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差壓水位變送器

差壓水位變送器

產品型號✘│✘◕◕:JKM-1151/3051/3351/3851LT

聯絡電話✘│✘◕◕:15195518515     0517-86801009

產品特點✘│✘◕◕:差壓水位變送器廣泛應用於石油☁✘☁、化工☁✘☁、紡織☁✘☁、電力☁✘☁、食品☁✘☁、造紙☁✘☁、藥業等工業領域│•。

差壓水位變送器(以下簡稱變送器)採用先進的積體電路和表面安裝工藝✘↟₪,在模擬式變送器的基礎上增加了通訊☁✘☁、查詢☁✘☁、測試☁✘☁、組態等功能✘↟₪,它可提高標定精度✘↟₪,改善環境溫度補償效果✘↟₪,大大提高變送器的質量│•。
1.變送器應用了數字技術及頻率相移鍵控(FSK)技術✘↟₪,提高了整機效能及可靠性✘↟₪,方便了現場和控制室之間的聯絡│•。
2.變送器除具有遠端通訊能力外✘↟₪,它還具有本機調量程✘↟₪,調零點按鈕✘↟₪,便於現場安裝後的就地調整│•。
3.變送器電子部件採用先進的積體電路和表面安裝工藝✘↟₪,具有通訊☁✘☁、查詢☁✘☁、測試☁✘☁、組態等功能│•。

 
差壓水位變送器工作原理
1.工作原圖
圖1-1是變送器的基本工作原理✘↟₪,下面將敘述其工作原理和各部件的功能│•。
1.1“δ”室感測器(敏感元件)
變送器的核心是一個電容式壓力感測器✘↟₪,稱為“δ”室(見圖1-2)│•。感測器是一個完全密封的元件✘↟₪,過程壓力透過隔離膜片和灌充液矽油傳到感壓膜片引起位移│•。感測膜片和兩電容極板之間的電容差由電子部件轉換成4~20mA DC的二線制輸出的電訊號│•。
1.2線路板模組
變送器的線路板模組是一塊採用專用積體電路(ASICS)和表面封裝技術的線路板│•。線路板接收來自感測器的訊號並進行修正和線性化│•。線路板模組的輸出部分將數字訊號轉換成一個模擬輸出訊號✘↟₪,並可與HART手操器和上位機軟體進行通訊│•。
1.2.1 A/D轉換
A/D轉換電路採用16位低功耗積體電路✘↟₪,將解調器輸出的模擬量電流轉換成數字量✘↟₪,提供給微處理器作為輸入訊號│•。
1.2.2微處理器
變送器的微處理器控制A/D和D/A的轉換工作✘↟₪,也能完成自診斷及實現數字通訊│•。工作時✘↟₪,一個數字壓力值被微處理器所處理✘↟₪,並作為數字儲存✘↟₪,以確保精密的修正和工程單位的轉換│•。此外✘↟₪,微處理器也能完成感測器的線性化☁✘☁、量程比☁✘☁、阻尼時間以及其它功能設定│•。
1.2.3 EEPROM儲存器
EEPROM儲存所有的組態✘↟₪,特性化及數字微調的引數✘↟₪,儲存器為非易失性的✘↟₪,因此即使斷電✘↟₪,所儲存的資料仍能完好保持✘↟₪,以隨時實現智慧通訊│•。
1.2.4 D/A轉換
D/A轉換將微處理器送來的經過校正的數字訊號轉換為4~20mA模擬訊號並輸出給迴路│•。
1.2.5數字通訊
透過一臺通訊器✘↟₪,對變送器進行測試和組態│•。或者透過任意支援HART通訊協議的上位系統主機完成通訊│•。HART協議使用工業標準的BELL202頻率相移鍵控(FSK)技術✘↟₪,以1200Hz或2200Hz的數字訊號疊加在4~20mA的訊號上實現通訊✘↟₪,通訊時✘↟₪,頻率訊號對4~20mA的過程不產生任何干擾│•。
 
差壓水位變送器技術指標
1.功能引數
使用介質✘│✘◕◕:液體☁✘☁、氣體和蒸汽│•。
測量範圍✘│✘◕◕:見表6-1中的“量程範圍”│•。
輸出訊號✘│✘◕◕:二線制4~20mA直流訊號上疊加HART數字訊號✘↟₪,由使用者自由選擇線性輸出或開方輸出│•。(開方輸出曲線詳見圖3-1)
供電電源✘│✘◕◕:供電電源為12~45VDC✘↟₪,一般工作電源為24VDC│•。
負載✘│✘◕◕:電路板的最大負載電阻RL為✘│✘◕◕:RL=(Vs-12V)/0.023A✘↟₪,式中RL✘│✘◕◕:最大負載電阻Ω✘↟₪,通訊時RL最大為600Ω;Vs✘│✘◕◕:供電電源電壓V│•。
輸出指示器✘│✘◕◕:
液晶顯示器✘│✘◕◕:31/2位✘↟₪,字高13mm✘↟₪,輸出按百分數顯示│•。
量程和零位✘│✘◕◕:變送器可以透過就地按鈕調整或透過採用HART通訊器進行遠端調整│•。
正負遷移✘│✘◕◕:
·差壓變送器✘│✘◕◕:最大正遷移量為測量範圍上限值(URL以下同)與測量量程只差;最大負遷移量為URL│•。
·壓力變送器✘│✘◕◕:最大正遷移值為URL與測量量程之差│•。
·絕對壓力變送器✘│✘◕◕:最大正遷移量為URL與測量量程之差;無負遷移│•。
故障報警✘│✘◕◕:自診斷程式檢測出故障✘↟₪,模擬輸出高於22mA或低於3.9mA報警✘↟₪,報警高低標誌可透過電子部件開關進行選擇│•。
變送器狀態防寫✘│✘◕◕:撥動電子部件上開關可以防止變送器組態的改變│•。
溫度範圍✘│✘◕◕:電子線路✘│✘◕◕:-40~+85℃  敏感元件(充矽油)✘│✘◕◕:-40~+104℃  (充惰性油)✘│✘◕◕:-184~+71℃
儲藏溫度✘│✘◕◕:-40~+55℃
啟動時間✘│✘◕◕:最大阻尼時<2s
容積吸取量✘│✘◕◕:<0.16cm3
阻尼✘│✘◕◕:電氣阻尼為0~16s✘↟₪,可按0.1s間隔調整✘↟₪,敏感元件(充矽油)固有時間0.2s✘↟₪,量程代號3阻尼時間為0.4s│•。
2.技術引數
(在無遷移☁✘☁、參與條件☁✘☁、充矽油和隔離膜片為316L不鏽鋼情況下)
精確度✘│✘◕◕:對變送器量程代號4~8量程比40:1時為±0.2%✘↟₪,其它變送器和量程範圍均為±0.25%│•。
穩定性✘│✘◕◕:十二個月內不超過變送器精度│•。
溫度影響✘│✘◕◕:(對於量程代號4~9☁✘☁、0);總誤差<±0.3最大量程限值✘↟₪,每變化10℃;其他變送器和其他量程✘↟₪,以上誤差值將增加一倍│•。
靜壓影響✘│✘◕◕:
DP類✘│✘◕◕:對於14MPa✘↟₪,±0.25最大量程限值或±0.5%(量程代號為3)✘↟₪,在管道壓力下透過調零給予校正│•。
HP類✘│✘◕◕:±0.2%最大量程限值✘↟₪,對於32MPa✘↟₪,在管道壓力下透過調零給予校正│•。
振動影響✘│✘◕◕:0.1%最大量程限值✘↟₪,10~55Hz✘↟₪,S=0.15mm✘↟₪,在任何方向上│•。
電源影響✘│✘◕◕:小於0.005%輸出量程/V│•。
安裝位置影響✘│✘◕◕:當工作膜片不是垂直時✘↟₪,可能產生不大於0.2KPa的零位系統誤差✘↟₪,但此誤差可透過調整零位來消除✘↟₪,對量程無影響│•。
結構材料✘│✘◕◕:壓力容室☁✘☁、接頭☁✘☁、洩放閥☁✘☁、隔離膜片等與介質接觸的零件材料見各種型號的“訂貨型號規格”表│•。
·螺栓為不鏽鋼
·電氣外殼為低銅鋁合金
·電氣外殼表面塗層為環氧噴塑
導壓連線✘│✘◕◕:在壓力容室上連線螺孔為1/4-18NPT✘↟₪,引壓接頭上的連線螺孔為1/2-14NPT✘↟₪,其中心距可透過改變連線塊予以改變(51☁✘☁、54☁✘☁、57mm)│•。
電氣連線✘│✘◕◕:變送器殼體有2個M20×1.5螺孔✘↟₪,用以連線電纜管✘↟₪,殼體內有連線端和測量墊片✘↟₪,用以測試│•。如與通訊器相連時✘↟₪,則必須固定在測量墊片上│•。
重量✘│✘◕◕:約3.5kg(不包括附件✘↟₪,帶法蘭變送器除外)│•。
防爆✘│✘◕◕:1.隔爆型Exd Ⅱ CT4;2.本質安全型Exia Ⅱ CT6;
 
差壓水位變送器安裝
1.概述
變送器可以用來測量流量☁✘☁、液位和應用於其它要求精確測量差壓☁✘☁、壓力的場合│•。
變送器和導壓管安裝的正確與否✘↟₪,直接影響其對壓力測量的精度程度│•。因此✘↟₪,掌握變送器和導壓管的正確安裝是非常重要的│•。
由於工藝流程的需要✘↟₪,以及有時為了節約導壓管材料等經濟的原因✘↟₪,變送器經常安裝在工作條件較為惡劣的現場✘↟₪,為了儘可能減少變送器工作條件的惡劣程度✘↟₪,變送器應儘量安裝在溫度梯度和溫度變化較小✘↟₪,無衝擊和振動的地方│•。
注意✘│✘◕◕:被測介質不容許結冰✘↟₪,否則將損傷感測元件隔離膜片✘↟₪,導致變送器損壞│•。
2.變送器安裝形式
圖4-1為變送器安裝形式圖(使用者可選)
3.變送器外形尺寸
圖4-2和4-3為變送器外形尺寸圖
4.導壓管
下列資料對變送器的正確安裝是非常重要的│•。安裝位置☁✘☁、蒸汽測量和減少誤差的方法等要求如下✘│✘◕◕:
4.1安裝位置
變送器在工藝管道上的正確的安裝位置✘↟₪,與被測介有關│•。為了獲得最佳的安裝✘↟₪,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相接觸│•。
2.要防止渣滓在導壓管內沉積│•。
3.導壓管要儘可能短一些│•。
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溫度波動小的地方│•。
測量液體流量時✘↟₪,取壓口應開在流程管道的側面✘↟₪,以避免渣滓的沉澱│•。同時變送器要安裝在取壓口的旁邊或下面✘↟₪,以便氣泡排入流程管道之內│•。
測量氣體流量時✘↟₪,取壓口應開在流程管道的頂端和側面│•。並且變送器應裝在流程管道的旁邊或上面✘↟₪,以便積聚的液體容易流入流程管道之中│•。
使用壓力容室裝有洩放閥的變送器✘↟₪,取壓口要開在流程管道的側面│•。被測介質為液體時✘↟₪,變送器的洩放閥應裝在上面✘↟₪,以便排出滲在被測介質中的氣體│•。被測介質為氣體時✘↟₪,變送器的洩放閥應裝在下面✘↟₪,以便排放積聚的液體(見圖4-4)│•。壓力容室轉動180°✘↟₪,就可使洩放閥位置從上面變到下面│•。
4.2蒸汽的測量
測量蒸汽流量時✘↟₪,取壓口開在流程管道的側面✘↟₪,並且變送器安裝在取壓口的下面✘↟₪,以便冷凝液能充滿在導壓管裡│•。
應當注意✘↟₪,在測量蒸汽或其它高溫介質時✘↟₪,其溫度不應超過變送器的使用極限溫度│•。
被測介質為蒸汽時✘↟₪,導壓管中要充滿水✘↟₪,以防止蒸汽直接和變送器接觸✘↟₪,因為變送器工作時✘↟₪,其容積變化量是微不足道的✘↟₪,所以不需要安裝冷凝罐│•。
4.3減少誤差
導壓管使變送器和流程工藝管道連在一起✘↟₪,並把工藝管道上取壓口處的壓力傳輸到變送器│•。在壓力傳輸過程中✘↟₪,可能引起誤差的原因如下✘│✘◕◕:
1)洩漏;
2)磨損損失(特別使用潔淨劑時);
3)液體管路中有氣體(引起壓力誤差);
4)氣體管路中存積液體(引起壓力誤差);
5)兩邊導壓管之間因溫差引起的密度不同(引起壓力誤差);
減少誤差的方法如下✘│✘◕◕:
1)導壓管應儘可能短些;
2)當測量液體或蒸汽時✘↟₪,導壓管應向上連到流程工藝管道✘↟₪,其斜面應不小於1/12;
3)對於氣體測量時✘↟₪,導壓管應向下連線到流程工藝管道✘↟₪,其斜度應不小於1/12;
4)液體導壓管道的佈設要避免中間出現高點✘↟₪,氣體導壓管的佈設要避免中間出現低點;
5)兩導壓管應保持相同的溫度;
6)為避免摩擦影響✘↟₪,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✘↟₪,兩邊導壓管的液體要相同;
9)採用潔淨劑時✘↟₪,潔淨劑連線處應靠近工藝管道取壓口✘↟₪,潔淨劑所經過的道路✘↟₪,其長度和口徑應相同✘↟₪,應避免潔淨劑透過變送器│•。
5.安裝
變送器可以直接安裝在測量點處✘↟₪,可以安裝在牆上✘↟₪,或者使用安裝板(變送器附件)夾拼在2”(約φ50mm)的管道上│•。
變送器壓力容室上的導壓連線孔為1/4-18NPT螺紋孔✘↟₪,根據需要選購引壓接頭1/2-14NPT錐管螺紋連線的過渡接頭或M20×1.5外螺紋接頭│•。變送器可以輕而易舉地從過程管道上拆下✘↟₪,方法是擰下固緊接頭的兩個螺栓│•。轉動連線塊✘↟₪,可以改變兩個連線孔的中心距│•。中心距有三種尺寸✘│✘◕◕:51mm✘↟₪,54mm和57mm│•。變送器可以直接安裝在孔板環室☁✘☁、法蘭上或透過安裝支架直接裝在過程管道上│•。
為了確保接頭的密封✘↟₪,在固緊時應按下面步驟操作✘↟₪,兩隻緊固螺栓應交替用扳手均勻擰緊✘↟₪,其最後擰緊力距大約為40N·m(29bf.ft)✘↟₪,切勿一次擰緊某一隻螺釘│•。有時為了安裝上的方便✘↟₪,變送器本體上的壓力容室可轉動│•。只要壓力容室處於垂直面✘↟₪,則變送器本體的轉動不會產生零位的變化│•。如果壓力容室水平安裝時(例如在垂直管道上測量流量時)✘↟₪,必須消除由於導壓管高度不同而引起的液柱壓力的影響✘↟₪,即重新調零位│•。
6.接線
訊號端子設定在電氣盒的一個獨立艙內│•。在接線時✘↟₪,可擰下接線側的表蓋│•。左面的端子是訊號端子✘↟₪,右面的端子是指示表連線圖端子(見圖4-5)│•。右面端子上的電流和訊號端子上的電流一樣✘↟₪,都是4~20m A D C│•。電源是透過訊號線接到變送器的✘↟₪,不需要另外的接線│•。
訊號線可採用雙絞線│•。在電磁干擾較嚴重的場合✘↟₪,建議使用遮蔽導線✘↟₪,並妥善接地│•。訊號線不要與其它電源線一起穿金屬管或放在同一線槽中✘↟₪,也不要在強電裝置附近透過│•。
變送器電氣殼體上的穿線孔✘↟₪,應當密封或者塞住(用密封膠)✘↟₪,以避免電氣殼內潮氣積聚│•。如果穿線孔不密封✘↟₪,則安裝變送器時✘↟₪,應使穿線孔朝下✘↟₪,以便排除液體│•。
訊號線可以浮空或在訊號迴路中任何一點接地✘↟₪,變送器外殼可以接地或不接地│•。
因為變送器透過電容耦合接地✘↟₪,所以檢查絕緣電阻時✘↟₪,不能用高於100V的兆歐表✘↟₪,電路檢查應採用不大於45V的電壓│•。
6.1快速取樣計算機的濾波方法
電容感測器要求用交流電流去檢測電容訊號✘↟₪,交流電流由一個32kHz頻率的振盪器產生│•。該電流透過感測器中的測量電容耦合至變送器殼體│•。因為這種耦合方式✘↟₪,會使負載上可能出現一個交變干擾訊號✘↟₪,其大小取決於所選擇的接地的方式(見圖4-6)│•。
在負載上出現的這個交流附加電壓是一種高頻噪音訊號✘↟₪,對大多數儀表是沒有影響的✘↟₪,但是當計算機取樣週期較短時✘↟₪,如按圖4-6d的電路接線✘↟₪,則計算機會檢測到一個較大的噪音訊號✘↟₪,為了濾除這一噪音訊號✘↟₪,必須在負載兩端接一個1uF大電容或一個32kHz頻率的LC濾波器│•。計算機的連線和接地方法如圖4-6a圖4-6d所示時✘↟₪,噪音電壓的影響不明顯✘↟₪,所以不需加濾波器│•。
7.危險場所的安裝
危險場所必須使用防爆型變送器✘↟₪,防爆型變送器是變送器的變型產品✘↟₪,工作原理及基本結構與變送器相同│•。
防爆型變送器有本質安全型和隔爆型兩種│•。隔爆型和本質安全型儀表符合GB3836.1-2000《爆炸性環境用防爆電氣裝置通用要求》的規定│•。
變送器隔爆型的殼體內部能夠承受發生爆炸壓力✘↟₪,內部發生爆炸並不引起外部規定的爆炸性混合物爆炸✘↟₪,其標誌為ds符合GB3836.2-2000《爆炸性環境用防爆電氣裝置隔爆型電氣裝置“d”》的規定✘↟₪,防爆等級為Exds Ⅱ CT4│•。
變送器本安型✘│✘◕◕:指電路系統在正常工作或規定的故障狀態下產生的點火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物✘↟₪,其標誌為ia符合GB3836.4-2000《爆炸性氣體環境用電氣裝置本質安全型“i”》的規定✘↟₪,防爆等級為Exia Ⅱ CT6│•。變送器與裝在控制室裡的關聯裝置安全柵配套使用組成本質安全型防爆系統│•。
隔爆結構
所有的防爆型變送器的電氣部件和線路板都置於防爆殼體之內(見圖4-7)│•。即使儀表因故障而產生火花內部爆炸現象✘↟₪,由於儀表殼體具有足夠的機械強度和隔爆效能✘↟₪,不但不會損壞隔爆外殼✘↟₪,而且也不能使殼體外的爆炸性混合物爆炸│•。
變送器隔爆型的結構按防爆標準進行嚴格的檢查和試驗✘↟₪,包括接線端子基體(耐弧塑膠製成)☁✘☁、出線口採用防水引入裝置☁✘☁、電子殼體☁✘☁、蓋子☁✘☁、表頭☁✘☁、“O”形圈等│•。
變送器隔爆型電纜的引入採用防水引入裝置✘↟₪,另一側的耐壓密封螺紋用密封塞封死✘↟₪,變送器隔爆型在出廠之前✘↟₪,此隔爆殼體的耐壓密封螺紋處要經過密封水壓試驗✘↟₪,因此使用者不得自行拆卸✘↟₪,若拆卸重灌時需做耐壓密封試驗│•。
8.液位測量
用來測量液位的差壓變送器✘↟₪,實際上是測量液柱的靜壓力│•。這個壓力由液位的高低和液體比重所決定✘↟₪,其大小等於取壓口上方的液麵高度乘以液體的比重✘↟₪,而與容器的體積或形狀無關│•。
8.1液位測量
8.1.1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✘↟₪,以便測量其上方液麵高度所對應的壓力│•。如圖4-8所示│•。容器液位的壓力✘↟₪,連線變送器的高壓側✘↟₪,而低壓側通大氣│•。如果被測液位變化範圍的最低液位✘↟₪,在變送器安裝處的上方✘↟₪,則變送器必須進行正遷移│•。
8.1.2密閉容器的液位測量
在密閉容器中✘↟₪,液體上面容器的壓力影響容器底部被測得壓力│•。因此✘↟₪,容器底部的壓力等於液麵高度乘以液體的比重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減去容器的壓力│•。為此✘↟₪,在容器的頂部開一個取壓口✘↟₪,並將它接到變送器的低壓側✘↟₪,這樣容器中的壓力就同時作用於變送器的高低壓側│•。結果所得到的差壓就正比於液麵高度和液體的比重的乘積了│•。
1)幹導壓連線
如果液體上面的氣體不冷凝✘↟₪,變送器低壓側的連線管就保持乾的✘↟₪,這種情況稱為幹導壓連線│•。決定變送器測量範圍的方法與開口容器液位的方法相同(見圖4-8)│•。
2)溼導壓連線
如果液體上面的氣體出現冷凝✘↟₪,變送器低壓側的導壓管裡會漸漸地積存液體✘↟₪,就會引起測量的誤差│•。為了消除這種誤差✘↟₪,預先用某種液體灌充在變送器的低壓側導壓管中✘↟₪,這種情況稱為溼導壓連線│•。
3)雙法蘭連線
變送器高壓側法蘭安裝在密閉容器的下部✘↟₪,低壓側法蘭安裝在密閉容器的上部✘↟₪,法蘭對接✘↟₪,螺栓固定✘↟₪,密封圈一般為聚四氟乙烯墊片│•。
上述情況✘↟₪,使變送器的低壓側存在一個壓力✘↟₪,所以必須進行負遷移(見圖4-9)│•。
8.1.3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4-10)│•。整個裝置由氣源☁✘☁、穩壓閥☁✘☁、恆定流量計☁✘☁、變送器和插入容器下面的管子組成│•。因為透過管子的氣體的流速是恆定的✘↟₪,所以保持氣體恆定流動的壓力(即送入變送器的壓力)就等於管口處到液麵-垂直距離乘以液體的比重│•。
 
差壓水位變送器選型

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