JKN-200係列浮筒液位計知識解析

JKN-200係列浮筒液位計知識解析

一、工作原理

浸在液體中的浮筒受到向下重力，向上的浮力和向上的扭力管扭力的作用。當這三個力平衡時，浮筒就靜止在某一位置。因為扭力管扭力的不同對帶動扭芯轉過不同的角度，經過角度傳感器感知角度的變化來顯示測量液（界）位的高度。

二、公式推導

在浮筒的重力和不同浮力的合力與扭力管組成一個力矩，該力矩迫使扭力管產生一個小角度的形變。扭力管中的扭芯在該形變的帶動下轉動一個角度θ。霍爾元件檢測該角度的變化進而得到液（界）位的值。

浮筒的重力和不同浮力的合力與扭力管組成一個力矩為：

公式1

T力矩Nm

L杠杆長mm

F浮筒重力與浮力的合力N

公式2

G扭力管材料的剪切模量

E扭力管材料的彈性模量

v扭力管材料的泊鬆比

公式3

極慣性矩

D扭力管外徑mm

d扭力管內徑mm

公式4

θ扭力管的偏轉角度°

l扭力管長度mm

三、常見使用注意事項

（1）由以上公式綜合得知當所受的合力最大時即液位計液位為零、界位計全是輕介質時轉角θ最大。合力最小時轉角θ最小。即當浮筒從杠杆處掉落時顯示量程最大值。浮筒破裂時，介質滲入浮筒內部，浮力逐漸減小，顯示量程逐漸趨向最小值。

（2）由以上公式可見，介質密度（差）穩定是浮筒液（界）位計測量精度主要保障之一。另若介質較為黏稠，造成粘附在浮筒上，根據介質和浮筒材質的密度不同，將產生不同的測量誤差。

（3）浮筒液（界）設計時按一般受到的最大合力為19.6N即液位計的浮筒重1kg設計，此時扭力管的轉角為4°左右。一般受到的最小合力為4.9N，此時轉角一般為1°。轉角差為3°左右。 不同廠商可能稍有不同。

（4）當轉角差小於1°時會導致浮筒無法使用。不同廠商可能稍有不同。

（5）有些浮筒液位計能夠通過標校在不換任何零部件的情況下變為界位計，此時由於受到的最大合力變小故最大偏轉角變小。最大合力與最小合力差比液位時小導致轉角變化的角度差變小，此時會影響浮筒的測量精確度。

（6）浮筒液（界）位計上法蘭處會有限位螺栓或類似的限位裝置，此限位的是根據計算得出，主要是為了防止在高液位時浮筒的抖動造成顯示液位指示值的跳變。

（7）安裝位置應避免強震動場合、強電磁幹擾場合。安裝垂直度一般不超過2mm/m。