浮筒式液位計的工作原理

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浮筒式液位計的結(jié)構(gòu)組成如圖4-1所示，檢測部分由浮筒、杠桿、扭力管、芯軸、夕 殼、軸承等部件組成。浮筒由一定重量的不鎊鋼材質(zhì)制成，它垂直懸掛在杠桿的一端，杠桿 的另一端與扭力管和芯軸的一端固定連接在一起，芯軸套在扭力管中心，并由外殼上的支點 所支撐，扭力管的另一端固定在外殼上，端上固定一指針，對應(yīng)于一圓形刻度標盤，用 來指示液位。

當液位低于浮筒底部時，浮筒所受的浮力 為零，浮筒的全部重量作用于杠桿一端，杠桿 在浮筒重力作用下向下偏轉(zhuǎn)，杠桿的另一端由 于扭力管的外殼套孔的支撐，將力以力矩的形 式對扭力管產(chǎn)生扭力矩，這時，扭力管承受的 扭力矩zui大，扭力管的彈性變形產(chǎn)生反扭力矩 來平衡外部的扭力矩，芯軸隨著扭力管的彈性 變形方向轉(zhuǎn)動一個角度，指針也相應(yīng)轉(zhuǎn)相同的 角度，此時，指針指示的刻度盤的位置就是零 液位。

當液體液位升高，液面高于浮筒底部，浮 筒的一部分浸泡入液體之中，浮筒受到液體的 浮力，浮力的大小等于浮筒浸入液體的體積與

被測液體介質(zhì)密度的乘積（阿基米得定律），此時，杠桿一端所承受的力F為浮筒重量（即 重力減去浮筒所受的浮力F'浮，即

F=W—F 浮=W"—Ahp (4-1)

式中
A——浮筒的截面積；

h——浮筒浸沒于被測介質(zhì)的深度；
 p——被測介質(zhì)的密度。

隨著液位的上升，浮筒被浸沒的體積增大，浮筒所受的浮力也增大，浮筒作用于杠桿的 作用力隨著減小，扭力管所受到的扭力矩也逐漸減小，芯軸所產(chǎn)生的角位移也相應(yīng)減小，指 針指向與液位高度相應(yīng)的刻度示值。扭力管和芯軸角位移還可通過氣動或電動附加裝置轉(zhuǎn)換 成氣動或電動信號，用于遠傳顯示、記錄和調(diào)節(jié)。變浮力式液位計工作原理是基于浮子所受 浮力是隨著液位的變化而變化。

浮子式液位計結(jié)構(gòu)形式，以浮子安裝位置劃分有外浮子式、內(nèi)浮子式、內(nèi)浮筒式、外浮 筒式；以儀表功能劃分有就地式、遠傳式、調(diào)節(jié)式；以信號類別劃分有電動式、氣動式；以 平衡方式劃分有位移平衡式、力平衡式和自動平衡式等。

內(nèi)浮子（筒）式安裝，是浮子、浮筒安裝于容器內(nèi)部，如圖4-2、圖4-3所示。

外浮子式液位計浮子安裝在容器外部，浮子外殼有螺紋式或法蘭式連接口，螺紋連接或 法蘭用短管與容器連通。外浮筒式液位計安裝形式，如圖4-4所示。

(2)浮筒式液位計安裝注意事項

內(nèi)浮子液位計安裝，應(yīng)在容器內(nèi)設(shè)置導(dǎo)向裝置，以防容器內(nèi)液體涌動，對浮子產(chǎn)生偏向 力。導(dǎo)向裝置形式有管式導(dǎo)向、環(huán)式導(dǎo)向、繩索導(dǎo)向，圖4-2、圖4-3所示為環(huán)式導(dǎo)向、繩 索導(dǎo)向。

管式導(dǎo)向裝置，管壁宜鉆有小孔。為了便于罐底清淤，管子底部應(yīng)離開罐底約120mm， 用型鋼支架支撐，應(yīng)固定牢固。管子應(yīng)垂直安裝。

繩索式導(dǎo)向裝置，兩根鋼索之間間距以浮標上導(dǎo)向環(huán)的尺寸確定。為保證鋼索垂直安 裝，必須從容器頂部放線錘確定容器底部鋼索鎖緊部件的固定地點，如圖4-3所示。

浮筒、浮標安裝后應(yīng)上、下活動靈活，無卡澀現(xiàn)象。

浮子式液位開關(guān)，在容器上焊接的法蘭短管不可過長，否則會影響浮子的行程，應(yīng)保證 浮球能在全行程范圍內(nèi)自由活動，如圖4-2(b)所示。

外浮筒式液位計安裝，浮筒外殼上一般都有中心線標志，浮筒式液位計安裝的高度，以 浮筒外殼中心線對準容器被測液位全量程的1/2處為準，如圖4-4所示。

外浮筒式液位計的浮筒外殼，如果采用側(cè)-側(cè)型法蘭連接方式，工藝容器上焊接的法蘭 短管，其上、下法蘭之間的中心間距，法蘭連接螺栓孔的方位必須與浮筒外殼法蘭一致， 上、下兩法蘭密封面必須處于同一垂直平面，且法蘭的中心處在同一垂直線上。

外浮筒式液位計的浮筒，如果采用頂-底螺紋連接方式或頂-底法蘭連接方式，管件預(yù)制 應(yīng)預(yù)先測量尺寸，然后下料，組對管件時，應(yīng)保證浮筒外殼中心線與容器上、下法蘭間距中 點相符，且保證外殼處在垂直位置=

外浮筒頂部應(yīng)設(shè)1, 2”螺帽或絲堵.以備現(xiàn)場校準用.其底部應(yīng)設(shè)排水S短節(jié)•

浮力式液位計所用閥門必須經(jīng)試壓、檢漏合格后方可使用。

法蘭、管件材質(zhì)、規(guī)格應(yīng)符合設(shè)計要求。

浮力式液位計安裝完畢后應(yīng)與設(shè)備一起試壓。