基于HART协议的浮筒液位计的改进和应用

　　0　引　言

　　浮筒液位计是全金属结构,可带无磁滞后、无任何传送机构变送器,模块化结构设计的电浮筒液位计。基于模块化设计,远传信号输出,开关信号输出,液位显示,HART协议执行,Profibus-PA总线,可以全部根据用户需求及时安装与使用。高温、高压设计,防腐材料选用,X射线探伤,可以保证产品适用于任何现场需求。标准化刻度指示现场瞬时液位指示HART通信接口,4~20 mA电流输出本安防爆:Exia II CT3-T5隔爆:Exd II BT3可选择开关报警且方便调整。

　　1　浮筒液位计的结构和原理

　　浮筒液位计由浮子、浮子腔、扭力管(扭力矩臂、扭力矩管、扭力矩管保护罩、扭力矩杆)、磁铁、霍尔效应传感器、放大器(显示板、微处理板)组成,如图1所示。

　　浮筒液位变送器是根据阿基米德原理设计的浮力式液位仪表,其传感器由浮筒(长圆柱形)和扭管机构组成。

　　浮筒垂直悬挂在杠杆上并浸没在测量室内的液体中,杠杆与扭管机构刚性连接。当浮筒处于干燥状态时,扭力管的弹力与浮筒的自身重力相平衡,浮筒处于悬空状态。当液位上升时引起浮力变大,扭力管的弹力相应减小,扭力管形成角度的变化,芯轴与扭力管同步旋转,将浮力的变化即液位变化转换成扭力管芯轴的角位移输出。转角输出到表头里的摇架组件上,带动固定在摇架上的磁钢组件发生位移变化,改变了霍尔效应传感器检测到的磁场,霍尔传感器作相应的电压输出,通过电子线路部分转换成标准的电流信号输出。

　　2　仪表特点

　　1)具有HART通信协议,LCD液晶显示,输出4~20 mADC。

　　2)带本机调零、50%点、调满功能,可以脱离HART手操器标定零、50%点、满度。液晶显示上可显示所选择调试的点(FISHER无此功能)。

　　3)带干式调整机构代替液位输入仪表,配合调零、调满装置实施调零、调满(FISHER无此功能)。0%调试孔作为选择键,只要将调试棒插入即可选择标定零位、50%或满度。同时可选择比重设置及初始化。100%调试孔作为确认键,只要将调试棒插入即可标定零位、50%或满度。

　　干式刻度盘用于模拟调试,与一个凸轮片同轴安装,干式刻度盘旋转时带动凸轮片同时旋转,凸轮片与摇架一端接触,摇架移动方向与凸轮片垂直,所以凸轮片旋转可带动摇架绕轴移动,模拟被测介质的液位变化。

　　3　重点解决的问题

　　1)仪表工作时会发生错误操作,死机现象。

　　2)表头与传感器必须一对一进行液位标定及线性化,不能互换,现场调试困难。

　　3)杠杆组件与扭管组件连接方式会造成杠杆组件在安装和介质波动较大时移动影响精度,并在高温时容易损坏。