JKN-200系列浮筒液位计知识解析

一、工作原理

浸在液体中的浮筒受到向下重力

，向上的浮力和向上的扭力管扭力的作用。当这三个力平衡时，浮筒就静止在某一位置。因为扭力管扭力的不同对带动扭芯转过不同的角度，经过角度传感器感知角度的变化来显示测量液（界）位的高度
。

二、公式推导

在浮筒的重力和不同浮力的合力与扭力管组成一个力矩
，该力矩迫使扭力管产生一个小角度的形变。扭力管中的扭芯在该形变的带动下转动一个角度θ。霍尔元件检测该角度的变化进而得到液（界）位的值。

浮筒的重力和不同浮力的合力与扭力管组成一个力矩为
：

公式1

T力矩Nm

L杠杆长mm

F浮筒重力与浮力的合力N

公式2

G扭力管材料的剪切模量

E扭力管材料的弹性模量

v扭力管材料的泊松比

公式3

极惯性矩

D扭力管外径mm

d扭力管内径mm

公式4

θ扭力管的偏转角度°

l扭力管长度mm

三、常见使用注意事项

（1）由以上公式综合得知当所受的合力最大时即液位计液位为零
、界位计全是轻介质时转角θ最大。合力最小时转角θ最小。即当浮筒从杠杆处掉落时显示量程最大值。浮筒破裂时，介质渗入浮筒内部，浮力逐渐减小
，显示量程逐渐趋向最小值。

（2）由以上公式可见，介质密度（差）稳定是浮筒液（界）位计测量精度主要保障之一
。另若介质较为黏稠，造成粘附在浮筒上

，根据介质和浮筒材质的密度不同
，将产生不同的测量误差。

（3）浮筒液（界）设计时按一般受到的最大合力为19.6N即液位计的浮筒重1kg设计
，此时扭力管的转角为4°左右。一般受到的最小合力为4.9N
，此时转角一般为1°
。转角差为3°左右。 不同厂商可能稍有不同

。

（4）当转角差小于1°时会导致浮筒无法使用
。不同厂商可能稍有不同。

（5）有些浮筒液位计能够通过标校在不换任何零部件的情况下变为界位计，此时由于受到的最大合力变小故最大偏转角变小
。最大合力与最小合力差比液位时小导致转角变化的角度差变小
，此时会影响浮筒的测量精确度。

（6）浮筒液（界）位计上法兰处会有限位螺栓或类似的限位装置
，此限位的是根据计算得出
，主要是为了防止在高液位时浮筒的抖动造成显示液位指示值的跳变。

（7）安装位置应避免强震动场合、强电磁干扰场合。安装垂直度一般不超过2mm/m。