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      CMTSD500射頻導納物位開關
      閱讀次數:76  更新時間:2021-09-19

      1.1簡介

      本說明書使用于CMTSD500射頻導納物位開關通用型點位控制儀表,產品用于限位控制和報警,適用于絕大多數應用場合。儀表廣泛應用工業和民用現場,無論室內和戶外,本儀表相對其他形式儀表,對現場安裝條件無特別要求。

      CSLW系列射頻導納系列為通用型點位控制儀表,儀表由一個電路單元,一套防爆外殼和桿式或纜式傳感元件(亦稱傳感器或探頭)組成,傳感器可選多種材質,可整體或分體型安裝。整體安裝指將電路單元和傳感元件配置在一個防爆外殼上,分體型安裝指電路單元和傳感元件分別配置在兩個獨立的防爆外殼上,中間用廠家特制的電纜連接。

      本儀表安全設計上符合IEC61010-1:2001標準。

      本儀表用電磁兼容設計上符合IEC61326:1997+AL:1998標準。

      本儀表防爆設計上符合GB3836.1-2000爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分:通用要求GB3826.2-2000爆炸性氣體環境用電氣設備 第2部分:隔爆型‘d’GB3836.4-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備 第3部分:本質安全型‘I;’標準。

      1.2 原理

      CMTSD500射頻導納物位開關控制技術是一種電容式物位控制技術發展起來的,防掛料(傳感器粘附之物料稱位掛料)性能更好,工作更可靠,測量更準確,使用性更廣的物位控制技術,‘射頻導納’中 ‘射頻’既高頻,‘導納’的含義為電學中阻抗的倒數,它由阻性成份,容性成份,感性成份綜合而成,所以射頻導納技術可以理解為用高頻信號測量導納的方法。

      點位射頻導納技術與電容技術的重要區別是采用了三端技術和測量參量的多樣性。電路單元中心端測量信號與同軸電纜中心線連接,然后連接到傳感器中心端上。同時同軸電纜屏蔽層懸浮在一個幅度非常小又非常穩定的,但與測量信號等電位,同相位,同頻率,但又沒有直接電氣關系既互相隔離的電平上,其效果相當于,測量信號經過一個增益為‘1’,驅動能力很強的同相放大器,輸出與同軸電纜屏蔽層相連,然后再連到傳感器的屏蔽層上。地線是電纜中另一條獨立的導線。由于同軸電纜的中心線與屏蔽層存在上述關系,所以二者之間沒有電位差,也就沒有電流流過,既沒有電流從中心線漏出來,相當于二者之間沒有電容或電容等于零。因此電纜的溫度效應,安裝電容也就不會產生影響。

       

       

      圖1.1傳感器結構圖

      對于傳感器上的掛料影響問題,采用一種新的傳感器結構,五層同心結構,見圖1.1傳感器結構:最里層是中心探桿,中間是屏蔽層,最外面是接地的安裝螺紋,用絕緣層將其分別隔離起來。與同軸電纜的情況是一樣的,中心探桿與屏蔽層之間沒有電勢差,即使傳感器上掛料阻抗較小,也不會有電流流過,電子儀器測量的僅僅是從傳感器中心到對面罐壁(地)的電流,因為屏蔽層能阻礙電流沿傳感器返回流向容器壁,因而對地電流只能經傳感器未端通過被測物料到對面容器壁。既UA=UB,IAB=(UA-UB)×Y=O見圖1.2測量的等效圖。雖然屏蔽層與容器壁之間存在電勢差,兩者之間有電流流過,但該電流不被測量,不影響測量結果。這樣就將測量端保護起來,不受掛料的影響。只有容器中的物料確實上升接觸到中心探桿時,通過被測物料,中心探桿與地之間才能形成被測電流,儀表檢測到該電流,產生有效輸出信號。

      CMTSD500射頻導納物位開關技術由于引入了除電容以外地測量參量,尤其是電阻參量,使得儀表量信號信噪比上升,大幅度的提高了儀表的分辨力,準確性和可靠性;測量參量的多樣性也有力地拓展了儀表的可靠應用領域。

                                             圖1.2測量的等

      第二章 性能指標

      2.1 系統性能指標

      輸出:DPDT繼電器(雙刀雙擲)

      觸點容量:250VAC:1A有感,3A無感

      供電:185-255VAC,50/60Hz(標準)

                95-135VAC,50/60Hz(可選)

                18-30VDC(可選)

                (2W最大)

          分辨率:0.2pF或更小

      重復性:< 1mm(0.04″)(導電物料)

                  <20mm(0.79″)(絕緣物料)

      負載電阻能力:屏蔽端到地之間150Ω

      報警方式:可現場設置為HLFS(高位報警及其故障保險方式)或LLFS(低位報警及其故障保險方式)

      報警燈輸出:燈滅— 物位報警; 燈亮—物位正常

      環境溫度:-40~+75℃(-40~167℉)

      儲存溫度:-40~+75℃(-40~167℉)

      響應時間:<0.5秒

          延時:1~55秒(可選)

          靜電火花防護(對傳感器):抗浪涌沖擊1000V

          射頻防護(內置濾波器)對于來自1.5米(59″)以為的其它外露傳感元件,電纜或輸出線路功率為5W的射頻干擾,該變送器電路具有防護功能

          探頭長度:0.457m(18″)(標準)

                  0.1m(3.9″)~20m (787.4″)(可選)

      電纜長度:5m(197″)(標準),0.1(3.9″))50m(1968.5″)(可選)

      電器接口: 3/4’’(電纜直徑要求小于12mm,0.47″)(其他可選)

      過程連接:NPT3/4’’螺紋安裝,法蘭安裝(其他螺紋可選)

      安裝:可選垂直,水平或任角度安裝

      外殼防護:符合IP67防護標準

      防爆區域等級:EXD〔ia〕iaIICT4

      第三章  安裝

      3.1 拆箱

      小心打開包裝并出去包裝內的填充物,仔細核對裝箱單上的所有項目,包括儀表型號,電子單元和探頭的系列號,安裝附件,說明書等,若發現有錯誤,缺貨或破損的現象,請立即與我公司或當地代理聯系。

      3.2 安裝要求

      射頻導納物位計即可垂直安裝又可水平安裝。儀表安裝時,必須保證傳感器的中心探桿和屏蔽層與容器壁(或安裝管)互不接觸,絕緣良好,安裝螺紋與容器壁連接牢固,電器連接良好,而且探頭的屏蔽層要進入容器內部。對于有攪拌的場合,探頭需支撐或地錨固定(固定端要與探頭絕緣),水平安裝的儀表進線口一定要向下,垂直安裝線防爆管一定要底于進線口的排水口,以防防爆管積水危及儀表電子單元。

      按隔爆要求安裝的儀表,每一與防爆外殼相連的接線必須配有經認證過的密封填料函或防爆鋼管密封接頭。認證過的密封填料函或防爆管密封接頭產品請咨詢本公司及代理商。儀表安裝區域要求有避雷裝置,以防雷擊。24VDC電源紋波不得大于200mV。電源地線要接在標準地或標準地儀表地,不可接在動力地上。

      3.3整體型系統安裝

      射頻導納系列物位計是現場安裝式設計,但仍應使其盡可能遠離振動源,高溫環境,腐蝕性空氣及任何可能造成機械損害的地方。如果不能滿足要求,請將儀表換成分體式。

      為便于調試,儀表應安裝在有操作平臺或類似平臺的地方。環境溫度應在-40~75℃(-40)167 ℉)之間。圖4.1整體型系統安裝。

         圖4.1 整體型系統安裝              圖4.2 分體型系統安裝

      3.4 分體型系統安裝

      當儀器安裝在有較高的溫度,較強的振動,有腐蝕性空氣及任何可能造成機械損壞的地方,請將儀器換成分體式安裝。分體安裝是指傳感元件與電子單元部分分開安裝,中間以廠家所配的特殊信號電纜相連接,并且該電纜可截短不可加長。這樣,探頭安裝在現場,電子單元就可以安裝在相對安全的場所,以利提高儀表使用壽命。信號電纜在安裝時,不可盤成螺旋狀,多余的連接電纜應剪掉。電子單元中心端(CW)與同軸電纜中心線連接;電子單元屏蔽端(DSH)接同軸電纜芯線屏蔽層。見圖4.2分體型系統安裝。電子單元端防爆外殼可通過其兩側的安裝孔固定在象安裝支架或墻壁這樣的平面上。

      3.5傳感元件安裝

      傳感元件(探頭)的安裝位置通常是由容器的開孔位置所決定,但不可將其安裝在進料流中,當容器內部無適當位置時,可考慮使用外浮筒或量筒安裝(如果保證內外界面一致)。為使設備正常,準備工作,請注意以下事項。

      1.安裝必須非常仔細,不要損傷傳感器的絕緣層。探頭及其屏蔽層不可與安裝接口或容器壁接觸,并避免傳感器使用過程中與安裝接口,容器壁,物料等的機械磨損。

      2.傳感器不能安裝與填充嘴(或槽)等物料直接流經的地方。若無法做到這一點,則要在傳感器與填充嘴(或槽)間加裝隔板。

      3.不要拆開傳感器或松開安裝密封蓋。

      4.用板手的平面部分擰緊傳感器。

      5.射頻導納物位計硬桿傳感器,安裝時要考慮安裝空間。纜式傳感器安裝后要拉直,避免對地短路。

      6.待測容器內部有攪拌或氣流,料流,波動較大的場合和傾斜安裝的傳感器,除應避免傳感器的直接機械損傷外,還應考慮長時間的傳感器的材料疲勞等間接機械損傷,因此建議用戶加裝傳感器的中間支撐和底部地錨固定。請注意,支撐與地錨應與傳感器絕緣,絕緣材料應選用絕緣強度高,硬度不高,有滑潤功能不磨損傳感器材料(如PTFE)。若非如此,請考慮定期更換傳感器。

      7.應注意防止儀表護線管積水而危及儀表電子單元。

      8.傳感器地端要求與現場容器電器連接良好,非金屬容器要求現場提供標準地。

      注意:不要在探頭或儀表機殼內采用單組份常溫硫化密封劑,該物質經常含有乙酸,將會腐蝕電子元件。應采用特殊的雙組份密封劑(非腐蝕性)。

      3.6典型安裝

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

      3.7系統接線

       

      3.8傳感器接線

      在危險環境中打開儀表放爆殼體之前,一定要確信儀表已斷電,并且繼電器接線端已斷電10分鐘以上?。?!(下文不再提及)

      整體式系統傳感器與單元的接線已由廠家接好。如需重新接線,請參與圖4.4整體接線圖。整體線所有的圓口接線端均接至傳感器接線端;開口端接至電子單元接線端。

      分體線接線法見圖4.5分體接線圖。端子接法與整體線一樣。

       

       

       

       

      3.9 電源及繼電器接線

      在繼電器接線之前,一定要確信電源線未供電并且繼電器線端已斷電! ! !

      接線端子要求線纜導體截面積在0.13-2.1mm(AWG14-26),線纜絕緣強度1500V。

      在危險環境中每一與放爆外殼相連的接線必須配有已經認證過的密封配件既密封填料函或防爆鋼管密封接頭。

      繼電器具有雙刀雙擲(DPDT)輸出,繼電器僅作為一個開關,不能直接帶動較大功率設備。所有控制信號均由電子單元上部的端子排輸出。圖4.6為電源及繼電器接線圖。

      電源及繼電器接線方法:

      1.擰開殼體上蓋,將信號引線穿過密封填料函或防爆鋼管密封接頭從右側線口伸入殼體。

      2.將引線接于單元上部的相應的接線端子中,并確認無誤。

      3.調節引線長度至適當尺寸,將密封填料函或放爆鋼管密封接頭擰緊。

      4.將殼體上蓋擰緊。

      儀表采用常規邏輯方式,紅燈亮時,繼電器處于失電狀態(復位),通常此狀態單元表示報警(在斷電時,繼電器也處于失電狀態,此時紅燈不亮)。

      高位報警方式通常用于高位報警,正常時傳感器不接觸物料,既物位低于傳感器位置。

      低位報警方式通常用于地低位報警,正常時傳感器接觸物料,既物位高于傳感器位置。

      如圖4.7正常工作繼電器觸點位置圖。有時高低位報警方式也用于現場選擇是常開報警,還是常閉報警。但是不推薦這樣使用,因為這樣失去故障保險功能。

      關于故障保險,當儀表出現意外故障(例如:掉電,屏蔽端對地短路)時,設定在高位故障報警時變送器發出高位報警信號。設定在低位故障報警時變送器發出低位報警信號。這就意味著儀表在斷電時處于報警狀態。

      注:并不存在絕對的故障保險,本產品故障保險設計只含蓋大部分重要參數。

                                第四章  功能設置

      4.1工作點設置

      電子單元設定點,它用于調節電子單元繼電器動作的位置,順時針旋轉電位器,繼電器工作點升高,逆時針旋轉電位器,繼電器工作點降低。LED綠燈亮意味電子單元繼電器得電,表示處于正常狀態,而LED燈滅意味電子繼電器失電復位,表示處于報警狀態。

      4.2 高低位報警方式設置

      高低位報警方式表示是物料高于設定點報警還是低于設定點報警。高位報警方式(HLFS)意味著繼電器在物料高于設定點時報警。低位報警方式(LLFS)意味著繼電器在物料低于設定點報警。當訂貨時,儀表同時按用戶要求設置高低位報警方式,(如無特殊要求,一般設為HLFS)。高低位報警方式也可在現場在儀器電子單元上得左側故障保險方式選擇端口,選擇跳塊位置進行設置。圖5.2高低位報警方式。

       

      4.3 延時方式設置

      延時調節在電子單元的右側面。當單元具有延時功能時,電子單元的右側面“延時”上方有一圓孔,圓孔內有一個電位器,此電位器為延時調節。順時針方向旋轉電位器調節鈕可延長延時時間。延時功能只對電子單元由報警狀態向正常狀態轉變的過程有效,即電子單元總是第一時間輸出報警信號,與延時設置無關。

      第五章 調試

      在加電前,仔細檢查電源線。調試過程中需打開儀表外殼。

      此時儀表帶電一定要注意人身安全。并且繼電器接線端要求端電! ! !

      當完成標定后,必須重新將外殼裝好。在危險環境中每一與放爆外殼相連的接線必須配有已經認證過的密封配件即密封填料函或放爆鋼管密封接頭。

      5.1啟動

          再加電前,仔細檢查電源接線。調試過程中需打開儀表外殼,此時儀表帶電,一定要注意人身安全。且繼電器接線要求斷電。當完成標定后,需將外殼重新裝好。

      5.2 出廠標定

      所有產品,廠家均設置為適用于測量導電物料水溶液,因而若用于這類場合中,則不需再進行標定。若測量絕緣物料按5.3標定,導電物料按5.4標定。

      5.3 絕緣物料高位報警標定

      1.確定物料在傳感器之下,即未接觸物料。

      2.將設定電位器逆時針旋轉到終點。

      3.順時針調節該旋鈕至繼電器恰好動作(即LED綠燈亮)。

      4.升高物位令其覆蓋傳感器。 (此時LED綠燈滅)

      5.時刻注意調節工具的位置。

      6.緩慢地順時針調節旋鈕,直至繼電器再次動作(即LED綠燈亮)或順時針擰到終點。記下所擰圈數。

      7.逆時針調節旋鈕,調節圈數為剛才記下圈數的一半。

      8.標定完成。對于再標定來講,所記下的1/2的圈數為“預負載”。

      注意:若傳感器接觸物料與接觸物料之間所對應的調節圈數少于1圈,請向我公司咨詢

      5.4 導電物料高位報警標定

      1.確定物料在傳感器之下,既傳感器未接觸物料。

      2.將設定點電位器逆時針到終點。

      3.順時針調節該旋鈕至繼電器恰好動作。(既LED綠燈亮)

      4.緩慢地順時針調節旋鈕2-5圈,如果物料導電程度良好則多旋幾圈。

      5.5 預標定(或稱空倉標定)(此標定以高位報警方式為例)

      1.確定安裝傳感器的容器為空,且傳感器安裝無誤。

      2.將設定點電位器逆時針旋轉到終點。

      3.順時針調節該旋鈕至繼電器恰好動作。(即LED綠燈亮)

      4.緩慢地順時針調節旋鈕3/4圈,這個3/4圈稱為預負載,如果物料絕緣強度很高,可以為1/2圈,一般絕緣強度為3/4,物料導電程度良好則多旋幾圈。

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