Поплавковым называется уровнемер, основанный на измерении положения поплавка, частично погружаемого в жидкость, причем степень погружения поплавка (осадка) при неизменной плотности жидкости неизменна. Об уровне судят по положению указателя, соединенного с поплавком гибкой (лента, трос) или жесткой механической связью. Поплавок перемещается вертикально вместе с уровнем жидкости, и, следовательно, по его положению может быть определено значение уровня. При движении поплавка на него действуют следующие силы: сила тяжести поплавка G, выталкивающая сила газовой и жидкой фаз, силы сопротивления Рс в подвижных элементах уровнемера. Поплавковые уровнемеры используются для измерения уровня в резервуарах при невысоком избыточном давлении, поэтому выталкивающей силой газовой фазы на поплавок можно пренебречь. В этом случае силы, действующие на поплавок, связаны соотношением

,

где VЖ - объем погруженной части поплавка; рЖ - плотность жидкости.

Сила сопротивления Рс направлена против движения поплавка и поэтому изменяет знак при изменении направления движения. Из последнего уравнения можно получить выражение:

(1.5)

Объем VЖ однозначно определяет осадку (глубину погружения) поплавка. При изменении плотности контролируемой жидкости на ΔрЖ изменяется объем погруженной части на ΔVЖ, что приводит к изменению осадки, т, е. к появлению дополнительной погрешности. Из (1.5) можно получить выражение для ΔVЖ в виде:

(1.6)

Таким образом, объем погруженной части VЖ, а следовательно, осадка поплавка, является параметром, определяющим дополнительную погрешность, вызванную изменением плотности контролируемой жидкости. Для уменьшения этой погрешности целесообразно уменьшение осадки поплавка, что может быть достигнуто либо увеличением площади поперечного сечения поплавка, либо уменьшением сил Рс, либо облегчением поплавка.

Размеры поплавка ограничиваются размерами уровнемера, масса поплавка не может быть сильно уменьшена из-за необходимости обеспечения требуемого натяжения гибкого элемента и преодоления сил трения. Значение сил сопротивления определяется выбором схемы связи поплавка с измерительной схемой уровнемера.

Наибольшее распространение получили уровнемеры с механической связью поплавка с измерительной схемой, причем эта связь может быть образована как гибкими элементами (тросом, лентой), так и жесткими (рычагом, рейкой). Использование гибких элементов практически исключено в уровнемерах для сосудов под давлением из-за сложности герметизации выводов. Герметизация проще обеспечивается в рычажных уровнемерах, однако их недостатком является небольшой диапазон измерения - до нескольких десятков сантиметров (при гибкой связи диапазон измерения достигает 12 м).

Поплавковые уровнемеры обладают определенными достоинствами: простотой устройства, большим диапазоном измерения, достаточно высокой точностью, возможностью измерения уровня агрессивных и вязких сред, широким температурным диапазоном измерения. Недостатки, ограничивающие, их применение: наличие поплавка в резервуаре, трудности измерения уровня в резервуарах под давлением.

Буйковыми называются уровнемеры, основанные на законе Архимеда: зависимости выталкивающей силы, действующей на буек, от уровня жидкости. Чувствительным элементом таких уровнемеров является массивное тело (например, цилиндр.) - буек, подвешенное вертикально внутри сосуда и частично погруженное в контролируемую жидкость.

Буек закреплен на упругой подвеске с жесткостью с, действующей на буек с определенным усилием. При увеличении уровня на h от нулевого положения увеличится выталкивающая сила, что вызовет подъем буйка на х, причем при подъеме его увеличивается осадка, т.е. x<h. При этом изменяется усилие, с которым подвеска действует на буек, причем изменение равно изменению выталкивающей силы, вызванной увеличением осадки буйка на (h-x): Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме:

Электропреобразовательные устройства РЭС Курс «Электропреобразовательные устройства РЭС» является одной из первых инженерных дисциплин специальности «Радиотехника», обеспечивающей подготовку радиоинженера в области силовых рад ...

Малошумящий интегральный усилитель полевой малошумящий Проектирование полупроводниковых интегральных схем (ИС) является сложным и многоэтапным процессом. Комплекс работ по проектированию включает синтез и анализ схемы, оце ...

Цифровые измерительные приборы Одно из преимуществ цифровых схем по сравнению с аналоговыми заключается в том, что у первых сигналы могут быть переданы без искажений. Например, непрерывный звуковой сигнал, передающийс ...