浮筒式液位計(jì)的工作原理

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浮筒式液位計(jì)的結(jié)構(gòu)組成如圖4-1所示，檢測(cè)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(diǎn) 所支撐,，扭力管的另一端固定在外殼上，端上固定一指針,，對(duì)應(yīng)于一圓形刻度標(biāo)盤,，用 來指示液位。

當(dāng)液位低于浮筒底部時(shí),，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(duì)扭力管產(chǎn)生扭力矩,，這時(shí)，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(dòng)一個(gè)角度，指針也相應(yīng)轉(zhuǎn)相同的 角度,，此時(shí),，指針指示的刻度盤的位置就是零 液位。

當(dāng)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(cè)液體介質(zhì)密度的乘積（阿基米得定律），此時(shí),，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(cè)介質(zhì)的深度,；
 p——被測(cè)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(dòng)或電動(dòng)附加裝置轉(zhuǎn)換 成氣動(dòng)或電動(dòng)信號(hào),，用于遠(yuǎn)傳顯示,、記錄和調(diào)節(jié)。變浮力式液位計(jì)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(jì)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(yuǎn)傳式,、調(diào)節(jié)式；以信號(hào)類別劃分有電動(dòng)式、氣動(dòng)式,；以 平衡方式劃分有位移平衡式,、力平衡式和自動(dòng)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(jì)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(jì)安裝形式，如圖4-4所示,。

(2)浮筒式液位計(jì)安裝注意事項(xiàng)

內(nèi)浮子液位計(jì)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(dòng),，對(duì)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(biāo)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(diǎn),，如圖4-3所示,。

浮筒、浮標(biāo)安裝后應(yīng)上,、下活動(dòng)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(zhǎng),，否則會(huì)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(dòng)，如圖4-2(b)所示,。

外浮筒式液位計(jì)安裝,，浮筒外殼上一般都有中心線標(biāo)志，浮筒式液位計(jì)安裝的高度,，以 浮筒外殼中心線對(duì)準(zhǔn)容器被測(cè)液位全量程的1/2處為準(zhǔn),，如圖4-4所示。

外浮筒式液位計(jì)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(jì)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(cè)量尺寸,，然后下料,，組對(duì)管件時(shí)，應(yīng)保證浮筒外殼中心線與容器上,、下法蘭間距中 點(diǎn)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(chǎng)校準(zhǔn)用.其底部應(yīng)設(shè)排水S短節(jié)•

浮力式液位計(jì)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(jì)要求,。

浮力式液位計(jì)安裝完畢后應(yīng)與設(shè)備一起試壓,。