浮筒液位计标定方法规定
一、 总则
化工生产中液位的测量是一项重要的参数,因此液位测量必须灵敏可靠,才能保证生产的正常运行。FST-3000系列液位变送器,在长期使用过程中性能良好,但是随着仪表长周期运行也暴露出来,测量误差增大的问题,针对此问题,特编写本规定。 二、 适用范围
本标定方法,适用于扭矩管式浮筒液位计的标定。 三、 工作原理
1、 组成
FST-3000系列液位变送器主要由扭力管、角度转换器、显示通讯板、浮筒五部分组成。 2、 工作原理
工作原理如图1所示,图中A为通风口旋塞;B为扭力管;C为扭力管轴;D为耦合器;E为角度转换器;F为角度转换器轴;G为信号连接;H为放大板;I为显示CPU板;J为连接杆(挠性角Φ);K为支点;L为限位块;M为挂钩;N为浮筒。 如图1扭力管的一端被固定,前端被支点支撑,当液位变化时浮筒受到一定比例的浮力,使连杆绕着支点旋转产生一定力矩并传递给扭力管。这种结果,使扭力管扭力矩对应于液位成对应关系变化,改变了扭力管的挠性角,挠性角通过扭力管的中心轴,传递给角度转换器,经放大后输出4~20mADC信号。
四、 适用过程中常见故障及解决措施
在液位计的运行过程中可能会遇到下列问题; 1、 故障现象
现场仪表无显示,变送器输出为一固定电流值或不稳定。 原因:变送器的显示板或放大板损坏。
解决措施:更换变送器的显示板或放大板,按照要求重新输入参数,并进行线性调整。 2、 故障现象
现场仪表显示与变送器输出一致,但仪表线性不好,零点量程波动大,且输出不稳定。 原因:
(1) 仪表的扭力管工作性能不稳定。 (2) 仪表的浮子挂钩损坏。 解决措施:
(1) 检查确认扭力管损坏后,更换扭力管,按照要求重新输入参数,并作线性
调整。
(2) 浮子挂钩严重弯曲变形,重新校正浮子。 3、 故障现象
仪表不能正确指示液位,仪表输出随液位变化比较缓慢。 原因:
浮子上有附着物或浮子与舱室有摩擦现象。
解决措施:
在通风口加蒸汽管线,定时用蒸汽吹扫;在仪表外壳增加伴热。
4、 故障现象
现场仪表无显示,变送器输出低或显示与输出不吻合。 原因:
(1) 仪表的显示板损坏。 (2) 仪表打放大板损坏
(3) 仪表的显示、放大板损坏。 解决措施:
(1) 更换显示板,进行运作确认。
(2) 更换放大板,更换后,若故障消失,重新输入参数,进行线性调整。 (3) 更换显示和放大板,重新输入参数进行线性调整。 5、 故障现象
出现E2、E3错误码无法进行调整或显示值与实际液位相差太大且大幅度跳动。 原因:
仪表的角度转换器损坏。 解决措施:
测量角度转换器的接线针号电阻值,当电阻值偏离下述范围时,更换角度转换器,重新输入参数,进行线性调整。测量角度转换器连接线以下针号间的电阻值(见表1)
五、 仪表设计参数修改及线性调整
1、 工器具准备
24VDC电源、万用表、秤(±1g)、水桶等。
2、 计算对应于0%、10%、20%、…90%、100%液位时挂钩所受的重量
测量液位时:
:对应于0%液位时的重量即浮子的重量; :对应于100%液位时的重量;
其中D为浮子的直径
h 为测量范围;为测量介质密度。
n =0、10、20、…90、100 计算并记录 测量界面时:则液位对浮筒产生的浮力应为轻组分产生的浮力分产生的浮力之和,应挂重力为:
与重组
依次计算并记录 3、 输入仪表参数,调整P57参数 (1) 把仪表安装在一固定三脚架上,取下浮子,挂的重量,然后给仪表供电。 (2) 按C+A键,切换到参数模式下,按A键至P1参数下输入密码0005,按C+B键
确认,再按A键,至PO参数输入厂商密码 ,进入仪表厂商菜单下,输入仪表参数。将P38、P39参数调整至零。
(3) 再按A键至P57参数下,用尖嘴钳夹住并缓慢转动角度转换器的轴,当P57
显示50±3.0时,固定连接角度转换器与扭力管的耦合器,然后转动调整针,调整P57为50±0.5,固定角度转换器。
4、 线性调整
再次进入厂商及参数菜单下,进入P40参数下,挂重量,待显示稳定后按C+B键确认;再按A键进入P41参数下,挂重,…,依次进行,知道挂重,进入P50参数下,待显示稳定后按C+B键进行确认,然后按C+A键切换至测量模式。
六、 校验方法
1、 挂重法
当仪表周期运行或对测量准确度有质疑时,可按下述方法对仪表进行校验(其它型号的浮筒液位计也可按此方法进行校验)。 测量液位时:
被校刻度为0%,应挂重力:
输出信号为4mA。
被校刻度为25%,应挂重力:
输出信号为8mA。
被校刻度为50%,应挂重力:
输出信号为12mA。
被校刻度为75%,应挂重力:
输出信号为16mA。
被校刻度为100%,应挂重力:
输出信号为20mA。
测量界面时:
被校刻度为0%,应挂重力:
输出信号为4mA。
被校刻度为25%,应挂重力:
输出信号为8mA
被校刻度为50%,应挂重力:
输出信号为12mA
被校刻度为75%,应挂重力:
输出信号为16mA
被校刻度为100%,应挂重力:
输出信号为20mA
2、 水校法:
(1) 将变送器按工作状态放置,与装置谅解的接口法兰与相应口径压力的盲板法兰
连接(也可直接连接在装置上,将根部阀关闭)在排污孔引一根透明软管以观察测量室的水位;
(2) 旋开变送器的前盖,将电源的正负极导线接到仪表接线端子正负极上
(3) 按下式计算出注水高度L0、Lm数值后,以测量室外的半量程标线为基准,分别
作出标记。 测量液位时:
测量界位时:
式中:L0-零点水位的高度,mm Lm -满度时水位的高度,mm h –量程,mm
3
ρ -被测介质的密度,g/mm
3
ρ1-测重介质密度,g/mm
3
ρ2 -被测轻介质密度,g/mm (4) 调试
零点调试:
① 在液位正处于零时可进行调零,检查并记录下液位为零时的指示值,本例是在零点指示在1.5%的情况下进行说明的。 ② 测液位时,将测量室内的清水排除 ③ 按下内置键C+A以转换至参数模式, ④ 在P1模式下输入安全码0005进入, ⑤ 按下A键并进入P38模式;
⑥ 按下D键来减少零点的数值即输入-1.5%来补偿1.5%的零点偏差。完成设定后,按下C+A键,返回测量模式,观察指示和输出电流以确认该指示和输出时零点。
⑦调到百分数记录此值,用差值(测量值与标准值的差值)与百分数相乘。如果为正值,用标准值减去此值,所得值为新的量程下限;如果为负值,取正与标准值相加,所得值为新的量程下限。
⑧测界位时,从排气孔向测量室注入清水至L0处,参考设置量程下限。 满度调试:
① 在液位正处于100%时可进行满量程调节,检查并记录下液位为100%时的
指示值,本例是在液位指示值偏离真实液位-0.7%的情况下进行说明的。 ② 测液位时,零点调整好后,向测量室内注入清水至Lm处, ③ 按下内置键C+A以转换至参数模式,
④ 在P1模式下输入安全码0005进入,
⑤ 按下A键并进入P39模式,按下B键来增大满量程的指示值即输入+0.7%
来补偿-0.7%的满量程偏差。
⑥ 完成补偿设定后,按下C+A键,返回至测量模式,观察指示和输出电流以
确认该指示和输出是100%的满量程。
⑦调到百分数记录此值,用差值(测量值与标准值的差值)与百分数相乘。如果为正值,用标准值减去此值,所得值为新的量程上限;如果为负值,取正与标准值相加,所得值为新的量程上限。
⑧测界位时,从排气孔向测量室内注入清水至Lm处,参考设置量程上限。 中间各点调试:取量程范围的25%、50%、75%分别做出标记,所对应的输出电流为8、12、16Ma。
注:水校法无法调试两种介质密度都大于水的情况。校验比水密度大的工作液体的浮筒,不能够校验100%时的刻度
(4) 测液位(界位)时零点(满度)迁移方法:
浮筒液位计在实际调试过程中,零点(满度)不在规定范围内,可用传感器零点(满度)补偿。 测液位时
1) 传感器零点补偿,将测量室内的清水排除,按C+A键以转换到参数模式,
在参数模式下进行调零,将零点设置为零,打开电子室后盖,拧松3只十字头螺钉,观察电流表,旋转调节销,将电流值调准在DC4MA。拧紧3只十字头螺钉,若输出误差在±1.0%左右,在参数模式下再次调节。
2) 传感器满度补偿,向测量室内注入清水至Lm处,观察电流表并确认输出为
DC24mA,若不是按C+A键以转换到参数模式,在参数模式下进行满度调整。 测界位时
对于界面测量的标定,需算出对应于0%和100%的注水高度,其补偿步骤与液位测量补偿相同。
需注意的是,在参数模式下设定密度值为两种介质的密度差值。 以上调试方法可根据实际情况选用。
浮筒液位计的校验—水校法举例
【例1】已知浮筒的长度为300mm,水的密度为1.0g/cm3,被测液体的密度为0.82 g/cm3如何用水校法进行校验?(点击显示解法)
【解】 用水代校时,浮筒应被水浸没的最大
校验时在将246mm分为5等份,调整液位计使用浮筒式液位计测量两种液体的界位时
【例2】 有一测量界位的浮筒式液位计,其浮筒长度为L=300mm,别测液体的密度分别为ρ1=0.82g/cm3和ρ2= 1.24g/cm3,试用水校法对其进行校验。 【解】 用水代校时,其界位零点和满度分别为
其量程范围为
25%对应的值
50%对应的值
75%对应的值
七、 使用过程中的注意事项
(1) 避免对变送器及角度转换器的撞击,否则会对仪表造成致命性伤害。 (2) 避免在扭力管上施力过大,不可强行斜拉浮子及浮子挂钩。 (3) 检修时不得随意松动变送器内的螺钉。
(4) 注意仪表变送器部分的防水及防潮,定期进行仪表密封性能的检查。
八、 附表测试记录
浮筒液位计校验记录
浮筒液位计标定方法规定
一、 总则
化工生产中液位的测量是一项重要的参数,因此液位测量必须灵敏可靠,才能保证生产的正常运行。FST-3000系列液位变送器,在长期使用过程中性能良好,但是随着仪表长周期运行也暴露出来,测量误差增大的问题,针对此问题,特编写本规定。 二、 适用范围
本标定方法,适用于扭矩管式浮筒液位计的标定。 三、 工作原理
1、 组成
FST-3000系列液位变送器主要由扭力管、角度转换器、显示通讯板、浮筒五部分组成。 2、 工作原理
工作原理如图1所示,图中A为通风口旋塞;B为扭力管;C为扭力管轴;D为耦合器;E为角度转换器;F为角度转换器轴;G为信号连接;H为放大板;I为显示CPU板;J为连接杆(挠性角Φ);K为支点;L为限位块;M为挂钩;N为浮筒。 如图1扭力管的一端被固定,前端被支点支撑,当液位变化时浮筒受到一定比例的浮力,使连杆绕着支点旋转产生一定力矩并传递给扭力管。这种结果,使扭力管扭力矩对应于液位成对应关系变化,改变了扭力管的挠性角,挠性角通过扭力管的中心轴,传递给角度转换器,经放大后输出4~20mADC信号。
四、 适用过程中常见故障及解决措施
在液位计的运行过程中可能会遇到下列问题; 1、 故障现象
现场仪表无显示,变送器输出为一固定电流值或不稳定。 原因:变送器的显示板或放大板损坏。
解决措施:更换变送器的显示板或放大板,按照要求重新输入参数,并进行线性调整。 2、 故障现象
现场仪表显示与变送器输出一致,但仪表线性不好,零点量程波动大,且输出不稳定。 原因:
(1) 仪表的扭力管工作性能不稳定。 (2) 仪表的浮子挂钩损坏。 解决措施:
(1) 检查确认扭力管损坏后,更换扭力管,按照要求重新输入参数,并作线性
调整。
(2) 浮子挂钩严重弯曲变形,重新校正浮子。 3、 故障现象
仪表不能正确指示液位,仪表输出随液位变化比较缓慢。 原因:
浮子上有附着物或浮子与舱室有摩擦现象。
解决措施:
在通风口加蒸汽管线,定时用蒸汽吹扫;在仪表外壳增加伴热。
4、 故障现象
现场仪表无显示,变送器输出低或显示与输出不吻合。 原因:
(1) 仪表的显示板损坏。 (2) 仪表打放大板损坏
(3) 仪表的显示、放大板损坏。 解决措施:
(1) 更换显示板,进行运作确认。
(2) 更换放大板,更换后,若故障消失,重新输入参数,进行线性调整。 (3) 更换显示和放大板,重新输入参数进行线性调整。 5、 故障现象
出现E2、E3错误码无法进行调整或显示值与实际液位相差太大且大幅度跳动。 原因:
仪表的角度转换器损坏。 解决措施:
测量角度转换器的接线针号电阻值,当电阻值偏离下述范围时,更换角度转换器,重新输入参数,进行线性调整。测量角度转换器连接线以下针号间的电阻值(见表1)
五、 仪表设计参数修改及线性调整
1、 工器具准备
24VDC电源、万用表、秤(±1g)、水桶等。
2、 计算对应于0%、10%、20%、…90%、100%液位时挂钩所受的重量
测量液位时:
:对应于0%液位时的重量即浮子的重量; :对应于100%液位时的重量;
其中D为浮子的直径
h 为测量范围;为测量介质密度。
n =0、10、20、…90、100 计算并记录 测量界面时:则液位对浮筒产生的浮力应为轻组分产生的浮力分产生的浮力之和,应挂重力为:
与重组
依次计算并记录 3、 输入仪表参数,调整P57参数 (1) 把仪表安装在一固定三脚架上,取下浮子,挂的重量,然后给仪表供电。 (2) 按C+A键,切换到参数模式下,按A键至P1参数下输入密码0005,按C+B键
确认,再按A键,至PO参数输入厂商密码 ,进入仪表厂商菜单下,输入仪表参数。将P38、P39参数调整至零。
(3) 再按A键至P57参数下,用尖嘴钳夹住并缓慢转动角度转换器的轴,当P57
显示50±3.0时,固定连接角度转换器与扭力管的耦合器,然后转动调整针,调整P57为50±0.5,固定角度转换器。
4、 线性调整
再次进入厂商及参数菜单下,进入P40参数下,挂重量,待显示稳定后按C+B键确认;再按A键进入P41参数下,挂重,…,依次进行,知道挂重,进入P50参数下,待显示稳定后按C+B键进行确认,然后按C+A键切换至测量模式。
六、 校验方法
1、 挂重法
当仪表周期运行或对测量准确度有质疑时,可按下述方法对仪表进行校验(其它型号的浮筒液位计也可按此方法进行校验)。 测量液位时:
被校刻度为0%,应挂重力:
输出信号为4mA。
被校刻度为25%,应挂重力:
输出信号为8mA。
被校刻度为50%,应挂重力:
输出信号为12mA。
被校刻度为75%,应挂重力:
输出信号为16mA。
被校刻度为100%,应挂重力:
输出信号为20mA。
测量界面时:
被校刻度为0%,应挂重力:
输出信号为4mA。
被校刻度为25%,应挂重力:
输出信号为8mA
被校刻度为50%,应挂重力:
输出信号为12mA
被校刻度为75%,应挂重力:
输出信号为16mA
被校刻度为100%,应挂重力:
输出信号为20mA
2、 水校法:
(1) 将变送器按工作状态放置,与装置谅解的接口法兰与相应口径压力的盲板法兰
连接(也可直接连接在装置上,将根部阀关闭)在排污孔引一根透明软管以观察测量室的水位;
(2) 旋开变送器的前盖,将电源的正负极导线接到仪表接线端子正负极上
(3) 按下式计算出注水高度L0、Lm数值后,以测量室外的半量程标线为基准,分别
作出标记。 测量液位时:
测量界位时:
式中:L0-零点水位的高度,mm Lm -满度时水位的高度,mm h –量程,mm
3
ρ -被测介质的密度,g/mm
3
ρ1-测重介质密度,g/mm
3
ρ2 -被测轻介质密度,g/mm (4) 调试
零点调试:
① 在液位正处于零时可进行调零,检查并记录下液位为零时的指示值,本例是在零点指示在1.5%的情况下进行说明的。 ② 测液位时,将测量室内的清水排除 ③ 按下内置键C+A以转换至参数模式, ④ 在P1模式下输入安全码0005进入, ⑤ 按下A键并进入P38模式;
⑥ 按下D键来减少零点的数值即输入-1.5%来补偿1.5%的零点偏差。完成设定后,按下C+A键,返回测量模式,观察指示和输出电流以确认该指示和输出时零点。
⑦调到百分数记录此值,用差值(测量值与标准值的差值)与百分数相乘。如果为正值,用标准值减去此值,所得值为新的量程下限;如果为负值,取正与标准值相加,所得值为新的量程下限。
⑧测界位时,从排气孔向测量室注入清水至L0处,参考设置量程下限。 满度调试:
① 在液位正处于100%时可进行满量程调节,检查并记录下液位为100%时的
指示值,本例是在液位指示值偏离真实液位-0.7%的情况下进行说明的。 ② 测液位时,零点调整好后,向测量室内注入清水至Lm处, ③ 按下内置键C+A以转换至参数模式,
④ 在P1模式下输入安全码0005进入,
⑤ 按下A键并进入P39模式,按下B键来增大满量程的指示值即输入+0.7%
来补偿-0.7%的满量程偏差。
⑥ 完成补偿设定后,按下C+A键,返回至测量模式,观察指示和输出电流以
确认该指示和输出是100%的满量程。
⑦调到百分数记录此值,用差值(测量值与标准值的差值)与百分数相乘。如果为正值,用标准值减去此值,所得值为新的量程上限;如果为负值,取正与标准值相加,所得值为新的量程上限。
⑧测界位时,从排气孔向测量室内注入清水至Lm处,参考设置量程上限。 中间各点调试:取量程范围的25%、50%、75%分别做出标记,所对应的输出电流为8、12、16Ma。
注:水校法无法调试两种介质密度都大于水的情况。校验比水密度大的工作液体的浮筒,不能够校验100%时的刻度
(4) 测液位(界位)时零点(满度)迁移方法:
浮筒液位计在实际调试过程中,零点(满度)不在规定范围内,可用传感器零点(满度)补偿。 测液位时
1) 传感器零点补偿,将测量室内的清水排除,按C+A键以转换到参数模式,
在参数模式下进行调零,将零点设置为零,打开电子室后盖,拧松3只十字头螺钉,观察电流表,旋转调节销,将电流值调准在DC4MA。拧紧3只十字头螺钉,若输出误差在±1.0%左右,在参数模式下再次调节。
2) 传感器满度补偿,向测量室内注入清水至Lm处,观察电流表并确认输出为
DC24mA,若不是按C+A键以转换到参数模式,在参数模式下进行满度调整。 测界位时
对于界面测量的标定,需算出对应于0%和100%的注水高度,其补偿步骤与液位测量补偿相同。
需注意的是,在参数模式下设定密度值为两种介质的密度差值。 以上调试方法可根据实际情况选用。
浮筒液位计的校验—水校法举例
【例1】已知浮筒的长度为300mm,水的密度为1.0g/cm3,被测液体的密度为0.82 g/cm3如何用水校法进行校验?(点击显示解法)
【解】 用水代校时,浮筒应被水浸没的最大
校验时在将246mm分为5等份,调整液位计使用浮筒式液位计测量两种液体的界位时
【例2】 有一测量界位的浮筒式液位计,其浮筒长度为L=300mm,别测液体的密度分别为ρ1=0.82g/cm3和ρ2= 1.24g/cm3,试用水校法对其进行校验。 【解】 用水代校时,其界位零点和满度分别为
其量程范围为
25%对应的值
50%对应的值
75%对应的值
七、 使用过程中的注意事项
(1) 避免对变送器及角度转换器的撞击,否则会对仪表造成致命性伤害。 (2) 避免在扭力管上施力过大,不可强行斜拉浮子及浮子挂钩。 (3) 检修时不得随意松动变送器内的螺钉。
(4) 注意仪表变送器部分的防水及防潮,定期进行仪表密封性能的检查。
八、 附表测试记录
浮筒液位计校验记录