在工業(yè)現(xiàn)場的液位測量中，有將傳感器投入被檢液，通過其受到的浮力來測量液位的儀器。 這種儀器統(tǒng)稱為浮力式液位測量儀。 浮力式水平計根據(jù)傳感器受到的浮力的大小是否根據(jù)水平而變化，分為一定浮力和浮力式水平計。

恒定浮力式液位計在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到的浮力不會隨液體的高度而變化，即傳感器總是浮在液面上，傳感器的高度是液體的高度這樣的液位檢測計的種類很多，例如浮子、浮子、浮子等液位計。 浮力液位計在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到的浮力隨液體的高度而變化，傳感器沒有浮在液體中，傳感器的高度無法表現(xiàn)液體的液位，需要采用其他變換方法來知道液體的高度，這種液位計中zu較多的是浮筒液位計。

浮動液位計的結(jié)構(gòu)與測量原理

浮動液位計的傳感器<； br/>； 浮子在整個檢測中發(fā)生不跟隨液面的變化浮動的現(xiàn)象是因?yàn)楦∽铀接嫷母∽颖雀∽雍透∽映恋枚?，浮子受到的浮力克服了自身的重力而不浮動?即使液位已滿，浮子浸在液體中，浮子受到的浮力也無法克服自己的重力，因此浮子水平計也稱為沉筒水平計。

測量原理

當(dāng)被檢液體無液位時，浮子不受浮力，連接在浮子頂部的鋼絲處于張緊狀態(tài)，扭桿受浮子重力的影響產(chǎn)生一定的扭力，此時浮子液位計必須輸出4毫安的電流，即浮子液位計為零點(diǎn)。

當(dāng)被檢液體的液位上升時，液體進(jìn)入測量筒，浮動桿隨著液位的上升，排出的液體的體積逐漸增加。 根據(jù)阿基米德定律，物體受到的浮力等于該物體排出的液體的體積重量。 浮筒棒是體積小、重量重的金屬管，由于浮筒排出的液體的重量遠(yuǎn)小于浮筒本身的重量，所以浮筒上部的連接件仍處于緊張狀態(tài)，扭桿發(fā)生從浮筒的重力減去浮筒排出的液體的重量(浮筒的浮力)而變化的扭轉(zhuǎn)，此時浮筒液位計發(fā)生變化4毫米

當(dāng)被檢液體的液位達(dá)到zu的高度時，浮子浸漬在被檢液體中，浮子排出的液體的體積重量成為一定的數(shù)值。 此時，扭桿受到的扭力是浮子自身的重量減去浮子排出的液體的重量，扭桿受到一定的扭力，浮子水平計輸出的電流是20毫安，即浮子水平計的滿度。

根據(jù)阿基米德定律，在液位測量過程中浮子上部的連接線所受到的拉伸力

F= mg-&rho； Vg=G -&pi； d2/4&rho； gH

式中g(shù)為浮子的重量，d為浮子的外徑，&rho； 被檢液體密度，h是被檢液體的高度。

上面的表達(dá)式轉(zhuǎn)換如下

H=4(G-F)/&pi； d2&rho； =K(G-F)/&rho；

式中，k為固定常數(shù)4/& pi D2.D2

由式可知，金屬絲受到拉伸力f為液體密度&rho； 在一定的情況下，被檢液體的高度h成為與單一值對應(yīng)的反比例的關(guān)系。 只要檢測浮子上部的金屬絲的拉力f，就能夠得到被檢液體的高度。

浮動液位計的結(jié)構(gòu)

一、浮動液位計的分類

浮子水平計根據(jù)浮子的安裝位置分為內(nèi)浮子和外浮子2種，內(nèi)外的區(qū)分是指浮子安裝的場所，在被檢液體的容器中稱為內(nèi)浮子，在被檢液體的容器外稱為外浮子。

內(nèi)浮筒液位計本身沒有測量筒，浮筒直接安裝在裝有液體的容器上，主要應(yīng)用于零罐、地下池等比地面低的環(huán)境。 內(nèi)浮動液位計通過頂部法蘭垂直安裝在這些容器的頂部。

外浮標(biāo)液位計本身帶有測量筒，測量筒的上下通過接口法蘭與被測量液體的容器側(cè)面相連，形成等級的連通器，浮標(biāo)通過上部的扭桿和連接線懸掛在測量筒的中心。

二、浮動液位計的結(jié)構(gòu)

浮標(biāo)計主要由浮標(biāo)、連接件(金屬絲、固定卡)、扭桿、扭矩傳感器寄存器及測量筒(外浮標(biāo))等附件構(gòu)成。

浮筒器壁厚的金屬管兩端焊接死亡，一端留有接口環(huán)在浮筒的上端。

連接線是韌性變小的不銹鋼棒，一端連接固定在浮環(huán)上，一端固定在扭桿的固定卡上，是連接浮子和扭桿的力較軟的傳導(dǎo)部件。

扭桿是機(jī)械的扭轉(zhuǎn)臂，將浮動重力與液體浮力相互作用而產(chǎn)生的拉伸力轉(zhuǎn)換為繞軸旋轉(zhuǎn)的軸位移。

扭矩傳感器變送器對扭力桿臂上的軸位移進(jìn)行檢測處理、變換，與變送器內(nèi)部的程序參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算比較，計算此時的液面水平高度，顯示標(biāo)準(zhǔn)電流信號并輸出。 實(shí)現(xiàn)液體的液位檢測。

浮動液位計的校準(zhǔn)

作為標(biāo)準(zhǔn)的測量儀器，浮標(biāo)計需要定期校正，在確認(rèn)浮標(biāo)計的精度和線性的現(xiàn)場運(yùn)行中的浮標(biāo)計的故障修理后，也必須校正浮標(biāo)計以使其能夠滿足現(xiàn)場的使用。 兩個校正作業(yè)的目的不同，在實(shí)際使用中多以后者為焦點(diǎn)。 浮標(biāo)計校準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)法<； br/>； 重物吊法和對照法<； br/>； 現(xiàn)場水校法的兩種方法。

一、重量調(diào)整法

根據(jù)浮動液位計的測量原理，浮動液位計根據(jù)轉(zhuǎn)矩的大小測量液體的液位高度。 因此，浮動液位計的校正應(yīng)根據(jù)設(shè)定的轉(zhuǎn)矩大小進(jìn)行零點(diǎn)、滿點(diǎn)的校正，該校正方法稱為懸重法校正。 像靶式流量計的校正過程一樣，浮標(biāo)計也需要用標(biāo)準(zhǔn)平衡塊模擬浮標(biāo)受力的大小，分別調(diào)整浮標(biāo)計的零點(diǎn)和飽和度。

重物吊重法的校準(zhǔn)精度高，線性好，可在所有范圍進(jìn)行校準(zhǔn)，主要用于浮動液位計自身性能檢測的定期校準(zhǔn)，另外，由于浮動液位計自身沒有測量筒，因此也采用該方法進(jìn)行校準(zhǔn)。

懸吊法校準(zhǔn)浮動液位計，首先計算浮動液位計在零點(diǎn)和滿行程處的鋼絲張力，公式: F=mg-&pi； d2/4&rho； gH液位為零時所需配重的重量是浮子本身的重量。 滿行程時所需配重重量即h較大時的f的數(shù)值，此時被測定液體的密度&rho； 值是標(biāo)準(zhǔn)情況下的液體密度。

校準(zhǔn)時將浮子從連接線上拆下，在輕量塑料袋中放入零點(diǎn)和滿行程時所需的配重，觀察變送器的顯示，觀察零點(diǎn)、滿行程是否正確，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。 并且，分別計算了液面高度為25%、50%、75%這3點(diǎn)所需的重量，為了確認(rèn)液位計的直線度而安裝。

二、現(xiàn)場水校法

水校法是外浮液位計的普遍校準(zhǔn)方法，以生活中容易得到的清潔自來水作為被檢液體進(jìn)行模擬測試。 該校準(zhǔn)方法可在現(xiàn)場快速校準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場外浮動液位計的設(shè)定校準(zhǔn)、故障修理校準(zhǔn)和零點(diǎn)滿意度調(diào)查校準(zhǔn)。

在自來水現(xiàn)場校準(zhǔn)浮液位計時，首先修正變送器內(nèi)的參數(shù)，將被測液體的密度值改為水的密度，推出新的測量范圍，注意該測量范圍不要超出變送器的寬容許范圍。 水校法是對照校正法。 清潔自來水的密度視為1，被檢液體的密度&rho； 與水的密度相比，可以得出三種情況:

1 .如果被測液體的密度大于1，則在用水校正法校正時，即使測量筒被自來水充滿，也不會達(dá)到被測液體充滿時的線張力值。 此時的校正值在真實(shí)的設(shè)定范圍內(nèi)，是不完全校正。

2 .被檢液體的密度小于1時，用水校正時，測量筒內(nèi)充滿自來水時，鋼絲張力超過正常的設(shè)定范圍，特別是被檢液體的密度非常小時，超范圍的校正可能會損壞變送器。 此時，應(yīng)看到浮標(biāo)牌參數(shù)范圍的要求，進(jìn)行校準(zhǔn)高度換算，保護(hù)信號發(fā)生器免受損壞，使水不會充滿測量筒。

3 .在被檢液體的密度非常接近1的情況下，此時用水模擬被檢液體進(jìn)行校正的效果zu較好。

現(xiàn)場水校法操作規(guī)程

1 .準(zhǔn)備工作

首先，切出外浮子液位計，關(guān)閉外浮子前方的手動閥，打開排出壓力閥，排出測量筒內(nèi)的被測量液，放松測量筒頂部的排出線，用干凈的自來水堵塞后流入測量筒，能夠清洗置換測量筒內(nèi)殘留的被測量液和污物。

2 .修正測量范圍

修改變送器內(nèi)的參數(shù)，將被測液體的密度變更為1，檢查新的測量范圍是否超過zu的允許范圍。

3、零點(diǎn)的校正。

洗凈墨盒后，檢查寄存器的零點(diǎn)是否為4毫安，如有偏移則調(diào)整零點(diǎn)。

4、全度校準(zhǔn)

關(guān)閉測量筒底部的排出閥，從測量筒頂部的線堵塞部位注入自來水，觀察變送器的顯示是否滿意度為20毫安，如有偏差則進(jìn)行滿意度調(diào)整。

5 .線性度視圖

輕輕打開測量筒下方的排出壓力閥，使測量筒內(nèi)的自來水緩慢流出，檢查變送器是否直線減少到零點(diǎn)以下的4毫安，如果零點(diǎn)偏離，則再次進(jìn)行調(diào)整。

筒內(nèi)的水全部排出后，再次關(guān)閉排出閥，逐漸從線堵塞中注水，檢查寄存器的顯示是否呈直線逐漸變大。 如果滿意度不好，再次調(diào)整。

浮標(biāo)計的變化過程是線性的，反復(fù)檢查是否有死亡數(shù)、跳躍數(shù)、突變現(xiàn)象。

6 .停藥

校準(zhǔn)結(jié)束后，將寄存器內(nèi)的被測量介質(zhì)的密度恢復(fù)到原來的設(shè)定值，關(guān)閉測量筒上部的線堵塞，關(guān)閉底部的排出閥，投入浮動水平計，結(jié)束校準(zhǔn)作業(yè)。

浮式液位計的故障與排除

浮標(biāo)計算是根據(jù)阿基米德原理制造的，H=K(G-F)/&rho； 只要被檢測液位的高度h與金屬絲的張力f一致，就能夠正確地得到被檢測液位。 此時，式中g(shù)和&rho； 是固定的數(shù)值。

在實(shí)際使用中，g和&rho的數(shù)值發(fā)生變化，在上述測定式中h和f的單一值的對應(yīng)關(guān)系破壞，測定變得不正確。

一、浮子本身重量變化的影響

g是浮筒棒的重量，使用中被檢液體內(nèi)的異物吸附沉淀在浮筒棒的外表面，浮筒整體的重量g增加。 特別是在污染介質(zhì)的測量中，如果外浮筒液位計的測量筒長期不維持污染的話，浮筒棒的外表面會吸附很多污染物，浮筒整體的重量會變大，浮筒液位計的零件會變高。

處理方法:用定期污染水清洗置換測量筒的介質(zhì)，zu去除浮子外表面附著的污垢的可能性很大，看著零點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，始終保證液位為零時變送器檢測出的扭矩與變送器參數(shù)設(shè)定的應(yīng)力相同。

二、受測液體密度變化的影響

&rho； 由于被檢液體的密度，因被檢液體的密度變化引起的測定誤差比浮子表面吸附異物引起的測定零點(diǎn)的偏差更為嚴(yán)重。 從式子看液體密度&rho； 以分母的值，貫徹測量的全過程，被測量液體的真密度偏離設(shè)定密度時，式的傾斜度發(fā)生變化，浮動水平計的整個測量點(diǎn)偏離設(shè)定軌跡，浮動水平計的全過程變得不正確。 被測定液體密度&rho； 變化的主要原因有以下兩個

1 .維護(hù)不足

外浮筒液位計的維護(hù)延遲，測量筒內(nèi)的液體長期以靜止?fàn)顟B(tài)變質(zhì)，異物沉淀，浮筒棒所在的被測量液體的密度發(fā)生變化，測量變得不正確。

處理方法:將對外浮筒測量筒內(nèi)的變質(zhì)液體置換為污染，使新鮮液體充滿測量筒。

2 .設(shè)定密度與實(shí)際密度不一致

由于變送器內(nèi)部設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)密度與實(shí)際生產(chǎn)中的液體密度不一致，測量被禁止，可分為暫時不一致和間斷不一致兩種情況。

暫時性不一致主要發(fā)生在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于生產(chǎn)不穩(wěn)定性和各種運(yùn)轉(zhuǎn)置換材料的相互轉(zhuǎn)換(水洗、輸油、材料組成的變化)測得的液體密度與正常運(yùn)轉(zhuǎn)液位計的設(shè)定密度不一致，不允許浮動液位計測得。 此時，能夠根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行處理，只要裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的快速液面水平的要求不嚴(yán)格，也可以不進(jìn)行處理。 裝置運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，將測量筒內(nèi)的液體置換為正常液體后恢復(fù)正常。 在裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時對浮動液位計的依賴性強(qiáng)、被測容器的液位要求嚴(yán)格的情況下，可以根據(jù)容器內(nèi)的實(shí)際材料組成密度進(jìn)行間歇性修正，裝置正常后恢復(fù)到原來的密度。

如果不間斷地一致，在裝置內(nèi)運(yùn)行的材料間歇地變化，則在我廠的潤滑油裝置根據(jù)市場需要隨機(jī)加工不同的材料的情況下，如果浮子參數(shù)中設(shè)定的介質(zhì)的密度與新介質(zhì)的密度不一致，則需要轉(zhuǎn)換為新材料的密度，能夠正確地顯示其液面水平

三、變送器故障

變送器故障發(fā)生的概率較小，常見故障是變送器零點(diǎn)漂移，此時對浮動液位計進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整。 此外，變送器必須做好防水的工作。 現(xiàn)場許多變送器的故障是由于變送器的防水工作不順利，雨水進(jìn)入變送器的連接端子短路、對地泄漏、基板燒毀等故障。

四、防凍措施

外浮筒液位計的構(gòu)造形式?jīng)Q定了測量筒內(nèi)的液體和工藝容器內(nèi)的介質(zhì)材料的交換少，露出到外部空間的面積散熱快。 當(dāng)被檢液體具有容易凝結(jié)的結(jié)晶含水等特征時，浮標(biāo)計需要采取伴隨熱和保溫的措施，以防止冬季氣溫低時測量筒內(nèi)的液體凍結(jié)而使液標(biāo)計失效或凍結(jié)。

總結(jié)

浮動液位計測量原理決定浮動器壁厚制作實(shí)心金屬棒，因此其耐壓性遠(yuǎn)高于浮動液位計，廣泛應(yīng)用于高壓和鏈保護(hù)系統(tǒng)。 同時，根據(jù)該特征，由于浮動水平計的連接線的拉伸力的變化范圍小，浮動水平計的抗噪性差，當(dāng)被檢液體的密度不穩(wěn)定時，浮動水平計的測定誤差變大，其耐介質(zhì)密度的變動能力比磁浮水平計差，因此根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況合理地進(jìn)行測定

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