中伟智能电动浮筒液位计的使用说明书

一、仪表概述： 
智能电动浮筒液位计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。变送器是基于阿基米德浮力原理设计的，可用来测量液位、界位或密度。具有测量稳定性高，尤其适合小量程、高温、高压、低密度的液位（界位）测量场合，同时满足介质密度差较小的界位测量。变送器输出标准二线制 4～20mADC 直流信号，并支持HART通信协议输出。可使用PC机软件或使用与其兼容的 275、375等HART通信终端，方便地对变送器进行远程组态、调试、监控，也可通过变送器电子部件上的按键进行相应操作。 
二、结构组成： 
液位计由检测、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： 
智能电动浮筒液位计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。 
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。 
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0～100%指示表，0%为4mA，100%为20mA。 
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、应用范围： 
智能电动浮筒液位计具有测量精度高、性能可靠长期稳定性好、使用方便，广泛适用于电力、石油、化工、冶金、环保、建筑、食品等行业的生产过程中的液位、界位测量与控制。 
五、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。 
六、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；  
七、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。 
八、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； 
九、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 
十、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。 
十一、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。