7ML5033-1BA00-3A超声波液位变送器防爆安全生产

 

 浅谈西门子超声波液位变送器防爆安全生产措施在石油化工领域的应用

 

采编员：  卢晨瑾

单位名称： 福州瑞翔自动化技术有限公司

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库存产品清单：

德国西门子 超声波液位传感器   7ML1118-0BA30

 

德国西门子 一体式超声波物位计 7ML1201-1EE00

德国西门子 一体式超声波液位计 7ML1201-1EF00

德国西门子 一体式超声波物位计 7ML1201-1EK00

 

德国西门子 固定盒安装支架 7ML1830-1BK

德国西门子 水位计手持编程器   7ML1830-2AN

 

德国西门子 超声波变送器   7ML5033-1BA00-1A

德国西门子 超声波变送器   7ML5033-1BA00-3A

 

德国西门子 一体式超声波液位计 7ML5221-1BA11

德国西门子 一体式超声波液位计 7ML5221-1DA11

产品品牌      产品名称                    产品型号                      库存   单位

德国西门子     超声波变送器                 7ML5033-1BA00-3A               20     个

产品参数与应用说明

测量范围：0.3 ~ 15 m

主要应用：水井、水槽、堰和格栅控制，化工储罐，液体储罐。

MultiRanger 是通用的中短量程的超声波液位计，可以测量/ 控制单个或多个容器，广泛应用于各工业领域。

 

产品特点

数字输入用来接收来自点式的液位计，作为备份

  内置 Modbus RTU 的RS-485 数字通讯接口

  可使用 SmartLinx 系统和 SIMATIC PDM 组态软件

  单点或双点液位检测

  对于固定干扰目标进行自动虚假回波抑制

  差分放大电路，可有效抑制共模干扰，提高信/ 噪比

  型号应用：液位测量、实现简单泵控制和液位报警

  有墙装和盘装选件

 

产品应用

MultiRanger 可测量多种介质，包括燃料油，市政污水、酸、碱液或其它有腐蚀性、有毒性的介质。

MultiRanger 供双点液位测量，内置 Modbus® RTU 数字通讯 RS-485 接口。使用 SIMATICPDM 软件，可在PC机上对其进行组态和设定。先进的声智能回波处理软件为测量提供了更高的可靠性。

 

MultiRanger 100 提供液位报警、开/ 关和泵控制，是经济型的解决方案。

 

它与耐腐蚀的 Echomax 超声波传感器一起使用，可用于各种苛刻工况，使用温度可达 145 °C。

 

主要应用：水井、水槽、堰和格栅控制，化工储罐，液体储罐。

 

技术规格

 

操作模式（测量原理超声波液位测量-只用于液位测量）

测量范围：0.3 ~ 15m

测量点数：单点型

 

输入模式：数字量  10 ~ 50VDC 点式液位测量信号 逻辑 0 ′ 0.5 V DC  逻辑 1 = 10 ~ 50 VDC  最大 3 Ma

 

输出模式：

Echomax 传感器44 kHz

超声波传感器与兼容的传感器：ST-H 和Echomax 系列 XPS-10/10F, XPS-15/15F, XCT-8, XCT-12 和 XRS-5

 

输出继电器：1 个继电器，A 型，250V AC

 

Ma 输出 0 ~ 20 Ma 或者 4 ~ 20 Ma

  1 最大负载750 Ω , 隔离

  1 分辨率量程的 0.1%

 

精度

测量误差：量程的 0.25% 或 6 mm，取其较大值

分辨率：0.1% 量程1) 或 2 mm，取其较大值

温度补偿：-50 ~ 150 °C，超声传感器内置温度传感器，外部 TS-3 热传感器( 可选)，可编程固定温度值

 

额定工作条件

安装条件

地点：室内/ 室外

安装等级：II

污染等级：4

环境条件：环境温度（外壳） -20 ~ 50 °C

 

安装，外壳设计

墙装：重量（1.37 kg）

外壳材质：聚碳酸酯 防护等级（外壳），4 个入口/4 个 M20 电缆格兰头

 

电气连接

传感器和 Ma 输出信号双芯屏蔽铜双绞线，截面积 0.5~0.75mm2(22~18 AWG)，可连接Belden *8760

或类似产品

传感器和变送器的最大距离365 m

1) 工作范围定义为液面到超声波传感器表面距离加上量程延伸长度。

 

显示和控制：100 x 40 mm 带多图形背光 LCD

编程：红外手操器，SIMATIC PDM ，或用于 PC 机的 Dolphin Plus 软件

 

电源：交流型：100 ~ 230 V AC，± 15% 50/60 Hz，36 VA (17 W)

 

认证：General Purpose CE, FM, CSAUS/C, UL listed,C-TICK

 

通讯：无模块

 

一、前言

储罐是油田炼油厂、油库、石油码头及各大石化企业普遍需要使用的存储设备，通过对储罐内的液体介质(各种石油化工产品)的温度、压力、液位、密度等参数的测量，可以计算出储罐中液体的体积量及质量储量，以实现现代化生产中对资产管理的需求。

储罐对液位测量的要求不同，一般可分为过程级及贸易级两种。贸易级液位计的精度要求非常高，需要对罐内的进行精确测量，一般要求测量精度达到±1mm；而过程级液位计的精度要求一般是在±5～15mm之间，相对而言对液位计测量可靠性和稳定性要求更为严格，测量目的一般是为了防止油罐冒顶、抽真空等事故的发生。

各种储罐的大小和种类各不相同，所测量介质的特性和工艺条件也各不相同，因此只有从客户的实际情况出发，合理的选择液位计及设计液位测量解决方案，才能使客户的投资最优化。

二、储罐液位测量技术

目前用于储罐的液位测量技术非常多。根据测量方式，可以分为接触式和非接触式。 接触式测量方法主要有人工检测尺、浮子式钢带液位计、伺服式液位计、静压式液位计、磁致伸缩液位计、射频导纳液位计等。

非接触式测量方法主要有超声波液位计、雷达液位计等。其中目前市场上常用的可以满足贸易级液位计要求的测量方式有：磁致伸缩液位计、伺服式液位计、雷达液位计、静压式液位计等，静压式液位测量系统(HTG)因为过于过于复杂，维护量大等缺点，使用量越来越少。而雷达液位计作为一种高精度的液位测量方式，因其量程大、安装方便、维护量低等优点，越来越多的得到客户的认可和接受；而且近几年，雷达液位计的价格也逐年降低，也使很多普通的用户也开始采用起雷达液位计作为储罐的液位测量方案。

三、雷达液位测量原理及特点

雷达液位计又称微波液位计(Radar)，是取英文词组“RAdioDetectionAndRanging”的词头字母而来的缩写词。微波物位计朝一个目标发射电磁波，电磁波井发射后返回发射源。安装在发射源处的接收器捕获到反射波，并把它与发射波作比较，确定目标的存在和它到发射源的距离。

目前市场常见的微波物位计采用的工作原理主要有FMCW(连续调频)和脉冲两种。 FMCW雷达液位计采用线性的调制的高频信号，一般都是采用10GHz或24GHz微波信号。它是一种基于复杂数学公式的间接测量方法，由频谱计算出物位距离。天线发射出被线性调制的连续高频微波信号并进行扫描，同时接收返回信号。发射微波信号和返回的微波信号之间的频率差与到介质表面的距离成一定比例关系。脉冲雷达液位计，与超声波技术相似，使用时差原理计算到介质表面的距离。设备传输固定频率的脉冲，然后接收并建立回波图形。信号的传播时间直接与到介质的距离成一定比例。但是与超声波使用声波不同，雷达使用的是电磁波。它利用好几万个脉冲来“扫描”容器并得到完整的回波图。

雷达液位计的典型波段为5.8GHz、10GHz、24GHz。通常我们称5.8GHz(或6.3GHz)的频率为C波段微波；10GHz的频率为X波段微波;24GHz(或26GHz)的频率为K波段微波。 由于雷达液位计的增益系数和波束角的大小和微波的波长以及雷达液位计的喇叭口尺寸大小有关系。因此，越来越多的雷达液位计制造商开始研发采用高频率微波技术来改善雷达液位计的性能。同时，采用高频技术后，可以在提高雷达性能的同时，大大缩小天线的尺寸，使安装更加方便。

由于雷达液位计采用的微波是一种电磁波，在传播的过程不需要传输媒介的传递，因此基本上不需要考虑挥发性气体和蒸汽、温度、压力(真空)、甚至粉尘的影响。而且，由于是基于回波反射测距的原理(TOF)，对雷达液位计来说，不存在磨损等问题，因此基本不需要维护；顶部安装的方式也使安装更加方便；而且由于微波的特性，相对其它液位测量方式，它的精度一般都能达到0.1%(全量程)的精度。由于雷达液位计具有这不可比拟的优点，越来越多的储罐用户开始采用雷达液位计来替代其他技术。

四、解决方案

西门子公司从1998年推出第一台智能化的雷达液位计IQ160开始，陆续推出了基于各种工作原理和采用不同频率的雷达液位计，形成较齐全的产品线，能够满足各种不同过程工艺、介质的测量需求。

SitransLR系列雷达目前包括ProbeLR，LR200，LR250，LR260和LR460四个系列产品。同时德国西门子与中环天仪股份有限公司在中国战略合作，授权中环天仪股份有限公司在中国区组装西门子雷达，采用西门子核心部件组装西门子LR200，LR250，LR260和LR460四个系列四款雷达。

ProbeLR是一款性价比极高的一款雷达液位计。它是一个两线制回路供电的，5.8GHz频率雷达液位计，用于测量储罐和过程罐中液体和浆料的物位和体积。ProbeLR是挥发性化学品、温度梯度、真空或者常压等工况的理想选择，比如油库、化学储罐、化学反应罐和长量程应用。它的量程为20m，精度为全量称的0.1%(如图1)。

LR200在兼具了ProbeLR的所有优点的基础上，还提供了各种不同规格的安装方式(包括各种规格法兰和螺纹)和不同的天线的选择(包括喇叭口天线、杆式天线、导波管天线等)，极大程度地满足不同过程工艺的需求。

ProbeLR和LR200都采用了一体化全封装的仪表外壳，使仪表具有较好的密封性、抗打击能力、抗腐蚀能力。