浮筒式液位计的工作原理

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浮筒式液位计的结构组成如图4-1所示，检测部分由浮筒、杠杆、扭力管、芯轴、夕 壳、轴承等部件组成。浮筒由一定重量的不镑钢材质制成，它垂直悬挂在杠杆的一端，杠杆 的另一端与扭力管和芯轴的一端固定连接在一起，芯轴套在扭力管中心，并由外壳上的支点 所支撑，扭力管的另一端固定在外壳上，端上固定一指针，对应于一圆形刻度标盘，用 来指示液位。

当液位低于浮筒底部时，浮筒所受的浮力 为零，浮筒的全部重量作用于杠杆一端，杠杆 在浮筒重力作用下向下偏转，杠杆的另一端由 于扭力管的外壳套孔的支撑，将力以力矩的形 式对扭力管产生扭力矩，这时，扭力管承受的 扭力矩zui大，扭力管的弹性变形产生反扭力矩 来平衡外部的扭力矩，芯轴随着扭力管的弹性 变形方向转动一个角度，指针也相应转相同的 角度，此时，指针指示的刻度盘的位置就是零 液位。

当液体液位升高，液面高于浮筒底部，浮 筒的一部分浸泡入液体之中，浮筒受到液体的 浮力，浮力的大小等于浮筒浸入液体的体积与

被测液体介质密度的乘积（阿基米得定律），此时，杠杆一端所承受的力F为浮筒重量（即 重力减去浮筒所受的浮力F'浮，即

F=W—F 浮=W"—Ahp (4-1)

式中
A——浮筒的截面积；

h——浮筒浸没于被测介质的深度；
 p——被测介质的密度。

随着液位的上升，浮筒被浸没的体积增大，浮筒所受的浮力也增大，浮筒作用于杠杆的 作用力随着减小，扭力管所受到的扭力矩也逐渐减小，芯轴所产生的角位移也相应减小，指 针指向与液位高度相应的刻度示值。扭力管和芯轴角位移还可通过气动或电动附加装置转换 成气动或电动信号，用于远传显示、记录和调节。变浮力式液位计工作原理是基于浮子所受 浮力是随着液位的变化而变化。

浮子式液位计结构形式，以浮子安装位置划分有外浮子式、内浮子式、内浮筒式、外浮 筒式；以仪表功能划分有就地式、远传式、调节式；以信号类别划分有电动式、气动式；以 平衡方式划分有位移平衡式、力平衡式和自动平衡式等。

内浮子（筒）式安装，是浮子、浮筒安装于容器内部，如图4-2、图4-3所示。

外浮子式液位计浮子安装在容器外部，浮子外壳有螺纹式或法兰式连接口，螺纹连接或 法兰用短管与容器连通。外浮筒式液位计安装形式，如图4-4所示。

(2)浮筒式液位计安装注意事项

内浮子液位计安装，应在容器内设置导向装置，以防容器内液体涌动，对浮子产生偏向 力。导向装置形式有管式导向、环式导向、绳索导向，图4-2、图4-3所示为环式导向、绳 索导向。

管式导向装置，管壁宜钻有小孔。为了便于罐底清淤，管子底部应离开罐底约120mm， 用型钢支架支撑，应固定牢固。管子应垂直安装。

绳索式导向装置，两根钢索之间间距以浮标上导向环的尺寸确定。为保证钢索垂直安 装，必须从容器顶部放线锤确定容器底部钢索锁紧部件的固定地点，如图4-3所示。

浮筒、浮标安装后应上、下活动灵活，无卡涩现象。

浮子式液位开关，在容器上焊接的法兰短管不可过长，否则会影响浮子的行程，应保证 浮球能在全行程范围内自由活动，如图4-2(b)所示。

外浮筒式液位计安装，浮筒外壳上一般都有中心线标志，浮筒式液位计安装的高度，以 浮筒外壳中心线对准容器被测液位全量程的1/2处为准，如图4-4所示。

外浮筒式液位计的浮筒外壳，如果采用侧-侧型法兰连接方式，工艺容器上焊接的法兰 短管，其上、下法兰之间的中心间距，法兰连接螺栓孔的方位必须与浮筒外壳法兰一致， 上、下两法兰密封面必须处于同一垂直平面，且法兰的中心处在同一垂直线上。

外浮筒式液位计的浮筒，如果采用顶-底螺纹连接方式或顶-底法兰连接方式，管件预制 应预先测量尺寸，然后下料，组对管件时，应保证浮筒外壳中心线与容器上、下法兰间距中 点相符，且保证外壳处在垂直位置=

外浮筒顶部应设1, 2”螺帽或丝堵.以备现场校准用.其底部应设排水S短节•

浮力式液位计所用阀门必須经试压、检漏合格后方可使用。

法兰、管件材质、规格应符合设计要求。

浮力式液位计安装完毕后应与设备一起试压。