挂重法标定

u 概述
ZUT 系列智能电动浮筒液位（界位）变送器属DDZ-Ⅲ型系列仪表之一，该产品适用于石油、化工、电力、冶金、造纸、食品等工业部门对各种液体液位、界位、密度进行测量的装置。

该产品防护等级为IP65。

u 结构原理
结构原理见图1。

当浮筒不受外来力作用时，浮筒
与应力传感器通过杠杆保持平衡。

根据阿基米德定律，当浮筒浸入液体中受到一个向上的浮力F 1，通过杠杆的作用，使应力传感器受到一向下的力F 2，根据力平衡原理，
应力传感器电流与力值的关系为：
由此可知：转换电流I 与浮筒所受的浮力F 1成线性关系。

u 主要技术参数
一、工作电压：12V ～36V DC
输出信号：4～20mA DC 叠加HART 协议数字通讯（两线制） 通信符合H 、ART 协议标准
阻 尼：0～32秒可调 负载电阻：≤600Ω
精度等级：0.5 ％F.S ，1.0 ％F.S
4位半LCD ，两键操控
公称压力： 2.5, 4.0, 6.3 MPa
工作温度： 普通型：≤100℃(无散热片)
高温型：≤400℃(带散热片)
环境温度：-40～70℃
接液材质：测量室:碳钢或1Cr18Ni9Ti
其余:1Cr18Ni9Ti
注：特殊接液材质订货时请注明
介质密度：液位测量：ρ≥0.4g/cm 3
界位测量：密度差Δρ≥0.05g/cm 3
密度测量：ρ≥0.1g/cm 3
法兰标准：PN2.5MPa JB/T 82.1-94平面法兰
PN4.0、PN6.3MPa JB/T82.2-94凸面法兰
关联设备：安全栅（本质安全型） 电源引入接口：M20×1.5(内螺纹) 防爆形式及防爆标志：
防爆形式
防爆标志
1—浮筒 2—前杠杆L 1 3—密封膜片支点 4—后杠杆L 2
5—应力传感器 6—V/I 变换器 7—负载电阻
图1 ZUT 系列浮筒液位变送器原理图
1112
1
2F k F
L L F ==
1
12122kF F k k F k I ===
本质安全型iaⅡCT5
隔爆型dⅡBT4
二、HART通讯输出波形
图2 HART通讯波形图
三、压力变送器圆卡的内部功能框图如图3所示：
传感器
输入
图3 压力变送器圆卡内部框图
u型号规格
型号规格编码内容ZUT—智能浮筒变送器
1 测量液位
2 测量界位
3 测量密度
A 顶侧式安装形式
B 顶底式安装形式
C 侧侧式安装形式
D 底侧式安装形式
E 顶置式安装形式
F 侧置式安装形式
S 顶底式安装形式
1 公称压力PN2.5MPa
2 公称压力PN4.0MPa
3 公称压力PN6.3MPa
i 防爆形式：本质安全型
T 接液材质：碳钢
H 接液材质：1Cr18Ni9Ti
D 不带散热片
G 带散热片
X 现场辅助（散热或保温请注明）
□
被测介质密度：0.3－1.6g/cm 3
1 2 3 4 5 6 7 8
L
量程
300
500
600
800 1000
1500
2000
2500 非标准量程
F 法兰接口伴热式DN15、PN25 附加编码
Z
螺纹接口伴热式ZG1/2″
选型举例：
ZUT －2C3/Itd0.8-1.0/4F ：为智能浮筒，测量界位，侧侧式安装形式，公称压力6.3MPa ，本质安全
型，测量室材质为碳钢，不带散热片，介质密度分别为0.8 g/cm 3和1.0 g/cm 3
，量程800mm ，法兰接口伴热式产品。

注：（选择非标准量程填入L 时，请注明量程值）
u 安装调试： 基本术语：
1. 零点：测量介质最低液位时的输出电流为4mA 。

2. 满度：测量介质最高液位时的输出电流为20mA 。

3. 出厂调试密度：变送器在出厂时均按用户提供的介质密度进行调试，遇有介质密度改变，应重新根据实际介质密度进行调试。

ZUT 系列电动浮筒液位(界位)变送器，可用挂重法或水校法进行校验。

仪表现场调节
仪表的现场组态调节通过按键K1、K2和LCD 配合来完成，可以实现下述功能：切换显示、设定主变量单位、主变量量程上下限、主变量阻尼值、传感器零点和满度点补偿。

闭合K1，则液晶显示在电流值、主变量百分比、主变量和传感器值之间循环切换。

仪表正常显示状态下，闭合K2，进入仪表的现场组态状态。

此时K2的基本功能为“切换状态和设置位右移”，K1的基本功能为“设置组态数
据和确认保存”。

仪表的切换组态调整流程图如下所示：
图4 现场组态量程
1．1 设置主变量单位 仪表正常显示情况下，闭合K2，则进入修改主变量单位状态，当前主变量单位将显示在LCD 下方（见图5），表示可以修改主变量单位， K1闭合时，主变量单位将按依次改变，并以闪烁提示当前处于修改主变量单位状态；K2再次闭合，则退出修改主变量单位状态，同时将当前显示的单位设置为当前主变量单位，并进入提示修改量程上限状态，仪表显示如图5-3所示。

________
A
K P
图5 修改主变量单位状态
1．2设置量程上限
在修改完主变量单位后，系统进入提示修改量程上限状态，此时当前量程上限将显示在LCD上（图6，单位为仪表当前设定）.
图6 修改量程上限状态
仪表处于提示修改量程上限状态。

如闭合K2，则跳过修改量程上限，直接转到提示修改量程下限状态（图7）；如闭合K1，则进入修改量程上限状态，此时最高位开始闪烁，表示可以修改量程上限；如已经进入修改量程上限状态，闭合K1设置正负号（LCD左下方上箭头闪烁代表正数，左方负号闪烁代表负数）或者设置小数点或者使的闪烁位数字增加；闭合K2使闪烁位右移，当切换到LCD左下方下箭头位置时，闭合K1仪表直接转到提示修改量程下限状态，若继续闭合K2则继续修改量程上限。

进入提示修改量程下限状态；同时仪表显示如图7所示：
5．3设置量程下限
在修改完主变量量程上限后，系统进入提示修改量程下限状态，此时当前量程下限将显示在LCD上（见图7，单位为仪表当前设定）。

__ _L
P V
0．000
图7 修改量程下限状态
仪表处于提示修改量程下限状态。

如闭合K2，则跳过修改量程下限，直接转到提示修改阻尼时间状态（见图9）；如闭合K1，则进入修改量程下限状态，此时最高位开始闪烁，表示可以修改量程下限，操作方法与修改量程上限状态相同。

闭合K2使需要改动数字闪烁，闭合K1改动数字或设置小数点。

改动完成后，闭合K1，如果仪表量程上下限符合要求（包括上限范围、下限范围、最小量程），则将量程上下限存入仪表。

如果设置的上下限值不符合要求，则提示设置超限，仪表显示如图8所示，此时按任意键则回复到提示修改量程上限状态。

量程上下限设置完毕后，仪表进入提示修改阻尼时间状态；同时仪表显示如图9所示：
________
E R
O V
图8 设置超限提示
2．4设置阻尼时间
在修改完主变量量程下限后，系统进入提示修改阻尼时间状态，此时当前阻尼时间将显示在LCD上(见图9，单位为秒）：
1．000
D A
M P
图9 修改阻尼时间状态
仪表处于提示修改阻尼时间状态，如闭合K2，则跳过修改阻尼时间，直接转到提示修改零点补偿状态（见图10）；如闭合K1，则进入修改阻尼时间状态，最高位开始闪烁，表示可以修改阻尼时间；闭合K2使需要改动数字闪烁，闭合K1改动数字或设置小数点（阻尼时间不能为负数）。

当切换到LCD左下方下箭头位置时，闭合K1改动完成。

如果仪表阻尼时间符合要求（不大于32秒），则将阻尼时间存入仪表。

如果设置的阻尼时间不符合要求，则提示设置超限，仪表显示如图8所示，此时按任意键则回复到提示修改阻尼时间状态。

阻尼时间设置完毕后，仪表进入提示修改零点补偿状态；同时仪表显示如图10所示：
2．5修改传感器零点补偿
在设置完阻尼时间后，系统进入提示修改零点补偿状态，此时当前量程下限将显示在LCD上(见图10，单位为仪表当前设定）：
0．000
Z E
R O
图10 修改传感器零点补偿状态
仪表处于提示修改零点补偿状态。

如闭合K2，则跳过修改零点补偿，直接转到提示修改满度点补偿状态（见图11）；如闭合K1，则进入修改零点补偿状态，最高位开始闪烁，表示可以修改零点补偿，闭合K2使需要改动数字闪烁，闭合K1改动数字或设置正负号或小数点（LCD左下方上箭头闪烁代表正数，左方负号闪烁代表负数）。

改动完成后，切换到LCD左下方下箭头位置时闭合K1，如果仪表零点补偿符合要求（调整范围），则将零点补偿数据存入仪表。

如果设置的零点补偿值超出了调整范围，则提示设置超限，仪表显示如图8所示，在此状态下按任意键回复到提示修改零点补偿状态。

零点补偿设置完毕后，仪表进入提示修改满度点补偿状态；同时仪表显示如图11所示：
2．6修改传感器满度点补偿
在修改完传感器零点补偿后，系统进入提示修改满度点补偿状态，此时当前量程上限设定值将显示在LCD上(见图11，单位为仪表当前设定）：
400．0
L L
F U
图11 修改传感器满度点补偿状态
仪表处于提示修改满度点补偿状态。

此时闭合K2，则跳过修改满度点补偿，直接转到提示组态设置结束状态（见图5-9）；如闭合K1，则进入修改满度点补偿状态，最高位开始闪烁，表示可以修改满度点补偿，闭合K2使需要改动数字闪烁，闭合K1改动数字或设置正负号或小数点（LCD左下方上箭头闪烁代表正数，左方负号闪烁代表负数）。

改动完成后，切换到LCD左下方下箭头位置时闭合K1，如果仪表满度点补偿符合要求（调整范围），则将满度点补偿数据存入仪表。

如果设置的满度点补偿值超出了调整范围，给出设置超限提示，仪表显示如图5-5所示，在此状态下按任意键回复到提示修改满度点补偿状态。

满度点补偿设置完毕后，仪表进入提示退出现场调节状态；同时仪表显示如图12所示：
2．7退出现场调节状态
在修改完传感器满度点补偿后，系统进入提示退出现场调节状态，此时LCD 显示：
________
D
E N
图12 退出现场调节状态
在现场组态的任意阶段，如果在100秒内没有按键操作，则自动结束设置。

ZUT 系列电动浮筒液位(界位)变送器，可用挂重法或水校法进行校验。

挂重法调试步骤：
1.将变送器按工作位置固定在支架上，
将连节器及吊杆装配后套入杠杆的未端，使浮筒吊杆垂直向下，见图13。

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的正负极上，见图3。

3.按下式计算挂重砝码的重量值。

a ）测量液位时：
浮力值根据阿基米德定律计算：
b)测量界位时：
式中：G 0—零点时砝码的重量值，g
G m —满度时砝码的重量值，g P —浮筒重量，g F —浮筒所受浮力，g
ρ—介质密度，g/mm
3
D —浮筒直径，公称压力6.3MPa 以下为33mm
H —量程，mm
F
P G P G m -==01—浮筒 2—吊杆 3—吊钩 4—限位螺钉
5—杠杆 6、7—螺母
图13 浮筒装配图
图14 变送器调试图
r p ××=
H D F 2
4
浮力值根据阿基米德定律计算：
4.调试
1） 零点调试：测液位时，在吊杆的下端挂上同浮筒重量P 等值的砝码，参考设置量程下限。

2） 满度调试：在吊杆的下端挂上同Gm 等值的砝码，参考设置量程上限。

3）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 。

水校法调试步骤：
1. 将变送器按工作状态放置，与装置连接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，将一次阀关闭)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的正负极上(参见图14)。

3. 按下式计算出注水高度L 0、L m 数值后，以测量室外的半量程标线为基准，分别作出标记。

a ） 测量液位时：
b ） 测量界位时
4. 调试：
1） 零点调试：测液位时，将测量室内的清水排除.按下K1，调到百分数记录此值，用量程（量程下限与量程上限的差值）与百分数值相乘。

如果为正值，用原量程下限减去此值，所得值为新的量程下限；如果为负值，取正与原量程下限相加，所得值为新的量程下限。

测界位时，从排气孔向
式中：F —浮力值，g
D —浮筒直径，公称压力6.3MPa 以下为33mm H —量程，mm
ρ—介质密度，g/mm 3
ρ1—重介质密度g/mm 3
ρ2—轻介质密度g/mm
3
F 1—重介质时的浮力值，g F 2—
轻介质时的浮力值，g
1
20F P G F P G m -=-=r p ××=
H D F 2
41
214r p
××=H D F 2
224r p
××=H D F r
×==H L L m 0
01
2
0r
r ×=×=H L H L m
测量室内注入清水至L0处，参考设置量程下限。

2）满度调试：零点调整好后，向测量室内注入清水至L m处，按下K1键，调到百分数记录此值，用量程（新量程下限与原量程上限的差值）与百分数值相乘。

如果为正值，用原量程上限减去此值，所得值为新的量程上限；如果为负值，取正与原量程上限相加，所得值为新的量程上限。

测界位时，从排气孔向测量室内注入清水至L m处，参考设置量程上限。

3）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。

测液位（界位）时的零点（满度）迁移方法：
ZUT系列电动浮筒液位变送器在实际调试过程中，零点（满度）不在规定范围之内，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K2键到ZERO，按原数重新输入，按K1确定。

2）传感器零点补偿，向测量室内注入清水至L m处，按K2键到FULL，按原数重新输入，按K1确定。

测界位时
1）传感器零点补偿，将测量室内全部充满轻介质，使浮筒上端各部件全部浸在轻介质中，按K2键到ZERO，按原数重新输入，按K1确定。

2）传感器零点补偿，将重介质充到正好淹没浮筒，浮筒上面充满轻介质，按K2键到FULL，按原数重新输入，按K1确定。

以上调试方法用户可根据实际情况酌情选用。

u 外型及结构尺寸
图4 顶侧式—A 图5 顶底式—B 图6 侧侧式—C 图7 底侧式—D 图8 顶置式—E 图9侧置式—F 图10 顶底式—S 图11顶侧伴热式—A 图12 顶底伴热式—B 图13 侧侧伴热式—C 图14 底侧伴热式—D 图15 顶底伴热式—S 说明：图中有关接口法兰内容和含义
法兰代号公称通径（mm）公称压力（MPa）法兰形式执行标准
2.5 平面法兰JB/T82.1-94
A 40
4.0、6.3 凸面法兰
JB/T82.2-94
B 40 6.3 凹面法兰
C 15 2.5 平面法兰JB/T82.1-94
u安装使用注意事项
1. 该产品分变送部分与测量机构两部分，两部分通过密封法兰用螺栓连接成整体变送器，连接方式见图4～15；
2. 变送器安装应牢固可靠，测量室必须垂直安装，最大偏移角≤15°；
3. 安装时变送器不应受到强烈地振动和冲击，杠杆不得大幅度地摆动和拉压，以免降低仪表精度直至损坏仪表；
4. 将吊杆的一端旋入内筒的上盖，旋至与螺母接触时将螺母与内筒拧紧；吊杆的另一端旋入连节器，旋至与螺母接触时，将螺母与连节器拧紧。

装配后的内筒组件放入测量室后，将连节器套入杠杆的末端，将限位钉旋入杠杆末端的沟槽内拧紧。

见图2；
特别注意：限位螺钉拧紧时要扶住杠杆，避免压力过大损坏传感器。

5. 气扫，气密，水压等工艺性试验时应切断仪表阀门，确保仪表不参与上述试验。

6. 仪表需调试或维修时，不得改变电器参数与结构，尤其是涂有红漆处严禁用力扭动，避免损坏仪表。

7. 产品外壳可靠接地。

8. 本质安全型安全栅装于安全场所，安装、使用维护必须遵守安全栅使用说明书要求。

9. 用户安装使用和维护产品时必须同时遵守GB50058-92《爆炸和火灾危险环境电气装置设计规范》和《中华人民共和国爆炸危险场所电气安全规范》的有关规定。

u标志、包装、运输及贮存
1. 标志：变送器壳体上有主要参数内容的铭牌
2. 包装：仪表出厂时已包装完善，随产品附有装箱单，说明书及产品合格证等。

3. 运输：在运输、搬运过程中应避免仪表受到强烈的振动和冲击。

4. 贮存：仪表应贮存在环境温度-20～55℃，相对湿度不大于90％的无腐蚀性场所。

u订货须知
1. 型号规格
2. 测量范围
3. 介质密度
4. 工作温度
5. 工作压力(实际操作压力)
6. 特殊接液材质
7. 执行其它法兰的标准号
8. 特殊技术要求。