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浮筒液位传感器与杠杆、弹簧的关系
点击次数:952 发布时间:2018-08-14
    浮筒液位传感器由检测、转换、变送三部分组成;检测部分由浮筒、连杆组成;转换部分由杠杆、扭力管组件、传感器组成;变送部分由CPU、A/D、D/A及LCD显示器组成。如图1所示。浮筒浸没在外浮筒内的液体中,与扭力管系统刚性连接,外浮筒内液体的位置,或界面高低的变化,引起浸没在液体中的浮筒的浮力变化,从而使扭力管转角也随之变化。液位越高时,浮筒所受浮力越大,扭力管所受的力矩就越小,扭角也越小;反之则越大。扭角的变化被传递到与扭力管刚性连接的传感器,使传感器输出电压变化,被放大转换为4-20mA电流输出。
    浮筒液位传感器结构特点:内杠杆吊挂内筒传递浮力,轴封膜片做支点并进行压力隔离,外杠杆感受浮力并绕支点发生微小偏转,其端部产生一定的位移,这一位移代表液位的变化范围,浮筒自重引起的位移由与外杠杆端部相连的牵移弹簧的弹性变形来平衡抵消。电动浮筒的这一位移由矢量机构差动变压器‘互感’感应片检测,可动电磁线圈进行反馈定位。这是一个非常重要的概念,正是由于负反馈闭环机构的引入,保证了这个位移检测过程品质优良、平稳可调,使仪表可靠工作。这一特点是其它传感器不具备的。但是,仪表较大的体积、复杂的结构及维护工作量不适应生产现场需要,而需要更好的电动浮筒液位变送器。
    传感器与弹簧都遵循胡克定律,弹簧的变形是可视的,变化量以毫米计,而称重传感器的变形是不可视的微应变,一微应变是百万分之一的变化率,二者相差千、万倍!传感器满载应变量只有几千个微应变,它与弹簧必需通过恰当环节驳接,才能稳定工作。这说明杠杆、弹簧、传感器的驳接有问题,三者之间兼容范围小互相包容的范围太小,它组成的系统不稳定。
  弹簧的变化率包含了传感器的变化率,但传感器的变化率只占对方的千、分之几,仪表没有稳定工作点。弹簧的变量是长度,与杠杆位移刚好兼容,传感器测力时,受力端产生极微小位移,称为“挠度”,传感器技术指标中无叙述,可计算,量非常小,与弹簧位移相比只占百分之几,兼容范围很小。因此,不能用处理矢量机构的方式匹配称重传感器,而是要在传感器、杠杆、弹簧三者之间建立有效环节,处理好并保证液位-浮力-位移-应变顺利发生与传递。
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