TOV黏度计的应用

　聚酯工业

　PolyesterIndustry

Vol.17No.4　

Aug.2004　

TOV黏度计的应用

高　骥,邱慧玲

(常州华源蕾迪斯公司,江苏　常州　213022)

摘要:介绍了TOV黏度计的工作原理,仪器特点和仪器结构。说明了黏度计安装使用、检测、调整以及日常维护应该注意的事项。

关键词:PET;TOV黏度计;探头

中图分类号:TQ323.41;TH836　　文献标识码:B　　文章编号:100828261(2004)0420014204

0　前言

　　在聚酯工艺生产中,熔体黏度是重要的参数,它对于稳定生产运行,保证产品质量有着非常重要的作用。因此在聚酯生产中,通常在熔体泵的出口安装在线黏度计加以检测。美国MANSCO公司生产的TOV黏度计运行稳定可靠,检测灵敏准确,日常维护工作量少,为聚酯企业所普遍采用。但是该仪

表结构复杂,调校步骤繁多,难以掌握。

3　仪器结构3.1　探头3.1.1　探头的外型图如图1所示。

1　工作原理

　　TOV黏度计是由带法兰的探头(Probe)和转换器

(Transducer)两大部分组成。探头直接安装在熔体管线上,球型的探头浸在工艺介质之中,以其谐振频率等幅振荡,由转换器供给探头的电源以启动并维持其等幅振荡。当黏性介质流过探头时,由于介质的黏性拖住探头而使其振幅衰减,介质黏度越高,拖力越大,为了维持探头等幅振荡所加的电能越多。TOV转换器能检测到系统中补充电能的变化,并将它转换成与介质黏度成比例的4～20mADC信号至DCS。

图1　探头的外形

Fig.1　Appearanceoftheprobe

　　它是由法兰形状的基座,以及从基座上伸出来

的球形振荡元件和与它相邻的热电阻套管组成。探头内部的引线(包括RTD连线)则通过软管引出,接到带有前置放大器的接线盒内。再从接线盒引线到转换器。

探头内部的结构如图2所示。

2　仪器特点

　　(1)TOV黏度计所测黏度范围比较窄,仪表的灵敏度比较高。

(2)为了提高黏度计的测量精度,TOV采用压力和温度双补偿。

(3)TOV探头直接安装在管线上,可以连续工作许多年,即使停车也无需拆下。

(4)可提供4个模拟输出信号,分别代表补偿黏度,未补偿黏度,实际温度和补偿温度,以供用户选用。

收稿日期:2004203218。

作者简介:高　骥(19422),男,上海市人,高级工程师,从事石油化工仪表自动化技术工作。

图2　探头的内部结构

Fig.2　Insidestructureoftheprobe

第4期高　骥,等:TOV黏度计的应用15

　　由转换器内脉冲驱动卡发出的脉冲电流送到2

个驱动线圈,从而引起衔铁振荡,衔铁一端安装了磁性检测器,磁性检测器将接收到的信号传送到接线盒内的前置放大器。　　安装在热电阻套管里的2只热电阻(Pt100)是一用一备,同样通过引出线接到接线盒内,以用于温度测量和对黏度进行补偿。3.1.2　内装前置放大器的接线盒　　接线盒与探头是组装在一起的,从探头到接线盒内的接线出厂时已全部完成,所以将探头安装在专用弯头上后,接线盒应就近安装。这是因为从探头到接线盒的线很短。选择接线盒位置时既要考虑维修方便,又要考虑运行安全。3.1.3　专用弯头　　在聚酯生产中,黏度计一般安装在熔体泵出口到熔体过滤器入口的管线上,通常安装在管线的拐弯处,如图3所示。图4　信号流程

Fig.4　signalflow

　　由探头检测器,前置放大器,J11输入卡,J17脉冲/驱动卡及驱动线圈组成一个反馈回路。当介质

黏度增大时,探头振荡阻力增大,探头检测器检测到信号将减弱,此信号经前置放大器放大后送到J11卡输入,在J11卡内信号经过校正并且转换成放大的信号,然后与设定的电压进行比较,其偏差送到控制器,控制器输出将增大,继续送到J17卡,以生成一个新的增大的电流输出去驱动线圈,以维持探头等幅振荡。

由J11卡接收到的原始信号,同时也送到J13卡和J15卡用作调整。

J15卡一方面输出未补偿黏度信号到J19卡,然后转换成4～20mADC信号;另一方面输出压力补偿信号。

J13卡一方面接受来自探头的温度信号RTD,然后输出温度信号送到J19卡,并转换成4～20mA信号;另一方面把温度补偿后的黏度信号再综合压力补偿,然后送到J21卡,并转换成4～20mA信号。再一方面把与设定值相差±5℃的补偿温度信号送到J21卡后输出补偿温度信号。

图3　专用弯头

Fig.3　Specialpurposeadaptor

　　TOV弯头实际上是一个三通,它装在管道拐弯

处,代替管道的弯头,所以就称它为专用弯头。3.2　转换器3.2.1　转换器的组成

　　转换器由以下卡件组成:

・J11输入卡

・J13补偿黏度/温度卡・J15未补偿黏度/压力补偿卡・J17脉冲/驱动卡・J19,J21V/I卡・DVM数字电压表

转换器为探头提供电源,并接收来自探头的信号,并将它转换成与黏度成正比的4～20mADC信号,送到DCS或其他二次仪表。3.2.2　信号流程　　探头和转换器之间的信号流程如图4所示。

4　安装要求

　　(1)TOV专用弯头是直接焊接在管线上的,焊接时要防止弯头变形,以免安装探头时发生困难。因此在焊接时,在作完某处焊接之后,要及时对焊接区域进行冷却,然后作新的焊接。

(2)刚开车时,探头先不装到专用弯头上,而将专用盲板法兰装在专用弯头上。

(3)当工艺管线,专用弯头温度达到正常工作温度时,方可将TOV探头装到专用弯头上。开始时,

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工艺管线是热的,而探头是冷的,待过24h后,探头

温度与工艺管线,专用弯头温度一致后,需要对探头进行热紧固。

(4)TOV探头和管线都要完全保温,只有引出线露出,探头及其内件在设计时就考虑可耐350℃连续工作的温度。

(5)由于黏度计对电磁干扰敏感,所以在选择转换器安装位置时要充分注意这一点。

(6)从探头接线盒到转换器之间的连线采用

MANSCO公司提供的Belden#8770专用缆线。电

缆的屏蔽层在现场接线盒一侧是浮空的,在转换器一侧接地端子。电缆线单独穿管,在探头侧电缆线不接地。在使用电缆托架时要将TOV电缆和别的电缆分开敷设。

5　电气接线

　　TOV黏度计的外部接线图如图5所示。

图5　TOV黏度计外部接线图

Fig.5　OutsidejunctiondiagramofTOVviscosimeter

　　(1)TOV黏度计电源采用110VAC,接到转换器

内TB7端子(1,2),在图6上未标明。

(2)TOV采用压力补偿,压力变送器接到转换器内TB6端子(7,8)。

(3)TOV输出4个模拟信号,分别从端子TB6的9,10,11,12,13,14,15,16引出。

(4)前置放大器出来的3根线,其中A,B为放

(5)转换器TB6端子(F,G,H)接到探头的驱动

线圈。

(6)转换器TB6端子(L,K,J)接到探头的RTD热电阻,而另一个备用热电阻(P,O,M)可不接。

6　探头检查和调整

　　TOV探头看起来很笨重,但是很容易损坏,无论在搬运,安装时都要格外小心。

为了了解探头在运输,开箱,贮存和安装过程中是否受损,所以要进行探头检查,这种检查分2次进行。

大器电源,D为放大器输出信号。前置放大器输出3根线接到转换器端子TB6的(A,B,D)。

前置放大器端子(3,4)接到探头的磁性检测器。

第4期高　骥,等:TOV黏度计的应用17

6.1　探头开箱后的检查

　　(1)将TOV探头置于专用工作台上,小心别擦

(3)观察J17卡上LED灯,当探头在空气中时,

伤探头。

(2)核对卡件,包括任选卡件。

(3)切断电源,即电源开关置off位置。(4)置转换器面板上“Comp.Visc.Coarse.Zero”于P3位置。(这是黏度计零位粗调,对聚酯而言就是P3,只有改产品时才调)。

(5)对照探头启动表,检查各卡件电位器及跨接

呈暗色。

(4)设定J132SPAN电位器到7(对聚酯而言,经验值是7,减少SPAN意味着增大增益,增大SPAN意味着减少增益)。

(5)设定J132T/V电位器到“0”。(T/V电位器是调整温度补偿用的,0—表示无补偿,10—表示最大补偿)。

(6)按J13卡上“Temp.comp.setpoint”按钮1s,然后松开,此时J132TP2电压=0V。

线的设置。

(6)按图5所示,检查探头与转换器之间的连线,转换器与DCS连线可暂不接,压力变送器线也可暂不接。

(7)将数字电压表置于“20V”档。(8)设定J11卡/电位器P0=300,调J11卡电位器P3,使J11卡TP7电压=0V(这一点是调平衡)。

(9)检查J112TP4=-5～+7.5V(这项实际上是检查探头与转换器之间接线,特别是驱动线圈F,G,H是否接反)

(10)J17卡上LED灯,当探头在空气中时呈暗色。(11)检查J172TP11点电压(探头在空气中)

7　日常维护　　(1)当停车时,必须及时把TOV电源关掉。当工艺再次开车后,待聚合物完全熔化2～3h后再把TOV电源接通。这一条十分重要,如果停车后管道内熔体没有排空,熔体冷却后凝固,而TOV探头仍在振荡,仪表电路仍企图维持其等幅振荡,这时就容易损坏探头。

(2)在TOV运行时,不能调J11卡上P0电位器,否则将引起黏度示值的漂移,并且改变了探头的灵敏度。

(3)对聚酯工艺而言,调整增益的J132SPAN电位器,其经验值为7,我公司3条线所用TOV表其值均为7,从未调整过。

(4)对聚酯工艺而言,温度补偿调整电位器J132T/V为0.8;压力补偿调整电位器J152P2为5,这些

当J112P0=0时,J172TP11=0.15～0.75V当J112P0=500时,J172TP11=0.75～2.00V(这项实际上是检查灵敏度电位器J112P0的功能是否正常,P0小时灵敏度低,P0大时灵敏度高)

(l2)复位J112P0=300。

通过以上检查,确认探头完好,动作正常。6.2　探头安装后的检查

探头已装到工艺管线上,探头到转换器的接线已完成,电源线已接入,转换器到DCS的连线也已完成,工艺介质尚未引入管线,这时进行再一次检查。

(1)设定J112P0电位器=300,调整J112P3电位器,使J112TP7=0V。

(2)检查J112TP4电压=-5～+7.5V。

经验值,我公司的3条线均为此值。

(5)当停车后,TOV电源切断,在重新开车后,当工艺稳定,黏度为最优时,需要重新微调J202P3电位器,使DCS示值为50%。

(6)当操作温度偏离原先的正常值比较多时,或新产品品种调整,需要按一下J13卡上“Temp.comp.setpoint”按钮,然后微调J202P3,使DCS示值为50%。

ApplicationofTOVviscosimeter

GAOJi,QIUHui2ling

(ChangzhouWorldbestRadiciCoLtd,Changzhou213022,China)

Abstract:Theworkingprinciple,instrumentcharacteristics,instrumentstructureandinstallationofTOVviscosimeterwereintroduced.Thepointsforattentioninuse,test,adjustmentandmaintenancewereexplained.Keywords:PET;TOVviscosimeter;probe