、制藥等工業(yè)中各種容器內(nèi)液體液位、分層界面或比重的連續(xù)測量
。
二
、計量原理：
ZW-TDZ系列
智能電動浮筒液位計是借助于阿基米德定律及力平衡原理而工作的。相當(dāng)于被測液面高度的浮筒懸掛在下杠桿端部
，液位上升時
，浮筒沉浸在液體中，并受到阿基米德定律向上的浮力作用。
當(dāng)液位上升時
，浮筒失去自重
，支承點杠桿力發(fā)生變化，通過稱重傳感器測得浮筒浮力的大小
，即可得到液面的高度
。經(jīng)轉(zhuǎn)換，輸出與液位高度成比例的4～20mA.DC標(biāo)準(zhǔn)信號
。遠傳至控制室
，實現(xiàn)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(zhì)的界面高度或某些介質(zhì)的比重
。變送器帶有0～100%指示表，0%為4mA
，100%為20mA
。
由于介質(zhì)密度的不同，會影響浮筒浮力的大小
，因此
，變送器設(shè)有密度及零點、量程調(diào)節(jié)電位器
，以便對輸出信號進行調(diào)整
。
三、結(jié)構(gòu)組成：
智能電動浮筒液位計由檢測
、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換部分由杠桿系統(tǒng)、傳感器等組成
；變送器部分由A/D
、D/A轉(zhuǎn)換、微處理器及信號輸出電路等部分組成
。
四
、主要特點：
智能電動浮筒液位計利用手操編程器和符合HART通訊協(xié)議的其它設(shè)備對智能變送器在現(xiàn)場和遠程進行如下操作：
1、讀取過程變量 如原始變量值
、mA值
、百分比范圍等；
2
、零點
、量程設(shè)置 用手操器調(diào)整或用變送器零點、滿度電位器調(diào)整；
3
、讀取診斷信息 診斷信息有：參數(shù)設(shè)置太高
、太低；超過測量范圍
；4～20mA超出范圍等
；
4、HART通訊指令 利用手操器或其它設(shè)備與智能變送器進行通訊
，在顯示屏上可讀取PV值
、電流值、百分數(shù)等信息
。能實現(xiàn)使用范圍內(nèi)所有的HART指令
。
五、技術(shù)參數(shù)：
1
、 測量精度：±0.5%
；±1.0%；±1.5%（FS）
；
2
、 靈 敏 度：0.05%；
3
、 輸出信號：標(biāo)準(zhǔn)型：4～20mA.DC, 二線制
；24V.DC供電 智能型：4～20mA，疊加符合HART協(xié)議的數(shù)字信號
；
4
、 負載電阻：額定250Ω，***高600Ω
， 負載電阻與供電電壓關(guān)系；
5
、 出線口：M20×1.5（內(nèi)）
；
6、 工作壓力：1.6～16.0MPa
；
7
、 介質(zhì)溫度：-20～150℃ ,150～400℃（帶散熱片）；
8
、 介質(zhì)密度：0.4～2.0g/cm（測液位） ,密 度 差：≥0.15g/cm（測界面）
；
9、 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
；
10、環(huán)境條件：溫度，-20～60℃ ,濕度
，≤85%
；
11、連接方式：法蘭連接
，DN40 ,法蘭標(biāo)準(zhǔn)：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(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)制造；
12
、材 質(zhì)：浮 筒：1Cr18Ni9Ti ,浮筒室及法蘭：Q235A或1Cr18Ni9Ti
；
六、調(diào)試說明：
1
、變送器出廠前已按訂貨要求進行了逐臺調(diào)試
，但經(jīng)長途運輸顛簸或長期庫存后，安裝使用前或設(shè)備大修時
，需要對變送器的主要性能進行檢查
。
2、標(biāo)牌上“介質(zhì)密度（差）”欄內(nèi)注明的范圍
，是指該臺變送器可測密度在此范圍內(nèi)的任何液體
。
3、標(biāo)牌上“出廠調(diào)試密度（差）”欄內(nèi)所標(biāo)注的數(shù)據(jù)
，是指用戶提供的數(shù)據(jù)
，并按此密度（差）調(diào)試出廠。在實際使用中
，如果被測介質(zhì)密度（差）有所改變
，則應(yīng)按實際密度（差）進行重新調(diào)試。
七
、調(diào)試所需設(shè)備：
1
、可調(diào)電源：0～30V.DC；
2
、毫安表：0～30mA.DC,±0.2%
；
3、負載電阻：250Ω
，1只
；
4、二等標(biāo)準(zhǔn)砝碼：1kg,1套
；
5
、刻度尺：1只
；
八、調(diào)試方法分掛重法和水標(biāo)法兩種：
掛重法：
液位調(diào)試：
1
、 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(zhì)密度（g/cm3）
2
、將變送器水平固定在校驗架上。
1）零點調(diào)試（4mA）
在托盤上放入同浮筒重G等重的砝碼（含托盤重）
，調(diào)整零位電位器
，使輸出為4mA.
2） 滿度調(diào)試（20mA）
在托盤上放入同F(xiàn)2等值的砝碼（含托盤重），調(diào)整量程電位器
，使輸出為20mA.
按（1）
、（2）兩步，反復(fù)調(diào)整幾次
，直至滿意為止
。
3界面調(diào)試：
根據(jù)兩種介質(zhì)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(zhì)密度（g/cm） ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）
4
、根據(jù)FQ和FZ計算出調(diào)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(biāo)牌上標(biāo)出）
1）零點調(diào)試（4mA）
l 在托盤上放入同fo等值的砝碼（含托盤重），調(diào)零點電位器
，傳輸出為4mA
l 若輕介質(zhì)密度ρQ高于訂貨時提供的密度0.1g/cm3以上時
，則有可能會出現(xiàn)調(diào)不出4mA的現(xiàn)象。此時
，將零點電位器按原來調(diào)整方向的相反方向旋轉(zhuǎn)10圈左右
，使電位器基本處于中間位置，再調(diào)整密度電位器
，使輸出為4mA左右
。然后調(diào)整零位電位器，使輸出為4mA準(zhǔn)確值
。
2）滿度調(diào)試
在托盤上放入fm等值的砝碼
，調(diào)量程電位器，使輸出為20mA.
水校法：
1. 液位調(diào)試
介質(zhì)密度≤1g/cm3（水）時：根據(jù)被測介質(zhì)密度和量程
，計算滿量程所對應(yīng)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(zhì)密度，g/cm3
2
、零點調(diào)試：
排凈浮筒室內(nèi)的清水
，調(diào)整零位電位器
，使輸出為4mA.
3
、滿度調(diào)試：
打開進水閥，向浮筒室內(nèi)注入清水
，使水位升高等于h,立即關(guān)閉水閥
，調(diào)整量程電位器
，使輸出為20mA.
按（1）、（2）兩步
，反復(fù)調(diào)整幾次
，直至滿意為止。
4
、介質(zhì)密度>1g/cm3（水）時：
當(dāng)被測介質(zhì)密度大于水的密度時
，則取量程內(nèi)的任意一點做為滿度（上限）調(diào)試點。調(diào)試前
，應(yīng)先計算出該點所對應(yīng)的水位高度和該點在量程內(nèi)所對應(yīng)的電流值
。
例如：量程為1500mm,被測介質(zhì)密度為1.1g/cm3,取1300mm處為滿度（上限）調(diào)試點，則：
對應(yīng)水位高度應(yīng)為：h=1300×1.1=1430（mm）
該點對應(yīng)的電流應(yīng)為：Ⅰ=4+1300/1500×16=17.87（mA）
計算結(jié)束后
，調(diào)試方法如下：
1
、零點調(diào)試
排凈浮筒室內(nèi)的清水，調(diào)整零位電位器,傳輸出為4mA
。:
2
、滿度調(diào)試
滿度調(diào)試則在水位為1430mm處調(diào)量程電位器，使輸出為17.87mA
，反復(fù)幾次
，直至滿意為止。
3
、界面調(diào)試
兩種介質(zhì)密度均≤1g/cm3（水）時
l 根據(jù)兩種不同的介質(zhì)密度
，分別計算出零點對應(yīng)的水位高度h0（mm）和滿度時所對應(yīng)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(zhì)密度（g/cm）
ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）
l 計算出h0和hm后
，以浮筒底面高度的刻度線為基準(zhǔn)
，分別畫出h0和hm在刻度標(biāo)尺上的標(biāo)記
4、零點調(diào)試：
l 向浮筒室內(nèi)注入清水
，使水位高度等于h0
，關(guān)閉進水閥，調(diào)整零位電位器
，使輸出為4mA
l 若輕介質(zhì)的密度ρQ高于訂貨時所提供的密度0.1g/cm以上時
，則有可能會出現(xiàn)調(diào)不出4mA的現(xiàn)象。此時
，將零位電位器按原來調(diào)整方向的相反方向旋轉(zhuǎn)10圈左右
，使電位器基本處于中間位置，再調(diào)整密度電位器
，使輸出為4mA左右
，然后，再調(diào)整零位電位器
，使輸出為4mA準(zhǔn)確值2）滿度調(diào)試
向浮筒室內(nèi)注入清水
，使水位高度等于hm,關(guān)閉進水閥
，調(diào)量程電位器，使輸出為20mA
。
按上述（1）
、（2）兩步，反復(fù)調(diào)整幾次
，直至滿意為止
。
重介質(zhì)密度>1g/cm3（水）時
滿度的調(diào)整，可取高于零點調(diào)試水位h0的任意一點做為滿量程調(diào)試點
，具體方法可參照水校法液位調(diào)試中“介質(zhì)密度>1g/cm3（水）”的調(diào)試方法
。
5、測比重的調(diào)試方法：
調(diào)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(zhì)比重在***大和***小兩點來計算。
6
、線性度的調(diào)試方法：
變送器在出廠前線性度已調(diào)好
，用戶一般不需檢查，只需根據(jù)工藝參數(shù)調(diào)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(nèi)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(zhì)密度（g/cm）
Δρ-兩種介質(zhì)密度差
，Δρ=ρz-ρQ
ρz-重介質(zhì)密度（g/cm）
ρQ-輕介質(zhì)密度（g/cm）
x%-量程（浮筒長度）的百分數(shù)
九、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(zhì)中
，因此，會產(chǎn)生一定的浮力
，此浮力是一個常數(shù)
，由它產(chǎn)生的附加電流也是一個學(xué)數(shù)，它對調(diào)好的量程無任何影響
，只是導(dǎo)致零點略高于已調(diào)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(nèi)全部充滿輕介質(zhì)（注意：一定使浮筒上端部件全部浸在輕介質(zhì)中），調(diào)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(diào)整零位電位器
，使輸出電流與該點界面對應(yīng)的電流值即可。上述二種調(diào)試方法
，用戶可根據(jù)實際情況選用
，也可采用其它方法。但請注意
，無論采用什么方法進行遷移
，只能調(diào)整零位電位器。
十
、選型表：
|
型號 |
規(guī) 格 編 號 |
說 明 |
|
ZW-TDZ |
|
智能電動浮筒液位計（江蘇中偉） |
|
|
1 |
|
測量液位 |
|
2 |
|
測量界面 |
|
3 |
|
測量密度 |
|
|
0 |
|
外浮筒側(cè)底安裝形式 |
|
1 |
|
外浮筒側(cè)側(cè)安裝形式 |
|
2 |
|
外浮筒頂?shù)装惭b形式 |
|
3 |
|
外浮筒頂側(cè)安裝形式 |
|
4 |
|
外浮筒頂置安裝形式 |
|
|
A |
|
公稱壓力：2.5MPa |
|
B |
|
公稱壓力：6.3MPa |
|
C |
|
公稱壓力：10.0MPa |
|
|
D |
|
被測介質(zhì)溫度:≤100℃ |
|
F |
|
被測介質(zhì)溫度:≤400℃ |
|
|
E |
|
接液材質(zhì)：碳鋼 |
|
G |
|
接液材質(zhì)：不銹鋼 |
|
|
i |
|
防爆形式：本質(zhì)安全型 |
|
d |
|
防爆形式：隔爆型 |
|
|
R |
右側(cè)式安裝表頭 |
|
L |
左側(cè)式安裝表頭 |
|
量程 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
L |
|
300 |
500 |
800 |
1200 |
1600 |
2000 |
2500 |
3000 |
非標(biāo)準(zhǔn) |
|
附加編碼 |
M |
螺紋接口伴熱式ZG1/2（內(nèi)） |
|
H |
法欄接口伴熱式DN15,PN2.5 |
