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磁翻板液位计输出4-20MA传输距离有多远?工作原


文章日期:2017-09-30|阅读数:


  工业现场测量仪表(如物位、压力、温度、流量、角度等测量仪表)普遍采用二线制4-20mA输出方式来向控制中心传送现场测量结果。磁翻板液位计变送器就是把现场液位高度通过4~20mA电流来模拟传输至控制中心,即变送器将具体液位量值转换成模拟量电信号传输到远处控制室或显示设备上。工业上, 用4~20mA电流来传输模拟量已经被广泛采用半个多世纪。那么磁翻板液位计变送器二线制4-20mA输出方式的传输距离到底有多远呢?

  当仪表供电电源低至一定程度或导线电阻大到一定程度时,二线制4-20mA电流传送信号将产生误差。因此,二线制4-20mA输出方式的传输距离取决于以下参数:负载电阻RL、连接导线的电阻r、供电电压VO及其波动范围△V。

  假设仪表的***大输出电流为Imax,仪表能维持***大工作电流时的较低供电电压为Vmin,RL=250Ω,

  VO=24V,

  电源允许波动△V=24×5%=1.2V

  Imax=20mA=0.02A

  较低供电电压Vmin由于各种型号仪表不同,在此,取16.28V(大多数仪表的平均值)。

  即Vmin=16.28≤24-1.2-0.02(250+r)

  则连接导线的电阻  r=24-1.2-16.28/0.02-250=76Ω

  由于仪表连接电线用的是铜线,其截面大多选择S=1.5 mm2和S=0.8 mm2的居多,根据《电工手册》中的数据,铜线在75℃的电阻系数为ρ=0.0217Ω.mm2/m

  根据L=S×r/ρ,就可以计算出铜导线的***大长度,也即磁翻板液位计变送器二线制4-20mA传输的***远距离

  A、S=1.5 mm2的导线,L=1.5×76/0.0217=5253米

  B、S=0.8 mm2的导线,L=0.8×76/0.0217=2801米

  由于往返是两根线,故上述结果应除以2,即

  A、S=1.5 mm2的导线,L=5253.5/2=2626米

  B、S=0.8 mm2的导线,L=2801.8/2=1400米

  在实际应用中决定导线的真实长度要比计算值略低,当然如果需要提高传输距离,可以增大电线的线径或者减少电线的电阻。

  除了磁翻板液位计变送器,各种物位控制开关,比如液位开关也普遍采用二线制4-20mA输出方式传送开关信号,只是此时往往把电流控制在略小于4mA和略大于20mA这两个电流值分别作为“闭”或“合”两种开关信号。深圳计为自动化技术有限公司生产的Fork-11音叉料位开关(如图1)和Ring-11音叉液位开关(如图2)等物位开关产品都提供多种输出信号,其中二线制4-20mA输出方式在其实际广泛应用中,完全能达到上述理论的传输距离。

 

 音叉料位开关音叉液位开关

  


图1  Fork-11音叉料位开关                  图2 Ring-11音叉液位开关

  磁翻板液位计输出4-20MA全过程测量无盲区,显示醒目、读数直观,且测量范围大。特别是现场指示部分,由于不与液体介质直接接触,所以对高温、高压、高粘度、有毒有害、强腐蚀性介质,更显其优越性。因此,它比传统的玻璃管,板式液位计具有更高的可靠性、安全性、先进性、实用性。 
  磁翻板液位计输出4-20MA***显著特点是液体介质与指示器完全隔离,所以在任何情况下都非常安全、可靠、耐用,而且各种型号的液位计配上液位报警、控制开关,可实现液位或界位的上、下限越位报警,控制或连锁;配上静压式液位变送器或干簧-电阻式液位变送器,可将液位,界位信号转换成二线制4-20mADC标准信号,实现远距离指示、检测、记录与控制。该系列侧装式磁翻板液位计可广泛适用于电力、石油、化工冶金环保、船舶、建筑、食品等各行业生产过程中的液位测量与控制

  
磁翻板液位计输出4-20MA参数指标:
1、 测量范围:200~15000mm;
2、测量精度:±10mm;
3、腔体材质:1Cr18Ni9Ti;
4、工作压力:1.0 , 1.6 , 2.5 , 4.0 , 6.4Mpa
5、温度范围: -160℃~200℃
6、介质比重:≥0.45g/cm3
7、 介质密度差:≥0.15g/c m3(测量界位)
8、介质粘度:≤0.02Pa.S
9、变送输出信号:二线制 4~20mADC  250Ω负载
主要规格:
安装中心距(mm) 500 600 800 1100 1400 1700 2000
显示屏高度(mm) 260 400 570 890 1200 1460 1760
法兰通经(mm) DN15、DN20、DN25、DN32、DN150
 
衬里选择区别:
不锈钢内衬防腐型磁翻板液位计采用不锈钢本体内衬聚丙烯(PP)和聚四氟乙烯(PTFE)工艺,有很高的结构强度和耐腐蚀性,可适用于盐酸等酸性液体、碱性液体和有机溶剂。但不适合浓缩硝酸、含氯溶剂、芳香剂、脂肪族等介质液体的测量。侧装式内衬防腐磁翻板液位计有不锈钢主体内衬聚四氟乙烯(PTFE)和不锈钢内衬聚丙烯(PP)两种,适合腐蚀性介质的测量。
侧装式内衬型磁翻板液位计(PTFE)适用于腐蚀性介质且工作温度又较高场合的液位测量,采用先进的不锈钢内衬聚四氟乙烯拉伸翻边新工艺,结构可靠,使用寿命长。是氢氟酸等强腐蚀性介质液位测量的选择。
侧装式内衬型磁翻板液位计(PP)适用于盐酸、稀硫酸等无机类腐蚀性液体的测量,由于采用进口高强度可与金属接近,尤其是PPR 独特的保温性,合该产品适用于室外水箱液位测量,遇冬季内部不会结冰.但不如衬PTFE型耐温及耐压性能好,温度及压力较低时选用此产品性价比较高。

磁翻板液位计输出4-20MA的盲区
因测量时在结构上存在的一定的盲区值,读数时要补偿,对不同的介质密度,浮球长度是不一样的,故盲区值也不一样。
外形及安装尺寸
磁翻板液位计输出4-20MA特点 
·高灵敏度(避免面板花脸现象)、宽视窗(便于观看)。 
·各种液体以及高温、高压、腐蚀性和易燃易爆介质液位的连续测量。 
·现场指示、信号远传(4~20mA或HART)、一机多能。 
·显示器以红色指示液位,直观、醒目。 
·测量范围大、全过程测量无盲区。 
·显示器与被测介质完全隔离,安全、可靠。
磁翻板液位计产出参数图

用途与适用范围:

类型

型号

适用范围及用途

普通型

XT-UHZ -P

普通型浮子液位计是一种就地显示仪表,广泛应用于石油、化工、电力、轻工、环保等部门,对开口或承压容器中的液位进行连续显示。

防腐型

XT-UHZ- F

特别适合于具有腐蚀性、毒性的液位测量指示(工作压力≤1.6MPa;测量范围≤2m)。

伴热型

XT-UHZ- R

适用于测量粘度比较大,温度比较高或比较低的液体介质(该仪表需要使用伴热装置)。

高温型

XT-UHZ- T

适用于容器压力小于10Mpa、温度在200℃~450℃之间的液体介质的液位连续测量。

高压型

XT-UHZ- Y

适用于温度为200℃以下、过程压力高于10Mpa(20Mpa以下)的密闭容器内,测量液体介质的液位情况。

高温高压型

XT-UHZ- H

适用于温度高于200℃、过程压力高于10Mpa(20Mpa以下)的密闭容器内,测量液体介质的液位情况。

防爆型

XT-UHZ -B

适用于在易燃易爆环境里、需要电信号远程传输的情况,该仪表带4mA~20mA电流信号或上下限报警设定的液位变送器等电子装置。

顶装型

XT-UHZ -D

适用于各种地下流动介质储罐,可在地面上显示液位。不适合于强烈振动和强磁的工作场合(工作压力≤1.6MPa;测量范围≤2m)。

结构特点
l 基本型 液位计根据浮力原理,浮子在测量管内随液位的升降而上、下移动,浮子内的磁钢通过磁耦合作用,驱动红、白色翻柱翻转 180 。 液位上升时,翻柱由白色转为红色,下降时由红色转为白色,从而实现液位的指示。
l 上下限开关输出 利用磁性浮子随液位移动,使安装在液位计立管设定位置的簧片开关动作,实现 ON-OFF 控制或报警。
l 电远传 在磁浮子液位计上安装变送器。变送器由传感器和转换器两部分组成,它通过磁浮子上下移动,经磁耦合作用使导管内测量无件依次动作,获得电阻信号变化,转换成 0~10mA 或 4~20mA 的标准电流信号输出,以便与数字显示仪表或计算机联接,实现远传显示。
安装要求:
1、仪表垂直安装,倾斜角小于5º ,保证浮子在主体管内上下浮动;
2、仪表与容器之间必须装有截止阀,以便清洗或检修时切断物料;
3、仪表周围不允许有导磁体,否则影响测量;  
4、没量范围是指上下法兰点中心距的距离;
5、对于被测介质中有杂质的建议安装过滤装置或定期对浮子进行清洗,防止浮子卡死;


磁翻板液位计输出4-20MA结构原理:
液位计根据浮力原理和磁性耦合作用原理工作。当被侧容器中的液全升降时,液位计主导管中的浮子也随之升降,浮子内的磁钢通过磁耦合传递到现场指示器,驱动红白翻柱翻转180°,当液位上升时,翻柱由白色转为红色,当液位下降时,翻柱由红色转为白色,指示器的红、白界位处为容器内介质液位的实际高度,从而实现液位的指示。加装限位开关实现液位报警与控制,加装变送器实现标准信号输出供显示与控制。
磁翻板液位计输出4-20MA适用对象:
XT-UHZ系列磁翻板液位计输出4-20MA能广泛用于石油、化工、油田、医药、食品、酒业等行业中各类贮液罐、贮槽、贮液池、反应罐、发酵罐内液体、油田、液化气、液氢、强酸碱液、弱酸碱液、发电厂锅炉汽包、高低加、除氧器、疏水箱、回水箱高低压加热器、凝结器、蒸发患有主其他压力容器内与1Cr8NitTi、304+PTEE(聚四氟乙烯)、316L、PVC、PP相容液体介质的液位、液面及两种不同介质界面测量与显示。有多种安装形式供您选择,以适应不同场合、环境的要求。
型号说明

 
型号
尺寸
Size
(mm)
XT-UHZ
L
E
B
XT-76
106
76
37
XT-76T
XT-80
110
80
42
XT-80T
XT-100
130
100
62
XT-100T
XT-125
155
125
87
XT-125T
XT-127
157
127
89
XT-127T
XT-150
180
150
112
XT-150T
XT-160
190
160
122
XT-160T
XT-200
230
200
162
XT-200T
XT-250
280
250
212
XT-250T
XT-254
284
254
216
XT-254T
XT-300T
330
300
262
XT-350T
380
350
312
XT-400T
430
400
362
XT-450T
480
450
412
XT-500T
530
500
462
技术参数:
UHZ
Y
 
液位
测量型式
 
J
 
界面
 
O
 
远传装置
LB
 
4-20mA
 
O
 
普通型
防爆形式
G
 
隔爆型
Z
 
本安型
 
O
 
液位控制 (报警)开关
S
 
上报警
X
 
下报警
K
 
上、下报警
GS
 
数显仪表
 
A
 
1Cr18Ni9Ti(321)
接液材质
B
 
OCr18Ni9(304)
C
 
316L
D
 
RPP
E
 
PVC
F
 
304内衬PTFE
     
mm
中心距
     
1.6-16MPa
工作压力
     
g/cm3
介质密度
 
/W
带蒸汽夹套
结构特点
/T1
-80~+10℃
/T2
-10~+120℃
/T3
-10~+250℃
/T4
-10~+350℃
L
  排污阀
  液位开关
R
  4~20mA二线制变送器
D
  隔爆型:dIIBT4
E
  本安型:ibIICT4
F
  配隔离安全栅
A
  XGTH-510(竖式)显示调节报警仪
B
  XGTA一810(横式)显示调节报警仪
J3
  真空夹套
一口
  测量范围(mm)
一口
  介质密度(g/cm3)
一口
  工作压力(MPa)
定货须知 
l 定货时请注明型号规格、测量范围、安装深度、介质密度、介质温度及工作压力等。 
l 用户如使用 JB 及 HG 法兰或或其它规格的法兰时可专门提出 , 我厂专业人员将协助您选型或为您设计制造特殊产品。 
l 用户须根据下表自备法兰及密封垫等连接件。用户自备法兰的相关尺寸及密封尺寸见下图及表 
安装型式 主体材质 公称直径 公称压力 DN
(mm)
法兰外径PN(Mpa) 螺心栓圆孔直 中径K 螺孔径 L 螺栓 密封面 法兰厚度 C 法兰密封垫

数量n

螺纹Th

d

f

外径

内径

厚度

侧装

不锈钢

20

4.0

105

75

14

4

M12

56

2

16

61

27

2

ABS

20

1.0

105

75

14

4

M12

56

2

16

61

27

2

顶装

不锈钢

200

2.5

360

310

26

12

M24

274

3

32

284

220

2

ABS

200

0.6

320

280

18

8

M16

258

3

24

262

220

2



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