扭力管式浮筒液位計的原理

來源：金湖天能自動化儀表有限公司 2012年10月17日 08:28

扭力管式浮筒液位計的原理

扭力管液位計，作為液位檢測元件的浮筒垂直地懸掛在杠桿的一端，杠桿的另一端與扭力管芯軸的一端垂直地固結(jié)在一起，并由固定在外殼上的支點所支撐。扭力管的另一端通過法蘭固定在儀表外殼上。芯軸的另一端為自由端，用來輸出角位移。

當(dāng)液位低于浮筒時，浮筒的全部重量作用在杠桿上，因而作用在扭力管上的扭力力矩zui大，扭力管帶動芯軸扭轉(zhuǎn)的角度zui大（朝順時針方向），這一位置就是零液位。當(dāng)液面高于浮筒下端時，作用在杠桿的力為浮筒重量與其所受浮力之差。因此，隨著液位升高，浮力增大而扭力矩逐漸減小，扭力管所產(chǎn)生的扭角也相應(yīng)減小（朝逆時針方向轉(zhuǎn)回一個角度）。在液位zui高時，扭角zui小，即轉(zhuǎn)回的角度zui大。這樣就把液位變化轉(zhuǎn)換成芯軸的角位移，再經(jīng)傳動及變換裝置將角位移轉(zhuǎn)換為電信號遠(yuǎn)傳或顯示、記錄。

扭力管輸出的角位移可經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成4~20mA的電流輸出。主要由振蕩器、渦流差動變壓器、解調(diào)器、直流放大器組成。

振蕩器是一多諧振蕩電路，產(chǎn)生6kHz正弦電壓，作為渦流差動變壓器的初級線圈的激勵電壓。解調(diào)器將渦流差動變壓器的輸出信號△u通過解調(diào)器變?yōu)橹绷鬏敵鯱送入差分放大器U1的同相輸入端，其輸出電壓經(jīng)功率放大器Q1、Q2輸出電流I₀，I₀經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)送回到U1的反相輸入端，實現(xiàn)負(fù)反饋。可通過改變負(fù)反饋量的大小實現(xiàn)滿度調(diào)整。

浮筒式液位變送器的量程取決于浮筒的長度。國產(chǎn)液位變送器的量程范圍為300mm、500、800mm、1200mm、1600mm、2000mm。所適用的密度范圍為0.5~1.5kg/m³。變送器的輸出信號不公與液位高度有關(guān)，并且與被測液體的密度有關(guān)，因此密度發(fā)生變化時，必須進行密度修正。浮筒式液位計還可用于兩種液體分界面的測量。

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