浮筒液位计

一、产品概述：

TDZ系列电动浮筒液位计采用xj****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*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、工作原理： 

TDZ系列电动浮筒液位计与由浮筒测量容室（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*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、应用场合： 

TDZ系列电动浮筒液位计具有测量精度*、性能可靠长期稳定性好、使用方便，*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。 

四、主要特点：

ZW-TDZ系列电动浮筒液位计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*、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、技术参数：

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*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)；

*等级：本安型：*iaIICT1~T4；

隔爆型：*dIICT1~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*，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*(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/用户指定长度；

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*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*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*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

*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*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*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*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*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*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*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*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*度h0（mm）和满度时所对应的水位*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*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*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*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*值2）满度调试

向浮筒室内注入清水，使水位*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*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*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*，就无须进行零点迁移，若测量精度要求较*，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，安装时须***轻轻将内浮筒放置进容器中，并*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*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，*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一致。此外，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。

安装在容器侧面(外浮筒侧装式)

1、为保证产品正常运行，安装时须****保液位计筒体垂直，以使液位上下变化时内浮筒不与外浮筒产生摩擦，内浮筒所受浮力仅与液位*度有关；

2、搬运或安装时，******不许抛掷、跌落或敲击液位计。转运时，应按厂方提供的包装箱和包装方式包装；

3、如果产品用于安装在设备原已有的外筒上，则出厂时可能不带外筒，则须***保证浮筒与外筒间的内部间隙为5～10mm。

4、对压力*于300＃(5.0MPa)的产品，建议采用专用级*强度或不锈钢螺栓螺母。

使用：

1、*温介质安装注意：

如果被测介质温度很*，以及带有加热夹套的夹持体用热油进行加热时，须***注意直接作用在传感器外壳和放大器的温度不允许超过50℃。

当zui大允许温度(温度150℃，放大器85℃，LCD指示器70℃)超过时，所有辐射热量的部件(夹持体、外筒、容器等)都须***进行隔热，以*保没有热辐射传递到传感器和放大器上。

2、安装的位置应避免阳光直射向传感器和放大器外壳。

3、 夹持体加热夹套zui大设计压力为2.5MPa。

4、仪表的内外接地应可靠牢固，*型产品的安装应严格按照《中华人民共和国*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*性能。当应用于0区时，须***使用防火花渗透的紧固件。