浮球液位計恒浮力法液位測量,將浮標用繩索連接并懸掛在滑輪上,繩過的另一端掛有平衡重物,利用浮標所受重力和浮力差與平衡重物相平衡使浮標漂浮在液面上,因此有
w-f=g
式中,w為浮標所受重力(n);g為平衡重物的重力(n);f為浮標所受的浮力(n)。
當液位h升高時,浮標所受的浮力增加,則w-f<g,原有的平衡關系被破壞,浮標上移,f下降,使(w-f)增加。當w-f=g時,浮標停留在新位置上,從與浮標相連的重物的位置(從標尺上可以讀出)就可知道被測液位的大小。反之亦然。這樣就實現(xiàn)了浮標對液位的跟蹤。在一定測量條件下w、g是常數(shù),因此浮標停留在任何高度的液面上時,f值不變,幫稱此為恒浮力法。這種方法的實質是通過浮標把液位的變化轉換為機械位移。
在實際應用中,還可以用各種不同的結構形式來實現(xiàn)液位一位移的轉換,并可通過機械傳動機構帶動指針對液位進行就地指示。若在此裝置上再配上位移-電量轉換電路,就可以將位移轉換成電信號從而zui終實現(xiàn)液位測量信號的遠傳。
恒浮力法測量液位靠繩索重錘傳動,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系,使浮子吃水線相對浮子上下移動,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,相當于在恒定的重錘重力w之上附加了變動成分,肯定會引起誤差。但這種誤差有規(guī)律,能夠在刻度時予以修正。
摩擦力引起的誤差zui大,且與運動方向有關,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△h所引起的浮力增量△f,而
△ f=ρg△v=ρga△h
故得出定位力表達式為
△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,在被測介質密度小時尤其如此。
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