浮力式液位儀表是利用液體對浸沒在其中的物體產(chǎn)生浮力的原理進(jìn)行液位測量的，主要包括恒浮力與變浮力兩種類型。靠浮子隨液面升降的位移反映液位變化的，屬于恒浮力式；靠液面升降對物體浮力改變反映液位變化的屬于變浮力式。

將浮標(biāo)用繩索連接并懸掛在滑輪上,繩過的另一端掛有平衡重物,利用浮標(biāo)所受重力和浮力差與平衡重物相平衡使浮標(biāo)漂浮在液面上,因此有

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W-F=G

式中,W為浮標(biāo)所受重力（N）；G為平衡重物的重力（N）；F為浮標(biāo)所受的浮力（N）。

  當(dāng)液位H升高時(shí)，浮標(biāo)所受的浮力增加，則W-F＜G，原有的平衡關(guān)系被破壞，浮標(biāo)上移，F下降，使（W-F）增加。當(dāng)W-F=G時(shí)，浮標(biāo)停留在新位置上，從與浮標(biāo)相連的重物的位置（從標(biāo)尺上可以讀出）就可知道被測液位的大小。反之亦然。這樣就實(shí)現(xiàn)了浮標(biāo)對液位的跟蹤。在一定測量條件下W、G是常數(shù)，因此浮標(biāo)停留在任何高度的液面上時(shí)，F值不變，幫稱此為恒浮力法。這種方法的實(shí)質(zhì)是通過浮標(biāo)把液位的變化轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移。

  在實(shí)際應(yīng)用中，還可以用各種不同的結(jié)構(gòu)形式來實(shí)現(xiàn)液位一位移的轉(zhuǎn)換，并可通過機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)指針對液位進(jìn)行就地指示。若在此裝置上再配上位移-電量轉(zhuǎn)換電路，就可以將位移轉(zhuǎn)換成電信號從而zui終實(shí)現(xiàn)液位測量信號的遠(yuǎn)傳。 

  恒浮力法測量液位靠繩索重錘傳動(dòng)，浮子上除隨重錘的重力，還有繩索長度L1與L2不等、繩索本身的重力及滑輪的摩擦力等。這些外力改變將影響平衡關(guān)系，使浮子吃水線相對浮子上下移動(dòng)，因而使讀數(shù)出現(xiàn)誤差。

  繩重對浮子施加的重力載荷隨液位而變化，相當(dāng)于在恒定的重錘重力W之上附加了變動(dòng)成分，肯定會(huì)引起誤差。但這種誤差有規(guī)律，能夠在刻度時(shí)予以修正。

  摩擦力引起的誤差zui大，且與運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，無法修正，唯有加大浮力的定位力以減小其影響。浮子的定位力是指吃水線移動(dòng)△H所引起的浮力增量△F，而

△     F=ρg△V=ρgA△H

故得出定位力表達(dá)式為

△F=  ρgA△H   = ρgA

△H    △H

  可見，采用大直徑的浮子能顯著地增大定位力，這是減少摩擦阻力誤差的zui有效途徑，在被測介質(zhì)密度小時(shí)尤其如此。

變浮力法液位測量

當(dāng)物體被浸沒在液體里的體積不同時(shí)，物體所受的浮力也不同。因此，通過檢測物體所受浮力的變化，便可知道液位的變化。

  將一橫截面相同，重量為W的圓形金屬浮筒懸掛在彈簧上，浮筒的重量被彈簧力所平衡。當(dāng)浮筒的一部分被液體浸沒時(shí)，由于受到液體的浮力作用而使浮筒的向上移動(dòng)，當(dāng)與彈簧力達(dá)到平衡時(shí)，浮筒才停止移動(dòng)，平衡時(shí)其關(guān)系如下：

cx=W-Ahρg                               （1）

式中，c為彈簧的剛度（N/m）；x為彈簧壓縮的位移（m）；A為浮筒的截面積（m²）；H為浮筒被液體浸沒的深度（m）；ρ為被測液體的密度（kg/m³）；g為重力加速度（m/s²）。

  當(dāng)容器內(nèi)液體的液位變化時(shí)，浮筒浸入部分的深度H就要發(fā)生變化，彈簧所受的力也跟著變化，則彈簧變形產(chǎn)生位移△x，形成新的平衡關(guān)系如下：

c（x-△x）=W-A（H+△H-△x） ρg                                           （2）

將式（1）減式（2）得

c△x = A（△H-△x）ρg

△x =  Aρg   - △H = K△H

c+Aρg

式中，△x為浮筒的位移量；△H為液位的變化量；K為比例系數(shù)。

  由此可知，浮筒的位移量與液位的變化量成正比，比例系數(shù)K只與彈簧的剛度、浮筒的截面積、液體的密度有關(guān)。欲改變量程和靈敏度，可通過改變K來實(shí)現(xiàn)。

  變浮力法測量液位是通過檢測元件把液位的變化轉(zhuǎn)化為力的變化，然后再把力的變化轉(zhuǎn)換為位移。如果通過轉(zhuǎn)換器把位移轉(zhuǎn)換成電信號，就可以進(jìn)行指示和遠(yuǎn)傳。