UTK－01型、UTK－02型浮筒液位控制器

UTK－01型、UTK－02型浮筒液位控制器

一、概述

本仪表在我厂原来试制的UFB－1型液位报警器的基础上作了改进——利用干簧接点在磁场作用下可以由常开状态变为常闭状态来完成仪表的控制和报警作用。结构原理比较简单，希望用户在使用中多提宝贵意见，以便改进。

二、用途

本仪表既可以作四点间断指示，也可以作位式控制作用。

(一)如果用户不安装控制回路，本仪表便可以作四点间断指示用。通过仪表的灯光间断反应罐中液位的变化；在最上限和最下限位置还可以发出远传报警信号。

(二)如果用户安装控制回路，本仪表便可以做位式控制器并可发出报警讯号，其控制作用是：
　　1、用于注水时，当罐中液位降至控制下限时，即自动开泵，向罐中注入液体，同

时发出灯光讯号；当液位升至控制上限时，即自动停泵，同时发出灯光讯号。

2、用于排水时，当罐中液位达到控制上限时，即自动开泵向罐外排出液体，同时发出灯光讯号；当液位降至控制下限时，即自动停泵，同时发出灯光讯号。

三、适用范围

1、液体比重：＞0.7g/cm³的液体。

2、介质温度：＜200℃

3、环境温度：0℃－45℃

4、相对湿度：不大于85%

5、工作压力≤1MPa

6、外面磁场强度：≤400A/m

四、技术数据

1、控制误差：±10mm

2、控制范围：0～500mm；0～1000mm；0～1500mm；0～2000mm；其它控制范围须特殊定货。

3、供电电源：220V，AC，50HZ

4、输出控制信号开关容量：380V，AC，5A

5、输出报警信号触头容量：220V，AC，0.1A

五、工作原理

本仪表线路有二种结构。其中图一为不带晶体管放大级的线路，型号为UTK－01型。这一线路完全由继电器组成，维修方便，工作可靠。图二为带有晶体管放大级的线路，型号为UTK－02型，比较前者多了些元件可增加远传距离。

两种线路的变送部分都一样，在不锈钢拉制的浮子里装有铝镍钴永久磁钢，装入不锈钢连通管内；在连通管外安装有四个干簧架。

(一)不带晶体管放大级的动作原理，见图一，

(1)    图中J₁～J₄为八个直流继电器，八个继电器两两并联工作，以弥补接点数目不足。

J₅为交流继电器。

将J₅常闭接点接入控制回路便可以构成到控制上限停泵的工作状态，如将J₅常开接点接入控制回路便可以构成

控制下限停泵的工作状态。

S₁～S₄为干簧接点，平时均为常开状态，只有当浮子升到其安装位置时才变为常闭状态，浮子离开时又变为常开状态。

图₁中的各种阀门、管道、磁力启动器Q；手动一直动单刀双掷开关和手动按钮开关(QA、TA)均由用户自备。

(2)    动作简单过程：

给仪表供电后，指示灯XD₀亮。

A、如果把J₅的常闭触头接入控制回路，只要液位没有达到S₃(控制上限)的位置，交流继电器J₅不工作。它控制的常闭接点J₅接通Q带动泵向罐中注入液体。

液位升到S₁位置时，J₁吸合，XD₁灯亮，并一直亮着。

当浮子升到S₂位置时，J₂吸合，XD₂灯亮，J₂常闭接点变为常开，切断J₁自锁回路，故XD₁灯灭，XD₂灯亮后将一直亮着。

当浮子升到S₃位置时，J₃吸合，XD₃灯亮，将使XD₂灯灭并且使交流继电器J₅吸合，J₅的常闭接点断开，于是停泵，不再注入液位。这种状态一直维持到浮子下降到S₂的位置时，J₂吸合，XD₂灯亮，而J₂吸合后其常闭接点切断J₃的自锁回路，于是XD₃灯灭，同时将使交流继电器J₅不再吸合，控制回路又被接通带动泵注入液体。只要控制作用不出故障，仪表就将控制液位在S₂~S₃位置中变化－即液位升到S₃位置时停泵，液位降到S₂位置时开泵。

如果控制出现故障，液位或者升到S₄位置，最上限报警灯XD₄亮，并发出远传报警信号。或者液位降至S₁位置，最下限报警灯XD₁亮，并发出远传报警信号。

B、如果用户不接控制回路，当浮子随液位逐渐升起，至达S₁位置时XD₁灯亮；当升至S₂位置时，XD₂灯亮XD₁灯灭；当升至S₃位置时，XD₃灯亮，XD₂灯灭；当升至S₄位置时，XD₄灯亮，XD₃灯灭；当浮子随液位降落而下降时，先XD₄灯亮；随着浮子降至S₃位置时，XD₃灯亮，XD₄灯灭；……。这样随着液位的升降，XD₁~XD₄几个指示灯反映出被测罐内液位的变化，同理在S₁和S₄两个极端位置都可以发出远传报警信号。

另外应当指出的一点是，如果用户接入控制系统，则必须同时安装一套手动装置，并有单刀双掷开关，以保证出现控制失灵的现象时，迅速将单刀开关转向“手动”、待排除故障后再转为“自动”。

（二）带晶体管放大级的动作原理，见图二。

这一方案只是比图一所示的方案多了一晶体管放大级，其余的动作原理基本相同，因此着重介绍一下晶体管放大级的工作情况：

（1）如果浮子随液位升至S₁位置时，将使J₁继电器吸合，其常开接点将使J₅继电器吸合，XD₁灯亮，并可发出远传报警信号。当液位继续升高，干簧接点S₄又转为常开，但J₁继电器并不释放，这是由于电源通过J₁线圈－J₂常闭接点－R₃回路可以保证通过4mA以上的电流，此电流将维持J₁不释放，因此当浮子不升至S₂位置，XD₁灯始终亮着，J₁和J₅继电器均吸合。

（2）当浮子升至S₂位置时，将使J₂继电器吸合，其常开接点将使J₆继电器吸合、XD₂灯亮，J₂吸合后将使J₁维持电流回路的常闭接点J₂打开，于是J₁继电器和J₅继电器释放，XD₁灯灭；同样J₂继电器也有维持电流回路，因此只要浮子不升至S₃或降至S₁，则XD₂灯亮着。

（3）同理与S₃、S₄位置相连的电路与上述工作原理一致。与S₃位置相连的回路中，将J₇直流继电器的常开接点J₇接入交流继电器J₀回路，而交流继电器J₀与控制回路常闭接点或常开接点相连，如果用户将常闭接点接到控制回路，那么在液面没有达S₃位置时，泵将开启注入液体，当液面升至S₃位置，将会停泵；液位降至S₂位置又将开泵。只要控制不出故障，液位就将控制在S₂、S₃两位置之间。

报警作用与图一原理相同，不赘述。

六、结构

仪表分为变送部分和控制部分。

（一）变送部分：

又不锈钢连通管、法兰盘、浮子及管外放置的干簧安装架构成，连通管材质是Cr18Ni9Ti管材，外径为φ63.5mm，内径为58.5mm，不同的量程其长度不同。

浮子为1Gr18Ni9Ti薄壁筒。厚度为0.30mm，外径为φ56mm。两端密封，内装永久磁钢，浮子可以承受1MPa以下压力。

磁钢为铝镍钴永久磁钢，整个磁钢用不锈钢带卡住，并且带点焊与浮筒壁上，使磁钢牢固地安装在浮子底部。

（二）控制部分：

整个电气控制部分装在一个铸铝的防尘防溅密封壳内。只要卸掉表盖上的四个圆柱头螺钉，整个仪表元件就全部露出来了。

在表壳底部有一个14孔插头组件，220V交流电源和干簧连线都接到插头上，插头另一端与表内安装板下部的10个端子的接线板相连。

在表内安装板的上部也装有10个端子的接线板。报警信号和控制信号都接到此接线板上。然后从仪表上部引出。为了密封，引线从密封橡胶板中穿出。

整个外形尺寸是：长*宽*高为320×160×95mm。

其结构示意图见图三所示。

七、安装使用

控制器的结构是墙挂式的，通过三块安装板，用三只M8的螺钉将控制器安置在一定的位置上。三个孔的尺寸为80×234mm（见图四所示）

连通管通过用户自备的G1”、气相阀、液相阀、三通、放污阀及放污管接到罐上（见图一原理示意图）。

用户接到仪表以后，先检查各件是否完整，之后检查仪表工作是否正常，可按以下步骤进行（端子接法参照图四所示）：

A、在“9”“10”端子接入220V电源。这时电源指示灯如XD₀应亮其余各2灯均不亮。用万用表电阻挡量“19”“20”两端子应通，而“17”“18”两端子不通（即交流继电器控制的常开接点。）

B、短接“1”“2”端子，下限报警灯XD₁亮。

C、短接“3”“4”端子，XD₂灯亮，XD₁灯灭。

D、短接“5”“6”端子，XD₃灯亮，XD₂灯灭。用万用表电阻挡量“19”“20”端子应不通，而“17”“18”应通。

E、短接“7”“8”端子，XD₄灯亮，XD₃灯灭。

然后依次往回短接，各灯依次转换，表示仪表工作正常。便可投入使用。

（二）把浮子装入连通管、将下限报警干簧S₁、下限控制干簧S₂、上限控制干簧S₃和上限报警干簧S₄接到“1”“2”端子，“3”“4”端子，“5”“6”端子和“7”“8”端子上，然后接上电源，将浮子用木杆推入，如重复前叙状态，表示整个仪表工作状态正常，可投入运行。

八、成套范围

1、UTK－01、02浮筒液位控制器                           1台

2、带四付干簧架的不锈钢连通管（包括法兰盘）              1套

3、带有永久磁钢的薄壁浮子                                1只

4、合格证                                                1份

5、产品使用说明书                                        1份

6、备品备件有：保险丝0.25A                               1只

               M8×20螺钉                                3只

九、订货须知

1、注明被测介质的比重、工作压力、工作温度。

2、注明控制、报警的长度范围。

附       注

（一）关于浮子结构的说明：

为使浮子能在比重0.7克/cm³的液体中浮起，又能承受住一定的压力，这两方面的要求对浮子结构来讲是矛盾的－前者要求浮子壁愈薄愈好，后者则要求浮子壁有一定的厚度。经过实践证明，采用如下图所示的结构是比较理想的。

图中：

1、用不锈钢板拉制的带底的浮子筒。

2、5的不锈钢空心管。

3、磁钢体。

4、冲制的不锈钢浮子盖。

将浮子筒1与浮子盖4用氩弧焊焊牢，不许有渗漏，将空心管2与浮子筒1用氩弧焊焊牢。

这种浮子即可以承受很高的压力－因为浮子内、外压力平衡，又可以制作得很轻，以便在比重很小的液体中也可以浮起。

加入空心管不仅仅起到内外连通的作用，大大提高浮子的耐压性能，还可以把气相冷凝的液体导出浮子筒外，使浮子长期可靠的工作。

（二）使用说明：

浮子在使用时必须将有孔的一端朝上放入不锈钢连通管内，否则，如果此口朝下，当液体压力大于浮子内压力时，液体将进入浮子，使浮子下沉，整个仪表失灵。

（三）关于变送器结构及安装的补充说明。

1、变送器结构：（见图三示意图）

干簧管装在酚醛布棒制成的保护壳内，每只保护壳内有二只干簧管，四个位置共八只干簧管。要调整干簧管的位置，只须松开M3螺钉，就可以使保护壳在支架上移动，调好位置后一定要拧紧螺钉，以防保护壳移位。

支架通过螺钉连接装入支架保护管中（支架保护管是不导磁材质）。为了提高灵敏度应将支架保护管紧紧贴在连通管壁上，我们是用铸铝的上固定环，接线盒座将它紧紧地装在一起的。

五根引线通过接线盒底部铸成的孔中引出来，接到接线板上，引向二次表的接线可以通过接线盒盖的开孔接到接线板上。

2、拆卸的方法

松开上固定环周围三只M5螺钉，下边打开加线盒盖，把从支架保护壳内引出的五根引线拆开，然后就可以将支架保护管连同引线轻轻地拿下来，把支架保护管上、下端的螺钉拧开，便可以连引线带支架一起拉出来，这时就可以调整干簧管在支架上的位置了。

调好后再依次装入并接好引线。

3、安装的要求：

出厂前已经把干簧在支架上的位置均匀分布了，整体已经装好。用户可按图三的示意图把接线装好，装入浮子，观察仪表工作是否正常。

如果感到干簧安装的位置不适应需要，则可按拆卸方法中所指出的方法来调整干簧的位置。

另外安装时一定要把干簧保护壳那面正对着连通管安装，不然干簧将远离连通管，干簧将不能可靠工作。

上限报警干簧管的位置距离连通管法兰盘不小于150mm，这是因为磁钢装在长度为150mm浮子筒底部，如果上限报警干簧的位置距法兰盘距离小于150mm，则磁钢的磁场根本作用不到干簧上，失去上限报警作用。

图一、UTK-01型浮筒液位控制器电气原理图

图二、UTK-02型浮筒液位控制器电气原理图

图三、结构示意图

控制范围

0.5m

1m

1.5m

2m

L

900mm

1400mm

1900mm

2400mm

图四、UTK-01型接线示意图

11、22为空闲端子，13、14为远传上限报警信号端子，15、16为远传下限报警信号端子，17、18为排液工况时与Q磁力起动器回路相连的端子，19、20为注液工况时与Q磁力起动器回路相连的端子；端子1、2接S₁，端子3、4接S₂，端子5、6接S₃，端子7、8接S₄，端子9、10接～220V电源。

UTK-02型端子接线与UTK-01型相同