浮筒液位傳感器與杠桿、彈簧的關(guān)系
點(diǎn)擊次數(shù)：3212 更新時(shí)間：2018-08-14
浮筒液位傳感器由檢測(cè)、轉(zhuǎn)換、變送三部分組成；檢測(cè)部分由浮筒、連桿組成；轉(zhuǎn)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(nèi)的液體中，與扭力管系統(tǒng)剛性連接，外浮筒內(nèi)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(zhuǎn)角也隨之變化。液位越高時(shí)，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(zhuǎn)換為4-20mA電流輸出。
浮筒液位傳感器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：內(nèi)杠桿吊掛內(nèi)筒傳遞浮力，軸封膜片做支點(diǎn)并進(jìn)行壓力隔離，外杠桿感受浮力并繞支點(diǎn)發(fā)生微小偏轉(zhuǎn)，其端部產(chǎn)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(lái)平衡抵消。電動(dòng)浮筒的這一位移由矢量機(jī)構(gòu)差動(dòng)變壓器‘互感’感應(yīng)片檢測(cè)，可動(dòng)電磁線圈進(jìn)行反饋定位。這是一個(gè)非常重要的概念，正是由于負(fù)反饋閉環(huán)機(jī)構(gòu)的引入，保證了這個(gè)位移檢測(cè)過程品質(zhì)優(yōu)良、平穩(wěn)可調(diào)，使儀表可靠工作。這一特點(diǎn)是其它傳感器不具備的。但是，儀表較大的體積、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)及維護(hù)工作量不適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要，而需要更好的電動(dòng)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(jì)，而稱重傳感器的變形是不可視的微應(yīng)變，一微應(yīng)變是百萬(wàn)分之一的變化率，二者相差千、萬(wàn)倍！傳感器滿載應(yīng)變量只有幾千個(gè)微應(yīng)變，它與彈簧必需通過恰當(dāng)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(tǒng)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(duì)方的千、分之幾，儀表沒有穩(wěn)定工作點(diǎn)。彈簧的變量是長(zhǎng)度，與杠桿位移剛好兼容，傳感器測(cè)力時(shí)，受力端產(chǎn)生極微小位移，稱為“撓度”，傳感器技術(shù)指標(biāo)中無(wú)敘述，可計(jì)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(jī)構(gòu)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(yīng)變順利發(fā)生與傳遞。
