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浮球液位计的测量原理与构造

作者:发布时间:2020/8/4 10:28:15浏览次数:

浮球液位计的测量原理

  浮球液位计是一种恒浮力式液位计,其基于阿基米德原理制造而成,核心部件是一个中空的金属球。运行中金属球始终漂浮在被测液体的液面之上,金属球高度即是液体的高度。通过一些机械构造把金属球的位置高度延伸到塔器外部,在使用仪表检测设备把机械的物理量的变化转换为能够远传的电信号,实现了浮球高度的检测即被测液位的高度。

浮球液位计的构造

  浮球液位计根据构造大体分为检测、转换、配重平衡、轴连接器和变送五部分,除了变送部分外其余的均为机械部件,因此浮球液位计从外表上看是一个笨重的机械式仪表。

检测部分

检测部分主要由浮球、浮球连接杆和摆臂(宽量程浮球)构成。

浮球是液位计的核心部件,实现被测液位物理量的转换,浮球末端通过螺纹与浮球杆连接,实现浮球高度物理量的传递。

浮球杆是一个金属实心杆,其与浮球末端是硬性连接,因此要实现一定高度的液位检测,浮球杆必须足够长,而浮球杆的长度受塔器内部直径的限制,在大直径的塔器高液位检测中浮球杆的高度也要足够长。

  摆臂是浮球液位计制造厂为应对窄塔径高液位检测状况下而研发的一种宽量程液位计,使用这种液位计实现了大角度的液位检测,可以大幅度缩短浮球杆的长度,因此能够适应窄直径的塔器液位宽量程液位检测。

  由于浮球液位计的检测部分直接伸入到塔器设备内部,设备运转时不能拆卸维修,因此浮球液位计的检测部分都使用了耐腐蚀、耐高温、耐压力的高强度金属部件,以此来提高仪表设备的运行周期。  

转换部分

  转换部分主要目的是把塔器内部浮球高度的变化传递到塔器外部空间。实现的手段是通过机械的力矩转换,把浮球杆的高度位移转换为定轴的转动角位移,把大幅度的空间位移量转换为小空间的轴转角变化,并把这个轴角位移传递到塔器的外部空间。转换部分主要安装在浮球液位计的外部空间,通过轴与浮球表体内腔空间填充石墨填料的方法实现轴的密封,实现内部危险空间的物理量传递到外部安全空间。这一部分主要有转轴、密封、散热片、安装法兰和仪表外体组成。

转换部分主要在塔器设备的外部,构造如图所示:

  转换部分的转轴、密封、安装法兰也长期与被测物料接触,虽然冲刷的力度小,但介质的腐蚀性仍然很强,加上介质的高温高压性,同样使用了耐腐蚀高温高压的高强度金属部件。

配重平衡部分

  这部分是为保证浮球液位计内部浮球始终漂浮在液面上而使用的一个力矩平衡机构,同时实现轴位移检测变送器的安装接口。力矩平衡部分的核心是平衡锤机构,通过杠杆原理实现浮球液位计在塔器内部的金属部件重力与浮球浮力相平衡。配重杆通过板牙连接到浮球转换部分的机械转轴上,配重杆上配备两个浮球配重(俗称砣),通过调整配重在配重杆的位置来实现配重与检测部分的力矩平衡,从而确保浮球漂浮在液面以上。

轴连接器

  轴连接器是浮球转轴与变送器连接的接口部件,通过这个部件可实现浮球的转轴与变送器检测部件的连接。其外表腔上钻有四个小孔,通过螺丝实现浮球转轴与连接器的紧固连接。连接器的另一端是一个表面开有两个小孔的金属平面,通过连接孔与变送器的连接端连接,从而实现变送器与浮球液位计的可靠连接。

浮球变送器

  浮球变送器是一个把浮球的轴角变化转换为一个与之对应的直流毫安信号输出的电子仪表,其核心是一个圆柱型滑线变阻器,浮球轴的角转动引起滑线变阻器阻值变化,经过电路处理实现与之对应的标准电流输出。

  浮球变送器一般分为普通电子式和智能变送器两大类。普通电子式结构简单,内部主要以模拟电子电路为主,并设有零点、满度调整旋钮式电阻器,以此来实现浮球液位计的零点和满度校准,普通电子式变送器的面板显示普遍为指针式。智能式浮球变送器是一种集成度较高的数字式变送器,其使用液晶面板,调零、满度使用内部组态的方式来进行,可以把转轴的角位移转换为多个参数显示功能较多。