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上海自动化仪表五厂UTD-3010智能浮筒式液位计工作原理

发布日期:2018-01-02 浏览次数:477


产品构成

00系列浮筒式液位传感器浮筒室组件、浮筒、杠杆、扭力管组件支撑式组件组成。当被测液体的液位,密度或界面高低有所变化时,浮筒的浮力相应改变,同时杠杆支撑点上下做圆周运动,使扭力管也随之旋转,芯轴也作相应的角度变化,旋转角度大约在4度 。


3010智能型液位变送器由LCD显示器,处理器模块,传感器线路板及端子板组成。处理器模块包含微处理器,模数(D/A)转换器,回路接口,信号调节,数模(A/D)输出,供电及其主线路板的接口。传感器线路板包括霍尔传感器,监视霍尔传感器温度的敏感原件及储存与霍尔传感器相关系数的EPROM。端子板包含电磁干扰过滤器,回路接线端子及用于测量过程温度的可选项RTD的接线。当00系列浮筒液位传感器扭管心轴旋转产生角度变化时,带动磁钢的旋转,使霍尔传感器检测到磁场的变化并输出微小的电压变化到处理器模块,最后输出电流信号。电流输出范围在3.8Ma~20.5Ma.然而一旦发生一个报警,该输出就会改变到3.7~22.5mA这取决与报警跳线的位置。

温度补偿是为了修正因温度变化引起的测量介质比重变化而影响测量的精度。在 RTD接线端上连接一个PT100的电阻。用手操器设置温度-介质比重表,可以达到温度补偿作用。

数字式液位控制器还提供反极性保护,瞬间浪涌电压保护及电磁干扰(EMI)保护

操作原理图


测量原理

0%处浮力:FO = FG

在量程100%处浮力:F100 = FG — V * R * g

a:为扭力管的转角=液位在量程100%的角度—液位在量程0%处的角度

FG:浮筒的重量

V:浮筒体积

L:全量程

L:液位的高度

P:液体比重

g:重力加速度

F:浮力= FG — V ´ R ´ g

浮筒是圆柱形沉筒(当液体达到满量程时完全浸在液体中的),浮筒悬挂在杠杆上,杠杆另一端架在一个支点上,并与扭力管连接,当挂浮筒一端的杠杆上下移动时,架在吗支点上一端的杠杆绕支点旋转,带动扭力管旋转,扭力管就输出一个转角a给表示,这个转角带动表头中的霍尔磁钢感应器的磁钢运动,磁钢运动对国定的霍尔元件就感应到磁场强度的变化,霍尔的输出电压相应作出变化,霍尔的输出电压通过转换电路输4~20mA的直流电流,作为远传信号供控制检查调节

当被测液体上下变化时,浸在液体中浮筒的体积大小发生变化,浮筒受到浮力的大小也发生变化时,浮力大小等于r2 ´ p ´ L ´ p ´ g ( r为浮筒半径,L为浮筒浸在液体中的深度,p为被侧液体的比重,g为重力加数度),悬挂浮筒的杠杆受到的力为浮筒的自重减去浮筒受到的浮力的差。由于浮筒自重不变,浮力随液体上下而变化,杠杆的受力随变化,当浮筒在被测液体的零位时,浮力为零,此时杠杆受力最大,扭力管扭转的角度也最大,一旦杠杆受力减小,扭力管扭转的角度液随之减小,当液体从量程的0%变化100%,扭力管就会旋转一定的角度,转角输出到表头,转换成标准电流输出,这便是浮筒的测量原理。