外筒、容器等）都必须进行隔热，以确保没有热辐射传递到传感器和放大器上。
2、变送器安装的位置应避免阳光直射传感器和电子部件外壳。
3、夹持体加装热夹套时，夹套内原设计的zui大工作压力为 2.5MPa。（特殊情况时订货说明）
4、仪表的内外接地应可靠牢固，防爆型产品的安装应严格按照《中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规程》试行的有关规定进行。本安系统的敷设电缆，应远离干扰源，以免影响仪表正常运行及防爆性能。当应用于 0 区时，必须使用防火花渗透的紧固件。