浮筒液位傳感器與杠桿、彈簧的關系
點擊次數：3288 更新時間：2018-08-14
浮筒液位傳感器由檢測、轉換、變送三部分組成；檢測部分由浮筒、連桿組成；轉換部分由杠桿、扭力管組件、傳感器組成；變送部分由CPU、A/D、D/A及LCD顯示器組成。如圖1所示。浮筒浸沒在外浮筒內的液體中，與扭力管系統剛性連接，外浮筒內液體的位置，或界面高低的變化，引起浸沒在液體中的浮筒的浮力變化，從而使扭力管轉角也隨之變化。液位越高時，浮筒所受浮力越大，扭力管所受的力矩就越小，扭角也越小；反之則越大。扭角的變化被傳遞到與扭力管剛性連接的傳感器，使傳感器輸出電壓變化，被放大轉換為4-20mA電流輸出。
浮筒液位傳感器結構特點：內杠桿吊掛內筒傳遞浮力，軸封膜片做支點并進行壓力隔離，外杠桿感受浮力并繞支點發(fā)生微小偏轉，其端部產生一定的位移，這一位移代表液位的變化范圍，浮筒自重引起的位移由與外杠桿端部相連的牽移彈簧的彈性變形來平衡抵消。電動浮筒的這一位移由矢量機構差動變壓器‘互感’感應片檢測，可動電磁線圈進行反饋定位。這是一個非常重要的概念，正是由于負反饋閉環(huán)機構的引入，保證了這個位移檢測過程品質優(yōu)良、平穩(wěn)可調，使儀表可靠工作。這一特點是其它傳感器不具備的。但是，儀表較大的體積、復雜的結構及維護工作量不適應生產現場需要，而需要更好的電動浮筒液位變送器。
傳感器與彈簧都遵循胡克定律，彈簧的變形是可視的，變化量以毫米計，而稱重傳感器的變形是不可視的微應變，一微應變是百萬分之一的變化率，二者相差千、萬倍！傳感器滿載應變量只有幾千個微應變，它與彈簧必需通過恰當環(huán)節(jié)駁接，才能穩(wěn)定工作。這說明杠桿、彈簧、傳感器的駁接有問題，三者之間兼容范圍小互相包容的范圍太小，它組成的系統不穩(wěn)定。
彈簧的變化率包含了傳感器的變化率，但傳感器的變化率只占對方的千、分之幾，儀表沒有穩(wěn)定工作點。彈簧的變量是長度，與杠桿位移剛好兼容，傳感器測力時，受力端產生極微小位移，稱為“撓度”，傳感器技術指標中無敘述，可計算，量非常小，與彈簧位移相比只占百分之幾，兼容范圍很小。因此，不能用處理矢量機構的方式匹配稱重傳感器，而是要在傳感器、杠桿、彈簧三者之間建立有效環(huán)節(jié)，處理好并保證液位-浮力-位移-應變順利發(fā)生與傳遞。
