浮筒式液位計設計原理
浮(fu)筒(tong)式液(ye)位(wei)計屬于變(bian)浮(fu)式液(ye)位(wei)計,即在液(ye)面位(wei)置(zhi)變(bian)化時,浸沒浮(fu)筒(tong)的體積(ji)不(bu)同,因而(er)浮(fu)力(li)(li)也(ye)不(bu)同,可通過測量(liang)浮(fu)力(li)(li)的變(bian)化來(lai)測量(liang)液(ye)面的高度。
圖5-7所示是一(yi)種(zhong)用壓彈簧(huang)平衡(heng)浮(fu)(fu)力(li)(li)(li),用差(cha)動變壓器測(ce)量浮(fu)(fu)筒(tong)(tong)(tong)位(wei)(wei)移的(de)(de)浮(fu)(fu)筒(tong)(tong)(tong)式液(ye)位(wei)(wei)計原理示意圖。浸沒于液(ye)體中的(de)(de)浮(fu)(fu)筒(tong)(tong)(tong),上端通過連桿與彈簧(huang)及差(cha)動變壓器相連。這樣,浮(fu)(fu)筒(tong)(tong)(tong)除了受(shou)自身(shen)重(zhong)力(li)(li)(li)G、液(ye)體的(de)(de)浮(fu)(fu)力(li)(li)(li)F外,還(huan)要受(shou)到被拉(la)伸彈簧(huang)的(de)(de)拉(la)力(li)(li)(li)T。當液(ye)位(wei)(wei)一(yi)定,浮(fu)(fu)筒(tong)(tong)(tong)受(shou)力(li)(li)(li)平衡(heng)時(shi)有(you)
當液(ye)位(wei)變(bian)化(hua)時,浮筒(tong)所(suo)受的(de)(de)浮力(li)(li)(li)隨之(zhi)(zhi)變(bian)化(hua),由于重(zhong)力(li)(li)(li)不變(bian),要達到新的(de)(de)平(ping)衡狀(zhuang)態,浮筒(tong)的(de)(de)浸沒高(gao)(gao)度必然變(bian)化(hua),使彈(dan)簧(huang)的(de)(de)張力(li)(li)(li)也隨之(zhi)(zhi)而(er)變(bian)。假定某時刻液(ye)位(wei)升(sheng)高(gao)(gao)了△H,如(ru)圖5-7 所(suo)示,彈(dan)簧(huang)隨之(zhi)(zhi)被壓縮△x.則有
式(shi)(5-11)表明,液位(wei)(wei)的(de)(de)變(bian)(bian)化量(liang)與彈(dan)簧(huang)的(de)(de)長度變(bian)(bian)化量(liang)成(cheng)正比(bi)。在(zai)此(ci),彈(dan)簧(huang)起到了(le)把大位(wei)(wei)移(yi)△H變(bian)(bian)成(cheng)小位(wei)(wei)移(yi)△X的(de)(de)作用。由圖5-7可(ke)見,彈(dan)簧(huang)的(de)(de)長度變(bian)(bian)化量(liang)即是差動(dong)變(bian)(bian)壓器鐵芯(xin)的(de)(de)位(wei)(wei)移(yi)量(liang)。因此(ci),差動(dong)變(bian)(bian)壓器的(de)(de)輸(shu)出反(fan)映了(le)液位(wei)(wei)的(de)(de)高度,即將液位(wei)(wei)的(de)(de)變(bian)(bian)化轉換(huan)成(cheng)電量(liang)的(de)(de)變(bian)(bian)化。
在有些設(she)計中采用霍(huo)爾元件測量浮(fu)筒位移。為了把位移由壓(ya)力容器(qi)中傳出,采用扭力管機構(gou),一(yi)般(ban)精度可達1.5級左右(you)。
浮筒式液位計除了應(ying)用上述位移(yi)平(ping)(ping)衡(heng)式的測量系(xi)統外,還(huan)有采用力平(ping)(ping)衡(heng)式的方案,例如,氣動或電動力平(ping)(ping)衡(heng)浮筒(tong)式液位計(ji)。這類液位計(ji)由于(yu)位移(yi)甚小,機構摩(mo)擦(ca)及非(fei)線性影響(xiang)減少(shao)了很多(duo),所以儀表(biao)精度一(yi)般(ban)高于(yu)位移(yi)平(ping)(ping)衡(heng)式,可達到1級。
浮力式(shi)液(ye)位(wei)儀表(biao)受外界溫度、濕度、強(qiang)光、氣(qi)流等影響(xiang)較小(xiao),但由(you)于浮力式(shi)液(ye)位(wei)計(ji)具有可動部件,因(yin)而會(hui)因(yin)摩(mo)擦而引(yin)起靈敏度降低和變差增大,另外,浮子占(zhan)有較大空間,體積(ji)較大,這些都(dou)是浮力式(shi)儀表(biao)的不足。
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