在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的液位測(cè)量中，有將傳感器投入被檢液，通過其受到的浮力來測(cè)量液位的儀器。 這種儀器統(tǒng)稱為浮力式液位測(cè)量?jī)x。 浮力式水平計(jì)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(jì)。

恒定浮力式液位計(jì)在運(yùn)轉(zhuǎn)中受到的浮力不會(huì)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(cè)計(jì)的種類很多，例如浮子、浮子、浮子等液位計(jì)。 浮力液位計(jì)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(jì)中zu較多的是浮筒液位計(jì)。

浮動(dòng)液位計(jì)的結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理

浮動(dòng)液位計(jì)的傳感器<； br/>； 浮子在整個(gè)檢測(cè)中發(fā)生不跟隨液面的變化浮動(dòng)的現(xiàn)象是因?yàn)楦∽铀接?jì)的浮子比浮子和浮子沉得多，浮子受到的浮力克服了自身的重力而不浮動(dòng)。 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(jì)也稱為沉筒水平計(jì)。

測(cè)量原理

當(dāng)被檢液體無液位時(shí)，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(shí)浮子液位計(jì)必須輸出4毫安的電流，即浮子液位計(jì)為零點(diǎn)。

當(dāng)被檢液體的液位上升時(shí)，液體進(jìn)入測(cè)量筒，浮動(dòng)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(shí)浮筒液位計(jì)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(shí)，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(shí)，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(jì)輸出的電流是20毫安，即浮子水平計(jì)的滿度。

根據(jù)阿基米德定律，在液位測(cè)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(duì)應(yīng)的反比例的關(guān)系。 只要檢測(cè)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(dòng)液位計(jì)的結(jié)構(gòu)

一、浮動(dòng)液位計(jì)的分類

浮子水平計(jì)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(chǎng)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(jì)本身沒有測(cè)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(dòng)液位計(jì)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(jì)本身帶有測(cè)量筒，測(cè)量筒的上下通過接口法蘭與被測(cè)量液體的容器側(cè)面相連，形成等級(jí)的連通器，浮標(biāo)通過上部的扭桿和連接線懸掛在測(cè)量筒的中心。

二、浮動(dòng)液位計(jì)的結(jié)構(gòu)

浮標(biāo)計(jì)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(cè)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(dòng)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(duì)扭力桿臂上的軸位移進(jìn)行檢測(cè)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(jì)算此時(shí)的液面水平高度，顯示標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)并輸出。 實(shí)現(xiàn)液體的液位檢測(cè)。

浮動(dòng)液位計(jì)的校準(zhǔn)

作為標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x器，浮標(biāo)計(jì)需要定期校正，在確認(rèn)浮標(biāo)計(jì)的精度和線性的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中的浮標(biāo)計(jì)的故障修理后，也必須校正浮標(biāo)計(jì)以使其能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)的使用。 兩個(gè)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(jì)校準(zhǔn)有標(biāo)準(zhǔn)法<； br/>； 重物吊法和對(duì)照法<； br/>； 現(xiàn)場(chǎng)水校法的兩種方法。

一、重量調(diào)整法

根據(jù)浮動(dòng)液位計(jì)的測(cè)量原理，浮動(dòng)液位計(jì)根據(jù)轉(zhuǎn)矩的大小測(cè)量液體的液位高度。 因此，浮動(dòng)液位計(jì)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(jì)的校正過程一樣，浮標(biāo)計(jì)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(jì)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(dòng)液位計(jì)自身性能檢測(cè)的定期校準(zhǔn)，另外，由于浮動(dòng)液位計(jì)自身沒有測(cè)量筒，因此也采用該方法進(jìn)行校準(zhǔn)。

懸吊法校準(zhǔn)浮動(dòng)液位計(jì)，首先計(jì)算浮動(dòng)液位計(jì)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(shí)所需配重的重量是浮子本身的重量。 滿行程時(shí)所需配重重量即h較大時(shí)的f的數(shù)值，此時(shí)被測(cè)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(shí)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(shí)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(jì)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(jì)的直線度而安裝。

二、現(xiàn)場(chǎng)水校法

水校法是外浮液位計(jì)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(cè)試。 該校準(zhǔn)方法可在現(xiàn)場(chǎng)快速校準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)外浮動(dòng)液位計(jì)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(chǎng)校準(zhǔn)浮液位計(jì)時(shí)，首先修正變送器內(nèi)的參數(shù)，將被測(cè)液體的密度值改為水的密度，推出新的測(cè)量范圍，注意該測(cè)量范圍不要超出變送器的寬容許范圍。 水校法是對(duì)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(cè)液體的密度大于1，則在用水校正法校正時(shí)，即使測(cè)量筒被自來水充滿，也不會(huì)達(dá)到被測(cè)液體充滿時(shí)的線張力值。 此時(shí)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(shí)，用水校正時(shí)，測(cè)量筒內(nèi)充滿自來水時(shí)，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(shí)，超范圍的校正可能會(huì)損壞變送器。 此時(shí)，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(hào)發(fā)生器免受損壞，使水不會(huì)充滿測(cè)量筒。

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

現(xiàn)場(chǎng)水校法操作規(guī)程

1 .準(zhǔn)備工作

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

2 .修正測(cè)量范圍

修改變送器內(nèi)的參數(shù)，將被測(cè)液體的密度變更為1，檢查新的測(cè)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(cè)量筒底部的排出閥，從測(cè)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(cè)量筒下方的排出壓力閥，使測(cè)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(jì)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(cè)量介質(zhì)的密度恢復(fù)到原來的設(shè)定值，關(guān)閉測(cè)量筒上部的線堵塞，關(guān)閉底部的排出閥，投入浮動(dòng)水平計(jì)，結(jié)束校準(zhǔn)作業(yè)。

浮式液位計(jì)的故障與排除

浮標(biāo)計(jì)算是根據(jù)阿基米德原理制造的，H=K(G-F)/&rho； 只要被檢測(cè)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(cè)液位。 此時(shí)，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(cè)定式中h和f的單一值的對(duì)應(yīng)關(guān)系破壞，測(cè)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(cè)量中，如果外浮筒液位計(jì)的測(cè)量筒長(zhǎng)期不維持污染的話，浮筒棒的外表面會(huì)吸附很多污染物，浮筒整體的重量會(huì)變大，浮筒液位計(jì)的零件會(huì)變高。

處理方法:用定期污染水清洗置換測(cè)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(shí)變送器檢測(cè)出的扭矩與變送器參數(shù)設(shè)定的應(yīng)力相同。

二、受測(cè)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(cè)定誤差比浮子表面吸附異物引起的測(cè)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(cè)量的全過程，被測(cè)量液體的真密度偏離設(shè)定密度時(shí)，式的傾斜度發(fā)生變化，浮動(dòng)水平計(jì)的整個(gè)測(cè)量點(diǎn)偏離設(shè)定軌跡，浮動(dòng)水平計(jì)的全過程變得不正確。 被測(cè)定液體密度&rho； 變化的主要原因有以下兩個(gè)

1 .維護(hù)不足

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

處理方法:將對(duì)外浮筒測(cè)量筒內(nèi)的變質(zhì)液體置換為污染，使新鮮液體充滿測(cè)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(cè)量被禁止，可分為暫時(shí)不一致和間斷不一致兩種情況。

暫時(shí)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(cè)得的液體密度與正常運(yùn)轉(zhuǎn)液位計(jì)的設(shè)定密度不一致，不允許浮動(dòng)液位計(jì)測(cè)得。 此時(shí)，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(cè)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(shí)對(duì)浮動(dòng)液位計(jì)的依賴性強(qiáng)、被測(cè)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(rùn)滑油裝置根據(jù)市場(chǎng)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(shí)對(duì)浮動(dòng)液位計(jì)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(chǎng)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(duì)地泄漏、基板燒毀等故障。

四、防凍措施

外浮筒液位計(jì)的構(gòu)造形式?jīng)Q定了測(cè)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(shí)，浮標(biāo)計(jì)需要采取伴隨熱和保溫的措施，以防止冬季氣溫低時(shí)測(cè)量筒內(nèi)的液體凍結(jié)而使液標(biāo)計(jì)失效或凍結(jié)。

總結(jié)

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

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