浮球液位計(jì)的測(cè)量原理

 

　　浮球液位計(jì)是一種恒浮力式液位計(jì)，其基于阿基米德原理制造而成，核心部件是一個(gè)中空的金屬球。運(yùn)行中金屬球始終漂浮在被測(cè)液體的液面之上，金屬球高度即是液體的高度。通過(guò)一些機(jī)械構(gòu)造把金屬球的位置高度延伸到浮球液位計(jì)外部，在使用儀表檢測(cè)設(shè)備把機(jī)械的物理量的變化轉(zhuǎn)換為能夠遠(yuǎn)傳的電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了浮球高度的檢測(cè)即被測(cè)液位的高度。

 

　　浮球液位計(jì)的構(gòu)造

 

　　浮球液位計(jì)根據(jù)構(gòu)造大體分為檢測(cè)、轉(zhuǎn)換、配重平衡、軸連接器和變送五部分，除了變送部分外其余的均為機(jī)械部件，因此浮球液位計(jì)從外表上看是一個(gè)笨重的機(jī)械式儀表。

 

　　檢測(cè)部分

 

　　檢測(cè)部分主要由浮球、浮球連接桿和擺臂（寬量程浮球）構(gòu)成。

 

　　浮球是液位計(jì)的核心部件，實(shí)現(xiàn)被測(cè)液位物理量的轉(zhuǎn)換，浮球末端通過(guò)螺紋與浮球桿連接，實(shí)現(xiàn)浮球高度物理量的傳遞。

 

　　浮球桿是一個(gè)金屬實(shí)心桿，其與浮球末端是硬性連接，因此要實(shí)現(xiàn)一定高度的液位檢測(cè)，浮球桿必須足夠長(zhǎng)，而浮球桿的長(zhǎng)度受浮球液位計(jì)內(nèi)部直徑的限制，在大直徑的浮球液位計(jì)高液位檢測(cè)中浮球桿的高度也要足夠長(zhǎng)。

 

　　浮球液位計(jì)的主要構(gòu)造如圖所示：

 

　　擺臂是浮球液位計(jì)制造廠為應(yīng)對(duì)窄塔徑高液位檢測(cè)狀況下而研發(fā)的一種寬量程液位計(jì)，使用這種液位計(jì)實(shí)現(xiàn)了大角度的液位檢測(cè)，可以大幅度縮短浮球桿的長(zhǎng)度，因此能夠適應(yīng)窄直徑的浮球液位計(jì)液位寬量程液位檢測(cè)。

 

　　由于浮球液位計(jì)的檢測(cè)部分直接伸入到浮球液位計(jì)設(shè)備內(nèi)部，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能拆卸維修，因此浮球液位計(jì)的檢測(cè)部分都使用了耐腐蝕、耐高溫、耐壓力的高強(qiáng)度金屬部件，以此來(lái)提高儀表設(shè)備的運(yùn)行周期。

 

　　轉(zhuǎn)換部分

 

　　轉(zhuǎn)換部分主要目的是把浮球液位計(jì)內(nèi)部浮球高度的變化傳遞到浮球液位計(jì)外部空間。實(shí)現(xiàn)的手段是通過(guò)機(jī)械的力矩轉(zhuǎn)換，把浮球桿的高度位移轉(zhuǎn)換為定軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角位移，把大幅度的空間位移量轉(zhuǎn)換為小空間的軸轉(zhuǎn)角變化，并把這個(gè)軸角位移傳遞到浮球液位計(jì)的外部空間。轉(zhuǎn)換部分主要安裝在浮球液位計(jì)的外部空間，通過(guò)軸與浮球表體內(nèi)腔空間填充石墨填料的方法實(shí)現(xiàn)軸的密封，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部危險(xiǎn)空間的物理量傳遞到外部安全空間。這一部分主要有轉(zhuǎn)軸、密封、散熱片、安裝法蘭和儀表外體組成。

 

　　轉(zhuǎn)換部分主要在浮球液位計(jì)設(shè)備的外部，構(gòu)造如圖所示：

 

　　轉(zhuǎn)換部分的轉(zhuǎn)軸、密封、安裝法蘭也長(zhǎng)期與被測(cè)物料接觸，雖然沖刷的力度小，但介質(zhì)的腐蝕性仍然很強(qiáng)，加上介質(zhì)的高溫高壓性，同樣使用了耐腐蝕高溫高壓的高強(qiáng)度金屬部件。

 

　　配重平衡部分

 

　　這部分是為保證浮球液位計(jì)內(nèi)部浮球始終漂浮在液面上而使用的一個(gè)力矩平衡機(jī)構(gòu)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)軸位移檢測(cè)變送器的安裝接口。力矩平衡部分的核心是平衡錘機(jī)構(gòu)，通過(guò)杠桿原理實(shí)現(xiàn)浮球液位計(jì)在浮球液位計(jì)內(nèi)部的金屬部件重力與浮球浮力相平衡。配重桿通過(guò)板牙連接到浮球轉(zhuǎn)換部分的機(jī)械轉(zhuǎn)軸上，配重桿上配備兩個(gè)浮球配重（俗稱砣），通過(guò)調(diào)整配重在配重桿的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)配重與檢測(cè)部分的力矩平衡，從而確保浮球漂浮在液面以上。

 

　　軸連接器

 

　　軸連接器是浮球轉(zhuǎn)軸與變送器連接的接口部件，通過(guò)這個(gè)部件可實(shí)現(xiàn)浮球的轉(zhuǎn)軸與變送器檢測(cè)部件的連接。其外表腔上鉆有四個(gè)小孔，通過(guò)螺絲實(shí)現(xiàn)浮球轉(zhuǎn)軸與連接器的緊固連接。浮球液位計(jì)連接器的另一端是一個(gè)表面開有兩個(gè)小孔的金屬平面，通過(guò)連接孔與變送器的連接端連接，從而實(shí)現(xiàn)變送器與浮球液位計(jì)的可靠連接。