UTD-3010系列
智能浮筒式液位計
（電動浮筒液位(界面)變送器）
一、產(chǎn)品簡介
UTD-3010 系列產(chǎn)品是由本公司與美國費希爾控制設(shè)備公司合作生產(chǎn)的智能型電動浮筒液位（界面）變送器。
UTD-3010 系列（見圖一）由一臺3010智能型液位變送器與一臺 00系列浮筒液位傳感器組成，3010型變送器是從費希爾公司，技術(shù)*，性能可靠，具有HART通訊技術(shù)，帶LCD液晶現(xiàn)場指示。浮筒傳感器由本公司制造，工藝穩(wěn)定，技術(shù)成熟。產(chǎn)品現(xiàn)場平均時間長達(dá)8萬小時以上，可測量液位，界面或者液體比重，廣泛應(yīng)用于煉油、化工、冶金、發(fā)電、制藥等行業(yè)，能耐高溫、高壓、耐腐蝕。適用于各種易燃易爆場合。輸出4 ~ 20mADC標(biāo)準(zhǔn)信號遠(yuǎn)距離傳送集散控制DCS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用，實現(xiàn)工藝流程的自動檢測與自動控制。
二、工作原理
00 系列浮筒液位傳感器由浮筒室、浮筒、杠桿、扭管組件、支承室組件組成。當(dāng)被測液體的液位、密度或界面高低有所變化時，浮筒浮力相應(yīng)改變，同時杠桿繞支撐點上下做圓周運動，使扭力管也隨之旋轉(zhuǎn)，芯軸也作相應(yīng)的角度變化，旋轉(zhuǎn)角度大約在4度。
3010 浮筒式液位計由LCD顯示器、處理器模塊、傳感器線路板及端子板組成。處理器模塊包含微處理器、模數(shù)（D/A）轉(zhuǎn)換器、回路接口、信號調(diào)節(jié)、數(shù)模（A/D）輸出、供電及其主線路板的接口。傳感器線路板包括霍爾傳感器、監(jiān)視霍爾傳感器溫度的敏感元件及儲存與霍爾傳感器相關(guān)系數(shù)的 EPROM。端子板包含電磁干擾過濾器、回路接線端子及用于測量過程溫度的可選項RTD的接線。當(dāng) 00 系列浮筒液位傳感器扭管芯軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生角度變化時，帶動磁鋼的旋轉(zhuǎn)，使霍爾傳感器檢測到磁場的變化并輸出微小的電壓變化到處理器模塊，最后輸出電流信號。電流輸出范圍在 3.8mA~20.5mA。然而一旦發(fā)生一個報警，該輸出就被改變到 3.7~22.5mA，這取決于報警跳線的位置。
溫度補償是為修正因溫度變化引起測量介質(zhì)比重變化而影響測量的精度。在 RTD 接線端上連接一個 PT100 的電阻。用手操器設(shè)置溫度-介質(zhì)比重表，可以達(dá)到溫度補償作用。
數(shù)字式液位控制器還提供反極性保護，瞬間浪涌電壓保護及電磁干擾（EMI）保護。
操作原理圖
測量原理
0％處浮力：F0 = FG
在量程100％處浮力：F100 = FG - V×ρ× g
α：為扭力管的轉(zhuǎn)角=液位在量程100％處的角度 - 液位在量程0％處的角度
FG：浮筒的重量
V：浮筒體積
L：全量程
l：液位的高度
ρ：液體比重
g：重力加速度
F：浮力 = FG - V×ρ×g
浮筒是圓柱形沉筒（當(dāng)液體達(dá)到滿量程時浸在液體中的），浮筒懸掛在杠桿上，杠桿另一端架在一個支點上，并與扭力管連接，當(dāng)掛浮筒一端的杠桿上下移動時，架在支點上一端的杠桿繞支點旋轉(zhuǎn)，帶動扭力管旋轉(zhuǎn)，扭力管就輸出一個轉(zhuǎn)角α給表示，這個轉(zhuǎn)角帶動表頭中的霍爾磁鋼感應(yīng)器的磁鋼運動，磁鋼運動對固定的霍爾元件就感應(yīng)到磁場強度的變化，霍爾的輸出電壓相應(yīng)作出變化，霍爾的輸出電壓通過轉(zhuǎn)換電路輸4~20mA的直流電流，作為遠(yuǎn)傳信號供控制檢查調(diào)節(jié)。
當(dāng)被測液體上下變化時，浸在液體中浮筒的體積大小發(fā)生變化，浮筒受到浮力的大小也發(fā)生變化時，浮力大小等于r2×π×l×ρ×g( r為浮筒半徑，l為浮筒浸在液體中的深度，ρ為被測液體的比重，g為重力加速度)，懸掛浮筒的杠桿受到的力為浮筒的自重減去浮筒受到的浮力的差。由于浮筒自重不變，浮力隨液體上下而變化，杠桿的受力隨之變化，當(dāng)浮筒在被測液體的零位時，浮力為零，此時杠桿受力，扭力管扭轉(zhuǎn)的角度也，一旦杠桿受力減小，扭力管扭轉(zhuǎn)的角度也隨之減小，當(dāng)液體從量程的 0％ 變化 100％，扭力管就會旋轉(zhuǎn)一定的角度，轉(zhuǎn)角輸出到表頭，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，這便是浮筒的測量原理。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
表頭精度(比重=1) | ±0.25％FS |
滯后 | ±0.2％FS |
精確度 | ±1％FS |
滯后 | 0.4％FS |
輸出 | 4~20mA(正反作用) |
允許負(fù)載 | 250Ω ~ 520Ω |
電源 | 供電電壓 24V DC |
允許電壓波動 ±25％ | |
過程溫度 | -40℃ ~+350℃ |
環(huán)境溫度 | -40℃ ~+70℃ |
環(huán)境濕度 | 10 ~ 95％ |
量程(單位：mm) | 300 ~ 2000mm(特殊可定做) |
介質(zhì)比重 | 0.1 ~ 1.5 g/cm3（此范圍可作特殊訂貨） |
界面測量最小比重差 | 0.1 g/cm3 |
工作壓力(單位:MPa) | 可達(dá)32 |
電氣接口 | 1/2英寸NPT或M20×1.5 |
本安型等級 | E xiaIICT6 |
隔爆型等級 | E xdIICT6 |
粉塵防爆型等級 | DIP A21TA T6 |
電氣罩殼 | IP66（NAME 4X） |
本安型可配用 | MTL787S、Z787、LB987S、KN9710等齊納安全柵 |
四、產(chǎn)品選型
注:特殊測量范圍可定做,蒸汽接口如有特殊要求須說明
UTD-3010系列
智能浮筒式液位計
（電動浮筒液位(界面)變送器）
一、產(chǎn)品簡介
UTD-3010 系列產(chǎn)品是由本公司與美國費希爾控制設(shè)備公司合作生產(chǎn)的智能型電動浮筒液位（界面）變送器。
UTD-3010 系列（見圖一）由一臺3010智能型液位變送器與一臺 00系列浮筒液位傳感器組成，3010型變送器是從費希爾公司，技術(shù)*，性能可靠，具有HART通訊技術(shù)，帶LCD液晶現(xiàn)場指示。浮筒傳感器由本公司制造，工藝穩(wěn)定，技術(shù)成熟。產(chǎn)品現(xiàn)場平均時間長達(dá)8萬小時以上，可測量液位，界面或者液體比重，廣泛應(yīng)用于煉油、化工、冶金、發(fā)電、制藥等行業(yè)，能耐高溫、高壓、耐腐蝕。適用于各種易燃易爆場合。輸出4 ~ 20mADC標(biāo)準(zhǔn)信號遠(yuǎn)距離傳送集散控制DCS系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)使用，實現(xiàn)工藝流程的自動檢測與自動控制。
二、工作原理
00 系列浮筒液位傳感器由浮筒室、浮筒、杠桿、扭管組件、支承室組件組成。當(dāng)被測液體的液位、密度或界面高低有所變化時，浮筒浮力相應(yīng)改變，同時杠桿繞支撐點上下做圓周運動，使扭力管也隨之旋轉(zhuǎn)，芯軸也作相應(yīng)的角度變化，旋轉(zhuǎn)角度大約在4度。
3010 浮筒式液位計由LCD顯示器、處理器模塊、傳感器線路板及端子板組成。處理器模塊包含微處理器、模數(shù)（D/A）轉(zhuǎn)換器、回路接口、信號調(diào)節(jié)、數(shù)模（A/D）輸出、供電及其主線路板的接口。傳感器線路板包括霍爾傳感器、監(jiān)視霍爾傳感器溫度的敏感元件及儲存與霍爾傳感器相關(guān)系數(shù)的 EPROM。端子板包含電磁干擾過濾器、回路接線端子及用于測量過程溫度的可選項RTD的接線。當(dāng) 00 系列浮筒液位傳感器扭管芯軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生角度變化時，帶動磁鋼的旋轉(zhuǎn)，使霍爾傳感器檢測到磁場的變化并輸出微小的電壓變化到處理器模塊，最后輸出電流信號。電流輸出范圍在 3.8mA~20.5mA。然而一旦發(fā)生一個報警，該輸出就被改變到 3.7~22.5mA，這取決于報警跳線的位置。
溫度補償是為修正因溫度變化引起測量介質(zhì)比重變化而影響測量的精度。在 RTD 接線端上連接一個 PT100 的電阻。用手操器設(shè)置溫度-介質(zhì)比重表，可以達(dá)到溫度補償作用。
數(shù)字式液位控制器還提供反極性保護，瞬間浪涌電壓保護及電磁干擾（EMI）保護。
操作原理圖
測量原理
0％處浮力：F0 = FG
在量程100％處浮力：F100 = FG - V×ρ× g
α：為扭力管的轉(zhuǎn)角=液位在量程100％處的角度 - 液位在量程0％處的角度
FG：浮筒的重量
V：浮筒體積
L：全量程
l：液位的高度
ρ：液體比重
g：重力加速度
F：浮力 = FG - V×ρ×g
浮筒是圓柱形沉筒（當(dāng)液體達(dá)到滿量程時浸在液體中的），浮筒懸掛在杠桿上，杠桿另一端架在一個支點上，并與扭力管連接，當(dāng)掛浮筒一端的杠桿上下移動時，架在支點上一端的杠桿繞支點旋轉(zhuǎn)，帶動扭力管旋轉(zhuǎn)，扭力管就輸出一個轉(zhuǎn)角α給表示，這個轉(zhuǎn)角帶動表頭中的霍爾磁鋼感應(yīng)器的磁鋼運動，磁鋼運動對固定的霍爾元件就感應(yīng)到磁場強度的變化，霍爾的輸出電壓相應(yīng)作出變化，霍爾的輸出電壓通過轉(zhuǎn)換電路輸4~20mA的直流電流，作為遠(yuǎn)傳信號供控制檢查調(diào)節(jié)。
當(dāng)被測液體上下變化時，浸在液體中浮筒的體積大小發(fā)生變化，浮筒受到浮力的大小也發(fā)生變化時，浮力大小等于r2×π×l×ρ×g( r為浮筒半徑，l為浮筒浸在液體中的深度，ρ為被測液體的比重，g為重力加速度)，懸掛浮筒的杠桿受到的力為浮筒的自重減去浮筒受到的浮力的差。由于浮筒自重不變，浮力隨液體上下而變化，杠桿的受力隨之變化，當(dāng)浮筒在被測液體的零位時，浮力為零，此時杠桿受力，扭力管扭轉(zhuǎn)的角度也，一旦杠桿受力減小，扭力管扭轉(zhuǎn)的角度也隨之減小，當(dāng)液體從量程的 0％ 變化 100％，扭力管就會旋轉(zhuǎn)一定的角度，轉(zhuǎn)角輸出到表頭，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流輸出，這便是浮筒的測量原理。
三、主要技術(shù)指標(biāo)
表頭精度(比重=1) | ±0.25％FS |
滯后 | ±0.2％FS |
精確度 | ±1％FS |
滯后 | 0.4％FS |
輸出 | 4~20mA(正反作用) |
允許負(fù)載 | 250Ω ~ 520Ω |
電源 | 供電電壓 24V DC |
允許電壓波動 ±25％ | |
過程溫度 | -40℃ ~+350℃ |
環(huán)境溫度 | -40℃ ~+70℃ |
環(huán)境濕度 | 10 ~ 95％ |
量程(單位：mm) | 300 ~ 2000mm(特殊可定做) |
介質(zhì)比重 | 0.1 ~ 1.5 g/cm3（此范圍可作特殊訂貨） |
界面測量最小比重差 | 0.1 g/cm3 |
工作壓力(單位:MPa) | 可達(dá)32 |
電氣接口 | 1/2英寸NPT或M20×1.5 |
本安型等級 | E xiaIICT6 |
隔爆型等級 | E xdIICT6 |
粉塵防爆型等級 | DIP A21TA T6 |
電氣罩殼 | IP66（NAME 4X） |
本安型可配用 | MTL787S、Z787、LB987S、KN9710等齊納安全柵 |
四、產(chǎn)品選型
注:特殊測量范圍可定做,蒸汽接口如有特殊要求須說明
