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雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器

雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器在石油、化工、冶金、電力、食品、造紙、醫(yī)藥、紡織等工業(yè)生產(chǎn)過程檢測控制系統(tǒng)中，檢測液體差壓、表壓、絕壓，以及開口或密閉容器內(nèi)液體的液位。

雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器將被測信號轉(zhuǎn)換成4～20mA DC輸出信號(智能型變送器可帶Hart協(xié)議通訊)，與其他單元組合儀表或工業(yè)控制計算機(jī)配合，組成檢測、記錄、控制等工業(yè)自動化系統(tǒng)。

一、主要特點(diǎn)

1) 精度高；模擬型±0.2% 智能型±0.1%

2) 穩(wěn)定性好；

3) 二線制4～20mA；

4) 固體元件，接插式印制線路板；

5) 小型、重量輕、堅固抗振；

6) 量程、零點(diǎn)外部連續(xù)可調(diào)；智能型需配Hart手操器/軟件或殼內(nèi)調(diào)整

7) 正遷移可達(dá)500％，負(fù)遷移可達(dá)600%；智能型量程比為 100∶1

8) 阻尼可調(diào)；

9) 單向過載保護(hù)特性好；

10)無機(jī)械可動部件，維修工作量少；

11)全系列統(tǒng)一結(jié)構(gòu)；零部件互換性強(qiáng)；

12)接觸介質(zhì)的膜片材料可選擇(316L、鉭、哈氏合金C、蒙乃爾合金等耐腐蝕材料)

13)防護(hù)等級IP66，全天侯使用。

二、功能規(guī)范

使用對象：液體、液體混合蒸汽使用差壓式液位變送器。

測量范圍：0—25Pa～40MPa (詳見選型表)

輸出信號：4～20mA DC，智能型支持Hart協(xié)議通訊 (特殊訂貨可四線制220V AC供電0～10mA DC 輸出)

供電電源：普通型變送器12—45V DC，防爆型變送器24V DC

負(fù)載特性：與供電電源有關(guān)，在某一電源電壓時帶負(fù)載能力見圖3—1，負(fù)載阻抗RL與電源電壓Vs關(guān)系式為：RL≤50(Vs－12)

圖3—1 負(fù)載特性

指示表：現(xiàn)場輸出指示可用電流表，本公司可配線性指示0～100%和平方根指示0～100%表頭；3 1/2位LCD數(shù)字顯示表，字高13mm輸出按百分?jǐn)?shù)顯示。

防爆：本廠生產(chǎn)兩種防爆變送器： a、隔爆型 dIIBT4；b、本質(zhì)安全型iaIICT6

量程和零位：外部連續(xù)可調(diào)，智能型需配Hart手操器/軟件或殼內(nèi)調(diào)整

正負(fù)遷移：差壓變送器最大正遷移量為500％，最大負(fù)遷移量為600%；

智能變送器量程比為100∶1

工作溫度：電子部件：－29～＋93℃(普通型變送器)

－20～＋60℃(防爆型變送器)

測量部件：－40～＋104℃ (灌充硅油)

液晶顯示表：－20～＋70℃

環(huán)境濕度：0～100% RH。

貯藏溫度：－40～＋100℃

過載壓力：不超過最大靜壓壓力的1.15倍(最大靜壓壓力見選型表)

容積變化量：＜0.16cm3

阻尼時間：在0.2～1.67秒(智能型為0.1～16秒)內(nèi)連續(xù)可調(diào)，微、低差壓和法蘭變送器，阻尼時間稍大些；阻尼時間即階躍響應(yīng)。

啟動時間：2秒，不需預(yù)熱。

三、雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器技術(shù)參數(shù)

振動影響：在任何方向上振動頻率200Hz時，所引起的誤差為最大范圍的0.05%/g；

量程代碼1，2(微差壓)為±0.1%/g

電源影響：小于輸出范圍的±0.005%/V。

負(fù)載影響：電源穩(wěn)定時，無負(fù)載影響。

安裝位置影響：當(dāng)工作膜片未垂直安裝時，可能會產(chǎn)生約0.24 kPa的零位系統(tǒng)誤差，此誤差可通過調(diào)整零位來消除，對量程無影響。

外殼防護(hù)等級：IP66

四、雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器安裝、使用和調(diào)整

4.1 概述

由于工藝流程的需要，以及有時為了節(jié)約導(dǎo)壓管材料等經(jīng)濟(jì)上原因，差壓式液位變送器經(jīng)常安裝在工作條件較為惡劣的現(xiàn)場。變送器和導(dǎo)壓管安裝的正確與否，直接影響其測量的精確程度。因此，掌握變送器和導(dǎo)壓管的正確安裝是非常重要的。變送器安裝時須注意：

1)防爆變送器，在安裝時必須符合防爆規(guī)定；

2)被測介質(zhì)不容許結(jié)冰，否則將損傷傳感元件隔離膜片，導(dǎo)致變送器損壞；

3)應(yīng)盡量安裝在溫度梯度和濕度變化小，無沖擊和振動的地方。

4.2 導(dǎo)壓管

4.2.1 安裝位置

變送器在工藝管道上的安裝位置，與被測介質(zhì)有關(guān)。為了獲得最佳的安裝，應(yīng)注意考慮下面的情況：

1．防止變送器與腐蝕性或過熱的被測介質(zhì)直接接觸；

2．要防止渣滓在導(dǎo)壓管內(nèi)沉積；

3．導(dǎo)壓管要盡可能短；

4．兩邊導(dǎo)壓管內(nèi)的液柱壓頭應(yīng)保持平衡；

5．導(dǎo)壓管應(yīng)安裝在溫度梯度和濕度波動小、無沖擊和振動的地方。

減少誤差的方法如下：

1)導(dǎo)壓管應(yīng)盡可能短些；

2)當(dāng)測量液體或蒸汽時，導(dǎo)壓管應(yīng)向上連接到流程工藝管道，其斜度應(yīng)不小于1/12；

3)對于氣體測量時，導(dǎo)壓管應(yīng)向下連接到流程工藝管道，其斜度應(yīng)不小于1/12；

4)液體導(dǎo)壓管道的布設(shè)要避免出現(xiàn)高點(diǎn)，氣體導(dǎo)壓管的布設(shè)要避免出現(xiàn)低點(diǎn)；

5)兩導(dǎo)壓管應(yīng)保持相同的溫度；

6)為避免磨擦影響，導(dǎo)壓管的口徑應(yīng)足夠大；

7)充滿液體的導(dǎo)壓管中應(yīng)無氣體存在；

8)當(dāng)使用隔離液時，兩邊導(dǎo)壓管的液位要相同。

五、雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器液位測量

用來測量液位的差壓式液位變送器，實(shí)際上是測量液柱的靜壓頭。這個壓力由液位的高低和液體的密度所決定，其大小等于取壓口上方的液面高度乘以液體的密度和重力加速度，而與容器的體積(或形狀)無關(guān)。

5.5.1 開口容器的液位測量

測量開口容器液位時，變送器裝在靠近容器的底部，測量其上方液面高度對應(yīng)的壓力(圖5—1)。

圖5—1 開口容器液位測量

容器液位的壓力連接變送器的高壓側(cè)，而低壓側(cè)通大氣。如果被測液位變化范圍的最低液位，在變送器安裝處的上方，則變送器必須進(jìn)行正遷移。

舉例：

設(shè)X為被測的最低和最高液位之間的垂直距離，X=3175mm；

Y為變送器取壓口到最低液位的垂直距離，Y=635mm；

γ為液體的密度，γ=1g/cm3；

h為液柱X所產(chǎn)生的最大壓頭，單位為kPa；

e為液柱Y所產(chǎn)生的壓頭，單位為kPa；

測量范圍從e至e+h，所以：

h=X·γ·g=3175×l×9.80665=31.14kPa

e=Y·γ·g =635×1×9.80665=6.23kPa

即變送器測量范圍為6.23kPa～37.37kPa

5.5.2 密閉容器的液位測量

差壓式液位變送器在密閉容器中，液體上面容器的壓力影響容器底部被測的壓力。因此，容器底部的壓力等于液體產(chǎn)生的壓力再加上密閉容器的壓力。

為了測得真正的液位，應(yīng)從測得的容器底部壓力中減去容器的壓力。為此，在容器的頂部開一個取壓口，將它接到變送器的低壓側(cè)。這樣，容器中的壓力同時作用于變送器的高低壓側(cè)，所得到的差壓正比于液面高度。

1)干導(dǎo)壓連接

如果液體上面的氣體不冷凝，變送器低壓側(cè)的連接管就保持干的。這種情況稱為干導(dǎo)壓連接。決定變送器測量范圍的方法與開口容器液位測量的方法相同(見圖5—1)。

2)濕導(dǎo)壓連接

如果液體上面的氣體出現(xiàn)冷凝，變送器低壓側(cè)的導(dǎo)壓管里就會漸漸地積存液體，引起測量誤差。為了消除這種誤差，預(yù)先用某種液體罐充在變送器的低壓側(cè)導(dǎo)壓管中，這種情況稱為濕導(dǎo)壓連接。

上述情況，使變送器的低壓側(cè)存在一個壓頭，所以必須進(jìn)行負(fù)遷移(見圖5—2)

圖5—2 密閉容器導(dǎo)壓連接測量

濕導(dǎo)壓管連接舉例：

設(shè)X為最低和最高液位之間的垂直距離，X=2540mm；

Y為變送器基準(zhǔn)線到最低液位之間的距離，Y=635mm；

Z為充液導(dǎo)壓管頂端到變送器基準(zhǔn)線之間的距離，Z=3800mm；

γ1為被測液體的密度，γ1 =1g／cm3；

γ2為低壓側(cè)導(dǎo)管填充液體的密度，γ2 =1g／cm3；

h為液柱X所產(chǎn)生的最大壓頭，單位為kPa；

e為液柱Y所產(chǎn)生的壓頭，單位為kPa；

s為填充液柱Z所產(chǎn)生的壓頭，單位為kPa；

測量范圍從(e-s)至(h+e-s)，則

h=X·γ1·g=2540×l×9.80665=24.91kPa

e=Y·γ1·g=635×1×9.80665=6.23kPa

s=Z·γ2·g=3800×1×9.80665=37.27kPa

所以：

e-s=6.23-37.27= -31.04kPa

h+e-s=24.91+6.23-37.27= -6.13kPa

因此變送器的測量范圍為：-31.04kPa～-6.13kPa

5.5.3 遠(yuǎn)傳液位變送器用吹氣法測量液位

測量開口容器的液位，也可用“吹氣法”。此時，變送器安裝在開口容器的上方(見圖7—9)。

圖7—9 吹氣法測量液位

整個裝置由氣源、穩(wěn)壓閥、恒定流量計、變送器和插入容器下面的管子組成，因此通過管子的氣體流速是恒定的，所以保持氣體恒定流動的壓力(即送入變送器的壓力)就等于管口處液體所產(chǎn)生的壓力。

舉例：

設(shè)X為被測液體的最低液位(吹氣口處)和最高液位間的距離，X=2540mm；

γ為液體的密度，γ=1g／cm3；

h為X所產(chǎn)生的最高壓頭，單位為kPa。

測量范圍從0至h

h=X·γ·g=2540×1×9.80665=24.9lkPa

所以測量范圍為0～24.91kPa，即變送器的量程為24．9lkPa。

六、雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器的使用與安裝

6.1 雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器的安裝

液位變送器的安裝請參考前述章節(jié)。

6.2 榮漢遠(yuǎn)傳變送器的安裝

榮漢差壓式液位變送器安裝時，應(yīng)考慮遠(yuǎn)傳法蘭和變送器兩者的應(yīng)用和安裝，以保證最佳的性能。一般遵循下列原則：

a)毛細(xì)管長度越短越好；

b)一個遠(yuǎn)傳法蘭的變送器安裝時應(yīng)使變送器低于法蘭及流程接頭或保持同一水平，帶兩個遠(yuǎn)傳法蘭并安裝在不同高度的變送器，如測量一槽罐的液位，應(yīng)安裝在兩法蘭／流程接頭之間的中點(diǎn)或中點(diǎn)以下。變送器與法蘭的安裝位置見圖33。

c)安裝遠(yuǎn)傳法蘭或毛細(xì)管應(yīng)避免陽光的直射或雨淋；

d)如帶兩個遠(yuǎn)傳法蘭應(yīng)盡量使兩者的毛細(xì)管長度相等；

e)對變送器進(jìn)行季節(jié)性的再調(diào)零位。

6.3 儀表的使用

6.3.1雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器

榮漢液位變送器在使用中要注意，對于一般粘性的介質(zhì)用平法蘭液位變送器；對于粘性大、易沉淀和懸浮的介質(zhì)要用插入法蘭變送器，且安裝時測量膜片必須深入容器內(nèi)壁內(nèi)部，至少和容器內(nèi)壁相切。

1)不帶遷移的液位測量

差壓式液位變送器安裝在最低液位的同一水平高度上。測量開口容器時，儀表負(fù)壓室通大氣。測量密封容器時負(fù)壓室通容器上部，此時若負(fù)壓室保持干燥，則可不裝冷凝罐，若安裝冷凝罐應(yīng)定期將罐中的冷凝液排出；排液時應(yīng)將常開閥關(guān)閉，以免變送器承受單向壓力，見圖34。

圖33 變送器與法蘭安裝位置圖

圖34 不帶遷移的液位測量

圖35 帶負(fù)遷移的液位測量

2)帶負(fù)遷移的液位測量

差壓式液位變送器安裝在流程接頭的上方則需要零位負(fù)遷移，見圖35。

例：灌充惰性液的密度γ_f為1.9g／cm3 h=750mm被測介質(zhì)的密度γ_p為1.1g／cm3，而H=3000mm，試問此變送器測量范圍的校驗(yàn)值是多少?參見圖35。

解：已知：γ_f= 1.9g／cm3，γ_p= 1.1g／cm3，g=9.81m／s2

H=3.000m， h=0.750m

求變送器測量范圍的校驗(yàn)值?

答：負(fù)遷移值=h·γ_f·g=0.750×1.9×9.81=l3.98 kPa

量程=H·γ_p·g=3.000×1.1×9.81=32.37 kPa

校驗(yàn) 值=－負(fù)遷移值～(－負(fù)遷移值+量程)

=－13.98kPa～(－13.98＋32.37)kPa=－13.98kPa～18.39kPa

答：變送器測量范圍的校驗(yàn)值為－13.98kPa～18.39kPa。

3)帶正遷移時的液位測量，見圖36。

儀表安裝位置在最低液位以下時需帶正遷移，用正遷移可以提高測量靈敏度。

例：被測介質(zhì)密度r=1.1g／cm3 H=0.910m H。=0.820m g=9.81m／s2

儀表的量程=H·r·g=0.910×1.1×9.81=9.82kPa

正遷移量=H。·r·g=0.820×1.1×9.81=8.849kPa

安裝前必須把變送器量程調(diào)整到8.849～18.669kPa

圖36 帶正遷移的液位測量

6.3.2雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器

有些介質(zhì)用導(dǎo)管引出要結(jié)晶，雖有保溫措施，仍未能阻止其結(jié)晶過程的進(jìn)行，對于這些不能用導(dǎo)壓管引出的介質(zhì)，可以用雙法蘭變送器來進(jìn)行測量，根據(jù)被測介質(zhì)結(jié)晶程度不同，可選雙平，雙插，一平一插三種不同形式的變送器進(jìn)行測量。

1)遠(yuǎn)傳液位變送器見圖37。

差壓式液位變送器測量液位在安裝時，負(fù)壓室應(yīng)安裝在上端，正壓室安裝在下端，儀表本體安裝在中間，這樣變送器就有一個負(fù)差壓，這個負(fù)差壓如數(shù)值不大，可用調(diào)零的方法予以去除。但有一定的數(shù)值時，則可用負(fù)遷移的方法來進(jìn)行消除，應(yīng)該注意到負(fù)遷移量程的大小只與兩個法蘭之間的高度之差h及不變液位的高度H。的大小有關(guān)，而與變送器本體安裝位置的高低無關(guān)。

圖37 雙法蘭測量液位

例：已知 H=0.80m H。=0.25m h=1.30m

r=1.2g/cm3 r。=1.04g/cm3 g=9.81m/s2

求：儀表安裝前的校驗(yàn)值？

解：量程=r·H·g=0.80×1.2×9.81=9.4kPa

負(fù)遷移量=r。·h·g－r·H。·g=1.04×1.3×9.81－1.2×0.25×9.81=10.32kPa

答：安裝前應(yīng)將量程調(diào)整到－10.32kPa～－0.92kPa

2)雙法蘭變送器測量流量

對不能用導(dǎo)壓管引出的介質(zhì)可用雙法蘭差壓變送器進(jìn)行流量測量。

A、測量水平管道時，兩法蘭同在一水平面上，不存在遷移的問題，見圖38

圖38 被測管道呈水平狀態(tài)

B、測量垂直管道時(見圖39)正壓室法蘭安裝在下面，負(fù)壓室法蘭安裝在上面，不管變送器本體安裝在什么位置，變送器始終有r。·H的液柱壓力，這個壓力必須用遷移的方法來進(jìn)行平衡，變送器應(yīng)有r。·H的正遷移量。

該公司產(chǎn)品分類：熱式氣體質(zhì)量流量計質(zhì)量流量計浮子(轉(zhuǎn)子）流量計 PH計在線密度計分析儀表電容式液位計腰輪流量計雙色石英管液位計壓力式液位計浮球液位計壓差流量計超聲波液位計雷達(dá)液位計磁翻板液位計變送器傳感器料位開關(guān) 差壓變送器壓力開關(guān)

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雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器