液位测量仪表的故障及维护.ppt

液位测量仪表的种类 检修及故障处理 物位仪表 本次课程主要包括炼油厂常用的钢带液位计 电动浮筒液位计 电动浮球液位计 超声波液位计 磁致伸缩液位计 光纤液位计 雷达液位计 射频导纳液位计 双法兰液位计等物位仪表的原理 技术标准 检查校验 常见故障及处理 使用维护及检维修等内容 物位仪表 一 浮子钢带液位计 1概述浮子钢带液位计是广泛用于测量大型储罐内各种液体液位的物位仪表 如图所示 1 浮子 2 钢带 3 导向滑轮装置 4 指示仪 变送器 5 浮子导向钢索 6 导向索牵引螺栓 7 钢带引出法兰 8 钢带导向保护管 工作原理 液面上升时 浮子随着液面上浮 与浮子连接在一起的钢带靠盘簧的拉力收入表体 以保持浮子重量 浮力 与盘簧拉力相平衡 液面下降时 浮子靠自身重量 随液面一起下降 与浮子连接在一起的钢带拉动盘簧的发条 做相应的反卷 使整个系统达到新的平衡 由于在测量钢带上打有非常均匀孔距的孔 当钢带上下运动时 钢带上的孔正好与链轮上的齿啮合 从而带动齿轮机构转动 并通过指针或计数器指示液位高度 同时输出角位移机械量 经远传变送器转换成4 20mADC的信号输出 以芳烃罐区LB2000系列浮子钢带液位计为例2技术标准测量范围 0 26m 工作压力 0 35MPa 灵敏度 1 5mm 测量精度 3mm 被测介质重度 0 5g cm3 被测介质温度 199 环境温度 50 85 相对湿度 95 输出信号 4 20mADC 3检查校验3 1定期检查3 1 1检查信号线保护管是否完好 3 1 2检查变送器外观 密封状况是否良好 信号线接线端子是否有腐蚀或水 汽等 3 1 3检查仪表内腔a 卸下表盖紧固螺丝 打开仪表前后盖 b 检查仪表内腔是否有尘土 锈蚀 铁锈 c 检查盘簧轮 钢带导向轮 链轮等磨损情况 是否有污物 润滑是否良好 d 检查各齿轮轴磨损情况 润滑是否良好 e 检查恒力簧是否有断裂 散卷 f 检查钢带是否有扭折或破裂 3 1 4检查导向保护管a 检查导向保护管挠曲 挠曲不得超过 5mm b 将导向轮盒盖板紧固螺丝卸下 打开导向轮盒盖板 c 检查导向管内是否有尘土 锈蚀等污物 d 将测量钢带从导向轮上脱开 检查导向轮运转是否平稳灵活 e 检查导向轮 轮轴磨损状况 润滑是否良好 f 检查测量钢带是否有扭折或破裂 g 检查保护管内隔离液是否足量 3 2校验浮子钢带液位计校验方法一般分为实测液面法和空罐计算法 3 2 1实测液面法a 确认现场无危险 现场测量需要两人以上 并遵守有关安全规定 以防意外 b 罐内充入待测液体 液面最好在仪表测量范围的1 2左右 c 待液面稳定后 用标准钢尺反复测量几次 求得平均值 d 用所求的平均值作为仪表标准值 调整仪表指示值 e 改变液位高度 待液面稳定后 用钢尺测量液面高度 所得数值与仪表指示应相符否则应重新进行检查校验 4日常维护4 1每日进行巡回检查 4 2清扫仪表卫生 4 3检查仪表内腔 保护管内密封液有无渗漏 4 4检查导向轮盒盖板 是否有被测物料泄漏 4 5用手摇装置提升浮子查看整个仪表系统是否有转动不灵活 卡死现象 4 6核对仪表指示是否正确 5检修5 1一般每年或一个生产周期进行1次全面的检修校验 检修前要确认储罐无压和出 人口阀关闭无泄漏 如要进罐作业必须遵守有关安全规定 5 1 1检查导向钢丝和浮子应确认罐内无压 无液体 无危险气体 罐内氧含量符合作业要求 方可进行此项检查 a 检查导向钢丝是否弯曲和折叠 b 检查导向钢丝是否垂直拉紧 e 检查导向钢丝固定件是否紧固牢靠 d 检查浮子与测量钢带连接是否牢靠e 检查浮子有无变形 破裂 结垢 5 1 2打开导向轮盒盖板 表体前后盖 清扫灰尘 铁锈等污物 5 1 3清洗轮轴污物 5 1 4清洗钢带 5 1 5各轮轴上润滑油 5 1 6表体内腔各齿轮上润滑油 5 1 7回装仪表 按本节 3 2 选择合适方法进行调校 5 1 8保护管内填充隔离液 5 2导向钢丝的更换5 2 1用力使导向钢丝伸直 不要使导线钢丝弯曲或打结 5 2 2打开罐顶导向钢丝张紧装置的罩盖 通过中心孔把导向钢丝穿入 把导向钢丝的终端固定在张紧装置上 5 2 3在罐的底部 使钢丝穿过浮子的导耳孔 固定在支柱上 因投用后再修理很困难 所以操作时要精心 5 2 4在罐顶用力拉紧导向钢丝 并把导向钢丝的末端在轴上绕2 3圈 旋紧螺帽 切断多余部分 完成更换工作 5 3测量钢带的更换5 3 1打开仪表输出轴的端盖 取下连接拨轮 5 3 2松开压紧环再打开表体后盖 把恒力簧轮和钢带轮脱开 5 3 3将测量钢带无孔一端通过链轮 5 3 4用绳索从罐顶导轮盒穿过保护管 与测量钢带无孔一端系住 把测量钢带拽到罐顶 再送入罐内与浮子挂环连接 5 3 5安装时 测量钢带不得打结 打卷或受损伤 不得超出导向滑轮的导向槽 而且必须与浮子挂环连接牢固 以防脱落 5 3 6更换后应检查测量钢带上的齿孔应与链轮上的齿准确啮合 压紧轮位置正常 钢带在各处的位置正常后再盖回表盖 5 4恒力盘簧的更换5 4 1打开仪表后盖 将盘在恒力簧轮上的恒力簧一端抽出 用螺钉固定在钢带轮的反缠盘轮上 5 4 2松开钢带轮上的紧固螺钉 5 4 3用手顺时针将盘簧反缠在反缠轮上 注意不能反缠在恒力簧轮外面 5 4 4根据测量范围确定反缠圈数 5 4 5反缠后将固定螺钉紧固好 5 4 6检查测量钢带是否有松动或间隙 如有则重新反缠 5 4 7恒力簧反缠在反缠轮上的总长度应大于整个测量范围 5 4 8恒力簧安装完毕后 测量钢带上的齿轮孔应与链轮上的齿准确啮合 钢带在表内各处穿行正常 5 5变送器检修检查变送器的指示精度是否符合要求 如果不符合要求则进行调整 拆变送器时注意要先断开仪表电源 方可拆线 5 6常见故障与处理见下表 6安装注意事项6 1首先要考虑到便于安装 调试 读数和检修 以在人孔附近或专门的安装板等手能触及的部位最好 6 2浮子中心距离容器侧壁的尺寸应符合在400 1500mm范围内的要求 6 3浮子的工作位置应远离出料口及搅拌器 以防液面波动影响测量精度和稳定性 无法避免时 要加装分流板 防波罩等装置加以解决 电动浮筒液 界 位计 1概述电动浮筒液 界 位计可对工艺容器内液位或界位进行连续测量和就地控制 该类仪表是基于浮力原理工作的 其测量原理见下图 浮筒液 界 位计测量原理图1 截止阀 2 外浮筒 3 变送器 4 扭力管5 浮筒 6 排污阀 7 放空堵头 当液 界 位在零位时 扭力管受到浮筒重量产生扭力矩 这时扭力最大 扭力管转角处于 零 度 当液位逐渐上升时 浮筒在液体浮力的作用下 也随着上升 扭力管产生的扭力矩逐渐减小 此时固定在扭力管上的磁铁产生转角位移 改变了由霍尔效应传感器检测的磁场 该传感器将磁场信号转换成4 20mADC电信号 这信号正比于被测量液 界 位 2DLC3000系列智能液位变送器主要技术指标输出信号 4 20mADC 精度 0 5 供电 12 30VDC 介质密度 液位为0 4 1 5g cm3 界位为0 08 0 5g cm3 工作压力 4MPa 6 3MPa 16MPa 环境湿度 10 95 环境温度 40 80 工作温度 普通型0 150 高温型0 427 防爆等级 本安型ib CTl 6 隔爆型d BT5 物位仪表 3检查校验3 1检查3 1 1检查浮筒变送器外观有无损坏 变形 各部件是否灵活好用 3 1 2仪表铭牌各参数 校验单等要齐全准确 符合工艺设备的压力 温度 材质 密封等要求 3 1 3仪表安装时必须牢固可靠 横平竖直 必须保证测量室垂直 内浮筒外壁不得与浮筒室内壁相碰 筒室尽量安装在便于观察 维护和检修的地方3 1 4浮筒外部水平中线要与液 界 位变化范围中点一致 3 1 5安装过程中不得使浮筒受到拉力 推力和激烈的冲击 否则可能使传感器因过载而损坏 3 1 6仪表安装完毕后 所有连接管路及各密封点应无渗漏现象 接线要正确 通电检查仪表零位 若是界位计应充满轻介质 如不是4mA 应进行零位调整 3 1 7在被测介质粘度大或寒冷易冻的使用场合 要加装保温拌热系统 3 1 8不宜安装在液位波动强烈的场合 如安装仪表应加设管路限流装置 3 1 9仪表安装前 必须拆除套在内筒上面的防震胶环 3 1 10本安型浮筒液 界 位计需经过安全栅供电 3 2校验浮筒液 界 位计的校验方法一般有挂重和水校法两种方法 本节仅以水校法校验进行说明 3 2 1液位调校 水校法 a 被测量介质密度小于或等于水密度时 根据被测介质密度和量程 由于水的密度为1 0g cm3 所以 计算满量程对应的灌水高度 如下式 h H 式中h 灌水高度 mm H 仪表量程 浮筒长度 mm 被测介质密度 g cm3 零位调试 排空测量室内的清水 调整变送器零位电位器 使输出为4mA 满量程调试 向测量室内注入清水 使水位高度等于h 调整变送器量程电位器 使输出为20mA 按 两步骤反复调整几次 并按4等分检查线性 直到输出信号满足精确度为止 b 被测量介质密度大于水密度时 当被测的介质密度大于水密度时 则可用缩小输出电流范围的方法进行换算 如下式 I 4 水 介 16 100 式中I 输出电流 mA 水 水的密度 g cm3 介 被测介质的密度 g cm3 该点做为量程电位器调试点 在调校前应先计算出4等分灌水高度所对应的输出电流值 例如 量程1000mm 被测介质密度为1 1g cm3 则灌水1000mm处为量程电位器调试点 对应输出电流为 I 4 1 1 1 16 100 18 5mA 按上面的方法计算完毕后 再按本节3 2 1a 所述方法反复调整仪表零点和量程 即当水位在0mm时 调整零点电位器 当在水位1000mm处时 调量程电位器 使输出为18 5mA 反复来回调校几次 并按4等分检查线性 直到输出信号满足精确度为止 3 2 2界位调试a 根据两种不同的介质密度 计算出零点对应的水位高度h0和满量程时所对应的水位高度hm 如下式 h0 H q 水 hm H z 水 式中ho 零点对应的水位高度 mm hm 满量程时所对应的水位高度 mm H 仪表量程 浮筒长度 mm q 轻介质密度 g cm3 z 重介质密度 g cm3 水 水密度 g cm3 b 根据计算出来的对应水位高度 以浮筒底面高度的刻度线为基准 分别画出ho mm 和hm mm 的标记 c 零点调试 向测量室内注入清水 使水位高度处于h0时 调变送器零位电位器 使输出为4mA d 满量程调试 向测量室内注入清水 使水位高度处于hm时 调变送器量程电位器 使输出为20mA e 按c d两步骤反复调整几次 并按4等分检查线性 直到输出信号满足精确度为止 4使用和维护4 1投用前仪表要与工艺设备一同试压 并检查仪表使用条件 如工作压力 工作温度是否满足仪表的要求 4 2要检查各管路阀门是否灵活好用 4 3仪表投用后应定期进行基本性能检查 并对发现的问题予以消除 4 4按工艺测量介质的脏污情况 定期进行浮筒室的排放和清洗 4 5仪表的保护元件不能轻易更换 如需更换 应按防爆规程要求进行 4 6常见故障与处理 5检修5 1电动浮筒式液 界 位计检修周期与装置同步 5 2清除浮筒 杠杆和扭力管上的油污等杂物 必要时拆除连接部分 取出浮筒等进行清洗和吹扫 5 3检查内浮筒 扭力管 杠杆等零部件有无腐蚀磨损 变形和渗漏 情况严重者应更换 5 4检查浮筒重量 并修正至出厂时的数值 5 5组装时 中心轴穿过小轴承时要加润滑油 5 6在仪表拆卸搬运时 应将浮筒两端的保护螺盖装上 以保护扭力组件不被损坏 5 7仪表挂重调校 填写校验单和合格证 电动浮球液位变送器 1概述电动浮球式液位变送器是一种力矩平衡式仪表 由检测和转换部分组成 检测部分由浮球 杠杆 平衡锤 法兰 中心轴等组成 转换部分由传感器 放大器 电流转换电路及指示表组成 变送器的浮球装在工艺容器内 当液位变化时 浮球受到浮力随之变化 当浮力矩与反馈力矩平衡时 反馈杆角度与液位成正比 其变化量经杠杆 中心轴传动 使传感器产生角位移 通过变送部分产生与液位成线性的4 20mADC的标准信号 该类仪表具有安装方便 观察清晰 可靠性高 以及无须保温 加热 冲洗等特点 特别适用于炼油厂的热重油 沥青 含蜡和粘 稠 脏 污等介质液 2主要技术指标 丹东通博UQD 90 输出信号 4 20mADC 液位测量范围浮球杠杆长度 mm46871888512181885最大测量范围 mm3505006008001200浮球最大运行角为35 特殊的大转角浮球运行角 80 UQD 91 工作温度 带散热片225 450 不带散热片 20 225 电源电压 额定电压24VDC 输人电压范围9 36VDC 精度 液位为1级 界面为2 5级 2 7工作压力 4MPa 6 3MPa 2 8使用环境相对湿度 95 2 9被测介质密度 0 55g cm3 2 10环境温度 40 80 2 11法兰连接标准 JB T82 2 94凸面DN250 PN 40 64 用户设备按相应标准凹面配用 3检查校验3 1检查3 1 1仪表零部件应完好无损 传动机构动作灵活 润滑良好 3 1 2铭牌及各种数据校验单等齐全准确 3 1 3仪表使用条件 如工作压力 工作温度要满足仪表的要求 3 1 4仪表安装位置正确 要考虑便于操作 观察 维护和维修 根据实际情况选择左侧或右侧安装 液位的正常位置应在仪表量程中间 3 1 5仪表的浮球 杠杆 支点 平衡杆 中小轴和平衡锤应在同一个平面内 且转动自如 3 1 6调整好四连杆机构的原始位置 3 1 7检查各部位螺钉有否松动 3 1 8安装应检查盘根松紧情况和耐高温润滑油使用情况 3 1 9检查接线是否正确 3 2校验变送器安装后 一般就地校验 3 2 1先根据实际测量介质的密度 调整平衡锤在平衡条上的位置 3 2 2用手向上摇动平衡杆 使其与水平面夹角为 17 5 调整变送器零点使输出为4mA 3 2 3然后用手向下摇动平衡杆 使其与水平面夹角为 17 5 调整变送器量程电位器使输出为20mA 3 2 4按上两步骤重复进行调整 直到满意为止 3 2 5锁紧限位螺丝 4使用和维护4 1根据实际情况选择左侧或右侧安装 4 2当工艺容器内有正常液位时 浮球漂浮在液位上 应调整滑块位置 使反馈力矩与浮力矩相平衡 4 3变送器应每月加1次耐高温润滑油 4 4常见故障与处理 双法兰式差压变送器物位仪表 1概述双法兰式差压变送器由差压变送器 毛细管和带密封隔膜的双法兰组成 密封隔膜的作用是防止管道中的介质直接进入差压变送器 它与变送器之间是靠注满液体 一般采用硅油 的毛细管连接起来的 当膜片受压后产生微小变形 变形位移或频率通过毛细管的液体传递给变送器 由变送器处理后转换成输出信号 可用于测量液体 气体和蒸汽的流量 液位 密度和压力 以EJA118W系列智能双法兰差压变送器为例说明 2主要技术指标2 1输出信号 4 20mADC HART信号 二线制 2 2量程比 100 12 3电源电压 10 5 42VDC2 4负载电阻 250 600 2 5测量精度 0 075 2 6环境温度 40 85 2 7环境湿度 0 100 相对湿度2 8工作压力 双法兰 13 8MPa2 9工作温度 45 315 2 10防爆等级 EExia CT42 11防护等级 IP66 3检查校验3 1检查3 1 1双法兰检查 检查法兰与设备连接部分的密封是否良好 法兰与毛细管 毛细管与变送器的连接部分及毛细管本身是否有液体泄漏 法兰膜片有无变形 损伤 腐蚀 结垢等不良情况 3 1 2变送器检查 a 变送器外观检查 检查变送器外壳有无损伤 腐蚀和其他故障 发现问题及时处理 b 变送器内部检查 打开变送器外盖 先检查密封圈有无损坏 如果损坏要及时更换 检查电路板及其他元器件是否良好 c 检查变送器接线情况是否良好 d 断开电源 卸下接线 进行绝缘电阻检查 用500V兆欧表检查变送器接线端子与外壳间的绝缘电阻 该电阻值应大于20M 以上 3 2校验为了保证智能双法兰差压变送器的测量精度 不能拆开毛细管 所以校验变送器时要与双法兰一起校验 3 2 1在安装前 可用BT200通讯器与FULUK标准仪加气压模拟信号进行组态和校验 3 2 2在安装后 可用通讯器进行现场校验及检查 3 2 3校验范围的简化计算a 负迁移量 P H ogb 量程 P H gc 范围 H og H g H og 式中P 负迁移量 kPa H 测量高度 mm o 毛细管充灌液密度 g cm3 g 重力加速度 被测介质密度 g cm3 简例 液面最大变化1000mm 介质密度为1 0g cm3 毛细管充灌液密度为0 95g cm3 则 1 负迁移量为 1000 0 95 9 807 9 317kPa 2 量程为 1000 1 0 9 807 9 807kPa 3 范围为 9 317kPa 0 490kPa 3 2 4根据计算结果进行零位和量程校验 3 2 5智能变送器只有 零位 和 量程 两个参数可调整 其他参数出厂前已经调整好 不用再重新调整 4使用和维护4 1安装注意事项4 1 1在现场配管过程中需进行焊接时 应避免焊接电流通过变送器和焊渣溅到膜片 密封面 4 1 2远传法兰的安装a 测量液位时 最低液位 零点 应设定在高于高压侧膜片中心50mm以上的地方 b 高 低压两侧法兰应正确安装 不能装反 c 为减小环境温度差的影响 可将高 低压侧的毛细管束在一起 并固定以防止风以及振动等的影响 超长部分的毛细管应卷在一起固定 d 注意不要损伤接液膜片的表面 由于膜片面凸起约lmm 如果将膜片面朝下放置则可能弄伤膜片表面 e 不要扭曲 挤压毛细管 也不要对它施加过大的压力 f 如果膜片密封部暴露在空气中的部分表面温度较高 应采取隔热处理措施 使隔爆型变送器的表面温度在135 以下 本安型在110 以下 4 1 3变送器本体的安装使用安装托架 将变送器本体安装在直径为50mm管道上 可进行水平配管安装以及垂直配管安装 a 紧固测量容室的四颗螺栓 连接毛细管和容室部分的固定螺钉绝对不可松动 以防止封入液泄漏 造成仪表损坏 b 变送器本体应安装在高压侧远传法兰隔膜密封安装部下方600mm以上的地方 以使毛细管封入液的静压差尽可能地加在变送器本体上 4 2常见故障与处理如测量值出现异常 应先确定是过程变量异常还是测量系统出错 如确认是测量系统出错误 再根据故障现象分析故障原因 采取相应措施 本变送器具有自诊断功能 排除故障简单方便 常见故障与处理方法见表 5检修5 1双法兰式差压变送器的检修周期一般为生产装置的一个运行周期 5 2仪表与设备连接部位有排污孔的应拆开堵头进行吹扫 吹扫时注意不要用蒸汽对着法兰膜片 5 3仪表与设备连接部位无排污孔的应拆开法兰进行吹扫 5 4检查零部件有无腐蚀磨损 变形和渗漏 情况严重者应更换 5 5仪表校验 磁致伸缩液位 界位 计 1概述磁致伸缩液位变送器是近几年来国内外发展的新一代高科技产品 具有测量精度极高 安装调校简单方便 使用寿命长 输出信号多 可同时测量液面 界面 温度信号 等特点 而广泛应用在石油 化工等工业领域过程控制液位 界面 的连续测量 1 变送器 2 法兰 3 磁性浮子 4 挡环 5 探测杆 6 磁致伸缩线 安装在探测杆内的磁致伸缩线与电路模块相连 电路模块中的脉冲发生器每秒发出10个电流脉冲沿着磁致伸缩线传播 并开始计时 当磁性浮子随液位上升或下降时 由于浮子内装有一组永磁铁 所以浮子同时产生一个磁场 电流脉冲与磁性浮子的磁场相遇时相互作用 固有磁场与磁致伸缩线周围由起始电流脉冲所产生的磁场矢量叠加 并形成螺旋磁场 产生瞬时扭力 在磁致伸缩线上产生一个扭应力波 扭应力波以已知的速度从浮子的位置沿磁致伸缩线向两端传送 由电路线圈转换器转换成感应电动势 由信号处理电路计算出时间差 从而计算出浮子的位置 由于浮子总是悬浮在液面上 且磁浮子位置随液面的变化而变化 经过变送器信号处理 放大后转换成与被测液位成正比的4 20mA信号输出 现以K TEK为例加以说明2主要技术指标2 1测量范围 0 22m 6m 选用刚性探测杆 6m 选用柔性探测杆 2 2工作压力 依赖所选浮子耐压情况软管 1 89MPa 硬管 6 5MPa 2 3工作温度 40 125 高温为427 低温为 195 2 4测量精度 0 5mm 2 5供电 24VDC 2 6输出信号 4 20mADC 其中智能式带HART信号 2 7负载电阻 额定负载电阻250 最大负载电阻600 24VDC时 2 8环境温度 20 60 2 9介质密度 差 液位 0 45g cm3 界位 0 15g cm3 2 10介质粘度 1ST 10 4m2 s 2 11防爆标志 隔爆型d CT5 本安型ib CTl 6 2 12本安型敷设电缆分布参数 电感 2mH 电容 0 08uF 3检查校验 3 1检查3 1 1仪表铭牌各数据 校验单等要齐全 3 1 2使用条件 如工作压力 介质密度 工作温度等要满足仪表制造厂的要求 3 1 3检查电源电压是否正常 接线无误 不松动 3 1 4确认仪表接线盒盖及电缆引出端密封良好 防止仪表内部积水 3 1 5仪表零部件应完好无损 3 1 6仪表安装位置正确 各紧固部件有无松动 密封件应无泄漏3 1 7有条件的应检查探测杆是否弯曲 浮子在探测杆上能否滑动自如 3 2校验 顶置式正作用 3 2 1将变送器的正极与电源正极可靠连接 并用绝缘胶带包好 3 2 2仪表安装完毕后就地校验 用手滑动浮子 使浮子处于探测杆上零点位置 按Z键使输出电流为4mA 若是智能式 用手操器校对 3 2 3然后再滑动浮子 使浮子处于探测杆满量程的位置上 按S键使输出电流为20mA 3 2 4按本节3 2 2和3 2 3项反复调校几次 直到输出信号满足精确度为止 4使用和维护4 1仪表外壳设有接地端子 安装使用时应可靠接地 4 2每年检查1次仪表的绝缘状况及外壳接地状况 4 3每季度检查变送器内部有无腐蚀情况 各紧固件有无松脱 5检修5 1磁致伸缩液位变送器一般每年或一个装置运转周期检修一次 5 2拆装检修前要切断电源 5 3拆装检修防爆结合面时 不得有划痕碰伤 不可涂油漆 可涂少量润滑油和少量防锈油 5 4检查探测杆有无变形或破损 并清除脏物 5 5检查浮球有无变形或破损 并清除附着物 5 6重新安装后要随工艺设备一同试压 并确认接线无误 电源电压正确 然后重新校对变送器 磁致伸缩与电浮筒液位计的对比 导波雷达液位变送器 导波雷达工作原理 导波雷达基于TDR 时域反射原理 ETS 等时采样原理 和最新超高速计时电路的完美结合进行物位测量 时域反射 TDR 工作原理TDR电路采样电磁 EM 能量脉冲测量距离或液位 TDR发生器产生一个沿导波杆向下传播的电磁脉冲波 该脉冲以光速运行 当脉冲到达介电常数不连续 由介质表面产生 液体表面时 部分能量就会被大量反射 被反射的脉冲仍沿着导波杆传播 介电常数越大 反射的振幅 强度 就越大 等时采样 EST 工作原理EST等时采样电路被用来测量高速小功率的电磁 EM 脉冲能量 在TDR应用于容器液位测量技术中EST是最关键的 起决定性的作用 对于高速电磁能量 1000ft vs 英尺 微秒 为了在很短的时间内测量并且达到过程工业所需要的分辨率是很困难的 EST等时采样电路能够实时的 纳秒 10 9秒 收到电磁信号并且把它转换为等效的时间 毫秒 等时采样电路通过导波杆来采几千次样 每秒中大约进行8次扫描 每次扫描采样次数多于30000次 用超高速计时电路来计算脉冲波的传导时间 根据S 距离 V 速度 t 时间 可计算出脉冲传播的距离 从而获得精确的物位 Magnetrol705与708系列 总述Magnetrol705与708系列导波雷达液位变器是采用最新的导波雷达 CWR 技术而生产的两线制 回路电源为24V的液位变送器 705 708系列主要是为7XA 7XC 7XD和7XP的同轴式探头及7XB双杆探头而设计的变送器 其测量范围15 610CM 708系列主要是为型号为7XF及7XI的单杆式探头而设计的变送器 其测量范围15 1524CM 它综合数种重要工程成就 采用先进技术的液位变送器 提供的测量性能远远优于许多传统的技术 甚至非接触式雷达 该产品使用了专利技术并且在工业上首次使用了新型外壳 将接线板和电子线路板分别置于两个室中 其角度更适合接线 组态和观察数据 Magnetrol导波雷达液位变送器的应用范围介质 液体或浆料 碳氢化合物和水基介质 介电常数1 4 100范围内 容器 适合大部分过程容器和储罐 连接容器和旁路容器 在探杆所允许的温度压力范围内 Magnetrol705与708系列导波雷达液位变送器的特性1 校验时无须改变液位 无须现场校验 可进行盲调2 两线制回路供电 负载620欧3 带自检功能4可进行HART协议通讯 输出电流3 8mA 20 5mA5一体化安装或分离安装6 专利设计的360 可旋转双室结构 45 视角 便于观察7 快速拆卸装万能接头 方便在线维护8可选液晶显示 组态键盘便于编程 工艺条件 1 适合于绝大部分工况下的液位测量和控制 2 高工作温度可达400 C3 最高工作压力可达34 5MPa4 深冷工况可达 150 C5测量范围 60 610mm 刚性杆 1 15mm 柔性杆 6 不受介质的特性变化的影响 如介电常数变化 比重的变化 7 不受泡沫和振动的影响8 最低可测介质介电常数1 49 顶部和底部存在死区更小 为6 8到36英寸 Magnetrol液位变送器的探头的选择见下表 单杆式 双杆式 缆式 单杆 静井 同轴套管式 变送器的接线及操作面板如下图所示 变送器的组态 Magnetrol液位变送器可以在制造厂组态 用户自己也可重新组态 不考虑由于没有连接探头而产生的错误信息 安装前在室内对变送器进行组态是创建相关仪表技术条件简便而有效的方式 在变送器组态之前 要校正工作参数信息 然后给变送器接上电源并按菜单驱动变送器显示步骤 逐步进行设定参数 有关采用HART通讯组态在此不讲 用于用户组态的创建步骤 Magnetrol液位变送器可以在实验台上在其端子上直接与24VDC电源相接 然后进行组态 若希望测量电流 则可在连接一台数字万用表 当采用HART通讯器组态时 需要一个250欧的负载电阻 变送器可以在不接探头的情况下组态 但是不要理会由于没有安装探头而产生错误信息 308型变送器在于探头断开时可以显示一个大于0的液位值 在录入最后一个数值值后要保持电源处于接通状态10秒钟然后在断开 这样才能使变送器存储这些数值 变送器的显示器和键盘 Magnetrol液位变送器有一个能显示俩行每行8个字符的液晶显示器 LCD 变送器的测量和组态菜单画面都显示在LCD上 见附图 变送器默认的显示画面是测量画面 它每个显示周期为秒 循环的显示液位 LEVEL 输出 OUTPUT 和回路电流 LOOP 信息 如果没有按键5分钟之后变速器默认的显示此画面 键盘上有三个用来使显示画面滚动以及校准变速器 它们是向上和向下箭头键和录入键 通行字的保护 Magnetrol液位变送器是用通用字来保护的 以限制对影响系统工作的菜单结构的某些部分的访问 当输入正确的通行字时 则在显示器的第一行最后一个字符为惊叹号 通行字可以改变为最大为255的数值 无论何时要改变组态的数值都需要通行字 在制造厂家变送器中所装入的默认的通行字为1 在组态菜单中最后一项提供了输入新通行字的选项 若0作为通行字输入 则变速器就不在被通行字保护并且除了诊断值在菜单中的任何数值都可以在不输入通行字的情况下而被改变 菜单的具体操作步骤 下表提供了由ECLipse液位变速器所显示的软件菜单的完整说明用此表做为步骤可指导完成对变速器的组态 表中的第一列是序号 第二列是表示显示在变速器显示器上的菜单 如果用箭头显示键实现使显示通过菜单滚动时 这些画面是他们应该出现的顺序 许多没有在显示器中显示 他们就仅供参考 第三列提供当组态变速器时的操作 第四列是附加的信息或操作的说明 下表是705型变送器 探头 同轴式 双杆式 高温高压同轴式 高压同轴式 如何设定偏移值图1 图2探头为72 图3探头为48 故障的查找705型 故障的查找705型 故障的查找708型 故障的查找708型 故障的查找708型 现场应用中经常出现的故障 表头和探头之间接触不好 会造成液位输出信号波动表头和探头之间进水 指示固定在一个值上 探头挂料结垢 会造成液位输出信号不准 若液位波动较大 仪表工作正常 可增大阻尼时间 若有物体接近探头造成测量不准 可降低其灵敏度 超声波液位计 工作原理 超声波液位计安装在容器上部 在电子单元控制下 探头向被测物体发射一束超声波脉冲 声波被物体表面反射 部分反射回波由探头接收并转换为电信号 从超声波发射到重新被接收 其时间与探头至被测物体的距离成正比 电子单元检测该时间 并根据已知的声速计算出被测距离 通过减法运算就可以得出液位的值 图中符号a 盲区d 空距h 物位H 安装高度h H d距离 v t s a d H h 超声波液位计应用范围 超声波液位计可以进行不接触测量 无可动部件 不受光线 粉尘 温度等外界条件影响 能测量强腐蚀 高粘度和有毒介质的液位及固体和粉状物料的料位 它还可以测量界位 液位差 由于空气中声速随温度的变化而变化 在较宽的温度变化条件下 为保证仪表的测量精度 应使用温度补偿探头 温度修正系数为0 17 超声波液位计的类型 品种颇多 要根据被测定的介质条件 测量范围 通讯要求确定选用仪表 一般有二线或四线制 一体或分体制 通讯有 4 20mADC HART RS485 FF PROFIBUSDP等等 2主要技术指标2 1盲区 0 25m 2 2量程 液体0 8m 固体0 3 5m 2 3工作压力 0 3MPa 2 4环境温度 40 80 自动温度补偿 2 5电源电压 二线制14 36VDC 四线制90 253VAC或10 5 36VDC 2 6输出信号 4 20mAHART FF PR0FIBUSPA任选 2 7其他功能 菜单引导式 包络线 在线分析等 3检查调试3 1外观检查a 从外观上检查仪表是否有损坏 b 检查是否符合测量点的技术要求 如过程温度 压力 环境温度 测量范围等 c 检查测量值是否与实际值一致 d 是否有遮阳避雨的保护措施 e 检查接线端子位置是否正确 电缆密封塞是否拧紧 外壳盖是否拧紧 f 若有辅助电源 显示模块是否有显示 3 2调试观察现场显示器 使用HART手操器275或在室内的上位机上使用工具软件进入TOFTOOL功能组对仪表进行调试 3 2 1接通电源后仪表先进行程序初始化 显示下列信息约5秒钟 仪表类型 软件版本 数字通信信号的类型 仪表首次通电需在显示菜单中选择语言种类 接着选择所需的测量单位 显示的测量值与实际液位并不相符 要先完成基本设定 按E键进入选项菜单 再按E键开始基本设定 3 2 2基本设定 00 功能组列出了prosonicM调试所需的所有测量功能 当一个功能输入完成后下一个功能会自动出现直至完成参数设定 a 罐体形状 002 设定 根据所测罐体形状选择拱顶罐 卧罐 旁通管 导波管 超声波导管 无顶物料场 露天液位 球罐 平顶罐 b 介质特性 003 设定 根据介质类型选择未知 如油脂 奶油 胶状等粉性介质 液体 固体粒状4mm 粗料 c 工艺条件 004 设定 根据工艺情况选择标准液面 扰动液面 内置搅拌器 固体粉料 快速变化等 3 2 3空罐及满罐标定a 空罐标定 005 输入从传感器端面到最低液位 0点 的距离 b 满罐标定 006 输入量程 即最小液位到最大液位的距离 3 2 4干扰回波的抑制 超声波从探头发射出来碰到物体均会产生回波 除正常的液面反射的回波外 还会有其他物体的反射波 它会干扰仪表的测量 因而对干扰回波要进行抑制 a 检查距离 051 确认测量是否正确 如果正确 选择 距离 ok 如果 距离太大 应检查基本设置是否正确 如果 距离太小 则可以通过干扰抑制解决 如果要规定抑制区域则选择 手动 b 抑制范围 052 确定并输人抑制距离 抑制距离 被测液面与探头端面距离 0 5m c 开始抑制 053 选择 off 不抑制 on 抑制开始 回波抑制后 任何接近探头的干扰波将被抑制 d 抑制后显示探头端面到液体表面的距离以及通过液位测量值检查这些值所对应的实际液位和实际距离 将会出现下列情况 距离正确 液位正确 基本标定结束 距离不正确 液位不正确 必须完成干扰回波的抑制返回功能 距离正确 液位不正确 检查功能中的设定值 干扰回波抑制后基本标定结束 仪表自动地跳回到功能组选择菜单 3 2 5回波曲线检查 基本标定后应使用回波曲线评估测量信号的质量 检查如下内容 a 曲线设定 0E1 选择 回波曲线 回波曲线及FAC回波评估线 回波曲线及干扰波的抑制 b 记录曲线 OE2 选择 单独的回波曲线 回波曲线循环更新 几秒钟后显示面板会显示回波曲线并从中可获得下列信息 参见图2 4 5所示 c 检查下列条件是否满足 测量范围底部的回波质量至少应为10dB 在液位信号的前面几乎不应有干扰回波 如果干扰回波不可避免其必须低于抑制曲线 4使用与维护4 1电源必须与铭牌上数据一致 在接线前应切断电源 4 2不可安装于罐顶的中心位置 传感器应安装在距罐壁为罐直径的1 6距离处 传感器探头必须垂直于物料表面 4 3不可把传感器安装于进料口的上方 4 4使用防护罩以防直接的日照或雨淋 4 5在信号波束角内应避免安装任何装置 如限位开关 温度传感器等 需要注意的是对称装置如加热线圈 挡板等均有可能干扰测量 4 6在一个罐内不能安装两个超声波探头 因为两个信号会互相干扰 4 7如要安装在干扰严重的复杂环境 可加装导波管 4 8安装在有粉尘 污染严重的场合 探头天线要定期清理 5安装注意事项5 1测量液位的场合 宜垂直向下检测安装 5 2测量料位的场合 超声波波速宜指向料仓底部的出料口 5 3超声波的波束中心距容器壁的距离应大于由束射角 测量范围计算出来的最低液 料 位处的波束半径 5 4超声波的波束途径应避开搅拌器及容器进料流束的喷射范围 5 5超声波的波束途径应避开搅拌器 加热器及其他障碍物 5 6超声波或微波液 料 位计的安装 还应符合制造厂的要求 测量时注意事项 对于密封容器内的挥发液体的液位测量应注意两点1 容器内气体声速可能与空气中的声速不同 如液位计不能对声速进行修正 则会出现较大误差 2 挥发性的液体会在超声波液位计探头表面凝结 阻挡声波的收发 要求液位计具有可变功率控制功能 对于液面剧烈波动的液体在选用超声波液位计有三种方法 1 选用具有自动功率控制功能的超声波液位计 2 选用更大量程的超声波液位计 3 在液体中加沉井 测量沉井内的液位 两线制超声波液位计和三线制超声波液位计的区别 1 两线制超声波液位计其供电 DC24V 与信号输出 DC4 20MA 公用一个回路 为标准的变送器形式 不足之处是发射功率弱 不适合液面有较大波动的液位测量 当液位有较大挥发时 测量效果有时不理想 2 三线制超声波液位计实际上是四线制 其供电24VDC与信号输出4 20MADC各使用两条线 当它们负端与地相连时 通常使用三条线即可 其优势是发射功率较大 使用于各种条件的液位和料位进行测量 效果较好 光纤液位计 概述光纤液位检测仪采用先进的光纤传输技术 实现了无电检测 光纤传输信号 本质安全 适用于原油 成品油 液化石油气和其他液态介质的液位监测 可对石油 化工等工业部门及附属设施的各种容器中的液位进行高精度的连续自动测量 利用微电脑嵌入技术 使该类检测仪具有液位自动测量及液位超高自动报警等功能 光纤液位计工作原理利用力平衡原理实现液位的检测 当被测介质液面变化时 测量浮子上下移动 测量钢丝带动光纤传感器内光码盘转动 同时光纤传感器内两组光学探头输出两组光脉冲信号 经光缆传输到光电转换器 光电转换器将该两组带有液位变化信息的光脉冲信号转变为电脉冲信号 并进行放大整形 传给二次表 经二次表判向计数后 显示出储罐内液位值 同时输出信号给计算机 实现罐区液位自动监测 系统由测量单元 包括浮盘 钢丝 重锤 导向轮 绳轮 磁力耦合器等机械部分 光纤传感器 光电转换器 光缆 电源 智能二次表或计算机等组成 如图所示 系统工作原理简图l 浮球 2 测量钢丝绳 3 重锤 4 重锤钢丝绳 5 光纤传感器 6 光缆 安装YYL XF20B系列光纤液位计系统由测量单元 光纤传感器 光缆 光电转换器 电源 智能二次表或计算机等组成 根据被测介质 测量范围 储罐类型等选择相应的光纤液位计 并按照生产厂家说明书中安装结构示意图进行安装 4 1安装注意事项4 1 1安装点应远离进油口 4 1 2连接浮球的钢丝绳保护管和连接重锤的钢丝绳保护管要确保垂直 水平保护管平直且长短合适 4 1 3浮球导轨要平行且拉直 罐底锚点与罐顶张紧器中心线在同一直线上 滑轮转动灵活 4 1