第52卷第6期 2016年12月
石油化工自动化
AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRY
Vol, 52, No. 6 December,2016
浮筒液位变送器磁钢排列结构的改进
沈峰，陈博宇，栾晓东
（丹东耐能仪表电器有限公司，辽宁丹东118009）
摘要：对浮筒液位变送器的测量原理和计算方法进行了介绍，针对浮简液位变送器测量精度低的间题，对霜尔元件检测磁钢排列进行了改进，提高了浮简液位变送器的测量精度，对改进前后霍尔元件检测磁钢排列进行了对比，详细介绍了改进后磁钢
排列结构的优点，对浮简液位变送器的应用和选型损供借整。关键词：浮简液位变送器霍尔元件磁钢
中图分类号：TH816+.1
文献标志码：B
浮筒简液位变送器可用来控制和测量介质的液位、界位或密度，应用较为广泛，浮筒液位变送器是由浮力带动扭力管芯轴产生角度的变化，同时也改变了变送器中霍尔元件检测磁钢位移变化而输出信号。该信号经A/D转换器、微处理器、D/A转换器等处理，输出4~20mA模拟信号并叠加 HART信号，具有精度高、抗干扰能力强，远程组
态、监测、维护及校准等功能。 1浮筒液位变送器原理及计算
浮简液位变送器是由液位检测元件、霍尔变送器和毫伏毫安转换器组成。作为液位检测元件的内浮筒垂直地悬挂在杠杆的一端，杠杆的另一端与扭力管芯轴的一端垂直地连接在一起，并由固定在外壳上的支点所支撑。扭力管的另一端通过法兰固定在仪表外壳上，芯轴的另一端为自由端，用来输出角位移。
当液位为0时，浮简侵入液体中的深度为0，浮筒作用在杠杆上的力为
F。=W
(1)
式中：F。—浮筒作用在杠杆上转角最大时所受的力；W——浮简的重量。
作用在扭力管上的扭力矩为
M。= Fl
(2)
式中：M一-转角最大时作用在扭力管上的扭力矩；——浮筒中心到扭力管中心的距离。
此时扭力管产生的扭角6。最大，一般为7左右，6。与M。的关系为
32LM/πK(dzd,)=
32LF。l/πK(dz—d,)
(3)
式中：d;,dz-—扭力管的内径和外径；K-—转换系数；---扭力管所产生最大扭角；L——扭力
万方数据
文章编号：1007-7324(2016)06-0071-02 管的长度。
当液位为H时，浮筒的浸没深度为H--r，作用在杠杆上的力为
F, =W-A(H-r)Y 浮筒上移的距离；
式中：
A——浮筒的截面积。
(4)
液体的重度；
根据前面所述的变浮力法液位测量可知，正比于H，即：
r=k
式中：k—比例常数。所以式(4)可变为
F, =W-AH(1-k)
(5)(9)
式中：F—浮筒在位移x时作用在杠杆上的力。
此时作用在扭力管上的扭力矩为
M, =F,
(7)
式中：M,—浮简在位移x时作用在扭力管上的扭力矩。
扭力管产生的扭角：
6,=32LM,/K(d,-d,)=
32LF,l/K(d,d,)
(8)
式中：9,——浮简在位移时扭力管所产生的扭角。
随着液位的升高，扭力管产生的扭角将减小，在最高液位时，扭角最小，约为2°。
由式(8)减去式(3)得：
稿件收到日期：2016-07-28，修改稿收到日期：2016-09-22。作者简介：沈峰，男，辽宁丹东人，现就职于丹东耐能仪表电器有限公司，主要从事仅表开发及销售工作，任工程师。