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701射频导纳液位计在TDI装置中的应用

作时间:2019-02-15  来源:  编辑:
   

 摘要:文中先容了701射频导纳液位计的原理和性能,并通过其在 TDI中的应用反应出了701射频导纳液位计的安装应用注意的一些问题。l3F压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器

 
射频导纳液位计是一种从电容式液位计发展起来的、防挂料、更可靠、更准确、适用性更广的新型物位控制技术,是电容式液位技术的升级。所谓射频导纳,导纳的含义为电学中阻抗的倒数,它由电阻性成分、电容性成分、感性成分综合而成,而射频即高频无线电波谱,所以射频导纳可以理解为用高频无线电波测量导纳。[ 1 ] 射频导纳液位计工作时,仪表的传感器与灌壁及被测介质形成导纳值,液位变化时,导纳值相应变化,电路单元将测量导纳值转换成液位信号输出,实现液位测量。
 
1 701 射频导纳液位计组成
射频导纳液位计一般由传感器和控制仪表组成,传感器可采用棒式、同轴或缆式探极安装于罐顶,控制仪表经运算处理后转换为工程量显示出来,从而实现了物位的连续测量。美国ametek de射频导纳液位计true level701 - 8xtrue level 为智能型两线制连续液位控制仪表,其探头由两部分组成,其中一部分用来检测物料的电特性的变化,另一部分检测物位的变化,其测量不受介质的介电常数,密度,温度和变化的影响。主要适用于混合罐,缓冲罐等液位测量。
 
701射频导纳液位计由4~20mA 输出的电子单元及700传感元件构成,电子单元实际是一个导纳—电流转换器,物位的变化引起导纳的变化而导致电流的变化,它可以被称为两线制变送器,导纳是由电容及电阻组合而成的信号。传感元件也俗称“探头”,分为两种:浸入型和接近型。其中浸入型又称为插入式,它又可分为绝缘型和非绝缘型。绝缘型传感元件是一外附绝缘材料的探头,它可用于导电或非导电物料的测量。非绝缘型或称“裸”型是由一棵裸露的金属探头测量,此种探头常用于非导电及高腐蚀性的物料。 TDI主要利用以下几种探头:
700 — 1 — 22 ———刚性传感元件,用于类似水类导电液体。
700 — 2 — 24 ———刚性探头,用于低粘度导电液体。
700 — 5 — 18 ———柔性探头,用于液位比较高的导电液体。
探头与电子单元的连接必须用 DREX - ELBROOK企业提供的同轴电缆进行连接。
 
2 701液位计的安装
射频导纳液位计适用于大多数应用场合的连续测量,在室内或户外安装时,要尽可能安装在院秒振动腐蚀性空气及可造成机械损坏的场合。为便于调试,仪表应安装在有操作平台或类似平台的地方。环境温度应在 - 40~75℃之间。仪表安装区域要求壁雷装置,以防雷击。仪表安装时,必须保证传感器的中心探杆和屏蔽层与容器壁(或安装管)互不接触,绝缘良好,安装螺纹与容器连接牢固,电器接触良好,并且传感器的地端要进入容器内部。对于大量程的或有搅拌的场合,传感
器需要支撑或地锚固定,但固定端要与传感器绝缘。
 
传感元件(探头)的安装位置通常是由容器的开孔位置所决定,但不可将其安装在进料流中,当容器内部无适当位置时,可考虑使用外侧臂或量筒安装。传感器侧壁安装时,保护电极应进入容器内穿过侧壁挂料,所以选型时请注意保护电极长度。
 
按隔爆要求安装时,每一与防爆外壳相连的接线必须配有已认证过的密封填料函或防爆钢管密封接头,每一回路上必须配有已认证过的安全栅。[ 2 ] 电源地线要接在标准的仪表地,不能接在动力地上。现场电源电缆推荐采用屏蔽电缆,不可长距离无屏蔽与交流电源电缆并行,电缆经过区域要求有避雷装置,以防雷击。
 
3、701液位计应用示例
 为便于工艺操作及保证产品质量, 701 系列射频导纳式液位计在测量具有硝酸、盐酸、硫酸、 TDI等一些腐蚀性物料的液位时,测量的结果还是比较准确的。
安装于满罐容器的射频导纳液位计
如图1所示,对于装满导电液体的容器的液位测量,由于液体的导电性,所以液位计的探头外表面的绝缘层与地等效。传感元件的被盖部分形成了由众多微型电容及电阻性元件组成电传输线路,若覆盖物足够长,其覆盖部分的容性与电阻性部分具有相同的阻抗值,因此采用了解调器电路进行测量。解调电路可分别测量电阻与电容,总电容是由物位的电容加上覆盖物的电再减去与等效的覆盖物电阻所组成 . 由于覆盖物中的电阻与电容上电流相等,则仅有实际物位的电容被测量,忽略了覆盖物的影响,如图2所示
仪表的解调电路简图
4 701 导纳液位计维护常见问题
自从使用该型号仪表已来,总结出现以下故障 [3 ] :
(1 )指示非常大。对于该情况,一般是因绝缘杆破坏,而导致与外壳接触造成接地,可将探头抽出,对绝缘进行测试。
(2 )标定之后仍不稳。对于该情况,是因变送器与探头之间使用的导线不对,只能用 DREXELBROOK 工程企业提供的同轴电缆进行连接。
(3 )指示波动。对于该情况,一般由于在进行两点标定( HI及 LO )时间隔太小而造成的,再进行标定时,间隔要大于量程的10% 。
 
5 701 导纳液位计的标定
701系列仪表的标定,可以采用PCApp、 ROSEMOUNT275型手操器、268型 HART手操器进行组态及标定,目前采用PCApp及275型手操器进行标定。本厂以PCApp进行组态。
(1)将401— 700 — 20App包的1.4Mb软盘装入电脑。
(2 )用 HART60调制解调器与仪表和计算机连接在一起,进缺省方式点击为汉文,从 COM1端口进入。显示如下内容:
 
a位号设定 Tag — ID ; b物位组态: b 1 单位组态(feet , inch , meet.. ), b 2 Maximum Lever (容器非常大物位范围),b 3 PV 非常大值及非常小值; c 容器组态:选择 Vessel type (容器类型)及罐体形状。点标定举例如下。
 
测量硝酸罐液位LT2024 ,量程0~2.6m ,仪表指示40% ,工艺反映不准,实际液位应是70% 。
 
前提:应采取两点标定,即高点和低点,且间隔大于量程的10% (即26cm )。
标定步骤:
a )通过F6进点标定画面,由于是70% ,应对高点标定, 70%*2.5=1.75m ,然后送入回车;
b )等液位降至40%时在对低点进行标定, 40%*2.5=1m ,送入回车( 1.75-1=0.75m=75cm>
26cm );
c )标定完毕。
从上述标定步骤中,可以看出液位计标定很简单,在组态完成后进行调试,一般情况下可通过两点(零点、量程)校验完成,即工艺提供两点液位和满量程液位,智能变送器将根据这两点液位所对应产生的电容值自动将测量范围线性化,从而使实际液位与输出的电流信号形成一一对应的线性关系。值得一提的是,在装置正常运行情况下,仪表工程师还可以不需要注满或放空容器,而是通过理论计算两点的电容值而完成上述调试工作,这无疑对该系统的在线维护工作提供了一个极大的方便。
 
6  结束语
通过多年的运行情况表明,该类型射频导纳液位计测量效果很好,安全性和可靠性都比较高。由于它采用了先进的微机化电子组件,实现了探测及信号处理的一体化,增加了抗干扰能力,确保了测量精度,而且安装简单,适用于各种复杂场所,因为支撑 HART 协议更使标定操作简单便捷。同时,利用 TDI装置每年的检修期间定期将电极电极拆下清洗,防止其外套结晶引起电极变形甚至损坏,从而影响测量,相信该测量系统的使用寿命将更长。
 
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