單法蘭遠傳液位變送器產品概述

在石油、化工、冶金、電力、食品、造紙、醫藥、紡織等工業生產過程檢測控制系統中，檢測液體差壓、表壓、絕壓，以及開口或密閉容器內液體的液位。差壓式液位變送器將被測信號轉換成4～20mA DC輸出信號(智能型變送器可帶Hart協議通訊)，與其他單元組合儀表或工業控制計算機配合，組成檢測、記錄、控制等工業自動化系統。

一、單法蘭遠傳液位變送器主要特點

1)  精度高；模擬型±0.2%  智能型±0.1%

2)  穩定性好；

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、零點外部連續可調；智能型需配Hart手操器/軟件 或 殼內調整

7)  正遷移可達500％，負遷移可達600%；智能型量程比為 100∶1

8)  阻尼可調；

9)  單向過載保護特性好；

10)無機械可動部件，維修工作量少；

11)全系列統一結構；零部件互換性強；

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

13)防護等級IP66，全天侯使用。

二、功能規范

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

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

圖3—1   負載特性

                  指 示 表：現場輸出指示可用電流表，本公司可配線性指示0～和平方根指示0～表頭；3 1/2位LCD數字顯示表，字高13mm輸出按百分數顯示。

                  防    爆：本廠生產兩種防爆變送器： a、隔爆型 dIIBT4；b、本質安全型iaIICT6

                  量程和零位：外部連續可調，智能型需配Hart手操器/軟件 或 殼內調整

                  正負遷移：差壓變送器  正遷移量為500％，負遷移量為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℃

      環境濕度：0～ RH。

      貯藏溫度：－40～＋100℃

      過載壓力：不超過靜壓壓力的1.15倍(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)內連續可調，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。

      啟動時間：2秒，不需預熱。

三、技術參數

       振動影響：在任何方向上振動頻率200Hz時，所引起的誤差為范圍的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。

負載影響：電源穩定時，無負載影響。

                       安裝位置影響：當工作膜片未垂直安裝時，可能會產生約0.24 kPa的零位系統誤差，此誤差可通過調整零位來消除，對量程無影響。

                       外殼防護等級：IP66

四、安裝、使用和調整

4.1 概述

由于工藝流程的需要，以及有時為了節約導壓管材料等經濟上原因，差壓式液位變送器經常安裝在工作條件較為惡劣的現場。變送器和導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定；

      2)被測介質不容許結冰，否則將損傷傳感元件隔離膜片，導致變送器損壞；

      3)應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，與被測介質有關。為了獲得*佳的安裝，應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直接接觸；

      2．要防止渣滓在導壓管內沉積；

      3．導壓管要盡可能短；

      4．兩邊導壓管內的液柱壓頭應保持平衡；

      5．導壓管應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)導壓管應盡可能短些；

2)當測量液體或蒸汽時，導壓管應向上連接到流程工藝管道，其斜度應不小于1/12；

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

4)液體導壓管道的布設要避免出現高點，氣體導壓管的布設要避免出現低點；

5)兩導壓管應保持相同的溫度；

6)為避免磨擦影響，導壓管的口徑應足夠大；

7)充滿液體的導壓管中應無氣體存在；

8)當使用隔離液時，兩邊導壓管的液位要相同。

五、液位測量

用來測量液位的差壓式液位變送器，實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。

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，而低壓側通大氣。如果被測液位變化范圍的液位，在變送器安裝處的上方，則變送器必須進行正遷移。

      舉例：

設X為被測的和液位之間的垂直距離，X=3175mm；

Y為變送器取壓口到液位的垂直距離，Y=635mm；

γ為液體的密度，γ=1g/cm3；

h為液柱X所產生的壓頭，單位為kPa；

e為液柱Y所產生的壓頭，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生的壓力再加上密閉容器的壓力。

為了測得真正的液位，應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。這樣，容器中的壓力同時作用于變送器的高低壓側，所得到的差壓正比于液面高度。

1)干導壓連接

如果液體上面的氣體不冷凝，變送器低壓側的連接管就保持干的。這種情況稱為干導壓連接。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)濕導壓連接

如果液體上面的氣體出現冷凝，變送器低壓側的導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，預先用某種液體罐充在變送器的低壓側導壓管中，這種情況稱為濕導壓連接。

上述情況，使變送器的低壓側存在一個壓頭，所以必須進行負遷移(見圖5—2)

圖5—2  密閉容器導壓連接測量

濕導壓管連接舉例：

設X為和液位之間的垂直距離，X=2540mm；

Y為變送器基準線到液位之間的距離，Y=635mm；

Z為充液導壓管頂端到變送器基準線之間的距離，Z=3800mm；

             γ1為被測液體的密度，γ1 =1g／cm3；

             γ2為低壓側導管填充液體的密度，γ2 =1g／cm3；

h為液柱X所產生的壓頭，單位為kPa；

e為液柱Y所產生的壓頭，單位為kPa；

s為填充液柱Z所產生的壓頭，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 差壓式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生的壓力。

舉例：

設X為被測液體的液位(吹氣口處)和液位間的距離，X=2540mm；

γ為液體的密度，γ=1g／cm3；

h為X所產生的壓頭，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。