• Представлена информация о различных преобразователях и датчиках физических величин, параметров различных физических процессов.
• Электрофизические свойства и эффекты в различных электротехнических материалах.
• Теория, экспериментальые результаты, практическое применение
Преобразователи, датчики, сенсоры - Информационный портал © 2011 - 2023 Использование материалов сайта возможно при размещении активной ссылки
Механические способы измерения уровня заполнения
Измерение уровня заполнения жидкости с помощью поплавка. Датчики
При помощи поплавка в качестве чувствительного элемента измеряют высоту уровня жидкости. Физический принцип измерения поясняется примером перемещения поплавка на поверхности жидкости (рис. 1).
русский / english
Главная >> Сила, давление >> Поплавковые датчики уровня заполнения жидкости. Измерение заполнения
Рис.1. Поплавковый метод измерения уровня заполнения жидкости
Установившееся равновесие сил на поплавке;
FA - FG + FR = 0;
FA = g(V1ρ1 + V2ρ2);
FG = gms,
где FA - подъемная сила; FG - сила тяжести поплавка; FR - реакция измерительного устройства; ρ1 и ρ2 плотности жидкости и воздуха соответственно.
Объем складывается из V1 + V2 = V, т. е. доли V1 в среде плотностью ρ1 и доли V2 в среде плотностью ρ2.
Важнейшими возмущающими факторами являются: FR, температура T, влияющая на ρ1 и, возможно, на ρ2; давление Р2, влияющее на ρ2.
Изменение глубины погружения H является причиной изменения частичных объемов:
ΔV1 = -ΔV2 = -AΔH
где A - площадь сечения поплавка.
Если в уравнение равновесия ввести в качестве частичного объема только V1, то при V2 = V - V1 получим:
g[V1(ρ1 - ρ2) + Vρ2] - gms + FR = 0.
Обычно ρ2 << ρ1, при этом получаем следующее упрощенное уравнение:
gV1ρ1 - gms + FR ≈ 0.
В качестве поплавков в датчиках применяют преимущественно полые шаровидные или сферо-цилиндрические тела, плотность которых меньше плотности жидкости, вследствие чего они могут плавать на ее поверхности. Изменение плотности жидкости или условий трения в системе передачи показаний датчика приводит к искажению результата измерения. Этот эффект проявляется в отношении высоты подъема тем менее, чем более плоской формой обладает поплавок датчика.
В простейшем случае поплавок датчика крепят к тросику или цепочке, перекинутым через ролик или зубчатое колесо. В этом случае измеренная величина передается механическим способом. Для обеспечения непрерывного функционирования датчика к другому концу тросика или цепочки крепят противовес.
При данном способе измерения уровня жидкости угол поворота ролика соответствует изменению уровня жидкости. Ось направляющего ролика можно соединить с ползуном потенциометра датчика, чтобы осуществить электрическую передачу измеренной величины.
Весьма прост механический способ передачи данных об уровне заполнения открытых резервуаров с помощью системы тросиков или в замкнутых резервуарах - с помощью ввода через сальник, если расстояния для передачи данных невелики.
Однако в большинстве случаев как в открытых, так и в замкнутых резервуарах в датчиках уровня применяют системы электрической передачи данных, особенно, если результат измерения поступает в вычислительное устройство.
Примером датчика уровня заполнения жидкости может служить автомобильный датчик уровня топлива (Рис. 2, 3). Здесь используется так называемый потенциометрический метод передачи информации об уровне жидкости (потенциометрический датчик уровня). Поплавок 1 механически связан с реостатом 2. Поплавок, перемещаясь соответственно уровню жидкости, механически перемещает ползунок потенциометра (реостата) 2. Таким образом, изменяется выходное электрическое сопротивление потенциометра (реостата), которое обрабатывается и выдается датчиком на соответствующий прибор показаний уровня топлива.
Смотрите также:
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, ДАТЧИКИ, СЕНСОРЫ
Информация, новости, реклама
