一、概述
電容式液位變送器,采用射頻電容法測(cè)量原量,適用于電力、冶金、化工、食品、制藥、污水處理、鍋爐汽包等的液位測(cè)量。
二、主要特點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小,安裝維護(hù)簡(jiǎn)單,統(tǒng)一外形尺寸。
2、多種信號(hào)輸出形式,方便不同系統(tǒng)配置。
3、聚四氟乙烯探級(jí),耐酸、堿等強(qiáng)腐蝕性液體及高溫。
4、浸入液體的測(cè)量部分,只有一條四氟軟線或四氟棒式探級(jí)作為傳感,可靠性高。
5、全密封鋁合金外殼及不銹鋼聯(lián)接件。
6、對(duì)高溫壓力容器與測(cè)量常溫常壓一樣簡(jiǎn)單,且測(cè)量值不受被測(cè)液體的溫度、比重及容器的形狀、壓力影響。
7、測(cè)量、輸出兩端和測(cè)量、輸出、電源三端隔離器多種電路結(jié)構(gòu)方式,自帶隔離器,適應(yīng)不同信號(hào)接地方式。
8、完善的過流、過壓、電源極性保護(hù)。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
測(cè)量范圍:0.2-20米
精度:0.2級(jí)、0.5級(jí)、1級(jí)
探級(jí)耐溫:-40-+250℃
允許容器壓力:-0.1MPa-2.5MPa測(cè)量介質(zhì):電導(dǎo)率不低于10-3s/m的酸、堿、水等非結(jié)晶導(dǎo)電液體。
供電電源:DC12-35V(隔離式為DC21-27V)
工作電流:(輸出20mA時(shí))非隔離二線,三線制:20mA
兩端隔離三線制:<32mA三端隔離四線制<35mA
輸出信號(hào):4-20mA(0-10mA,0-20mA)
輸出保護(hù):27mA
測(cè)量、輸出、電源之間隔離耐壓:1000V
量程調(diào)節(jié)范圍及零點(diǎn)移:≥±30%FS
變送器主體尺寸:φ76×85
四、測(cè)量理原理
電容塵液位測(cè)量原理為探級(jí)與導(dǎo)電液體構(gòu)成一電容器,其中探級(jí)線的金屬內(nèi)芯為電容的一極,導(dǎo)電液體為電容的另一極,中間為高穩(wěn)定性的聚四氟乙烯,即探級(jí)線的絕緣外層作為兩極之間的介質(zhì),隨著液位的變化,液體包圍探級(jí)線的面積隨之改變,使構(gòu)成電容器兩極的相對(duì)面積改變,導(dǎo)致電容的變化,根據(jù)同心筒狀電容的公式可寫出液位高度與電容的關(guān)系:
五、型號(hào)定義
量程范圍
| zui小量(m) | zui大量程(m) | 說明 |
A | 0-0.2 | 0-20 | 用于金屬容器 |
B | 0-1 | 0-20 | 絕緣材料容器,地下水池等 |
電路特點(diǎn) |
| 1 | 非隔離兩線制 | 圖2 |
| 2 | 非隔離三線制 | 圖3 |
| 3 | 輸入、輸出兩端隔離三線制 | 圖4 |
| 4 | 三線隔離四線制 | 圖5 |
| 結(jié)構(gòu)形式 |
| | F | 分體式 | 探級(jí)引出處溫度>65℃時(shí)選用 |
| | L | 聯(lián)體式 | 探級(jí)引出處溫度<65℃時(shí)選用 |
| 探級(jí)形式 |
| | R | 軟線探級(jí) | 圖6 |
| | B | 棒式探級(jí) | 圖7(zui大長(zhǎng)度2米) |
| 過程聯(lián)接 |
| | 1 | M20×1.5螺紋聯(lián)接(不銹鋼) | 軟線 |
| | 2 | M27×2螺紋聯(lián)接(不銹鋼) | 棒式 |
| | 3 | 法蘭聯(lián)接 | 軟線、棒式 |
| | 4 | 壓力測(cè)量筒 | 軟線、棒式 |
| | | | | | | | | | | |
型號(hào)示例:
量程0.2-20米(具體量程由用戶確定),非隔離二線制,聯(lián)體式軟線探級(jí),M20×1.5過程接口
訂貨時(shí)需注明以下參數(shù):1、量程;2、安裝高度;3被測(cè)介質(zhì);4、介質(zhì)溫度;5、容器壓力
端已配有相應(yīng)的耐腐蝕瓷質(zhì)重錘。探極線的穩(wěn)固方法也可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況采用底端固定等其它方法。
一般情況下,重錘在容器底部橫臥(如圖18),使探極線下端盡量接近容器底部,將測(cè)量盲區(qū)降至zui小,對(duì)測(cè)量零點(diǎn)不在底部的容器重錘可以懸空,如圖19所示。
六、過程聯(lián)接
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要,基本過程聯(lián)接部件份為M20×1.5,M27×2和法蘭.
在變送器部位工作溫度可能>65℃時(shí),請(qǐng)選用分體結(jié)構(gòu),如圖10,產(chǎn)品出廠時(shí),變送器與接線盒之間帶有1米連接電纜,以使變送器離開熱源,安裝時(shí),連接電纜的多余部分不能剪掉。
七、選件
用于測(cè)鍋爐汽包等壓力容器液位時(shí),可選配測(cè)量筒,結(jié)構(gòu)如圖11。
其它容器法蘭安裝的選配見圖9示。
配置平焊鋼法蘭尺寸表
RN4.0 表一
公稱通徑 DN | D | K | L | n | d | c | 螺栓 |
25 | 115 | 85 | 14 | 4 | 65 | 16 | M12 |
32 | 140 | 100 | 18 | 4 | 76 | 18 | M16 |
40 | 150 | 110 | 18 | 4 | 84 | 18 | M16 |
50 | 165 | 125 | 18 | 4 | 99 | 20 | M16 |
八、典型安裝示例
在容器內(nèi)有攪拌或液體可能產(chǎn)生大量汽泡時(shí),為保護(hù)探極線和液體波動(dòng)及氣泡而產(chǎn)生的虛假液位,可在容器內(nèi)放置一內(nèi)徑>φ80金屬或非金屬管,管的下端應(yīng)開口或留有進(jìn)液孔,液面以上留排氣孔,使用金屬管時(shí),應(yīng)保證探極線在管內(nèi)位置相對(duì)穩(wěn)定,必要時(shí)對(duì)探極線加支撐。
九、重外錘的配置方法及示例
重錘配置在探極級(jí)的zui下端(僅軟線探極用),其作用為拉直和穩(wěn)固探極線,量程<0.5米時(shí),在液面比較平穩(wěn)的情況下也可以靠探極線自身的強(qiáng)度伸直而不配重錘。在出廠時(shí),探極線的下
十、安裝注意事項(xiàng)
1、變送器采用電容測(cè)量原量,探極線的外絕緣層為耐高溫、耐腐蝕、抗老化且化學(xué)穩(wěn)定性*的聚四氟乙烯材料,正常工作中與被測(cè)液體之間處于絕緣狀態(tài)。安裝時(shí)一定注意保護(hù)好探極線的外絕緣層,一旦損傷,將導(dǎo)致使用壽命縮短或安裝失敗。
探極線安裝結(jié)束后 ,使其全部浸入液體時(shí),探極線與液體(或金屬容器外壁)的絕緣電阻應(yīng)>20MΩ(用數(shù)字萬用表20MΩ檔測(cè)量),測(cè)量絕緣電阻時(shí),應(yīng)將探極線與變送器的連接暫時(shí)斷開。
2、變送器露天安裝時(shí),探極線不能裸露于容器以外,以免
十一、接線方式
變送器的引線端子定義如圖所示。
因CO、和D/d固定常數(shù),所以C=K·H,即電容容量只與液體沒探級(jí)的高度成正比。
為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)配電及不同信號(hào)接地方式,變送器的電路結(jié)構(gòu)分為非隔離二線制,測(cè)量,輸出兩端隔離三線制和測(cè)量、輸出、電源三端隔離四線制,原理見圖2,圖3,圖3,圖4,圖5。
非隔離變送器可在DC12-35V電源下可靠工作,電源電壓與輸出信號(hào)負(fù)載電阻的關(guān)系如圖6所示。對(duì)隔離式變送器,供電電源必須保證在21-27V范圍內(nèi)。
十二、調(diào)試
1、零點(diǎn)調(diào)校
在變送器安裝完畢后,將信號(hào)回路串入電流表,液位處于測(cè)量的zui低位置時(shí),調(diào)整“零點(diǎn)調(diào)節(jié)”電位器(在電路板標(biāo)有“W1”,)如圖,使信號(hào)輸出4mA,(順時(shí)針調(diào)節(jié)零點(diǎn)升高,反時(shí)針調(diào)節(jié)零點(diǎn)減小)。
2、量程調(diào)校
液位上升至zui高測(cè)量點(diǎn)時(shí),變送器輸出應(yīng)為20mA,如有偏差,可調(diào)整“量程調(diào)節(jié)”電位器(電路板標(biāo)有“W2”,)如圖,順時(shí)針調(diào)節(jié)輸出增大,反時(shí)針調(diào)節(jié)輸出減小,但應(yīng)注意量程調(diào)整后會(huì)影響零點(diǎn),所以每次調(diào)整量程電位器后必須重新校正零點(diǎn),而量程電位一旦確定后,零點(diǎn)的校正不會(huì)影響量程。因此,變送器在出廠時(shí),已將“量程調(diào)節(jié)”電位器校準(zhǔn)在用戶要求的量程,安裝時(shí)只需校正零點(diǎn)即可。
零點(diǎn)與量程的調(diào)整必須在變送器通電15分鐘電路工作穩(wěn)定后進(jìn)行,且盡量接近正常工作時(shí)的溫度,壓力等條件。
十三、訂貨時(shí)請(qǐng)注明
1、型號(hào)
2、量程
3、安裝高度
4、被測(cè)介質(zhì)名稱、壓力及溫度
雨天探級(jí)線著水出現(xiàn)測(cè)量誤差。
3、變送器的外殼或接線盒下部的不銹鋼過程聯(lián)接部件,必須可靠與容器外壁連接(接地),其接觸電阻不能大于2Ω。
4、在正常工作中,探級(jí)線在容器內(nèi)不能有較大的擺動(dòng)幅度,否則會(huì)出現(xiàn)信號(hào)不穩(wěn)定現(xiàn)象。
5、探級(jí)線安裝時(shí),應(yīng)盡量遠(yuǎn)離容器內(nèi)壁,zui小距離不通<100mm。當(dāng)受條件限制,距離<100mm時(shí),探級(jí)線與容器壁的距離必須保證相對(duì)固定。
6、對(duì)單線軟探極,多余部分可通過過程聯(lián)接件上端拉出后剪掉,然后擰緊螺栓,而雙絞線探級(jí),多余部分可盤扎在被測(cè)液面以上,不允許將多余部分盤繞在容器底部有效測(cè)量段。
十四、常見故障及排除方法
故障現(xiàn)象 | 原因 | 檢查排除方法 |
無輸出 | 1、電源未接通 2、電源接反 3、信號(hào)回路斷線 4、探級(jí)線斷 | 測(cè)變送器24V端子判斷電源是否正常;檢查信號(hào)回路; 用手角措探級(jí)接線端子信號(hào)增大表明/變送器工作基本正常,檢查探級(jí)線。 |
輸出信號(hào)小 | 1、接地不良或未接地 2、量程未校準(zhǔn) 3、24V電源故障 4、零點(diǎn)調(diào)節(jié)反調(diào)過量 | 良好接地,使變送器外殼與容器肇之間電阻;重新校正量程;檢查24V電源。順時(shí)針調(diào)整“零點(diǎn)調(diào)節(jié)”電位器使零點(diǎn)為4mA |
信號(hào)不穩(wěn) | 1、探級(jí)線晃動(dòng) 2、接地不良 3、信號(hào)線與交流電源線太近 4、接線端子松動(dòng)或銹蝕 5、24V電源波紋系數(shù)太大 | 固定探級(jí)線清除晃動(dòng);使接地良好;信號(hào)線遠(yuǎn)離電源;重新接線。改換當(dāng)紋系數(shù)較小的電源。 |
液位末達(dá)到量程上*,信號(hào)突然輸出20mA以上 | 1、探級(jí)線絕緣層損壞 2、探級(jí)對(duì)地短路 3、接線盒積水或受潮 | 更換探級(jí)線;排除探級(jí)線接地點(diǎn);更換接接線盒或卸下用*洗后烘干 |
容器未達(dá)到量程上*,信號(hào)突然輸出20 mA以上 | 探級(jí)線下端絕緣損壞或下端封口失效 | 更換探級(jí)線 |
在壓力容器使用時(shí),輸出始終在20mA以上 | 1、探級(jí)對(duì)地短路 2、接線盒(變送器)下端的螺栓未擰緊,在壓力作用部填料進(jìn)液 3、變送器電路故障 4、接線盒積水或受潮 | 測(cè)量探級(jí)線對(duì)地絕緣電阻,找出短路點(diǎn);擰緊螺栓;更換新接線盒或卸下后烘干;與廠家維修 |