浮球液位计恒浮力法液位测量,将浮标用绳索连接并悬挂在滑轮上,绳过的另一端挂有平衡重物,利用浮标所受重力和浮力差与平衡重物相平衡使浮标漂浮在液面上,因此有
W-F=G
式中,W为浮标所受重力(N);G为平衡重物的重力(N);F为浮标所受的浮力(N)。
当液位H升高时,浮标所受的浮力增加,则W-F<G,原有的平衡关系被破坏,浮标上移,F下降,使(W-F)增加。当W-F=G时,浮标停留在新位置上,从与浮标相连的重物的位置(从标尺上可以读出)就可知道被测液位的大小。反之亦然。这样就实现了浮标对液位的跟踪。在一定测量条件下W、G是常数,因此浮标停留在任何高度的液面上时,F值不变,帮称此为恒浮力法。这种方法的实质是通过浮标把液位的变化转换为机械位移。
在实际应用中,还可以用各种不同的结构形式来实现液位一位移的转换,并可通过机械传动机构带动指针对液位进行就地指示。若在此装置上再配上位移-电量转换电路,就可以将位移转换成电信号从而zui终实现液位测量信号的远传。
恒浮力法测量液位靠绳索重锤传动,浮子上除随重锤的重力,还有绳索长度L1与L2不等、绳索本身的重力及滑轮的摩擦力等。这些外力改变将影响平衡关系,使浮子吃水线相对浮子上下移动,因而使读数出现误差。
绳重对浮子施加的重力载荷随液位而变化,相当于在恒定的重锤重力W之上附加了变动成分,肯定会引起误差。但这种误差有规律,能够在刻度时予以修正。
摩擦力引起的误差zui大,且与运动方向有关,无法修正,唯有加大浮力的定位力以减小其影响。浮子的定位力是指吃水线移动△H所引起的浮力增量△F,而
△ F=ρg△V=ρgA△H
故得出定位力表达式为
△F= ρgA△H = ρgA
△H △H
可见,采用大直径的浮子能显著地增大定位力,这是减少摩擦阻力误差的zui有效途径,在被测介质密度小时尤其如此。