電動浮筒液位計

電動浮筒液位計

HUTD系列電動浮筒液位變送器,可廣泛適用於石油、化工、製藥等工業中常壓或帶壓容器內各種液體液位、分層界面或比重的連續測量。 變送器按其功能的不同,可分為標準型和智慧型型兩種。型號分別為: l 標準型電動浮筒液位變送器 型號:HUTD-B l 智慧型型電動浮筒液位變送器 型號:HUTD-Z

前言

電動浮筒液位變送器現場套用 電動浮筒液位變送器現場套用
電動浮筒液位計 電動浮筒液位計

HUTD系列電動浮筒液位變送器,可廣泛適用於石油、化工、製藥等工業中常壓或帶壓容器內各種液體液位、分層界面或比重的連續測量。變送器按其功能的不同,可分為標準型和智慧型型兩種。型號分別為:

l 標準型電動浮筒液位變送器

型號:HUTD-B

l 智慧型型電動浮筒液位變送器

型號:HUTD-Z

概述

HUTD-B系列 標準型電動浮筒液位變送器,採用先進的稱重感測技術,使測量系統具有測量精度高、性能穩定、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的轉換為4~20mA.DC標準電流信號輸出。同時,表頭指針以百分數形式連續指示出被測參數的量值。

輸出信號遠傳至控制室,實現被測參數的遠程顯示或對工藝過程的控制

特點

l 測量範圍大,最大可達3000mm;超過3000mm可特殊

訂貨

l 現場指示、遠傳兼容

l 機械位移,使其具有良好的可靠性,從而提高了變送器

的測量精度及靈敏度

l 耐高溫、高壓,耐腐蝕性能強

l 現場調試方便,易於檢查和維護

測量原理

變送器是藉助於阿基米德定律及力平衡原理而工作的。

相當於被測液面高度的浮筒懸掛在下槓桿端部,液位上升時,浮筒沉浸在液體中,並受到阿基米德定律向上的浮力作用。其浮力F等於:

F=1/4ΠD·H·ρ

式中:D-浮筒外徑

H-液位高度

ρ-介質密度

當液位上升時,浮筒失去自重,支承點槓桿力發生變化,通過稱重感測器測得浮筒浮力的大小,即可得到液面的高度。經轉換,輸出與液位高度成比例的4~20mA.DC標準信號。遠傳至控制室,實現遠程液位顯示或工藝流程的控制。

利用不同的計算方法,可以測出兩種不同介質的界面高度或某些介質的比重。變送器帶有0~100%指示表,0%為4mA,100%為20mA。

由於介質密度的不同,會影響浮筒浮力的大小,因此,變送器設有密度及零點、量程調節電位器,以便對輸出信號進行調整。

二、HUTD-Z系列 智慧型型電動浮筒液位變送器 ■概述

HUTD-Z系列智慧型型電動浮筒液位變送器,採用先進的稱重感測技術,其感測器和主要元器件選用進口優質器件,變送器採用微處理技術,輸出4~20mA模擬信號和疊加在此信號上符合HART通訊協定的數位訊號。因此,智慧型變送器具有對輸出特性進行線化處理,監測、遠程組態及遠程診斷、調整等功能。

智慧型變送器應配有手操編程器、全中文的攜帶型PC-HART通訊器等,可與所有符合HART協定的設備聯網使用,實現數字雙向通訊與工藝過程檢測和控制。

智慧型型變送器可廣泛用於石油、化工、煉化、製藥等工業中各種容器內液體液位、分層界面或比重的連續測量。

■主要功能

利用手操編程器和符合HART通訊協定的其它設備對智慧型變送器在現場和遠程進行如下操作:

l 讀取過程變數

如原始變數值、mA值、百分比範圍等

l 零點、量程設定

用手操器調整或用變送器零點、滿度電位器調整

l 讀取診斷信息

診斷信息有:參數設定太高、太低;超過測量範圍;4~20mA超出範圍等

l HART通訊指令

利用手操器或其它設備與智慧型變送器進行通訊,在顯示屏上可讀取PV值、電流值、百分數等信息。能實現使用範圍內所有的HART指令。

■結構及測量原理

智慧型型電動浮筒液位變送器由檢測、轉換和變送器三部分組成。檢測部分由浮筒、浮筒室、連桿組件等部分組成;轉換部分由槓桿系統、感測器等組成;變送器部分由A/D、D/A轉換、微處理器及信號輸出電路等部分組成。

三、通用技術參數

1. 測量範圍與浮筒規格: (mm)

測量範圍H 300 500 800 1000 1200 1500 2000 2500 3000
浮 筒 長L 300 500 800 1000 1200 1500 2000 2500 3000
浮筒外徑D 62 48 38 34 31 28 24 22 20

註:所要求測量範圍,若在表內所列兩個測量範圍之間某一值時,訂貨時請註明。

2. 測量精度:±0.5%;±1.0%;±1.5%(FS)

3. 靈 敏 度:0.05%

4. 輸出信號:標準型:4~20mA.DC, 二線制;24V.DC供電

智慧型型:4~20mA,疊加符合HART協定的數位訊號

5. 負載電阻:額定250Ω,最高600Ω,

負載電阻與供電電壓關係

6. 出線口:M20×1.5(內)

7. 工作壓力:1.6~16.0MPa

8. 介質溫度:-20~150℃

150~400℃(帶散熱片)

9. 介質密度:0.4~2.0g/cm(測液位)

密 度 差:≥0.15g/cm(測界面)

10. 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

11. 環境條件:溫度,-20~60℃

濕度,≤85%

12. 連線方式:法蘭連線,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格及標準製造

13. 材 質:浮 筒:1Cr18Ni9Ti

浮筒室及法蘭:Q235A或1Cr18Ni9Ti

14. 測量範圍及對介質比重、比重差的要求

測量對象 測量範圍(mm) 比重(比重差)
液 位 300、500、800、1000、1500、2000、2500、3000 比重≥0.4g/cm3
界 面 500、800、1000、1500 比重差≥0.15
比 重 500、800、1000、1500 比重≥0.2g/cm3

四、選型標記

基本 型號 變送器類 型 測量 對象 安裝方式 壓力等級 溫度 等級 輸出 信號 防爆等級 測量範圍 浮筒室材 質 附加規格 表示意義
HUTD -□ -□ -□ 型 譜

B
標準型







Z 智慧型型










A
液 位







B 界 面









C 比 重










1
頂底式








2 側側式








3 頂側式









4 底側式









5 頂置式









6 側置式










P1
1.6 MPa








P2 2.5 MPa









P3 4.0 MPa









P4 6.3 MPa









P5 10.0 MPa









P6 16.0 MPa










D
<150℃







G 150~400℃










Y1 HUTD-B型選用 HUTD-Z型選用 4~20mA.DC







Y2 4~20mA+數位訊號









0
無防爆要求








d 隔 爆 型









i 本 安 型










H
具體數值mm







I
碳 鋼








不 銹 鋼










Z 帶保溫夾套



















HUTD -B -A 2 P3 D Y1 0 -1500
選型示例1
型號標記為:HUTD-B-A2P3DY1O-1500Ⅱ(標準型)










HUTD -Z -A 2 P3 D Y2 0 -1500
選型示例2

型號標記為:HUTD-Z-A2 P3 D Y20-1500Ⅱ(智慧型型)

註:“附加規格”一欄,如不需要,選型標記中空項。

五、變送器的調試

說明

(1).變送器出廠前已按訂貨要求進行了逐台調試,但經長途運輸顛簸或長期庫存後,安裝使用前或設備大修時,需要對變送器的主要性能進行檢查。

(2).標牌上“介質密度(差)”欄內註明的範圍,是指該台變送器可測密度在此範圍內的任何液體。

(3).標牌上“出廠調試密度(差)”欄內所標註的數據,是指用戶提供的數據,並按此密度(差)調試出廠。在實際使用中,如果被測介質密度(差)有所改變,則應按實際密度(差)進行重新調試。

(4).調試所需設備

l 可調電源:0~30V.DC,1台

l 毫安表:0~30mA.DC,±0.2%,1台

l 負載電阻:250Ω,1隻

l 二等標準砝碼:1kg,1套

l 刻度尺:1隻

(5).調試方法分掛重法和水標法兩種

(一) 掛重法

1.液位調試

▲ 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-介質密度(g/cm3)

▲ 將變送器水平固定在校驗架上,並按圖5接線。

(1)零點調試(4mA)

在托盤上放入同浮筒重G等重的砝碼(含托盤重),調整零位電位器,使輸出為4mA.

(2) 滿度調試(20mA)

在托盤上放入同F2等值的砝碼(含托盤重),調整量程電位器,使輸出為20mA.

按(1)、(2)兩步,反覆調整幾次,直至滿意為止。

2.界面調試

▲根據兩種介質密度,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-輕介質密度(g/cm) ρz-重介質密度(g/cm)

▲ 根據FQ和FZ計算出調零掛重砝碼重量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)零點調試(4mA)

l 在托盤上放入同fo等值的砝碼(含托盤重),調零點電位器,傳輸出為4mA

l 若輕介質密度ρQ高於訂貨時提供的密度0.1g/cm3以上時,則有可能會出現調不出4mA的現象。此時,將零點電位器按原來調整方向的相反方向旋轉10圈左右,使電位器基本處於中間位置,再調整密度電位器,使輸出為4mA左右。然後調整零位電位器,使輸出為4mA準確值。

(2)滿度調試

在托盤上放入fm等值的砝碼,調量程電位器,使輸出為20mA.

(二) 水校法

水校法調試校驗裝置示意圖如圖6所示。

1. 液位調試

▲介質密度≤1g/cm3(水)時:

根據被測介質密度和量程,

計算滿量程所對應的水位高度h(mm):

h=H·ρ

式中,H-浮筒長度(量程)mm:

ρ-被測介質密度,g/cm3

(1) 零點調試

排淨浮筒室內的清水,調整零位電位器,使輸出為4mA.

(2) 滿度調試

打開進水閥,向浮筒室內注入清水,使水位升高等於h,立即關閉水閥,調整量程電位器,使輸出為20mA.

按(1)、(2)兩步,反覆調整幾次,直至滿意為止。

▲ 介質密度>1g/cm3(水)時:

當被測介質密度大於水的密度時,則取量程內的任意一點做為滿度(上限)調試點。調試前,應先計算出該點所對應的水位高度和該點在量程內所對應的電流值。

例如:量程為1500mm,被測介質密度為1.1g/cm3,取1300mm處為滿度(上限)調試點,則:

對應水位高度應為:h=1300×1.1=1430(mm)

該點對應的電流應為:Ⅰ=4+1300/1500×16=17.87(mA)

計算結束後,調試方法如下:

(1) 零點調試

排淨浮筒室內的清水,調整零位電位器,傳輸出為4mA。

(2) 滿度調試

滿度調試則在水位為1430mm處調量程電位器,使輸出為17.87mA,反覆幾次,直至滿意為止。

2 界面調試

▲ 兩種介質密度均≤1g/cm3(水)時

l 根據兩種不同的介質密度,分別計算出零點對應的水位高度h0(mm)和滿度時所對應的水位高度h(mm)

h0=H·ρQ

hm=H·ρz

式中,H-量程(浮筒長mm)

ρQ-輕介質密度(g/cm)

ρz-重介質密度(g/cm)

l 計算出h0和hm後,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

(1)零點調試

l 向浮筒室內注入清水,使水位高度等於h0,關閉進水閥,調整零位電位器,使輸出為4mA

l 若輕介質的密度ρQ高於訂貨時所提供的密度0.1g/cm以上時,則有可能會出現調不出4mA的現象。此時,將零位電位器按原來調整方向的相反方向旋轉10圈左右,使電位器基本處於中間位置,再調整密度電位器,使輸出為4mA左右,然後,再調整零位電位器,使輸出為4mA準確值。

(2)滿度調試

向浮筒室內注入清水,使水位高度等於hm,關閉進水閥,調量程電位器,使輸出為20mA。

按上述(1)、(2)兩步,反覆調整幾次,直至滿意為止。

▲ 重介質密度>1g/cm3(水)時

滿度的調整,可取高於零點調試水位h0的任意一點做為滿量程調試點,具體方法可參照水校法液位調試中“介質密度>1g/cm3(水)”的調試方法。

(三)測比重的調試方法

調試方法與測量界面基本相同,只是計算浮力差時,按同一介質比重在最大和最小兩點來計算。

(四)線性度的調試方法

變送器在出廠前線性度已調好,用戶一般不需檢查,只需根據工藝參數調好零點和滿度(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-介質密度(g/cm)

Δρ-兩種介質密度差,Δρ=ρz-ρQ

ρz-重介質密度(g/cm)

ρQ-輕介質密度(g/cm)

x%-量程(浮筒長度)的百分數

(五)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中,因此,會產生一定的浮力,此浮力是一個常數,由它產生的附加電流也是一個學數,它對調好的量程無任何影響,只是導致零點略高於已調好的零點值(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) 將浮筒室內全部充滿輕介質(注意:一定使浮筒上端部件全部浸在輕介質中),調整零點電位器,使電流輸出4mA即可。

(2) 在可觀察到的任一界面上,調整零位電位器,使輸出電流與該點界面對應的電流值即可。上述二種調試方法,用戶可根據實際情況選用,也可採用其它方法。但請注意,無論採用什麼方法進行遷移,只能調整零位電位器。

六.安裝注意事項

1. 開箱時,要避免過大衝擊和振動

2. 首先將槓桿端頭的壓板螺釘擰開,將浮筒掛鈎掛上,將上限位壓板裝好,再將表頭部保護支撐螺桿卸下即投入使用。

3. 裝應牢固可靠,浮筒室必須確保垂直,以防止浮筒與浮筒室內壁相撞。

4. 裝過程中,要防止變送器產生強烈振動或衝擊,特別對浮筒掛勾不得大幅度地擺動或拉壓,以免損壞感測器,降低儀表精度。

5. 對於易凝、易結晶、易沉澱及粘度較大的被測介質應選用帶保溫夾套式,現場應備有蒸汽管線。

6. 在現場,採用掛重法調試後的變送器接入裝置後,在調試中只要各參數計算準確,則在量程內電流的變化量(20mA-4mA=16mA)是不會變的。在使用中,若輸出電流值與實際測量值不符,則可能是在浮筒裝配過程中由於振動,垂直度等原因而導致零點改變。此時,可在任一測量值上調整零位電位器,使電流與該點測量值相符即可(此過程只能調整零位電位器)。

七、使用注意事項

1. 防爆型產品,安裝前應檢查變送器的防爆等級、溫度組別及關聯設備與現場環境是否相符。

2. 在調試和維修時,不得改變電路參數和結構,不得改變元器件的規格、型號及參數

3. 傳輸電纜與變送器引入裝置在連線處需加撓性保護管,變送器端子連線處應加絕緣套管

4. 變送器外殼必須良好接地

5. 工作環境溫度最高不得超過60℃;電器元件及導線等最高溫度不得超過35℃

6. 產品出廠時,在變送器關鍵部位做了塗紅標記,標記處請不要隨意扭動,以免影響變送器性能。如需要,請與本公司取得聯繫,及時妥善地處理

7. 變送器接線

本安型接線框圖如圖7所示。布線時,應儘量避免外界電磁干擾的影響,電纜分布參數應控制在規定值內。

8.安全柵的安裝使用和維護,應遵守安全柵使用說明書。

9.防爆型變送器系統的安裝使用和維護,應嚴格遵守中華人民共和國爆炸危險場所電氣安全規程。

10.變送器存放時,應存貯在通風乾燥的庫房內,且不應含有對變送器有腐蝕的物質或氣體。



最大開路電壓 28V.DC
最大短路電流 30mA.DC

分布電容 ≤0.1Uf

分布電感 ≤2mH

電纜芯線截面 ≥0.5mm2

圖7。本安型變送器接線框圖 安全柵基本參數

註:去掉安全柵,即為隔爆型接線。

八、訂貨須知

1. 請按選型標記註明各項參數

2. 用於液位測量時,請提供被測介質密度

3. 用於界面測量時,請分別提供兩種介質的密度

4. 用於比重測量時,請分別提供介質最大濃度和最小濃度時的比重。

浮筒室和法蘭有碳鋼和不鏽鋼兩種材質,訂貨時請註明;其餘接液材質均為1Gr18Ni9Ti

九、變送器結構尺寸










型式 頂 底 式 側 側 式 頂 側 式 底 側 式 頂置式 側 置 式

型號 HUTD-1 HUTD-2 HUTD-3 HUTD-4 HUTD-5 HUTD-6

量程 H 300 500 800 1000 1200 1500 2000 2500 3000





結構 尺寸 L H+552(H+602) H H+352(H+337) H+200(H+225) H+250 H+250
a 425 425 425 425 425 425

b 100(125) 252 100(125) 252

c 128 128 128 128 128

d 150(175) 150(175) 150(175)

法 蘭 A 標 準 JB/T81-94、JB/T82-94




DN(mm) 40






PN(MPa) 1.6 2.5 4.0 6.3 10.0 16.0






備 注 1、括弧內尺寸為工作壓力6.3MPa 尺寸。2、特殊量程、特殊要求可另行設計。3、可附加伴熱或冷卻外套筒。















十、安裝示意圖

側側式 頂底式
底側式 頂置式
頂側式 頂(側)置式(不帶穩流管)

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