浮筒液位計是根據(jù)阿基米德定律和霍爾原理或磁耦合原理設計而成的液位測量儀表,，可用來測量液位、密度和界位,，輸出液位和限位報警信號,。專用于測量容器內(nèi)液位，廣泛用于石油,、化工,、煤炭、冶金,、生物和制藥行業(yè)的自動檢測,，是過程工業(yè)不可缺少的技術工具之一。目前國產(chǎn)浮筒液位計主要應用在低壓領域,，其中純國產(chǎn)的占有一部分,，另有一部分以中外合資的形式生產(chǎn)。對工業(yè)應用的其中2種型號浮筒液位計進行結構和原理分析,。
1,、浮筒液位計的結構
JK系列浮筒液位計由浮子、浮子腔,、彈簧,、變送器等構件組成，為采用彈簧支持浮子結構的浮筒液位計,。浮子腔通過連接管與被測容器形成平衡容器,，使被測容器中的水導入浮子腔進行水位測量；浮子通過彈簧支持在浮子腔內(nèi)并浸沒在浮子腔內(nèi)的液體中,，變送器內(nèi)的磁芯通過撐杠與浮子連接,。頂部布置的變送器內(nèi)還有線性可變差動變換器LVDT、電路板,、儀表盤等電器元件,。
JK系統(tǒng)浮筒液位計由浮子、浮子腔、扭力管,、變送器等構件組成,，其結構見圖1，為采用浮子和扭力管結構的浮筒液位計,。浮子腔通過連接管與被測容器連接形成平衡容器,，使被測容器中的水導入浮子腔進行水位測量；浮子垂直懸掛在扭力臂上并浸沒在浮子腔內(nèi)的液體中,，扭力臂與扭力管機構剛性連接,。側位布置的變送器內(nèi)有霍爾效應傳感器、磁鐵,、電路板,、儀表盤等電器元件。
2,、浮筒液位計的工作原理
浮筒液位計基于阿基米德定律和電磁感應原理設計,，浮子是根據(jù)介質(zhì)密度和耐壓、耐溫等特定條件而制作的,。在介質(zhì)的密度,、溫度、壓力發(fā)生變化時,，測量精度降低,。
采用彈簧支持浮子結構的浮筒液位計，當浮子處于干燥狀態(tài)時,，浮子接觸浮子腔下部,。當液位發(fā)生變化時，浮子所受浮力相應改變,，平衡狀態(tài)被打破,，從而引起彈力變化即彈簧的伸縮，以達到新的平衡,。彈簧的伸縮使其與剛性連接的磁鋼產(chǎn)生位移,。這樣，通過指示器內(nèi)磁感應元件和傳動裝置使其指示出液位,。液位變化引起浮力的變化作用到量程彈簧支持的浮子上,，從而使得位于頂部的線性可變差動變換器（LVDT）內(nèi)的檢測磁芯做垂直運動。當檢測磁芯的位置隨著液位變化而變化時,，LVDT的次級線圈內(nèi)產(chǎn)生了感應電壓,，產(chǎn)生的電壓與液位成線性關系。這些信號經(jīng)電路處理并轉(zhuǎn)為4~20mA的電流信號輸出,。
另一種采用浮子和扭力管結構的浮筒液位計,，當浮子處于干燥狀態(tài)時，扭力管的彈力與浮子的自身重力相平衡,，浮子處于懸空狀態(tài),。當液位上升時引起浮力變大，扭力管的彈力相應減小,，扭力管形成角度變化,，芯軸與扭力管同步旋轉(zhuǎn)，將浮力的變化即液位變化轉(zhuǎn)換成扭力管芯軸的角位移輸出,。轉(zhuǎn)角輸出到表頭里的搖架組件上,，帶動固定在搖架上的磁鋼組件發(fā)生位移變化，改變了霍爾效應傳感器檢測到的磁場,，霍爾傳感器作相應電壓輸出,，產(chǎn)生的電壓與液位成比例關系。通過電子線路部分轉(zhuǎn)換成4~20mA的電流信號輸出,。
