浮筒液位計(jì)的工作原理是什么?
當(dāng)被測(cè)液體無(wú)液位時(shí),浮筒不受浮力,浮筒頂部所接的連接鋼絲處于緊繃狀態(tài),扭力桿受浮筒重力影響產(chǎn)生一個(gè)固定的扭轉(zhuǎn)力,此時(shí)浮筒液位計(jì)應(yīng)輸出4毫安電流,即浮筒液位計(jì)為零點(diǎn)。
當(dāng)被測(cè)液體的液位上升時(shí),液體進(jìn)入測(cè)量筒,浮筒桿隨著液位的升高,排出的液體體積不斷增多。根據(jù)阿基米德定律,物體所受的浮力等于這個(gè)物體所排出的液體的體積重量。由于浮筒桿是一個(gè)體積小重量沉得金屬管,浮筒所排出的液體重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于浮筒本身的重量,因此浮筒上部的連接件仍然處于緊繃狀態(tài),扭力桿承受著浮筒重力減去浮筒所排出液體的重量(浮筒的浮力)產(chǎn)生一個(gè)變化的扭轉(zhuǎn),此時(shí)浮筒液位計(jì)輸出一個(gè)變化的大于4毫安的電流。
當(dāng)被測(cè)液體的液位達(dá)到zu高,此時(shí)浮筒全部浸沒(méi)入被測(cè)液體,此時(shí)浮筒所排出的液體的體積重量為一固定數(shù)值,此時(shí)扭力桿所承受的扭轉(zhuǎn)力為浮筒自身重量減去浮筒所排出的液體的重量,此時(shí)扭力桿承受著一個(gè)固定的扭轉(zhuǎn)力,浮筒液位計(jì)輸出的電流為20毫安,即浮筒液位計(jì)的滿度。
根據(jù)阿基米德定律,整個(gè)液位測(cè)量過(guò)程中浮筒上部連接鋼絲所承受的拉力
F= mg-ρVg=G -πd2/4ρgH
公式中G為浮筒的重量,d為浮筒的外徑,ρ為被測(cè)液體的密度,H為被測(cè)液體的高度。
上述的公式經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換變?yōu)椋?/span>
H=4(G-F)/πd2ρ=K(G-F)/ρ
式中K為一固定常數(shù)4/πd2
從公式中可以看出鋼絲所受的拉力F在液體密度ρ一定的情況下,與被測(cè)液體的高度H成單值對(duì)應(yīng)的反比關(guān)系。只要檢測(cè)出浮筒上部鋼絲的拉力F即可得出被測(cè)液體的高度。