超声波液位计说明书

公司简介
江苏天能自动化仪表有限公司是一家专业研究、开发、生产及销售工业自动化仪表的集团公司，产品广泛应用于石油、化工、水处理、水利、钢铁、煤矿、电力以及食品加工等行业，适用酸、碱、盐、高温、防爆等各种领域。

产品概述
TN系列超声波液位仪是我们公司历经多年研发和大量工业试运行后，推出的成熟的非接触式液位测量仪表，它是我公司的研发人员和工程人员，在对国内外同类仪表进行了长时间的跟踪、研究及在超声波技术上突破性的攻关，加上多次工业试运行和测试的成果。

因而也使得我们的产品具备了独特的优势和鲜明的特点。

针对市场的不同需求，我们公司目前已成功开发了TN2000(E)型超声波液位测量仪表以及TN3000M型超声波明渠流量计、TN4000型超声波液位差计等一系列产品，用户遍布全国三十多个地区，获得了良好的信誉，公司也因此得以迅速发展。

产品简介
TN2000(E)型超声波液位仪包含多项自研的专利技术，拥有全新的信号处理技术，广泛适用于石油、化工、水处理、水利、食品、粮食等行业的物位测量，具有安全、清洁、精度高、寿命长、稳定可靠、安装维护方便、读数简捷等特点。

1 仪表组成
TN2000(E)型超声波液位仪由XPS系列超声波换能器（内置数字温度传感器）、TRS系列现场变送器组成。

它可以单独完成液位的监测，同时也可以通过4~20mA或RS485连接到各种DCS系统中，为工业的自动化运行，提供实时的液位数据。

2
超声波换能器
超声波换能器是超声波液位仪的视觉神经系统。

超声波换能器的技术指标决定了超声波液位仪的性能。

衡量超声波换能器的主要技术指标有：盲区、方向角、灵敏度等。

所有的超声波换能器在起振时都会发生的拖尾现象，其结果是：在换能器的近端会出现一个无法接收回波的区域，这便叫做盲区（如下图所示）。

传统的超声波测位仪盲区大，且在盲区附近的测量仍受“拖尾现象”的影响，测量精度不高。

TN2000（E）型超声波液位仪采用XPS系列微能量超声波换
能器，它是以微能量、非接触式、连续测量物位的换能器。

它具有
如下特点：
◇发射功率小、能量微弱，灵敏度高、方向角小；
◇完整的换能器系列可精确完成不同环境下非接触式连续
测量；
◇小盲区，高精度，且在盲区附近仍能保证精度；
◇收发一体化，能准确地接收微弱回波信号，保证测量的
准确性和可靠性；
◇安全可靠、防潮、防腐蚀，适用于不同的场合，不受天
气等因素的影响；
同时，XPS系列超声波换能器配合本公司的YELI专利的声波智能技术和微能量、数字滤波技术保证了小盲区、大量程、本质安全、高精度等特点。

本公司可以根据用户不同的需要，选择相应的传感器以适用于各种场合。

3 现场变送器
TRS系列现场变送器，内置YELI专利的声波智能技术、微能量技术、数字滤波技术、以及温度补偿技术，从而有力的保障了TN2000(E)型超声波液位仪的精确物位测量。

YELI专利的声波智能技术软件可进行智能化回波分析，无需任何调试及其它的特殊步骤，此技术具有动态思维、动态分析的功能。

YELI专利的声波智能技术能避开各种声波干扰，自动滤除各种多次回波、伪回波、工业噪声，即使微弱的真实的回波信号淹没在强噪声中以及存在容器障碍物回波、侧壁回波和多次回波等虚假回波条件下，声波智能技术也能在接收回波信号的过程中直接把真实的回波信号提取出来。

因而保证了测量的可靠性，精度也更高。

TN系列现场变送器具有以下特点：
◇自动识别真伪回波；
◇自动判定测量条件；
◇自动温度补偿；
◇极高的测量精度；
◇可以信赖的高可靠性；
◇采用隔离电源；变送器的所有进出线都具有防雷保护装置；
主要技术参数
防爆型
型号：TN2000E
测量范围：0～10m
盲区：0.25m～0.6m
测量精度：±3mm或3～5‰，取其大者
重复精度：1‰
分辨率：1mm
频率：40KHz / 24KHz
方向角：4°/ 6°（全角）
压力：4个大气压以下
显示：自带LCD显示液位高度
输出：4～20mA、RS485协议
应用场合：防爆环境
供电电压：DC24V 150mA
环境温度：－20℃～＋60℃
防爆等级：Ex d（ia）ⅡBT4
耐酸耐碱型普通非防爆型
型号：TN2000（E）S 型号：TN2000P
测量范围：0～15m 测量范围：0～15m
盲区：0.25m～0.6m 盲区：0.25m～0.6m
测量精度：±3mm或3～5‰，取其大者测量精度：±3mm或3～5‰，取其大者重复精度：1‰重复精度：1‰
分辨率：1mm 分辨率：1mm
频率：40KHz / 24KHz 频率：40KHz / 24KHz
方向角：4°/ 6°（全角）方向角：4°/ 6°（全角）
压力：4个大气压以下压力：4个大气压以下
显示：自带LCD显示液位高度显示：自带LCD显示液位高度
输出：4～20mA、RS485协议输出：4～20mA、RS485协议
应用场合：酸碱等腐蚀性强的环境应用场合：非防爆环境
供电电压：DC24V/AC220V 供电电压：DC24V/AC220V
环境温度：－20℃～＋60℃环境温度：－20℃～＋60℃
防护等级：IP65 防护等级：IP65
安装说明
1 、安装指导
1.1 超声波换能器的安装要求
◇安装换能器时，应使换能器发射面伸
入罐内；
◇物体的最高物位不得进入换能器的盲
区；
◇换能器的发射面应该与液体表面保持
平行；
◇换能器的安装位置应尽量避开正下方
是进、出料口等液面有剧烈波动的位
置；
1.2 仪表安装示意图
1.1.1 罐顶安装（仪表直接固定在盲板盖上）
如图所示，利用换能器法兰直接
将BFT2000(E)型超声波液位仪固定在罐顶盲板盖上，电源及通信线通过镀锌铁管连接到
控制室。

注意：
✧仪表的发射面一定要与液位水平；
✧H为超声波换能器表面的安装高度，应小于仪表的最大量程；
✧S为超声波换能器表面到最高液位的距离，要求大于仪表的盲区。

仪表的盲区通常为
0.5米。

若S小于0.5米，安装方式见本节的1.2.2——延伸管安装方式；
✧L为超声波换能器至罐壁的距离，一般要求大于0.5米。

若罐壁非常光滑，L可以适当
减小；若罐壁不光滑、有明显的凸出部位，L需要适当增加或将凸出部位磨平。

1.1.1 罐顶安装（延伸管安装方式）
当超声波换能器表面到最高液位的距离小于0.5米时，需要在盲板盖上，加焊延伸管，以增加换能器表面到最高液位的距离。

具体安装方式如下图所示：
注意：
✧仪表的发射面一定要与液位水平；
✧H为超声波换能器表面的安装高度，应小于仪表的最大量程；
✧L为超声波换能器至罐壁的距离，一般要求大于0.5米。

若罐壁非常光滑，L可以适当
减小；若罐壁不光滑、有明显的凸出部位，L需要适当增加，或将凸出部位磨平；
✧延伸管的直径应大于150mm，长度不小于500mm；
✧延伸管务必要和液面垂直；
✧延伸管内壁务必要保持光滑；
✧延伸管需要穿过盲板盖，然后再焊接。

1.1.1 开场条件安装
如下图所示，利用固定支架将
BFT2000(E)型超声波液位仪安装于被测
液体正上方，仪表的电源及通信线通过镀
锌钢管连接到控制室。

当然也可以象罐顶
安装方法一样，用法兰固定换能器的方法
来固定仪表。

注意：
✧仪表的发射面一定要水平；
✧H为超声波换能器表面的安装高度，
应小于仪表的量程；
✧h为超声波换能器表面到池顶或最高
液位的高度，应大于仪表的盲区；
✧L为超声波换能器至池壁、河岸、堤
防的距离。

L一般需要大于0.5米以上。

若壁不光滑、有明显的凸出，则需要适当增加L 的距离；
1.2 仪表安装尺寸图
1.1.1 支架安装
在被测液体上方建立水平固定超声波液位仪支架，用螺丝将液位仪固定在支架上。

超声波液位仪固定面上的的固定螺丝孔如下图所示：
1.1.2 固定式法兰安装（在盲板水平时选用）
安装时，先将法兰固定在盲板上，然后将仪表固定在法兰上。

如下图所示。

2、仪表接线
TN2000(E)型超声波液位仪的对外接线板在TRS型现场变送器的后部，用户只需逆时针拧开后盖，即可看见如下图所示的接口板：
具体接线如下：
XS3端子：
◆DC24V端子：与控制室来的直流24V电源相连。

注：如果用户使用AC220V电源，本端子不使用，仪表有专用的AC220V引出线；
◆RS485端子：与控制室的RS485信号电缆相连；
◆4～20mA端子：只提供一路4～20mA信号时，电流从one端子的“＋、－”端上输出；XS2端子：（一体式仪表出厂前已接好）
◆TPS01端子，接BA－5型电缆：VCC接细电缆（红）；DIO接细电缆（黄）；GND接细
电缆（黑）；
◆XPS01端子：接BA－5型电缆：+ 接高频线；－接屏蔽线；
XS1端子（选配）：
◆SPDT1～SPDT4端子：继电器1～继电器4输出
BA－5型电缆如下图所示：
注意：
1) BA－5型电缆的长度应≤50米
2) TN2000(E)型超声波液位仪到控制室的距离应≤1200米
3) 在连接DC24V电源线前后，应仔细检查电源的极性，注意不要接反；
4) 在用DC24V供电时，应注意保证仪表接线端的电源电压在有负载的情况下，不低于19V；
5) 4～20mA的最大负载应小于500欧姆；
3 、接线的注意事项
1) TN2000(E)型超声波液位仪外壳一定要与大地可靠相连；
2) TN2000(E)型超声波液位仪在多雷区使用时，最好在仪表的进出线端安装专用的防雷装置；
3) TN2000(E)型超声波液位仪在特别炎热、寒冷的地方使用，即周围环境温度有可能超出仪
表的工作要求时，最好在液位仪周围加设防高、低温装置；
4) 所有的电线、电缆保护管，要注意防止积水过多；
仪表调试
仪表出厂时各项指标经过严格测试，用户只需在现场进行简单设置即可满足现场测量条件。

1．液晶显示的描述：
1）仪表上电后，液晶先显示公司商标
YELI及软件的版本。

2）初始化仪表的各项参数
3）换能器（探头）的频率
4）仪表的量程
表示仪表盲区为0.5米，量程为10米，
察看仪表是否现场的要求。

5）搜索液位中
PW和ZY数字快速变化。

6）当搜索到液位后，仪表进入正常测量，
液晶显示如图，H：2.150表示液位为
2.150m，Aram：AAAA，后面4个A
对应4个继电器状态，哪个继电器吸合
在对应位置上显示A，否则不显示。

2 键盘说明
键盘由4个键组成，如下图所示，用“感应笔”点击按键，仪表可进入参数设置状态。

键盘介绍如下：
◆【Mode】：模式键。

在仪表正常工作时，用“感应笔”点击该键可进入参数设置菜单；在
菜单中，用“感应笔”点击该键，则可退出本级菜单，退回到上一级菜单。

◆【▲】：上翻键和加法键。

在菜单中，该键作为菜单的上翻键用；在更改数据时，该键作
为加法键用。

◆【▼】：下翻键和减法键。

在菜单中，该键作为菜单的下翻键用；在更改数据时，该键作
为减法键用。

◆【OK】：确认键和移位键。

在菜单选择过程中，该键作为确认键用；在更改数据时作为后
移键用。

3．菜单的说明
第一级菜单第二级菜单
setup P01(Level) （设置液位高度，标定液位时用）
P02(M4~20mA) 20mA （设置20mA代表的液位）
4mA （设置4mA代表的液位）
P03(Relay) Relay1 （设置继电器1的吸合条件）
Relay2 （设置继电器2的吸合条件）
Relay3 （设置继电器3的吸合条件）
Relay4 （设置继电器4的吸合条件）
P04(TH ) （设置换能器高度）
P05(Xstyle) Level （液位显示＋继电器状态显示）
AirH （空间距离显示＋温度）
LevelT （液位显示＋温度）
P06(Window) （缺省已设置好，一般不用）
P07(ID) （地址ID号，通讯用）
P08(BUAD) （波特率设置，2400、4800、9600，通讯用）
P09(PWDB) （缺省已设置好，一般不用）
P10(T4~20mA) （4～20mA设定输出，校正用）
4．参数的设置
4.1 仪表标定的步骤
1）仪表上电，仪表进入测量，液晶显示液
位数值，如右图所示，而实测液位为
3.320m，下面介绍标定方法。

2）用“感应笔”点击Mode键，仪表即可
进入参数设置菜单，首先进入的就是
P01(Level)液位标定菜单，如右图所示。

3）点击OK键，进入液位标定输入界面，
如右图所示，闪动的数字为可更改的数
据，点▲键数字增加，点▼键数字减少，
可在0～9间循环，设置好后点OK键
移到下一数字进行设置。

因为实测液位
为3.320m，因此输入此数值，如右图，
设好后点Mode键退回Level菜单。

4) 再点Mode键显示如右图，点Mode键
回到参数设置菜单，点OK键退出参数
设置菜单。

5) 仪表显示实测液位如右图，此后仪表的读数将正确反映现场实际液位。

4.2 参数4～20mA设置
1）在仪表正常工作时点Mode键进入参数
设置菜单后点▼键选择到P02(4～
20mA)设置菜单，如右图所示。

2） 20mA设置
a）点击OK键，进入20mA参数设置菜单，
液晶显示如右图。

b) 点击OK键，进入20mA数值输入界面，
输入数值，如右图，表示液位到5m时
输出20mA，设好后点Mode键退出。

3) 4mA设置
在20mA参数设置菜单点▼键进入
4mA参数设置菜单，如右图所示，点
OK键进入设置，方法同上。

4.3 继电器参数设置
1）在仪表正常工作时点Mode键进入参数
设置菜单后点▼键选择到P03(Relay)
继电器设置菜单，如右图所示。

2）点击OK键，进入继电器1设置菜单，
如右图所示。

3）点击▼键可选择其它继电器，点OK键
进入继电器1设置界面，如右图，界面
中的公式表示继电器1在液位大于4m
并且小于8m时闭合。

界面里的< 和>
符号位置可以选择“<”和“>”两种
符号，&符号位置可以选择“&”、“|”、“N”、“∧”四种符号。

更改时点OK键使所需修改符号闪动，点▲键或▼键选择所需符号，数字修改同前。

符号含义：
<：小于符号
>：大于符号
&：与，表示两个条件都需满足；
| ：或，表示满足两个条件之一即可；
N：只有前一个条件，后一个不显示；
∧：前一条件为继电器吸合条件（一般用于开泵），后一条件为继电器打开条件（一般用于停泵），主要用于排水井和进水井控制。

3）若将继电器设置如右图，表示继电器在
液位小于1m时闭合，若将“<”符号
更改为“>”符号，则表示继电器在液
位大于1m时闭合。

若将继电器设置如右图，表示继电器在
液位小于1m或者大于9m时闭合。

4）还有一种逻辑比较复杂，例如排水井，
当水位涨到8m时需开泵排水，将水排到
2m时停泵，此逻辑设置如下：
>08.00∧<02.00，如右图，此时即表示
水位大于8m开泵，水位小于2m停泵。

若是进水井，例如当水位降到1m时需
开泵进水，水位进到6m时停泵，此逻
辑设置如下：
<01.00∧>06.00，如右图。

5）设置好继电器1参数后点Mode键退回
Relay继电器设置菜单，点击▼键选择需要
设置的其他继电器：例如右图，表示设置
继电器2。

点OK键进入设置，方法同上。

4.4 换能器高度设置
P04(TH)菜单在已用Level菜单设置好液位情况下不用设置，可以参看此时的换能器高度。